一道關(guān)于“FeCl3溶液與KI溶液反應(yīng)限度”的原創(chuàng)題

摘要：利用蘇教版新教材《化學(xué)2》和《化學(xué)反應(yīng)原理》中關(guān)于“FeCl3溶液與KI溶液反應(yīng)限度”的實驗探究為素材，結(jié)合教學(xué)內(nèi)容，命制了一道浙江高考理綜27題（化學(xué)反應(yīng)原理）的模擬題，并對命題和解題思路進(jìn)行了仔細(xì)深入的分析。

關(guān)鍵詞：化學(xué)反應(yīng)原理；原創(chuàng)題；溶液反應(yīng)

文章編號：1005–6629（2013）10–0071–04 中圖分類號：G633.8 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B

1 素材

（1）蘇教版新教材《化學(xué)2》第32頁“活動與探究”。已知FeCl3溶液與KI溶液能發(fā)生如下反應(yīng)：2Fe3++2I-=2Fe2++I2，取5 mL 0.1 mol/L KI 溶液，滴加0.1 mol/L FeCl3溶液5～6滴，繼續(xù)加入2 mL CCl4溶液，充分振蕩。靜置后觀察到什么現(xiàn)象？取上層溶液，滴加KSCN溶液檢驗是否還存在Fe3+。該實驗說明了什么？

（2）教學(xué)中發(fā)現(xiàn)的問題與反思：課堂演示實驗中，向上層清液中滴加KSCN溶液并無看到明顯的血紅色，引發(fā)思考[1]。

（3）教材《化學(xué)反應(yīng)原理》第60頁課后習(xí)題。

Fe3+和I-在水溶液中的反應(yīng)為：2Fe3++2I-=2Fe2++ I2。該反應(yīng)的平衡常數(shù)K的表達(dá)式為 。當(dāng)上述反應(yīng)達(dá)到平衡后，加入CCl4萃取I2，且溫度不變，上述平衡如何移動？

作業(yè)反饋：K的表達(dá)式中遺漏了c（I2），引起重視。

（4）2009年普通高校招生統(tǒng)一考試福建卷（理綜）一道試題。

控制適合的條件，將反應(yīng)2Fe3++2I- 2Fe2++I2設(shè)計成如下圖所示的原電池。下列判斷不正確的是（ ）

A.反應(yīng)開始時，乙中石墨電極上發(fā)生氧化反應(yīng)

B.反應(yīng)開始時，甲中石墨電極上Fe3+被還原

C.電流計讀數(shù)為零時，反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)

D.電流計讀數(shù)為零后，在甲中溶入FeCl2固體，乙中的石墨電極為負(fù)極

（5）《化學(xué)教學(xué)》2008（9）17～18：陳碧華.氯化鐵溶液與碘化鉀溶液反應(yīng)限度實驗探究。

2 原創(chuàng)試題

（16分）常溫下，將FeCl3溶液和KI溶液混合，發(fā)生如下反應(yīng)：

2Fe3++2I- 2Fe2++I2

ν（正）=k·cm（I-）·cn（Fe3+）（k為常數(shù)）

為了證明FeCl3溶液和KI溶液的反應(yīng)存在一定限度，教材設(shè)計了如下實驗：取5 mL 0.1 mol/L KI 溶液，滴加0.1 mol/L FeCl3溶液5～6滴，充分反應(yīng)后溶液呈黃褐色，加入2 mL CCl4溶液，振蕩后靜置，取上層溶液，滴加KSCN試劑，觀察實驗現(xiàn)象。

請根據(jù)以上信息回答下列問題：

（1）能夠證明反應(yīng)存在限度的現(xiàn)象是 。

加入四氯化碳的作用是 。

（2）甲同學(xué)按上述步驟進(jìn)行實驗，結(jié)果并未觀察到預(yù)期現(xiàn)象，推測可能原因是反應(yīng)后溶液中Fe3+濃度過低。為此，甲又做了下列對比實驗，實驗結(jié)果記錄如下[2]：

