王宝权
摘要:通过“对一道高考试题标准答案的探讨”一文的研读和思考,提出关于这道高考试题及参考答案与原文不同的理解和看法,并提出相应的教学建议。
关键词:高考试题;思考;金属性;元素周期律
文章编号:1008-0546(2017)05-0075-03 中图分类号:G633.8 文献标识码:B
doi:10.3969/j.issn.1008-0546.2017.05.024
高考化學试题,因其新颖的视角,严谨的构思,历来受到广大中学教师的重视和研究。笔者阅读曹新庆和李周平两位老师撰写的“对一道高考试题标准答案的探讨[1]”一文后,很感兴趣,被两位老师这种勇于研究、敢于质疑的精神所感染。文中两位老师所提及的高考试题是2012年上海高考理综试题第四题。原题是以26Al和10Be两种元素为背景,考查原子结构与元素周期律的相关内容。两位老师认为此题25小题的参考答案不合理,即其b选项在氯化铝和氯化镁的溶液中分别滴加过量的氢氧化钠溶液,不能作为比较两种元素金属性强弱的方法。另外两位老师还对第26小题的答案也提出了自己的看法:即认为除了参考答案的“氯化钙”外,“氧化钙”和“氢氧化钠”也符合该题的要求。事实果真如此吗?笔者经过认真考证和探析,针对这道试题提出与两位老师不同的理解和看法。
一、原题及参考答案
2009 年《自然》杂志报道了我国科学家通过测量“北京人”头盖骨中所含Al 和Be 两种元素的比例确定“北京人”年龄的研究结果,这种测量方法叫“铝铍测年法”。[2]
完成下列填空:
23. 10Be 和9Be 。
a.是同一种原子 b.具有相同的中子数
c.具有相同的化学性质 d.具有恒定的丰度
Be 所在的周期中,最外层有 2 个未成对电子的元素相互组成的化合物属于 晶体。
24. Al 和 Be 具有相似的化学性质,写出 BeCl2水解反应的化学方程式 。
25. 研究表明26Al可以衰变为26Mg,可以比较这两种元素金属性强弱的方法是 。
a.比较这两种元素的单质的硬度和熔点
b.在氯化铝和氯化镁的溶液中分别滴加过量的氢氧化钠溶液
c.将打磨过的镁带和铝片分别和热水作用,并滴入酚酞溶液
d.将空气中放置已久的这两种元素的单质分别和热水作用
26. 目前还有一种测量方法叫“钾氩测年法”。写出和 Ar 核外电子排布相同的阴离子的半径由大到小的顺序 (用化学符号表示);其中一种离子与钾相邻元素的离子所形成的化合物可用作干燥剂,此化合物的电子式是 。
[参考答案]23. cd;分子;24. BeCl2+2H2O
Be(OH)2 +2HCl;25. bc;26. S2-> Cl-;[:Cl:]-Ca2+[:Cl:]-。
二、原文解读与商榷
1. 对“氯化铝和氯化镁的溶液中分别滴加过量的氢氧化钠溶液,能否作为判断镁和铝金属性强弱的依据”的商榷。
原文表述:“[3]第25小题的b选项在氯化铝和氯化镁的溶液中分别滴加过量的氢氧化钠溶液,是不能作为比较两种元素金属性强弱的方法的。比较金属元素最高价氧化物对应水化物的碱性强弱,可判断金属性的强弱,因此利用 Mg(OH)2和 Al(OH)3和 NaOH 溶液反应情况来比较 Mg(OH)2和 Al(OH)3的碱性强弱是可以的,但是在氯化铝和氯化镁的溶液中分别滴加过量的氢氧化钠溶液时,生成的 Al(OH)3可以溶解在过量的 NaOH 溶液中……”
此题考查的关键点是镁和铝两种元素的金属性强弱的判断方法。关于元素金属性和非金属性强弱的判断,张太平[4]等学者认为根据失去电子能力的判断是定性判断,而根据元素的电离能、电子亲和能、电负性和电极电势进行的判断是定量判断。笔者结合以上文献资料及原作者所提及的6种中学常见的金属性比较依据整理如下:
从图1可知,元素的金属性强弱是可以通过元素处于周期表中的位置进行定性判断的即周期性判断。在中学阶段通常以①的形式进行直接判定。而②是在①的周期性判断的基础上衍生出来的半定性判断。周期性判断是理论性判据,常用于指导普遍性、实验性判断的。比如文中的③④⑤等就属于实验性判据。而⑥是在实践的基础上总结出的一条常见金属的活动性顺序的普遍性规律,其判断的方法是通过③④⑤具体实践的。因此周期性理论判断对其它普遍性判断具有指导作用。但化学理论是否正确通常需要得到实践性判断的证实,故图1中四种定量的实验方法对周期性判断起到检验作用。但以上“电离能”等四种定量测定方法由于其本身的复杂性及实验的难度,不可能在中学阶段一一介绍出来。故对于中学生来说,只能考虑设计一些在中学阶段“力所能及”的实验手段进行探究或者验证。故③④⑤等比较具体的实验设计便成为中学阶段比较合适的“定量手法”(其实仍然是定性实验)。但这些实验的设计必须是现象明显的,否则就很难让人信服,比如本题中的b和c选项。由于判据②即“最高价氧化物对应水化物的碱性强弱”用实验的手段不太好直接完成,故常设计成b选项即“在氯化铝和氯化镁的溶液中分别滴加过量的氢氧化钠溶液”,目的是产生明显的不同现象,以期达到好的实验效果。
