核心素养导向的高考化学模拟试题命制及反思

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代黎娜
(深圳市光明区高级中学广东深圳518106)
摘要：在化学学科核心素养引领下，基于查阅的文献资料，命制高考化学模拟试题—化学工艺流程题的经历及反思，以供借鉴。

关键词：学科核心素养;化学试题命制；命题反思
文章编号：丨 002-220 丨（2022) 05 ■0063 43
化学工艺流程题是高考化学学科考试中一道具 有代表性的必做非选择题，通常有两种类型,一类是 有关物质分离提纯，一类是有关物质制备，但均综合 考查学生对元素化合物及其转化等相关知识的灵活 运用能力，通常以一个化工流程框图为呈现形式，从 各个不同角度综合设问，测评学生运用已学知识解决 实际工业生产中实际问题的能力，以充分体现《普通 高中化学课程标准(2017年版）》和《中国高考评价体 系》对学生化学学科核心素养的考查要求和对试题命 制的要求。

《中国高考评价体系》[U中指出，高考化学命题 的框架是以化学学科核心素养为测试宗旨、以真实情 境为测试载体、以实际问题为测试任务、以化学知识 为解决问题的工具构建而成的。

笔者有幸参加深圳 市骨干教师命题培训，负责命制一道化学工艺流程 题，该题作为小组命题成果展示受到好评。

现将笔者 对本试题的命制过程进行介绍，以期为大家提供参考。

一、素材的确定
《中国高考评价体系》《普通高中化学课程标准 (2017年版）》以及相关政策文件，均指出要优化情境 设计，增强试题开放性、灵活性，充分发挥高考命题的 育人功能和积极导向作用，引导减少死记硬背和“机 械刷题”现象。

情境正是实现这种“价值引领、素养 导向、能力为重、知识为基”综合考查的载体。

真实的 情境素材来源是多方面的，如来源于日常生活生产、化学史料、化学教材、科技前沿或文献资料等。

笔者通过在中国知网上查阅大量文献，最终选定中图分类号:G632.479 文献标识码:C
两篇论文，分别是王雅琼等在《化学工业与工程》上 发表的论文《氨配合法制活性氧化锌除杂净化过程研 究》[2]和黄玲的硕士学位论文《新型萃取剂从Zn(n) -NH/配合物溶液中萃取锌工艺及理论研究》作为 素材。

第一篇文献主要介绍了使用氨水-碳酸氢铵 作浸取液，对原料粗氧化锌提纯的工艺研究;第二篇 文献则主要介绍了使用新型有机萃取剂萃取氨性溶 液中的锌离子，再使用硫酸或硫酸锌溶液进行反萃 取，并对反萃取液进行电解，从而制备单质锌的工艺 研究。

选择这两篇文献的主要原因：（1)选定的研究 对象为锌元素，这是学生熟悉的元素，降低了学生的 陌生度。

（2)第一篇文献中主要是从含杂质的氧化 锌原料中提纯氧化锌的工艺研究，这个分析过程需要 学生从化学学科的微观角度进行分析，研究混合物体 系中物质之间的相互转化过程，有助于培养学生宏观 辨识与微观探析、变化观念与平衡思想的核心素养; 同时，文献中又有相关的金属硫化物的以及图表数据，对于学生定量分析研究提供了一定的理论数 据支撑并增强了对图表数据分析能力的考查，有助 于培养学生阅读图表、获取信息、寻找最佳条件的能 力以及证据推理与模型意识的核心素养。

（3)为了 改变以往物质分离提纯工艺流程题目中常涉及溶液 中物质间的反应这一常规模式，故将第一篇文献“提纯氧化锌”的工艺路线和第二篇文献“从氨性溶 液中萃取锌”的工艺路线进行综合精选，最终确定 本试题。

二、命题题目展示及分析
工艺流程题在高考试题中的安排属于必做非选
►63
100
110
120 130 140
(
N H 4>2S
的加入量/〇/〇
图2曲线图
①从经济效益角度思考，（nh 4)2s 的加人量为 _;i (NH4)2S 的加人量为100%时，铜元素并未除尽的可能原因是_。

