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为贯彻落实中考试题要“有利于实施素质教育,有利于中等学校选拔人才”的命题原则,近年来,在各地中考化学试题中,一类前所未有的新颖试题——开放性化学试题崭露头角。这类问题设问开放、过程探究、答案具有确定性,要求学生能灵活运用所学知识多角度思考、多层次分析、多方位解答,评定成绩时尊重学生的独立见解和创新意识,是一种具有“生命力”的好题型。
增加开放性试题的目的在于给同学们创造更广阔的思维空间,培养同学们的发散、收敛、创新思维能力,引导同学们灵活运用所学知识,从不同角度探索解决问题的方法。常见的开放性试题有如下几种:
一、物质鉴别题
此类题的特点是:把已知而未定的几种物质,根据它们的不同性质,用实验的方法区别开来。此时,实验操作可简可繁、物理、化学方法任意选择,一次鉴别、多次鉴别均可考虑。
例1有一些不法分子以铜锌合金(金黄色,俗称黄铜,铜锌保持各自化学性质)假冒黄金进行诈骗活动,请你设计一个实验,证明某黄色金属块是真金还是黄铜(要求:写出实验方法、实验步骤、实验现象和结论)。
解析:这是一道开放性物质鉴别题,答案具有多样性。对于相同的问题,可以从不同的角度、不同的思维访求,得出不同而又符合题目要求的答案。
方法一:取少量试样置于试管中,滴入少量稀盐酸(或稀硫酸),若有气泡产生,则原试样为黄铜;若不变色,则原试样为黄金。
方法二:取少量试样置于试管中,滴入少量硫酸铜溶液(或硝酸银溶液,或硝酸汞溶液),若试样表现有红色物质(或银白色物质)析出,则原试样为黄铜;若不变色,则原试样为黄金。
方法三:取少量试样,放在酒精灯火焰上灼烧,若变成黑色,则原样试样是黄铜;若不变色,则原试样是黄金。
方法四:取少量试样,用天平称其质量,用量筒和水测其体积,计算试样的密度。若试样的密度等于黄金的密度,则原试样为黄金;若小于黄金的密度,则原试样为黄铜。
方法五:取少量试样,用刻划法比较它们的硬度,硬度大的是黄铜;硬度小的是黄金。
二、结论开放型推断题
近年来,随着化学考试题型的改革,通常在简答题中出现的结论开放性试题,在物质推断题中也相继出现。
例2 有一包固体粉末,可能由CaCO3、Na2SO4、Na2CO3、CuSO4、BaCI2中的一种或几种组成。为确定其组成,现做如下实验:
(1)将此固体加到水中,得到白色沉淀,上层清液为无色。由此推断,该粉末中一定不含有。
(2)若向上述白色沉淀中加入足量稀硝酸,沉淀部分溶解。则该粉末中一定含有 。
(3)可能存在的物质有哪几种情况。
解析:本题是集物质的打断、检验、实验操作为一体的结论开放型推断题。该题(1)、(2)两问的解答难度不太大:由实验(1)固体加入水中,得到白色沉淀,上层清液为无色,可判断出固体中一定不含CuSO4;由实验(2)白色沉淀部分溶解于稀硝酸,可推断出沉淀中一定含有BaSO4和难溶性碳盐,再由BaCI2。第三问的结论具有一定的开放性,该问题解答对于同学们思维的缜密内向型,发散性提出了较高的要求。由于实验(2)中不溶性的碳酸盐沉淀有三种可能:一是CaCO3;二是BaCO3三是CaCO3和BaCO3混合物。因此,原固体粉末中可能含有的物质有三种情况:①CaCO3;②Na2CO3;③既有CaCO3又有Na2CO3 .
