一道關于“FeCl3溶液與KI溶液反應限度”的原創題

摘要：利用蘇教版新教材《化學2》和《化學反應原理》中關于“FeCl3溶液與KI溶液反應限度”的實驗探究為素材，結合教學內容，命制了一道浙江高考理綜27題（化學反應原理）的模擬題，并對命題和解題思路進行了仔細深入的分析。

關鍵詞：化學反應原理；原創題；溶液反應

文章編號：1005–6629（2013）10–0071–04 中圖分類號：G633.8 文獻標識碼：B

1 素材

（1）蘇教版新教材《化學2》第32頁“活動與探究”。已知FeCl3溶液與KI溶液能發生如下反應：2Fe3++2I-=2Fe2++I2，取5 mL 0.1 mol/L KI 溶液，滴加0.1 mol/L FeCl3溶液5～6滴，繼續加入2 mL CCl4溶液，充分振蕩。靜置后觀察到什么現象？取上層溶液，滴加KSCN溶液檢驗是否還存在Fe3+。該實驗說明了什么？

（2）教學中發現的問題與反思：課堂演示實驗中，向上層清液中滴加KSCN溶液并無看到明顯的血紅色，引發思考[1]。

（3）教材《化學反應原理》第60頁課后習題。

Fe3+和I-在水溶液中的反應為：2Fe3++2I-=2Fe2++ I2。該反應的平衡常數K的表達式為 。當上述反應達到平衡后，加入CCl4萃取I2，且溫度不變，上述平衡如何移動？

作業反饋：K的表達式中遺漏了c（I2），引起重視。

（4）2009年普通高校招生統一考試福建卷（理綜）一道試題。

控制適合的條件，將反應2Fe3++2I- 2Fe2++I2設計成如下圖所示的原電池。下列判斷不正確的是（ ）

A.反應開始時，乙中石墨電極上發生氧化反應

B.反應開始時，甲中石墨電極上Fe3+被還原

C.電流計讀數為零時，反應達到化學平衡狀態

D.電流計讀數為零后，在甲中溶入FeCl2固體，乙中的石墨電極為負極

（5）《化學教學》2008（9）17～18：陳碧華.氯化鐵溶液與碘化鉀溶液反應限度實驗探究。

2 原創試題

（16分）常溫下，將FeCl3溶液和KI溶液混合，發生如下反應：

2Fe3++2I- 2Fe2++I2

ν（正）=k·cm（I-）·cn（Fe3+）（k為常數）

為了證明FeCl3溶液和KI溶液的反應存在一定限度，教材設計了如下實驗：取5 mL 0.1 mol/L KI 溶液，滴加0.1 mol/L FeCl3溶液5～6滴，充分反應后溶液呈黃褐色，加入2 mL CCl4溶液，振蕩后靜置，取上層溶液，滴加KSCN試劑，觀察實驗現象。

請根據以上信息回答下列問題：

（1）能夠證明反應存在限度的現象是 。

加入四氯化碳的作用是 。

（2）甲同學按上述步驟進行實驗，結果并未觀察到預期現象，推測可能原因是反應后溶液中Fe3+濃度過低。為此，甲又做了下列對比實驗，實驗結果記錄如下[2]：

分析實驗記錄，甲認為導致Fe3+濃度過低的原因是 ；乙同學結合平衡移動的知識，認為還有一個原因是 。

（3）該反應的平衡常數表達式為 。

（4）已知改變I-、Fe3+的濃度，正反應速率對應數值如下表所示：

①能說明反應達到平衡的標志是 （填序號）。

a.電流計讀數為零

b.電流計指針不再偏轉且不為零

c.電流計指針偏轉角度最大

②反應達平衡后，向甲中加入適量FeCl2固體，此時 （填“甲”或“乙”）中石墨電極為負極，對應的電極反應方程式為 。

3 命題思路

隨著課程改革中課程功能的轉變，化學試題的教學目標、維度、功能也發生著根本性的轉變，化學試題不只是檢查學生知識和技能的掌握情況，更關注學生掌握知識和技能的過程與方法，以及與之相伴隨的情感態度與價值觀的形成，以使化學試題訓練更好地發揮激勵作用、反饋作用和調控作用[3]。筆者比較了浙江省近幾年高考理綜試題的選題特點，對教材的回歸已成高考命制的趨勢[4]，但就筆者的教學經驗來看，學生對教材恰恰不重視，主要表現為脫離教材而一味追求試題訓練。筆者根據實際教學情況和學生的作業錯誤命制了此道試題，旨在引導學生在備考過程中要注意回歸教材。

3.1 命題意圖

（1）立足教材，尤其關注新增內容（和老教材比較）。本題素材取自教材且為新增實驗，又由于是《化學2》中的演示實驗，按照現行的教學計劃，極容易被忽視。本題中的化學平衡常數為新增考點，在近幾年的高考考查中都有涉及。

