文章編號:1005-6629(2010)10-0066-05 中圖分類號:G632.749 文獻標識碼:B
傳統的“化學專題”往往是按照基本概念和原理、元素及化合物知識、化學實驗、化學計算四大版塊內容進行界定,隨著課程改革的不斷實施,新課標對學生的知識與技能、過程與方法、情感態度價值觀提出了新的要求,命題者的命題理念和視角也發生了較大變化,傳統的“化學專題”已不能滿足現在新課程改革的需要,它也正在由“知識板塊化”向“知識應用化”、“問題多樣化”、“主題探究化”轉型。下面就2009全國各地中考化學試題,談談幾種常見的化學專題化考題。
1以某一具體物質為核心的專題化試題
以課本中學習過的某一典型物質(如水、氧氣、純堿等)為試題核心,從物質的組成、構成、變化、用途等視角進行命題,它打破課本原有章節的內容界限,是一類很好的學科內綜合試題。
例1.(2009年南京市中考題)2009年3月22日是“世界水日”。水與人類的生活和生產密切相關。請回答以下問題:
(1)生理鹽水中的溶劑是_______________。
(2)保護水環境、珍愛水資源,是每個公民應盡的責任和義務。下列做法有利于保護水資源的是_______(填序號)。
A. 大量使用化肥農藥
B. 工業廢水處理達標后排放
C. 使用含磷洗衣粉
D. 生活污水直接排放
(3)在水蒸發的過程中,下列說法正確的是_________(填序號)。
A. 水分子不斷運動
B. 水分子之間間隔不變
C. 水分子分解成氫原子和氧原子
D. 水分子可以保持水的物理性質
(4)課外活動中,同學們玩起了以水為主題的“化學反應接龍”游戲。游戲的規則為:用前一個反應的一種生成物作為下一個反應的反應物,并按序號和指定的基本反應類型循環,如圖所示。依照示例完成下列反應的化學方程式。
示例:①分解反應:
電解水2H2O2H2↑+O2↑
②置換反應________________
③化合反應________________
④復分解反應______________
命題立意:本題以水這一具體物質為核心,考查溶液的組成、水資源的保護、物質的變化、分子的性質、化學方程式的書寫、反應類型等知識,幾乎貫穿了整個初中化學知識,涉及面廣、綜合性強。
思路點撥:固體和液體形成的溶液,固體物質一般是溶質,液體是溶劑,生理鹽水中水是溶劑;防治水污染就是要杜絕工業廢水和生活污水的任意排放、化肥農藥的不合理利用,水的蒸發屬于物理變化,該變化過程中分子本身不變,分子間隔變大,水作為一種常用物質,可與一些金屬氧化物(CaO、 Na2O)、 非金屬氧化物(CO2、SO2、SO3)等發生反應;氫氣與金屬氧化物間反應、酸堿之間的反應、金屬氧化物與酸之間的反應及非金屬氧化物與堿的反應中均有水生成。
答案:(1)水(H2O), (2)B, (3)A; (4)②CuO+H2
Cu+H2O, ③H2O+CaO=Ca(OH)2, ④Ca(OH)2+2HCl=CaCl2+2H2O(其他合理答案也可)。
2以某一反應原理為核心的專題化試題
該類試題往往以常見的某一化學反應類型(復分解反應、中和反應等)為問題核心,考查化學反應原理的表述、化學反應進行程度的判斷、化學反應能量的變化、反應物及生成物的推斷、實驗方案的設計等內容。
例2. 某校興趣小組同學對氫氧化鈉溶液和稀鹽酸混合后的有關問題,進行了如下探究。
I. (1)甲同學為了證明NaOH溶液與稀鹽酸能夠發生化學反應,設計并完成了如下圖所示實驗。
X溶液是_________,滴入的量一般為______。
(2)乙同學也設計完成了另一個實驗,證明氫氧化鈉溶液與鹽酸能夠發生反應。在盛有氫氧化鈉溶液的試管里,用膠頭滴管慢慢滴入稀鹽酸,不斷振蕩溶液,同時測定溶液的pH,直到鹽酸過量。