原文表述(续):[5]“如果以此来作为判断依据时,在氯化铝和氯化铜的溶液中分别滴加过量的氢氧化钠溶液时,生成的 Al(OH)3可以溶解在过量的 NaOH 溶液中,Cu(OH)2不溶解在 NaOH 溶液中,根据此条件得到的结论是铜的金属性比铝的金属性强,与实际事实铝的金属性比铜的金属性强相违背,故笔者认为不能依据在氯化铝和氯化镁的溶液中分别滴加过量的氢氧化钠溶液,生成的 Al(OH)3可以溶解在过量的 NaOH 溶液中,作为比较镁和铝金属性强弱的依据。”
此题考查的是第三周期的主族元素镁与铝的金属性的递变规律,而铜是第四周期的副族元素,和镁、铝既不属于同一周期又不属于同一主族。无论是从高中课程标准中有关元素周期表的教学要求(具体内容见下文中的表1),还是高中化学教材中的相关教学设计栏目(见下文中的表2),其宗旨在于讓学生通过钠镁铝金属性等性质的比较,认识到同周期元素性质的递变规律,进而理解和掌握元素周期律的定义和实质。故铝与铜的金属性在这种情境下的比较是没有意义的,因此原文作者所举反例用“氯化铜溶液去替换氯化镁溶液”具有局限性。
2. 对“其中一种离子与钾相邻元素的离子所形成的化合物可用作干燥剂的只有氯化钙吗?”的商榷
题干里的“其中”是承接第一问中的两种离子的,即硫离子和氯离子两者之中的一种,与钾离子左右相邻的是钙离子,与钾离子上下相邻的是钠离子和铷离子。即S2-或Cl-与Ca2+、Na+、Rb+所形成的化合物如下:CaCl2、CaS、NaCl、Na2S、RbCl、Rb2S,其中只有CaCl2是常见的干燥剂。而原文中两位老师所提到的NaOH 和CaO中的O2-和OH-不在“其中一种离子(即S2-或Cl-)之列,因此NaOH 和 CaO不符合题目的要求。故原试题的26小题的第2空的参考答案是没有问题的。由此可见,我们分析和解决问题时对题目信息的准确和全面把握不容忽视。
三、启示
高考试题是众多专家智慧的结晶,以新课程标准和教材用书为依据。教师探讨高考试题并用于教学复习的资料,无论是用于日常的教学还是模拟考试都有重要的标杆作用。但是由于高考真题具有信息量大、视角新、难度大等特征,使得多数高三学生对它有种莫名的害怕。针对这种情况,作为毕业班的教师在平时的教学过程中必须认真研究高考题,以课本内容为立足点,以课程标准为依据,在日常教学中通过相关试题的讲解和分析,让学生认清高考专家的命题意图和试题的构成情况,明晰解题脉络,进而培养学生临场的应变能力和提高答卷的准确度。
1. 教师要时刻联系课程标准
教师分析高考真题时,要带领学生分析题目的由来,弄清试题与课标的联系,理清问题的设计和考查点,寻找知识点的踪迹,归纳考查内容,努力提高复习的效果、准确把握解题思路、进而促进学生思维的高阶发展。
以文中高考题为例:经查阅高中化学新课标,找到“元素周期律”知识点位于化学2主题1“物质结构基础[6]”中,其“内容标准”和“活动与探究建议”与这一道高考试题的关联如下表所示。
从表1可知,这道试题不仅是基于课程标准的,而且覆盖了“内容标准”和“活动与探究建议”所涉及的方方面面,可见课程标准是专家进行高考命题的重要依据,我们在平时的教学中需认真学习和研究课程标准,尽量做到准确和全面地把握课程标准。
2. 教师要充分利用教材资源
教材是进行教学活动的主要的参考资料,也是专家根据课程标准的相关要求精心编著的,必然是高考命题的重要来源。教师在教学中通过教材各章节中的“观察与思考”“活动与探究”和“整理与归纳”等活动性栏目认真引导学生开展课堂活动就显得尤为重要。以本文中这道高考题为例:从23小题至26小题,主要在围绕元素周期表中的同位素、元素周期性变化规律进行考查的。这些考点在教材上都是重要内容。
从表2可知,高考试题虽然情境很新,但所考知识点却均源于课本中的相关活动或图表,是很接地气的。这就要求教师在平时的教学中要认真执行和挖掘教材中的教学资源,有计划地采用研究教材和研究高考试题相结合的方式开展教学活动,使学生对化学学科知识的建构过程逐渐递进和完善。
参考文献
[1] 曹新庆,李周平.对一道高考试题标准答案的探讨[J].化学教学,2014(10):83-84
[2] 上海考试院.2012年全国普通高等学校招生统一考试(上海化学卷)
[3][5]曹新庆,李周平.对一道高考试题标准答案的探讨[J].化学教学,2014(10):83-84
[4] 张太平,邵文松.元素的电离能、电子亲和能、电负性、电极电势四者的联系与区别[J].高等函授学报(自然科学版),2001(06):20-23
[6] 中华人民共和国教育部.普通高中化学课程标准(实验)[M].北京:人民教育出版社,2003:7
[7] 王祖浩主编.普通高中课程标准实验教科书.化学2(必修)[M].南京:江苏教育出版社,2007
[8] 王祖浩主编.普通高中课程标准实验教科书.化学(物质结构与性质)(选修)[M].南京:江苏教育出版社,2007