蔣晨

除雜問(wèn)題是初中化學(xué)學(xué)習(xí)中不可或缺的重點(diǎn)，也是教學(xué)中的難點(diǎn)，多年來(lái)各省、市的中考試題都以各種形式呈現(xiàn)了這部分知識(shí)點(diǎn);在近幾年的全國(guó)高考試題中更是有多種形式的題型呈現(xiàn)除雜思維，例如工藝流程題、實(shí)驗(yàn)題等。

由于初中知識(shí)結(jié)構(gòu)的局限性，大部分師生的思維已固化，認(rèn)為除雜即通過(guò)化學(xué)、物理方法將雜質(zhì)除去，需保留的物質(zhì)不能被反應(yīng)。如人教版九年級(jí)下冊(cè)13頁(yè)習(xí)題6：除去FeCl2溶液中的雜質(zhì)CuCl2，利用初中的除雜思維模型，教師一般的講解方式是將過(guò)量鐵粉加入混合溶液中，充分反應(yīng)后，過(guò)濾，所得濾液即FeCl2溶液。根據(jù)以上例題，學(xué)生學(xué)習(xí)了第一種除雜模型——將雜質(zhì)通過(guò)化學(xué)、物理方法除去，與需保留的物質(zhì)分離。但在高中的除雜思維卻可以先將需保留的物質(zhì)通過(guò)化學(xué)反應(yīng)轉(zhuǎn)化為易與雜質(zhì)分離的物質(zhì)，繼續(xù)將雜質(zhì)通過(guò)化學(xué)、物理方法除去，最后再將需保留的物質(zhì)還原出來(lái)即可。如在普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書(shū)化學(xué)必修1中第81頁(yè)第9題：從硅的氧化物可以制取硅單質(zhì)，主要化學(xué)反應(yīng)如下：粗硅的制?。篠iO2（石英砂）+2C高溫 Si（粗硅）+2CO↑ 由粗硅制純硅（常用方法）Si（粗）+2Cl2 SiCl4

SiCl4+2H2高溫Si（純）+4HCl，不難發(fā)現(xiàn)第二個(gè)化學(xué)方程式將要保留的Si先反應(yīng)成了SiCl4，這樣就將Si與雜質(zhì)分離了，再通過(guò)第三個(gè)化學(xué)方程式將SiCl4轉(zhuǎn)化回純硅。根據(jù)以上例題，充分利用了第二種除雜模型——將需保留的物質(zhì)先轉(zhuǎn)化為易分離的物質(zhì)，待雜質(zhì)除去后，再將需保留的物質(zhì)轉(zhuǎn)化回來(lái)。初、高中的除雜思維有著明顯的差異，初中建立的除雜模型已有一定的局限性;隨著中、高考試題的變革與創(chuàng)新，初中師生固化了的思維應(yīng)該被打破了，應(yīng)該多幫助學(xué)生建立多樣化的認(rèn)知模型。

《普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）》中指出，化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)包括“宏觀辨識(shí)與微觀探析”“變化觀念與平衡思想”“證據(jù)推理與模型認(rèn)知”“科學(xué)探究與創(chuàng)新意識(shí)”“科學(xué)態(tài)度與社會(huì)責(zé)任”5個(gè)方面。對(duì)于除雜問(wèn)題而言，多種解題思路正體現(xiàn)出化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)對(duì)學(xué)生綜合素質(zhì)的要求。

一、核心素養(yǎng)在除雜問(wèn)題中的具體體現(xiàn)

素養(yǎng)1：宏觀辨識(shí)與微觀探析

無(wú)論是初中學(xué)生還是高中學(xué)生，對(duì)于除雜問(wèn)題，解題思維都要求學(xué)生能從元素和原子、分子水平認(rèn)識(shí)物質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和變化，能分析出需保留物質(zhì)與雜質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)，區(qū)分出物質(zhì)之間的差別，并利用其特性將其分離開(kāi)來(lái)。

素養(yǎng)2：變化觀念與平衡思想

如上所述，除雜問(wèn)題更多的是利用了化學(xué)變化來(lái)除去雜質(zhì)，這就要求學(xué)生能認(rèn)識(shí)到物質(zhì)是運(yùn)動(dòng)和變化的，知道化學(xué)變化需要一定的條件，并遵循一定規(guī)律;能多角度、動(dòng)態(tài)地分析化學(xué)變化，運(yùn)用化學(xué)反應(yīng)原理解決除雜問(wèn)題。

