由2013年北京理綜卷第28（3）題引發(fā)的探究和思考

摘要：對2013年高考北京理綜卷第28題（3）小題進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)探究和理論分析，得出了SO2與酸化AgNO3溶液反應(yīng)生成的白色沉淀主要為Ag2SO3的結(jié)論，提出在編制以實(shí)驗(yàn)事實(shí)為基礎(chǔ)的實(shí)驗(yàn)探究類試題時，不僅要凸顯化學(xué)學(xué)科的學(xué)科能力與學(xué)科價值，更需關(guān)注學(xué)生的認(rèn)知水平并尊重其邏輯推理能力。同時指出了SO3 2-對檢驗(yàn)Cl-過程中潛在的干擾作用。

關(guān)鍵詞：高考化學(xué)；SO2與漂粉精反應(yīng)實(shí)驗(yàn)；試題分析

文章編號：1005–6629（2014）7–0093–03 中圖分類號：G633.8 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B

（3）向水中持續(xù)通入SO2，未觀察到白霧。推測現(xiàn)象i的白霧由HC1小液滴形成，進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)：

a.用濕潤的碘化鉀淀粉試紙檢驗(yàn)白霧，無變化；

b.用酸化的AgNO3溶液檢驗(yàn)白霧，產(chǎn)生白色沉淀。

①實(shí)驗(yàn)a目的是 。

②由實(shí)驗(yàn)a、b不能判斷白霧中含有HC1，理由是 。

該題是一道基于實(shí)驗(yàn)事實(shí)創(chuàng)設(shè)問題情境的實(shí)驗(yàn)探究題，涉及以氯和硫元素為代表的典型非金屬元素性質(zhì)和相關(guān)原理知識，重點(diǎn)考查了考生“對化學(xué)現(xiàn)象提出科學(xué)合理的解釋”的能力。由a的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象說明白霧中不存在Cl2，進(jìn)而排除其對b實(shí)驗(yàn)的干擾。b實(shí)驗(yàn)中用酸化的AgNO3溶液檢驗(yàn)白霧，能產(chǎn)生白色沉淀，考生會首先想到白霧中存在HC1，但②給出的結(jié)論明確“由實(shí)驗(yàn)a、b不能判斷白霧中含有HC1”，引導(dǎo)考生重新思考“白霧中還可能有什么成分會導(dǎo)致白色沉淀的出現(xiàn)？”從而提出“SO2與酸化的AgNO3溶液反應(yīng)產(chǎn)生白色沉淀”的解釋。命題者的意圖顯然并非是想考查有關(guān)“SO2與酸化的AgNO3溶液反應(yīng)”的知識（這一知識也不在課程標(biāo)準(zhǔn)和考試大綱的范圍內(nèi)），而重在考查考生在解決簡單化學(xué)問題的過程中，運(yùn)用科學(xué)的方法，對化學(xué)現(xiàn)象提出合理解釋的能力，要求考生經(jīng)歷從觀察、比較、分析到推理、判斷、論證等思維過程，體現(xiàn)思維的縝密性、靈活性、批判性和創(chuàng)新性[1]。這從試題給出的參考答案“SO2可與酸化的AgNO3溶液反應(yīng)產(chǎn)生白色沉淀”，而不要求具體回答出沉淀成分即可看出。但從元素性質(zhì)的角度看，SO2與酸化的AgNO3溶液能否反應(yīng)產(chǎn)生白色沉淀以及該沉淀究竟是什么？仍需進(jìn)一步明確。

筆者在與部分高中化學(xué)教師就上述問題進(jìn)行交流時發(fā)現(xiàn)，幾乎所有受訪教師都認(rèn)為SO2與酸化的AgNO3溶液反應(yīng)時，SO2會被氧化，若生成沉淀應(yīng)該是Ag2SO4沉淀；還有一部分教師對“SO2與酸化的AgNO3溶液是否能生成白色沉淀”產(chǎn)生質(zhì)疑，認(rèn)為Ag2SO4會溶于酸；沒有一名受訪教師認(rèn)為生成的沉淀可能是Ag2SO3。網(wǎng)絡(luò)上對該題較典型的一種解釋也是“SO2可以被HNO3（酸化的AgNO3溶液）氧化為H2SO4，故SO2與酸化的AgNO3溶液反應(yīng)生成白色沉淀Ag2SO4”[2]，市面上很多流傳甚廣的教輔也認(rèn)為得到的是Ag2SO4沉淀[3，4]。

