聚焦证据推理 推动关键能力在试题中的落实——以两道化学综合题的评析为例

刘 雨

(海南省临高县临高中学,海南 临高 571800)

教育部考试中心发布的《中国高考评价体系》已有四个年头,《普通高中化学课程标准》在2020年得到进一步修订完善,各个省市也陆续进入了新高考模式,培育和考查学生的关键能力的研究逐渐引向深入. 高考的核心功能就是“服务选才”,当前复合型人才培养的趋势日益加深,发展学生关键能力已成为一线教育工作者的重要研究课题. 元素化合物和有机化学综合题的解题过程,有利于对学生证据推理能力的渗透,命制高质量综合题对发展学生关键能力起到至关重要的作用.

1 真题再现

2022年江苏省高考化学第16题以元素化合物间的相互转化为测试载体,巧妙地融合了化学学科的主干知识,是一道基于现实情境,聚焦证据推理考查,推动关键能力在考试中落实[1]的优秀试题.

[2022年江苏省高考化学第16题[2]]实验室以二氧化铈(CeO2)废渣为原料制备Cl-含量少的Ce2(CO3)3,其部分实验过程如图1所示.

图1 以二氧化铈废渣为原料制备氯离子含量少的碳酸铈的流程

(1)“酸浸”时CeO2与H2O2反应生成Ce3+并放出O2,该反应的离子方程式为____.

(2)pH约为7的CeCl3溶液与NH4HCO3溶液反应可生成Ce2(CO3)3沉淀,该沉淀中Cl-含量与加料方式有关.得到含Cl-量较少的Ce2(CO3)3的加料方式为____(填序号).

A．将NH4HCO3溶液滴加到CeCl3溶液中

B．将CeCl3溶液滴加到NH4HCO3溶液中

(3)通过中和、萃取、反萃取、沉淀等过程,可制备Cl-含量少的Ce2(CO3)3.已知Ce3+能被有机萃取剂(简称HA)萃取,其萃取原理可表示为:

①加氨水“中和”去除过量盐酸,使溶液接近中性.去除过量盐酸的目的是____.

②反萃取的目的是将有机层Ce3+转移到水层.使Ce3+尽可能多地发生上述转移,应选择的实验条件或采取的实验操作有____(填两项).

③与“反萃取”得到的水溶液比较,滤过Ce2(CO3)3沉淀的滤液中,物质的量减小的离子有____(填化学式).

①准确量取25.00 mL Ce3+溶液[c(Ce3+)约为0.2 mol·L-1],加氧化剂将Ce3+完全氧化并去除多余氧化剂后,用稀硫酸酸化,将溶液完全转移到250 mL容量瓶中后定容;

②按规定操作分别将0.020 00 mol·L-1(NH4)2Fe(SO4)2和待测Ce4+溶液装入如图2所示的滴定管中;③____.

图2 滴定相关操作

2 试题评析

3 原创试题

试题以“治疗心脏病药物盐酸戈洛帕米中间体的合成[3]”为载体,全面考查学生对有机化学基础模块的掌握情况,设置了药物合成过程中出现的真实问题情境,让学生认识到有机合成的关键是碳骨架的构建和官能团的转化,体会有机合成在创造新物质、提高人类生活质量中起到的重要贡献.

3.1 原创试题内容

有机物M,用于治疗心脏病药物盐酸戈洛帕米中间体,其系统命名为:N-甲基-2-(3,4-二甲氧基苯基)乙胺,其结构简式如图3所示.有机物M的合成路线如图4所示.

图3 M的结构简式

图4 有机物M的合成路线

回答下列问题,已知条件如图5所示.

图5 已知条件

(1)E中含有的官能团名称为____,写出B→C的反应类型是____.

(2)D可与碳酸氢钠反应产生CO2,D的结构简式____.

(3)写出E→G的化学方程式____.

(4)同时符合下列条件H的同分异构体有____种(不包括H).写出核磁共振氢谱峰面积比是1∶1∶2∶2∶6的所有同分异构体的结构简式____.

a．含有两个甲基的芳香族化合物,且苯环上仅有两个取代基.

b．可以发生水解反应,但不能发生银镜反应

c．可与FeCl3溶液发生显色反应

3.2 原创试题参考答案

(1)醛基、醚键;氧化反应;(2)ClCH2COOH;(3)

(4)12;

(5)

3.3 试题评析

试题坚持素养立意的命题思想,聚焦证据推理能力培养的问题设计,使学生的关键能力得到了发展.问题(1)借助有机化合物E的结构简式,考查学生对有机化合物分子中的官能团辨识,由乙醇转化为乙酸考查学生对有机氧化反应类型的辨识.通过对D的化学式(C2H3O2Cl)和问题(2)中D可与碳酸氢钠反应产生CO2信息提取,作为证据,推理得出D的结构简式,从而考查学生信息提取能力以及证据推理能力.问题(3)通过已知条件对复杂的化学问题情境中的关键要素进行分析,从原子、分子的视角认识化学变化的多样性,进行知识的迁移,建构相应的模型,用于解决复杂的化学问题,并从微观视角运用符号来表征复杂的有机化学反应.问题(4)要求写出符合特定条件H的同分异构体,考查学生对同分异构现象的辨识.问题(5)利用题中信息,设计由乙酸和对苯二甲醛制备对苯二乙酸的合成路线,目的是考查学生选择模型综合解释或解决复杂化学问题的能力.