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一、对一道高考试题的回放和简评
在2010年江苏化学高考试题中，第17题的题目是：下表列出了3种燃煤烟气脱硫方法的原理.
方法Ⅰ用氨水将SO2转化为NH4HSO3，再氧化成（NH4）2SO4方法Ⅱ用生物质热解气（主要成分CO、CH4、H2）将SO2在高温下还原成单质硫方法Ⅲ用Na2SO3溶液吸收SO2，再经电解转化为H2SO4（1）、（2）小问题在此省略，不讨论.
（3）方法Ⅲ中用惰性电极电解NaHSO3溶液的装置如图1所示.阳极区放出的气体的成分为（填化学式）.
图1该试题是以“3种燃煤烟气脱硫方法的原理”为载体而设计的一道简单综合性试题.试题融化学反应中的能量变化、电化学反应原理、元素化合物为一体，考查了学生对盖斯定律，对热化学方程式和电极反应式的正确书写，对C、S等元素化合物之间的转化关系的掌握，以及对图给出信息的提起和分析能力，引导学生关注真实化学在工业生产上的重要作用.试题考查的第（3）问，尽管分数值不高，只有2分，但考察的思维力度却很大，是难得的、经典的考题！参考标准答案是SO2和O2.据2010年阅卷教师反馈的信息显示，这一问漏填O2的考生不计其数，尤其是化学成绩优秀的考生漏填O2的现象更为严重.
二、对该高考试题答案的“质疑”
阴极区的H+主要来自HSO-3的电离，即：HSO-32H++SO2-3，随着H+的不断放电，促使该电离平衡向右移动，SO2-3的浓度越来越大，因Na+不能透过阴离子交换膜，在阴极区结合生成的Na2SO3的量越来越多，所以从阴极区上面出来的是浓的Na2SO3溶液，从而实现吸收液——Na2SO3溶液的再生并加于循环利用.
接下来分析阳极区的电解情况，我指出阳极区电极反应式为：2H2O—4e-=O2↑+4H+（或4OH-—4e-=O2↑+2H2O）然后阳极区溶液中的H+（主要是阳极电极上产生的H+和加入的稀硫酸电离产生的H+）与透过阴离子交换膜的HSO-3（或SO2-3）反应产生SO2气体，因此阳极区产生的气体是SO2和O2混合气体.没想到话音刚落，同学们就阳极区的电极反应谁先放电的问题争论不休，纷纷各抒已见，甚至提出了质疑.讨论问题的焦点是阳极区到底是HSO-3先放电还是水电离产生的OH-先放电？即放出的气体成分中究竟有没有O2？下面是我班同学的一些观点，我将它们加于了整理、汇集，主要集中在以下三个方面：
第一种观点认为：由于是阴离子交换膜，在阳极区溶液中的阴离子种类有HSO-3、SO2-3、SO2-4、OH-这四种.根据题给“再经电解转化为H2SO4”的信息，结合阳极区HSO-3的浓度明显高于水电离产生的OH-的浓度，且HSO-3还原性很强，很容易失去电子被氧化生成SO2-4，进而生成硫酸（这一点从图示中阳极区上面出来的是浓的硫酸可以得到验证）.因此阳极上的电极反应式主要是：HSO-3—2e-+H2O=SO2-4+3H+.然后溶液中的H+与HSO-3（或SO2-3）反应产生SO2气体.学生还特意强调：由于是工业上规模生产，考虑到生产的实际需要，因此NaHSO3溶液的浓度应该始终维持在一定浓度水平，所以阳极区溶液中的OH-不可能放电产生O2！所以阳极区产生的气体是SO2，而没有O2.
第二种观点认为：因阳极区加入的是稀硫酸，所以阳极区实际上是电解水.故阳极区的电极反应式是：2H2O—4e-=O2↑+4H+，然后溶液中的HSO-3（或SO2-3）一方面被产生的O2氧化，即主要发生：2HSO-3+O2=2SO2-4+2H+（或2SO2-3+O2=2SO2-4）；另一方面与溶液中的H+反应产生SO2气体，所以阳极区产生的气体是SO2和O2混合气体.