素養(yǎng)3：證據(jù)推理與模型認(rèn)知

要求學(xué)生具有證據(jù)意識(shí)，能給予證據(jù)對(duì)物質(zhì)組成、結(jié)構(gòu)及其變化提出可能的假設(shè)，通過(guò)分析推理加以證實(shí)或證偽，這一點(diǎn)通過(guò)中、高考中的工藝流程題、實(shí)驗(yàn)題等得到了很好的體現(xiàn)。該素養(yǎng)中要求學(xué)生能通過(guò)分析、推理等方法認(rèn)識(shí)研究對(duì)象的本質(zhì)特征、構(gòu)成要求及其相互關(guān)系，建立認(rèn)知模型。在基礎(chǔ)教育階段，這也是對(duì)老師們的要求，幫助學(xué)生建立一些認(rèn)知模型，后期學(xué)生才有可能自己完善認(rèn)知模型，甚至不破不立，自己建立一些認(rèn)知模型，并能運(yùn)用模型解釋化學(xué)現(xiàn)象，揭示現(xiàn)象的本質(zhì)和規(guī)律。例如除雜問(wèn)題就有上文中的兩種認(rèn)知模型。

素養(yǎng)4：科學(xué)探究與創(chuàng)新意識(shí)

科學(xué)探究是進(jìn)行科學(xué)解釋和發(fā)現(xiàn)、創(chuàng)造和應(yīng)用的科學(xué)實(shí)踐活動(dòng)，能發(fā)現(xiàn)和提出有探究?jī)r(jià)值的問(wèn)題是科學(xué)探究的主要目的;在許多實(shí)際工藝流程中都運(yùn)用了除雜的思想，比如工業(yè)上如何從石英砂中提取中高純硅;科學(xué)探究也從“陌生”情景變成了解決生活實(shí)際問(wèn)題，比如探究生活中常見(jiàn)的紅磚粉末是否能催化過(guò)氧化氫溶液分解。聯(lián)系實(shí)際問(wèn)題，更加體現(xiàn)了化學(xué)的學(xué)科價(jià)值;創(chuàng)新意識(shí)不是單純的異于常態(tài)，一定是基于對(duì)有研究?jī)r(jià)值、能解決實(shí)際問(wèn)題的質(zhì)疑、實(shí)踐，依據(jù)探究目的，運(yùn)用多種方法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究，善于合作，勇于創(chuàng)新。

素養(yǎng)5：科學(xué)態(tài)度與社會(huì)責(zé)任

要求學(xué)生具有安全意識(shí)和嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的科學(xué)態(tài)度，具有探索未知、崇尚真理的意識(shí)。很多實(shí)際問(wèn)題可能和課本上的知識(shí)有不同的解決方法，比如工業(yè)上利用石灰石或大理石制取精細(xì)碳酸鈣，從課本上我們學(xué)習(xí)到這兩種物質(zhì)的組成是相同的，但實(shí)際上卻要通過(guò)多個(gè)化學(xué)反應(yīng)才能得到產(chǎn)品;這說(shuō)明僅通過(guò)課本上的簡(jiǎn)單知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題是不夠的，還要具有嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的科學(xué)態(tài)度，不斷探索，勤于實(shí)踐。