①寫出測定溶液pH的方法:_____________。
②下圖中哪個圖像符合該同學的記錄( )
(3)你認為甲、乙兩位同學的實驗中,______(填“甲同學”、“乙同學”、“甲乙兩位同學”)的實驗能充分證明氫氧化鈉與鹽酸發生了反應,請說明理由:____________。
II. 丙同學利用右圖所示的“保溫瓶式量熱計”,測出10 mL 10 %氫氧化鈉溶液和不同體積的10 %鹽酸溶液混合過程中,溶液的溫度變化見下表(假設兩溶液密度相等)。
請就此實驗回答:
(1)鹽酸和氫氧化鈉的反應是________(填吸熱、放熱)反應。
(2)請在下圖中繪出溶液溫度上升與加入鹽酸體積之間的變化關系圖,并在曲線上畫出能表示兩者恰好完全反應的點,并用字母P表示。
III. 丁同學為測定標示質量分數為32 %的鹽酸的實際質量分數,用pH測定儀組成實驗裝置。實驗時先在燒杯中加入20 g 40%的氫氧化鈉溶液,再逐滴加入該鹽酸,測定儀打印出加入鹽酸的質量與燒杯中溶液的pH關系如圖所示:
(1)請以此次測定的結果,列式計算該鹽酸的實際質量分數。
(2)請分析你的計算結果與標簽標示的質量分數不一致的可能原因。
命題立意:本題以NaOH溶液與稀鹽酸的中和反應為研究性問題核心,滲透了酸堿中和反應中指示劑的選擇、溶液pH的測定及表達、反應過程中的能量變化、溶質質量分數的計算等知識,圖文并茂、形式靈活,充分考查了學生圖線的繪制能力、圖表數據的處理能力、實驗誤差的反思能力等,綜合性強、涉及面廣、考查方式靈活,是一道難得的定性實驗與定量計算相融合的中和反應綜合考題。
思路點撥:I.(1)實驗中的NaOH溶液變紅色,可推知所用的指示劑是酚酞,一般滴加1~2滴即可;(2)①測定溶液的pH時不能將試紙伸入待測液、也不能將試紙事先用水潤濕,否則會污染試劑或使測量結果產生誤差;②向NaOH溶液中滴入鹽酸,直到過量,則曲線的起點應大于7,終點應小于7;(3)兩同學的實驗方案中乙同學的實驗方案較好,因為通過測量溶液pH的變化,充分證明NaOH參加了中和反應;甲同學借助指示劑顏色的改變來證明氫氧化鈉與鹽酸的反應,該實驗設計不夠嚴密,因為顏色的消失也可能是鹽酸和紅色物質反應生成了無色物質所導致。
II.分析表中的數據,可以看出隨著鹽酸的不斷加入,溶液的溫度逐漸升高,說明該反應過程中放出熱量,當反應結束后,隨著鹽酸的繼續加入,溶液的溫度又逐漸降低,說明該過程吸收熱量;根據每次加入鹽酸的體積和溶液溫度的變化,然后作出光滑曲線,務必使每點盡量靠近但不一定被曲線通過。
III.根據丁同學所測定的鹽酸質量和溶液的pH關系圖,可以看出當溶液的pH恰好為7時,NaOH與HCl恰好完全反應,根據題中和圖中的相關數據求出鹽酸的實際質量分數;32 %已屬濃鹽酸,鹽酸具有揮發性,會導致實際值與理論值之間存在誤差。
答案:I.(1)酚酞,1~2滴;(2)①用干凈的玻璃棒蘸取待測液滴到pH試紙上,半分鐘后,試紙顯示的顏色與標準比色卡對照,讀出溶液的pH,②C;(3)乙同學,甲同學的實驗不能充分說明鹽酸和NaOH發生了反應,有可能是鹽酸和紅色物質反應生成了無色物質。乙同學的實驗,隨著滴加鹽酸,溶液的pH由大于7逐漸減少到等于7,這充分證明溶液中的NaOH反應消耗了;II.(1)放出熱量,(2)圖線如下圖;III.(1)29.6 %; (2)32 %的鹽酸已屬濃鹽酸,濃鹽酸具有揮發性。
3以某一具體情景為核心的專題化試題
2009年、2010年的春晚,魔術師劉謙的表演著實讓全國觀眾過了一把癮,人們見證了魔術的奇跡,2009年的中考命題中以此為背景的化學試題多了起來,化學知識與魔術技巧的融合、滲透,豐富了魔術表演的內涵,提高了學生答題的興趣。令廣大教師嘖嘖稱道。
