云南
化學方程式是運用符號描述物質(zhì)性質(zhì)及其變化最具特征性的化學用語,也是“宏觀—微觀—符號”三重表征的具體體現(xiàn)。陌生化學方程式書寫則是在陌生情境下,對已知化學知識的深度考查。陌生方程式書寫主要考查學生化學必備知識(如元素化合物、物質(zhì)的轉(zhuǎn)化與應(yīng)用)、化學學科關(guān)鍵能力(如理解與辨析能力、分析與推測能力、歸納與論證能力),從而達到發(fā)展學生化學學科核心素養(yǎng)的目的。在“一核四層四翼”高考評價體系下,陌生方程式書寫儼然成為近年高考的高頻及熱門考點,同時也成為教師教學及學生學習的難點。因此,筆者通過對近三年全國卷中陌生方程式考查情況進行分析,探究考查類型,總結(jié)考查特點,從而探索復(fù)習策略。
近三年全國卷中陌生方程式書寫的考查內(nèi)容如表1所示。
表1 近三年全國卷中陌生方程式書寫考查內(nèi)容
縱觀近三年全國卷中陌生方程式的考查情況,考查內(nèi)容、形式多變,但都立足于課本基礎(chǔ)元素化合物知識,主要呈現(xiàn)在化學工藝流程、化學實驗題等情境中。筆者據(jù)近三年全國卷中出現(xiàn)的陌生方程式,總結(jié)出幾種考查類型,分別為氧化還原反應(yīng)方程式、復(fù)分解反應(yīng)方程式、電離方程式、水解反應(yīng)方程式和電極反應(yīng)方程式等,這幾種考查類型中,陌生氧化還原反應(yīng)方程式出現(xiàn)頻率最高,且最具典型性。
1.基于課本,考查知識整合遷移能力
書寫陌生化學方程式要求學生具備基本的化學知識、化學用語,掌握元素化合物性質(zhì),熟記課本出現(xiàn)的基礎(chǔ)化學方程式,但僅限于課本方程式是不夠的,更多的還是需要學生運用已有的化學知識,已掌握的化學規(guī)律、理論來進行類比遷移,書寫時就顯得不再陌生。
【例1】(2018·北京卷·28節(jié)選)A為氯氣發(fā)生裝置(如圖1)。A中反應(yīng)方程式是____________________(錳被還原為Mn2+)。
圖1
總之,考查基于課本基礎(chǔ)知識,可結(jié)合原子守恒、電荷守恒、氧化還原反應(yīng)規(guī)律、溶液酸堿性及溶液中微粒存在形式等原理,對已知信息進行整合遷移,從而達到考查要求。
2.依托情境,考查信息獲取加工能力
陌生化學方程式書寫并不是指知識陌生,而是表現(xiàn)為信息情境、方程式呈現(xiàn)形式陌生,也正是在這類情境中才能體現(xiàn)考查要求,才能真正考查學生的必備知識和關(guān)鍵能力。2020年全國卷中部分陌生方程式書寫考查情境及信息呈現(xiàn)形式如表2所示:
表2 2020年全國卷中考查情境和呈現(xiàn)形式統(tǒng)計
陌生方程式書寫的考查情境各不相同,主要有化學工藝流程情境、無機物制備實驗和有機物制備實驗等,信息呈現(xiàn)形式主要有工藝流程圖、文字描述、現(xiàn)象推理、原因分析、實驗原理、電池裝置圖、反應(yīng)機理圖等。
【例2】(2020·全國卷Ⅰ·26節(jié)選)釩具有廣泛用途。黏土釩礦中,釩以+3、+4、+5價的化合物存在,還包括鉀、鎂的鋁硅酸鹽,以及SiO2、Fe3O4。采用以下工藝流程(節(jié)選,如圖2)可由黏土釩礦制備NH4VO3。
圖2
陌生方程式書寫依靠相應(yīng)的信息情境,結(jié)合特定信息得到恰當?shù)幕瘜W方程式,而不是簡單考查學生記背方程式的能力,而是考查學生識別、分析、歸納和推理的能力,這就要求學生能從陌生復(fù)雜的信息情境中獲取、識別、篩選、加工和驗證信息,最終得到正確合理的化學方程式。
3.回歸理論,考查推理論證能力