那么，SO2與酸化的AgNO3溶液能否反應(yīng)生成白色沉淀？若生成沉淀是否就是老師們普遍認(rèn)為的Ag2SO4呢？筆者對此進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)探究和分析。

2 實(shí)驗(yàn)探究

實(shí)驗(yàn)1 A、B、C三支試管中分別裝有2% AgNO3溶液2mL，B試管中滴加1滴濃硝酸酸化，C試管中滴加10滴濃硝酸酸化，分別向三支試管中通入SO2氣體，三支試管中都立即生成大量白色沉淀，沉淀很快從溶液中分離，上部溶液澄清。其中A試管底部沉淀略顯灰色；C試管中沉淀量較A、B試管中的沉淀量略少。

實(shí)驗(yàn)2 取2mL SO2飽和水溶液，向其中滴入1滴2% AgNO3溶液，立即產(chǎn)生大量白色沉淀。

實(shí)驗(yàn)3 取2mL SO2飽和水溶液，先向其中滴入1mL濃硝酸，充分振蕩，此時試管上部有紅棕色氣體產(chǎn)生；一段時間后再加入1滴2% AgNO3溶液，振蕩后無沉淀產(chǎn)生。

實(shí)驗(yàn)4 取1：5和1：10的硫酸溶液各1mL，分別逐滴加入2% AgNO3溶液至約2mL，均無沉淀生成。

實(shí)驗(yàn)5 將實(shí)驗(yàn)1所得三份沉淀，分別加水洗滌并濾去上層清液，再各滴加6滴濃硝酸，試管上部有明顯紅棕色氣體，沉淀溶解得到澄清溶液。再將實(shí)驗(yàn)2所得三份沉淀，同上述操作，現(xiàn)象相同。

實(shí)驗(yàn)6 用飽和Na2SO4溶液和10% AgNO3溶液制得Ag2SO4沉淀，向沉淀中加入濃硝酸并振蕩，沉淀逐漸溶解得到澄清溶液（無紅棕色氣體產(chǎn)生）。

實(shí)驗(yàn)7 取實(shí)驗(yàn)1所得三份沉淀，分別加入飽和Na2SO3溶液并振蕩，沉淀逐漸溶解得到澄清溶液。

實(shí)驗(yàn)8 取2mL 10% AgNO3溶液于試管中，滴加飽和Na2SO4溶液直到沉淀不再繼續(xù)增加，靜置后，再向其中逐滴加入飽和Na2SO3溶液，上層清液中立即出現(xiàn)大量白色渾濁，繼續(xù)滴加飽和Na2SO3溶液并振蕩，沉淀逐漸溶解。

實(shí)驗(yàn)9 向2mL 0.1mol/L的Na2SO3溶液中滴加2mL 2% AgNO3溶液，立即產(chǎn)生大量白色沉淀，將所得沉淀分兩份，分別向其中滴加1：5和1：3的硝酸約2mL，充分振蕩，前者沉淀不溶，后者沉淀溶解。

3 解釋與分析

實(shí)驗(yàn)1現(xiàn)象說明：SO2與不同程度酸化的AgNO3溶液確實(shí)能發(fā)生反應(yīng)而生成白色沉淀。那么生成的白色沉淀的成分究竟是什么？

查閱蘭氏手冊[5]：室溫時，Ksp（Ag2SO4）=1.4×10-5；Ksp（Ag2SO3）=1.5×10-14。Ag2SO3的溶度積遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于Ag2SO4的，說明Ag2SO3更易于生成。相關(guān)文獻(xiàn)也顯示[6]：將二氧化硫通入硝酸銀溶液中，可制得白色的亞硫酸銀沉淀，即發(fā)生反應(yīng)：SO2+H2O+2AgNO3=Ag2SO3↓+ 2HNO3。

