一道有趣的綜合能力考查題

文章編號：1005-6629(2007)02-0081-01

中圖分類號：G632．479 文獻標識碼：C

近日，我在組編高三復習綜合試題時。發現了賈玉鳴老師發表在《化學教學》2004年第7-8期上的《一道有趣的“化學放大”題》，立即被該題的選材吸引往了，感覺到這是一道具有較高檢測學生綜合能力、激發學生學習化學興趣的優秀試題，正如編者的點評：“本題借助于一種經典而又廣泛使用的方法——定量分析中的間接碘量法，將氧化還原反應的有關知識編織成一道令讀者頗感興趣的試題。這類試題在各級各類競賽題中經常遇到?！钡拇_，原題用于高考復習的練習題顯得粗糙，需要精雕細琢。筆者對其進行了修改和完善，推出一道有趣的綜合能力考查題，并用作本校高三復習的月考題，使用后，師生反應熱烈，普遍認為這是一道高質量題。

【題】用化學方法測定微量碘化物時，須先利用“化學放大”反應將碘的量“放大”，然后再進行測定。下面是兩次“化學放大”反應的實驗步驟：

①向含微量I^-并且呈中性或弱酸性溶液里加入溴水，將I^-完全氧化成IO₃^-，煮沸去掉過量的Br₂；

②向由①制得的水溶液中加入過量的酸性KI溶液，振蕩使反應進行完全；

③在②得到的水溶液中加入足量的CCl₄，振蕩，把生成的I₂從水溶液里全部轉移到CCl₄中，用分液漏斗分液去掉水層：

④將③得到的CCl₄層加入肼(即聯氨H₂NNH₂)的水溶液，振蕩，使I₂完全以I^-形成從CCl₄層進入水層，用分液漏斗分液去掉CCl₄層；

⑤向由④制得的水溶液中加入過量的溴水，重復上述步驟①；

⑥向由⑤制得的水溶液中加入過量的酸性KI溶液，重復步驟②；

⑦向由⑥得到的水溶液加入足量的CCl₄，重復步驟③；

⑧向由⑦得到的CCl₄層加入肼的水溶液，重復步驟④。

經過以上過程得到的水溶液里含有通過反應而“放大”了的碘，請回答下列問題：

(1)完成并配平下列指定反應的離子方程式

①在水溶液里，I^-被Br₂氧化成IO₃^-的反應：

□I^-+B_r2+□H₂O=□IO₃+□H⁺+□_____

②在酸性溶液里，I^-與IO₃^-反應生成I₂的反應：□IO₃□I^-+□____=□I₂+□H_２O

(2)配平I₂與肼反應的離子方程式，并表示出該反應的電子轉移的方向和數目。

□I₂+□H₂NNH₂=□H₊+□I_-+□N₂↑

(3)將右圖所示的分液漏斗中下層液體放出的操作步驟為：

ii.旋開活塞，使下層液體流出到一個燒杯里，當下層液體全部流出活塞的細孔時，迅速關閉活塞。

iii．_________________。

iv．_________________。

(4)若忽略過程中出現的損失，經過一次“化學放大”的溶液里，I_-的量是原溶液里I_-的量的_____倍。經過n次“化學放大”的溶液里I^-的量是原溶液里I^-的量的____倍。

[分析]首先是弄懂“放大反應”，即明白實驗過程中的一次“放大反應”為：

最困難的第(4)問便可在根據質量守恒和電子守恒配平各步反應方程式之后，根據化學計量確定放大倍數。

【解答】(1)①1，3，3，l，6，6Br^-

②1，5，6H⁺，3，3

(3)i．取下漏斗口上的塞子。

iii．從漏斗口倒出上層液體。

iv．旋開活塞，將留在頸部的下層液體放出到盛接下層液體的燒杯里。

(4)6；6ⁿ，n為放大次數。

【反思】我校高三師生對本題評價很高：化學老師說：“此題使我‘拾回’了化學是一門應用型自然學科的感覺?！蔽锢砝蠋熣f：“世界真奇妙!物理講‘三極管’能通過外饋能量使弱信號源增能而放大，化學講的‘放大反應’又可通過反應外補物質使微量物質增多而放大?！闭Z文老師說：“此題閱讀量大，信息點豐富，沒有一定的閱讀基礎是很難讀懂題的。學生經受了一次生動教育?！笨紙霭l揮優秀的學生說：“初看此題不知所云，但不愿放棄。又讀一遍，題意漸露。再研讀一遍，已愛不釋手，陶醉于自然科學的美妙絕倫之中，所學知識如泉涌一般浮現眼前，答案從筆尖涌出。我用了五分之四的時間去欣賞題，只用了五分之一的時間寫答案。”……

高效率的高考復習，最講究的是精講精煉。為此，將此題借我刊一角再一次推出，與廣大師生共賞。

注：本文中所涉及到的圖表、注解、公式等內容請以PDF格式閱讀原文。