新情境下化学方程式的书写能力素养与备考策略研究

林亮

摘要：江苏新高考试卷命题从“知识立意”向“能力立意”的思路进行创新命题，新情境下的化学方程式是其重要体现，也是必考题型。文章从历年的江苏高考卷进行分析研究，总结出类型与方法，提出备考策略，提升学生化学学科素养。

关键词：新情境；化学方程式；化学学科能力素养；备考策略

文章编号：1008-0546（2017）08-0058-04 中图分类号：G633.8 文献标识码：B

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2017.08.021

一、试卷题型

自从2008年江苏新高考方案实施以来，化学试卷题型结构经过几次微调整，整体架构趋于稳定。仔细研究近十年江苏高考试卷发现，广大师生会感觉试题的“难”，但就笔者来看，江苏卷试题恰恰突显了其鲜明的特点： 试卷以化学学科素养能力和观念立意，紧密结合生产和生活实际， 注重考查学生的化学素养，信息获取与加工、分析和解决问题的能力，尤其突出考查了学生在解决与化学相关的实际问题时的分析、概括、归纳、判断与推理的化学思维能力和综合运用知识的能力，同时渗透化学基本观念的考查。 试卷中涌现出了诸多从“知识立意”向“能力立意”的命题思路的创新题型，这些题型既能很好地体现高中化学课程标准“基础性、应用性、时代性”要求，也紧贴考纲要求：“宽基础（扎实的基础知识），厚实践（丰富的实践经验）、重能力（较强的学科知识素养和应用能力）”；可以说是引领了全国各地高考卷的命题潮流，开创了高考命题的新方向。

二、新情境化学方程式

1. 化学方程式按学生的熟悉程度和能力综合程度可分为可以将化学（离子）方程式分为：教材基本反应，教材拓展反应，新情境反应。“教材基本反应”体现了中学最常见、最重要物质的性质和转化，是化学方程式书写规范和能力训练的基础。“课堂拓展反应”指教材上只描述了现象和结论，而教师补充给出了反应方程式；或是为了深化和丰富学生对物质性质的认识，通过演示或学生实验习得的物质新性质、新反应。新情境条件下化学方程式的书写为新题型中一种：所谓新情境条件化学方程式即课本上没有的，通常整合在工业流程图、综合实验、化学反应原理综合题中，利用题干中所给与新情境中化学与化工、生产与生活、科技等有关的文字叙述、图示、图形、流程等信息，并要结合元素化合物性质、氧化还原反应理论和守恒思想、化学观念写出的真实存在与应用的化学或离子方程式，对这类方程式的考查反映了考纲要求中化学方程式书写的最高水平。按此分类，笔者将近几年（2011-2016）的江苏高考Ⅱ卷涉及到的化学（离子）方程式进行了统计分析。从每年试卷评改的数据分析来看，得分率不高，反映出新情境下的化学方程式书写具有较强的区分度，是书写方程式最高水平的展示，但是从每年的试题构成与分值分布来看，是每年出卷老師特别青睐的、必不可少的题型之一。

本题型是江苏新高考化学卷中有特色和创新题型，是“知识立意”向“能力立意”的命题思路的重要体现，综合考查了考生的化学学科素养，解决与化学相关的实际问题时的分析、概括、归纳、判断与推理的化学思维和综合运用知识的能力，同时渗透诸多基本的化学观念（见表1）。

2. 问题分析

通过江苏省教育考试院每年印发的试题与改卷分析可以看出：涉及教材基本反应的书写正确率与得分率明显高于新情境下的方程式书写，该类题型主要的丢分点是在哪呢？ 为此， 笔者研究了近2011-2016江苏卷的阅卷情况，并加以分析（见表2）。

存在问题1：物质的误判反映能力和基础知识的薄弱

从表中分析可知，对于新情境下的方程式，往往是教材中反应方程式的类推，或是由教材反应方程式改变其反应用量、反应顺序、或是借助于信息媒介对物质的性质作深化和拓展。基于这样的新情境下的方程式书写，就要求考生在高考限时 紧张的状态下，具有较高的分析和推理、辨析、理解、综合的能力，如果对于信息的解读、获取、迁移应用能力不足，加之只会机械甚至是呆板地去记忆元素化合物知识，这就很难将氧化还原反应（电化学类同）、离子反应等知识进行相互渗透，相互促进，并进行综合，导致反应中的反应物、产物或产物的存在形式等判断不准确、不完整，这样的方程式书写就显得无任何意义。