分析實驗記錄，甲認(rèn)為導(dǎo)致Fe3+濃度過低的原因是 ；乙同學(xué)結(jié)合平衡移動的知識，認(rèn)為還有一個原因是 。

（3）該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式為 。

（4）已知改變I-、Fe3+的濃度，正反應(yīng)速率對應(yīng)數(shù)值如下表所示：

①能說明反應(yīng)達(dá)到平衡的標(biāo)志是 （填序號）。

a.電流計讀數(shù)為零

b.電流計指針不再偏轉(zhuǎn)且不為零

c.電流計指針偏轉(zhuǎn)角度最大

②反應(yīng)達(dá)平衡后，向甲中加入適量FeCl2固體，此時 （填“甲”或“乙”）中石墨電極為負(fù)極，對應(yīng)的電極反應(yīng)方程式為 。

3 命題思路

隨著課程改革中課程功能的轉(zhuǎn)變，化學(xué)試題的教學(xué)目標(biāo)、維度、功能也發(fā)生著根本性的轉(zhuǎn)變，化學(xué)試題不只是檢查學(xué)生知識和技能的掌握情況，更關(guān)注學(xué)生掌握知識和技能的過程與方法，以及與之相伴隨的情感態(tài)度與價值觀的形成，以使化學(xué)試題訓(xùn)練更好地發(fā)揮激勵作用、反饋作用和調(diào)控作用[3]。筆者比較了浙江省近幾年高考理綜試題的選題特點(diǎn)，對教材的回歸已成高考命制的趨勢[4]，但就筆者的教學(xué)經(jīng)驗來看，學(xué)生對教材恰恰不重視，主要表現(xiàn)為脫離教材而一味追求試題訓(xùn)練。筆者根據(jù)實際教學(xué)情況和學(xué)生的作業(yè)錯誤命制了此道試題，旨在引導(dǎo)學(xué)生在備考過程中要注意回歸教材。

3.1 命題意圖

（1）立足教材，尤其關(guān)注新增內(nèi)容（和老教材比較）。本題素材取自教材且為新增實驗，又由于是《化學(xué)2》中的演示實驗，按照現(xiàn)行的教學(xué)計劃，極容易被忽視。本題中的化學(xué)平衡常數(shù)為新增考點(diǎn)，在近幾年的高考考查中都有涉及。

（2）突出能力，注重圖表和數(shù)據(jù)的獲取與處理能力，減少客觀題，增加主觀題，強(qiáng)調(diào)過程展示。2009年浙江高考理綜的27題有4張圖表，2010年的26題有兩張圖和兩個已知信息，2011年的27題有兩張圖，2012年的27題有4張圖表，而2013年的27題也有兩張圖，且2010年和2011年都要求列式計算，展現(xiàn)計算過程。本題在設(shè)計上安排了3張圖表和一個已知信息，考查學(xué)生的信息獲取和加工能力，并要求列式計算展示過程，注重語言組織和表達(dá)，而不是簡單的追求答案。

（3）加強(qiáng)實驗探究能力，注重實驗體驗。近幾年高考試題的另一個亮點(diǎn)是對學(xué)生探究能力的重視，本題以課堂演示實驗中遇到的問題為背景，引導(dǎo)學(xué)生展開探究，體驗實驗過程。

（4）知識覆蓋面廣，重視基礎(chǔ)。本題知識涉及實驗分析和探究、化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷、平衡移動、化學(xué)平衡常數(shù)、圖表分析和處理、原電池工作原理等。

（5）具備選拔功能。本題在問題設(shè)計上起點(diǎn)低，緩慢上升，終點(diǎn)高度適宜，具備一定的區(qū)分度。第一空屬于容易題，使幾乎所有的學(xué)生都有一個好的開始，有利于學(xué)生更好地發(fā)揮水平，但隨后難度有所增加，得高分并不容易，但都不得分也不可能。

3.2 考點(diǎn)分布

本題是有關(guān)《化學(xué)反應(yīng)原理》的綜合題，對照考試說明主要考查如下知識點(diǎn)：①能發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)、生活和化學(xué)實驗研究中有意義的化學(xué)問題。②運(yùn)用圖表數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、解答化學(xué)問題的能力，以及運(yùn)用化學(xué)術(shù)語準(zhǔn)確表達(dá)、解釋的能力。③認(rèn)識反應(yīng)條件控制在化學(xué)實驗研究中的意義。④正確復(fù)述的能力以及運(yùn)用所掌握的知識進(jìn)行必要的分析、類推或計算，解釋一些具體化學(xué)問題。⑤了解化學(xué)反應(yīng)的可逆性，了解化學(xué)平衡的建立，理解化學(xué)平衡常數(shù)，理解外界條件對平衡移動的影響。⑥了解原電池的工作原理和電極判斷，能寫出電極反應(yīng)和電池反應(yīng)方程式。

