逍遥右脑 2014-02-04 16:48
2010年高考理综（新课程卷）26题是一道综合性很强的题目，它构思精巧，将无机、有机中的元素化合物知识与电解、化学平衡的移动等理论知识巧妙地融合在一起，综合考察了学生对基础知识的掌握以及推理、计算、应变的能力，区分度高。是一道不可多得的好题目。但是学生的得分率却很低。为什么会出现这种情况呢?下面结合试题具体分析。
一、试题分析
26．（14分）物质A～G有下图所示转化关系（部分反应物、生成物没有列出）。其中A为某金属矿的主要成分，经过一系列反应可得到B和C。单质C可与E的浓溶液发生反应，G为砖红色沉淀。
请回答下列问题：
（1）写出下列物质的化学式：B 、E 、G ；
（2）利用电解可提纯C物质，在该电解反应中阳极物质是 ，阴极物质是 ，电解质溶液是 ；
（3）反应②的化学方程式是 。
（4）将0.23 mol B和0.11 mol氧气放入容积为1 L的密闭容器中，发生反应①，在一定温度下，反应达到平衡，得到0.12 mol D，则反应的平衡常数K= 。若温度不变，再加入0.50 mol氧气后重新达到平衡，则B的平衡浓度 （填“增大”、“不变”或“减小”），氧气的转化率 （填“升高”、“不变”或“降低”），D的体积分数 （填“增大”、“不变”或“减小”）。
解析：（1）“G为砖红色沉淀”是本题的突破口，因此此题可以用逆向推断的方法做。不难看出，F生成G的反应是醛基的检验，所以，F为CuSO4;从B→D→E，可推断为NO→NO2→ HNO3或SO2→SO3 →H2SO4等。因为B→D的转化需用催化剂，可判定B为SO2，D为SO3，E为H2SO4。
当然，可能有的同学总想弄清A是什么，从题目来看，A应为Cu2S（化学方程式见人教版必修2，89页）。
（2）考察学生对电解精炼铜原理的认识。粗铜做阳极，发生氧化反应，纯铜做阴极，Cu2+在阴极上得电子发生还原反应，电解液为CuSO4溶液。
（3）书写化学方程式，略。
（4）第一空考察化学平衡常数的计算。依据化学方程式：
2SO2 + O2 ====== 2SO3(反应条件略)
C(mol/L):起始 0.23 0.11 0
转化 0.12 0.06 0.12
第一次 平衡 0.11 0.05 0.12
可以求得：K=(0.12)2/[(0.11)2×0.05]=23.8
第二、三、四空考察学生对化学平衡移动原理的理解。这是学生出错最多的地方。恒温、恒容条件下，加入0.50 mol O2后，根据勒夏特列原理，平衡右移，SO2的物质的量减少，体积分数减小，O2本身的转化率降低。问题是平衡右移后，SO3 的物质的量无疑会变大，而总物质的量也变大，SO3的体积分数将怎样变化哪？同学们肯定会通过计算来这样解答：
2SO2 + O2 ====== 2SO3(反应条件略)
C(mol/L): 起始 0.11 0.05 +0.50 0.12
转化 2X X 2X
第二次平衡 0.11-2X 0.55-X 0.12+2X
如果用平衡常数来计算X，势必得到一个一元三次方程式，而中学阶段无法解出，这就考察了学生灵活应变的能力。很多学生做到次此处可能就不做了，认为平衡右移，SO3的体积分数一定是变大了。实际上，第一次平衡时SO3的体积分数为：
0.12/(0.11+0.05+0.12)=0.429
只要注意到可逆反应中任意物质的浓度不可能为零的特点，X的最大极限值为0.055 mol/L,所以第二次平衡时SO3的体积分数最大为：
(0.12+2X)/(0.11+0.55-X)=0.23/0.605=0.380
显然，体积分数减小了。
二、对教学的启示
启示1：模块融合：复习教学的重要策略。
在复习教学中，应以课程标准为依据，不仅注意到注重主干知识的复习，必须同时注意到有机与无机，元素化合物知识与理论知识的相互融合，努力使学生建立科学合理的认知结构，不能搞单打一。例如，课程标准中指出：“了解钠、铝、铁、铜等金属及其重要化合物的主要性质”。但是人教版中对铜和铜的化合物并未单列一节，故在复习中教师可以“高中化学中的铜及其化合物”引导学生做一专题总结，使学生对这部分知识有一个总体的认识。
启示2：关注学习过程，努力做到核心知识精细化，核心思维严谨化。
例如在化学平衡的移动方向和移动结果上学生往往混为一谈，尤其是面对上题中第四问时，教师在这个问题上要有目的地分类指导，才有可能使学生面对各种具体问题时不会无所适从。