三、实验题
此类题目是利用化学基础知识和实验基本技能知识对比化学问题进行实验设计的,可以全国综合考查学生的化学知识、实验技能、逻辑思维能力、思维过程及书面表达能力。由于此类试题解题时可选择不同的实验方案进行验证,因此,具有较强的综合性和灵活性。
例3有体积相同的饱和食盐水、蒸馏水各一杯,请你设计三种简单合理的方法加以区别。
解析:这是一道实验方案设计题,又属于开放性试题。我们已经学过氯化钠和水的有关知识,如食盐水能导电,而蒸馏水不导电;食盐水中的氯化钠能和硝酸银反应生成氯化银沉淀,而蒸馏水不能;食盐水有咸味,而蒸馏水没有。依据两者在性质上的差异,可以从不同角度去鉴别。
①用AgNO3溶液来检验,有白色沉淀生成的液体则为食盐水;②同时降温,有晶体析出的液体即为食盐水;③同时加热蒸发,有白色晶体析出的液体即为食盐水;④蘸取液体品尝,有咸味的是食盐水;⑤用天平称量,质量大的是食盐水;⑥用密度计测量液体的密度,密度大的液体是食盐水;⑦将一木块放入液体中,木块浸入液体中体积小的液体是食盐水;⑧将一铁块系在弹簧测力计下浸入液体中,读数小的液体是食盐水;⑨做通电实验,能导电的液体是食盐水。
四、生活与环保题
面对日益恶化的生态环境、能源危机,中考试题中出现的一些有关环保的试题,可唤起学生关注社会、提高环保的意识,学生“保护地球——我们的家园”的社会责任感。对社会上出现的有损环保的现象加以评论,这样可以增强学生的评价能力和参与意识。例4近年来我国某些地区的河水发生较为严重的“水华”现象。“水华”系指人为地向水中投入生物所需的营养元素后,导致水中的藻类疯长、繁殖,并使水质恶化而产生腥臭味,造成鱼类死亡的现象。试回答:
(1)已知藻类的化学组成为C106H263O110N16P,则藻类的组成元素共有种 种,碳元素和氢元素的质量比于1(填“大”“小”或“等”),质量分数最大的元素是 元素。
(2)据藻类的化学组成可知工业废水和生活污水中导致藻类疯长的营养元素是。
(3)“水华”现象常发生在枯水期,而不常发生在汛期,其原因是 。
(4)请你从控制污染源头考虑,提出防止“水华”现象产生的一条措施 。
解析:根据藻类的化学组成及水的组成可知,导致藻类疯长的的营养元素是N和P;枯水期水量少,汛期水量大;水中的N、P元素主要来源于含磷洗衣粉、工业废水、生活污水等。本题答案:(1)5,大,氧;(2)N,P;(3)枯水期水量少,流速慢,水中N,P元素的质量分数大,有利于藻类的生长,而汛期的情况正好相反;(4)河流沿岸居民禁止使用含磷洗衣粉(或对工业废水、生活污水进行净化处理,消除其中的N,P等元素)。
五、实验评价题
实验评价题,是指对某一化学问题所设计的多种实验方案,要求同学们逐一评价各方案的合理性、可行性或优劣,并对评价的结果予以解释。
例5有三们同学,用下列三种方案制取氢气:
甲:Fe+HCI→H2乙:Zn+HCI→H2 丙:Mg+HCI→H2
你认为哪种方案最合理,并说明不选其他两种方案的理由。
解析:该题是一道很好的实验评价题。解答本题时应明确,评价一个实验方案设计的优劣的关键是:(1)实验原理是否正确;(2)所选药品、仪器、装置是否经济,实验现象是否明显。对本题来说:乙方案合理。甲方案中的铁虽然与酸反应产生H2,但反应速率太慢。丙方案中的镁价格较高,且反应速率太快,不易控制。
注:“本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文。”
增加开放性试题的目的在于给同学们创造更广阔的思维空间,培养同学们的发散、收敛、创新思维能力,引导同学们灵活运用所学知识,从不同角度探索解决问题的方法。常见的开放性试题有如下几种:
一、物质鉴别题
此类题的特点是:把已知而未定的几种物质,根据它们的不同性质,用实验的方法区别开来。此时,实验操作可简可繁、物理、化学方法任意选择,一次鉴别、多次鉴别均可考虑。
例1有一些不法分子以铜锌合金(金黄色,俗称黄铜,铜锌保持各自化学性质)假冒黄金进行诈骗活动,请你设计一个实验,证明某黄色金属块是真金还是黄铜(要求:写出实验方法、实验步骤、实验现象和结论)。
解析:这是一道开放性物质鉴别题,答案具有多样性。对于相同的问题,可以从不同的角度、不同的思维访求,得出不同而又符合题目要求的答案。
方法一:取少量试样置于试管中,滴入少量稀盐酸(或稀硫酸),若有气泡产生,则原试样为黄铜;若不变色,则原试样为黄金。
方法二:取少量试样置于试管中,滴入少量硫酸铜溶液(或硝酸银溶液,或硝酸汞溶液),若试样表现有红色物质(或银白色物质)析出,则原试样为黄铜;若不变色,则原试样为黄金。
方法三:取少量试样,放在酒精灯火焰上灼烧,若变成黑色,则原样试样是黄铜;若不变色,则原试样是黄金。
方法四:取少量试样,用天平称其质量,用量筒和水测其体积,计算试样的密度。若试样的密度等于黄金的密度,则原试样为黄金;若小于黄金的密度,则原试样为黄铜。
方法五:取少量试样,用刻划法比较它们的硬度,硬度大的是黄铜;硬度小的是黄金。
二、结论开放型推断题
近年来,随着化学考试题型的改革,通常在简答题中出现的结论开放性试题,在物质推断题中也相继出现。
例2 有一包固体粉末,可能由CaCO3、Na2SO4、Na2CO3、CuSO4、BaCI2中的一种或几种组成。为确定其组成,现做如下实验:
(1)将此固体加到水中,得到白色沉淀,上层清液为无色。由此推断,该粉末中一定不含有。
(2)若向上述白色沉淀中加入足量稀硝酸,沉淀部分溶解。则该粉末中一定含有 。
(3)可能存在的物质有哪几种情况。
解析:本题是集物质的打断、检验、实验操作为一体的结论开放型推断题。该题(1)、(2)两问的解答难度不太大:由实验(1)固体加入水中,得到白色沉淀,上层清液为无色,可判断出固体中一定不含CuSO4;由实验(2)白色沉淀部分溶解于稀硝酸,可推断出沉淀中一定含有BaSO4和难溶性碳盐,再由BaCI2。第三问的结论具有一定的开放性,该问题解答对于同学们思维的缜密内向型,发散性提出了较高的要求。由于实验(2)中不溶性的碳酸盐沉淀有三种可能:一是CaCO3;二是BaCO3三是CaCO3和BaCO3混合物。因此,原固体粉末中可能含有的物质有三种情况:①CaCO3;②Na2CO3;③既有CaCO3又有Na2CO3 .