例3.(2009年連云港市中考題)2009年春節聯歡晚會上,劉謙的魔術表演激起了人們強烈的好奇心,并在全國范圍內掀起魔術表演的熱潮。在學校科技節活動中,一位九年級學生給低年級同學表演了一組化學小魔術,請你利用所學化學知識揭開其中之謎。
魔術一“奇花變色”
道具如圖1所示,該魔術中可觀察到“鐵樹”上浸有無色酚酞試液的棉團由白色變為_____色。該魔術中沒有涉及的性質是____(填字母序號)。
A. 氨分子是不斷運動的
B. 氨分子有一定質量
C. 濃氨水具有揮發性
D. 氨氣的水溶液顯堿性
魔術二“瓶吞雞蛋”
道具如圖2所示,將注射器中NaOH濃溶液注入瓶中,片刻后會看到雞蛋被“吞”入瓶中,該魔術中涉及的化學反應為_____(用化學方程式表示)。
魔術三“水中生火”
道具如圖3所示,當通過導管向熱水中通入氧氣時,白磷在水下燃燒。該魔術說明燃燒需要的條件為:①要有可燃物;②達到燃燒所需要的______;③有充足的________。
魔術四“‘清水’變‘牛奶’”
道具如圖4所示,當A溶液加到燒杯中,無色溶液變成白色濁液。若A為酸溶液,則A、B的可能組合:A為____;B為____。(只需寫一組)
命題立意:本題以變幻神奇的魔術為背景,薈萃對分子的運動、指示劑變色,CO2氣體與堿溶液的反應、物質燃燒的條件、酸的性質等知識的考查,創意新穎、思路靈活,讓學生破解魔術的奧秘,體現學以致用的教學原則。
思路點撥:魔術一,燒杯中的濃氨水具有揮發性,由于氨氣分子不斷運動,運動到棉藥團上的氨分子形成氨水,氨水顯堿性使無色酚酞試液變紅色;魔術二,注入錐形瓶內的濃NaOH溶液與瓶內的CO2發生反應:2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O,導致錐形瓶內氣體壓強變小,在大氣壓作用下雞蛋被吞入瓶內;魔術三,俗話說“水火不容”,但事實并非如此,在水中只要滿足可燃物燃燒的條件,同樣會產生燃燒現象,水中的白磷燃燒說明其溫度達到了著火點并且能夠與氧氣接觸;魔術四,鹽酸、硫酸等酸溶液可與某些鹽溶液(或堿溶液)反應產生白色沉淀,利用這一性質可以完成“清水變牛奶”這一魔術。
答案: 魔術一: 紅B; 魔術二: 2NaOH+CO2
Na2CO3+H2O;魔術三:②最低溫度(或著火點);③O2(或空氣);魔術四:A為H2SO4;B為BaCl2(或A為HCl;B為AgNO3)。
4 以某一實驗課題為核心的專題化試題
科學探究是學生積極主動地獲取化學知識、認識和解決化學問題的重要實踐活動,近年來的化學命題對學生科學探究能力的考查打破了課本內的章節界限、學生所學內容的知識界限,試題內容豐富多彩、表達形式不拘一格,很多貼近生產、生活的考題應運而生,體現了試題的綜合性、取材的廣泛性。
例4.(2009年北京市中考題)某校化學小組同學從家里帶來食鹽、水垢、純堿、淀粉和洗衣粉等5種物質。老師從中取出3種,研磨混合均勻(如圖所示),讓同學們檢驗其成分。同學們在查閱資料后,用5種已知物的性質實驗作參照,探究未知粉末的成分。
(1)小組同學用5種已知物做性質實驗。
每次取樣方法如下圖所示:
參照5種已知物的性質實驗,分析未知粉末的成分:
未知粉末中一定含有的兩種物質是____和___,還含有的第三種物質是___或____,請你設計檢驗第三種物質的實驗方案____。
命題立意:本題以物質的鑒別為核心,利用學生熟知的生活用品考查物質的溶解性、溶液的pH、化學方程式的書寫、物質成分的確定、物質的檢驗、實驗方案的設計等化學知識,試題內容貫穿整個酸堿鹽知識,很好地考查了學生思維的嚴密性。
