摘要:利用蘇教版新教材《化學(xué)2》和《化學(xué)反應(yīng)原理》中關(guān)于“FeCl3溶液與KI溶液反應(yīng)限度”的實(shí)驗(yàn)探究為素材,結(jié)合教學(xué)內(nèi)容,命制了一道浙江高考理綜27題(化學(xué)反應(yīng)原理)的模擬題,并對(duì)命題和解題思路進(jìn)行了仔細(xì)深入的分析。
關(guān)鍵詞:化學(xué)反應(yīng)原理;原創(chuàng)題;溶液反應(yīng)
文章編號(hào):1005–6629(2013)10–0071–04 中圖分類號(hào):G633.8 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:B
1 素材
(1)蘇教版新教材《化學(xué)2》第32頁“活動(dòng)與探究”。已知FeCl3溶液與KI溶液能發(fā)生如下反應(yīng):2Fe3++2I-=2Fe2++I2,取5 mL 0.1 mol/L KI 溶液,滴加0.1 mol/L FeCl3溶液5~6滴,繼續(xù)加入2 mL CCl4溶液,充分振蕩。靜置后觀察到什么現(xiàn)象?取上層溶液,滴加KSCN溶液檢驗(yàn)是否還存在Fe3+。該實(shí)驗(yàn)說明了什么?
(2)教學(xué)中發(fā)現(xiàn)的問題與反思:課堂演示實(shí)驗(yàn)中,向上層清液中滴加KSCN溶液并無看到明顯的血紅色,引發(fā)思考[1]。
(3)教材《化學(xué)反應(yīng)原理》第60頁課后習(xí)題。
Fe3+和I-在水溶液中的反應(yīng)為:2Fe3++2I-=2Fe2++ I2。該反應(yīng)的平衡常數(shù)K的表達(dá)式為 。當(dāng)上述反應(yīng)達(dá)到平衡后,加入CCl4萃取I2,且溫度不變,上述平衡如何移動(dòng)?
作業(yè)反饋:K的表達(dá)式中遺漏了c(I2),引起重視。
(4)2009年普通高校招生統(tǒng)一考試福建卷(理綜)一道試題。
控制適合的條件,將反應(yīng)2Fe3++2I- 2Fe2++I2設(shè)計(jì)成如下圖所示的原電池。下列判斷不正確的是( )
A.反應(yīng)開始時(shí),乙中石墨電極上發(fā)生氧化反應(yīng)
B.反應(yīng)開始時(shí),甲中石墨電極上Fe3+被還原
C.電流計(jì)讀數(shù)為零時(shí),反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)
D.電流計(jì)讀數(shù)為零后,在甲中溶入FeCl2固體,乙中的石墨電極為負(fù)極
(5)《化學(xué)教學(xué)》2008(9)17~18:陳碧華.氯化鐵溶液與碘化鉀溶液反應(yīng)限度實(shí)驗(yàn)探究。
2 原創(chuàng)試題
(16分)常溫下,將FeCl3溶液和KI溶液混合,發(fā)生如下反應(yīng):
2Fe3++2I- 2Fe2++I2
ν(正)=k·cm(I-)·cn(Fe3+)(k為常數(shù))
為了證明FeCl3溶液和KI溶液的反應(yīng)存在一定限度,教材設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn):取5 mL 0.1 mol/L KI 溶液,滴加0.1 mol/L FeCl3溶液5~6滴,充分反應(yīng)后溶液呈黃褐色,加入2 mL CCl4溶液,振蕩后靜置,取上層溶液,滴加KSCN試劑,觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。
請(qǐng)根據(jù)以上信息回答下列問題:
(1)能夠證明反應(yīng)存在限度的現(xiàn)象是 。
加入四氯化碳的作用是 。
(2)甲同學(xué)按上述步驟進(jìn)行實(shí)驗(yàn),結(jié)果并未觀察到預(yù)期現(xiàn)象,推測(cè)可能原因是反應(yīng)后溶液中Fe3+濃度過低。為此,甲又做了下列對(duì)比實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)結(jié)果記錄如下[2]:
