何楚靈 張麗霞
[摘要]通過分析2019年高考全國卷Ⅲ理綜化學(xué)試題的考查內(nèi)容,總結(jié)出2019年高考化學(xué)試題的三個特點:立足基礎(chǔ),注重綜合考查;聯(lián)系實際,強化應(yīng)用意識;重視化學(xué)用語的應(yīng)用,并從中得出兩點啟示:夯實基礎(chǔ),提高信息加工能力;重視應(yīng)用,聚焦化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)培養(yǎng)。
[關(guān)鍵詞]基礎(chǔ);生活;應(yīng)用;2019高考全國卷Ⅲ;理綜化學(xué)試題
[中圖分類號] G633.8
[文獻標識碼] A
[文章編號] 1674-6058(2020)14-0050-04
2019年高考全國卷Ⅲ理綜化學(xué)試題整體呈現(xiàn)出以“能力測試”為考查日的的命題原則,貫徹落實發(fā)展素質(zhì)教育和深化高考考試內(nèi)容改革的要求,結(jié)合高考評價體系[1-2],落實“基礎(chǔ)性、應(yīng)用性、綜合性和創(chuàng)新性”[3]的考查要求,測試考生的必備知識、關(guān)鍵能力和思維方法,體現(xiàn)了化學(xué)學(xué)科在促進民族發(fā)展、社會進步以及提升學(xué)生化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)方面的重要價值。通過對試題的分析,可以看出綜合能力測試的發(fā)展和變化趨勢,以及綜合試題對化學(xué)學(xué)科的層次要求,這對今后化學(xué)學(xué)科的教學(xué)以及學(xué)生的學(xué)習(xí)和復(fù)習(xí)都會有良好的導(dǎo)向作用。
一、2019年高考化學(xué)試題考查內(nèi)容
從題型分布上來看:7道選擇題、5道大題(第35題和第36題二選一),均為常規(guī)題型,沒有出現(xiàn)偏題、難題和怪題,整體難度不大,仍然遵循知識難度由淺入深,知識點由簡單到復(fù)雜再到綜合的趨勢。各題考查內(nèi)容如下:
第7題:化學(xué)與生活。該題的考查目的是讓學(xué)生明白化學(xué)源于生活,用于生活,要求學(xué)生在日常生活中關(guān)注化學(xué)的發(fā)展及應(yīng)用。
第8題:常見有機物的結(jié)構(gòu)。這是選擇題中唯一涉及有機知識的題目,目的是考查學(xué)生對碳雜化軌道知識的掌握和理解。雜化軌道知識是有機化合物中最基本的理論知識,體現(xiàn)了以基礎(chǔ)知識為本的原則。
第9題:原子結(jié)構(gòu)與元素周期律的關(guān)系、離子化合物與共價化合物的區(qū)分。該題綜合性較強。今年是元素周期表創(chuàng)立150周年,其目的很明顯,一方面紀念那些對周期表的創(chuàng)立做出貢獻的科學(xué)家和學(xué)者,另一方面強調(diào)周期表中原子排列的規(guī)律性,以及由原子或離子組成的物質(zhì)的類型、物質(zhì)的簡單物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)。
第10題:離子共存、離子交換。該題通過讓學(xué)生觀察圖示,并運用所學(xué)知識進行有效分析,從而得出正確結(jié)論。既考查了學(xué)生讀圖和析圖的能力,同時間接考查了離子共存的知識,又讓學(xué)生明白離子交換樹脂凈化水的實質(zhì)。
