高中化學(xué)開放型實(shí)驗(yàn)題分析和探討

陳儀廉

【摘 要】開放型實(shí)驗(yàn)題是近年高考化學(xué)試卷中出現(xiàn)的一種新題型，這類試題的解答，要求考生具有開放性的思維品質(zhì)和能力，體現(xiàn)高考試題注重能力和素質(zhì)考查的方向。教育部考試中心命題負(fù)責(zé)人指出：“設(shè)置一定量的開放性試題，作為評(píng)價(jià)考生的知識(shí)面、思維發(fā)散度和敢于創(chuàng)新是十分必要的，這類試題對(duì)中學(xué)化學(xué)教學(xué)工作也將起到良好的導(dǎo)向作用。”

【關(guān)鍵詞】高中化學(xué) 實(shí)驗(yàn)題

這類試題考查學(xué)生的開放性思維品質(zhì)和能力，體現(xiàn)高考試題注重能力和素質(zhì)考查的要求。解答該類試題，要求學(xué)生開動(dòng)思維、廣泛聯(lián)想，多方面、多角度、多層面地進(jìn)行思考和解答。答題時(shí)，要注意以下三個(gè)方面：

第一、在整理和分析題目給出的信息時(shí)，要注意全面系統(tǒng)地整理信息，并與已有的知識(shí)系統(tǒng)取得聯(lián)系，充分挖掘信息的內(nèi)涵和外延，將數(shù)據(jù)、圖表、情境等信息進(jìn)行篩選、分解、轉(zhuǎn)換、重組，去粗取精，去偽存真，由表及里，抓住本質(zhì)。

第二、在利用信息進(jìn)行邏輯推理過程中，要注意進(jìn)行發(fā)散性思維，全方位、多角度、多層面地剖析，對(duì)一切可能結(jié)果作出科學(xué)預(yù)測(cè)和結(jié)論。開放性試題往往具有豐富多彩的答案，因此在處理此類問題時(shí)，要注意廣泛聯(lián)想。

第三、由于開放性試題存在多種答案，但只有一種屬于最優(yōu)化的方案。在答題時(shí)，要注意題目是否指定了“最佳”的要求。如果有這樣的要求，就必須對(duì)多樣的答案進(jìn)行逐一對(duì)比，根據(jù)原理正確、過程簡(jiǎn)單、操作方便、現(xiàn)象明顯、精度良好以及安全環(huán)保等要求，作出最佳（最優(yōu)化）的選擇。

[典型試題分析]

計(jì)算以下兩小題時(shí)，除必須應(yīng)用所有給出的數(shù)據(jù)外，還各缺少一個(gè)數(shù)據(jù)，指出該數(shù)據(jù)的名稱（分別以a和b表示），并列出計(jì)算式。

（1）在溫度為t℃和壓強(qiáng)為p Pa的情況下，19.5 g A與11.0 g B恰好完全反應(yīng)，生成固體C和3.00 L的D氣體，計(jì)算生成的C的質(zhì)量（m）。

缺少的數(shù)據(jù)是：___，計(jì)算式為：m=_____。

（2）0.48 g金屬鎂與10 mL鹽酸反應(yīng)，計(jì)算生成的H2在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積[V（H2）]。

缺少的數(shù)據(jù)是：______，計(jì)算式為：_______。

命題意圖：考查學(xué)生對(duì)缺少條件的判定及補(bǔ)充條件后的計(jì)算能力。

知識(shí)依托：質(zhì)量守恒定律、根據(jù)化學(xué)方程式的計(jì)算。

錯(cuò)解分析：忽視題干條件，補(bǔ)充出2個(gè)數(shù)據(jù)而出錯(cuò)；忽視氣體的密度與溫度等條件的關(guān)系，補(bǔ)充數(shù)據(jù)不補(bǔ)充數(shù)據(jù)存在的條件而出錯(cuò)；忽視所求V（H2）并不一定是在標(biāo)準(zhǔn)狀況之下，補(bǔ)充出n（H2）而出錯(cuò)。與題意不符。

