摘要:“歸因”是指歸納原因.初中化學中的歸因題型是指已知結(jié)果、尋找原因的題目.在江蘇新課程改革的背景下,歸因分析類題型在中考中出現(xiàn)的頻次較高,逐漸成為學生高分路上的“攔路虎”.即便是身為老師,也可能在分析時發(fā)生不夠精確或者完整的狀況.基于此,本文以近幾年江蘇省中考真題為例,分析了初中化學歸因分析類題型的常見解題策略和思路,希望能給一線教師教學帶來啟示.
關(guān)鍵詞:歸因分析;解題技巧;初中化學
中圖分類號:G632文獻標識碼:A文章編號:1008-0333(2024)26-0106-03
歸因分析類題目針對學生的能力提出嚴格的要求,重點考查學生的邏輯推理與模型認知能力,以此評估學生的核心素養(yǎng).基于江蘇省某些城市近兩年的中考試卷答題情況,發(fā)現(xiàn)大多數(shù)考生在這類題目上的表現(xiàn)并不理想,常見的問題包括信息提取不當、邏輯推理不嚴謹、知識儲備不足、答題語言不規(guī)范等,這些因素導(dǎo)致了錯誤的答案和分數(shù)的丟失[1].所以,研究初中化學歸因分析題型的有效解題策略仍然是化學備考的關(guān)鍵.
1對物質(zhì)性質(zhì)的考查
在近年的中考中,物質(zhì)性質(zhì)類的歸因分析題目已成為必考的組成部分.這類題目要求學生能夠利用常見物質(zhì)的特性來分析和闡釋化學現(xiàn)象及實際情況,并且能夠針對真實的化學問題進行初步的分析和解決[2].
例1(2023年揚州市中考真題·節(jié)選)CO2可以用于滅火.
(3)研究CO2和KHCO3聯(lián)合使用時的滅火效果.
①KHCO3滅火的原因較復(fù)雜.KHCO3受熱分解時會吸收能量,化學方程式為:2KHCO3△K2CO3+CO2↑+H2O↑.以初中所學燃燒和滅火的原理分析,KHCO3可以用于滅火的原因有.
②向燃燒器內(nèi)通入CH4和空氣,點燃,待火焰穩(wěn)定后,從進口A通入CO2,進口B加入KHCO3粉末,控制其他條件不變,測得火焰剛好熄滅時,KHCO3的用量與混合器中通入的CO2體積分數(shù)如圖1所示.CO2的體積分數(shù)在8%~10%內(nèi),隨CO2體積分數(shù)的增加,使火焰熄滅所需的KHCO3用量不再減少,且燃燒器內(nèi)殘留的KHCO3增多,原因是.
解析①燃燒的三要素為:有可燃物、可燃物與O2接觸、可燃物溫度達到著火點;三者必須同時滿足才能起火.反之,我們在滅火時也可以從以上三點入手.KHCO3受熱可以分解產(chǎn)生K2CO3、H2O與CO2,則KHCO3滅火的原理為:分解時吸熱降低反應(yīng)物的溫度,分解產(chǎn)生H2O蒸發(fā)吸熱,產(chǎn)生的CO2覆蓋在可燃物表面隔絕O2;故答案為:分解時吸熱降低反應(yīng)物溫度,分解產(chǎn)生H2O蒸發(fā)吸熱,產(chǎn)生的CO2蓋在可燃物表面隔絕O2;
②KHCO3受熱分解產(chǎn)生CO2,當CO2含量在8%時,KHCO3分解產(chǎn)生的CO2與通入的CO2足以達到滅火的效果,再增加KHCO3已經(jīng)不參加反應(yīng);故答案為:CO2含量在8%時,KHCO3分解產(chǎn)生的CO2與通入的CO2足以達到滅火的效果.
例2(2020年揚州市中考真題·節(jié)選)以FeSO4·7H2O為原料制備鐵紅(Fe2O3)的一種方法如圖2:
已知“沉淀”時的主要反應(yīng)為:2FeSO4+H2O2+2H2O2FeO(OH)↓+2H2SO4;
(5)圖3為其他條件相同時不同煅燒溫度對產(chǎn)品中Fe2O3質(zhì)量分數(shù)的影響.煅燒溫度低時,產(chǎn)品中Fe2O3的質(zhì)量分數(shù)較低,其原因是.當煅燒溫度達到800 ℃時,繼續(xù)升高溫度,產(chǎn)品中Fe2O3質(zhì)量分數(shù)降低,且鐵元素質(zhì)量分數(shù)升高,所得產(chǎn)品發(fā)黑,其可能原因是.