第11題:溶液中的電離平衡。該題雖然涉及阿伏加德羅常數(shù),但重在考查強堿弱酸鹽中的酸根離子的電離平衡問題,涉及電離度、弱酸根電離過程中的質(zhì)子守恒、平衡移動問題等多個層面的知識。
第12題:涉及無機物制備和有機物質(zhì)制備等知識,如次氯酸的制備、催化劑的功能、乙酸乙酯的制備、二氧化硫的制備。次氯酸、二氧化硫、乙酸乙酯的制備在工業(yè)生產(chǎn)中占據(jù)很重要的地位;同時乙酸乙酯的制備也是中學(xué)實驗中的一個重要實驗,該題雖未涉及具體的實驗技能,但考查了實驗過程中粗產(chǎn)品處理中的一個重要環(huán)節(jié);催化劑的開發(fā)和應(yīng)用也是目前社會生產(chǎn)的一個重要研究方向,該題涉及催化劑的功能。由此可看出,試題的用意旨在強調(diào)知識與社會實踐的關(guān)系,考查學(xué)生運用所學(xué)知識解決相關(guān)問題的能力。
第13題:二次電池、電化學(xué)。這是一道與生活密切相關(guān)的考題,主要涉及電化學(xué)知識,如二次電池充放電時的電池反應(yīng),及電池內(nèi)部離子遷移的方向等問題。突出了高中化學(xué)知識的基礎(chǔ)性,同時也引導(dǎo)學(xué)生較深刻地理解化學(xué)、技術(shù)、社會和環(huán)境之間的相互關(guān)系,認識化學(xué)對社會發(fā)展的重大貢獻[4]。
第26題:該題是生產(chǎn)工藝流程題,是由天然二氧化錳粉與硫化錳礦制備高純硫酸鹽。硫化錳礦和二氧化錳粉經(jīng)過溶浸,制得MnSO4,含有雜質(zhì)Fe2+、Fe3+、A13+、Mg2+、Zn2+、Ni+;加入MnSO2,使Fe2+氧化成Fe3+,通過調(diào)節(jié)溶液pH去除;加入Na2S除去雜質(zhì)中的Ni2+、Zn2+;加入MgF2:除去Mg2+;加入H2SO4:使MnCO3沉淀,生成高純MnSO4。該題綜合性較強,學(xué)生在校學(xué)習(xí)的知識多是理論知識,物質(zhì)的分離、提純等情境的設(shè)計也較簡單,常常脫離生產(chǎn)實際。工藝流程題來源于工業(yè)生產(chǎn),原料復(fù)雜,處理過程復(fù)雜,要求學(xué)生具備綜合運用所學(xué)知識、全面考慮問題的能力,需要學(xué)生對所學(xué)知識有較為深入的理解。
第27題:這是一道考查學(xué)生實驗基本技能的測試題??疾榈氖菍嶒瀮x器的選擇、提純與除雜、產(chǎn)率的計算。
第28題:該題主要考查學(xué)生對化學(xué)平衡、電化學(xué)知識的掌握;化學(xué)平衡是高中知識的一個重要組成部分,同時與工業(yè)生產(chǎn)密切相關(guān)。在工業(yè)生產(chǎn)中需要打破化學(xué)平衡,提高反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率,因此研究化學(xué)平衡主要是為實際生產(chǎn)提供理論指導(dǎo)。該題同樣體現(xiàn)了基礎(chǔ)理論知識的重要性,同時考查學(xué)生的讀圖能力以及有效從圖中提取關(guān)鍵數(shù)據(jù)進行相關(guān)計算和分析的能力。
第35題:該題主要考查結(jié)構(gòu)化學(xué)知識,以鋰離子電池的正極材料磷酸亞鐵鋰為依托,從結(jié)構(gòu)化學(xué)的角度考查了原材料中所涉及元素的原子核外電子排布、晶胞的計算、原子雜化軌道方式及雜化類型的判斷、物質(zhì)的結(jié)構(gòu)式和化學(xué)式等,同時也涉及價層電子對互斥理論。