②当（NH4)2S 的加入量英100%时，用离子反应 方程式表示锌的回收率下降的可能原因是_。

(5)“沉淀除铜”时，加入的（NH4)2S 使Cu 2+沉 淀完全而Zn2+不沉淀，此时，溶液中Zn 2+的浓度不超 64
------------------------------------------------©©©©
过—
m ol /L (保留两位有效数字，已知当离子浓度矣 10 5 m ol /L ,认为沉淀完全。

）
(6)
“反萃取分液”后的溶液中主要含ZnS 04，则
电解后的溶液可用于__步骤循环使用。

命题意图及试题分析：
第⑴问参考答案：[Zn (NH3)4]2+(l 分，Zn 2+不 得分）。

本问属于基础题，难度不能过大，为了降低难 度，在题干中以信息的方式直接呈现,需要学生从题 干信息“ ZnO 和Cu ()的转化相似，CuO 转化为
[Cu (NH,)4]2 +进入溶液”中得知。

考查学生从题目 中获取有效信息、知识类比迁移、分析推断的能力以 及变化观念和证据推理的核心素养。

第(2)问参考答案：Si02(l 分，错答或多答均不 得分）；萃取分液（2分，只答“萃取”或“分液”得1 分）。

第1空主要是对“浸取”操作后的滤渣成分的 分析，试题在难度上看似比较大，实则不大，但需要学 生对题干和工艺路线认真分析，从中获得有效信息， 并且为了降低难度，第（2)问的题干里面已经给出了 一种成分,进而推断确定出滤渣的成分。

试题的题干 中指出粗氧化锌的主要成分为“ZnO 及少量Fe203、
C U 0、M n 0、Si 02”，同时，工艺路线的操作步骤中又出 现了“氧化除锰”以及“沉淀除铜”字眼，从元素守恒 的角度分析，可知只有Si02能存在于滤渣1中。

第2 空,“操作3”的名称则只需要采用“从工艺流程中看 局部”的方法分析，进行“操作3”时加入有机试剂、然 后有水溶液被分离，由此判断出该操作为“萃取分 液”。

考查从元素观角度对工艺路线的理解分析、常 见的实验操作方法以及变化观念和证据推理的核心 素养。

第(3)问参考答案:M n 2+ +H202 +2NH3 • H 20 =
M n 02| +2H20+2NH4+(2分）。

本问需要学生根据
试题中的信息“H202在碱性环境下将M n2 +转化为难 溶物Mn02”，结合工艺流程分析溶液屮的碱性环境是 加人的氨气提供的，且其在水溶液中的主要存在形式 为nh 3 • h 2o ,从而分析出反应物有h 2o 2、nh 3 • h 2o 和
+，同时根据产物Mn02中锰元素的化合价分析
可知，该化学反应属于氧化还原反应,根据氧化还原 反应方程式的理论知识配平该离子反应方程式。

综 合考查学生对陌生情境方程式书写的能力以及微观 探析和证据推理的核心素养。

娘。

中教学参考-----------
Z»ION<；\l L I I I A\l E.IIAOM t( A N K A O
择题中的第18题。

试题.（18题，14分）锌在国民经济中用途广泛，
主要用于镀锌板及精密铸造等行业。

以粗氧化锌（主 要成分为ZnO 及少量Fe20,、CuO 、MnO 、Si 02)为原料 制备锌的工艺流程如图1所示，常见物质的Ks p 如表1 所示。

滤;'查丨 滤渣2水溶液有机相 Zn
图1制备锌的工艺流程
表I
常见物质的
化介物
CuS a - ZnS p -Z n S 6.3 x 10 36
1.6 x 10 24
2.5 x lO '22
回答下列问题:
(1 )“浸取”时，ZnO 和CuO 的转化相似，Cu ()转 化为[C u ( N H 3) 4 ]2 +进人溶液，则浸取后的溶液中锌 元素的存在形式为___^
(2) “滤渣1”的主要成分有Fe203和_
(填化
学式）；“操作3”的名称为_。

