研讨命题一道化学题剖析与命题对策

一、原创试题与解析

某“工业食盐” 中，除主要成分NaCl外，还含有少量的Ca2+、Mg2+和■杂质离子。为测定其中各种杂质的含量，进行如下实验。
1. 称取100. 0 g食盐，置于500 mL烧杯中，在20℃室温下，加入适量的蒸馏水，搅拌至完全溶解，得到澄清溶液。然后在搅拌下逐滴加入碳酸钠溶液至稍过量，充分反应后，静置，澄清，过滤，得清亮滤液（I）和白色沉淀（I），该沉淀经洗涤、干燥后称得其质量为0.99 g。
2. 在不断搅拌下，向所得清亮滤液（I）中逐滴加入盐酸至溶液pH小于5.6，再加热溶液至沸腾几分钟，然后在搅拌下逐滴加入氯化钡溶液至稍过量，静止，冷却至室温，过滤，得白色沉淀（II），该沉淀经洗涤、干燥后称得其质量为0.93 g。
3. 将0.99 g白色沉淀（I）置于气体发生器中，加入浓度为0.40mol/L的稀盐酸0.060 L，刚好完全反应，产生的二氧化碳气体经纯化、干燥后完全收集，在标准状况下气体的体积为0.224 L。
提示：向工业食盐溶液中加入碳酸钠溶液时有氢氧化镁沉淀生成。20℃时NaCl的溶解度为35.7g.
问题与解析：
（1）实验中，溶解100. 0 g食盐至少应加蒸馏水多少mL？
源于：论文网www.618jyw.com
解：完全溶解氯化钠至少需水：■=280 g ，即280 mL。
（2）100. 0 g食盐中所含■物质的量为多少？
解： n（■）=0.93g/23

3.4g/mol=0.0040 mol

（3）白色沉淀（I）中含有哪些物质？（写化学式）
答：CaCO

3、MgCO3和Mg（OH）2。

（4）白色沉淀（I）中盐和氢氧化镁物质的量各为多少？质量各为多少？
解：n碳酸盐=n（CO2）=0.224L/2

2.4/mol=0.010 mol

n[Mg（OH）2]=■
=■
=0.0020mol
m[Mg（OH）2]=0.0020mol×58.3g/mol=0.12g
m碳酸盐=0.99g-0.12g=0.87g
（5）碳酸盐中含Ca2+、Mg2+物质的量各为多少？
解：设CaCO3物质的量为x mol，MgCO3物质的量为y mol，可得方程组如下：
x+y=0.010100.0x+8

4.3y=0.87

解方程组可得x=0.0020 moly=0.0080 mol
即 n（Ca2+）=0.0020 mol n（Mg2+）=0.0080 mol
（6）该食盐中可能含有哪些杂质？
解：杂质离子的正电荷总量=（0.0020+0.0020
+0.0080）mol×2= 0.024 mol
杂质离子的负电荷总量= 0.0040mol×2=0.0080 mol
说明杂质中还存在Cl-，n（Cl-）=0.024 mol-0.0080 mol=0.016 mol
该食盐中可能含有杂质：
① CaSO4、MgSO4、MgCl2；② MgSO4、CaCl

2、MgCl2；③ CaSO4、MgSO4、CaClMgCl2

（7）食盐中所含杂质的质量分数为多少？
解： m（Ca2+）=0.0020mol×40.1g/mol=0.080g
m（Mg2+）=0.010mol×2

4.3g/mol=0.24g

m（Cl-）=0.016mol×3

5.5g/mol=0.57g

m（■）=0.0040mol×9

6.1g/mol=0.38g

食盐中杂质的质量分数为
ω=■×100%=1.3 %
（8）第2步实验中，用盐酸将溶液pH调到

5.6以下，然后还要继续加热溶液至沸腾几分钟是什么原因？

答：通常认为二氧化碳饱和溶液的pH为5.6，当溶液pH在5.6以下时溶液中的碳酸根基本能完全转化为CO2，并用加热沸腾的方法除去溶液中的CO2，从而防止加入氯化钡时生成BaCO3沉淀。

二、命题策略

1.实践性与实用性相结合的策略

将学生身边的事物或熟悉的实践活动设计为试题情境，不但能使学生对试题产生极大的兴趣，而且能激发学习动机，产生更加强烈的求知欲。粗盐的提纯及中和滴定实验，是化学课程标准中规定的实验。因此，选择与粗盐的提纯和中和滴定实验有关的知识与技能作为命题依据，具有很强的实践性和实用性。

2.灵变性与适应性相结合的策略

试题命制的灵魂在于创新，创新的方法之一就是“变”。但 “变”又不能失去试题的适应性，试题失去了适应性也就失去了生命力。虽然本试题情境与实验情境相比有较大变化，如实验中首先沉淀硫酸根离子，然后再沉淀钙、镁离子和过量的钡离子并一同除去，而试题中则变为首先沉淀并分离出钙、镁离子，然后再沉淀并分离出硫酸根离子；又如实验中的中和滴定用酚酞作指示剂，而试题中则用橙作指示剂；再如实验为定性除去食盐中的杂质，而试题则为定量测定食盐中的杂质含量。但是，试题中所有变化了的情境都与实验情境保持着密切联系，不会与学生原有的认知发生激烈的冲突，有益于知识与能力的迁移。

3.促进实验智能发展的策略

为了促进学生实验智能的发展，试题适度提高了对实验的理解性要求。如试题要求学生理解溶解100.0g粗盐应加多少毫升水合适，理解为什么用橙指示盐酸中和过量碳酸钠的终点，理解为什么要加热沸腾几分钟后再沉淀硫酸钡等。通过这些问题的解答，无疑对促进学生实验智能的发展会产生积极的作用。

4.促进知识应用与发展思维相结合的策略

促进知识应用与发展思维是试题命制的核心，本试题从多角度、多层次考核学生的知识应用能力，分析、比较、综合、判断、推理能力与思维创新能力。如试题先告诉因加入碳酸钠而生成沉淀的质量，然后告诉碳酸盐转变成二氧化碳的体积，以及完全反应所需盐酸的浓度和体积，要求学生从这些数量的差异中发现氢氧化镁物质的量跟二氧化碳和盐酸物质的量之间的相互关系，并建立方程组，求出碳酸盐中钙、镁离子物质的量；再通过硫酸钡质量，求得硫酸根离子的物质的量，并应用电荷守恒规律对钙、镁和硫酸根离子电荷总量进行比较，从而发现氯化镁的存在，并求出其质量。各物质的这些量之间的关系相互交叉，错综复杂，通过解题，学生的知识应用能力和思维能力都会得到全面发展。