第36題:該題涉及有機化學(xué)基礎(chǔ)知識,如有機物的命名、官能團的識別、反應(yīng)類型、同分異構(gòu)體的書寫,同時考查學(xué)生從題目中獲取信息的能力及將獲得的知識信息遷移到新的合成環(huán)境中的能力。題目以信息的形式給出了在Pd催化下的Heck反應(yīng),要求學(xué)生能夠?qū)⒋酥R點遷移到以苯和溴乙烷為原料,合成目標產(chǎn)物的步驟中,涉及合成方法論。這也進一步提醒教師在講授有機化學(xué)時,應(yīng)適當介紹合成方法論,這對學(xué)生是一種激勵。
二、2019年高考化學(xué)試題特點分析
每年的高考試題都有不同的側(cè)重點,2019年高考全國卷Ⅲ理綜化學(xué)試題的特點如下:
1.立足基礎(chǔ),注重綜合考查
在考查化學(xué)基礎(chǔ)知識、基本概念的基礎(chǔ)上,還考查了各分支主干知識,但不刻意追求知識的覆蓋面,在各知識網(wǎng)絡(luò)的交匯處注意解題的靈活性和綜合性。選擇題第9、10、11、12題和大題的第26題等綜合考查跡象比較明顯。下面以第9、12題為例進行分析。
[例1](第9題)x、Y、z均為短周期主族元素,它們原子的最外層電子數(shù)之和為10,x與z同族,Y最外層電子數(shù)等于x次外層電子數(shù),且Y原子半徑大于z。下列敘述正確的是(? ? )。
A.熔點:X的氧化物比Y的氧化物高
B.熱穩(wěn)定性:X的氫化物大于z的氫化物
C.x與z可形成離子化合物ZX
D.Y的單質(zhì)與z的單質(zhì)均能溶于濃硝酸
解析:短周期主族元素次外層電子數(shù)只能為2或8,主族元素最外層電子數(shù)不可能為8,故Y最外層電子數(shù)為2;三個原子最外層電子數(shù)和為10,x與z同主族,所以它們最外層電子數(shù)相同,故而x與z的最外層電子數(shù)為4,則x為C,z為Si,Y半徑大于z,所以Y為Mg。
A選項,碳的氧化物CO、CO2,常溫下是氣態(tài),硅的氧化物Si02為固體,Si02的熔點顯然更高,故A錯誤。B選項,非金屬性越強,氣態(tài)氫化物穩(wěn)定性越強,CH4穩(wěn)定性大于SiH4,故B正確。C選項,SiC是原子晶體,不是離子化合物,只含有共價鍵,故C錯誤。D選項,硅單質(zhì)與濃硝酸不反應(yīng),常溫下也不能與氫氟酸反應(yīng);在加熱或有氧化劑存在時,硅單質(zhì)可以與氫氟酸反應(yīng),反應(yīng)方程式為3Si+18HF(aq)+4HNO3(濃)=3H2SiF6+4NO↑+8H2O,故D錯誤。
從該題可以看出,要正確做出選擇,學(xué)生必須掌握元素周期表的周期性,比如原子半徑的變化規(guī)律、核外電子排布及規(guī)律、同周期非金屬元素氫化物的穩(wěn)定性、物質(zhì)的狀態(tài)、物質(zhì)的熔點、物質(zhì)的熱穩(wěn)定性、晶型種類的判斷、單質(zhì)的特性反應(yīng)等。
[例2l(第12題)下列實驗不能達到日的的是(? ? )。
解析:要想對A選項做出正確判斷,必須考慮鹽酸、碳酸、次氯酸、碳酸氫根離子的酸性。由于酸性:HCl>H2CO2>HClO>HCO3-,當氯氣通入水溶液中,發(fā)生如下可逆反應(yīng):Cl2+H2O→←HCl+HClO,生成的HCl與Na:CO、反應(yīng),生成NaHC03;而生成的HClO與NaCO,反應(yīng)生成NaHCl0:2Na2CO3+Cl2+H2O=NaCl+2NaHCO3+NaClO,從方程式可以看出是得不到次氯酸的;若通入的氯氣過量,上述反應(yīng)就會變?yōu)镹a2CO3+2Cl2+H20=NaCl+CO2↑+2HClO。