第三种观点认为：阳极上的电极反应式也是：2H2O—4e-=O2↑+4H+.但理由不同于第二种观点.其理由是：从中学阶段来看，根据放电顺序，OH-的放电能力强于含氧酸根离子，所以阳极上的电极反应式是OH-先放电产生O2.后面的分析基本上和第二种观点相同.因此也坚持认为阳极区产生的气体是SO2和O2混合气体.上述三种观点我觉得都有一定的道理，不能当场确定，就说课后通过实验来进行评判.
三、对该高考试题的实验“再现”
图2那么工业上用惰性电极电解NaHSO3溶液的“真实化学”情境究竟会是怎样呢？实验是“最高法庭”！带着疑问笔者进行了实验模拟，实验大致情况如下：
1.实验装置：采用电解水装置（如图2）
2.实验步骤：将一定量的NaHSO3固体（分析纯）溶解在刚刚制备的、经冷却后的蒸馏水中（目的是尽可能排除水中的溶解氧对NaHSO3的影响），配制成一定浓度的NaHSO3溶液.当然这样配置的NaHSO3溶液也并不能排除被部分氧化的可能！然后将新配置好的NaHSO3溶液迅速加入到电解水装置中.
3.实验过程：用铁作阴极，石墨作阳极，先采用8V直流电压电解一段时间（约80min）.
4.实验现象：在阴极铁棒上始终产生大量的气泡，经检验是氢气；而阳极石墨棒上自始至终都没有观察到有气泡产生.
5.实验初步结论：据此，阳极上应该是HSO-3先放电失去电子被氧化，即阳极上的电极反应式为：HSO-3—2e-+H2O=SO2-4+3H+.当时笔者也觉得很纳闷，心想会不会是因为采用电解的电压较低，阳极上产生O2的量较小，O2来不及形成气泡逸出就已经被HSO-3（或SO2-3）还原了？有可能！但由于我校的实验条件有限，不能作进一步深入探讨，只好就此打住.但笔者考虑到“电解NaHSO3溶液转化为硫酸”是工业上规模生产，电解所用的直流电压应该很高，也很稳定.所以我将电解的直流电压逐渐增大到10V左右，继续观察一段时间后，阳极上依然没有看到气泡产生.再将电解的直流电压慢慢增大到12V左右，这时开始发现阳极上产生了少量的气泡.继续将电压增大到14V及以上时，在阳极上产生了较多量的气泡，经检验产生的是O2.
至于为什么这样？怎样解释？笔者查阅了很多文献，也没有发现这方面的报道，可“真实化学”情境就是这样！但笔者并不赞同持第三种观点同学所说的可能是因OH-的放电能力强于含氧酸根离子所致这么简单，因为离子的放电顺序会受到离子浓度、溶液的酸度、电极材料以及标准电极电位等的影响.
再回到原高考试题上来，试题中的电解装置是工业上电解NaHSO3溶液的装置，很显然是工业上规模生产的“真实化学”情境！为满足工业上大规模生产的可操作性和连续性以及经济方面的需求，电解时所采用的直流电压应该较大且比较稳定.至少明显超过我所采用的14V电压！
即阳极区产生的气体确实应该为SO2和O2混合气体！给出的参考标准答案并没有错误！事后我将我的初步实验结果通报给同学们，并对同学们的这种善于思考，敢于质疑的学风给予了高度评价，大多数同学也都对这样的结果表示了认可.
总之，此题是2010年江苏化学高考试题第17题中的第⑶小问题.命题者是依据工业上生产工艺流程的“电解NaHSO3溶液转化为硫酸”的真实化学情境为载体，要求考生分析出阳极区放出气体的成分.从而很好地考查了学生分析问题、解决实际问题的能力.但该问题本身并没有要求考生书写出阳极电极反应式.显然命题者早已考虑到并避免了因阳极电极反应式的书写而带来的一些歧异.同样在2012年北京理综第25题第（4）小问题中，也涉及了以工业上电解NaHSO3溶液制硫酸的“真实化学”情境为题材而进行命题的高考试题，命题者也非常明智地进行了巧妙处理，直接要求写出HSO-3在阳极放电的电极反应式！而且特地指明了是HSO-3在阳极上放电.避开了因“真实化学”生产的“真实”情境而带来的一些问题.这就大大减轻了考生的思维负担，让考生能轻松作答.