解析圖3為不同煅燒溫度對產(chǎn)品中Fe2O3質(zhì)量分數(shù)的影響.分析圖中曲線可知,當煅燒溫度較低時,產(chǎn)品中Fe2O3質(zhì)量分數(shù)較低,其原因是煅燒溫度較低時,除生成Fe2O3外,還生成其他固體物質(zhì),低溫條件下FeO(OH)不易分解;當煅燒溫度達800 ℃時,繼續(xù)升高溫度,產(chǎn)品中Fe2O3質(zhì)量分數(shù)降低,且鐵元素質(zhì)量分數(shù)升高,所得產(chǎn)品發(fā)黑,其可能原因是煅燒溫度高于800 ℃時,除生成Fe2O3外,還生成了Fe3O4.故填:煅燒溫度較低時,除生成Fe2O3外,還生成其他固體物質(zhì),低溫條件下FeO(OH)不易分解;煅燒溫度高于800 ℃時,除生成Fe2O3外,還生成了Fe3O4.
總結(jié)本題主要考查有關(guān)Fe及其化合物的性質(zhì),結(jié)合以Fe2O3為原料制備鐵紅的工業(yè)流程為背景,考查了學生對有關(guān)鐵的化學反應(yīng)的掌握情況.在解答這個問題時,需要考生結(jié)合題目中給出的已知信息,結(jié)合鐵及其化合物的化學性質(zhì)分析現(xiàn)象產(chǎn)生的原因,具備一定難度和綜合性.
2對證據(jù)推理能力的考查
考查證據(jù)推理的歸因分析類題型是近兩年中考化學中常見的出題形式,它對學生的邏輯分析能力和知識點的掌握情況要求都較高,需要學生在知識點的學習過程中,具備一定的化學學科思維,能夠根據(jù)實驗現(xiàn)象進行合理推斷和模型建構(gòu)[3].難度較高,教師要在備考階段引起重視.
例3(2021年蘇州中考題·節(jié)選)水是生命之源,是人類寶貴的資源和財富.
(1)水體富營養(yǎng)化是廢水排放中氨氮(基于NH3形式存在)含量過高的直接后果.次氯酸(HClO)能夠有效去除廢水中的NH3,其反應(yīng)過程:2NH3+3HClO=X+3HCl+3H2O,那么X的化學方程式是.當廢水的堿性過強(PH>10),NH3的去除效率將明顯下降,原因是.
解析在化學反應(yīng)前后,原子的種類與數(shù)目不變.已知反應(yīng)前有2個N原子、9個H原子、3個NH+原子、3個O原子;反應(yīng)后有9個H原子、3個NH+原子、3個O原子,所以2個N原子在X中,則X的化學式為N2.若廢水堿性過強PH>10,NH3的去除率會顯著降低,這說明反應(yīng)速率下降.分析反應(yīng)物HClO呈酸性,可知NH3的去除率會顯著降低的原因是溶液的堿性過強,消耗了HClO,使HClO濃度降低.故橫線處應(yīng)填:N2;過強的堿性會導(dǎo)致消耗增加HClO,使HClO的濃度降減少,這種變化會引起NH3去除率的下降.
總結(jié)本題以水為背景,考查了有關(guān)廢水的處理知識,旨在檢驗考生對質(zhì)量守恒定律和歸因分析的掌握情況.在解答時,考生要結(jié)合題設(shè)中給出的化學方程式,準確識別和判斷影響化學反應(yīng)因素.以本題為例,根據(jù)化學方程式,影響化學反應(yīng)速率的反應(yīng)物為NH3和HClO,溶液堿性增強,NH3不變但化學反應(yīng)速率下降,這就說明另一反應(yīng)物HClO的濃度隨著溶液堿性的增強降低了.通常,如果化學反應(yīng)被各種因素干擾,必須評估這些影響因素之間是存在同一性或者對立性.假如這些因素之間是對立的關(guān)系,則對化學反應(yīng)的影響需要根據(jù)實際情況判斷,和化學結(jié)果相符合的因素即為最主要的影響因素.如果各因素呈現(xiàn)同一性,不論它們的種類如何不同,對化學反應(yīng)所造成的影響是趨向一致的,則需要分點作答,或者直接選擇影響最大的因素回答即可.