思路點撥:本題也是一道信息型實驗題,充分利用5種已知物的實驗現象記錄,是解題的關鍵所在。洗衣粉的水溶液能使無色酚酞溶液變紅色,說明其呈堿性,溶液的pH>7;純堿與稀鹽酸的反應屬于基礎性知識,學生很容易寫出;將未知物加水溶解有泡沫浮于液面,說明未知粉末含有洗衣粉,向其水溶液中滴加碘水變藍,說明未知粉末含有淀粉,滴加稀鹽酸有大量氣體逸出,說明含有純堿或水垢,檢驗純堿或水垢,可根據其溶解性,利用它們與鹽酸反應產生氣泡這一現象檢驗之。
答案:(1)①>, ②Na2CO3+2HCl 2NaCl+H2O+CO2↑; (2)洗衣粉淀粉(可互換位置)水垢純堿(可互換位置),取未知粉末于燒杯中,加入足量的水充分溶解后過濾。向濾液中加入稀鹽酸,若有大量氣體逸出,則第三種物質是純堿;若無大量氣體逸出,則第三種物質是水垢。(或向過濾后得到的固體中加入稀鹽酸,若有大量氣體逸出,則第三種物質是水垢;若無大量氣體逸出,則第三種物質是純堿)(答案合理即可)
5以某一物質(或原理)的計算為核心的專題化試題
化學計算命題的一個突出特點是在考查基礎知識的同時,更加注重化學與生活、生產、科技等方面的聯系,考查的內容主要集中于有關化學式的計算、化學方程式的計算、溶液的計算及融上述三種計算于一體的綜合計算。
例5.(2009年煙臺市中考題)2008年下半年發生的有毒奶粉事件,是不法分子在牛奶或奶粉中添加了有毒的三聚氰胺造成的。三聚氰胺化學式為C3H6N6,是一種重要的化工原料。
(1)三聚氰胺的相對分子質量為_________,碳、氫、氮三種元素的質量比為_____,氮元素的質量分數為_____。
(2)檢測食品中蛋白質含量的傳統方法是:通過檢測食品中氮元素的含量,推算其蛋白質含量。例如,若檢測到牛奶中的氮元素質量分數≥0.46 %,即為蛋白質含量檢測合格。某種不合格牛奶中氮元素的質量分數為0.36 %,若向1000 g該牛奶中加入2 g三聚氰胺,請計算此時牛奶中氮元素的質量分數,并根據計算結果說明不法分子在牛奶中添加三聚氰胺的目的。
命題立意:本題以三聚氰胺這一物質為核心,考查有關化學式的計算,涉及相對分子質量、元素的質量比、純凈物中元素的質量分數、混合物中元素質量分數、元素質量等的計算,題目設計由易到難,層次性強、涉及面廣,對化學式的計算進行了全方位的考查。思路點撥:根據化學式進行有關計算的解題關鍵是善于從化學式中找到計算的關系,確定數量關系,常用的計算公式有(以化合物AmBn為例):
(1)相對分子的質量=(A的相對原子質量×m)+(B的相對原子質量×n)
(2)A元素的質量分數=[(A的相對原子質量×m)/AmBn的相對分子質量]×100 %
(3)A、B元素的質量比=A元素的質量/B元素的質量=(A的相對原子質量×m)/(B的相對原子質量×n)
(4)A元素的質量=化合物(AmBn)的質量×該化合物中A元素的質量分數
(5)混合物中某元素的質量分數=(混合物中該元素的質量/混合物的質量)×100 %
答案:(1)126, C∶H∶N=6∶1∶14; (3)66.67 %; (4)加入三聚氰胺后牛奶中氮元素的質量為: 1000 g×0.36 %+2 g×66.67 %=4.9 g,[4.9 g/(1000 g+2 g)]×100 %=0.49 %,0.49 %>0.36 %,添加三聚氰胺的目的是提高牛奶中含氮量,造成牛奶中蛋白質含量高或合格的假象。
上述內容僅是筆者在分析部分2009年中考試題時的點滴體會,可能只是管中窺豹,意在拋磚引玉,希望對同行的備考有所啟發、對學生的復習有所幫助。