化学开放型试题是巩固学生基础知识和基本技能、培养学生创新能力的重要手段,是解决化学习题课效率偏低的重要方法。针对化学开放型试题答案多、变化灵、信息广、迁移快等特点,恰当地设计开放型试题必将成为化学教学和考试改革的一个探索和研究的方向。

  一、一题多解

  一题多解是针对一道题目采取多种解题方法,训练学生分析问题和解决问题的能力,是对学生解题能力的加强和巩固。并对各种解题方法进行类比和联想,从而获得最佳解决问题的方案。以利于学生在各类检测中能最快最准确的解答问题、优化解题方法,获得理想的成绩。

  例1:题目:24molH2S在30molO2中燃烧,可得SO2的物质的量为多少?你有几种解法?

   A、20mol B、18mol C、24mol D、30mol

  解法一:原子守恒法

    24molH2O → 需12molO2

    (若O2不足,则SO2物质的量为0)

    24molH2S

    剩余30-12 =18mol O2→18molSO2

    (若O2过量,由S守恒计算)

  解法二:待定系数法

    24 H2S + 30 O2 = a SO2 + b S + 24 H2O

    a + b = 24  a =18mol

    2a + 24 = 60 b = 6mol

  解法三:直接配平法

    a H2S + b O2 = a H2O +(1.5a-b)S +(b-0.5a)SO2

    将a = 24,b = 30代入得

    24H2S + 30O2 = 24H2O + 6S +18SO2

  解法四:方程式法

    2H2S + O2 = 2S + 2H2O

   2  1  2

   24  12  24 (O2过量)

    S + O2 = SO2

    1  1  1

    18 18 18   (O2不足)

  解法五:关系式法

    设充分燃烧的H2S a mol,不充分燃烧的H2S b mol

    a + b = 24  a = 18mol

    1.5a + 0.5b = 30 b = 6mol

  解法六:元素守恒法

    设H2S a mol,O2 b mol

    SO2物质的量 = b-0.5a = 30-0.5×24 = 18mol

  

  解法七:十字交叉法

   -2 0

    24mol S → 24mol S 失电子  48 24

   -2  +4   120 (比值为1:3)

    24mol S → 24mol S 失电子  144   72

    ∴SO2的物质的量 = 24mol×3/4 = 18mol

  

  

解法八:差量法

    2H2S + O2 = 2S + 2H2O  △n

   2 3

    2H2S + 3O2 = 2SO2 + 2H2O  △n

   2  3

    说明:只要有2molH2S参与反应,气体总物质的量就缩小3mol。

    H2S的物质的量:缩小的物质的量 = 2/3

    ∴SO2的物质的量 = 24 + 30-24×3/2 = 18mol

  解法九:电子守恒法

    设生成S需H2S a mol,生成SO2需H2S b mol

   a + b = 24  a = 6mol

   2a + 6b = 30×4  b = 18mol

  解法十:观察法

    选一个中间值,如A。推理:生成20molSO2,需20molO2,余10molO2,

    生成20molH2O<24molH2S中所含的H,所以生成的SO2必小于20mol。

  通过一题多解可以充分的调动学生的各种感官积极参与问题的解答与讨论,需要我们教师对每一道有代表意义的习题进行有效的推敲,合理的设置问题情景,使问题变得更鲜活,充分利用各种解题方法对化学知识进行升华。

  二、一题多变

  一题多变是由一道原始题目从题设条件的增减、论述过程的转化、知识点的迁移、求解点的变化等角度进行演变,是对知识的巩固和升华,使原有知识在具体的应用中得到巩固并延伸。从而形成知识点到线并延伸到面的过程。训练学生的知识应用能力和思维的发散性。

  例2:题目:相同物质的量浓度、相同体积的NaCl、MgCl2、AlCl3溶液,分别与足量的硝酸银溶液反应,生成的氯化银沉淀的质量比为( )

  [变式一]:相同物质的量浓度的NaCl、MgCl2、AlCl3溶液,分别与足量的硝酸银溶液反应,当生成的氯化银沉淀的质量相同时,三种溶液的体积比为( )

  [变式二]:相同物质的量浓度的NaCl、MgCl2、AlCl3溶液,在其体积比为1:2:3时,与足量的硝酸银溶液反应,生成的氯化银沉淀的质量比为( )

