一道全国卷Ⅱ高考试题引发的思考

2017-12-14 01:39陈仕功张旭东
教学考试(高考化学) 2017年6期
关键词:溶解氧水样考查

陈仕功 张旭东

江苏

一道全国卷Ⅱ高考试题引发的思考

陈仕功 张旭东

溶解氧是指溶解在水里氧的量,通常记作DO,用每升水里氧气的毫克数表示。水样中溶解氧的测定是高考中经典考点,2017年全国卷Ⅱ第28题考查用碘量法测定学校周边河水中的溶解氧。应该说考生对此知识点不陌生,是已有知识的重新包装,如(2016江苏)测定加过一定量CaO2·8H2O的池塘水样中的溶解氧、(2016天津)测定水样的DO,并判断作为饮用水源,是否达标。基于上述情况,笔者对2017年全国卷Ⅱ第28题做了一些思考和分析。

一、纵看变化横找关联

2017年全国范围高考化学试题共有8套试卷,都注重素养立意的考查,要求考生能运用化学原理、观念和方法解释生活中的现象和解决生活中与化学相关的问题,培养解决陌生、复杂甚至不可预测的问题的能力。8套试卷有其基本点和共性,高考复习可以迁移和借鉴。

1.纵看变化,聚焦三重表征

近三年全国卷Ⅱ第28题统计见下表:

年度题号空格数考查内容知识点20152810二氧化氯制备及相关性质二氧化氯制备、测定、除杂、氧化性比较2016289实验探究Fe2+、Fe3+的性质离子方程式、试剂保存、离子鉴定、盐类水解、抗氧化措施2017287碘量法测定学校周边河水的溶解氧化学方程式、溶液的配制、氧化还原滴定及计算、误差分析、样品取样

[复习启示]三年来考查的内容都是在已知模块进行广度拓展、深度加工;难度增加但不超出“课程标准”,因而高考复习过程中对某个知识点不需要无限制地深挖洞;知识点多,但没有增加学业负担,复习没必要过度刷题广积粮,而是去伪取真,抓问题的本质,达到举一反三的效果。重点知识点突出讲,如方程式的书写、微粒性质的强弱比较,实验的基本操作如氧化还原滴定、溶液配制及保存、误差分析等。

2.横找关联,模拟正向迁移

2016年部分省市高考试题统计见下表:

区域题号空格考查内容知识点江苏183+微计算过氧化钙制备及性质运用过氧化钙制备、化学性质、溶解氧测定原理及相关计算天津99物质含量的测定、滴定实验及计算溶液配制、化学方程式配平、滴定原理、数据处理、误差分析全国Ⅲ2610过氧化钙制备制备原理、洗涤、过滤、优劣比较全国Ⅱ369双氧水的制备反应原理、流程分析、浓度测定

[复习启示]高三复习不能仅聚焦本省市高考,还应研究其他省份高考试题,实现知识的正向迁移与开发利用,水中溶解氧的测定在江苏和天津试卷中都以大题的形式呈现,虽然背景不同,以过氧化钙或生活饮用水源的DO为考查出发点,但最终落脚点是一样的,考查与溶解氧相关的氧化还原滴定。同时,此类试题的考查都体现“化学走向生活”思想,实实在在解决身边的问题;同时倡导绿色化学的理念,从生活中培养学生科学精神和社会责任意识。

二、注重双基,着力证据推理和模型认知

碘量法是以I2作氧化剂或以I-作还原剂进行氧化还原滴定的一种分析方法。I2是一种较弱的氧化剂,能与较强的还原剂作用,而I-是一个中等强度的还原剂,能与氧化剂作用,因此碘量法分为直接碘量法和间接碘量法,主要以间接碘量法为主。

制备Fe(OH)2沉淀的操作:在试管里加入少量新制备的FeSO4溶液,再向其中滴入几滴煤油,用胶头滴管吸取NaOH溶液,将滴管尖端插入试管里溶液液面下,逐滴滴入NaOH溶液。配制用的蒸馏水必须煮沸,除去溶解于其中的氧气。借助制备Fe(OH)2的认知模型,迁移到Na2S2O3溶液的配制,蒸馏水需煮沸的目的也就清晰了;Na2S2O3中硫元素呈+2价,具有还原性,易被氧气氧化,验证了题干中的“Na2S2O3溶液不稳定,使用前需标定”的缘由。

借助书本的酸碱中和滴定的误差分析模型,推理滴定完成后,滴定管尖嘴处留有气泡,测得消耗Na2S2O3的用量偏少,导致测量结果偏小。

[复习启示]以滴定为主题,实施主题式复习:由点(碘量法测水中的溶解氧)到线(KMnO4滴定、K2Cr2O7滴定等系列氧化还原滴定法);由线(氧化还原滴定法)到面(各种类型滴定法)。

