摘 要:以氯化亞銅為例,介紹利用網(wǎng)絡(luò)開放學(xué)術(shù)資源編創(chuàng)化學(xué)試題的方法,提升高三化學(xué)復(fù)習(xí)效率。
關(guān)鍵詞:網(wǎng)絡(luò)資源;命題方法;化學(xué)試題
隨著新課程改革的不斷深入,相應(yīng)的高考試卷也正在進(jìn)行著一系列的改革與創(chuàng)新。在2014全國(guó)新課標(biāo)卷I和全國(guó)新課標(biāo)卷II的理科綜合試卷中,第27題都是對(duì)中學(xué)生陌生的化學(xué)物質(zhì)(以下簡(jiǎn)稱“新物質(zhì)”)結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、制備及其用途進(jìn)行探究的無(wú)機(jī)綜合題,這種考法是化學(xué)學(xué)科高考改革的一個(gè)創(chuàng)新,是2015年高三化學(xué)復(fù)習(xí)必須要面對(duì)的一個(gè)難關(guān)。因?yàn)轭}型新穎,復(fù)習(xí)資料中對(duì)于這種考法的針對(duì)性訓(xùn)練素材還不多見,需要老師開發(fā)新的教學(xué)資源來(lái)解決這一問(wèn)題。
網(wǎng)絡(luò)開放學(xué)術(shù)資源是指在互聯(lián)網(wǎng)上可以免費(fèi)獲得的、具有學(xué)術(shù)研究?jī)r(jià)值的自然科學(xué)或社會(huì)科學(xué)領(lǐng)域的電子資源。OA圖書館、中國(guó)科技論文在線、國(guó)家科技圖書文獻(xiàn)中心、百度文庫(kù)、小木蟲論壇等網(wǎng)站中的學(xué)術(shù)知識(shí)或科技論文都是很好的化學(xué)資源,另外菁優(yōu)網(wǎng)等免費(fèi)的中學(xué)化學(xué)題庫(kù)性資源也很多。這些網(wǎng)絡(luò)資源中對(duì)中學(xué)化學(xué)具有直接借鑒意義的是科技文獻(xiàn)和各地優(yōu)質(zhì)模擬題,我們可以將這二者進(jìn)行整合,編創(chuàng)新穎的、特色鮮明的訓(xùn)練題目。本文以氯化亞銅為例介紹一種利用網(wǎng)絡(luò)開放學(xué)術(shù)資源編創(chuàng)針對(duì)性化學(xué)題目的方法,供大家參考。
一、原創(chuàng)題目
氯化亞銅(CuCl)是一種白色粉末,微溶于水,不溶于酒精,常用作有機(jī)合成催化劑,并用于顏料、防腐等工業(yè)。
(1)實(shí)驗(yàn)證明,熔融態(tài)氯化亞銅導(dǎo)電性很差,故氯化亞銅應(yīng)為(選填“離子”或“共價(jià)”)化合物,測(cè)得氣態(tài)氯化亞銅的相對(duì)分子質(zhì)量為198,故氣態(tài)氯化亞銅分子式為 。(注意:銅的相對(duì)原子質(zhì)量為63.5)
(2)潮濕的氯化亞銅露置于空氣中易被氧化為綠色的堿式鹽,該反應(yīng)化學(xué)方程式為 ,反應(yīng)中氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為 。
(3)工業(yè)上以含銅催化劑廢渣(主要成分為二氧化硅、銅、碳等)為原料制CuCl,流程示意圖如下:
回答下列問(wèn)題:
①“濾渣”的化學(xué)成分主要有 。
②“還原”階段,SO32-將Cu2+還原得[CuCl2]-,完成下列離子方程式。
□Cu2++□Cl-+□SO32-+□=[CuCl2]-+□+□H+
③在稀釋過(guò)程中存在下列兩個(gè)平衡:
ⅰ[CuCl2]-(aq)?葑CuCl(s)+Cl-(aq)K=2.32
ⅱCuCl(s)?葑Cu+(aq)+Cl-(aq)Ksp=1.2×10-6
當(dāng)[CuCl2]-完成轉(zhuǎn)化時(shí),c([CuCl2]-)≤1.0×10-5mol·L-1,溶液中c(Cu+)≥ 。
④獲得CuCl晶體需經(jīng)過(guò)濾、洗滌、干燥。洗滌時(shí),常用無(wú)水乙醇代替蒸餾水做洗滌劑的優(yōu)點(diǎn)是 (寫一點(diǎn))。
(4)俄羅斯常將鎂—氯化亞銅海水電池用于魚雷動(dòng)力上。該電池在海水中工作時(shí),正極有金屬析出,導(dǎo)電能力增強(qiáng),同時(shí)有少量氣泡產(chǎn)生,則正極的電極反應(yīng)式有 。
二、命題原則和思路
1.試題命制的原則和方法
互聯(lián)網(wǎng)雖然為我們提供了豐富的化學(xué)素材,但適用于中學(xué)教學(xué)的新物質(zhì)探究題既不能脫離教學(xué)實(shí)際,又不能囿于中學(xué)知識(shí)范疇,故建立在新物質(zhì)情境下的對(duì)中學(xué)化學(xué)重要知識(shí)、能力的考查才是最佳切入點(diǎn)。
