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例谈化学开放性试题及解法作者：朱成立文章来源：本站原创点击数： 1254更新时间：2004-4-6例谈化学开放性试题及解法 文朱成立化学开放性试题是近年出现的一种新题型，其突出特点是相对传统试题的条件完备、结论确定而言的。化学开放性试题改变传统试题的结构或解题途径，使试题条件不足，或者过剩，答案不惟一，从而使思维指向不单一，解题途径多样化。由于增加许多可变因素，试题结论不确定，因此，没有固定的解题方法和模式。现就常见的几种类型简析如下。一、条件(信息)选择型开放性试题此类试题的特点是：题目中提供多种信息，其中用于解题的信息为有用信息，对解题无用的信息为多余(或干扰)信息。解题的关键是：识别各种信息，排除干扰思路的多余信息，联系旧知，合理有序地选择运用有用信息。例1气体A只含X、Y两种短周期元素，X的原子序数大于Y的原子序数。X在足量氧气中燃烧生成两种物质。B、D、E是中学化学中常见的气体。各物质有如图所示的转化关系：回答下列问题：(1)若气体A中，X与Y的质量比小于3，则气体A中肯定有(写化学式)_。(2)若气体A为单一气体，且分子是直线型结构。又知X与Y两元素的质量比数值上等于X的相对原子质量。A分子的电子式为_。 图1物质转化关系图(3)C与固体单质甲在高温下发生反应的化学方程式为_。固体乙为常见化合物，写出一种固体乙的化学式_。解析题给信息有元素在周期表中的相对位置、物质的状态、物质间的相互转化关系图等，信息较多，乍一看好像无从下手。若选择利用信息：气体A只含X、Y两种短周期元素，X的原子序数大于Y的原子序数，又X在足量的氧气中燃烧生成两种物质，可初步推断A可能是氢化物，又B、D是中学化学中常见的气体且氧化物B能与固体单质反应，联想高温下进一步缩小范围，若A中含C、H两种元素，则C是，联想高温下（）即可推知D是CO、E是，二者皆为还原性气体，又固体乙为常见化合物，且反应后又生成和C，故乙为、等常见金属氧化物。对于问题(1)来说，气体A中，X与Y的质量比小于3，若只是碳氢化合物，则质量比大于3，要保证小于3，必有。对于问题(2)气体A为单一气体，且分子是直线型结构，可联想乙炔并运用X与Y两元素的质量比数值上等于X的相对原子质量加以证明即可。二、条件增补型开放性试题此类试题的特点是：解答题目的条件不够，需要增加补充必要的条件才能正确解出合理的答案，补充的条件可能是一个，也可能是多个的组合。解题的关键是：认真审题，把握内在联系，依据解题途径增加补充恰当的条件。例2已知某有机物中（）（），取该有机物在足量的中燃烧，消耗标准状况下的，产物只有和，且的质量为，的质量为3。(1)若通过计算确定该有机物是否含氧，除已知碳氢原子个数比外，还至少需要上述数据中的_个，这几个数据的组合共有_种，将这些数据的组合一一填入下列空格中。(说明：选用、表示，不必列出具体算式，每个空格中填一种组合，有几种组合就填几种，不必填满。)_(2)当与之间满足_条件时，该有机物中一定没有氧原子；若与之间满足_条件时，该有机物中一定含有氧原子。(3)g有机物中含氧的质量为_g(用含、的代数式表示)。解析：据题给已知条件：（）（），有机物在足量的中燃烧产物只有和，不能确定有机物中是否含有氧元素，而要求中的第一个问题实际上就是要求将解题所需的条件补充完整，其中条件又可能是多种组合，那么，如何解题呢?通过审题发现这是一个烃或烃的含氧衍生物燃烧的问题，可利用燃烧通式，通过挖掘反应物和生成物之间的内在联系解题。结合已知条件，列方程式：显然，建立的等式中只要含有，且只要确定是否等于零即可。故尚需的数据有两个，其组合为：、；、；、；、；、共5种。若有机物中无氧原子，则，与之间满足的条件是：若有机物中含有氧，则。有机物中含氧的质量可以运用质量守恒定律求解，即：（）（）（）（）三、内涵拓展型开放性试题此类试题的特点是：随着知识面的拓宽，思维能力的发展，处在不同阶段的同学可得出不同的答案。