二、除雜模型在中、高考試題中的呈現(xiàn)及對(duì)教學(xué)的啟示

綜上所述，鑒于這兩種除雜模型對(duì)我們初中教學(xué)有什么樣的啟示呢？

根據(jù)人教版義務(wù)教育教科書(shū)九年級(jí)下冊(cè)化學(xué)教材第13頁(yè)第6題，學(xué)生學(xué)習(xí)了第一種除雜模型——將雜質(zhì)通過(guò)化學(xué)、物理方法除去，與需保留的物質(zhì)分離。在普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書(shū)化學(xué)必修1中第81頁(yè)第9題，充分利用了第二種除雜模型——將需保留的物質(zhì)先轉(zhuǎn)化為易分離的物質(zhì)，待雜質(zhì)除去后，再將需保留的物質(zhì)轉(zhuǎn)化回來(lái)。如若在初中教學(xué)中僅僅讓學(xué)生接觸第一種除雜模型，甚至固化——有且僅有這一種除雜模型，那么可能大部分學(xué)生進(jìn)入高中學(xué)習(xí)后都會(huì)經(jīng)歷很長(zhǎng)的適應(yīng)時(shí)期，甚至有部分學(xué)生無(wú)法接受新的認(rèn)知模型。這就對(duì)我們基礎(chǔ)化學(xué)教育提出了更高的要求！基礎(chǔ)認(rèn)知教育不是知識(shí)的簡(jiǎn)單化，而是基于一定的觀念建立、模型認(rèn)知、科學(xué)探究、證據(jù)推理等形成學(xué)習(xí)化學(xué)的方法，展現(xiàn)化學(xué)課程學(xué)習(xí)對(duì)學(xué)生未來(lái)發(fā)展的重要價(jià)值。下面我就結(jié)合近年來(lái)的中、高考試題簡(jiǎn)單的談一談。

（一）在中考試題中的呈現(xiàn)

（2017江蘇省淮安市，第18題節(jié)選）氯化鎂是一種重要的化工原料，同學(xué)們?cè)趯?shí)驗(yàn)室對(duì)其開(kāi)展了系列研究。

課題1：選擇制取氯化鎂的原料

【查閱資料】

①全球海水中含有的鹽類(lèi)總質(zhì)量為5億億噸，其中含有的各種離子占鹽類(lèi)總質(zhì)量的百分含量如下表所示：

②工業(yè)生產(chǎn)中海水或鹵水（海水曬鹽后的剩余溶液）都可以作為制取氯化鎂的原料。

【交流討論】

同學(xué)們經(jīng)討論，一致選擇鹵水用于實(shí)驗(yàn)室制取氯化鎂。你認(rèn)為他們的理由是 。

課題2：由鹵水制取氯化鎂

同學(xué)們?cè)O(shè)計(jì)如題18圖所示方案，從鹵水中制取氯化鎂。

（1）溶液X的名稱(chēng)是 。

上題中需保留的物質(zhì)是氯化鎂，雜質(zhì)多為可溶性物質(zhì)，若用物理或化學(xué)方法除去，涉及較多化學(xué)反應(yīng)，過(guò)程復(fù)雜，所以在實(shí)際生產(chǎn)中，先將氯化鎂用氫氧化鈉轉(zhuǎn)化為沉淀，因?yàn)闅溲趸V沉淀更易與雜質(zhì)分離開(kāi)來(lái)，再用過(guò)量的稀鹽酸（即溶液X）與氫氧化鎂反應(yīng)生成氯化鎂。這種除雜思維正是利用了第二種除雜模型。

（2019年云南昆明，第25題節(jié)選）碲（Te）廣泛用于彩色玻璃和陶瓷工藝。用某工業(yè)廢渣（主要含有TeO2、少量Ag、Au）為原料制備碲的一種工藝流程如下：

回答下列問(wèn)題：

（2）濾液1中的兩種溶質(zhì)是H2SO4和 （填化學(xué)式）。

（3）上述工藝流程中設(shè)計(jì)“廢渣→……→TeO2”的目的是 。

（4）“酸溶”后，在TeCl4溶液中通入SO2，反應(yīng)生成碲和初中化學(xué)中兩種常見(jiàn)的酸，則該反應(yīng)的化學(xué)方程式是 。

上題工藝流程中，雜質(zhì)是Ag、Au，需保留的物質(zhì)為微溶于水的TeO2;若用第一種除雜模型，應(yīng)該想方設(shè)法將Ag、Au反應(yīng)掉，但僅用初中所學(xué)知識(shí)這是很難辦到的;所以設(shè)計(jì)“廢渣→······→TeO2”這段流程就是為了將TeO2用過(guò)量氫氧化鈉溶液轉(zhuǎn)化為Na2TeO3溶液，這樣只需通過(guò)過(guò)濾操作即可將Ag、Au除去，再利用向?yàn)V液滴加過(guò)量稀硫酸的方法，把Na2TeO3轉(zhuǎn)化為T(mén)eO2。