例4(2023年蘇州市中考題·節(jié)選)CH4與CO2在催化劑影響下能夠生成合成氣(CO和H2),在反應(yīng)進行時,催化劑表面也會發(fā)生碳的沉積與消除反應(yīng),這一過程的具體機理如圖4所示.
③在保持其他實驗條件恒定的情況下,催化劑表面積累的碳量將隨著溫度的升高而發(fā)生變化,具體如圖5所示.當溫度超過600 ℃,催化劑表面積碳量降低的現(xiàn)象,這可能是因為.
解析CH4和CO2通過催化劑的作用,可以生成合成氣CO和H2,在這一過程中,催化劑表面會同時發(fā)生碳的沉積和清除反應(yīng),兩反應(yīng)對于催化劑表面的積碳量變化存在競爭關(guān)系.在保持其他條件不變的情況下,催化劑表面的碳積累量會隨著溫度的變化而變化,具體變化趨勢如圖5所示.從圖表中能夠觀察到,當溫度超過600 ℃時,催化劑表面的碳積累量有所下降,說明此時在積碳反應(yīng)和消碳反應(yīng)的競爭中,消碳反應(yīng)為主導(dǎo)反應(yīng).結(jié)合化學反應(yīng)的原理,出現(xiàn)這一現(xiàn)象的因素可能是隨著溫度的增加,碳清除反應(yīng)消耗的碳量超過了碳沉積反應(yīng)產(chǎn)生的碳量.
總結(jié)本題為證據(jù)推理的歸因分析類題型.需要學生從題干中獲取有用信息,并結(jié)合已有的知識儲備綜合求解.在解答歸因分析類問題時,學生一定要把握住題干中的每一句有用信息.結(jié)合實驗設(shè)計的原理分析實驗,做好歸因分析.
3結(jié)束語
通過總結(jié)和分析近幾年江蘇省中考化學的真題,尤其是2023年蘇州市中考化學歸因分析類題目發(fā)現(xiàn),考生要想在此類題型上獲得高分,一定要把握好題干中的關(guān)鍵信息.收集已知信息,并構(gòu)建起已知信息與未知信息之間的橋梁.另外,基于獲得的信息和證據(jù)開展合理的邏輯推理也是解題的關(guān)鍵.根據(jù)筆者經(jīng)驗,考生在實際解題過程中可以按這樣的解題思路:首先找準事實結(jié)果和現(xiàn)象,判斷分析題干或圖片中和實驗現(xiàn)象有關(guān)系的信息;再進一步分析可能影響現(xiàn)象和事實結(jié)果的眾多因素,厘清各個因素之間的關(guān)系,協(xié)同抑或競爭,確定導(dǎo)致事件產(chǎn)生的根本原因;最后再將其用規(guī)范專業(yè)的語言表達出來。
初中階段涉及反映現(xiàn)象或事實結(jié)果的影響因素包括反應(yīng)物與生成物、反應(yīng)條件、有無副反應(yīng)、反應(yīng)溫度和濃度、催化劑和接觸面積等.考生要理清各個因素之間的邏輯關(guān)系,保證自己在考場上能夠不遺漏關(guān)鍵信息.當然,在日常的解題訓練和備考階段,教師也要著重幫助學生總結(jié)歸納相關(guān)知識點,豐富學生的知識儲備量,拓展學生的“武器庫”,保證學生在實際解題過程中能做到不疾不徐、精準突破.
參考文獻:[1] 張棱.淺談中考歸因題型的解題策略[J].中學化學, 2023(10):32-34.
[2] 丁艷.物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)視角下歸因分析的試題研究[J].中學化學, 2023(5):50-52.
[3] 高麗.有序思維在新高考新題型中的應(yīng)用[J].高中數(shù)理化, 2023(8):68-69.
[責任編輯:季春陽]