一定情境下的化學（離子）方程式書寫試題分析

魯衍旭

摘要：江蘇高考化學多年來一直重視一定情境下的化學（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.結合此類試題特點，闡述考查價值，聚焦學生思維難點，以江蘇省2021年1月新高考適應性考試試題為例進行解析總結，提出一定情境下的化學（離子）方程式書寫的“三步法”突破策略.

關鍵詞：情境;化學（離子）方程式;三步法;高中化學

中圖分類號：G632文獻標識碼：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.一定情境下的化學（離子）方程式書寫一直是江蘇高考的必考考點，近年來其它省份也這樣去考查，它的考查價值在哪里？

1 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真實情境.教育部也公布了《中國高考評價體系》，明確了“一核四層四翼”評價體系.

一定情境下的化學（離子）方程式一般都不是教材中出現過的

，而是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”.一定情境下書寫化學（離子）方程式，既要有化學反應的必備知識，又要有運用守恒的關鍵能力，更要有化學學科證據推理的核心素養，才能形成化學學科的核心價值，體現“四層”.一定情境下書寫化學（離子）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.

2 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，分別于2021年1月份仿真高考組織形式組織適應性考試，于4月份由各校自行組織考試.對1月份化學試題中一定情境下化學（離子）方程式的書寫分析見表1.

從統計結果看，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.情境內容主要是物質制備和廢水處理，尤其重視廢水資源再利用.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.

3 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;二是不能快速準確配平陌生化學（離子）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，一定情境下的化學（離子）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題型.筆者根據多年的教學經驗總結出突破一定情境下的化學（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”具體步驟對于化學方程式，從初中剛學化學開始就知道這是化學學科的獨特語言.寫一個化學（離子）方程式通常先寫反應物，再寫生成物，最后配平，這就是化學（離子）方程式書寫三部曲.對于一定情境下的化學（離子）方程式書寫，步驟同之前熟悉的教材化學（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到國家規定的排放標準.（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是：.

步驟1：確定反應物和生成物

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

依據規律推出：依據元素守恒規律，生成物中OH-來自于什么物質？根據介質環境是酸性，可知OH-來自于H2O.H2O提供了OH-，還應有H+生成.同時分析可得，酸性廢水中氨氮應該是NH+4.

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

步驟2：準確配平

Fe3++ SO2-4+NH+4+H2O——

NH4Fe3（SO4）2（OH）6↓+H+

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.

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條件、“↑”、“↓”是否漏寫，這一步只要學生注意到了，一般都不會有問題.關鍵是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.

例2（江蘇省2021年1月新高考適應性考試，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反應生成Cr（OH）3和單質硫.水溶液中S2-能與單質硫反應生成S2-n，S2-n能還原Cr（Ⅵ）.

① 在pH=9的水溶液中CrO2-4與HS-反應的離子方程式是：.

步驟1：確定反應物和生成物

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

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-.

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

當然在氧化還原反應中，依據規律推理反應物和生成物時，有時還需調用已掌握的常見氧化劑或還原劑的價態變化規律，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：準確配平

CrO2-4 + HS- —Cr（OH）3↓+S↓+OH-

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.

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.

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”關鍵是步驟1和步驟2，尤其是步驟1準確找出反應物和生成物，對于離子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;如果是非氧化還原反應，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.

本文所說的“三步法”是證據推理和守恒思想的體現.當然，要寫好一定情境下的化學（離子）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，一定情境下的化學（離子）方程式書寫難題就會迎刃而解.

參考文獻：

[1]?中華人民共和國教育部.普通高中化學課程標準（2017年版2020年修訂）[M].北京：人民教育出版社，2018.

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

[責任編輯：季春陽]