王全生
(北京工業大學附屬中學 100020)
近年來高考內容改革突出“立德樹人”的鮮明導向,實現從能力立意到素養導向、從單一評價向多維評價的轉變,成為鑄魂育人的有效途徑和文化課堂;根據2020年版普通高中化學課程標準,凝練高考學科核心素養,加強教考銜接,推進高中課程改革和核心素養落地;創新試題試卷設計,增強基礎性、綜合性、應用性和創新性,突出考查了學生的關鍵能力.
北京市 2020 年普通高中學業水平等級性考試化學試題很美,尤其是第17題,緊隨社會熱點(回收利用),回收CPU中的貴金屬,系統展現了基礎化學知識在實際生產中的應用,同時充分展示了化學在社會生產生活中的作用,體現了化學的核心價值,顯現了化學之美.真可謂價值引領、素養導向、能力為重、知識為基.
原題呈現北京市 2020 年普通高中學業水平等級性考試化學試題-第17題.
17.(12 分) 用圖1所示方法回收廢舊 CPU 中的單質 Au(金)、Ag 和 Cu.

圖1
已知:① 濃硝酸不能單獨將 Au 溶解.

(1)酸溶后經____操作,將混合物分離.
(2)濃、稀 HNO3均可作酸溶試劑.溶解等量的 Cu 消耗 HNO3的物質的量不同,寫出消耗 HNO3物質的量少的反應的化學方程式:____.
(3)HNO3-NaCl 與王水[V(濃硝酸)∶V(濃鹽酸)=1∶3]溶金原理相同.

②關于溶金的下列說法正確的是( ).
A.用到了HNO3的氧化性
B.王水中濃鹽酸的主要作用是增強溶液的酸性
C.用濃鹽酸與NaNO3也可使Au溶解
(4)若用Zn粉將溶液中的1mol HAuCl4完全還原,則參加反應的Zn的物質的量是____mol.
(5)用適當濃度的鹽酸、NaCl溶液、氨水與鐵粉,可按照圖2所示方法從酸溶后的溶液中回收Cu和Ag(圖中標注的試劑和物質均不同).

圖2
試劑1是____,物質2是____.
筆者是以欣賞的眼光研究的,下面從六個方面談一談試題之美.
創設真實且富有價值的問題情境,促進學生化學學科核心素養的形成和發展真實、具體的問題情境是學生化學學科核心素養形成和發展的重要平臺.因此,應重視創設真實且富有價值的問題情境,促進學生化學學科核心素養的形成和發展.
北京市2020年高考化學第17題緊隨社會熱點(回收利用),回收CPU中的貴金屬,系統呈現了基礎化學知識在實際生產中的應用,同時充分展示了化學在社會生產生活中的作用,體現了化學的核心價值,顯現了化學之美.
聯系實際生產生活,突顯學以致用命題理念:北京市2020年高考化學試題第17題以廢舊CPU的資源再利用為切入點,通過研究回收廢舊CPU中的單質金、銀和銅,系統展現了基礎化學知識在實際生產中的應用,有助于增強化學學科在社會發展中具有重要作用的思想認同.體現了生活中垃圾分類回收的意義,運用化學原理解決實際問題,體現可持續發展意識和“綠色化學”理念,引導學生關注社會熱點問題,依所學知識作出正確的價值判斷,是為價值引領.展示了回收過程中不同濃度的同一物質在反應過程中的用量與產物不同,相同的物質在不同的反應及分離過程中有不同的作用;不同的物質(微粒)組合又可以起到相同的作用,體現了真實研究以及生產過程中物質性質應用的靈活性和辯證性,考查考生分析與推測能力.

但以上討論僅限于水溶液中,在干態或者非水溶液中就有所不同,此時具有全充滿電子構型的Cu(I)穩定性較高.例如,CuO加熱會變成更穩定的Cu2O,再例如在液氨中Cu+也比Cu2+穩定.Cu+具有d10結構,所以它有一定的相對穩定性,在干態下Cu(I)化合物是穩定的.
Ag電子排布式為1s22s22p63s23p63d104s24p64d105s1,4d能級的鉆穿效應尤為明顯,通常只表現+1價.而Au價層電子為5d106s1,可失去1個電子;但內部電子會向外躍遷,直到失3個電子達到穩定結構,金的5d8結構在有氯離子配位的情況下是比較穩定的.


體現思維的層次性,敏銳性,富有挑戰性.
問題設計巧妙、有趣,設計的問題都是學生應知應會的典型基礎知識,如過濾、氧化還原反應的配平,基本計算等,既有思維的角度、也有力度.如Zn置換出Au,Zn的消耗量,很體現思維的層次性,敏銳性.
如3小題②關于溶金的下列說法正確的是( ).
A.用到了HNO3的氧化性
B.王水中濃鹽酸的主要作用是增強溶液的酸性
C.用濃鹽酸與NaNO3也可使Au溶解
呈現了對氧化還原反應本質的認識理解,溶液中微粒觀的問題.
又如(4)小題:若用Zn粉將溶液中的1molHAuCl4完全還原,則參加反應的Zn的物質的量是mol.設問都很精巧,很有味道.
再如第5小題,通過引入Cl-分離出Ag+,展現了思維的角度和思維的方法(對比、找不同、找差異),設問很靈巧,很有挑戰性.
總之,一道看似簡單的題實則很不簡單,充分展示了化學學科在社會生產生活中的作用,知識與能力并舉,價值和素養齊備,體現化學的核心價值,充分展現了化學之美.