  [变式三]:用等体积等浓度的硝酸银溶液,分别加入相同体积的NaCl、MgCl2、AlCl3溶液,恰好使它们中的氯离子完全转化为氯化银沉淀,则三种溶液的物质的量浓度之比为( )

  [变式四]:相同物质的量浓度的NaCl、MgCl2、AlCl3溶液,分别与足量的硝酸银溶液反应,当生成的氯化银沉淀的质量比为3:2:1时,三种溶液的体积比为( )

  (答案:1:2:3 6:3:2 1:4:9 6:3:2 9:3:1)

  对一道习题从多角度进行变换,挖掘知识的内在联系和外延,要求我们教师能对某个知识点进行系统的分析和研究,设计符合知识内容的变式问题,从而把知识点系统化、问题化,便于学生掌握和应用。

  三、一题多问

  一题多问是由题述信息出发,按信息量和信息点的不同提出各种相关的问题。在综合考试模式下,题目数量减少而又尽可能的照顾各个知识点,所以一题多问的开放型试题的出现是个必然。可以是学科内的一题多问,也可以是学科间的一题多问。训练学生的知识识记和应用能力及解题的意志品质。

  例3:HNO3是极其重要的化工原料。工业上制备HNO3采用NH3催化氧化法,将中间产生的NO2在密闭容器中多次循环用水吸收制备的。

  (1)工业上用水吸收二氧化氮生产硝酸,生成的气体经过多次氧化、吸收的循环操作使其充分转化为硝酸(假定上述过程中无其它损失)。

    ① 试写出上述反应的化学方程式。

    ② 设循环操作的次数为n,试写出NO2→HNO3转化率与循环操作的次数n之间关系的数学表达式。

    ③ 计算一定量的二氧化氮气体要经过多少次循环操作,才能使95%的二氧化氮转变为硝酸?

  (2)上述方法制备的HNO3为稀HNO3,将它用水稀释或蒸馏、浓缩可制得不同浓度的HNO3。实验证明:不同浓度的HNO3与同一金属反应可生成不同的还原产物。例如,镁与硝酸反应实验中,测得其气相产物有H2、N2、NO、NO2,液相产物有Mg(NO3)2,NH4NO3和H2O。生成这些产物的HNO3浓度范围为:H2:C<6.6mol/L;N2和NH4+:C<10mol/L;NO:0.1mol/L0.1mol/L。各气相产物成分及含量随HNO3浓度变化曲线如右图所示。

    ④ 写出Mg与11mol/L的HNO3反应的方程式;

    ⑤ 960 mg Mg与0.1L 4mol/L的HNO3恰好完全反应,收集到224 mL气体(S.T.P)气体,试通过计算写出反应方程式。

    (答案:(1)① 3NO2+H2O=2HNO3+NO;2NO+O2=2NO2 ②设起始时NO2物质的量为1mol,经过n次循环后生成HNO3的物质的量为:

  Sn=2/3+2/3´1/3+2/3´(1/3)2+2/3´(1/3)3+······+2/3´(1/3)n-1,

  经等比数列求和得Sn=1-(1/3)n。因此,NO2→HNO3转化率为[1-(1/3)n]/1´100%

    ③ [1-(1/3)n]/1´100%=95%,因此,n=2.6≈3,要经过3次循环操作才能使95%的NO2转化为HNO3(2)   

    ④Mg+4HNO3=Mg(NO3)2+2NO2↑+2H2O

    ⑤ 40Mg+100HNO3=5NO↑+H2↑+NO2↑+3N2↑+4NH4NO3+40Mg(NO3)2+41H2O

  

本题考查识图能力、图象的定量分析、氧化还原反应得失电子守恒、方程式比例系数的确定。由图象可知:nNO:nN2:nNO2:nH2=5:3:1:1,同时还原产物还有NH4+,并通过得失电子相等确定与前者的关系。)

  对一道习题从不同的角度进行设问,使知识的层面更加广泛。可以设计的问题很多,但要把握教学中心和知识中心,对所问问题要有一定的梯度,即能解决实际问题又能调动学生学习的积极性。

  四、一题多果

  一题多果是对于一道试题从不同的角度出发可以得到不同的结果。充分体现了开放型试题的答案不确定性的特点。通过该类型试题的训练,可以充分调动学生思维的积极性,使学生的所以知识再现,并进行类比和联想,寻找最佳的解题方案。该类型题对学生的知识再现能力要求很高,是训练学生熟练掌握知识并在解题中培养类比和联想能力的重要手段和方法。

  例4:题目:用什么方法可以鉴别浓硫酸和稀硫酸?

