王全生
(北京工业大学附属中学 100020)
近年来高考内容改革突出“立德树人”的鲜明导向,实现从能力立意到素养导向、从单一评价向多维评价的转变,成为铸魂育人的有效途径和文化课堂;根据2020年版普通高中化学课程标准,凝练高考学科核心素养,加强教考衔接,推进高中课程改革和核心素养落地;创新试题试卷设计,增强基础性、综合性、应用性和创新性,突出考查了学生的关键能力.
北京市 2020 年普通高中学业水平等级性考试化学试题很美,尤其是第17题,紧随社会热点(回收利用),回收CPU中的贵金属,系统展现了基础化学知识在实际生产中的应用,同时充分展示了化学在社会生产生活中的作用,体现了化学的核心价值,显现了化学之美.真可谓价值引领、素养导向、能力为重、知识为基.
原题呈现北京市 2020 年普通高中学业水平等级性考试化学试题-第17题.
17.(12 分) 用图1所示方法回收废旧 CPU 中的单质 Au(金)、Ag 和 Cu.
图1
已知:① 浓硝酸不能单独将 Au 溶解.
(1)酸溶后经____操作,将混合物分离.
(2)浓、稀 HNO3均可作酸溶试剂.溶解等量的 Cu 消耗 HNO3的物质的量不同,写出消耗 HNO3物质的量少的反应的化学方程式:____.
(3)HNO3-NaCl 与王水[V(浓硝酸)∶V(浓盐酸)=1∶3]溶金原理相同.
②关于溶金的下列说法正确的是( ).
A.用到了HNO3的氧化性
B.王水中浓盐酸的主要作用是增强溶液的酸性
C.用浓盐酸与NaNO3也可使Au溶解
(4)若用Zn粉将溶液中的1mol HAuCl4完全还原,则参加反应的Zn的物质的量是____mol.
(5)用适当浓度的盐酸、NaCl溶液、氨水与铁粉,可按照图2所示方法从酸溶后的溶液中回收Cu和Ag(图中标注的试剂和物质均不同).
图2
试剂1是____,物质2是____.
笔者是以欣赏的眼光研究的,下面从六个方面谈一谈试题之美.
创设真实且富有价值的问题情境,促进学生化学学科核心素养的形成和发展真实、具体的问题情境是学生化学学科核心素养形成和发展的重要平台.因此,应重视创设真实且富有价值的问题情境,促进学生化学学科核心素养的形成和发展.
北京市2020年高考化学第17题紧随社会热点(回收利用),回收CPU中的贵金属,系统呈现了基础化学知识在实际生产中的应用,同时充分展示了化学在社会生产生活中的作用,体现了化学的核心价值,显现了化学之美.
联系实际生产生活,突显学以致用命题理念:北京市2020年高考化学试题第17题以废旧CPU的资源再利用为切入点,通过研究回收废旧CPU中的单质金、银和铜,系统展现了基础化学知识在实际生产中的应用,有助于增强化学学科在社会发展中具有重要作用的思想认同.体现了生活中垃圾分类回收的意义,运用化学原理解决实际问题,体现可持续发展意识和“绿色化学”理念,引导学生关注社会热点问题,依所学知识作出正确的价值判断,是为价值引领.展示了回收过程中不同浓度的同一物质在反应过程中的用量与产物不同,相同的物质在不同的反应及分离过程中有不同的作用;不同的物质(微粒)组合又可以起到相同的作用,体现了真实研究以及生产过程中物质性质应用的灵活性和辩证性,考查考生分析与推测能力.
但以上讨论仅限于水溶液中,在干态或者非水溶液中就有所不同,此时具有全充满电子构型的Cu(I)稳定性较高.例如,CuO加热会变成更稳定的Cu2O,再例如在液氨中Cu+也比Cu2+稳定.Cu+具有d10结构,所以它有一定的相对稳定性,在干态下Cu(I)化合物是稳定的.
Ag电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p64d105s1,4d能级的钻穿效应尤为明显,通常只表现+1价.而Au价层电子为5d106s1,可失去1个电子;但内部电子会向外跃迁,直到失3个电子达到稳定结构,金的5d8结构在有氯离子配位的情况下是比较稳定的.
体现思维的层次性,敏锐性,富有挑战性.
问题设计巧妙、有趣,设计的问题都是学生应知应会的典型基础知识,如过滤、氧化还原反应的配平,基本计算等,既有思维的角度、也有力度.如Zn置换出Au,Zn的消耗量,很体现思维的层次性,敏锐性.
如3小题②关于溶金的下列说法正确的是( ).
A.用到了HNO3的氧化性
B.王水中浓盐酸的主要作用是增强溶液的酸性
C.用浓盐酸与NaNO3也可使Au溶解
呈现了对氧化还原反应本质的认识理解,溶液中微粒观的问题.
又如(4)小题:若用Zn粉将溶液中的1molHAuCl4完全还原,则参加反应的Zn的物质的量是mol.设问都很精巧,很有味道.
再如第5小题,通过引入Cl-分离出Ag+,展现了思维的角度和思维的方法(对比、找不同、找差异),设问很灵巧,很有挑战性.
总之,一道看似简单的题实则很不简单,充分展示了化学学科在社会生产生活中的作用,知识与能力并举,价值和素养齐备,体现化学的核心价值,充分展现了化学之美.