分析實(shí)驗(yàn)記錄,甲認(rèn)為導(dǎo)致Fe3+濃度過低的原因是 ;乙同學(xué)結(jié)合平衡移動(dòng)的知識(shí),認(rèn)為還有一個(gè)原因是 。
(3)該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式為 。
(4)已知改變I-、Fe3+的濃度,正反應(yīng)速率對(duì)應(yīng)數(shù)值如下表所示:
①能說明反應(yīng)達(dá)到平衡的標(biāo)志是 (填序號(hào))。
a.電流計(jì)讀數(shù)為零
b.電流計(jì)指針不再偏轉(zhuǎn)且不為零
c.電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)角度最大
②反應(yīng)達(dá)平衡后,向甲中加入適量FeCl2固體,此時(shí) (填“甲”或“乙”)中石墨電極為負(fù)極,對(duì)應(yīng)的電極反應(yīng)方程式為 。
3 命題思路
隨著課程改革中課程功能的轉(zhuǎn)變,化學(xué)試題的教學(xué)目標(biāo)、維度、功能也發(fā)生著根本性的轉(zhuǎn)變,化學(xué)試題不只是檢查學(xué)生知識(shí)和技能的掌握情況,更關(guān)注學(xué)生掌握知識(shí)和技能的過程與方法,以及與之相伴隨的情感態(tài)度與價(jià)值觀的形成,以使化學(xué)試題訓(xùn)練更好地發(fā)揮激勵(lì)作用、反饋?zhàn)饔煤驼{(diào)控作用[3]。筆者比較了浙江省近幾年高考理綜試題的選題特點(diǎn),對(duì)教材的回歸已成高考命制的趨勢(shì)[4],但就筆者的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)來看,學(xué)生對(duì)教材恰恰不重視,主要表現(xiàn)為脫離教材而一味追求試題訓(xùn)練。筆者根據(jù)實(shí)際教學(xué)情況和學(xué)生的作業(yè)錯(cuò)誤命制了此道試題,旨在引導(dǎo)學(xué)生在備考過程中要注意回歸教材。
3.1 命題意圖
(1)立足教材,尤其關(guān)注新增內(nèi)容(和老教材比較)。本題素材取自教材且為新增實(shí)驗(yàn),又由于是《化學(xué)2》中的演示實(shí)驗(yàn),按照現(xiàn)行的教學(xué)計(jì)劃,極容易被忽視。本題中的化學(xué)平衡常數(shù)為新增考點(diǎn),在近幾年的高考考查中都有涉及。
(2)突出能力,注重圖表和數(shù)據(jù)的獲取與處理能力,減少客觀題,增加主觀題,強(qiáng)調(diào)過程展示。2009年浙江高考理綜的27題有4張圖表,2010年的26題有兩張圖和兩個(gè)已知信息,2011年的27題有兩張圖,2012年的27題有4張圖表,而2013年的27題也有兩張圖,且2010年和2011年都要求列式計(jì)算,展現(xiàn)計(jì)算過程。本題在設(shè)計(jì)上安排了3張圖表和一個(gè)已知信息,考查學(xué)生的信息獲取和加工能力,并要求列式計(jì)算展示過程,注重語言組織和表達(dá),而不是簡(jiǎn)單的追求答案。
(3)加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)探究能力,注重實(shí)驗(yàn)體驗(yàn)。近幾年高考試題的另一個(gè)亮點(diǎn)是對(duì)學(xué)生探究能力的重視,本題以課堂演示實(shí)驗(yàn)中遇到的問題為背景,引導(dǎo)學(xué)生展開探究,體驗(yàn)實(shí)驗(yàn)過程。
(4)知識(shí)覆蓋面廣,重視基礎(chǔ)。本題知識(shí)涉及實(shí)驗(yàn)分析和探究、化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷、平衡移動(dòng)、化學(xué)平衡常數(shù)、圖表分析和處理、原電池工作原理等。
(5)具備選拔功能。本題在問題設(shè)計(jì)上起點(diǎn)低,緩慢上升,終點(diǎn)高度適宜,具備一定的區(qū)分度。第一空屬于容易題,使幾乎所有的學(xué)生都有一個(gè)好的開始,有利于學(xué)生更好地發(fā)揮水平,但隨后難度有所增加,得高分并不容易,但都不得分也不可能。