解題思路：本題就解題內(nèi)容而言是兩個(gè)較簡(jiǎn)單的題目，它采用了新的設(shè)問方法，每小題給出的信息中都缺少一個(gè)數(shù)據(jù)，要求考生先找出缺少的數(shù)據(jù)，再列式計(jì)算。為了防止答案過于分散，作了兩項(xiàng)限制：①只準(zhǔn)補(bǔ)充一個(gè)數(shù)據(jù)；②必須用到其他所有已知的條件。這樣，可以避免考生將已知條件棄之不顧，而另外再設(shè)立若干條件，從而違背原題的立意。

第（1）小題給出反應(yīng)物A和B的質(zhì)量，以及氣體產(chǎn)物D的體積，要計(jì)計(jì)算產(chǎn)物C的質(zhì)量。由于該反應(yīng)不涉及具體物質(zhì)，因而不可能從反應(yīng)物和產(chǎn)物的物質(zhì)的量和摩爾質(zhì)量來計(jì)算，只能從反應(yīng)前后總質(zhì)量相等著手。反應(yīng)物的質(zhì)量是已知的，而對(duì)產(chǎn)物D，則只知道其體積，要求算它的質(zhì)量，必須知道該溫度（t℃）和壓強(qiáng)（p Pa）下氣體的密度。將D的體積乘以該密度即得D的質(zhì)量。

m（C）=m（A）+m（B）-m（D）。

第（2）小題要求計(jì)算反應(yīng)中生成的H2在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積。題中給出了金屬鎂的質(zhì)量和鹽酸的體積，可是僅有鹽酸的體積是無法確定其中HCl的質(zhì)量或物質(zhì)的量的，必須同時(shí)知道它的濃度（b mol·L-1）才行。

然而，即使補(bǔ)充了濃度，已知條件已經(jīng)齊備，但是要計(jì)算生成H2的體積，還需要先判定Mg和HCl何者過量。

若HCl過量：

則生成H2的體積應(yīng)根據(jù)鎂的量按下式計(jì)算：V（H2）=×22.4 L·mol-1

若金屬M(fèi)g過量：

則生成H2的體積應(yīng)根據(jù)HCl的量按下式計(jì)算： V（H2）=×22.4 L·mol-1

答案：（1）在t℃和p Pa下的氣體密度（a）

m（C）=19.5 g+11.0 g-3.00 L×a[或m（C）=30.5 g-3.00a L]

（2）鹽酸的物質(zhì)的量濃度（b mol·L-1）

V（H2）=×22.4 L·mol-1或V（H2）=×22.4L·mol-1

思維是認(rèn)識(shí)和解決問題的核心環(huán)節(jié)。高考中對(duì)思維能力的考查一直是擺在首要位置。良好的思維方式是一名優(yōu)秀考生應(yīng)具備的基本素質(zhì)。總之，在開放性問題解決的過程中全方位提高學(xué)生的素質(zhì)。開放性化學(xué)問題遷移了學(xué)生各方面的樂趣，使學(xué)生增強(qiáng)了學(xué)習(xí)化學(xué)的自信和興趣。開放性化學(xué)問題的教學(xué)形成了交流、討論的良好氛圍，改變了學(xué)生以個(gè)體為主的單向訓(xùn)練模式，出現(xiàn)了教師與學(xué)生之間，學(xué)生與學(xué)生之間的平等參與關(guān)系，教師面對(duì)學(xué)生提出的各種情境，一起討論和補(bǔ)充。教師和學(xué)生一起進(jìn)入問題情境，教師引導(dǎo)學(xué)生分析、比較，從中尋找方法、規(guī)律，強(qiáng)化了學(xué)生的主體意識(shí)，學(xué)生在"做"中懂，在"應(yīng)"中嘗，全方位地提高素質(zhì)。