一定情境下的方程式書寫試題分析與突破策略

江蘇 魯衍旭

江蘇省高考自從新高考實施以來，化學試卷題型結構雖然幾經微調，但是整體結構趨于穩定。一定情境下的方程式書寫一直是江蘇高考化學試題的必考考點，近年來其他省份的高考試題也多有相似的考查角度，那么它的考查價值在哪里？

一、試題價值

《普通高中化學課程標準(2017年版2020年修訂)》倡導真實情境的創設，無論是平時課堂教學還是化學學業水平考試命題均倡導試題的真實情境。教育部也公布了《中國高考評價體系》及其說明，明確了“一核四層四翼”的評價體系。

一定情境下的方程式書寫所考查的一般都不是教材中出現過的方程式，而是命題者依據一定的化工生產或廢水處理等真實情境，讓學生根據情境中的文字敘述、圖示、流程等信息，并結合元素化合物性質、氧化還原反應理論和守恒思想等寫出化學方程式或離子方程式。這些情境基于真實應用，突顯學科育人價值，服務立德樹人，體現“一核”。一定情境下書寫方程式，學生既要有化學反應的必備知識，又要有運用信息整理、信息轉化等關鍵能力，更要有化學學科證據推理與模型認知的核心素養，才能形成化學學科的核心價值，體現“四層”。一定情境下書寫方程式彰顯了“基礎性、綜合性、應用性、創新性”四個方面的考查要求，回答高考“怎么考”的問題。

(1)沉淀：向酸性廢水中加入適量Fe2(SO4)3溶液，廢水中的氨氮轉化為NH4Fe3(SO4)2(OH)6沉淀。

①該反應的離子方程式：____________________。

【試題評析】

1.試題情境創設彰顯“一核”。此題用皮革廠的廢水處理作情境，題中強調處理后達到國家排放標準，體現綠色環保的理念，服務立德樹人的根本任務。

綜上所述，要考查學生的能力及素養，就要放在與學生已有認知有沖突的一定情境中進行考查，逼迫學生通過素養及能力解決，而非通過知識再現去解決，這也是一定情境下方程式書寫的考查價值所在。

二、試題分析

為了適應新高考的改革，2020年12月份江蘇省教育考試院組織命制了兩份適應性試題，一份試題于2021年1月份仿真高考組織形式組織適應性考試，另一份試題于4月份由各校自行組織考試。下面對1月份的化學試題中一定情境下的方程式書寫作如表分析。

江蘇省2021年1月新高考適應性考試化學試題一定情境方程式書寫試題分析表

從表1來看，試題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。情境內容主要是物質制備和廢水處理，尤其重視對工業廢棄物的綜合利用。反應類型既有氧化還原反應也有非氧化還原反應，兩者概率相當。方程式類別既有離子方程式也有化學方程式，離子方程式居多。

三、學生困惑

對于高中學生來說，在面對這類題型時感覺思路不暢，手忙腳亂，耗時很多卻又得分不高。主要原因有以下三點：一是不能準確確定反應物、生成物，尤其是通過證據推理得出的反應物或生成物；二是不能快速準確的配平陌生方程式，尤其是涉及氧化還原反應時，陌生元素或者多種元素物質中各元素的化合價不能準確確定；三是不會自我檢查修正，尤其是對反應的介質環境不能充分考慮，例如溶液的酸堿性。從歷次試卷分析看，一定情境下的方程式書寫在Ⅱ卷(非選擇題)中是屬于每位學生都能做但是又很難得滿分的試題。筆者根據多年的教學經驗總結出突破一定情境下的方程式書寫的“三步法”，收到了比較好的效果。下面以江蘇省2021年1月新高考適應性考試化學試題為例對步驟加以說明。

四、具體步驟

對于方程式，學生從初中剛學化學開始就知道這是化學學科的獨特語言。寫一個方程式通常先寫反應物，再寫生成物，最后配平，這就是方程式書寫的三部曲。對于一定情境下的方程式書寫，步驟同之前熟悉的教材上方程式書寫也是相似的，“三步法”具體步驟如圖所示。

一定情境下的方程式書寫步驟

五、典例解析

應用圖1中的“書寫步驟”，【例1】分析與解題的思路如下：

[步驟1]確定反應物和生成物

[步驟2]準確配平

首先判斷是氧化還原反應還是非氧化還原反應，本題是非氧化還原反應，那么根據電荷守恒和元素守恒進行配平，離子方程式配平時大多先利用電荷守恒再利用元素守恒。

[步驟3]檢查修正

檢查上述方程式的反應條件、“↑”“↓”是否漏寫，這一步只要學生注意到了，一般都不會出現問題。關鍵是依據電荷守恒和元素守恒配平，基于介質環境的H2O、H+、OH-是反應物還是生成物需要仔細檢查，如果發現錯了，及時回到步驟1中，重新修正反應物、生成物；如果配平錯了，及時回到步驟2中，重新配平。

[步驟1]確定反應物和生成物

[依據規律推出]依據電荷守恒規律，生成物還要有負電荷(陰離子生成)或反應物還要有正電荷(陽離子參加)。依據介質環境，pH=9，可知生成物應有OH-。

[步驟2]準確配平

首先判斷是氧化還原反應還是非氧化還原反應，本題是氧化還原反應，那么先根據化合價升降相等進行配平，再依據電荷守恒和元素守恒進行配平。配平時，發現反應物還要有水參加。

[步驟3]檢查修正

檢查上述方程式的反應條件、“↑”“↓”是否漏寫。依據電荷守恒和元素守恒，基于介質環境的H2O、H+、OH-是反應物還是生成物再檢查。依據化合價升降相等檢查配平。如果發現錯了，及時回到步驟1中，重新修正反應物、生成物；如果配平錯了，及時回到步驟2中，重新配平。

六、結語

上述兩道一定情境方程式書寫的例題，按照“三步法”對每一步作了詳細分析，該卷中的其他兩道題目第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”關鍵是步驟1和步驟2，尤其是步驟1需要準確找出反應物和生成物，對于方程式的正確書寫至關重要。確定反應物、生成物時，學生的主要困難就是由于情境是新的，因而物質大多也是陌生的，需要學生認真的研讀、細致的推理，尤其是特定介質環境下，H2O、H+、OH-是反應物還是生成物需要仔細推敲。步驟2，新高考更關注試題的真實情境，重視信息提取，不重配平的技術。如果是非氧化還原反應，利用元素守恒、電荷守恒通過觀察法配平；如果是氧化還原反應，用化合價升降相等配平更為方便。教師、學生不要在配平上追求偏和難，防止走入誤區。步驟3，檢查修正不可少，檢查反應條件和“↑”“↓”是否漏寫，只要不忽略就行。關鍵是依據介質環境進行檢查，酸性溶液中OH-一般不會是反應物和生成物，堿性溶液中H+一般不會是反應物和生成物，H2O在任何條件下既可以是反應物也可以是生成物。

一定情境下的方程式書寫，其實就是化學學科觀念中證據推理和守恒思想的應用，對學科素養考查有著重要價值。本文所說的“三步法”正是證據推理和守恒思想的體現。當然，要寫好一定情境下的方程式，光靠單純的機械訓練是事倍功半的，只有在平時的學習過程中，理解并掌握已學過的反應機理和書寫規則，從題目情境中提取有用信息，學會類比、遷移，一定情境下的方程式書寫難題就會迎刃而解。