  (答案:①与金属反应的产物及是否钝化;②遇有机物的炭化;③外观观察等;④是否与非金属碳、硫等反应;⑤溶于水的热效应;⑥等体积称重;⑦稀释测pH值;⑧测导电性;⑨与还原性物质如溴化钠等的反应;⑩遇明矾的现象;⑾与氯化钠等的反应现象;⑿分别加入到浓盐酸中;⒀遇指示剂的变色情况;⒁加无水硫酸铜的现象;⒂氟化钙。)

  一题多果的开放型试题对老师的要求也是非常高的,我们在设计问题的时候要做充分的准备工作,并在实施的过程中要有灵活决绝问题的能力。这方面的素材是比较多的,需要我们老师多总结和多提炼。

  五、一题多面

  一题多面是指一道题目涉及多个知识层面,可以是学科内综合,也可以是学科间综合,侧重的是学科间综合。测试学生理解事物发展变化过程的能力;测试学生综合运用知识的创新意识和能力;体现基本的科学精神和人文精神。考查基础知识和基本技能的同时,侧重考查学生灵活运用所学知识联系实际的能力、跨学科的综合能力和解决问题的能力,突出考查学生的实践能力和创新。

  例5:根据中央电视台报道,近年来,我国的某些大中城市相继出现大雾和沙尘天气,致使航班停飞,高速公路关闭,并出现了一些交通事故,给国家财产造成了巨大损失。

  1、雾属于哪一种分散系( )

  A、溶液  B、悬浊液  C、乳浊液  D、胶体

  2、1952年国外某城市的一次大雾,大气中SO2的含量高达3.8mg/m3。这种大气对人体危害最大的是( )

  A、循环系统  B、神经系统  C、呼吸系统  D、泌尿系统

  3、气象学认定,凡水平方向有效能见度小于1km的风沙现象称为沙尘暴;能见度在50至200m又称黑风暴;能见度为1至10km时是扬沙天气;而浮尘天气是沙尘暴和扬沙过后天空出现细粒浮游物的结果,这时太阳呈现苍白或淡黄色,能见度小于10km,俗称“落黄沙”。沙尘暴的形成和大小,直接取决于风力、气温、降水及土壤表层状况。以下说法不正确的是( )

  A、扬沙、沙尘暴与浮尘的共同特点是能见度明显下降,它们是本地或附近尘沙被风吹起所致

  B、沙尘暴能造成严重的大气污染,使人易患呼吸道疾病,因风沙表面富集镍、铬、铜、锌、铅、铊、镉等金属元素,通过呼吸和皮肤使人中毒

  C、“落黄沙”对植物光合作用没有影响,叶片嫩芽的呼吸作用和蒸腾作用照常进行

  D、植树种草,加大防护林建设和提高森林覆盖面率,退耕还林是防治风沙的最好途径

  4、沙尘暴的形成和与风速有关,森林对风有很好的的减速作用。若两地(森林区)风速差的平方与两地距离的2/3次方成正比,比例系数为k,风吹到树林的速度为30m/s,现要求减弱到5m/s。

  (1)林区的宽度为(  )

  A、253/√k  B、253/√k3  C、256/6√k  D、56/4√k3

  (2)假设空气的密度恒定不变,则风的能量减少为原来的多少倍(  )

  A、1/6  B、1/16  C、1/25  D、1/36

  

  (答案:1、D 2、C 3、C 4、(1)B (2)D)

  这个类型题对老师的要求是最高的,需要掌握多方面的知识,但在小综合的今天,谁先达到了这个境界谁就是胜利者。结合我们生产、生活实际有很多可以被我们应用的例子,即使学生感到亲近又能解决具体问题。

  总之,开放型的化学试题对学生的个性发展和特长发展起到了积极作用,培养了学生坚强的意志品质。要求我们老师在设计这方面的问题时要大胆尝试,不断探索,从解决学生的实际问题出发,不断总结不断积累.