由競賽磨課活動引發的深度思考——以2015年高考新課標理綜 Ⅰ 卷第13題、2018年浙江省化學競賽第3題為例

2018-12-06 07:27:24湖南李銀秀

教學考試(高考化學) 2018年5期

湖南李銀秀

2018年4月，我校啟動了“評選35歲以下青年教師教壇新秀”的活動，本教研組有位教師確定選擇《關于電解質溶液的數形結合專題》作為高考化學二輪復習的賽課主題。筆者想到了2015年高考新課標理綜Ⅰ卷第13題，在高考真題中該題圖象首次以pH-對數圖的形式呈現，不難發現該題圖象與2017年高考新課標理綜Ⅰ卷第13題有相似之處，也有耐人尋味的不同細節信息。由該題引發的對考點分析、能力考查、細節的深度思考等無不令人感嘆命題者的智慧與嚴謹。2018年浙江省競賽第3題通過運用高考真題中的假設法化難為易，直擊問題本質。本文就這兩題進行分析，與各位老師分享。

一、高考原題

( )

A．MOH的堿性強于ROH的堿性

B．ROH的電離程度：b點大于a點

C．若兩溶液無限稀釋，則它們的c(OH-)相等

二、高考試題分析

1．基本分析

該題涉及的內容是化學平衡的延伸和應用，考查學生對于弱堿電離平衡知識的掌握程度，該內容既是中學化學的基礎知識，也是高考考查點分布較多的內容之一。該題通過圖象提供有關信息，考查學生對弱堿電離平衡、溶液中離子濃度的變化等知識的掌握程度，以及推導一些極端情況變化規律的思維能力。要求學生不僅要掌握弱電解質的電離平衡規律，還要有較好的識圖能力、科學的思維方式。充分體現了《考試大綱》中對考生“接受、吸收、整合化學信息能力”的要求，確保試題具有較好的選拔性。

選項A：提供了一個重要信息：0.10 mol·L-1的MOH溶液pH=13，即c(OH-)=0.10 mol·L-1，說明MOH在水中全部電離，為強堿；ROH溶液的pH=11.3左右，說明ROH在水中部分電離，為弱堿。所以選項A正確。

若作定量分析

起始濃度(mol·L-1)c0 0

平衡濃度(mol·L-1)c-c(OH-)c(OH-)c(OH-)

定量分析與定性分析相比，表面上耗時、走了彎路，但這種較為嚴謹的推斷在教學中可以幫助學生深刻理解弱電解質溶液的Kb、α與溶液初始濃度的關系，有助于提升證據推理與模型認知能力；而且當學生遇到更陌生的問題時，學會將復雜問題分解為幾個相對簡單的問題，不要輕易放棄，有利于培養學生堅韌的學習品質。

選項C：對弱電解質溶液稀釋程度與電離程度的進一步考查，對學生思維方式的考查進一步提高。在研究很多問題時，往往要進行極限假設，盡管極限值實際不一定能完全達到，但這種研究問題的策略可簡化復雜問題。無限稀釋是一種極端假設。若兩溶液無限稀釋，MOH和ROH都將完全電離，當其濃度小于1×10-7mol·L-1時，完全電離，所電離產生的c(OH-)也都將小于作為溶劑的水本身電離出的c(OH-)，此時兩種溶液中的c(OH-)都與水相近，或者說，此時兩種溶液中的c(OH-)都趨近于1×10-7mol·L-1，可以看成相等，所以選項C正確。

2．圖象分析

現將分析過程推導如下：

將④式兩邊取負對數，得

若無限稀釋，不能忽略水的電離，較為真實的圖象如何？為此將問題轉化為下列案例分析。

以ROH溶液為例分析如下：

n(ROH)始=0.1 mol ⑦

根據電荷守恒：c(H+)+c(R+)=c(OH-)，可知10-y+c(R+)=Kw/10-y⑧

聯立⑥⑦⑧⑨⑩，消元得函數關系并利用Wolfram Mathematica 應用平臺，鍵入代碼，得如圖1所示：

圖1 強堿、弱堿溶液被水稀釋后的關系

與上述處理強堿、弱堿溶液的稀釋類似，同樣可得強酸、弱酸溶液被水稀釋后的pH變化關系圖2所示。

圖2 強酸、弱酸溶液被水稀釋后的關系

為了培養學生的深度思維和舉一反三的能力，教學中可以在學生掌握基本知識的情況下，進行變式訓練，如：

2018年4月14日，浙江省進行了化學競賽預賽，其中第3題在教研活動中多次被教師們提到。該題若巧用假設思想，正如前文所述的高考真題，則能另辟蹊徑、直擊問題本質，達到快捷解題的目的，很好地訓練學生思維的多樣性、深刻性、敏捷性；若用常規方法較耗時，但學生容易接受；若在講評時兩者結合起來，則更能讓學生信服。