(3)
“氧化除锰”时，比02在碱性环境下将M n2 + 转化为难溶物Mn02，其离子反应方程式为_
(4) “沉淀除铜”时，溶液中的铜元素转化为C uS 沉淀,其中，（NH4)2S 的加人量（理论需要量的百分 率)对除铜效果[用W C u W Z n ) xlO6表示]及锌的 回收率的影响如图2所示，请回答：
U 505050505 5998877665 ■ 9-
9 9- 9
- 9- 9- 9-
9- 9-
999
999999%
/硃^0宕
忠
◎⑬--------------------------------
第(4)问参考答案:①12〇% (1分，其他答案不得 分）；当加人（NH4)2S时，溶液中的部分Zn2+与(NH4)2S反应生成ZnS沉淀;或存在CuS沉淀溶解平 衡，有少量Cu元素仍溶解在溶液中（任意一个答案回 答正确即得1分，其他回答合理即得分）；
②[Zn(NH,)4]2+ + S2_+ 4H20= ZnS]•+
4NH3 .H20或[Zn(NH3)4]2+ +S2-=ZnS i+4NH, (2分）D本问属于看图像回答问题，图像是一个双纵 坐标的图像，是笔者根据文献中的两个数据表格自己 创新而成的结果。

第①题的第1空属于基础题，但需 要学生认真审题，题干中强调“从经济效益角度思 考”，而不是我们平时所遇到的题目中考查的是理论 量（即恰好完全反应的量），因此，选择（NH4)2S的加 入量应使除铜效果好且锌的回收率也要高，故选择 120%。

这一空看似简单、容易，但很多学生容易丢 分。

第①题的第2空问题的设计是在第〗空问题的 基础上进一步增加难度，让学生分析“（NH4)2S的加 入量为100%时，铜元素并未除尽的可能原因”，需要 学生结合试题的“已知”—常见物质的K P,以及溶 液环境中的离子分析干扰因素,从而回答问题。

第② 题是让学生具体分析“当（NH4)2S的加入量&100% 时”锌回收率下降的原因，并用离子方程式表示，第① ②题中的问题具有紧密的联系，学生只有结合图像中 曲线的变化趋势，分析理解其背后的真正原因，才能 顺利回答此问题。

考查学生读图、获取信息、寻找最 佳条件的能力、综合应用反应原理（沉淀溶解平衡）、语言表达能力以及微观探析、变化观念和证据推理的 核心素养。

第(5)问参考答案:2.5 x l06(2分，其他答案不 得分）。

本问需要学生结合试题的“已知”-一常见物质的具体数据，运用沉淀溶解平衡的原理，列出 物质的沉淀溶解平衡表达式，并带人试题给出的已知 数据计算。

考查学生对沉淀溶解平衡原理的理解能 力、数学计算能力以及证据推理的核心素养。

第(6)问参考答案：反萃取分液（2分）。

本问设 置的主要意图是向学生渗透绿色环保、循环利用、可 持续发展的思想意识。

本问看似一个简单的填空，但 是想要填出正确答案，学生必须要结合题干信息“‘反萃取分液’后的溶液中主要含ZnS04”分析出电 解时的溶液是ZnS04溶液、电解的产物之一是单质
—教学参考
Z I I O N G M E I I I A M EJI A O X t t( A N k A O Zn，然后运用所学电化学相关理论对电解ZnS04溶液 的过程进行具体分析，才知道电解的产物有h2so4,再在试题所呈现的化工流程图中寻找需要h2so4的操作步骤，即可得出正确答案。

考查学生从题干中获 取信息的能力、运用电化学理论知识解决实际问题的 能力以及宏观辨识与微观探析、证据推理的核心
素养。

三、命题反思
1. 切实落实课程改革理念
学科核心素养是学科育人价值的集中体现，是学 生通过化学学科学习而逐步形成的正确价值观、必备 品格和关键能力。

《普通高中化学课程标准（2017 版）》中提出化学学科的五大核心素养，而化学教学 是落实化学课程目标的基本途径，因此，教师在曰常 教育教学活动中应紧紧围绕“发展学生化学学科核 心素养”这一主旨，优化教学过程，提高教学质量。

而教师命制的试题也是考查学生核心素养发展情况 的必要途径之一，教师必须坚持以化学学科核心素 养为测试宗旨，以真实情境为测试载体，以实际问题 为测试任务，以化学知识为解决问题的工具，准确把 握“素养”“情境”“问题”和“知识”四要素完成命制 试题的工作，学生完成教师命制的试题，教师对测评 结果进行分析，了解学生核心素养的达成情况，掌握 学生的薄弱点，并在今后的教学活动中进行有针对 性的指导，这也体现了新课改理念所提倡的“教、学、评”一体化教学，最终达到发展学生学科核心素 养的目的。