[江苏张家港市后塍高级中学（215631）]
在2010年江苏化学高考试题中，第17题的题目是：下表列出了3种燃煤烟气脱硫方法的原理.
方法Ⅰ用氨水将SO2转化为NH4HSO3，再氧化成（NH4）2SO4方法Ⅱ用生物质热解气（主要成分CO、CH4、H2）将SO2在高温下还原成单质硫方法Ⅲ用Na2SO3溶液吸收SO2，再经电解转化为H2SO4（1）、（2）小问题在此省略，不讨论.
（3）方法Ⅲ中用惰性电极电解NaHSO3溶液的装置如图1所示.阳极区放出的气体的成分为（填化学式）.
图1该试题是以“3种燃煤烟气脱硫方法的原理”为载体而设计的一道简单综合性试题.试题融化学反应中的能量变化、电化学反应原理、元素化合物为一体，考查了学生对盖斯定律，对热化学方程式和电极反应式的正确书写，对C、S等元素化合物之间的转化关系的掌握，以及对图给出信息的提起和分析能力，引导学生关注真实化学在工业生产上的重要作用.试题考查的第（3）问，尽管分数值不高，只有2分，但考察的思维力度却很大，是难得的、经典的考题！参考标准答案是SO2和O2.据2010年阅卷教师反馈的信息显示，这一问漏填O2的考生不计其数，尤其是化学成绩优秀的考生漏填O2的现象更为严重.
二、对该高考试题答案的“质疑”
阴极区的H+主要来自HSO-3的电离，即：HSO-32H++SO2-3，随着H+的不断放电，促使该电离平衡向右移动，SO2-3的浓度越来越大，因Na+不能透过阴离子交换膜，在阴极区结合生成的Na2SO3的量越来越多，所以从阴极区上面出来的是浓的Na2SO3溶液，从而实现吸收液——Na2SO3溶液的再生并加于循环利用.
接下来分析阳极区的电解情况，我指出阳极区电极反应式为：2H2O—4e-=O2↑+4H+（或4OH-—4e-=O2↑+2H2O）然后阳极区溶液中的H+（主要是阳极电极上产生的H+和加入的稀硫酸电离产生的H+）与透过阴离子交换膜的HSO-3（或SO2-3）反应产生SO2气体，因此阳极区产生的气体是SO2和O2混合气体.没想到话音刚落，同学们就阳极区的电极反应谁先放电的问题争论不休，纷纷各抒已见，甚至提出了质疑.讨论问题的焦点是阳极区到底是HSO-3先放电还是水电离产生的OH-先放电？即放出的气体成分中究竟有没有O2？下面是我班同学的一些观点，我将它们加于了整理、汇集，主要集中在以下三个方面：
第一种观点认为：由于是阴离子交换膜，在阳极区溶液中的阴离子种类有HSO-3、SO2-3、SO2-4、OH-这四种.根据题给“再经电解转化为H2SO4”的信息，结合阳极区HSO-3的浓度明显高于水电离产生的OH-的浓度，且HSO-3还原性很强，很容易失去电子被氧化生成SO2-4，进而生成硫酸（这一点从图示中阳极区上面出来的是浓的硫酸可以得到验证）.因此阳极上的电极反应式主要是：HSO-3—2e-+H2O=SO2-4+3H+.然后溶液中的H+与HSO-3（或SO2-3）反应产生SO2气体.学生还特意强调：由于是工业上规模生产，考虑到生产的实际需要，因此NaHSO3溶液的浓度应该始终维持在一定浓度水平，所以阳极区溶液中的OH-不可能放电产生O2！所以阳极区产生的气体是SO2，而没有O2.
第二种观点认为：因阳极区加入的是稀硫酸，所以阳极区实际上是电解水.故阳极区的电极反应式是：2H2O—4e-=O2↑+4H+，然后溶液中的HSO-3（或SO2-3）一方面被产生的O2氧化，即主要发生：2HSO-3+O2=2SO2-4+2H+（或2SO2-3+O2=2SO2-4）；另一方面与溶液中的H+反应产生SO2气体，所以阳极区产生的气体是SO2和O2混合气体.