运用络合滴定测定样品纯度,例如Ca2+试液:用乙二胺(EDTA)标准溶液直接测定;Al3+试液:加过量EDTA标准溶液完全反应,再用Zn2+标准溶液返滴剩余的EDTA至终点;Ag+试液:Ag+置换出Ni2+,然后用EDTA滴定置换出的Ni2+,间接达到测定Ag+的目的;Na+试液:先生成沉淀,溶解产生Zn2+,用EDTA标准溶液滴定溶液中的Zn2+,间接求出Na+的含量。

运用酸碱滴定测定物质的盐基度,例如NaOH和Na2CO3、Na2CO3和NaHCO3含量测定:先用酚酞、后用甲基橙为指示剂,采用标准盐酸溶液滴定;铵盐中N元素的测定:用甲醛与铵盐反应,以酚酞为指示剂,用NaOH标准溶液滴定;碳酸钙样品中Ca2+含量的测定:先把试样溶于过量标准酸溶液中,再用标准碱溶液回滴剩余的酸。

三、聚焦探究,培养实验创新意识

介绍溶解氧瓶的功能——采集水样。提出问题:取水样时应尽量避免扰动水体表面、记录大气压及水体温度。引导学生探究仪器使用的注意事项,即采样时避免水样与空气相接触;瓶内需完全充满水样,盖紧瓶塞,瓶塞下不要残留任何气泡。探究操作的注意事项、同时记录大气压及水体温度,体现探究严密性。

采集完成,为何进行溶解氧的固定?如何固定?水样采集后,为防止溶解氧因生物活动而发生变化,应立即加入必要的药剂,使氧“固定”于样品中,并存于冷暗处。用吸管插入溶解氧瓶的液面下,加入1 mL硫酸锰溶液、2 mL碱性碘化钾溶液,盖好瓶塞,颠倒混合数次,静置。待棕色沉淀物降至瓶内一半时,再颠倒混合一次,待沉淀物下降到瓶底。轻轻打开瓶塞,立即用吸管插入液面下,加入2.0 mL浓硫酸。小心盖好瓶塞,颠倒混合摇匀,至沉淀物全部溶解为止。

[复习启示]从2017年基本操作的考查知识点分布看,2018年高考一轮复习要重温人教版《必修1》教材中的过滤、结晶、萃取、分液、蒸馏、洗气等物质分离和提纯的方法。依据“考试说明”,溶液的配制方法由“了解”上升为“理解”,要求学生不仅能判断所需的玻璃仪器,还能通过回归教材,说出相关的操作步骤、注意事项、误差分析等。还新增了“了解溶液和胶体的区别”,即会用丁达尔效应区分胶体与溶液、了解胶体净水原理。

有关物质基本性质的实验考查,把性质的直接呈现设计为目的、操作的微型化实验。其中物质制备的简捷性成为首选,要求条件合适,如MgCl2溶液制备无水MgCl2,蒸发浓缩→冷却结晶→过滤→干燥HCl氛围中加热。物质检验以离子为侧重点,要求操作规范,现象明显,如向未知溶液中滴加1滴K3[Fe(CN)6]溶液,生成蓝色沉淀,证明溶液中含有Fe2+;向溶液中滴加KSCN溶液,显血红色,证明溶液中含有Fe3+。物质性质验证以操作简单、现象明显为目的,如比较水和乙醇中氢的活泼性,分别将少量钠投入到盛有水和乙醇的烧杯中。

综合实验考查,仍然以主题考查为主,主题可以是一种物质、一个化学反应、一套实验室物质制备完整流程,利用模块穿越,串联多个知识点,整合高考中的高频考点及学习易错点,呈现一定的综合性。设计问题链,能激活知识内存、考查思维能力,要求视角多维、层次分明、彼此关联,逐级演进。题型1:仪器组装题,围绕典型气体制备、典型物质受热分解等主题,进行问题链系列化设计,突出仪器连接的集成化设计。题型2:性质探究题,围绕物质制备、保存、性质(氧化性、还原性、可逆反应)等方面,进行问题设计的系列化,实现模块整合。如探究Fe2+、Fe3+的性质及相互转化。题型3:实验方案设计题,能综合运用化学实验原理和方法,设计实验方案解决简单的化学问题,并对实验方案、实验过程和实验结果进行分析和评价。如设计提纯K2FeO4粗产品[含有Fe(OH)3、KCl等杂质]的实验方案。

江苏省响水县教育局,江苏省无锡市立仁中学)

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