關(guān)注課堂表現(xiàn) 評(píng)價(jià)核心素養(yǎng) 留有探究余地
———2019年北京卷化學(xué)實(shí)驗(yàn)探究試題賞析

孔德靖 秦 林 支 梅(特級(jí)教師)

實(shí)驗(yàn)是激發(fā)興趣、促進(jìn)對(duì)概念原理的認(rèn)識(shí)、發(fā)展關(guān)鍵能力的重要載體,是化學(xué)的重要學(xué)習(xí)方法和考查內(nèi)容．2019年北京卷考試說(shuō)明化學(xué)學(xué)科在“考核目標(biāo)與要求”中對(duì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)與科學(xué)探究能力有明確的說(shuō)明:了解并初步實(shí)踐化學(xué)實(shí)驗(yàn)研究的一般過(guò)程,掌握化學(xué)實(shí)驗(yàn)的基本方法和技能;在解決簡(jiǎn)單化學(xué)問(wèn)題的過(guò)程中,運(yùn)用科學(xué)的方法,初步了解化學(xué)變化規(guī)律,并對(duì)化學(xué)現(xiàn)象提出科學(xué)合理的解釋．其中參考樣題的調(diào)整突出體現(xiàn)了化學(xué)實(shí)驗(yàn)對(duì)全面發(fā)展學(xué)科核心素養(yǎng)的促進(jìn)作用．2019年高考北京卷理綜化學(xué)第28題充分體現(xiàn)了考試說(shuō)明對(duì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)與科學(xué)探究能力的考查要求,本文從化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)角度對(duì)該題進(jìn)行評(píng)析．

1 原題呈現(xiàn)

化學(xué)小組實(shí)驗(yàn)探究SO2與AgNO3溶液的反應(yīng)．

(1) 實(shí)驗(yàn)一:用圖1所示裝置(夾持、加熱儀器略)制備SO2,將足量SO2通入AgNO3溶液中,迅速反應(yīng),得到無(wú)色溶液A和白色沉淀B．

圖1

① 濃H2SO4與Cu反應(yīng)的化學(xué)方程式是________．

② 試劑a是________．

(2)對(duì)體系中有關(guān)物質(zhì)性質(zhì)分析得出:沉淀B可能為Ag2SO3、Ag2SO4或二者混合物．

(資料:Ag2SO4微溶于水;Ag2SO3難溶于水.)

實(shí)驗(yàn)二:驗(yàn)證B的成分,實(shí)驗(yàn)過(guò)程如圖2所示.

圖2

① 寫出Ag2SO3溶于氨水的離子方程式______．

② 加入鹽酸后沉淀D大部分溶解,剩余少量沉淀F．推斷D中主要是BaSO3,進(jìn)而推斷B中含有Ag2SO3．向?yàn)V液E中加入一種試劑,可進(jìn)一步證實(shí)B中含有Ag2SO3．所用試劑及現(xiàn)象是________．

途徑1:實(shí)驗(yàn)一中,SO2在AgNO3溶液中被氧化生成Ag2SO4,隨沉淀B進(jìn)入D．

① 向溶液A中滴入過(guò)量鹽酸,產(chǎn)生白色沉淀,證明溶液中含有________;取上層清液繼續(xù)滴加BaCl2溶液,未出現(xiàn)白色沉淀,可判斷B中不含Ag2SO4．做出該判斷的理由:________．

② 實(shí)驗(yàn)三的結(jié)論:________．

(4)實(shí)驗(yàn)一中SO2與AgNO3溶液反應(yīng)的離子方程式是________．

(6)根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)所得結(jié)論:________．

2 試題賞析

2.1 緊貼教材,關(guān)注課堂表現(xiàn),考查核心基本知識(shí)、技能和方法

試題探究SO2與AgNO3溶液的反應(yīng),SO2與AgNO3均為中學(xué)化學(xué)常見(jiàn)的物質(zhì),讓學(xué)生在熟悉的情境中,應(yīng)用核心基本知識(shí)、技能和方法進(jìn)行探究．例如,在(1)中,涉及利用銅與濃硫酸反應(yīng)制備SO2的實(shí)驗(yàn),這是教材中的重要實(shí)驗(yàn)(教材插圖如圖3)．

圖3 濃硫酸與銅反應(yīng)

加熱條件下,硫酸會(huì)蒸發(fā),形成硫酸白霧．在試題的實(shí)驗(yàn)情境中,蒸發(fā)出的硫酸若進(jìn)入AgNO3溶液,會(huì)發(fā)生反應(yīng)H2SO4+2AgNO3=Ag2SO4↓+2HNO3,干擾SO2與AgNO3溶液的反應(yīng),所以需要除去SO2中的H2SO4．類比飽和NaHCO3溶液可除去CO2中的HCl,故可以用飽和NaHSO3溶液除去SO2中的H2SO4,試劑a為飽和NaHSO3溶液．