存在的问题2：配平方法的呆板反映守恒思想的欠缺。

根据平时的高考试卷与高三历次模拟测试卷评析，有相当一部分学生“倒”在了配平的这一步，不配平的化学方程式书不是完整的方程式，也反映出学生缺乏必备的化学微粒观、守恒观等核心素养。通过表2的分析可以发现，大多数学生的配平一般只关注元素原子个数的相等，被“假配平”所迷惑，所得方程式就是一个错误的方程式。

二、新情境下化学方程式的书写方法与备考策略

基于这类方程式的类型与特点，可以采用以下的方法书写，学生的掌握效果比较好。

1. 新情境下化学方程式的类型

（1）非氧化还原反应

题目中直接给出明显的反应信息，利用复分解或盐类水解反应类型进行迁移书写出化学方程式。

例1 2012高考20题第1（2）小题：“Al4C3是反应过程的中间产物。Al4C3与盐酸反应（产物之一是含氢量最高的烃）的化学方程式 。”

解析：此题信息中“产物之一是含氢量最高的烃”可知产物为CH4，同时采用类比思想Al4C3是一种类盐，也能发生类似盐类水解的反应，可得另一种产物为AlCl3，可直接写出这个化学方程式，并用原子守恒思想即可配平方程式。再如：2011 20 （5） 21（4）、 2014 16（2）、2016 （3）①可采用相同的方法。

（2）氧化还原法化学方程式（电极反应式）

例2 2012高考18题 第（2）小题：“上述滴定不加稀硫酸酸化，MnO4-被还原成MnO2，其离子方程式为 。”

解析：这是一个典型的氧化还原类型的离子方程式，由题意可知反应物和生成物为：MnO4-+H2O2→Mn2++O2 ，由电子守恒可配平： 2MnO4-+3H2O2→2Mn2++3O2↑，作为离子方程式电荷与原子还没守恒，显然不是完整的方程式；根据题意“不加稀硫酸酸化”和电荷守恒，可确定产物中缺少阴离子，应该有OH- ，再根据原子守恒，可知还有产物为H2O，最后根据电荷与原子守恒，观察法配平：2MnO4-+3H2O22Mn2++2OH-+2H2O+3O2↑

2011高考20题第（4）题：“电解尿素[CO（NH2）2]的碱性溶液制氢的装置示意图见下图（电解池中隔膜仅阻止气体通过，阴、阳极均为惰性电极）。电解时，阳极的电极反应式为 。”

解析：这是一个典型的电极方程式，基本思路与上类似。根据电解槽示意图可知，阳极反应物和产物为：CO（NH2）2-e-→N2↑，根据电子（N元素的化合价变化）守恒可得：CO（NH2）2-6e-→N2↑；再根据原子守恒可知： CO（NH2）2-6e-→CO2+N2↑+H2O，再根据电荷守恒（同时注意考虑反应环境），CO2在碱性环境下不能存在，生成CO32-，确定所有的反应物和生成物后，最后配平： CO（NH2）2+8OH--6e-■CO32-+N2↑+6H2O。

2. 方法与步骤

步骤1：初步确定已知的反应物和生成物。

语言叙述题直接说明具体物质，图形信息可以分析出反应物或生成物，流程图中箭头流入物质为反应物、流出物质为生成物。

步骤2：再通过“三个守恒”思想确定其它反应物或产物并最终配平。

（1）首先利用氧化还原原理（化合价有升，必有降）推出对应的氧化或还原产物，再通过电子守恒进行氧化剂和还原剂的配平，接着根据电荷守恒和原子守恒推出余下的反应物和产物，最后进行总配平。要记住常见的氧化剂和还原剂，反应生成对应的还原和氧化产物。

（2）若不是氧化还原反应，就只根据原子守恒和电荷守恒（离子方程式）推出其它反应物和产物，利用观察法配平。

（3）同时注意反应所在的环境：碱性条件下，无论反应物或产物中不会出现H+；同样酸性条件下，不会出现OH-。

（4）考虑初步产物最终的存在形式：如有机物被氧化时C 生成了CO2，但是若在碱性环境下，CO2 不能与OH-共存，则最终产物形式为CO32-；又如Al3+碱性环境中，产物的形式为AlO2-，Fe3+则为Fe（OH）3 等。

（5）若是电极方程式，则需要先确定原电池的正、负极或电解池的阴、阳极，其它方法同上。

确定正、负极的方法：失电子的（或电子流出、电流流入的）、化合价升高，发生氧化反应的物质为还原剂，参加反应为负极；反之则为正极。如燃料电池中，氧气参加反应的一极为正极，燃料参加反应的一极为负极等。

