強調科學素養 考查思維品質

【摘 要】比較詳細地分析2015年高考全國理科綜合（Ⅱ卷）中的化學試題，為新一屆高考復習提供思想上的指導，為新一屆高三學生的復習提供幫助。

【關鍵詞】高考化學 試題分析

【中圖分類號】G【文獻標識碼】A

【文章編號】0450-9889（2015）09B-0113-04

2015年全國高考考試大綱指出：“化學科考試，為了有利于選拔具有學習潛能和創新精神的考生，以能力測試為主導，將在測試考生進一步學習所必需的知識、技能和方法的基礎上，全面檢測考生的化學科學素養。”如今高考落下帷幕了，化學科考試是否體現了考試大綱的精神？筆者對2015年廣西理綜化學試題（全國課標Ⅱ卷）進行了解答、分析、研究，通過與考試大綱對比，探尋化學科命題在考查考生學習能力、檢測考生化學科學素養方面的體現。以下是筆者對試題在考查幾個能力方面的研究結果。

一、對考生“接受、吸收、整合化學信息能力”的考查

考試大綱對考生“接受、吸收、整合化學信息的能力”表現在：“能夠對中學化學基礎知識融會貫通，有正確復述、再現、辨認的能力。能夠通過對實際事物、實驗現象、實物、模型、圖形、圖表的觀察，以及對自然界、社會、生產、生活中的化學現象的觀察，獲取有關的感性知識和印象，并進行初步加工、吸收、有序存儲的能力。能夠從試題提供的新信息中，準確地提取實質性內容，并經與已有知識塊整合，重組為新知識塊的能力。”

例1 （ 2015年全國課標Ⅱ卷第8題）某羧酸酯的分子式為C18H26O5，1 mol該酯完全水解可得到1 mol羧酸和2 mol乙醇，該羧酸的分子式為

A.C14H18O5 B.C14H16O4 C.C16H22O5 D.C16H20O5

解答本題，考生需要再現原有知識，然后運用比較與類比的思維方法。比較，就是對照各個事物，找出它們的共同點和差異之處，從而確定事物的特殊屬性和一般屬性。本題考生需要再現的知識是：“CH3COOCH2CH3+H2OCH3COOH+CH3CH2OH”，由反應知1 mol乙酸乙酯水解得到1 mol乙酸和1 mol乙醇，而本題中1 mol該酯完全水解可得到1 mol羧酸和2 mol乙醇，通過比較發現該酯分子中應該含有2個酯基，因此有2分子水參加反應，即C18H26O5+2H2O→羧酸+2C2H6O。再根據原子守恒推知該羧酸的分子式中碳原子個數是18-2×2=14，氫原子個數是26+4-2×6=18，氧原子個數是5+2-2×1=5，即確定分子式為C14H18O5。本題考查考生對化學基礎知識的融會貫通及靈活運用的能力。

例2 （2015年全國課標Ⅱ卷第12題）海水開發利用的部分過程如圖所示。下列說法錯誤的是

A.向苦鹵中通入Cl2是為了提取溴

B.粗鹽可采用除雜和重結晶等過程提純

C.工業生產中常選用NaOH作為沉淀劑

D.富集溴一般先用空氣和水蒸氣吹出單質溴，再用SO2 將其還原吸收

這是一道考查考生通過觀察流程圖，獲取有關知識并進行初步加工、吸收、運用的能力。氯氣具有強氧化性，向苦鹵中通氯氣是把溴離子氧化為單質溴，是為了提取溴，因此A正確。粗鹽的提純，考生可通過再現課本知識進行判斷，粗鹽可用除雜和重結晶等進行提純，B選項正確。工業生產中，對可溶性金屬離子的除去，常選用較為經濟的熟石灰作為沉淀劑，而不選用用氫氧化鈉，故C錯誤。富集溴一般先用空氣和水蒸汽吹出單質溴，再用SO2將其還原吸收，D正確。本題易錯點為D選項，出錯原因就是考生對工業生產不了解，只知道NaOH能將Mg2+沉淀下來，而不從經濟角度思考問題，同時對溴單質的吸收方法不了解因而造成錯選。

通過對實際事物、實驗現象、實物、模型、圖形、圖表的觀察、加工、吸收來解答問題，是2015年全國高考理綜化學試題（課標Ⅱ）的突出特點。全卷圖表、流程圖、裝置圖共有12化學信息的能力方面得到了充分體現。

