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基于学科思维构建的试题讲评

 当以读书通世事 2023-10-21 发布于甘肃

      新高考改革以来,伴随着化学学科的赋分制而来的是试题难度的大提升。在这样的背景下学生靠刷题难以形成系统思维,最终造成事倍功半的不良后果。而如果利用好一些试题中所提供的素材,进行深度的提问、思考、讨论,可以较好地培养学生综合解决问题的能力,让学生从解题走向解决问题,实现能力跃迁。下面举两例说明:

例一:

利用热再生氨电池可实现CuSO4电镀废液的浓缩再生。电池装置如图所示,甲、乙两室均预加相同的CuSO4电镀废液,向甲室加入足量氨水后电池开始工作。下列说法错误的是
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本题难度不大,甚至可以利用选项之间的相互关系就可以得出答案选C,但如果结合试题所提供的一些关键字词,可以提出如下问题供尝试讨论和解决:
1。未加氨水前为何电池不会工作?
(左右两边电极和电解质溶液完全相同,没有电势差,无法自发发生电子转移)
2。加入氨水后电池工作是因为左侧生成铜氨离子,从氧化还原的角度来看,甲乙两室铜的性质相同吗?
(不相同,甲室由于氨水的存在,从铜失电子的平衡移动不难得到铜的还原性强于乙室的铜,因此甲室铜失电子,为负极)
3。根据上述讨论,不考虑装置其他目的,还可以怎样让甲室铜做负极?由此说明物质的氧化还原性与什么有关?
(加入氢氧根离子或者硫离子,使得铜离子沉淀,也可以增强其还原性,物质的氧化还原性与所处溶液有关)
4。隔膜需要让什么离子通过?为什么?
(隔膜需要让硫酸根离子通过,因为这样可以平衡甲乙两室的电荷,同时提高甲室中溶质的浓度,也就实现了浓缩)
5。从能量的角度来看,最终是什么能实现了硫酸铜的浓缩再生?该装置的能量转化关系是什么?
(最终是热能实现了硫酸铜的浓缩再生,总体的能量转化关系是热能转化为化学能,化学能转化为电能)
6。从物质转化的角度来看,该电池总过程的化学反应是什么?为什么会出现这种情况?什么装置中也会出现这种情况?
(该电池总过程无法写出化学反应,因电极反应加上热解反应里的反应物和生成物全部抵消了,因为该电池反应的本质是实现硫酸铜的浓缩,没有新的物质生成,类似的过程正是题目当中所提到的电镀)

例二:
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参考答案:
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(最后一行是平衡左移,促进晶体析出)
本题难度也不大,考察的都是物质制备型实验的基本问题。但联系教材硫酸四氨合铜的制备,可以提出如下问题进行讨论:
1。若要设计制备三氯六氨合钴,需要什么试剂?
(氯化钴、氨水)
2。根据上述试剂可能会出现什么问题?
(得到氢氧化钴沉淀)
3。三氯化钴不稳定,没有相关试剂,因此用二氯化钴制备,此时需要加入什么实现价态转化?
(氧化剂,本题中即为过氧化氢)
4。除了氨水,为何还要加入氯化铵?
(避免氨水与二氯化钴反应生成沉淀,同时降低溶液碱性,提高过氧化氢氧化能力)
5。如果只加入氯化铵,不加氨水可以吗?
(不可以,此时氨的浓度较低,难以形成配合物)
6。氨水和氯化铵加入的顺序应当怎样?
(先加入氯化铵,防止生成氢氧化物沉淀)
7。三氯化钴不稳定的原因在于三价钴有很强的氧化性,会氧化氯离子,为什么三氯六氨合钴则可以顺利制备?
(钴以六氨合钴离子的形式存在,氧化性减弱了)
8。加入浓盐酸获得晶体后,如何洗涤纯化?
(类比铜氨配合物的制备,可以使用乙醇洗涤,减小溶解损失同时利于干燥)

以上两题通过两个情境分别对非典型电化学问题和物质制备实验进行了系统性的拓展分析,通过思考、讨论相关问题,学生可完成模型认知和思维进阶,站在知识模块应用的整体框架下解决问题,而非填一个一个的空,也无需总结所谓的固定提问的套路(那样其实常常是有害的,容易形成思维定势,缺乏深度理解和创造性,也不符合高考评价体系的要求),这样无疑是磨刀不误砍柴工。

部分试题图片来源网络,侵删。

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