确定电解池中的阴、阳极的方法：与外电源的正极连接或失电子的（或电子流出、电流流入的）、化合价升高，发生氧化反应的物质为还原剂，电极为阳极；反之则为阴极。

3. 备考策略

（1）培养学生“研读”试题的良好习惯。

江苏Ⅱ卷中的试题整合的信息量都普遍较大，题干中的语言叙述，工业流程箭头指向、图形图示数据特征都蕴藏着解题的信息，为书写方程式提供了明显或隐藏的必备信息，能从题干中准确地获取相应的信息，是正确书写化学方程式的关键。因此，要学会研读试题。

例1 2016江苏高考20题节选：第3题第①小题：

一定条件下，向FeSO4溶液中滴加碱性NaBH4溶液，溶液中BH4-（B元素的化合價为+3）与Fe2+反应生成纳米铁粉、H2和B（OH）4-，其离子方程式为 。

解析：通过研读试题，很容易列出反应物：Fe2+、BH4-、OH-（碱性环境）和生成物：铁粉、H2和B（OH）4-，并很容易通过电子和原子守恒将方程配平。

小结：很多试题中方程式的考查都具有这样的特点，希望大家胆大心细地按方法去操作，在我们认真研究读完题目后，正确答案就在下一步。

（2）感知、记忆与推理并重，提高物质的分析与判断能力。

大多数情况下，题干信息当中并不都将反应物和生成物全部给出，这就要求考生能根据元素化合物和相关的理论知识进行正确地逻辑推理、分析，正确地判断出欠缺物质，再进行配平。

例2 2016江苏高考19题节选：

实验室以一种工业废渣（主要成分为MgCO3、Mg2SiO4和少量Fe、Al的氧化物）为原料制备MgCO3·3H2O。实验过程如下：

（2）加入H2O2氧化时发生发应的离子方程式为

。

解析：这个问题题干信息中给出的反应物和生成物并不充分，需要对流程图信息进行分析与推理，再结合元素化合物和氧化还原反应知识进行判断，推断出其它反应物和生成物，最后配平得到正确的离子方程式。

H2O2氧化什么物质？根据后一步流程，“含有Fe3+的有机物”，可知氧化的是Fe2+；H2O2则从-1价氧被还原成-2价氧，又在酸性环境下，故还原产物为H2O，即Fe2++H2O2→Fe3++H2O；然后再根据电子守恒，配平氧化剂与还原剂的系数，再根据电荷守恒关系和反应的酸性环境，这样就可分析出所有的反应物和生成物并最终配平，得到完整的离子方程式：2Fe2++H2O2+2H+→2Fe3++2H2O。

小结：记住一些常见的氧化剂、还原剂和还原产物以及氧化产物（见表3），可快速帮助我们解决问题。

（3）系统训练，循序渐进地提升学生的化学素养能力。

新情境下方程式虽不是课本上的，但也是来源于课本，是由课本中的基本反应拓展而来的。 由于元素化合物部分的知识全集中在高一教材中，方程式少且都是直接给出，又简单，所以学生容易形成记忆依赖，这样不利于学生书写能力与化学思想、观念的培养与提升。这就要求教师在教学过程中有意识地加以分类教学，逐步深入、拓展训练；有意识地将有关内容融入社会、生活与生产情境中，激发学生学习兴趣。尽可能多地设计实验，让学生在实验中体验物质的性质与变化、在直观的实验过程中切身体会、会让学生印象更深刻、记忆更持久。但由于新情境下方程式书写的考查是方程式书写中的最高水平的体现，而学生能力与化学素养的形成不是一蹴而就的，需要从高一年级开始就要循序渐进、分散式系统加以训练，以期达到较高水平。同时教师要注意加强示范与引领，让学生感受配平的策略与程序，从模仿到自觉，并通过一定的同类训练与变式逐步形成自动化、程序化的配平技巧与能力，最终形成化学学科能力素养。

三、结束语

新情境下的化学方程式的书写是近几年江苏卷中能力立意题型的一个典型缩影，光靠单纯的机械训练不是权宜方法，只有在平时的教学过程中遵循科学的教育规律，落实学科核心素养，在思考与活动中学，才能以不变应万变，达到提升学生综合素质的能力要求和目标。

参考文献

[1] 江苏省教育考试院. 高考（江苏卷）试题分析化学部分，2011-2016

[2] 江苏省教育考试院. 江苏省普通高中学业水平测试（选修科目）说明，2016

[3] 丁祥，蒋朝阳.浅谈新情境下陌生化学方程式的书写策略[J].中学化学，2016（4）：45-47

[4] 陈益，刘江田.高一学生化学方程式书写能力调查研究[J].化学教学，2016（2）：15-18，24

[5] 刘江田.学科素养、能力与观念的考查与导向[J].化学教学，2015（11）：77-78，97