由于題中并未給出氯氣過量,所以A選項不能達到實驗?zāi)康?。B選項,在過氧化氫溶液中加入少量二氧化錳作催化劑,可加快其分解速度,因此可以加快氧氣的生成速率,故B選項能達到實驗?zāi)康?。C選項,乙酸可以跟Na2CO3發(fā)生反應(yīng),因此飽和Na2C03溶液可以吸收乙酸;同時飽和Na2CO3溶液可以降低乙酸乙酯的溶解度,所以可以采取飽和Na2CO3溶液洗滌、分液的方法除去乙酸,故C選項能夠達到目的。D選項,由于Na2S03+H2S04=Na2S04+S02↑+H2O,所以可以制備少量的SO2,還要注意到SO2在飽和的亞硫酸鈉溶液中溶解度小,若忽略了此點,可能認為生成的SO2,可以溶于水,就不能做出正確判斷。
從該題可看出,每個選項中考查的知識點都是多重的。
2.聯(lián)系實際,強化應(yīng)用意識
試卷中的應(yīng)用問題聯(lián)系生活,貼近實際。如第7、13、26、27、28、35、36題,其中選擇題第7題的背景知識涉及高科技、基礎(chǔ)建設(shè)和醫(yī)用常識領(lǐng)域;第13、26、35題涉及電池領(lǐng)域;第27、28、36題涉及醫(yī)學(xué)領(lǐng)域,這些題目集中考查學(xué)生應(yīng)用化學(xué)知識解決實際問題的能力。下面以第26題(1)(2)(3)(4)(5)問為例進行分析。
[例3](第26題節(jié)選)高純硫酸錳作為合成鎳鉆錳三元正極材料的原料,工業(yè)上可由天然二氧化錳粉與硫化錳礦(還含F(xiàn)e、Al、Mg、Zn、Ni、Si等元素)制備,工藝如下圖所示?;卮鹣铝袉栴}:
相關(guān)金屬離子[C0(Mnn+)=0.1 mol·L-1”]形成氫氧化物沉淀的pH范圍如下:
(l)“濾渣1”含有________;寫出“溶浸”中二氧化錳與硫化錳反應(yīng)的化學(xué)方程式_________。
(2)“氧化”中添加適量的Mn02的作用是________。
(3)“調(diào)pH”除鐵和鋁,溶液的pH范圍應(yīng)調(diào)節(jié)為_______~6之間。
(4)“除雜1”的目的是除去zn2+和Ni2+,“濾渣3”的主要成分是________ 。
(5)“除雜2”的目的是生成MgF2沉淀除去Mg2+。若溶液酸度過高,Mg2+沉淀不完全,原因是_________。
解析:(1)問考查了元素在自然界中的存在狀態(tài)及性質(zhì),需要注意硅在自然界中主要以Si02的形式存在,且Si02不與硫酸反應(yīng);“溶浸”過程中發(fā)生如下反應(yīng):Mn02+MnS+2H2S04=2MniS04+S+2H20,因此“濾渣1”含有S和Si02。(2)問中“氧化”過程添加Mn02的作用是將Fe2+氧化成Fe3+,通過調(diào)節(jié)溶液pH為2.8,使Fe3+完全沉淀,故答案為:將Fe2+氧化為Fe3+。(3)問中“調(diào)pH”除鐵、鋁時,要使鐵和鋁都沉淀完全,則pH應(yīng)大于4.7。故答案為:4.7。(4)問中“除雜1”加入Na2+S后,生成沉淀ZnS和NiS,除去Zn2+和Ni2+,故答案為:NiS和ZnS。(5)問中由于存在MgF→←Mg2++2F-沉淀溶解平衡,若酸度過高,溶液中的H+與F結(jié)合生成弱電解質(zhì)HF,使沉淀溶解平衡朝著溶解的方向移動,Mg2+沉淀不完全。故答案為:F-與H+結(jié)合形成弱電解質(zhì)HF,MgF→←Mg2++2F-平衡向右移動。
