胡利華
(南昌市第十六中學,南昌 330002)
化學是緊密聯(lián)系社會、生活、工業(yè)生產的一門學科?;瘜W工業(yè)基于化學基本理論、基本概念的發(fā)展而發(fā)展,與現(xiàn)代化學前沿科技銜接,反映化學最新科技發(fā)展動態(tài)。近年來,高考中的化工工藝流程題正是符合這一趨勢與要求的體現(xiàn),也成為新課改后高考的主流題型之一,主要考察學生對已有知識進行整合、重組、應用能力,突出反映學生的化學核心素養(yǎng)。
從近幾年來高考理綜試題化學學科(江西省)來看,化工工藝流程試題是考生必答的一道大題。高考試題與化工工藝流程方面的關聯(lián)如表1所示:
表1 2016年-2021年高考試題與化工工藝流程方面的關聯(lián)表
1.新穎性。工藝流程試題非常新穎,情境陌生,但切合當前化學學科最新相關的科學技術、社會經(jīng)濟和生態(tài)環(huán)境。工藝流程試題往往有著強大的應用背景和實際意義,其主要考察學生運用所學中學化學知識解決化工生產實際問題的能力。
2.基礎性??v觀2016年-2021年高考理綜化學學科部分的化工工藝流程題,所涉及到的知識層面主要包括元素化合物知識、化學反應原理、化學實驗技能、化學計算等基礎知識。考題的落點仍在化學學科的主干知識和應用能力方面,正所謂“形散神不散”。
3.綜合性。化工工藝流程題型占分多,涉及的知識面廣,綜合性強,開放性大、因而難度較高,體現(xiàn)了高考的選拔功能,突出反映了讓考生了解化學在工農業(yè)生產中的具體應用,認識化學工業(yè)在國民經(jīng)濟發(fā)展中的地位的化學課程目標。
普通高中《化學課程標準》(實驗)指出,要立足于學生適應現(xiàn)代生活和未來發(fā)展的需要,著眼于提高21世紀公民的科學素養(yǎng),構建“知識與技能”、“過程與方法”、“情感態(tài)度與價值觀”相融合的高中化學課程目標體系。要結合人類探索物質及其變化的歷史與化學學科發(fā)展的趨勢,引導學生進一步學習化學的基本原理和基本方法。
作為新課程背景下的化學教師,在教學中把教學的重點放在化工工藝流程題的過程上,放在揭示知識形成的規(guī)律上,讓學生通過感知-概括-應用的思維過程去發(fā)現(xiàn)真理,掌握規(guī)律。從近年來的高考試題來看,無不體現(xiàn)出這一特點。這既是學生掌握知識的過程,又是發(fā)展能力的過程。具體來看,一是注重元素與化合物知識這條知識主干,構建立體的物質轉化網(wǎng)絡。二是注重化學反應原理的教學,尤其是重視涉及物質轉化的氧化還原反應、電化學與電能、沉淀-溶解平衡、pH值的影響等。三是注重化學用語的教學,離子方程式、化學方程式的書寫。四是關注化學實驗的基本操作及其基本理論。五是關注化學與技術的新發(fā)展,注意新情境的設計,提升學生的閱讀理解能力與化學計算能力。
在高考的大背景下,學生要想在有限時間內完成知識點梳理提取,準確理解題目中的信息,根據(jù)學生已有知識進行整合,進而順利解決這一類型考題就必須有針對性地、熟練掌握該題型的解題策略與技巧。例如,近幾年高考中反復出現(xiàn)的沉淀—溶解平衡問題,控制某反應的pH值使某些金屬離子以氫氧化物的形式沉淀,調節(jié)pH所用試劑為主要元素對應的氧化物、碳酸鹽、堿,以避免引入新的雜質;pH分離時的范圍確定、范圍過小的后果(導致某離子沉淀不完全)或過大的后果(導致主要離子開始沉淀)。
例如,2021年高考理綜乙卷第26題呈現(xiàn)從煉鐵高鈦爐渣回收鈦、鋁、鎂的工藝流程,提供有關金屬離子沉淀的數(shù)據(jù)信息,題中的第(3)小題求解“母液”中Mg2+濃度的問題。題中提供了金屬離子(Mg2+)開始沉淀的pH值為9.5,沉淀完全(c(Mg2+)=1.0 × 10-5mol/L)的pH值為11.1,母液的pH為11.6。我們可以根據(jù)沉淀完全pH為11.1,即c(H+)=10-11.1mol/L,c(OH-)=10-2.9mol/L,可以計算得出Ksp[Mg(OH)2]=c(Mg2+)× c2(OH-)=10-5×(10-2.9)2=10-10.8;而母液的pH為11.6,c(H+)=10-11.6mol/L,c(OH-)=10-2.4mol/L,c(Mg2+)=Ksp[Mg(OH)2]/c2(OH-)=10-10.8/(10-2.4)2=10-6mol/L。
本文對化工工藝流程這一類型的試題進行研究,分析其命題特點和考查功能,揭示其對學科知識、能力、素養(yǎng)的要求,認識高考試題在考查學生對化學學科知識理解和應用情況方面的新策略和新方法,從而有針對性地提供復習備考策略和方法。