核心素养下氧化还原型陌生方程式的书写

广东

通过分析近三年全国卷Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ氧化还原型陌生方程式书写试题对信息处理和学科素养的考查，笔者提出书写氧化还原型陌生方程式的三部曲书写模式：“写”“平”“补”，并在日常教学中验证此方法行之有效。

陌生方程式就是课本教材中没有出现过的化学方程式。《普通高中化学课程标准(2017版)》指出化学的特征是“从微观层次认识物质，以符号形式描述物质，在不同层面创造物质”，要求学生“能用符号表征物质及其变化”。化学方程式是人们研究化学物质反应前后变化的重要符号表征形式，而正确熟练书写方程式是学生学好化学、应用化学、发展化学的基本素养。同时，陌生化学方程式的书写能有力体现了高中生的“平衡观”“变化观”“证据推理”等核心素养。因此，一直以来，无论是全国卷，还是地方卷，陌生化学方程式的书写都是必考题型，在高考中的陌生化学方程式书写的考查占有较多分值。近三年全国高考化学对陌生反应方程式考查情况见表1。

表1 全国高考化学对陌生反应方程式考查情况汇总

续表

对近三年陌生方程式的考查情况进行分析发现氧化还原反应是每年必考点，考查形式主要有三种：一是书写氧化还原反应方程式，二是书写电极反应式，三是写出氧化产物。那么书写氧化还原型陌生方程式有什么技巧吗？下面对氧化还原型陌生方程式的书写方法进行了摸索和归纳，希望能够抛砖引玉，引起共鸣。

一、解题模型的建立

很多学生在实际书写过程中，是根据记忆、印象、感觉去书写陌生方程式，毫无章法可言。研究表明，学生在解决化学问题时使用频率最高的解题策略是模型匹配策略，即学生通过有限的思维过程后找到与当前问题相匹配的模型而进行的问题解决策略。因此，对于陌生反应方程式的书写应建立一个良好的思维模型，借助化学建模来解决实际问题。下面将从构建“写”“平”“补”三步书写模型帮解决学生的燃眉之急。

表2 常见的氧化剂和还原产物

表3 常见的还原剂和氧化产物

第二步：平，根据化合价升降守恒(求化合价升降的最小公倍数)配平好上面写的四种物质。

第三步：补，根据反应环境(酸碱介质)及电荷守恒、原子守恒补齐没有参与氧化还原的物质或离子。

补项时先考虑反应前跟反应后的物质对比是氧原子变多还是减少，再考虑酸碱介质，具体情况如(图甲)和(图乙)。

图甲

图乙

【解析】第一步：写，根据题意和已掌握的知识很容易找到氧化剂、还原剂、还原产物和氧化产物：

第二步：平，标出变价元素的化合价，分析化合价升降情况并求出化合价升降的最小公倍数：

二、提高学生运用知识和迁移知识的能力

在分析近几年高考化学试题后，笔者发现高考题出题源于教材但又高于教材，多数氧化还原型“陌生”化学方程式书写的试题都需要使用基本化学知识进行解决，但能直接解决的却不多，更多的是需要学生利用已有的化学知识进行类比迁移。在平时的教学和学习中，要引导学生养成观察陌生物质的习惯，例如人教版选修5教材P52实验3-2，该实验是往少量重铬酸钾酸性溶液中滴加少量乙醇，充分振荡，观察颜色变化，我们在做这个实验的时候除了让学生观察颜色变化外还可以让学生结合教材信息和所学知识书写该反应的化学方程式，只有在平常教学中处处留意，才能逐步培养学生运用知识和迁移知识的能力。

【例2】(2017·全国卷Ⅰ·27·改编)Li4Ti5O12和LiFePO4都是锂离子电池的电极材料，可利用钛铁矿(主要成分为FeTiO3，还含有少量MgO、SiO2等杂质)来制备，工艺流程如下：

(6)写出“高温煅烧②”中由FePO4制备LiFePO4的化学方程式：______________。

第一步：写，FePO4+H2C2O4——LiFePO4+CO2

三、培养学生接受、吸收、整合化学信息的能力

每年的《考试大纲》对化学学习能力要求有三点，其中第一个要求就是要有接受、吸收、整合化学信息的能力，同时又有三小点进行细化：(1)对中学化学基础知识能正确复述、再现、辨认，并能融会贯通。(2)通过对自然界、生产和生活中的化学现象的观察，以及实验现象、实物、模型的观察，对图形、图表的阅读，获取有关的感性知识和印象，并进行初步加工、吸收、有序存储。(3)从提供的新信息中，准确地提取实质性内容，并与已有知识整合，重组为新知识块。根据考试大纲的要求，每年的化学高考试题中信息特别多，提供信息的形式也多样化，具体分析归纳统计如表4：

表4 信息形式统计

学生对信息挖掘、接受等方面存在一种较为普遍现象，老师一讲就会，感觉知识很简单，很容易整合并加以应用，但实际情况恰好相反，学生看到新信息如新流程、新图片、新表格等总会产生畏难情绪，恐惧心理，无法继续进行挖掘、分析、整合、应用。所以在平常教学特别是试题评讲时，要帮助学生克服这种心理，要引导学生养成认真分析试题的习惯，尤其在试题评讲时可以设置一些问题，例如本题的信息有哪些，哪些信息是有效的，它服务于解决题中哪些问题等等，使得学生不被新的、陌生的、复杂的信息所困惑，要让学生从复杂的信息中提取出解题的有效信息，并加以整合应用，找出解题的关键。

【例3】(2016·全国卷Ⅲ·27·微改编)煤燃烧排放的烟气含有SO2和NOx，形成酸雨、污染大气，采用NaClO2溶液作为吸收剂可同时对烟气进行脱硫、脱硝。回答下列问题：

(2)在鼓泡反应器中通入含有SO2和NO的烟气，反应温度为323 K，NaClO2溶液浓度为5×10-3mol·L-1。反应一段时间后溶液中离子浓度的分析结果如表。

离子SO2-4SO2-3NO-3NO-2Cl-c/(mol·L-1)8.35×10-46.87×10-61.5×10-41.2×10-53.4×10-3

①写出NaClO2溶液脱硝过程中主要反应的离子方程式：______________。

第三步：补，根据已写的部分可以发现反应前一共有10个O，反应后一共有12个O，且反应环境呈碱性，反应前比反应后少2个O，则应该补4个OH-生成2个H2O，即：