在化學工藝流程題型復習中聚焦學生的核心素養

摘 要：化學工藝流程題考查知識點多，學生體驗感差，得分率低。針對此問題，文章對2022年高考全國乙卷工藝流程題加以深入研究，對其設問方式、命題方式等加以探討，希望為學生解答此類題拓寬思路，提高學生高三復習質量，進而培養學生的化學學科核心素養。

關鍵詞：核心素養；化學工藝流程；復習

中圖分類號：G427? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：2097-1737（2023）15-0008-03

引? 言

當前，科學技術的發展日新月異，對創新型人才的需求不斷增加，教育評價體系也在不斷革新。高考稟著“一核四層四翼”體系，關注對學生核心素養的培養，著力于以社會科技發展、生產生活等具體現實的問題情境為介質，從考查知識轉型為考查能力?！督逃筷P于做好2022年普通高校招生工作的通知》指出，要推進考核內容改革，重于“優化試題呈現方式，

加強對關鍵能力和學科素養”的考查，引導減少死記硬背和“機械刷題”現象。顯然，高考強化了學生的實踐能力和探究意識，側重考查學生的思維能力，尤其是邏輯思維能力和抽象思維能力?；瘜W工藝流程題以生產實際情境為載體，在課程知識框架上，問題形式靈活多樣，設問視角層出不窮，對知識、能力的考查一樣不落。

一、高考工藝流程題的分析

縱觀這幾年高考，工藝流程題是綜合性較強的熱門題型，內容緊跟時代步伐，大多為主觀題形式，分值在14～16分之間。該試題通常由題頭、流程框架、題尾三個部分構成，以元素、操作、條件等為基本要素，綜合考查化學術語、元素物質性質、電化學、氧化還原反應規律、方程式書寫規則、反應速率及影響因素、物質分離提純操作、沉淀溶解平衡移動等相關知識，一方面考查學生對化學基礎知識、基本技能的了解和熟悉程度，另一方面考查學生應對問題中的轉化過程、圖像信號、圖表數據等眾多信息加工、處理、分析的能力，還需要學生有一定的學科敏感度，以及靈活“抽取”整合相關聯知識處理問題的能力和敢于探索、敢于創新的能力[1]。

由于工藝流程題中涉及的元素種類頗多，甚至有過渡元素，學生總認為這是教材之外的知識，遇到題時無從下手。在高二期末復習中，學生更是直言此類題是最難題型，得分率低。筆者對2022年高考全國化學乙卷26題進行探究，也為即將展開的高三一輪復習提供科學的復習策略。

（一）試題背景

隨著市場需求的不斷擴大，中國成為鉛蓄電池的主要生產國和消費國。這幾年不斷報道出新能源汽車和電動車爆炸事故，將鉛蓄電池產業推向了風口浪尖。與此同時，在鉛蓄電池生產過程中產生的環境污染隱患也同樣不容忽視，環境污染可防、可治、可控，規范廢舊鉛蓄電池回收處理也已被反復呼吁。

貼近生活的問題情境將知識與實際運用高效地整合，學生既熟悉又陌生，是發展和考查學生學科核心素養的典型形式。因此，本題以“廢舊鉛蓄電池的回收”為介質，并添加Ba、Fe、Al等雜質，要求學生展開一系列科學嚴謹的探索。

（二）試題呈現

廢舊鉛蓄電池的鉛膏中主要含有PbSO4、PbO2、PbO和Pb，還有少量Ba、Fe、Al的鹽或氧化物等。為了保護環境，充分利用鉛資源，人們可通過相關流程（如圖1）實現對鉛的回收。

一些難溶電解質的溶度積常數如表1所示：

一定條件下，一些金屬氫氧化物沉淀時的pH如

表2所示：

回答下列問題：

（1）在“脫硫”中PbSO4轉化反應的離子方程式為________，用沉淀溶解平衡原理解釋選Na2CO3的原因________。

（2）在“脫硫”中，加入Na2CO3不能使鉛膏中BaSO4完全轉化，原因是________。

（3）在“酸浸”中，除加入醋酸（HAc），還要加入H2O2。

①能被H2O2氧化的離子是________；

②H2O2促進了金屬Pb在醋酸中轉化為Pb（Ac）2，其化學方程式為________；

③H2O2也能使PbO2轉化為Pb（Ac）2，H2O2的作用是________。

（4）“酸浸”后溶液的pH約為4.9，濾渣的主要成分是________。

（5）“沉鉛”的濾液中，金屬離子有________。

【答案】（1）①PbSO4（s）+CO32-（aq）= PbCO3（s）+SO42-（aq）

②反應PbSO4（s）+CO32-（aq）=PbCO3（s）+SO42-（aq）的平衡常數K==3.4×105>105，PbSO4可以比較徹底地轉化為PbCO3；

