透過標簽缺失表象　深探化學考查視角

張曉霖

在近幾年的化學高考試題中，越來越重視對學生化學學習深度和核心素養的考察，出現了一些標簽缺失表象題，讓學生借助所學知識對物質組成、性質等進行推斷。在該類題型的教學中，教師要引導學生對于標簽缺失需要透過其表象，關注化學核心考查范圍，聯系自身的知識經驗加以解析，通過表象解決題干問題，進而提高學生的高階思維，發展他們的化學核心素養。

隨著化學課程改革的不斷發展，培養學生的自主、合作探究能力已經成了化學學科的重點。從歷年的高考試卷來看，經常會存在一些標簽缺失表象問題，讓學生對物質相關性質進行分析，這樣的題型可以充分發展學生的化學辯證思維能力，讓他們在學習中經歷思考、質疑和論證的環節，利用所學化學知識解決一些實際問題。化學標簽含有特定的化學信息，而標簽缺失是一種常見現象，透過標簽缺失考查物質組成、性質和實驗方案是化學命題常態。

一、物質的組成

標簽的缺失會造成物質信息的丟失，因此常以其為背景考查物質的組成，該視角具有一定的探究性和靈活性。問題設置有兩大思路，一是從物質的性質出發，二是從成分的量出發。那么在教學中，教師就要引導學生學會讀題，讓他們從學過的物質性質和化學反應出發，推斷物質的組成，嘗試寫出各種物質的名稱，然后代入題干判斷是否正確，從而提高自己的探究能力。在這個過程中，當學生遇到探究困難時，教師要適當地幫助學生分析題干信息，讓學生通過獨立思考或小組合作探究解決實際問題，提升學生的學習能動性，發展化學核心素養。

例如：探究課上，有一份由兩種物質等質量混合的白色粉末和沒有標簽的未知酸溶液，已知白色粉末是氯化鈉、碳酸鈉、碳酸氫鈉三種中的兩種。后續實驗小組對其成分進行探究確認，其中第一小組設計了如下實驗方案（如圖1所示）。

若推測固體A是人體生理活動必需的物質，B可使澄清石灰水變渾濁，試回答下列問題：

（1）物質化學式：B________，未知酸溶液________；

（2）白色粉末可能的組成________________（寫化學式）；

（3）若實驗時所取白色粉末質量為10g，稱量固體A的質量為8.5g，則白色粉末的組成可能為________________。

解析：（1）分析白色粉末可能組成的三化合物，其中必含有Na元素，而A是人體生理活動的必需物質，顯然A為NaCl，B為CO2氣體。固體NaCl中的Cl－必然由未知酸溶液引入，故未知酸為HCl；

（2）由于白色固體與HCl反應生成了NaCl和CO2氣體，則白色粉末必然含有碳酸鈉和碳酸氫鈉其中的一種或兩種，故可能的組合有三種：Na2CO3和NaHCO3、Na2CO3和NaCl、NaHCO3和NaCl；（3）由元素守恒可知固體NaCl中的Na元素只來源于白色粉末的兩種物質，8.5g NaCl中Na的質量為，則白色粉末中Na的質量分數為，而NaCl中Na的質量分數為39.3%，Na2CO3中Na的質量分數為43.3%，NaHCO3中Na的質量分數為27.3%。從均分角度分析，當為如下情形時43.3%（Na2CO3）>（白色粉末）>27.3%（NaHCO3）滿足條件，即可能的組成為Na2CO3和NaHCO3。

答案：（1）CO2，HCl；（2）Na2CO3和NaHCO3、Na2CO3和NaCl、NaHCO3和NaCl；（3）Na2CO3和NaHCO3。

點評：上述標簽的缺失是一種表象，實則是探究未知粉末的成分，采用化學實驗與物質稱量相結合的方式，涉及鹽與酸的反應、物質的質量分數等內容。問題的特點主要集中在成分設定和連續方案設計上，對學生物質鑒別能力有著較高的要求。針對該類題型，在平時的課堂教學中，教師就要加深學生對離子鑒別方法的理解，學會物質鑒別常用的基本方法，解決生產生活中的實際問題?？梢宰寣W生分組討論、比較、探究和歸納，讓他們在探究中學會物質鑒別，發展求異思維，培養知識構建能力和創新精神。同時，教師要教會學生幾種常用的方法：一是不另加試劑鑒別物質，二是加一種試劑鑒別物質，三是加多種試劑鑒別物質。通過這些教學措施培養學生綜合運用知識解決實際問題的能力，發散他們的化學思維。

