硫酸铜溶液电解的图像计算问题

文章编号：1005－6629(2007)07－0077－02 中图分类号：G632.479 文献标识码：B

[问题的由来]

好的化学试题总是把思维能力的考察放在最为重要的地位，往往通过设计问题情景，让学生运用已有的知识将问题分解、转换、重组使问题得到顺利解决。而数据和图表是化学命题中常见的问题情景。笔者发现硫酸铜电解问题用装置表现形式考查已经司空见惯，但用图像反映数据量的关系试题却不多见，故尝试利用这个素材创作了此道图像型计算题。

[问题]

实验室用惰性电极电解100mL 2mol/L的CuSO4溶液时，根据反应过程中测得的阴极和阳极的气体体积，记录实验数据并作图如下。当到达t1时刻时，将电源电极反接继续电解，直到新阴极气体的体积是新阳极的3倍时停止电解。

(1)图中表示阳极气体的曲线是_____。

(2)计算t1时刻在标准状况下所对应的V0的数值？

(3)电解到t1时，要使溶液恢复到电解前溶液的组成和浓度，需向该溶液中加入氢氧化铜的物质的量为多少摩尔？

(4)从反接电源t1开始计算，当新阴极气体的体积是新阳极的3倍时，在整个实验过程中溶液质量减少了多少(不考虑(3)外加氢氧化铜)？

[使用记录]

问题创作于2006年12月，拓展题创作于2006年10月，作为2007届高三大联考考题使用。笔者在所教班级对此试题测试评价过，难度系数是：“问题”0.6， “拓展题”0.65。因为两题的设计梯度明显，前两问容易得分，但问题情景新颖， 有一定的陌生度，学生解题耗费时间较多。

此两道试题仅提供大联考使用，均没有在公开刊物发表过。

[教育价值]

试题取材于中学化学课本主干知识－电解，但又不拘泥于课本上的电解饱和食盐水，可谓选材恰当； 前面两问一般考生均能解答，旨在重视基础； 解题突出守恒原理的应用， 可谓重视化学原理。 同时利用图像数据给出信息，有别于别的资料上的电解装置图，可以很好地考查学生的观察能力。从读懂图像和挖掘隐藏的信息，可以很好地考查学生的自学能力。“反接电源”这个思维障碍设计，可以考查逆向思维和思维深广度。总之，此试题既与教材的要求相吻合，也与高中的课改理念相一致，更重要的是与高考考查的能力融为一体。

注：本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文。

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