4 結(jié)論

SO2與AgNO3溶液的反應(yīng)較復(fù)雜，加入硝酸酸化時，得到的沉淀仍主要為Ag2SO3。

5 兩點(diǎn)思考

5.1 對編制實(shí)驗(yàn)探究類試題的思考

近年來，各地高考試題中出現(xiàn)了越來越多的基于實(shí)驗(yàn)事實(shí)的實(shí)驗(yàn)探究題，這對于引導(dǎo)中學(xué)化學(xué)教學(xué)注重實(shí)驗(yàn)和科學(xué)探究思想起到了積極的推動作用。該題就是圍繞SO2與漂粉精的反應(yīng)事實(shí)展開問題設(shè)計的，尤其是（3）對于考查考生“對化學(xué)現(xiàn)象提出科學(xué)合理的解釋”的能力上做出了有益的嘗試和創(chuàng)新。但從學(xué)生的角度分析，在解決該問題時即使想到了可能是SO2與酸化的AgNO3溶液反應(yīng)生成沉淀，也必然會思考其反應(yīng)原理，推測沉淀是什么？基于學(xué)生的認(rèn)知水平，很容易認(rèn)為是Ag2SO4。筆者對數(shù)十位2014屆高三學(xué)生的測試和訪談后得到的反饋是：一些學(xué)生（尤其是優(yōu)秀學(xué)生）的回答是“SO2與酸化的AgNO3溶液反應(yīng)會生成白色的Ag2SO4沉淀”，這樣的回答應(yīng)該是基本達(dá)到命題者的命題意圖（即根據(jù)題給的結(jié)論“由實(shí)驗(yàn)a、b不能判斷白霧中含有HC1”推斷另有物質(zhì)和AgNO3溶液反應(yīng)生成沉淀），但認(rèn)為白色沉淀是Ag2SO4，顯然與實(shí)驗(yàn)事實(shí)不符。因此，在編制以實(shí)驗(yàn)事實(shí)為基礎(chǔ)的實(shí)驗(yàn)探究類試題時，不僅要凸顯化學(xué)學(xué)科的學(xué)科能力與學(xué)科價值，同時更需關(guān)注學(xué)生的認(rèn)知水平并尊重其邏輯推理，以對化學(xué)教學(xué)產(chǎn)生積極的導(dǎo)向作用[13]。

5.2 SO3

2-對檢驗(yàn)Cl-過程中潛在的干擾作用

由于Ksp（Ag2SO3）較小和Ag2SO3在一定濃度稀硝酸中能存在的實(shí)驗(yàn)事實(shí)，當(dāng)某溶液中存在較大濃度SO3

2-或者是加入酸化的硝酸濃度較低時（如實(shí)驗(yàn)9中0.1 mol/L的Na2SO3溶液中加入AgNO3溶液生成沉淀后，再加入1：5的稀硝酸時），將會對Cl-的檢驗(yàn)起到一定的干擾作用。當(dāng)然，Ag2SO3究竟能溶于多大濃度硝酸？以及硝酸濃度對溶解Ag2SO3速率的具體影響有多大，還有待于進(jìn)一步的研究。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉雅莉. 2013年北京市高考化學(xué)試題特色[J].化學(xué)教學(xué)，2014，（3）：76.

[2] http：//wenku.baidu.com/view/090b9a66336c1eb91a375d99. html.

[3]梁紅. 2013全國高考真題超詳解[M].西安：陜西科學(xué)技術(shù)出版社，2013：33.

[4]天利全國考試命題中心.2013年全國各省市高考試題匯編全解[M].拉薩：西藏人民出版社，2013.

[5][8] Dean J A.蘭氏化學(xué)手冊（第一版）[M].北京：科學(xué)出版社，1991：5～9；10～5.

[6][10]張青蓮主編.無機(jī)化學(xué)叢書（第六卷）[M].北京：科學(xué)出版社，1995：576～577.