二、物質的性質

對物質性質的考察也是高考的一個重點方向，需要學生在平時的學習中綜合運用所學知識來推斷物質性質，并將知識內化于心，形成較強的化學推斷能力。在判斷物質的性質中，很多學生由于化學基礎不牢固，往往將不同物質的性質混淆，對氧化、還原、離子反應等不知道如何判斷，進而影響了對該類題的理解。標簽一般會呈現物質的性質，若標簽缺失則會造成該信息缺失，因此可借助標簽缺失考查物質性質，其中的探究思路和操作步驟是學習的關注點。教師要引導學生具備靈活的探究思路，對化學實驗中產生的現象進行分析，嘗試寫出化學反應步驟，從而一步步地推斷數學物質的性質，實現深層學習。

例如：實驗室有5種沒有標簽的無色溶液，分別是Na2CO3、NaCl、Ca（OH）2、NaOH和稀HCl中的一種，從中任取4種標記為A、B、C、D，進行如下探究實驗（如圖2所示）。

１.按照上述進行組裝實驗（已略去其中的夾持裝置）。

２.向長頸漏斗中加入稀HCl，可觀察到C溶液中有氣泡生成，A有白色沉淀生成，B和D無明顯現象。

３.取少量B溶液于蒸發皿中，加熱后有刺激性氣味放出；再取少量D溶液于另一蒸發皿中，加熱后有白色固體析出。

試回答下列問題：

（1）溶液化學式：A________，B________，C________；

（2）C溶液與稀HCl反應的化學方程式為________；A溶液中發生反應的化學方程式為 ________；

（3）學生認為D溶液的溶質成分不能確定，需要加以確定，可設計實驗方案：________________。

解析：長頸漏斗中加入鹽酸，C中產生的氣體應是CO2，C溶液應為Na2CO3，只有Na2CO3與稀HCl反應可以生成氣體。CO2與A溶液反應有白色沉淀生成，則A溶液應為Ca（OH）2，生成的沉淀為CaCO3。取少量的B和D于蒸發皿中，加熱后前者有刺激性氣體放出，而后者后白色固體析出，對溶液進行加熱有兩種作用：一是溫度改變，物質溶解度改變；二是揮發性氣體會因溫度升高而產生氣體。分析可知，B溶液應為稀HCl，加熱后溶液中的HCl會溢出，而D溶液加熱時進行了蒸發結晶，只可能是NaCl、NaOH中的一種。但通入CO2后，NaOH與CO2反應會變為Na2CO3，因此就是鑒別NaCl和Na2CO3，可以選用CaCl2溶液，前者不反應無現象，后者會有白色沉淀生成。

答案：（1）Ca（OH）2，稀HCl，Na2CO3；（2）Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑，CO2+Ca（OH）2=CaCO3↓+H2O；（3）取少量反應后的D溶液于試管中，滴加少量的CaCl2溶液，觀察反應現象，若無明顯現象，則為NaCl溶液；若有白色沉淀生成，則原D溶液為NaOH。

點評：上述以標簽缺失為背景鑒別四種溶液，采用一體化的實驗裝置，解析的關鍵是分析反應現象，排除物質干擾。問題的難點是對D溶液的鑒別，若不能把握住CO2與其發生的反應，很容易錯析鑒別主體。在平時的教學中，教師要讓學生懂得物質的組成或結構的不同是造成物質性質不同的根本原因，一是組成元素不同；二是組成元素相同但分子構成不同；三是最外層電子數不同等等。有時候物質的組成相同但質量分數不同，化學性質也會不同，比如濃硫酸和稀硫酸、生鐵和鋼等，讓學生從化學物質的組成和結構上研究物質的性質，這樣他們在做該類題型的時候就能游刃有余，知道判斷的方法，從而加深對該類題型的認知。

