魯衍旭

摘要：江蘇高考化學(xué)多年來一直重視一定情境下的化學(xué)（離子）方程式書寫的考查，新高考后其他省份高考也重視此類試題考查.結(jié)合此類試題特點(diǎn)，闡述考查價(jià)值，聚焦學(xué)生思維難點(diǎn)，以江蘇省2021年1月新高考適應(yīng)性考試試題為例進(jìn)行解析總結(jié)，提出一定情境下的化學(xué)（離子）方程式書寫的“三步法”突破策略.

關(guān)鍵詞：情境;化學(xué)（離子）方程式;三步法;高中化學(xué)

中圖分類號：G632文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號：1008-0333（2022）16-0143-03

江蘇高考自從 “2008年新高考方案”實(shí)施以來，化學(xué)試卷題型結(jié)構(gòu)雖然幾經(jīng)微調(diào)，但是整體結(jié)構(gòu)趨于穩(wěn)定.一定情境下的化學(xué)（離子）方程式書寫一直是江蘇高考的必考考點(diǎn)，近年來其它省份也這樣去考查，它的考查價(jià)值在哪里？

1 試題價(jià)值

《普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版2020年修訂）》倡導(dǎo)真實(shí)情境的創(chuàng)設(shè)，無論是平時(shí)課堂教學(xué)還是化學(xué)學(xué)業(yè)水平考試命題均倡導(dǎo)真實(shí)情境.教育部也公布了《中國高考評價(jià)體系》，明確了“一核四層四翼”評價(jià)體系.

一定情境下的化學(xué)（離子）方程式一般都不是教材中出現(xiàn)過的

，而是依據(jù)一定的化工生產(chǎn)或廢水處理等真實(shí)情境，讓學(xué)生根據(jù)情境中的文字?jǐn)⑹?、圖示、流程等信息，并結(jié)合元素化合物性質(zhì)、氧化還原反應(yīng)理論和守恒思想等寫出化學(xué)方程式或離子方程式.這些情境基于真實(shí)應(yīng)用，突顯學(xué)科育人價(jià)值，服務(wù)立德樹人，體現(xiàn)“一核”.一定情境下書寫化學(xué)（離子）方程式，既要有化學(xué)反應(yīng)的必備知識(shí)，又要有運(yùn)用守恒的關(guān)鍵能力，更要有化學(xué)學(xué)科證據(jù)推理的核心素養(yǎng)，才能形成化學(xué)學(xué)科的核心價(jià)值，體現(xiàn)“四層”.一定情境下書寫化學(xué)（離子）方程式彰顯了“基礎(chǔ)性、綜合性、應(yīng)用性、創(chuàng)新性”四個(gè)方面的考查要求，回答高考“怎么考”的問題.

2 試題分析

為了適應(yīng)新高考的改革，2020年12月份江蘇省教育考試院組織命制了兩份適應(yīng)性試題，分別于2021年1月份仿真高考組織形式組織適應(yīng)性考試，于4月份由各校自行組織考試.對1月份化學(xué)試題中一定情境下化學(xué)（離子）方程式的書寫分析見表1.

從統(tǒng)計(jì)結(jié)果看，考查的元素主要位于元素周期表前四周期，既有主族元素也有過渡元素，元素的陌生度較小.情境內(nèi)容主要是物質(zhì)制備和廢水處理，尤其重視廢水資源再利用.反應(yīng)類型既有氧化還原反應(yīng)也有非氧化還原反應(yīng)，兩者概率相當(dāng).方程式類別既有離子方程式也有化學(xué)方程式，離子方程式居多.

3 學(xué)生困惑

對于高中學(xué)生來說，在面對這類題型時(shí)感覺思路不暢，手忙腳亂，耗時(shí)很多卻又得分不高.主要原因有以下三點(diǎn)：一是不能準(zhǔn)確確定反應(yīng)物、生成物，尤其是通過證據(jù)推理得出的反應(yīng)物或生成物;二是不能快速準(zhǔn)確配平陌生化學(xué)（離子）方程式，尤其是涉及氧化還原反應(yīng)時(shí)，陌生元素或者多種元素物質(zhì)的化合價(jià)不能準(zhǔn)確確定;三是不會(huì)自我檢查修正，尤其是對反應(yīng)的介質(zhì)環(huán)境不能充分考慮，例如溶液的酸堿性.從歷次試卷分析看，一定情境下的化學(xué)（離子）方程式書寫在Ⅱ卷（非選擇題）中是屬于每位學(xué)生都能做但是又很難得滿分的題型.筆者根據(jù)多年的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)總結(jié)出突破一定情境下的化學(xué)（離子）方程式書寫的“三步法”，收到了比較好的效果.下面以江蘇省2021年1月新高考適應(yīng)性考試試題為例對步驟加以說明.

