高中化學開放型實驗題分析和探討

陳儀廉

【摘 要】開放型實驗題是近年高考化學試卷中出現的一種新題型，這類試題的解答，要求考生具有開放性的思維品質和能力，體現高考試題注重能力和素質考查的方向。教育部考試中心命題負責人指出：“設置一定量的開放性試題，作為評價考生的知識面、思維發散度和敢于創新是十分必要的，這類試題對中學化學教學工作也將起到良好的導向作用?！?/p>

【關鍵詞】高中化學 實驗題

這類試題考查學生的開放性思維品質和能力，體現高考試題注重能力和素質考查的要求。解答該類試題，要求學生開動思維、廣泛聯想，多方面、多角度、多層面地進行思考和解答。答題時，要注意以下三個方面：

第一、在整理和分析題目給出的信息時，要注意全面系統地整理信息，并與已有的知識系統取得聯系，充分挖掘信息的內涵和外延，將數據、圖表、情境等信息進行篩選、分解、轉換、重組，去粗取精，去偽存真，由表及里，抓住本質。

第二、在利用信息進行邏輯推理過程中，要注意進行發散性思維，全方位、多角度、多層面地剖析，對一切可能結果作出科學預測和結論。開放性試題往往具有豐富多彩的答案，因此在處理此類問題時，要注意廣泛聯想。

第三、由于開放性試題存在多種答案，但只有一種屬于最優化的方案。在答題時，要注意題目是否指定了“最佳”的要求。如果有這樣的要求，就必須對多樣的答案進行逐一對比，根據原理正確、過程簡單、操作方便、現象明顯、精度良好以及安全環保等要求，作出最佳（最優化）的選擇。

[典型試題分析]

計算以下兩小題時，除必須應用所有給出的數據外，還各缺少一個數據，指出該數據的名稱（分別以a和b表示），并列出計算式。

（1）在溫度為t℃和壓強為p Pa的情況下，19.5 g A與11.0 g B恰好完全反應，生成固體C和3.00 L的D氣體，計算生成的C的質量（m）。

缺少的數據是：___，計算式為：m=_____。

（2）0.48 g金屬鎂與10 mL鹽酸反應，計算生成的H2在標準狀況下的體積[V（H2）]。

缺少的數據是：______，計算式為：_______。

命題意圖：考查學生對缺少條件的判定及補充條件后的計算能力。

知識依托：質量守恒定律、根據化學方程式的計算。

錯解分析：忽視題干條件，補充出2個數據而出錯；忽視氣體的密度與溫度等條件的關系，補充數據不補充數據存在的條件而出錯；忽視所求V（H2）并不一定是在標準狀況之下，補充出n（H2）而出錯。與題意不符。

解題思路：本題就解題內容而言是兩個較簡單的題目，它采用了新的設問方法，每小題給出的信息中都缺少一個數據，要求考生先找出缺少的數據，再列式計算。為了防止答案過于分散，作了兩項限制：①只準補充一個數據；②必須用到其他所有已知的條件。這樣，可以避免考生將已知條件棄之不顧，而另外再設立若干條件，從而違背原題的立意。

第（1）小題給出反應物A和B的質量，以及氣體產物D的體積，要計計算產物C的質量。由于該反應不涉及具體物質，因而不可能從反應物和產物的物質的量和摩爾質量來計算，只能從反應前后總質量相等著手。反應物的質量是已知的，而對產物D，則只知道其體積，要求算它的質量，必須知道該溫度（t℃）和壓強（p Pa）下氣體的密度。將D的體積乘以該密度即得D的質量。

m（C）=m（A）+m（B）-m（D）。

第（2）小題要求計算反應中生成的H2在標準狀況下的體積。題中給出了金屬鎂的質量和鹽酸的體積，可是僅有鹽酸的體積是無法確定其中HCl的質量或物質的量的，必須同時知道它的濃度（b mol·L-1）才行。

然而，即使補充了濃度，已知條件已經齊備，但是要計算生成H2的體積，還需要先判定Mg和HCl何者過量。

若HCl過量：

則生成H2的體積應根據鎂的量按下式計算：V（H2）=×22.4 L·mol-1

若金屬Mg過量：

則生成H2的體積應根據HCl的量按下式計算： V（H2）=×22.4 L·mol-1

答案：（1）在t℃和p Pa下的氣體密度（a）

m（C）=19.5 g+11.0 g-3.00 L×a[或m（C）=30.5 g-3.00a L]

（2）鹽酸的物質的量濃度（b mol·L-1）

V（H2）=×22.4 L·mol-1或V（H2）=×22.4L·mol-1

思維是認識和解決問題的核心環節。高考中對思維能力的考查一直是擺在首要位置。良好的思維方式是一名優秀考生應具備的基本素質?？傊?，在開放性問題解決的過程中全方位提高學生的素質。開放性化學問題遷移了學生各方面的樂趣，使學生增強了學習化學的自信和興趣。開放性化學問題的教學形成了交流、討論的良好氛圍，改變了學生以個體為主的單向訓練模式，出現了教師與學生之間，學生與學生之間的平等參與關系，教師面對學生提出的各種情境，一起討論和補充。教師和學生一起進入問題情境，教師引導學生分析、比較，從中尋找方法、規律，強化了學生的主體意識，學生在"做"中懂，在"應"中嘗，全方位地提高素質。