陌生方程式書寫也是對基本化學理論及推理論證能力的考查,書寫時往往有同學忽略化學基本原理,缺乏證據(jù)意識。例如,方程式存在電荷不守恒,酸堿性判斷不正確,忽略離子共存等問題。故此時就要求學生掌握基本化學理論,如氧化還原反應(yīng)理論、守恒理論(原子守恒、電荷守恒)、離子反應(yīng)理論(復(fù)分解反應(yīng)條件)、酸堿理論(酸性或堿性環(huán)境下離子共存情況)、電化學理論(電極反應(yīng)規(guī)律)等。
【例3】(2020·全國卷Ⅱ·26節(jié)選)Cl2O為淡棕黃色氣體,是次氯酸的酸酐,可由新制的HgO和Cl2反應(yīng)來制備,該反應(yīng)為歧化反應(yīng)(氧化劑和還原劑為同一種物質(zhì)的反應(yīng))。上述制備Cl2O的化學方程式為。
【解析】根據(jù)氧化還原反應(yīng)原理和歧化反應(yīng)原理推理出歧化物質(zhì)為Cl2,氯元素化合價升為Cl2O中的+1價,同時也要降為-1價,故另一產(chǎn)物為HgCl2,根據(jù)轉(zhuǎn)移電子守恒配平,從而書寫出化學反應(yīng)方程式。
此類試題還要求學生具有證據(jù)意識,能基于題目情境和信息,根據(jù)基本化學理論,通過分析推理物質(zhì)的變化過程,認識反應(yīng)的本質(zhì)特征,找到支撐反應(yīng)的證據(jù),從而推理出反應(yīng)方程式。
1.重視教材,夯實基礎(chǔ)
教材是教與學的載體,高三復(fù)習陌生方程式書寫時,不能忽略教材的重要性。雖然陌生方程式書寫強調(diào)情境、信息和內(nèi)容的陌生,但不能誤以為高考中不會考查課本中的化學方程式,往往課本出現(xiàn)的化學方程式即為陌生方程式書寫的源頭,所以重視教材,夯實化學基礎(chǔ)知識是寫好陌生方程式的基石。同時,復(fù)習過程中要重視對元素化合物知識的梳理,掌握每種元素及化合物的性質(zhì)和相關(guān)的反應(yīng)方程式,將常見金屬及非金屬元素進行分類歸納,在掌握基本性質(zhì)的基礎(chǔ)上進行適當拓展。例如,在復(fù)習氯元素時,除了掌握Cl2、HClO、NaClO、Ca(ClO)2的性質(zhì)外,還應(yīng)該適當了解Cl2O、ClO2、Cl2O6、Cl2O7、HClO2、HClO3、HClO4、NaClO2、NaClO3、NaClO4等物質(zhì)的性質(zhì),培養(yǎng)學生探索陌生物質(zhì)的習慣,將陌生物質(zhì)與常見的、熟悉的化合物聯(lián)系起來,逐步培養(yǎng)學生的綜合創(chuàng)新能力,遇到類似物質(zhì)的相關(guān)問題時便能迎刃而解。
2.總結(jié)規(guī)律,構(gòu)建模型
陌生方程式書寫復(fù)習時,需要引導(dǎo)學生從復(fù)雜多變的情境、信息中歸納總結(jié)出陌生方程式考查規(guī)律,引導(dǎo)學生認識并構(gòu)建陌生方程式書寫理論模型。這不僅有助于學生深刻理解其考查要求、內(nèi)容及形式,更有利于培養(yǎng)學生的知識遷移、歸納總結(jié)及模型認知能力,從而發(fā)展學生學科核心素養(yǎng)。故復(fù)習時可從三個方面入手:(1)歸納總結(jié)近幾年高考中陌生方程式考查情境、形式及內(nèi)容,從宏觀上掌握考查方向;(2)將近幾年考查的陌生方程式進行分類,可參照筆者總結(jié)出的幾種考查類型,分別是氧化還原反應(yīng)方程式、復(fù)分解反應(yīng)方程式、電離方程式、水解反應(yīng)方程式、電極反應(yīng)方程式;(3)根據(jù)分類,總結(jié)出各類書寫規(guī)律,構(gòu)建書寫模型。例如,孫永輝等建立了“理、定、平、查”的陌生氧化還原反應(yīng)書寫模型,朱圣輝建立了“定物、設(shè)1、想環(huán)境、再守恒”的陌生電極反應(yīng)書寫模型。通過規(guī)律總結(jié)和模型構(gòu)建,學生能運用“書寫模型”快速書寫方程式,提升關(guān)鍵能力,發(fā)展學科核心素養(yǎng)。
3.設(shè)置專題,提高效率