3.2 考點(diǎn)分布
本題是有關(guān)《化學(xué)反應(yīng)原理》的綜合題,對(duì)照考試說明主要考查如下知識(shí)點(diǎn):①能發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)、生活和化學(xué)實(shí)驗(yàn)研究中有意義的化學(xué)問題。②運(yùn)用圖表數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、解答化學(xué)問題的能力,以及運(yùn)用化學(xué)術(shù)語準(zhǔn)確表達(dá)、解釋的能力。③認(rèn)識(shí)反應(yīng)條件控制在化學(xué)實(shí)驗(yàn)研究中的意義。④正確復(fù)述的能力以及運(yùn)用所掌握的知識(shí)進(jìn)行必要的分析、類推或計(jì)算,解釋一些具體化學(xué)問題。⑤了解化學(xué)反應(yīng)的可逆性,了解化學(xué)平衡的建立,理解化學(xué)平衡常數(shù),理解外界條件對(duì)平衡移動(dòng)的影響。⑥了解原電池的工作原理和電極判斷,能寫出電極反應(yīng)和電池反應(yīng)方程式。
4 解題思路
(1)本小題主要考查題目的閱讀和信息提取能力。根據(jù)試題提供的實(shí)驗(yàn)信息,氯化鐵不足。證明反應(yīng)存在限度,可用KSCN溶液檢驗(yàn)Fe3+的存在,當(dāng)觀察到上層溶液呈血紅色則證明反應(yīng)存在限度。由于反應(yīng)后溶液呈黃褐色,直接滴加KSCN溶液易造成后續(xù)實(shí)驗(yàn)顏色觀察的干擾,因此需要通過萃取排除碘水的顏色干擾。
2Fe2+-2e-=2Fe3+或Fe2+-e-=Fe3+(2分)。
[得分點(diǎn)設(shè)計(jì)]反應(yīng)物、產(chǎn)物及電子得失都正確,但配平錯(cuò)誤扣1分。
6 反思
一道習(xí)題有沒有生命力,首先是不能有科學(xué)性錯(cuò)誤,其次是“適合性”、“前瞻性”、“發(fā)展性”,本題基本上兼顧這些方面[5]。
6.1 試題難點(diǎn)
根據(jù)學(xué)生的解題情況,試題難點(diǎn)統(tǒng)計(jì)如下:①分析四氯化碳的作用時(shí)往往只考慮到萃取,沒能進(jìn)一步解釋為什么要萃取。②本題中第(2)、(5)問,涉及到平衡移動(dòng)的綜合應(yīng)用問題,對(duì)學(xué)生分析問題的能力要求較高。③化學(xué)平衡常數(shù)中c(I2)的把握,在146個(gè)學(xué)生的答案統(tǒng)計(jì)中,有61個(gè)學(xué)生此題丟分,主要問題集中在漏寫c(I2)。④第(4)題要求學(xué)生善于轉(zhuǎn)換題意,比較I-濃度與Fe3+濃度對(duì)反應(yīng)速率的影響大小,實(shí)際就是比較m和n的大小,得出這一結(jié)論是本題解題的關(guān)鍵。
6.2 試題亮點(diǎn)
本題取材于教材,“立足于一個(gè)反應(yīng)體系,進(jìn)行立體化考查”,有廣度、有深度、有厚度。學(xué)生第一感覺普遍良好,起點(diǎn)較低,適合學(xué)生的口味,但要得高分并不容易,很好地體現(xiàn)了本試題的選拔功能,基本實(shí)現(xiàn)命題意圖,達(dá)到了預(yù)期的效果。從問題設(shè)置上,避開了教學(xué)中書本實(shí)驗(yàn)的常規(guī)問法,以不同的角度、側(cè)面、層次,對(duì)鐵離子和碘離子的反應(yīng)進(jìn)行全面探究。從實(shí)驗(yàn)流程上,保證了科學(xué)探究的完整性,由定性分析到定量計(jì)算,體現(xiàn)了題目具有發(fā)展性。本試題經(jīng)學(xué)生和教師使用之后,未發(fā)現(xiàn)明顯的錯(cuò)誤,答案也無爭(zhēng)議,并參加了本市舉行的青年教師素質(zhì)比武之原創(chuàng)試題編制比賽獲一等獎(jiǎng),得到一線教師的認(rèn)可。
6.3 教學(xué)啟示
參考文獻(xiàn):
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