例3 （ 2015年全國課標Ⅱ卷第27題）甲醇既是重要的化工原料，又可作為燃料，利用合成氣（主要成分為CO、CO2和H2）在催化劑作用下合成甲醇，發生的主要反應如下：

①CO（g）+2H2（g） CH3OH（g） △H1

②CO2（g）+3H2（g） CH3OH（g）+H2O（g） △H2

③CO2（g）+H2（g） CO（g）+H2O（g） △H3

回答下列問題：

（1）已知反應①中相關的化學鍵鍵能數據如下：

化學鍵H—HC—OC=OH—OC—H

E/（kJ·mol-1）4363431076465413

由此計算△H1= kJ·mol-1；已知△H2=-58 kJ·mol-1，則△H3= kJ·mol-1。

（2）反應①的化學平衡常數K表達式為 ；圖1中能正確反映平衡常數K隨溫度變化關系的曲線為 （填曲線標記字母），其判斷理由是 。

（3）組成n（H2）/n（CO+CO2）=2.6時，體系中的CO平衡轉化率（a）溫度和壓強的關系如圖2所示。a（CO）值隨溫度升高而__________（填“增大”或“縮小”）其原因是___________________；圖2中的壓強由大到小為______________，其判斷理由是_______________________________。

本題對化學原理知識進行綜合考察，包括蓋斯定律、△H的計算、化學平衡常數、根據圖像判斷化學平衡有關問題。題目以工業合成甲醇為背景，從中挖掘與化學原理相關的知識，并設計成問題，使這些問題成為邏輯整體。考生需要從問題中發現所涉及的知識，并用這些知識來分析和解決相應的問題。

解答本題時考生要有抽象與概括的能力。抽象就是將事物的本質屬性抽取出來，舍棄事物的非本質屬性。概括就是將抽取出來的本質屬性綜合起來，并推廣到同類事物中去。考生要能從問題情境中讀懂要考查的知識點，然后用概括思維方法解決相應的問題。

本題中的（1）是考查反應熱的計算，題目給的信息有三道熱化學方程式、反應①的化學鍵鍵能數據。根據這些信息考生要能概括計算反應熱的方法，△H1是利用化學鍵鍵能數據進行計算，即反應熱等于斷鍵吸收的能量與形成化學鍵所放出的能量的差值，△H3是根據蓋斯定律進行計算。（2）考查化學平衡常數表達式及其隨溫度的變化。題目提供的信息有反應方程式、平衡常數隨溫度變化曲線圖。考生需要根據化學反應方程式書寫化學平衡常數表達式，根據化學反應特點——正反應是放熱反應，判斷升高溫度平衡向逆反應方向移動，所以平衡常數減小。（3）考查轉化率與溫度、壓強的關系。考生需要結合三道熱化學反應方程式的特點進行分析，在體系氣體物質的量比固定的情況下，升高溫度時，反應①為放熱反應，平衡向左移動，使得體系中CO的量增大，反應③為吸熱反應，平衡向右移動，又產生CO，CO物質的量增大，總結果隨溫度升高，使CO的轉化率降低。相同溫度下，由于反應①為氣體分子數減小的反應，加壓有利于提高CO的轉化率，而反應③為氣體分子數不變的反應，產生CO的量不受壓強影響，故增大壓強時，有利于CO的轉化率升高，因而可判斷壓強大小關系：p3>p2>p1。

二、對考生“分析問題和解決（解答）化學問題能力”的考查

考試大綱對考生“分析問題和解決（解答）化學問題能力”表現在：“能夠將實際問題分解，通過運用相關知識，采用分析、綜合的方法，解決簡單化學問題的能力。能夠將分析解決問題的過程和成果，用正確的化學術語及文字、圖表、模型、圖形等表達并做出解釋的能力。”

例4 （2015年全國課標Ⅱ卷第26題）酸性鋅錳干電池是一種一次性電池，外殼為金屬鋅，中間是碳棒，其周圍是有碳粉、MnO2、ZnCl2和NH4Cl等組成的糊狀填充物。該電池放電過程產生MnOOH。回收處理該廢電池可得到多種化工原料。有關數據如下表。