2. 促进教师、学生组成的学习共同体的发展
教学活动是一种教师和学生的双边活动,缺一不可。

因此，教师和学生均需要在教育教学活动中不断 学习、不断发展。

学生个体的发展主要是在教师的引 导下，以化学学科知识为载体，开展化学学习活动，从 而发展自身的学科核心素养，培养其今后进人社会所 必需的必备知识和关键能力。

学生借助教师命制的 试题不仅检测自己对所学化学学科知识的掌握情况，同时考查试题背后所隐含的核心素养的发展情况，有 助于学生在后续学习过程中有针对性地“强优补 弱”，从而促进学生个体全面发展。

教师在整个教学 活动过程中具有不可替代的作用，教师为了培养符合 社会发展需要的人，也必须不断学习新课程改革的相
N 65
+•教学参考
l I .IIAOM t( ANIvAO 2022年第5期
(总第565期）©©©©
研讨高考真题设问落实化学核心素养
—以化工流程题为例
李晓文
(西安高新一中实验中学陕西西安710114)
文章编号：丨002 -2201(2022)05 4)066-06中图分类号:G632.479文献标识码：B
近几年来，全国高考化学试题始终保持着稳中有 变，变中创新的特点，其中的稳定性往往是通过类比 思维实现的;变化性常常是通过不同的真实情境为载 体实施的;创新性一般是通过思维层次变换，精心设 问体现的。

同一考点，用不同情境为背景命题，可以 使题目活性增强，考查内容领域拓宽，考生视野开阔。

用不同思维层次变换设问，可以提高试题的综合性、灵活性，既能提高试题的区分度，又能考查出考生的 化学核心素养水平。

近几年来，全国高考化学试题的 题量、题型及对应的分值和试卷布局都没变，考查的 主干知识和高频考点也不回避，考生对每年高考要考 查的内容心知肚明，但高考成绩却不一定都尽如人 意。

其主要原因之一就是没有吃透高考化学试题“变中创新”的特点，没有对高考化学试题中的“设问”进 行比较。

本文主要对全国高考化学试题中的“设问”进行初步研讨。

所谓“设问”就是根据化学学科核心素养，围绕 “一体四层四翼”的高考评价体系，科学地、合理地、切实可行地设计出有关问题,考查考生微观想象能 力、实验探究能力、化学语言及表征能力、证据推理 及评价能力、化学计量与计算能力等。

同时也能考 查出考生的化学思维水平，目前全国高考化学试题 不回避“高频考点”，而一再回避的是“设问”。

中学 化学的知识是有限的，主干知识和“高频考点”有 限。

载体再更换如果“设问”不变，则命出的化学试 题基本上还是千篇一律，既不利于高校招生，也不利
关理念及文件如《普通高中化学课程标准（2017年 版）》《中国高考评价体系》等,并用其指导自己的教 育教学活动。

而命题是教师必备的基本能力之一，为了命制一套高质量的化学试题,教师需要查阅大量的 文献资料，学习相关的命题知识，同时要将课程标准 中提出的“素养”“情境”“问题”和“知识”四要素在 命制的试题中充分体现，这对教师的能力要求非常 高，所以教师需要不断学习各种与教育教学相关的理 论知识和实践知识。

教师借助命题这一活动过程，不 仅呈现出一套自己命制的高质量试题成果，更重要的 是使教师自己对查阅文献资料、命题理论与实践知 识、对课程标准及高考评价体系文件等方面均有一 个更深入的学习和认识，这能极大地提升教师自身 素养。

所以，命题活动的组织与开展，促进教师和学 生学习共同体的共同发展，也是新课程理念所提倡的。

化学命题活动虽然是一个短期的教育活动行为，但对于一线化学教师尤其是新手教师的个人专业发 展意义重大。

故笔者将自己命题的经历撰写成文，以
期为大家提供一定的借鉴，希望更多的化学教师能积 极参与化学命题活动，命制出高质量、高水准的化学 试题。

参考文献
[1]教育部考试中心.中国高考评价体系[M].北京：人民教
育出版社，2020.
[2]王雅琼.氨配合法制活性氧化辞除杂净化过程研究[J].
化学工业与工程,2002,19(2):丨98 -200.
[3]黄玲.新型萃取剂从Z n(n) -N H3配合物溶液中萃取辞工
艺及理论研究[D].长沙:中南大学,2011:14 -15,21,59.
(本文编辑:辛玥）
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