从知识理解水平看2015年高考化学试题_原电池论文

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      知识的价值在于应用,只有理解了的知识才能正确地被应用和发展。理解包括4个层次,即经验性理解、本质性理解、结构化理解和观念文化性理解。以“盐”的概念学习为例,在学习之前凭借以往的生活或知识经验,我们对“盐”有一定的认识,例如容易把“盐”等同于“食盐”,这就是所谓的经验性理解,经验性理解往往是不正确或不全面的。但在学了“盐”之后我们对“盐”的概念就有了更为本质的认识,即达到了本质性的理解;如果我们把与“盐”紧密相关的许多知识点能够整合起来形成知识网,就达到了结构化的理解,进一步挖掘隐含在这些相互联系的知识之中的思想方法与观念,例如从“盐”的学习中体会到“物质分类的思想方法”“结构决定性质”的思想等,就达到了观念文化性理解。观念文化性理解具有更广泛的应用,并能促进其他层次的理解。下面以2015年有关原电池的高考题为例,分析知识理解的不同层次。

      例1 (2015年广东卷)下列叙述Ⅰ和Ⅱ均正确并有因果关系的是(

       )。

      

      解析:1-己醇中存在氢键,沸点比己烷高,可通过蒸馏初步分离1-己醇和己烷,选项A正确;原电池可将化学能转化为电能,但原电池与电解池不同,不需要外接电源就能工作,所以选项B错误;乙二酸可与

溶液发生氧化反应,但不是因为乙二酸具有酸性,所以选项C错误;Na在

中燃烧的生成物含离子键,但NaCl固体不能导电,选项D错误。答案为A。

      以原电池知识分析为例,选项B是一个本质性理解层次的较易题,基于原电池概念的正确认识就可以作出判断。

      例2 (2015年北京卷)在通风橱中进行下列实验,下列说法中不正确的是(

       )。

      

      A.Ⅰ中气体由无色变红棕色的化学方程式为

      B.Ⅱ中的现象说明Fe表面形成致密的氧化层,阻止Fe进一步反应;

      C.对比Ⅰ、Ⅱ中现象,说明稀

的氧化性强于浓

      D.针对Ⅲ中现象,在Fe、Cu之间连接电流计,可判断Fe是否被氧化

      

      以选项D为例,这是一个结构化理解层次的题目,需要基于对原电池的原理、结构、电极反应等达到本质性、结构化的理解才能判断。

      例3 (2015年上海卷)研究电化学腐蚀及防护的装置如图1所示。下列有关说法错误的是(

       )。

      

      A.d为石墨,铁片腐蚀加快;

      B.d为石墨,石墨上电极反应为

      C.d为锌块,铁片不易被腐蚀;

      D.d为锌块,铁片上电极反应为

      解析:石墨在所形成的原电池中作正极,铁片是负极,原电池可加快铁片的腐蚀,选项A正确;石墨是原电池的正极,在中性或碱性溶液中发生的是吸氧反应:

,所以选项B正确;原电池负极是锌块,所以铁片不易被腐蚀,选项C正确;作为原电池正极的铁片上发生的电极反应是:

,选项D错误。答案为D。

      这也是一个结构化理解层次的题目,需要对原电池的原理、结构、电极反应等达到本质性、结构化的理解水平。

      例4 (2015年新课标Ⅰ卷)微生物电池是指在微生物的作用下将化学能转化为电能的装置,其工作原理如图2所示。下列有关微生物电池的说法错误的是(

       )。

      

      A.正极反应中有

生成;

      B.微生物促进了反应中电子的转移;

      C.质子通过交换膜从负极区移向正极区;

      D.电池总反应为

      解析:

中C元素的化合价为最高价+4价,所以生成

的反应为氧化反应,应在负极生成,所以选项A错误;在微生物的作用下形成了原电池,原电池能加快氧化还原反应,所以说微生物促进了电子转移和反应发生,选项B正确;原电池中阳离子向正极移动,所以选项C正确;由于原电池必须对应一个可以自发进行的氧化还原反应,分析题目可得,电池的总反应应该是葡萄糖的氧化反应,所以选项D正确。答案为A。

      相对前面几个题,本题是一个新情景题,有一定的陌生度和难度,需要对原电池知识达到结构化和观念化理解的层次,对原电池的原理、结构、形成条件、电极反应、电池反应、氧化还原反应和反应速率等有更全面、更精细、更结构化的理解,并且能将知识理解进一步提升到观念文化性理解的水平,内化为一种化学思想与方法、一种学科观念,才能透过陌生的情景抓住关键,表现出一种深入的分析能力和很强的推断能力、解决问题的能力。

      例5 (2015年广东卷)七铝十二钙(12CaO·7

)是新型的超导材料和发光材料,用白云石(主要含

)和废Al片制备七铝十二钙的工艺如下:

      

      (2)滤液Ⅰ中的阴离子有________(忽略杂质成分的影响);若滤液Ⅰ中仅通入

,会生成________,从而导致

产率降低。

      (3)用NaOH溶液可除去废Al片表面的氧化膜,反应的离子方程式为________。

      (4)电解制备

时,电极分别为Al片和石墨,电解总反应方程式为________。

      (5)一种可超快充电的新型铝电池,充放电时

两种离子在Al电极上相互转化,其他离子不参与电极反应,放电时负极Al的电极反应式为________。

      

      

      

      以第(5)小问为例分析,与例4类似,这也是一个有一定陌生度和难度的题,需要对原电池知识达到结构化和观念化理解层次,才能入木三分,在新情景中表现出很强的知识迁移能力。

      知识理解的4个层次互相联系、层层递进,体现了认识的规律,也为学习中如何进行深入的理解指明了路径。在4个层次中,观念化理解是知识理解的最高层次,是本质性理解、结构化理解的升华,它内化为人的思想素养和思维素养,对问题解决和终身学习十分重要,这正是学科学习和素质教育所追求的!高考题有不同的难度和区分度,用以测试考生不同的知识理解水平和问题解决能力。本文结合今年高考题的分析,以原电池知识为例,简要说明了知识理解的4个层次,希望对同学们的学习有一定帮助。

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