4 “三步法”具體步驟對于化學(xué)方程式，從初中剛學(xué)化學(xué)開始就知道這是化學(xué)學(xué)科的獨(dú)特語言.寫一個(gè)化學(xué)（離子）方程式通常先寫反應(yīng)物，再寫生成物，最后配平，這就是化學(xué)（離子）方程式書寫三部曲.對于一定情境下的化學(xué)（離子）方程式書寫，步驟同之前熟悉的教材化學(xué)（離子）方程式書寫也是相似的，“三步法”具體步驟如圖1所示.

5 典例解析

例1（江蘇省2021年1月新高考適應(yīng)性考試，第14題）皮革廠的廢水中含有一定量的氨氮（以NH3、NH+4形式存在），通過沉淀和氧化兩步處理后可使水中氨氮達(dá)到國家規(guī)定的排放標(biāo)準(zhǔn).（1）沉淀：向酸性廢水中加入適量Fe2（SO4）3溶液，廢水中的氨氮轉(zhuǎn)化為NH4Fe3（SO4）2（OH）6沉淀.

①該反應(yīng)的離子方程式是：.

步驟1：確定反應(yīng)物和生成物

依據(jù)情境讀出：先直接找到生成物是NH4Fe3（SO4）2（OH）6沉淀，由生成物的化學(xué)式依據(jù)元素守恒確定反應(yīng)物有Fe3+、SO2-4.

依據(jù)規(guī)律推出：依據(jù)元素守恒規(guī)律，生成物中OH-來自于什么物質(zhì)？根據(jù)介質(zhì)環(huán)境是酸性，可知OH-來自于H2O.H2O提供了OH-，還應(yīng)有H+生成.同時(shí)分析可得，酸性廢水中氨氮應(yīng)該是NH+4.

綜上所述，反應(yīng)物有Fe3+、SO2-4、NH+4、H2O，生成物有NH4Fe3（SO4）2（OH）6、H+.當(dāng)然，可能還有反應(yīng)物或生成物沒有推出，需要在配平中補(bǔ)齊缺項(xiàng).

步驟2：準(zhǔn)確配平

Fe3++ SO2-4+NH+4+H2O——

NH4Fe3（SO4）2（OH）6↓+H+

判斷是氧化還原反應(yīng)還是非氧化還原反應(yīng)，本題是非氧化還原反應(yīng)，那么根據(jù)電荷守恒和元素守恒進(jìn)行配平，離子方程式配平時(shí)大多先利用電荷守恒再利用元素守恒.

3Fe3++2SO2-4+NH+4+6H2O

NH4Fe3（SO4）2（OH）6↓+6H+

步驟3：檢查修正

檢查上述離子方程式的反應(yīng)條件、“↑”、“↓”是否漏寫，這一步只要學(xué)生注意到了，一般都不會(huì)有問題.關(guān)鍵是依據(jù)電荷守恒和元素守恒，基于介質(zhì)環(huán)境的H2O、H+、OH-是反應(yīng)物還是生成物需要仔細(xì)檢查，如果發(fā)現(xiàn)錯(cuò)了，及時(shí)回到步驟1中，重新修正反應(yīng)物、生成物;如果配平錯(cuò)了，及時(shí)回到步驟2中，重新配平.

例2（江蘇省2021年1月新高考適應(yīng)性考試，第17題）水體中的Cr2O2-7、HCrO-4和CrO2-4是高毒性的重金屬離子，可用Cr（Ⅵ）表示.常用的處理方法是將Cr（Ⅵ）還原為低毒性的Cr3+或Cr（OH）3.

（1）在一定pH的水溶液中，HS-、S2-可與CrO2-4反應(yīng)生成Cr（OH）3和單質(zhì)硫.水溶液中S2-能與單質(zhì)硫反應(yīng)生成S2-n，S2-n能還原Cr（Ⅵ）.

① 在pH=9的水溶液中CrO2-4與HS-反應(yīng)的離子方程式是：.

步驟1：確定反應(yīng)物和生成物

依據(jù)情境讀出：反應(yīng)物有CrO2-4、HS-;生成物有Cr（OH）3和單質(zhì)S.