溶解度/（g/100g水）

溫度/℃

化合物020406080100

NH4Cl29.337.245.855.365.677.3

ZnCl2343395452488541614

化合物Zn（OH）2Fe（OH）2Fe（OH）3

Ksp近似值10-1710-1710-39

回答下列問題：

（1）該電池的正極反應式為_________________，電池反應的離子方程式為___________________。

（2）維持電流強度為0.5A，電池工作5分鐘，理論上消耗鋅________g。（已知F=96500C·mol-1）

（3）廢電池糊狀填充物加水處理后，過濾，濾液中主要有ZnCl2和NH4Cl，二者可通過_____分離回收；濾渣的主要成分是MnO2、_______和_______，欲從中得到較純的MnO2，最簡便的方法為_________，其原理是_________。

（4）用廢電池的鋅皮制備ZnSO4·7H2O的過程中，需除去鋅皮中的少量雜質鐵，其方法是：加稀H2SO4和H2O2溶解，鐵變為______，加堿調節至pH為_______時，鐵剛好沉淀完全（離子濃度小于1×10-5mol·L-1時，即可認為該離子沉淀完全）；繼續加堿至pH為_____時，鋅開始沉淀（假定Zn2+濃度為0.1 mol·L-1）。若上述過程不加H2O2后果是_______________________，原因是__________________________________。

解答本題需要考生具備較強的分析綜合能力。分析與綜合是最基本的思維方法，是其他思維加工方式或方法的基礎。分析用于把握事物的基本結構、屬性和特征，就是把客觀事物分解為各個部分，分別加以研究。常用的分析方法有定性分析、定量分析、結構分析、信息分析以及流程分析。綜合就是把對事物各個部分、側面或屬性等統一為整體的思維方法，旨在從整體上把握事物的本質和規律。

（1）是一次電池的問題。教材中的原型一次電池是堿性鋅錳電池，考生應該利用原有知識對酸性鋅錳干電池進行分析：其外殼為金屬鋅，鋅是負極，因此電極反應式為Zn-2e-=Zn2+。中間是碳棒，碳棒是正極，二氧化錳得到電子，則正極電極反應式為MnO2+e-+H+=MnOOH，總反應式為Zn+2MnO2+H+=Zn2++2MnOOH。這樣考生就能用正確的化學術語表達解決問題的成果。

（2）是學科間的相互滲透。解決問題需要物理學知識，維持電流強度為0.5A，電池工作5分鐘，根據，則通過的電量Q是150C，因此通過電子的物質的量是mol，鋅在反應中失去2個電子，則理論消耗鋅的質量是=0.05g。

（3）是關于實驗設計問題。根據試題提供的溶解度數據分析可知，氯化鋅的溶解度受溫度影響較大，因此兩者可以通過蒸發濃縮、冷卻結晶實現分離。濾渣的主要成分是二氧化錳、碳粉、MnOOH。由于碳燃燒生成CO2，MnOOH能被氧化為二氧化錳，所以欲從中得到較純的二氧化錳，最簡便的方法是灼燒。

（4）是關于反應原理的計算。解答本題不僅需要化學知識，考生的數學解答能力也顯得非常重要。在計算使鐵離子完全沉淀需調節溶液pH時，考生不難列出計算式c（Fe3+）·c（OH-）=10-39，c（OH-）==10-34，若按c（OH-）=進行解答將難以計算。這就需要考生能進行算式變形 c（OH-）=，因此c（H+）=，故pH=-lg=，這樣就能得出本題答案。判斷如果不加雙氧水造成的后果，是關于實驗的評價問題，根據試題提供的溶度積數據可判斷出結果。總之本題很好地考查了考生的“分析問題和解決（解答）化學問題能力”。

三、對考生“化學實驗與探究能力”的考查

考試大綱對考生“化學實驗與探究能力”的要求表現在：“了解并初步實踐化學實驗研究的一般過程，掌握化學實驗的基本方法和技能。在解決簡單化學問題的過程中，運用科學的方法，初步了解化學變化規律，并對化學現象提出科學合理的解釋。”2015年廣西理綜化學試題（全國課標Ⅱ卷）考查考生實驗能力的試題有第13題，第26題的（3），第28題（2）的③及（3）（4）。這些試題突出對考生實驗基本操作技能的考查，凸顯化學是一門以實驗為基礎的學科特點。試題通過創設真實的實驗情景，考查對實驗原理的理解，實驗現象的預測，物質的除雜、分離、提純，試劑的選擇等化學實驗問題。

