层次试题的类型及解决策略_化学方程式论文

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最近高考试题中出现了一种新的题型——层进式试题,其特点是涉及的材料比较复杂,或新情境所涉及的问题比较难以理解,命题者往往设置一些阶梯,帮助学生在解题过程中分析、理解,以达到彻底解决问题的目的。命题者设置的阶梯分层进式试题的设问形式有以下二种类型:

如图1,这类试题的综合性往往比较强,其问题涉及的材料比较复杂,但性质较为单一,内容大多围绕一个特定的范围展开。分析和解决这类问题,需要调用和整合学科内的知识或需要多学科内容的支持,其设计问题层次感强,即不解决第一层次的问题,就无法解决第二、第三层次的问题。当然,各层次之间的关系由易到难、由浅入深。

如图2,这类试题在问题设置中相互提示,问题之间往往由浅入深(也可以同一层面上),但在解决问题时把任何一个题作为切入点,都能对解决另外几个问题起到暗示和铺垫作用。

一、由浅入深——显性型

这类试题属图1类型。其解题策略是:由基础入手,层层剖析,注重对第一层次问题的解决(因其往往是最基本的知识),以便为后续问题提供“暗示”。一般思路为:由表及里,由此及彼,在同中求异、异中求同中创新。

[例](2002年全国理科综合卷第30题)制取氨气并完成喷泉实验(图中夹持装置均已略去)。

(1)实验室制取氨气的化学方程式为____________。

(2)收集氨气应使用____________法,要得到干燥的氨气可选用____________作干燥剂。

(3)用图Ⅰ装置进行喷泉实验时上部烧瓶已装满干燥的氨气,引发水上喷的操作是____________。该实验的原理是____________。

(4)如果只提供如图Ⅱ的装置,请说明引发喷泉的方法。

解析:该题(1)(2)(3)小题涉及的都是课本中最基本的知识,旨在考查学生对喷泉实验和物质性质的掌握程度及唤起学生对课本知识的回忆,为第(4)问的创新做铺垫。若没有对(3)小题的正确理解及对图Ⅰ和图Ⅱ的同中求异,那么第(4)问就无法创新。第(3)和第(4)小题的差别在于有无“滴管”,而产生喷泉的原因是因滴管内的水挤入烧瓶而使气体溶于水,引发喷泉,故而对第(4)问的回答是:为减小烧瓶内气体的压强,应使烧瓶内的气体溶解一部分,用双手或热毛巾捂住烧瓶(有人曾对此操作提出过质疑——编者注),即可达到目的。

看得出,由浅入深型层进式试题的信息和暗示是显性的,只要审清题意,即可将题目化难为易。

二、环环紧扣——隐性型

这类试题属图1和图2结合型。其信息往往需要解题者经过分析和推理,将其挖掘出来,并需调用学科内知识与题给信息进行整合,才能解决问题。其思维策略为:分析推理,想象统摄,执因索果,使问题化隐为显。

[例]NaBH[,4]被称为有机化学家的“万能还原剂”,也是许多有机反应的催化剂。

并能使得到的金属沉积在金属、玻璃、陶瓷或塑料上。例如,它把镍沉积在玻璃上,形成极薄的镍膜,用于高层建筑的太阳能电池;它把金或铜沉积在塑料上,形成印刷线路板;它能还原废液里的贵金属等。试以Au[3+]为例写出一个配平的离子方程式。

解析:本题设置的问题环环紧扣,层层递进,起点低,落点高,是一道典型的隐蔽性层进式试题。

NaBH[,4]的有关性质是中学生不熟悉的,但试题的前一问都为后一问作了铺垫。在解答第(1)小题时可通过观察元素反应前后的化合价

能写出这个方程式,也就为书写第(2)小题的反应式作了铺垫。

]

看得出,对于隐性层进式试题,应挖掘题给信息,结合已学知识对其进行分析、推理、加工,使其化隐为显。

三、前呼后应——创新型

这类层进式试题属图2类型。其问题的设置层层深入,前一问为后一问作铺垫,前后问题之间相互修正和补充,前后呼应。其思维策略是:克服定势,猜想论证,大胆创新。

[例]某中学生取50.00g纯净的Na[,2]SO[,3]·7H[,2]O,在600℃以上将其强热至恒重。分析及计算结果表明,恒重后样品的质量相当于无水亚硫酸钠的计算值,且各元素的组成也符合计算值,但将它溶于水时却发现溶液的碱性大大高于期望值。经仔细思考,这位同学解释了这种反常现象,并设计了一组实验,验证了自己的解释是正确的。

(1)他对反常现象的解释是(请用化学方程式表示)____________。

(2)他设计的验证性实验是(请用化学方程式表示)____________。

看得出,在解前后呼应类层进式试题时应注意思维的严密性,大胆猜想,并在解题中不断地修正结论。

四、互相抑制——并列型

这类试题属图2型。试题中提供的材料和信息及问题既相互抑制,又相互促进,问题的设计并不层层深入,而是在同一平面上。解题时需调用学科内的许多知识,从不同的角度、不同的侧面对问题加以剖析。其思维策略为:“观其形,悟其神”,巧妙地对信息进行转换、重组、加工。

[例]取3.5g粉末置于用冰水冷却的锥形瓶中,加入5.0g研细的,再注入3mL水,在45分钟内不断振荡,分批加入9mL~10mL浓盐酸,直到完全消失为止(反应过程中保持的温度低于40℃),将锥形瓶置于冰水中冷却,得到了橙黄色的晶体A。

将少量A置于室温下干燥的试管中,发现A有升华现象,用湿润的KI-淀粉试纸在管口检测,试纸变蓝,接着把试管置于热水浴中,有黄绿色的气体生成,管内的固体逐渐变成红棕色液体。

得到的反应产物是无色的溶液。

(1)写出A的化学式,写出上述制备A的化学方程式。

(2)写出A受热分解的化学方程式。

(3)写出A和KI反应的化学方程式。

解析:这是一道关于书写化学方程式的信息题。题目提供了A的制备方法和有关性质的信息,然后在围绕判断A的化学式的基础上层层设问,重点考查了学生捕捉分散的有用信息和综合利用信息进行分析推理的能力。

(1)A的化学式与组成元素的种类有关,根据“少量A分别和可推知,A必定含有碘元素,且具有氧化性,显正价态。又根据“有黄绿色的气体生成”推知,A中必含氯元素,且具有还原性,显负价态。可见,A由碘和氯两种元素组成(卤素互化物)。

A(设其化学式为)中的碘显哪种正价态,题目并没有提供定性判断的其它条件,唯一可利用的是反应物的数据关系:

(2)书写A受热分解的化学方程式时,应先根据题干提供的有关物质的色态,并运用氧化还原反应的原理判断产物。“有黄绿色气体生成”,说明产物中有中的氯元素被氧化,故红棕色液体只能是低于+3价的含碘化合物。根据碘元素的常见价态,可确定应为+1价的ICl,A受热分解的反应式为

解该题时也可从(3)或(2)切入,利用氧化还原反应知识分析得出(2)(3)两题的方程式。如缺乏氧化还原的有关知识,则因题目设问的相互抑制而无法作答。可见,解相互抑制型的层进式试题的关键在于对信息的加工、重组、转换、类推、模拟、数学化。

总之,层进式试题的解题思维策略是:随着问题的层层推进,思维步步深入,在分析问题和解决问题时需整合学科内的知识,也需移植学科间的知识和思维方法,既需思维综合,更需学科内和学科间知识的综合。

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