[7]北京師范大學(xué)等無機(jī)化學(xué)教研室等編.無機(jī)化學(xué)（下）[M].北京：高等教育出版社，2003：501.

[9]馬輝等.亞硫酸鈉從含銀廢液中還原銀的研究[J].貴金屬，2009，（2）：6～11.

[11]盧昌柱. SO42-是否會對Cl-的檢驗(yàn)產(chǎn)生干擾作用[J].中學(xué)化學(xué)教學(xué)參考，2013，（9）：72.

[12]黃新階，姚志紅.硫酸根離子和氯離子檢驗(yàn)問題的實(shí)證研究[J].中小學(xué)實(shí)驗(yàn)與裝備，2013，（2）：3.

[13]任紅艷，吳瓊.由一道高考化學(xué)試題想到的[J].化學(xué)教學(xué)，2012，（12）：61～62.

5.1 對編制實(shí)驗(yàn)探究類試題的思考

近年來，各地高考試題中出現(xiàn)了越來越多的基于實(shí)驗(yàn)事實(shí)的實(shí)驗(yàn)探究題，這對于引導(dǎo)中學(xué)化學(xué)教學(xué)注重實(shí)驗(yàn)和科學(xué)探究思想起到了積極的推動作用。該題就是圍繞SO2與漂粉精的反應(yīng)事實(shí)展開問題設(shè)計的，尤其是（3）對于考查考生“對化學(xué)現(xiàn)象提出科學(xué)合理的解釋”的能力上做出了有益的嘗試和創(chuàng)新。但從學(xué)生的角度分析，在解決該問題時即使想到了可能是SO2與酸化的AgNO3溶液反應(yīng)生成沉淀，也必然會思考其反應(yīng)原理，推測沉淀是什么？基于學(xué)生的認(rèn)知水平，很容易認(rèn)為是Ag2SO4。筆者對數(shù)十位2014屆高三學(xué)生的測試和訪談后得到的反饋是：一些學(xué)生（尤其是優(yōu)秀學(xué)生）的回答是“SO2與酸化的AgNO3溶液反應(yīng)會生成白色的Ag2SO4沉淀”，這樣的回答應(yīng)該是基本達(dá)到命題者的命題意圖（即根據(jù)題給的結(jié)論“由實(shí)驗(yàn)a、b不能判斷白霧中含有HC1”推斷另有物質(zhì)和AgNO3溶液反應(yīng)生成沉淀），但認(rèn)為白色沉淀是Ag2SO4，顯然與實(shí)驗(yàn)事實(shí)不符。因此，在編制以實(shí)驗(yàn)事實(shí)為基礎(chǔ)的實(shí)驗(yàn)探究類試題時，不僅要凸顯化學(xué)學(xué)科的學(xué)科能力與學(xué)科價值，同時更需關(guān)注學(xué)生的認(rèn)知水平并尊重其邏輯推理，以對化學(xué)教學(xué)產(chǎn)生積極的導(dǎo)向作用[13]。

5.2 SO3

2-對檢驗(yàn)Cl-過程中潛在的干擾作用

由于Ksp（Ag2SO3）較小和Ag2SO3在一定濃度稀硝酸中能存在的實(shí)驗(yàn)事實(shí)，當(dāng)某溶液中存在較大濃度SO3

2-或者是加入酸化的硝酸濃度較低時（如實(shí)驗(yàn)9中0.1 mol/L的Na2SO3溶液中加入AgNO3溶液生成沉淀后，再加入1：5的稀硝酸時），將會對Cl-的檢驗(yàn)起到一定的干擾作用。當(dāng)然，Ag2SO3究竟能溶于多大濃度硝酸？以及硝酸濃度對溶解Ag2SO3速率的具體影響有多大，還有待于進(jìn)一步的研究。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉雅莉. 2013年北京市高考化學(xué)試題特色[J].化學(xué)教學(xué)，2014，（3）：76.

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[9]馬輝等.亞硫酸鈉從含銀廢液中還原銀的研究[J].貴金屬，2009，（2）：6～11.

