对中考化学命题中一些科学性错误的商榷2).doc

全省第二届中学化学教研专题研讨会交流材料4-中学化学教师专业发展对中考化学命题中一些科学性错误的商榷李德前（徐州市西苑中学）命题的科学性是指命题应符合科学事实，与建立在现有知识体系之上的概念、原理、法则等没有冲突，并且命题本身及答案都应科学合理，符合测量学的要求。中考命题必须严格遵循科学性、基础性和导向性等原则，尤其不能出现科学性错误。遗憾的是，从近年来全国各地的中考化学试题中，笔者发现了不少的科学性错误。本文结合实例，分析相关试题所存在的科学性错误，以视正听，从而提高学业评价的公平性和准确性。一、一个质量守恒定律实验涉及两个化学反应（一）原题重庆市2013年初中毕业暨高中招生考试化学试题B卷第23题中探究质量守恒定律采用的实验（装置见图1），在同一反应体系内既有“碳酸钠与盐酸的反应”，还有“氢氧化钠溶液吸收二氧化碳的反应”（旨在防止锥形瓶冲塞）。（二）剖析上述设计，能得出“碳酸钠与盐酸反应前后质量保持不变”的实验结论吗？仅从数学角度分析就不难发现，在同一反应体系内，如果一个化学反应在反应后的质量增加、另一个化学反应在反应后的质量减小，那么整个实验体系在反应前后的质量也是保持不变的；这如何能说明其中的一个化学反应在反应前后的质量保持不变呢？显然，这样设计实验干扰了学生的认知思维，影响了正确结论的导出。因此，在设计验证质量守恒定律的某个实验时，不能涉及2个（或2个以上）化学反应，只能选用一个化学反应作为研究对象1。二、用气球封闭一类质量守恒定律实验的容器口（一）原题泸州市2011年高中阶段学校招生统一考试理科综合试卷第47题，要求学生改进在烧杯里进行的“碳酸钠与盐酸反应前后质量的测定”实验（装置见图2），命题者给出的参考答案是“把烧杯换成锥形瓶、在锥形瓶的瓶口系一个气球”。另外，不少教学辅导材料中（如上海教育出版社2011版九年级化学补充习题第29页第8题、江苏教育出版社2012版中学化学疑难辨析第44页）提供的“碳酸钙与盐酸反应前后质量测定”的实验装置，也采用气球封闭反应容器。（二）剖析小气球来源容易、弹性好，因此化学实验中常用它封闭反应容器，以防止气体逃逸、调节反应容器内的压强变化、比较化学反应速率的快慢等。但是，在涉及有气体放出的质量守恒定律实验中，用小气球封闭容器口，则是科学性错误。笔者曾用托盘天平对此类实验装置在反应前后的质量进行测定，有关的数据见下表2： 实验1实验2实验3实验4实验5气球在反应后膨胀的体积/mL759039125138第二次称量时天平指针向右偏转/格22.51.53.54第二次称量时减少的质量/g0.10.20.10.30.3上述实验数据虽然不够精确，但仍然直观的说明反应后气球膨胀使托盘天平失去平衡，还说明气球膨胀的越大，托盘天平第二次称量减少的质量也越多。三、将二氧化碳气体直接通入烧杯底部熄灭蜡烛火焰（一）原题泸州市2011年高中阶段学校招生统一考试理科综合试卷第11题中，将二氧化碳气体直接通入烧杯底部（导管口低于下面的蜡烛火焰，见图3-D）。另外，2013年贺州市中考第18题也涉及此改进装置。（二）剖析上述改进装置虽然观察到下层蜡烛先熄灭、上层蜡烛后熄灭，但并不能说明二氧化碳的密度比空气大。在“二氧化碳熄灭蜡烛火焰”实验中，“二氧化碳能很快的自然下沉”是该实验说明二氧化碳密度比空气大的最有力证据。把二氧化碳源源不断地通入烧杯底部时，二氧化碳并不是自然下沉到烧杯底部的，是储气（或发生）装置内的气压将二氧化碳“压”下来的。不难理解，如果把二氧化碳换成密度比空气小的氮气、氨气，通入烧杯底部，气体也会缓缓的大量上升，紧接着使烛火自下而上依次熄灭3。四、在想象中设计化学实验方案（一）原题2013年浙江省湖州市中考科学试卷第33题：小李学习了二氧化碳知识后，进行了二氧化碳气体在水中溶解性的探究，其实验步骤及装置如下（装置见图4）。用大号针筒抽取200毫升二氧化碳气体。试剂瓶中加入200毫升水(恰好加满），塞紧双孔橡皮塞。连接大号针筒和试剂瓶，缓慢推动活塞，将二氧化碳注入水中。（1）略。（2）略。（3）当向水中注入二氧化碳体积达到120毫升时，红色油柱开始向上移动，实验表明在该条件下，1体积水中能溶解_体积的二氧化碳。参考答案：0.6。（二）剖析该实验设计无法探究二氧化碳在水中的溶解性，主要原因是：1.试剂瓶没有形成密闭系统。由于液体、气体总是向着压强小的方向流动，因此在注射器活塞的推动下，瓶内水压大于外界大气压，在试剂瓶没有密闭的情况下，水就会进入与外界大气相通的直导管里，从而排出油柱，紧接着水也溢出试剂瓶。2.通常情况下二氧化碳气体在水中溶解的速率很慢。笔者曾经做过一个实验，将盛满二氧化碳的集气瓶（125 mL规格的）倒立在水中，1天后水面能上升到1/3处，4天后水面能上升到1/2处，7天后水才充满集气瓶4。3.在试剂瓶内充满水的情况下，操作者无法通过振荡去促进水与二氧化碳的充分接触。五、用木炭和氢氧化钠溶液测定空气中氧气体积分数（一）原题泸州市2012年高中阶段学校招生考试理科综合化学试题第47题：为测定空气里氧气含量，三个同学用图5装置进行实验。（1）甲同学（2）乙同学：用碳替代红磷，完成上述实验，发现集气瓶内并没有吸入水，其原因是 。（3）丙同学：向集气瓶中加入少量的 溶液，然后完成乙同学的实验，得到了与甲同学相同的结果。 第（3）问的参考答案：氢氧化钠。（二）剖析在测定空气中氧气体积分数实验中，不能用木炭代替红磷，因为反应生成二氧化碳气体，集气瓶内难以出现负压，水不能进入集气瓶。那么，根据烧碱溶液能吸收二氧化碳的性质，提前在集气瓶里装入适量NaOH溶液就能用木炭代替红磷测量空气中氧气的体积分数吗？其实，木炭在密闭的空气中燃烧时，不仅生成二氧化碳，随着氧气浓度变小，还会生成大量的一氧化碳，而且NaOH溶液在通常情况下根本不能吸收一氧化碳5。六、50 g澄清石灰水中含有3.7 g氢氧化钙（一）原题2011年崇左市中考第36题：某同学称取变质的氢氧化钠样品10g，配制成50g溶液，再向其中滴加澄清石灰水，加入澄清石灰水与生成沉淀的质量关系如右下图所示。请解决以下问题（有关问题略）。 （二）剖析该题中，由5g碳酸钙沉淀，并根据Na2CO3+Ca(OH)2=CaCO3+2NaOH可以算出，50g澄清石灰水里含有3.7g的Ca(OH)2，这不就虚假了吗？显然，这是违背科学的一个虚假命题。因为熟石灰的溶解度最大值是0的0.2g，因此澄清石灰水最大浓度也就0.2%，即100g澄清石灰水中Ca(OH)2的质量不会超过0.2g。七、氢氧