（2）突出能力，注重圖表和數據的獲取與處理能力，減少客觀題，增加主觀題，強調過程展示。2009年浙江高考理綜的27題有4張圖表，2010年的26題有兩張圖和兩個已知信息，2011年的27題有兩張圖，2012年的27題有4張圖表，而2013年的27題也有兩張圖，且2010年和2011年都要求列式計算，展現計算過程。本題在設計上安排了3張圖表和一個已知信息，考查學生的信息獲取和加工能力，并要求列式計算展示過程，注重語言組織和表達，而不是簡單的追求答案。

（3）加強實驗探究能力，注重實驗體驗。近幾年高考試題的另一個亮點是對學生探究能力的重視，本題以課堂演示實驗中遇到的問題為背景，引導學生展開探究，體驗實驗過程。

（4）知識覆蓋面廣，重視基礎。本題知識涉及實驗分析和探究、化學平衡狀態的判斷、平衡移動、化學平衡常數、圖表分析和處理、原電池工作原理等。

（5）具備選拔功能。本題在問題設計上起點低，緩慢上升，終點高度適宜，具備一定的區分度。第一空屬于容易題，使幾乎所有的學生都有一個好的開始，有利于學生更好地發揮水平，但隨后難度有所增加，得高分并不容易，但都不得分也不可能。

3.2 考點分布

本題是有關《化學反應原理》的綜合題，對照考試說明主要考查如下知識點：①能發現生產、生活和化學實驗研究中有意義的化學問題。②運用圖表數據進行分析、解答化學問題的能力，以及運用化學術語準確表達、解釋的能力。③認識反應條件控制在化學實驗研究中的意義。④正確復述的能力以及運用所掌握的知識進行必要的分析、類推或計算，解釋一些具體化學問題。⑤了解化學反應的可逆性，了解化學平衡的建立，理解化學平衡常數，理解外界條件對平衡移動的影響。⑥了解原電池的工作原理和電極判斷，能寫出電極反應和電池反應方程式。

4 解題思路

（1）本小題主要考查題目的閱讀和信息提取能力。根據試題提供的實驗信息，氯化鐵不足。證明反應存在限度，可用KSCN溶液檢驗Fe3+的存在，當觀察到上層溶液呈血紅色則證明反應存在限度。由于反應后溶液呈黃褐色，直接滴加KSCN溶液易造成后續實驗顏色觀察的干擾，因此需要通過萃取排除碘水的顏色干擾。

2Fe2+-2e-=2Fe3+或Fe2+-e-=Fe3+（2分）。

[得分點設計]反應物、產物及電子得失都正確，但配平錯誤扣1分。

6 反思

一道習題有沒有生命力，首先是不能有科學性錯誤，其次是“適合性”、“前瞻性”、“發展性”，本題基本上兼顧這些方面[5]。

6.1 試題難點

根據學生的解題情況，試題難點統計如下：①分析四氯化碳的作用時往往只考慮到萃取，沒能進一步解釋為什么要萃取。②本題中第（2）、（5）問，涉及到平衡移動的綜合應用問題，對學生分析問題的能力要求較高。③化學平衡常數中c（I2）的把握，在146個學生的答案統計中，有61個學生此題丟分，主要問題集中在漏寫c（I2）。④第（4）題要求學生善于轉換題意，比較I-濃度與Fe3+濃度對反應速率的影響大小，實際就是比較m和n的大小，得出這一結論是本題解題的關鍵。

6.2 試題亮點

本題取材于教材，“立足于一個反應體系，進行立體化考查”，有廣度、有深度、有厚度。學生第一感覺普遍良好，起點較低，適合學生的口味，但要得高分并不容易，很好地體現了本試題的選拔功能，基本實現命題意圖，達到了預期的效果。從問題設置上，避開了教學中書本實驗的常規問法，以不同的角度、側面、層次，對鐵離子和碘離子的反應進行全面探究。從實驗流程上，保證了科學探究的完整性，由定性分析到定量計算，體現了題目具有發展性。本試題經學生和教師使用之后，未發現明顯的錯誤，答案也無爭議，并參加了本市舉行的青年教師素質比武之原創試題編制比賽獲一等獎，得到一線教師的認可。

6.3 教學啟示

參考文獻：

[1]祁學俊，孫玉. FeCl3溶液與KI溶液反應限度的困惑與研究[J].中學化學 ，2010，（12）：20～21.

[2]陳碧華.氯化鐵溶液與碘化鉀溶液反應限度實驗探究[J].化學教學， 2008，（9）：17～18.

[3]江錫鈞.談原創性化學試題的編制[J].化學教學，2012，（3）：68～70.

[4][6]李繼文.回歸教材是高考化學實驗題的命題趨勢[J].中學化學教學參考，2006，（1～2）：56～57.

[5]陶興賦，錢海如.一道關于“鐵絲在氧氣中燃燒”的原創題命制思路與反思[J].中學化學教學參考，2012，（6）：64～66.