一道存疑背景下的高考探究性试题解析:试题探究

　　【摘要】 近年来新课改省市的化学高考题出现了许多以探究性实验为主要形式、考察学生实验操作、物质制备和实验设计能力的题目。这些以实验为背景的探究性试题,综合性强,形式灵活、新颖,要求考生必须认真、冷静地审题,密切联系所学过的知识和技能,全面细致地思考,灵活运用知识并能熟练掌握知识的类比、迁移、重组等方法技能,才能准确得分、减少失分。
　　【关键词】 高考 试题
　　【中图分类号】 G424 【文献标识码】 A 【文章编号】 1006-5962(2012)03(b)-0158-01
　　下面笔者就以2011年山东高考理综第29题为例,谈谈存疑背景下的探究性试题的解题思路。希望能给广大考生一些启发和帮助,为2012年的高考备考提供参考和借鉴。
　　2011山东29.(2)右图为钠硫高能电池的结构示意图,该电池的工作温度为320℃左右,电池反应为2Na+xS＝Na2Sx,正极的电极反应式为 。M(由Na2O和Al2O3制得)的两个作用是 。与铅蓄电池相比,当消耗相同质量的负极活性物质时,钠硫电池的理论放电量是铅蓄电池的 倍。
　　试题评析:本题以原电池装置为切入点,将学生熟悉的钠、硫元素及其化合物的性质整合起来,从科学研究的角度要求学生进行钠硫高能电池的定性定量分析,立意新,角度新,问法新,紧扣《化学1》、《化学2》、《化学反应原理》三个模块,突出反应原理的核心和元素化合物知识的主干,考察学生在存疑背景下使用所学化学知识和原理解答问题的能力,再现科学研究中最真实的探究情境,兼有检查新课程改革的落实情况之意。
　　问题一思路解析:认真读完题目后,结合电池结构图,考生应该能分析出本题主要是考查原电池原理。对“正极的电极反应”这个问题,考生也能根据氧化还原性与电子得失的关系判断出是硫原子得电子,但相当一部分同学忽视了电池反应产物Na2Sx与Na2S的差异,以至于把电极反应式写成 xS+2x—→2Sx—或xS+2xe—→Sx2—。之所以出现这样的错误,归根结底在于考生审题不认真,没有从本质上认清Na2Sx的真面目,没有认识到影响转移电子数目的关键因素在于Na而不是S的数目,故而易受题设信息干扰而产生错误判断。
　　根据钠作还原剂、失电子,硫作氧化剂、得电子,假如现在我们把2Na+S＝Na2S的反应设计成原电池,则电极反应式分别为:正极S+2e—→S2—;负极2Na→2Na++2e—。
　　对比两个电池反应及各自对应的负极的电极反应,我们很容易得出:两个电池反应的负极电极反应式相同。再用电池反应式减去负极的电极反应式就可得到正极的电极反应式,故有xS+2e—→Sx2—。
　　启示:建议同学们在遇到此类似曾相识的题目时,要认真对比现有题目和你做过的题目的异同,从熟悉的原型出发,找出题目间的区别与联系,再运用对比、类比、推理等方法来进行演绎,从不同角度去分析、尝试。
　　问题二评析:从原电池形成基本原理和条件出发,发问有些出乎意料,却又在情理之中,直击该原电池的核心,简直妙不可言。大多数考生被题目牵着鼻子走,直接去分析M的作用,思路跟着题目跳跃,受阻后无法重新组织思路,严重影响考生考试心理。
　　解析:我们可以换个思路,采用反证法,思考如果去掉M会对装置产生什么影响呢？
　　若去掉M,具有氧化性的硫和具有还原剂的钠会直接接触,钠将直接把电子转移给硫,立即发生氧化还原反应,不再有外电路导出电子、流经用电器后再交给硫的过程,此时图示装置就失去了把化学能转变为电能的作用,不能再作化学电源了。所以M的第一个作用是隔离(开)硫与钠,起到防止硫与钠直接接触的作用。
　　形成原电池的四个基本条件中有一条是:形成闭合回路。也就是说整个电路必须形成通路,电路中的所有原件都必须能导电。M由Na2O和Al2O3制得,属离子导体。故M的第二个作用是导电或作离子导体。
　　启示:遇到一些以新面孔出现、又与熟悉知识结合的题目,当无法直接判断或解释时,可展开逆向思维,迂回着从基本原理出发,层层推进。如本题中分析有M和去掉M时的不同,反向求证,即可知晓M的作用。
　　问题三评析:本题考察铅蓄电池组成和相关反应及化学计算。
　　思路解析:化学电源提供的电量与负极材料转移的电子数目有关,只需计算出在消耗相同质量的负极活性物质的条件下两种电池转移的电子数目之比。
　　由钠硫电池的电池反应2Na+xS＝Na2Sx可知负极消耗2molNa时转移2mol电子;由铅蓄电池的电池反应Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4,可知负极消耗1molPb时转移2mol电子。由题中“消耗相同质量的负极活性物质”提示,我们可计算出1molPb的质量和1molNa的质量。m(Pb)=1mol×207g·mol-=207g,若同样消耗Na质量为207g,则n(Na)=207g÷23g·mol-=9mol,即消耗相同质量(207g)的负极活性物质时,消耗Na 9mol时,转移9mole—,此时铅蓄电池消耗1molPb,转移2mole—,故钠硫电池的理论放电量是铅蓄电池的9/2倍,即4.5倍。
　　题目总体评价:该题在知识内容方面不为难考生,以学科基础知识为载体尽量考查考生的学科能力和素养,体现知识立意向能力立意的转变,区分度较高,是一道难得的好题。
　　启示:必须加强知识与实际生活、科学现象的联系,加深对知识的本质及知识间联系的认识、理解,扩展足够多的方法策略和程序性知识。对有一定存疑背景的题目,可尝试从不同角度思考分析,尝试运用迁移化归法、试错法、反证法、类比法等策略性方法,要多联系新旧知识,抓住核心知识、原理推导演绎,从而达到准确迅速解决问题的目的。