[11]盧昌柱. SO42-是否會對Cl-的檢驗(yàn)產(chǎn)生干擾作用[J].中學(xué)化學(xué)教學(xué)參考，2013，（9）：72.

[12]黃新階，姚志紅.硫酸根離子和氯離子檢驗(yàn)問題的實(shí)證研究[J].中小學(xué)實(shí)驗(yàn)與裝備，2013，（2）：3.

[13]任紅艷，吳瓊.由一道高考化學(xué)試題想到的[J].化學(xué)教學(xué)，2012，（12）：61～62.

5.1 對編制實(shí)驗(yàn)探究類試題的思考

近年來，各地高考試題中出現(xiàn)了越來越多的基于實(shí)驗(yàn)事實(shí)的實(shí)驗(yàn)探究題，這對于引導(dǎo)中學(xué)化學(xué)教學(xué)注重實(shí)驗(yàn)和科學(xué)探究思想起到了積極的推動作用。該題就是圍繞SO2與漂粉精的反應(yīng)事實(shí)展開問題設(shè)計的，尤其是（3）對于考查考生“對化學(xué)現(xiàn)象提出科學(xué)合理的解釋”的能力上做出了有益的嘗試和創(chuàng)新。但從學(xué)生的角度分析，在解決該問題時即使想到了可能是SO2與酸化的AgNO3溶液反應(yīng)生成沉淀，也必然會思考其反應(yīng)原理，推測沉淀是什么？基于學(xué)生的認(rèn)知水平，很容易認(rèn)為是Ag2SO4。筆者對數(shù)十位2014屆高三學(xué)生的測試和訪談后得到的反饋是：一些學(xué)生（尤其是優(yōu)秀學(xué)生）的回答是“SO2與酸化的AgNO3溶液反應(yīng)會生成白色的Ag2SO4沉淀”，這樣的回答應(yīng)該是基本達(dá)到命題者的命題意圖（即根據(jù)題給的結(jié)論“由實(shí)驗(yàn)a、b不能判斷白霧中含有HC1”推斷另有物質(zhì)和AgNO3溶液反應(yīng)生成沉淀），但認(rèn)為白色沉淀是Ag2SO4，顯然與實(shí)驗(yàn)事實(shí)不符。因此，在編制以實(shí)驗(yàn)事實(shí)為基礎(chǔ)的實(shí)驗(yàn)探究類試題時，不僅要凸顯化學(xué)學(xué)科的學(xué)科能力與學(xué)科價值，同時更需關(guān)注學(xué)生的認(rèn)知水平并尊重其邏輯推理，以對化學(xué)教學(xué)產(chǎn)生積極的導(dǎo)向作用[13]。

5.2 SO3

2-對檢驗(yàn)Cl-過程中潛在的干擾作用

由于Ksp（Ag2SO3）較小和Ag2SO3在一定濃度稀硝酸中能存在的實(shí)驗(yàn)事實(shí)，當(dāng)某溶液中存在較大濃度SO3

2-或者是加入酸化的硝酸濃度較低時（如實(shí)驗(yàn)9中0.1 mol/L的Na2SO3溶液中加入AgNO3溶液生成沉淀后，再加入1：5的稀硝酸時），將會對Cl-的檢驗(yàn)起到一定的干擾作用。當(dāng)然，Ag2SO3究竟能溶于多大濃度硝酸？以及硝酸濃度對溶解Ag2SO3速率的具體影響有多大，還有待于進(jìn)一步的研究。

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[9]馬輝等.亞硫酸鈉從含銀廢液中還原銀的研究[J].貴金屬，2009，（2）：6～11.

[11]盧昌柱. SO42-是否會對Cl-的檢驗(yàn)產(chǎn)生干擾作用[J].中學(xué)化學(xué)教學(xué)參考，2013，（9）：72.

[12]黃新階，姚志紅.硫酸根離子和氯離子檢驗(yàn)問題的實(shí)證研究[J].中小學(xué)實(shí)驗(yàn)與裝備，2013，（2）：3.

[13]任紅艷，吳瓊.由一道高考化學(xué)試題想到的[J].化學(xué)教學(xué)，2012，（12）：61～62.