解题的关键在于对已学化学知识、规律进行分类组织、有序存储，解题时要及时联想、重组、转化。例3X、Y、Z是中学化学中三种常见元素的单质，甲、乙是两种常见的化合物，这些单质和化合物之间存在如图所示的关系。试根据图推断X、Y、Z的化学式(答案不止一组，请尽可能多地写出合理答案)。 图2物质转化关系图解析：这是一道因学习的阶段不同，随所掌握元素及化合物知识的拓展，形成多种答案的内涵拓展型开放性试题。学过“卤素”后可得到第组答案；学过“硫和硫的化合物”后，还可得到第4、5组答案；学过“硅和硅酸盐工业”后，还可得到第6、7组答案；学过“氮和磷”后，还可得到第8、9组答案；学过“几种重要的金属”后，还可得到第1013组答案。1组2组3组4组5组6组7组8组9组10组11组12组13组2222甲432234乙232四、结论不定型开放性试题此类试题的特点是：题给条件相同，但可以得到并列的多种答案，答案不惟一。解题的关键是要进行发散思维，全面思考，有序解答。例4稀溴水和稀碘水都会呈现相同的浅黄色，试用不同的实验方法将它们区别开。答：_。解析：此为结论不定型试题。根据和在物理性质和化学性质上的不同点，可用如下四种方法完成实验。方法一：根据和在中颜色不同，各取少量的溶液，分别向两试管中加入，并用力振荡，静置片刻，观察层，呈现紫红色的是碘水，呈现橙色或橙红色的是溴水。方法二：根据碘遇淀粉变蓝的特征，各取少量溶液分别加入少量淀粉，无明显现象的是溴水，变蓝色的是碘水。方法三：根据溴能与KI反应，与KI不反应设计实验。各取少量溴水和碘水，分别向其中加入KI溶液，无明显现象的是KI，使溶液颜色变深的是溴(有碘生成)，方法四：溴水和碘水中分别含有少量和HI，可用溶液检出。生成黄色沉淀的试管中原有碘水，生成浅黄色沉淀的试管中原有溴水。五、综合开放型开放性试题此类试题的特点是：题给一定情境，但条件不确定(条件多余或条件不足)、内涵可拓展、结论多样性，这类试题称为综合开放型开放性试题。解题的关键条件、内涵、结论都在情境中合理寻找与正确设定。例5经测定乙醇的分子式是。由于有机化合物普遍存在同分异构现象，推测乙醇结构可能是下列两种之一： 为确定其结构，应利用物质的特殊性质进行定性、定量实验。现给出乙醇、钠、水及必要的仪器，请甲、乙、丙、丁四名学生直接利用图3结合给定的装置开始进行实验确定乙醇的结构。 图3 实验装置(1)学生甲得到一组实验数据： 乙醇的物质的量氢气的体积(标准状况)0.10mol1.12L根据以上数据推断乙醇的结构应为_，理由_。(2)学生乙分别准确称量4.06g乙醇进行多次实验，结果发现已排到量筒内的水的体积作为生成氢气的体积换算成标准状况后都小于112L。如果忽略量筒本身读数造成的误差，那么学生乙认为是由于样品乙醇中含有少量水造成的，你认为正确吗?答：_。(填“正确”或“不确定)。如果你认为正确，请说明理由；你认为不正确，那么产生这种情况的原因应是什么?(3)学生丙认为实验成功的关键有：装置气密性良好；实验开始前准确确定乙醇的量；钠足量；广口瓶内必须充满水；氢气体积的测算方法正确、数值准确。其中正确的有_(填序号)。(4)学生丁不想通过称量乙醇的质量来确定乙醇的量，那么他还需要知道的数据是_。(5)实验后四名学生从乙醇的可能结构分析入手对乙醇和钠的量的关系进行讨论，如果乙醇的物质的量为nol，那么对钠的量取值要求必须是_。解析：本题是以四名学生设计的定量实验推测乙醇分子结构为情境载体，通过多角度设问进行综合开放。其中第(1)问乙醇的结构应为前者，理由是：乙醇和钠反应有气体生成。根据乙醇和氢气的量的关系得出乙醇分子中有一个氢原子不同于其他氢原子的结论，从而确定乙醇的结构。第(2)不正确，应将广口瓶与量筒之间玻璃导管中的水柱体积也计算在内。第(3)问属于条件选择型开放题，金属钠与乙醇反应产生的氢气进入广口瓶，氢气的体积等于排到量筒中水的体积，广口瓶内不必充满水，题中广口瓶内必须充满水就是多余条件，起干扰作用，应选、。第(4)问属于条件增补型开放题，不称量乙醇的质量来确定乙醇的量，只能量取乙醇的体积，就需要补充样品乙醇的密度。第(5