第三种观点认为：阳极上的电极反应式也是：2H2O—4e-=O2↑+4H+.但理由不同于第二种观点.其理由是：从中学阶段来看，根据放电顺序，OH-的放电能力强于含氧酸根离子，所以阳极上的电极反应式是OH-先放电产生O2.后面的分析基本上和第二种观点相同.因此也坚持认为阳极区产生的气体是SO2和O2混合气体.上述三种观点我觉得都有一定的道理，不能当场确定，就说课后通过实验来进行评判.
三、对该高考试题的实验“再现”
图2那么工业上用惰性电极电解NaHSO3溶液的“真实化学”情境究竟会是怎样呢？实验是“最高法庭”！带着疑问笔者进行了实验模拟，实验大致情况如下：
1.实验装置：采用电解水装置（如图2）
2.实验步骤：将一定量的NaHSO3固体（分析纯）溶解在刚刚制备的、经冷却后的蒸馏水中（目的是尽可能排除水中的溶解氧对NaHSO3的影响），配制成一定浓度的NaHSO3溶液.当然这样配置的NaHSO3溶液也并不能排除被部分氧化的可能！然后将新配置好的NaHSO3溶液迅速加入到电解水装置中.
3.实验过程：用铁作阴极，石墨作阳极，先采用8V直流电压电解一段时间（约80min）.
4.实验现象：在阴极铁棒上始终产生大量的气泡，经检验是氢气；而阳极石墨棒上自始至终都没有观察到有气泡产生.
5.实验初步结论：据此，阳极上应该是HSO-3先放电失去电子被氧化，即阳极上的电极反应式为：HSO-3—2e-+H2O=SO2-4+3H+.当时笔者也觉得很纳闷，心想会不会是因为采用电解的电压较低，阳极上产生O2的量较小，O2来不及形成气泡逸出就已经被HSO-3（或SO2-3）还原了？有可能！但由于我校的实验条件有限，不能作进一步深入探讨，只好就此打住.但笔者考虑到“电解NaHSO3溶液转化为硫酸”是工业上规模生产，电解所用的直流电压应该很高，也很稳定.所以我将电解的直流电压逐渐增大到10V左右，继续观察一段时间后，阳极上依然没有看到气泡产生.再将电解的直流电压慢慢增大到12V左右，这时开始发现阳极上产生了少量的气泡.继续将电压增大到14V及以上时，在阳极上产生了较多量的气泡，经检验产生的是O2.
至于为什么这样？怎样解释？笔者查阅了很多文献，也没有发现这方面的报道，可“真实化学”情境就是这样！但笔者并不赞同持第三种观点同学所说的可能是因OH-的放电能力强于含氧酸根离子所致这么简单，因为离子的放电顺序会受到离子浓度、溶液的酸度、电极材料以及标准电极电位等的影响.
再回到原高考试题上来，试题中的电解装置是工业上电解NaHSO3溶液的装置，很显然是工业上规模生产的“真实化学”情境！为满足工业上大规模生产的可操作性和连续性以及经济方面的需求，电解时所采用的直流电压应该较大且比较稳定.至少明显超过我所采用的14V电压！
即阳极区产生的气体确实应该为SO2和O2混合气体！给出的参考标准答案并没有错误！事后我将我的初步实验结果通报给同学们，并对同学们的这种善于思考，敢于质疑的学风给予了高度评价，大多数同学也都对这样的结果表示了认可.
总之，此题是2010年江苏化学高考试题第17题中的第⑶小问题.命题者是依据工业上生产工艺流程的“电解NaHSO3溶液转化为硫酸”的真实化学情境为载体，要求考生分析出阳极区放出气体的成分.从而很好地考查了学生分析问题、解决实际问题的能力.但该问题本身并没有要求考生书写出阳极电极反应式.显然命题者早已考虑到并避免了因阳极电极反应式的书写而带来的一些歧异.同样在2012年北京理综第25题第（4）小问题中，也涉及了以工业上电解NaHSO3溶液制硫酸的“真实化学”情境为题材而进行命题的高考试题，命题者也非常明智地进行了巧妙处理，直接要求写出HSO-3在阳极放电的电极反应式！而且特地指明了是HSO-3在阳极上放电.避开了因“真实化学”生产的“真实”情境而带来的一些问题.这就大大减轻了考生的思维负担，让考生能轻松作答.
[江苏张家港市后塍高级中学（215631）]