（2）反應BaSO4（s）+CO32-（aq）=BaCO3（s）+SO42-（aq）的

平衡常數K==0.04<<105，反應正向進行的程度有限；

（3）①Fe2+②Pb+H2O2+2HAc=Pb（Ac）2+2H2O③作

還原劑；

（4）Fe（OH）3、Al（OH）3；

（5）Ba2+、Na+。

（三）試題評析

從命題選材上看，該題是廢物的回收利用，具體是以“從廢舊鉛蓄電池的鉛膏中，實現鉛的回收”為試題情境，以“Pb、Ba、Fe、Al的鹽或氧化物等”為知識載體，通過不同梯度的問題設置，層層鋪開，對學生進行考查。從命題設疑角度上看，學生需熟練掌握元素及化合物性質、物質轉化規律、氧化還原反應規律、離子方程式書寫、沉淀溶解平衡原理及綠色化學等知識。首先，Ba、Fe、Al屬于主族元素，學生比較熟悉。關于Pb，教材只在電化學教學中講解化學電源鉛蓄電池的部分提及，學生會覺得相對陌生，因此在審題時需要及時克服畏難情緒，勇于探究，并按照元素周期律，將碳元素的相關知識遷移至鉛。這考查了學生“宏觀辨識與微觀探析”的核心素養。難溶電解質的溶度積常數和金屬氫氧化物沉淀時的pH兩個表格，通過Ksp定量計算進而加以判斷，要求學生基于數據分析如何“環保除渣”，實現“鉛的回收”，測試學生接受、吸收、整合并創造性加工信息的關鍵能力，考查其“證據推理和模型認知”的核心素養。學生要根據元素化合物的性質及氧化還原反應的規律，分析鉛膏中各元素在“脫硫”“酸浸”“沉鉛”后最終的存在形式，思考不同物質的轉化條件，這可以測試學生融合所學知識，沉著應對問題，靈活解決問題的能力，考查學生“變化觀念與平衡思想”的核心素養。整道題貫穿鉛的轉化及最終回收的過程，引導學生在學以致用的同時，形成可持續發展意識，積極踐行綠色化學觀念，保護環境，高效利用有限的自然資源。該題的題材緊扣社會熱點，問題切入點新穎、思維嚴謹，突出了試題教育意義。

二、教學啟示

（一）夯實基礎，構建“模型認知”

縱然高考年份不同、試卷不同，也會出現別出心裁的出題視角，但這一定是基于核心化學知識演變而來的，可以“進化”，但不可能“變異”，如多年來全國卷中的工藝流程題。無論哪個版本的教材，無論知識的編排前后，高中化學知識體系框架都是相對固定的，故反思命題的原則，不論考題如何變化，它的內核一定是高中化學最核心的知識[2]。

在一輪復習中，學生往往重刷題，輕閱讀。對此，教師要引導學生回歸教材，著眼對教材的全面理解，幫助學生落實學科基礎知識，形成扎實的知識體系框架。在工藝流程題的復習中，教師要認真解讀教材中的相應內容，如“氯堿工業”“工業上利用黃鐵礦FeS2制取硫酸”“工業制HNO3”“工業上制純堿”“從工業廢水中回收FeSO4和Cu”“從海水中提取Mg”“從海水中提取Br2”“海帶中I2的提取”等。雖然高考工藝流程題一般不會取材于教材，但可以教材為基石，盡可能創設真實的工業情境，為學生構建“題型模型認知”和“原理模型認知”?！邦}型模型認知”是指常見工藝流程題的題型，有物質的制備及分離提純、廢物的回收利用等；“原理模型認知”是指這類題常規的解題策略，如原料的預處理、常用的控制中心反應的條件、核心反應方程式的書寫、產品分離提純的常見方法及可能涉及的計算等。