例5 （2015年全國課標Ⅱ卷第28題）二氧化氯（ClO2，黃綠色易溶于水的氣體）是高效、低毒的消毒劑。回答下列問題：

（1）工業上可用KClO3與Na2SO3在H2SO4存在下制得ClO2，該反應氧化劑與還原劑物質的量之比為________。

（2）實驗室用NH4Cl、鹽酸、NaClO2（亞氯酸鈉）為原料，通過以下過程制備ClO2。

①電解時發生反應的化學方程式為____________。②溶液X中大量存在的陰離子有______________。

③除去ClO2中的NH3可選用的試劑是__________（填標號）。

a.水 b.堿石灰 c.濃硫酸 d.飽和食鹽水

（3）用下圖裝置可以測定混合氣中ClO2 的含量。

I.在錐形瓶中加入足量的碘化鉀，用50ml水溶解后，再加入3ml稀硫酸；

II.在玻璃液封裝置中加入水，使液面沒過玻璃液封管的管口；

III.將一定量的混合氣體通入錐形瓶中吸收；

IV.將玻璃液封裝置中的水倒入錐形瓶中；

V.用0.1000 mol·L-1硫代酸鈉標準溶液滴定錐形瓶中的溶液（I2+2S2O32-=2I-+S4O62-），指示劑顯示終點時共用去20.00 ml硫代酸鈉溶液。

在此過程中：①錐形瓶內ClO2與碘化鉀反應的離子方程式為_______________________。

②玻璃液封裝置的作用是________________。

③ V中加入的指示劑通常為______________，滴定至終點的現象是_______________。

④測定混合器中ClO2的質量為______g。

（4）用ClO2處理過的飲用水會含有一定量的亞氯酸鹽。若要除去超標的亞氯酸鹽，下列物質最適宜的是________（填標號）。

a.明礬 b.碘化鉀 c.鹽酸 d.硫酸亞鐵

本題是一道實驗綜合題，考生需要具備較強的推理判斷能力。推理是由一個或幾個已知的判斷推導出一個未知結論的思維過程，其作用是從已知的知識得到未知的知識，特別是得到不可能通過感覺經驗掌握的未知知識。解答（下轉第118頁）（上接第115頁）（1）就需要運用氧化還原反應的知識進行推理，氯元素的化合價從+5價降低到+4價，得到1個電子，氯酸鉀是氧化劑。S元素的化合價從+4價升到+6價，失去2個電子，亞硫酸鈉是還原劑，則根據電子得失守恒可知該反應氧化劑與還原劑的物質的量比為2：1。

判斷是人腦反映事物之間聯系和關系的思維形式，就是肯定或否定某種事物的存在，或指明它是否有某種屬性的思維過程。解答（2）時，根據流程圖分析可判斷電解時生成氫氣和NCl3，則電解時發生反應的化學方程式為NH4Cl+2HCl3H2↑+NCl3。反應中有氨氣生成，所以存在氫氧根離子。根據氯元素守恒，可判斷溶液中還應該存在大量的氯離子。ClO2易溶于水，能與堿反應，所以除去ClO2中的NH3可選用的試劑是濃硫酸。

（3）是關于氧化還原反應滴定實驗的綜合考查。包括主要反應的離子方程式書寫、儀器的作用、指示劑的使用、滴定終點的現象、ClO2含量的計算。考生必須具有扎實的實驗基礎，較強的推理判斷能力，才能全面解答。該實驗是利用ClO2的強氧化性，將I- 氧化成I2，再利用硫代酸鈉標準溶液滴定錐形瓶中的溶液，進而求得ClO2的含量。

對（4）的解答要能夠通過化合價分析，判斷亞氯酸鹽具有氧化性，因此若要除去超標的亞氯酸鹽，最適宜的是硫酸亞鐵，因為氧化產物鐵離子能凈水。

以上是筆者根據考試大綱“對化學學習能力的要求”，對2015年廣西理綜化學 （全國課標Ⅱ卷）的部分試題進行分析研究得出的幾點粗淺看法。2015年廣西理綜化學試題（全國課標Ⅱ卷）很好地體現了考查考生能力的指導思想，尤其在考查考生比較與類比、抽象與概括、分析與綜合、推理與判斷的思維方法方面得到充分地體現。題目的綜合性強、靈活性大，既符合認知發展規律，又使高考化學試題充滿活力。考生只有具備較強的化學學習能力，才能較好地解答化學問題。

（責編 盧建龍）