化工生產(chǎn)與新高考的聯(lián)系與應(yīng)用

胡利華

(南昌市第十六中學(xué)，南昌 330002)

1.引言

化學(xué)是緊密聯(lián)系社會(huì)、生活、工業(yè)生產(chǎn)的一門學(xué)科。化學(xué)工業(yè)基于化學(xué)基本理論、基本概念的發(fā)展而發(fā)展，與現(xiàn)代化學(xué)前沿科技銜接，反映化學(xué)最新科技發(fā)展動(dòng)態(tài)。近年來(lái)，高考中的化工工藝流程題正是符合這一趨勢(shì)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(xué)生對(duì)已有知識(shí)進(jìn)行整合、重組、應(yīng)用能力，突出反映學(xué)生的化學(xué)核心素養(yǎng)。

2.實(shí)驗(yàn)

2.1 化工工藝流程題在高考試卷中的體現(xiàn)

從近幾年來(lái)高考理綜試題化學(xué)學(xué)科(江西省)來(lái)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(guān)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(guān)聯(lián)表

2.2 化工工藝流程題的特點(diǎn)

1.新穎性。工藝流程試題非常新穎，情境陌生，但切合當(dāng)前化學(xué)學(xué)科最新相關(guān)的科學(xué)技術(shù)、社會(huì)經(jīng)濟(jì)和生態(tài)環(huán)境。工藝流程試題往往有著強(qiáng)大的應(yīng)用背景和實(shí)際意義，其主要考察學(xué)生運(yùn)用所學(xué)中學(xué)化學(xué)知識(shí)解決化工生產(chǎn)實(shí)際問題的能力。

2.基礎(chǔ)性。縱觀2016年-2021年高考理綜化學(xué)學(xué)科部分的化工工藝流程題，所涉及到的知識(shí)層面主要包括元素化合物知識(shí)、化學(xué)反應(yīng)原理、化學(xué)實(shí)驗(yàn)技能、化學(xué)計(jì)算等基礎(chǔ)知識(shí)?？碱}的落點(diǎn)仍在化學(xué)學(xué)科的主干知識(shí)和應(yīng)用能力方面，正所謂“形散神不散”。

3.綜合性?；すに嚵鞒填}型占分多，涉及的知識(shí)面廣，綜合性強(qiáng)，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(xué)在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的具體應(yīng)用，認(rèn)識(shí)化學(xué)工業(yè)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中的地位的化學(xué)課程目標(biāo)。

3.結(jié)果與討論

普通高中《化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》(實(shí)驗(yàn))指出，要立足于學(xué)生適應(yīng)現(xiàn)代生活和未來(lái)發(fā)展的需要，著眼于提高21世紀(jì)公民的科學(xué)素養(yǎng)，構(gòu)建“知識(shí)與技能”、“過程與方法”、“情感態(tài)度與價(jià)值觀”相融合的高中化學(xué)課程目標(biāo)體系。要結(jié)合人類探索物質(zhì)及其變化的歷史與化學(xué)學(xué)科發(fā)展的趨勢(shì)，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)一步學(xué)習(xí)化學(xué)的基本原理和基本方法。

3.1 教學(xué)策略

作為新課程背景下的化學(xué)教師，在教學(xué)中把教學(xué)的重點(diǎn)放在化工工藝流程題的過程上，放在揭示知識(shí)形成的規(guī)律上，讓學(xué)生通過感知-概括-應(yīng)用的思維過程去發(fā)現(xiàn)真理，掌握規(guī)律。從近年來(lái)的高考試題來(lái)看，無(wú)不體現(xiàn)出這一特點(diǎn)。這既是學(xué)生掌握知識(shí)的過程，又是發(fā)展能力的過程。具體來(lái)看，一是注重元素與化合物知識(shí)這條知識(shí)主干，構(gòu)建立體的物質(zhì)轉(zhuǎn)化網(wǎng)絡(luò)。二是注重化學(xué)反應(yīng)原理的教學(xué)，尤其是重視涉及物質(zhì)轉(zhuǎn)化的氧化還原反應(yīng)、電化學(xué)與電能、沉淀-溶解平衡、pH值的影響等。三是注重化學(xué)用語(yǔ)的教學(xué)，離子方程式、化學(xué)方程式的書寫。四是關(guān)注化學(xué)實(shí)驗(yàn)的基本操作及其基本理論。五是關(guān)注化學(xué)與技術(shù)的新發(fā)展，注意新情境的設(shè)計(jì)，提升學(xué)生的閱讀理解能力與化學(xué)計(jì)算能力。

3.2 解題策略

在高考的大背景下，學(xué)生要想在有限時(shí)間內(nèi)完成知識(shí)點(diǎn)梳理提取，準(zhǔn)確理解題目中的信息，根據(jù)學(xué)生已有知識(shí)進(jìn)行整合，進(jìn)而順利解決這一類型考題就必須有針對(duì)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(fù)出現(xiàn)的沉淀—溶解平衡問題，控制某反應(yīng)的pH值使某些金屬離子以氫氧化物的形式沉淀，調(diào)節(jié)pH所用試劑為主要元素對(duì)應(yīng)的氧化物、碳酸鹽、堿，以避免引入新的雜質(zhì)；pH分離時(shí)的范圍確定、范圍過小的后果(導(dǎo)致某離子沉淀不完全)或過大的后果(導(dǎo)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(guān)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(jì)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。

4.結(jié)論

本文對(duì)化工工藝流程這一類型的試題進(jìn)行研究，分析其命題特點(diǎn)和考查功能，揭示其對(duì)學(xué)科知識(shí)、能力、素養(yǎng)的要求，認(rèn)識(shí)高考試題在考查學(xué)生對(duì)化學(xué)學(xué)科知識(shí)理解和應(yīng)用情況方面的新策略和新方法，從而有針對(duì)性地提供復(fù)習(xí)備考策略和方法。