三、实验题
此类题目是利用化学基础知识和实验基本技能知识对比化学问题进行实验设计的,可以全国综合考查学生的化学知识、实验技能、逻辑思维能力、思维过程及书面表达能力。由于此类试题解题时可选择不同的实验方案进行验证,因此,具有较强的综合性和灵活性。
例3有体积相同的饱和食盐水、蒸馏水各一杯,请你设计三种简单合理的方法加以区别。
解析:这是一道实验方案设计题,又属于开放性试题。我们已经学过氯化钠和水的有关知识,如食盐水能导电,而蒸馏水不导电;食盐水中的氯化钠能和硝酸银反应生成氯化银沉淀,而蒸馏水不能;食盐水有咸味,而蒸馏水没有。依据两者在性质上的差异,可以从不同角度去鉴别。
①用AgNO3溶液来检验,有白色沉淀生成的液体则为食盐水;②同时降温,有晶体析出的液体即为食盐水;③同时加热蒸发,有白色晶体析出的液体即为食盐水;④蘸取液体品尝,有咸味的是食盐水;⑤用天平称量,质量大的是食盐水;⑥用密度计测量液体的密度,密度大的液体是食盐水;⑦将一木块放入液体中,木块浸入液体中体积小的液体是食盐水;⑧将一铁块系在弹簧测力计下浸入液体中,读数小的液体是食盐水;⑨做通电实验,能导电的液体是食盐水。
四、生活与环保题
面对日益恶化的生态环境、能源危机,中考试题中出现的一些有关环保的试题,可唤起学生关注社会、提高环保的意识,学生“保护地球——我们的家园”的社会责任感。对社会上出现的有损环保的现象加以评论,这样可以增强学生的评价能力和参与意识。例4近年来我国某些地区的河水发生较为严重的“水华”现象。“水华”系指人为地向水中投入生物所需的营养元素后,导致水中的藻类疯长、繁殖,并使水质恶化而产生腥臭味,造成鱼类死亡的现象。试回答:
(1)已知藻类的化学组成为C106H263O110N16P,则藻类的组成元素共有种 种,碳元素和氢元素的质量比于1(填“大”“小”或“等”),质量分数最大的元素是 元素。
(2)据藻类的化学组成可知工业废水和生活污水中导致藻类疯长的营养元素是。
(3)“水华”现象常发生在枯水期,而不常发生在汛期,其原因是 。
(4)请你从控制污染源头考虑,提出防止“水华”现象产生的一条措施 。
解析:根据藻类的化学组成及水的组成可知,导致藻类疯长的的营养元素是N和P;枯水期水量少,汛期水量大;水中的N、P元素主要来源于含磷洗衣粉、工业废水、生活污水等。本题答案:(1)5,大,氧;(2)N,P;(3)枯水期水量少,流速慢,水中N,P元素的质量分数大,有利于藻类的生长,而汛期的情况正好相反;(4)河流沿岸居民禁止使用含磷洗衣粉(或对工业废水、生活污水进行净化处理,消除其中的N,P等元素)。
五、实验评价题
实验评价题,是指对某一化学问题所设计的多种实验方案,要求同学们逐一评价各方案的合理性、可行性或优劣,并对评价的结果予以解释。
例5有三们同学,用下列三种方案制取氢气:
甲:Fe+HCI→H2乙:Zn+HCI→H2 丙:Mg+HCI→H2
你认为哪种方案最合理,并说明不选其他两种方案的理由。
解析:该题是一道很好的实验评价题。解答本题时应明确,评价一个实验方案设计的优劣的关键是:(1)实验原理是否正确;(2)所选药品、仪器、装置是否经济,实验现象是否明显。对本题来说:乙方案合理。甲方案中的铁虽然与酸反应产生H2,但反应速率太慢。丙方案中的镁价格较高,且反应速率太快,不易控制。
注:“本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文。”