硫酸銅溶液電解的圖像計(jì)算問題

文章編號(hào)：1005－6629(2007)07－0077－02 中圖分類號(hào)：G632.479 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

[問題的由來(lái)]

好的化學(xué)試題總是把思維能力的考察放在最為重要的地位，往往通過設(shè)計(jì)問題情景，讓學(xué)生運(yùn)用已有的知識(shí)將問題分解、轉(zhuǎn)換、重組使問題得到順利解決。而數(shù)據(jù)和圖表是化學(xué)命題中常見的問題情景。筆者發(fā)現(xiàn)硫酸銅電解問題用裝置表現(xiàn)形式考查已經(jīng)司空見慣，但用圖像反映數(shù)據(jù)量的關(guān)系試題卻不多見，故嘗試?yán)眠@個(gè)素材創(chuàng)作了此道圖像型計(jì)算題。

[問題]

實(shí)驗(yàn)室用惰性電極電解100mL 2mol/L的CuSO4溶液時(shí)，根據(jù)反應(yīng)過程中測(cè)得的陰極和陽(yáng)極的氣體體積，記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)并作圖如下。當(dāng)?shù)竭_(dá)t1時(shí)刻時(shí)，將電源電極反接繼續(xù)電解，直到新陰極氣體的體積是新陽(yáng)極的3倍時(shí)停止電解。

(1)圖中表示陽(yáng)極氣體的曲線是_____。

(2)計(jì)算t1時(shí)刻在標(biāo)準(zhǔn)狀況下所對(duì)應(yīng)的V0的數(shù)值？

(3)電解到t1時(shí)，要使溶液恢復(fù)到電解前溶液的組成和濃度，需向該溶液中加入氫氧化銅的物質(zhì)的量為多少摩爾？

(4)從反接電源t1開始計(jì)算，當(dāng)新陰極氣體的體積是新陽(yáng)極的3倍時(shí)，在整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程中溶液質(zhì)量減少了多少(不考慮(3)外加氫氧化銅)？

[使用記錄]

問題創(chuàng)作于2006年12月，拓展題創(chuàng)作于2006年10月，作為2007屆高三大聯(lián)考考題使用。筆者在所教班級(jí)對(duì)此試題測(cè)試評(píng)價(jià)過，難度系數(shù)是：“問題”0.6， “拓展題”0.65。因?yàn)閮深}的設(shè)計(jì)梯度明顯，前兩問容易得分，但問題情景新穎， 有一定的陌生度，學(xué)生解題耗費(fèi)時(shí)間較多。

此兩道試題僅提供大聯(lián)考使用，均沒有在公開刊物發(fā)表過。

[教育價(jià)值]

試題取材于中學(xué)化學(xué)課本主干知識(shí)－電解，但又不拘泥于課本上的電解飽和食鹽水，可謂選材恰當(dāng)； 前面兩問一般考生均能解答，旨在重視基礎(chǔ)； 解題突出守恒原理的應(yīng)用， 可謂重視化學(xué)原理。 同時(shí)利用圖像數(shù)據(jù)給出信息，有別于別的資料上的電解裝置圖，可以很好地考查學(xué)生的觀察能力。從讀懂圖像和挖掘隱藏的信息，可以很好地考查學(xué)生的自學(xué)能力?！胺唇与娫础边@個(gè)思維障礙設(shè)計(jì)，可以考查逆向思維和思維深廣度。總之，此試題既與教材的要求相吻合，也與高中的課改理念相一致，更重要的是與高考考查的能力融為一體。

注：本文中所涉及到的圖表、注解、公式等內(nèi)容請(qǐng)以PDF格式閱讀原文。