2.2 突出學(xué)科特征,考查化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)

2014年9月國(guó)務(wù)院頒布《關(guān)于深化考試招生制度改革的實(shí)施意見(jiàn)》,提出了“科學(xué)設(shè)計(jì)命題內(nèi)容,增強(qiáng)基礎(chǔ)性、綜合性,著重考查獨(dú)立思考和運(yùn)用所學(xué)知識(shí)分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力”的命題原則．《普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)(2017年版)》凝練出了化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng),并提出學(xué)業(yè)水平考試(包括學(xué)生自主選擇計(jì)入高校招生錄取總成績(jī)的學(xué)業(yè)水平等級(jí)性考試)的主要目的是評(píng)價(jià)學(xué)生化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的發(fā)展?fàn)顩r和學(xué)業(yè)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的達(dá)成程度．以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)是化學(xué)學(xué)科的重要特征之一,化學(xué)實(shí)驗(yàn)對(duì)于全面發(fā)展學(xué)生的化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)有著極為重要的作用．筆者嘗試從化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)角度對(duì)該實(shí)驗(yàn)題進(jìn)行簡(jiǎn)要分析,如表1．

表1 2019年高考北京卷理綜第28題化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)及素養(yǎng)水平

續(xù)表

2.3 留有“余地”,以待師生進(jìn)一步開(kāi)發(fā)

3 試題答案

(4) 2Ag++SO2+H2O=Ag2SO3↓+2H+.

4 試題啟示

本題在課本實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,以學(xué)生熟悉的SO2與AgNO3為研究對(duì)象,經(jīng)歷了提出問(wèn)題、猜想假設(shè)、資料檢索、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、預(yù)測(cè)現(xiàn)象、收集證據(jù)、分析解釋、得出結(jié)論的實(shí)驗(yàn)探究過(guò)程,實(shí)現(xiàn)了對(duì)學(xué)生化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的考查,體現(xiàn)了高考試題的選拔功能、教育功能和導(dǎo)向功能．在課堂教學(xué)中,對(duì)于教材中的實(shí)驗(yàn),我們不僅要關(guān)注“我們想要的”主要現(xiàn)象,對(duì)于其他現(xiàn)象也要進(jìn)行分析和解釋,例如濃硫酸與銅反應(yīng)時(shí)試管中白霧的成分是什么、是怎么產(chǎn)生的等．教學(xué)中要突出學(xué)科本質(zhì),尤其高三復(fù)習(xí)中避免單純應(yīng)用淺層次的經(jīng)驗(yàn)規(guī)律來(lái)分析解釋化學(xué)問(wèn)題．例如“強(qiáng)酸制弱酸”經(jīng)常被用來(lái)解釋“SO2通入BaCl2溶液為什么不會(huì)產(chǎn)生BaSO3沉淀”(因?yàn)閬喠蛩岬乃嵝匀跤邴}酸)．但SO2通入AgNO3溶液為什么能產(chǎn)生Ag2SO3沉淀(亞硫酸的酸性弱于硝酸)．本質(zhì)原因是濃度商與溶度積的關(guān)系．要多角度認(rèn)識(shí)物質(zhì)間的反應(yīng),例如氧化性強(qiáng)的FeCl3溶液遇到還原性強(qiáng)的Na2S溶液一定會(huì)發(fā)生氧化還原反應(yīng)；向FeSO4溶液中滴加硝酸溶液,溶液會(huì)變?yōu)辄S色.一個(gè)反應(yīng)體系內(nèi)可能會(huì)存在多個(gè)反應(yīng),除了反應(yīng)物本身的性質(zhì)，濃度、溫度、溶液的pH等反應(yīng)條件都會(huì)影響反應(yīng)的競(jìng)爭(zhēng)性,反應(yīng)速率和反應(yīng)限度的不同也會(huì)讓實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象出乎我們的意料．實(shí)驗(yàn)是啟迪學(xué)生科學(xué)思維、訓(xùn)練學(xué)生科學(xué)方法、發(fā)展學(xué)生化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的重要手段．精心設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究活動(dòng),親身經(jīng)歷科學(xué)探究的一般過(guò)程,加強(qiáng)對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的說(shuō)明論證和分析解釋,厘清實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹⒉孪肱c假設(shè)、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、實(shí)驗(yàn)結(jié)論等要素間的邏輯對(duì)應(yīng)關(guān)系,培養(yǎng)學(xué)生對(duì)復(fù)雜體系進(jìn)行觀察、分析和推理的能力．