依據(jù)規(guī)律推出：依據(jù)電荷守恒規(guī)律，生成物還要有負(fù)電荷（陰離子生成）或反應(yīng)物還要有正電荷（陽離子參加）.依據(jù)介質(zhì)環(huán)境，pH=9，可知生成物應(yīng)有OH-.

綜上所述，反應(yīng)物有CrO2-4、HS-，生成物有Cr（OH）3、S、OH-.當(dāng)然，可能還有反應(yīng)物或生成物沒有推出，需要在配平中補(bǔ)齊缺項(xiàng).

當(dāng)然在氧化還原反應(yīng)中，依據(jù)規(guī)律推理反應(yīng)物和生成物時(shí)，有時(shí)還需調(diào)用已掌握的常見氧化劑或還原劑的價(jià)態(tài)變化規(guī)律，例如，SO2-3作為還原劑通常氧化為SO2-4，ClO-作為氧化劑通常還原為Cl-等等.

步驟2：準(zhǔn)確配平

CrO2-4 + HS- —Cr（OH）3↓+S↓+OH-

首先判斷是氧化還原反應(yīng)還是非氧化還原反應(yīng)，本題是氧化還原反應(yīng)，那么先根據(jù)化合價(jià)升降相等進(jìn)行配平，再依據(jù)電荷守恒和元素守恒進(jìn)行配平.配平時(shí)，發(fā)現(xiàn)反應(yīng)物還要有水參加.

2CrO2-4 +3HS- +5H2O

2Cr（OH）3↓+3S↓+7OH-

步驟3：檢查修正

檢查上述離子方程式的反應(yīng)條件、“↑”、“↓”是否漏寫.依據(jù)電荷守恒和元素守恒，基于介質(zhì)環(huán)境的H2O、H+、OH-是反應(yīng)物還是生成物再檢查.依據(jù)化合價(jià)升降相等檢查配平.如果發(fā)現(xiàn)錯(cuò)了，及時(shí)回到步驟1中，重新修正反應(yīng)物、生成物;如果配平錯(cuò)了，及時(shí)回到步驟2中，重新配平.

上述兩道一定情境離子方程式書寫的例題，按照“三步法”對每一步作了詳細(xì)分析，該卷中的其它兩道題目第14題第（2）小題和第16題第（1）小題都可以參照“三步法”解答.從分析的過程看，“三步法”關(guān)鍵是步驟1和步驟2，尤其是步驟1準(zhǔn)確找出反應(yīng)物和生成物，對于離子方程式的正確書寫至關(guān)重要.確定反應(yīng)物、生成物時(shí)，學(xué)生的主要困難就是由于情境是新的，因而物質(zhì)大多也是陌生的，需要學(xué)生認(rèn)真的研讀、細(xì)致的推理，尤其是特定介質(zhì)環(huán)境下，H2O、H+、OH-是反應(yīng)物還是生成物需要仔細(xì)推敲.步驟2，新高考更關(guān)注情境，重視信息提取，不重配平的技術(shù).如果是非氧化還原反應(yīng)，利用元素守恒、電荷守恒通過觀察法配平;如果是非氧化還原反應(yīng)，用化合價(jià)升降相等配平更為方便.教師、學(xué)生不要在配平上追求偏和難，防止走入誤區(qū).步驟3，檢查修正不可少，檢查反應(yīng)條件和“↑”、“↓”是否漏寫，只要不忽略就行.關(guān)鍵是依據(jù)介質(zhì)環(huán)境進(jìn)行檢查，酸性溶液中OH-一般不會(huì)是反應(yīng)物和生成物，堿性溶液中H+一般不會(huì)是反應(yīng)物和生成物，H2O在任何條件下既可以是反應(yīng)物也可以是生成物.

本文所說的“三步法”是證據(jù)推理和守恒思想的體現(xiàn).當(dāng)然，要寫好一定情境下的化學(xué)（離子）方程式，光靠單純的機(jī)械訓(xùn)練是事倍功半的，只有在平時(shí)的學(xué)習(xí)過程中，理解并掌握已學(xué)過的反應(yīng)機(jī)理和書寫規(guī)則，從題目情境中提取有用信息，學(xué)會(huì)類比、遷移，一定情境下的化學(xué)（離子）方程式書寫難題就會(huì)迎刃而解.

參考文獻(xiàn)：

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[2] 教育部考試中心.中國高考評價(jià)體系＼[M＼].北京：人民教育出版社，2019.

[責(zé)任編輯：季春陽]