考慮問題周到全面是解決本題的關(guān)鍵,題目給出的相關(guān)金屬離子形成氫氧化物沉淀的pH范圍非常重要,對于正確判斷出除雜的離子、除雜的順序、除雜過程中溶液pH值的要求提供了較多的信息,同時還要注意到題目本身在敘述過程中提供的信息。該題涉及的是基本理論知識在真實冶金情景中的應(yīng)用,進一步強調(diào)了信息的獲取能力和知識的應(yīng)用意識。
從歷年高考試題可以總結(jié)出,冶金工藝流程題考查的知識主要有以下幾個方面:(1)加入試劑的作用,如加入酸的作用:浸溶、調(diào)節(jié)pH值、除雜;加入堿的作用:調(diào)節(jié)pH值、使某些離子轉(zhuǎn)化為沉淀等;加入鹽的作用:使某些離子轉(zhuǎn)化為沉淀;加入氧化劑的作用:改變某些離子的價態(tài),方便去除或保留。(2)涉及的操作:溶解、攪拌、過濾、蒸發(fā)等。(3)需要回答的問題:浸溶或除雜過程中方程式或離子方程式的書寫、濾渣的主要成分、濾液中存在的物質(zhì)或離子、加入某種溶劑的作用、加入氧化劑后氧化產(chǎn)物或還原產(chǎn)物的判斷等??傊菍⒒A(chǔ)知識綜合應(yīng)用到實際中去。
3.重視化學(xué)用語的應(yīng)用
化學(xué)用語是化學(xué)學(xué)科的一個顯著特點,能夠正確理解和使用化學(xué)用語是對化學(xué)學(xué)習(xí)的基本要求。試卷中回答第26題(1)(6)問用到化學(xué)式、化學(xué)方程式、離子方程式;第27題(1)(2)問用到儀器名稱,(5)問用到純化方法;第28題(4)問用到反應(yīng)方程式;第35題(1)問用到元素名稱、結(jié)構(gòu)式;第36題(1)問用到化學(xué)名稱,(2)問用到官能團,(3)問用到反應(yīng)類型、分子式、結(jié)構(gòu)簡式。很顯然,化學(xué)用語貫穿了高考化學(xué)的所有試題。
三、兩點啟示
教學(xué)活動是教師的“教”與學(xué)生的“學(xué)”的有機結(jié)合,只有二者都適得其法,才能事半功倍。通過對2019年高考全國卷Ⅲ理綜化學(xué)試題的分析,筆者受到以下啟示:
1.夯實基礎(chǔ),提高信息加工能力
《2018年普通高等學(xué)校招生全國統(tǒng)一考試大綱》規(guī)定,對化學(xué)學(xué)科學(xué)習(xí)能力的要求包括“接受、吸收、整合化學(xué)信息的能力”[5],具體內(nèi)容有:“通過對自然界、生產(chǎn)和生活中的化學(xué)現(xiàn)象的觀察,以及實驗現(xiàn)象、實物、模型的觀察,對圖形、圖表的閱讀,獲取有關(guān)的感性知識和印象,并進行初步加工、吸收、有序存儲。”“從提供的新信息中,準確地提取實質(zhì)性內(nèi)容,并與已有知識整合,重組為新知識塊?!崩纾?8題提供量化數(shù)據(jù)關(guān)系,給出HCl平衡轉(zhuǎn)化率隨溫度變化的關(guān)系,要求學(xué)生從宏觀和微觀兩個角度認識平衡常數(shù)K以及轉(zhuǎn)化率;第27題提供轉(zhuǎn)化流程信息,給出制備高純硫酸錳的工藝圖,以及相關(guān)金屬離子形成氫氧化物沉淀的pH范圍,要求學(xué)生分析流程圖中的物質(zhì)變化以及操作,結(jié)合所給數(shù)據(jù),從中分析產(chǎn)物分離方法,同時結(jié)合已經(jīng)學(xué)過的元素知識、反應(yīng)原理等回答相關(guān)問題,考查學(xué)生對常見金屬、非金屬及其化合物的基本性質(zhì)、沉淀溶解平衡等知識的掌握情況。