（二）注重學生化學學科關鍵能力的培養

隨著核心素養的提出，關鍵能力的培養成為學生發展的重點考查方向。工藝流程題涵蓋多方面的核心知識，綜合性強，考查能力強。在教學過程中，教師要根據學生具體的學情，創設素材情境，引導學生在陌生的情境中利用自身的必備知識解決問題。以蘇教版化學反應原理專題3“溶液中的離子反應”的專題作業第4題：“若在空氣中加熱MgCl2·6H2O，生成的是Mg（OH）Cl或MgO，寫出相應反應的化學方程式”為例，在掌握專題知識點后，學生了解的知識有：在空氣中加熱MgCl2·6H2O，Mg2+會發生完全水解生成Mg（OH）2，而在HCl氣體氛圍中加熱則可得無水MgCl2，電解無水MgCl2生成Mg和Cl2。但題目告知生成的是堿式氯化鎂或氧化鎂，學生便會產生認知沖突。此時，教師可以引導學生分析反應物和生成物，結合反應物的性質，推理可能發生的過程，依據化學反應原理及守恒規律寫出相應的方程式。學生經過思考討論，得出MgCl2·6H2O在空氣中加熱，Mg2+完全水解生成Mg（OH）2，Mg（OH）2加熱分解生成MgO，Cl-結合H2O剩下的H+生成HCl，同時還有部分Mg（OH）2與HCl不完全中和生成Mg（OH）Cl。最后，學生根據原子守恒規律寫出MgCl2·6H2O（加熱）=HCl+MgO+Mg（OH）Cl+5H2O。從這道課后題可以看出，隨著知識框架的不斷完善，題目的綜合性、復雜性和靈活性也有所提高，對思維能力要求逐漸提升，教師必須注意引導學生對問題進行全面、綜合的分析和思考，讓學生學會運用化學思維，把握問題中的核心要素，使之轉化為已學的化學問題，最后通過學科思維推理，在各個條件之間建立聯系，從而解決問題。這種能力的培養需要落實在教學的點滴中。高三復習中的題型綜合性更強，因此關鍵能力的培養更需要教師在平時教學中“春風化雨”般的引導。

（三）關注對學生必備品格和正確價值觀念的塑造

在高三復習中，教師應關注社會熱點中的化學問題，如高科技新材料的開發、大氣污染與防治、水污染與防治、諾貝爾獎相關成果等，多角度挖掘試題題材，精心設計問題，不斷提高學生接受新信息的能力及學以致用的能力。

化學工藝流程題完美地將化學教育與科技發展、工業生產、生活融為一體，實現了化學知識為經濟和社會發展服務，用化學促進經濟社會發展的意義。在理解流程題時，學生需要通過嚴謹求實的分析推導思路，在積累解題方法的基礎上逐步提高能力，形成敢于探索、崇尚科學、追求真理的意識，同時在分析反應原理、方案評價中建立對可持續發展的化學認識，培養綠色化學觀念，對與化學相關的社會熱點問題做出合理的判斷，這凸顯了化學學科的育人價值。

結? 語

綜上所述，全國卷的工藝流程題考查的不只是學生的知識儲備，更注重對學生關鍵能力的考查。呈現方式不斷優化的考題，要求一線教師避免“滿堂灌”教學模式，不斷探索“核心素養”背景下行之有效的備考策略，挖掘學生的內在潛力，培養學生多角度看待問題、高效解決問題的能力，提高學生學科核心素養。

[參考文獻]

中國高考報告學術委員會.中國高考評價體系解讀[M].北京：現代教育出版社，2021.

過文學，丁百林.核心素養視域下的高考化工流程題分析及思考[J].江西化工，2021（6）：108-110.

基金項目：本文系福州市長樂區教育科學研究2021年度課題“基于核心素養理念下高中教學策略研究”（立項編號：CL2021KT046）的階段性成果。

作者簡介：陳文珍（1984.3-），女，福建福州人，

任教于福建省長樂第一中學，一級教師，曾在“2011年福建省高中化學新課程實驗教學觀摩比賽”中榮獲二等獎，先后被評為“2011—2012學年校先進教育工作者”“2020—2021學年校先進教育工作者”“2020—2021學年長樂一中優秀班主任”。