以上兩道中考題都利用了第二種除雜模型解題，不難發(fā)現(xiàn)近年來(lái)各省、市中考題都呈現(xiàn)出接軌高考或高中解題思維的趨勢(shì)。所以在初中教學(xué)中教師也應(yīng)該打破一些固化思維模式，幫助學(xué)生建立多樣化認(rèn)知模型，逐漸培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力，提升學(xué)生綜合素質(zhì)。

（二）在高考試題中的呈現(xiàn)

（2018高考江蘇卷第16題節(jié)選）以高硫鋁土礦（主要成分為Al2O3、Fe2O3、SiO2，少量FeS2和金屬硫酸鹽）為原料，生產(chǎn)氧化鋁并獲得Fe3O4的部分工藝流程如下：

（3）向“過(guò)濾”得到的濾液中通入過(guò)量CO2，鋁元素存在的形式由______（填化學(xué)式）轉(zhuǎn)化為_(kāi)___（填化學(xué)式）。

根據(jù)流程，礦粉焙燒時(shí)FeS2與O2反應(yīng)生成Fe2O3和SO2，在空氣中CaO與SO2最終轉(zhuǎn)化為CaSO4;“堿浸”時(shí)Al2O3、SiO2轉(zhuǎn)化為溶于水的NaAlO2、Na2SiO3;Fe2O3與FeS2混合后在缺氧條件下焙燒生成Fe3O4和SO2;向“過(guò)濾”得到的濾液中通入過(guò)量CO2，CO2與NaAlO2反應(yīng)生成NaHCO3和Al（OH）3，繼續(xù)將Al（OH）3加熱分解即可獲得Al2O3，這樣就能從高硫鋁土礦生產(chǎn)Al2O3并獲得Fe3O4。這道高考中的工藝流程題很好地反映出實(shí)際生活中是如何利用第二種除雜模型來(lái)解決雜質(zhì)問(wèn)題的。所以建立多種除雜模型對(duì)于學(xué)生來(lái)說(shuō)是必要且實(shí)用的。

（三）教學(xué)啟示

近年來(lái)各省市中考題越來(lái)越多地呈現(xiàn)出結(jié)合生活實(shí)際、結(jié)合高考試題的趨勢(shì)，若在初中基礎(chǔ)教育階段固化了學(xué)生的思維，這對(duì)學(xué)生后續(xù)的學(xué)習(xí)是非常不利的。對(duì)于某些經(jīng)典題型而言，建立一定的認(rèn)知模型是一種很好的學(xué)習(xí)方法。除雜問(wèn)題實(shí)際上是將雜質(zhì)與要保留的物質(zhì)分離開(kāi)，多數(shù)情況下我們會(huì)考慮將雜質(zhì)通過(guò)化學(xué)反應(yīng)直接變?yōu)橐Ａ舻奈镔|(zhì)，或者將雜質(zhì)通過(guò)化學(xué)反應(yīng)變?yōu)榕c要保留物質(zhì)不同狀態(tài)的物質(zhì)，這樣就易于分離了;但有些時(shí)候，我們可以轉(zhuǎn)換一下思維方式，將需保留的物質(zhì)先轉(zhuǎn)化為易分離的物質(zhì)，待雜質(zhì)除去后，再將需保留的物質(zhì)轉(zhuǎn)化回來(lái)。無(wú)論是上文中的哪種認(rèn)知模型，都是解決除雜問(wèn)題的好方法。模型認(rèn)知是一種非常好的學(xué)習(xí)方法，但不應(yīng)該拘泥于形式，畢竟老師們強(qiáng)行灌輸?shù)哪Ｐ筒⒉荒苷嬲w現(xiàn)課程標(biāo)準(zhǔn)對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)的要求。義務(wù)教育階段的化學(xué)課程是科學(xué)教育的重要組成部分，應(yīng)體現(xiàn)基礎(chǔ)性。要給學(xué)生提供未來(lái)發(fā)展所需要的最基礎(chǔ)的化學(xué)知識(shí)和技能，但同時(shí)也應(yīng)該注意培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣，銜接好初高中化學(xué)學(xué)習(xí)。