因此,在教師的“教”與學(xué)生的“學(xué)”的過程中,要回歸教材,夯實基礎(chǔ),以考試大綱為綱,以課本為本,以基礎(chǔ)知識為基石,以聯(lián)系生活為升華,同時不忘培養(yǎng)學(xué)生的信息加丁能力和遷移能力。
2.重視應(yīng)用,聚焦化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)培養(yǎng)
化學(xué)是一門理論與實踐相結(jié)合的科學(xué),在提高人類生活水平和推動人類社會進步中具有非常重要的作用。2019年高考全國卷Ⅲ理綜化學(xué)試題的情境多來源于生產(chǎn)、生活、社會和科研實際,并涉及環(huán)保、醫(yī)藥、材料、能源等多個學(xué)科,考查學(xué)生合理正確地使用化學(xué)原理與技術(shù)分析和解決實際問題的能力,由此可以引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注與化學(xué)有關(guān)的社會熱點問題,形成可持續(xù)發(fā)展的意識和綠色化學(xué)理念。例如,第13題以SCience報道的具有高穩(wěn)定性和高循環(huán)效率的Zn-NiOOH二次電池為載體,將科學(xué)研究熱點引入考題,考查新型電池結(jié)構(gòu)、充放電原理、電極反應(yīng)等內(nèi)容;第7題涉及碘酒、鋁合金、活性炭及高純硅在生產(chǎn)和生活中的應(yīng)用,考查學(xué)生的理解與辨析能力;第36題要求對比分析不同堿、不同溶劑對合成反應(yīng)的影響,進而論證不同條件對Heck反應(yīng)的影響,歸納條件簡單、試劑簡單、轉(zhuǎn)化率高的合成反應(yīng)條件,重點考查學(xué)生的歸納論證能力。因此學(xué)生在備考時要緊緊圍繞主干知識進行復(fù)習(xí),充分理解化學(xué)的核心思想,在保證思維擴散性的同時增強復(fù)習(xí)的針對性,加強理解與辨析能力、分析與推理能力、歸納與論證能力、探究與創(chuàng)新能力等關(guān)鍵能力的培養(yǎng)。
總之,作為中學(xué)化學(xué)教師,每年要關(guān)注和分析高考化學(xué)試題的特點,并及時調(diào)整教學(xué)的方向和思路;同時為了提高自身的知識水平,還應(yīng)不斷加強更深層次的學(xué)習(xí),比如有機化學(xué)合成的方法論、元素化學(xué)的理論知識等,為自己的教學(xué)拓寬領(lǐng)域,給學(xué)生創(chuàng)造更廣闊的知識空間;關(guān)注與專業(yè)相關(guān)的社會前沿問題和研究成果,拓寬學(xué)生的化學(xué)視野,讓教師的“教”與學(xué)生的“學(xué)”取得雙贏效果。
[參考文獻]
[1]姜鋼.探索構(gòu)建高考評價體系 全方位推進高考內(nèi)容改革[N].中國教育報,2016-10-11(3).
[2]于涵.不忘初心 推進新高考改革 面向未來 構(gòu)筑現(xiàn)代化考試[J].中國高教研究,2018(3):17-23.
[3]教育部考試中心,貫徹改革要求 推動素質(zhì)教育:2018年高考化學(xué)試題評析[J].中國考試,2018(7):24-28.
[4]中華人民共和國教育部,普通高中化學(xué)課程標準(2017年版)[s].北京:人民教育出版社,2018.
[5]教育部考試中心.2018年普通高等學(xué)校招生全國統(tǒng)一考試大綱:理科[M].北京:高等教育出版社,2017.
(責(zé)任編輯 羅艷)