4 解題思路

（1）本小題主要考查題目的閱讀和信息提取能力。根據(jù)試題提供的實驗信息，氯化鐵不足。證明反應(yīng)存在限度，可用KSCN溶液檢驗Fe3+的存在，當(dāng)觀察到上層溶液呈血紅色則證明反應(yīng)存在限度。由于反應(yīng)后溶液呈黃褐色，直接滴加KSCN溶液易造成后續(xù)實驗顏色觀察的干擾，因此需要通過萃取排除碘水的顏色干擾。

2Fe2+-2e-=2Fe3+或Fe2+-e-=Fe3+（2分）。

[得分點(diǎn)設(shè)計]反應(yīng)物、產(chǎn)物及電子得失都正確，但配平錯誤扣1分。

6 反思

一道習(xí)題有沒有生命力，首先是不能有科學(xué)性錯誤，其次是“適合性”、“前瞻性”、“發(fā)展性”，本題基本上兼顧這些方面[5]。

6.1 試題難點(diǎn)

根據(jù)學(xué)生的解題情況，試題難點(diǎn)統(tǒng)計如下：①分析四氯化碳的作用時往往只考慮到萃取，沒能進(jìn)一步解釋為什么要萃取。②本題中第（2）、（5）問，涉及到平衡移動的綜合應(yīng)用問題，對學(xué)生分析問題的能力要求較高。③化學(xué)平衡常數(shù)中c（I2）的把握，在146個學(xué)生的答案統(tǒng)計中，有61個學(xué)生此題丟分，主要問題集中在漏寫c（I2）。④第（4）題要求學(xué)生善于轉(zhuǎn)換題意，比較I-濃度與Fe3+濃度對反應(yīng)速率的影響大小，實際就是比較m和n的大小，得出這一結(jié)論是本題解題的關(guān)鍵。

6.2 試題亮點(diǎn)

本題取材于教材，“立足于一個反應(yīng)體系，進(jìn)行立體化考查”，有廣度、有深度、有厚度。學(xué)生第一感覺普遍良好，起點(diǎn)較低，適合學(xué)生的口味，但要得高分并不容易，很好地體現(xiàn)了本試題的選拔功能，基本實現(xiàn)命題意圖，達(dá)到了預(yù)期的效果。從問題設(shè)置上，避開了教學(xué)中書本實驗的常規(guī)問法，以不同的角度、側(cè)面、層次，對鐵離子和碘離子的反應(yīng)進(jìn)行全面探究。從實驗流程上，保證了科學(xué)探究的完整性，由定性分析到定量計算，體現(xiàn)了題目具有發(fā)展性。本試題經(jīng)學(xué)生和教師使用之后，未發(fā)現(xiàn)明顯的錯誤，答案也無爭議，并參加了本市舉行的青年教師素質(zhì)比武之原創(chuàng)試題編制比賽獲一等獎，得到一線教師的認(rèn)可。

6.3 教學(xué)啟示

參考文獻(xiàn)：

[1]祁學(xué)俊，孫玉. FeCl3溶液與KI溶液反應(yīng)限度的困惑與研究[J].中學(xué)化學(xué) ，2010，（12）：20～21.

[2]陳碧華.氯化鐵溶液與碘化鉀溶液反應(yīng)限度實驗探究[J].化學(xué)教學(xué)， 2008，（9）：17～18.

[3]江錫鈞.談原創(chuàng)性化學(xué)試題的編制[J].化學(xué)教學(xué)，2012，（3）：68～70.

[4][6]李繼文.回歸教材是高考化學(xué)實驗題的命題趨勢[J].中學(xué)化學(xué)教學(xué)參考，2006，（1～2）：56～57.

[5]陶興賦，錢海如.一道關(guān)于“鐵絲在氧氣中燃燒”的原創(chuàng)題命制思路與反思[J].中學(xué)化學(xué)教學(xué)參考，2012，（6）：64～66.