三、化學實驗的探究方案

高中化學新課標尤其注重學生的實驗設計、實施和分析能力，要求教師在化學教學中為學生準備一定量的實驗，讓他們親身參與到實驗設計和分析當中，提高其實驗動手操作能力。標簽缺失背景下同樣隱含了化學的探究手段，故探究設計方案是其另一考查視角。一般以物質鑒別為線索，分別進行推理、假設、實驗。其難點主要集中于方案的分析與結論推理，需要學生綜合化學知識，開展邏輯思維。這個知識面的考察較為全面，需要學生具備綜合化學能力，尤其是實驗設計能力，讓他們在探究的過程中經歷思考、質疑和論證等環節，形成較強的化學核心素養。

（一）提出問題

例如：實驗室的“單質”藥柜中有一瓶沒有標簽的黑色粉末A，“氧化物”藥柜中有一瓶失去標簽的黑色粉末B。兩瓶黑色粉末A和B是什么物質？

甲同學猜想：A為鐵粉，B為MnO2；乙同學猜想：A是炭粉，B是CuO。針對同學的猜想進行實驗探究（如表1所示）。

（二）反思拓展

使用（如圖３所示）裝置對黑色混合粉末加熱，觀察到顏色逐漸變為紅色，澄清石灰水變渾濁，則A和B的反應方程式為________________________；實驗結束時，需先移導管，后熄滅酒精燈，原因是________________________。最后根據實驗現象、結論發現乙同學猜想正確。

１.實驗探究。

第一，黑色粉末不溶解，且無氣體產生，因鐵粉可以稀硫酸反應生成氫氣，故一定不是鐵粉。第二，若B為氧化銅，則與酸反應后的溶液為CuSO4，故現象為黑色粉末溶解，且溶液顯藍色。

２.反思拓展。

高溫下C與CuO可發生置換反應，生成Cu和CO2，其中Cu為紅色，CO2可使澄清石灰水變渾濁。則利用右圖裝置可觀察到黑色粉末變為紅色，澄清石灰水變渾濁。A與B的反應為2CuO+C高溫2Cu+CO2↑。實驗結束后為防止倒吸試管炸裂，應先移出導管，然后熄滅酒精燈。

答案：（1）鐵粉；黑色粉末溶解，且溶液顯藍色。（2）2CuO+C高溫2Cu+CO2↑，防止倒吸試管炸裂。

評析：上述屬于方案設計題，其中涉及猜想、實驗、推理、拓展，這些內容也是化學學習需要掌握的探究方法。在探究性問題的分析過程中，邏輯思維尤為重要，而學生對物質的化學性質、實驗規范的理解則是問題突破的基礎。針對該類題型，在平時的化學課程教學中，教師要以培養學生的獨立及合作實驗能力為抓手，重視學生的實驗操作能力，由實驗演示教學變為學生自主設計和實施實驗教學，讓學生在實驗體驗中深入學習化學知識，掌握實驗中需要注意的點，從而培養學生的實驗探究能力。教師也要轉變思路，由實驗制定過渡到學生獨立設計實驗，并通過減少實驗中的某種物質或者器材讓學生自己想出替代方法，這樣有助于培養學生搜集實驗證據的能力，發展他們的科學素養。

四、結語

綜上所述，隨著高中化學新課改的發展以及高考題型的變化，考查學生化學思維的題型越來越多，要求學生借助題干信息靈活地處理問題并得出答案，比如化學標簽缺失題，化學中的標簽缺失實則是表象，其隱含的物質組成、化學性質和探究方案等內容才是知識重點，也是其核心考查視角，學生只要具備了一定的化學基礎并了解了物質性質和化學反應原理，就能解決其化學問題。這些標簽缺失問題同時涉及化學性質探究、操作實驗設計、實驗現象分析和科學實驗規范等，知識綜合性強。針對標簽缺失類的題型，教師要在教學中引導學生透視其表象，關注核心考查視角，深刻理解化學原理，逐步提升學生的探究能力，滿足化學新課改的要求。