氯化亞銅在生產(chǎn)生活中有重要作用,以氯化亞銅的相關(guān)知識(shí)進(jìn)行命題具有科學(xué)的真實(shí)性。中學(xué)化學(xué)中氯化銅較常見,但氯化亞銅屬于學(xué)生的未知知識(shí)領(lǐng)域,依據(jù)認(rèn)知心理學(xué)理論,對(duì)于氯化亞銅相關(guān)知識(shí)的探究應(yīng)該能夠激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。本題參照新課標(biāo)高考題的難度和考查模式,題目中共設(shè)置8~10個(gè)設(shè)問(wèn)點(diǎn),分別從組成、性質(zhì)、制備、用途等一系列問(wèn)題展開探究,從而考查學(xué)生的知識(shí)水平和思維能力。實(shí)際考試題目文字閱讀量不宜過(guò)大,故題目信息和設(shè)問(wèn)相互配合,引導(dǎo)學(xué)生思維脈絡(luò),使學(xué)生在解答問(wèn)題的同時(shí)體驗(yàn)“結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)、性質(zhì)決定用途”的化學(xué)核心思想,培養(yǎng)學(xué)生學(xué)以致用的創(chuàng)新能力。
2.試題命制的具體思路
設(shè)問(wèn)(1)(2)的相關(guān)知識(shí)取自百度百科。設(shè)問(wèn)(1)是對(duì)物質(zhì)組成和結(jié)構(gòu)的考查。熔融態(tài)氯化亞銅導(dǎo)電性很差說(shuō)明氯化亞銅應(yīng)為共價(jià)化合物;氣態(tài)氯化亞銅的相對(duì)分子質(zhì)量為198,故氣態(tài)氯化亞銅分子式為Cu2Cl2。設(shè)問(wèn)(2)從氧化還原反應(yīng)角度考查氯化亞銅的性質(zhì)。氯化亞銅中的銅為+1價(jià),易被空氣中的氧氣氧化,根據(jù)化學(xué)方程式4CuCl+O2+4H2O=2Cu(OH)2·CuCl2+2H2O可知氧化劑與還原劑物質(zhì)的量之比為1∶4。因堿式鹽在中學(xué)化學(xué)中并不常見,學(xué)生需要用堿式碳酸銅為模型進(jìn)行類比來(lái)解答,考查了學(xué)生的思維靈活性。
設(shè)問(wèn)(3)取自菁優(yōu)網(wǎng)的2014年福建寧德市模擬考試題。由工業(yè)流程圖信息可知,含銅催化劑廢渣中的二氧化硅和碳不能和稀鹽酸或次氯酸鈉反應(yīng),銅在酸性環(huán)境中被氧化成Cu2+,再被亞硫酸鈉還原為[CuCl2]-,SO32-被氧化成SO42-;由題干信息知CuCl微溶于水但難溶于乙醇,故溶液稀釋后獲得的CuCl晶體用無(wú)水乙醇洗滌既可減少損失又使產(chǎn)品易于干燥;在稀釋過(guò)程中,當(dāng)c([CuCl2]-)≤1.0×10-5mol·L-1時(shí),由平衡i的平衡常數(shù)K可求得c(Cl-)≤2.32×10-5,再由平衡ⅱ的Ksp求得溶液中c(Cu2+)≥=5.17×10-2mol·L-1。此設(shè)問(wèn)涉及化學(xué)實(shí)驗(yàn)、氧化還原反應(yīng)、電離平衡和沉淀溶解平衡等知識(shí),是對(duì)學(xué)生化學(xué)基本知識(shí)和綜合能力的考查,深度考查學(xué)生的邏輯推理能力和思維的嚴(yán)密性。
設(shè)問(wèn)(4)取自豆丁網(wǎng)的一篇題為“海水電池用鎂陽(yáng)極的研究與應(yīng)用”的科技論文。仿照高考真題的考查方法,本題以鎂—氯化亞銅海水電池為情境考查學(xué)生原電池原理和電極方程式書寫,目的在于引導(dǎo)學(xué)生學(xué)以致用,體現(xiàn)化學(xué)學(xué)科價(jià)值。
三、參考答案與評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)
(1)共價(jià)(1分)Cu2Cl2(1分)
(2)4CuCl+O2+4H2O=2Cu(OH)2·CuCl2+2H2O或
4CuCl+O2+4H2O=4Cu(OH)Cl+2H2O(2分)1∶4(1分)
(3)①SiO2、C(2分)
②2Cu2++4Cl-+1SO32-+1H2O=2[CuCl2]-+1SO42-+2H+(2分)
③5.17×10-2mol·L-1(2分)
④避免CuCl溶于水而損失(或產(chǎn)品易于干燥等其他合理答案)(1分)
(4)CuCl+e-=Cu+Cl-(2分)2H++2e-=H2↑(或2H2O+2e-=2OH-+H2↑)(1分)
作為新課程改革浪潮中的教師,在教學(xué)過(guò)程中認(rèn)真研究新課標(biāo)《考試說(shuō)明》和高考真題的變化趨勢(shì),對(duì)互聯(lián)網(wǎng)上的教育資源進(jìn)行合理篩選、整合、提煉和加工,依據(jù)高考命題原則創(chuàng)編有時(shí)代氣息的考試題目,能夠幫助教師開拓思維,有助于提高高三復(fù)習(xí)的針對(duì)性,取得更好的教學(xué)效果,對(duì)教師的專業(yè)成長(zhǎng)也具有積極意義。
參考文獻(xiàn):
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