一定情境下的化学（离子）方程式书写试题分析

鲁衍旭

摘要：江苏高考化学多年来一直重视一定情境下的化学（离子）方程式书写的考查，新高考后其他省份高考也重视此类试题考查.结合此类试题特点，阐述考查价值，聚焦学生思维难点，以江苏省2021年1月新高考适应性考试试题为例进行解析总结，提出一定情境下的化学（离子）方程式书写的“三步法”突破策略.

关键词：情境;化学（离子）方程式;三步法;高中化学

中图分类号：G632文献标识码：A文章编号：1008-0333（2022）16-0143-03

江苏高考自从 “2008年新高考方案”实施以来，化学试卷题型结构虽然几经微调，但是整体结构趋于稳定.一定情境下的化学（离子）方程式书写一直是江苏高考的必考考点，近年来其它省份也这样去考查，它的考查价值在哪里？

1 试题价值

《普通高中化學课程标准（2017年版2020年修订）》倡导真实情境的创设，无论是平时课堂教学还是化学学业水平考试命题均倡导真实情境.教育部也公布了《中国高考评价体系》，明确了“一核四层四翼”评价体系.

一定情境下的化学（离子）方程式一般都不是教材中出现过的

，而是依据一定的化工生产或废水处理等真实情境，让学生根据情境中的文字叙述、图示、流程等信息，并结合元素化合物性质、氧化还原反应理论和守恒思想等写出化学方程式或离子方程式.这些情境基于真实应用，突显学科育人价值，服务立德树人，体现“一核”.一定情境下书写化学（离子）方程式，既要有化学反应的必备知识，又要有运用守恒的关键能力，更要有化学学科证据推理的核心素养，才能形成化学学科的核心价值，体现“四层”.一定情境下书写化学（离子）方程式彰显了“基础性、综合性、应用性、创新性”四个方面的考查要求，回答高考“怎么考”的问题.

2 试题分析

为了适应新高考的改革，2020年12月份江苏省教育考试院组织命制了两份适应性试题，分别于2021年1月份仿真高考组织形式组织适应性考试，于4月份由各校自行组织考试.对1月份化学试题中一定情境下化学（离子）方程式的书写分析见表1.

从统计结果看，考查的元素主要位于元素周期表前四周期，既有主族元素也有过渡元素，元素的陌生度较小.情境内容主要是物质制备和废水处理，尤其重视废水资源再利用.反应类型既有氧化还原反应也有非氧化还原反应，两者概率相当.方程式类别既有离子方程式也有化学方程式，离子方程式居多.

3 学生困惑

对于高中学生来说，在面对这类题型时感觉思路不畅，手忙脚乱，耗时很多却又得分不高.主要原因有以下三点：一是不能准确确定反应物、生成物，尤其是通过证据推理得出的反应物或生成物;二是不能快速准确配平陌生化学（离子）方程式，尤其是涉及氧化还原反应时，陌生元素或者多种元素物质的化合价不能准确确定;三是不会自我检查修正，尤其是对反应的介质环境不能充分考虑，例如溶液的酸碱性.从历次试卷分析看，一定情境下的化学（离子）方程式书写在Ⅱ卷（非选择题）中是属于每位学生都能做但是又很难得满分的题型.笔者根据多年的教学经验总结出突破一定情境下的化学（离子）方程式书写的“三步法”，收到了比较好的效果.下面以江苏省2021年1月新高考适应性考试试题为例对步骤加以说明.

4 “三步法”具体步骤对于化学方程式，从初中刚学化学开始就知道这是化学学科的独特语言.写一个化学（离子）方程式通常先写反应物，再写生成物，最后配平，这就是化学（离子）方程式书写三部曲.对于一定情境下的化学（离子）方程式书写，步骤同之前熟悉的教材化学（离子）方程式书写也是相似的，“三步法”具体步骤如图1所示.

5 典例解析

例1（江苏省2021年1月新高考适应性考试，第14题）皮革厂的废水中含有一定量的氨氮（以NH3、NH+4形式存在），通过沉淀和氧化两步处理后可使水中氨氮达到国家规定的排放标准.（1）沉淀：向酸性废水中加入适量Fe2（SO4）3溶液，废水中的氨氮转化为NH4Fe3（SO4）2（OH）6沉淀.

①该反应的离子方程式是：.

步骤1：确定反应物和生成物

依据情境读出：先直接找到生成物是NH4Fe3（SO4）2（OH）6沉淀，由生成物的化学式依据元素守恒确定反应物有Fe3+、SO2-4.

依据规律推出：依据元素守恒规律，生成物中OH-来自于什么物质？根据介质环境是酸性，可知OH-来自于H2O.H2O提供了OH-，还应有H+生成.同时分析可得，酸性废水中氨氮应该是NH+4.

综上所述，反应物有Fe3+、SO2-4、NH+4、H2O，生成物有NH4Fe3（SO4）2（OH）6、H+.当然，可能还有反应物或生成物没有推出，需要在配平中补齐缺项.

步骤2：准确配平

Fe3++ SO2-4+NH+4+H2O——

NH4Fe3（SO4）2（OH）6↓+H+

判断是氧化还原反应还是非氧化还原反应，本题是非氧化还原反应，那么根据电荷守恒和元素守恒进行配平，离子方程式配平时大多先利用电荷守恒再利用元素守恒.

3Fe3++2SO2-4+NH+4+6H2O

NH4Fe3（SO4）2（OH）6↓+6H+

步骤3：检查修正

检查上述离子方程式的反应条件、“↑”、“↓”是否漏写，这一步只要学生注意到了，一般都不会有问题.关键是依据电荷守恒和元素守恒，基于介质环境的H2O、H+、OH-是反应物还是生成物需要仔细检查，如果发现错了，及时回到步骤1中，重新修正反应物、生成物;如果配平错了，及时回到步骤2中，重新配平.

例2（江苏省2021年1月新高考适应性考试，第17题）水体中的Cr2O2-7、HCrO-4和CrO2-4是高毒性的重金属离子，可用Cr（Ⅵ）表示.常用的处理方法是将Cr（Ⅵ）还原为低毒性的Cr3+或Cr（OH）3.

（1）在一定pH的水溶液中，HS-、S2-可与CrO2-4反应生成Cr（OH）3和单质硫.水溶液中S2-能与单质硫反应生成S2-n，S2-n能还原Cr（Ⅵ）.

① 在pH=9的水溶液中CrO2-4与HS-反应的离子方程式是：.

步骤1：确定反应物和生成物

依据情境读出：反应物有CrO2-4、HS-;生成物有Cr（OH）3和单质S.

依据规律推出：依据电荷守恒规律，生成物还要有负电荷（阴离子生成）或反应物还要有正电荷（阳离子参加）.依据介质环境，pH=9，可知生成物应有OH-.

综上所述，反应物有CrO2-4、HS-，生成物有Cr（OH）3、S、OH-.当然，可能还有反应物或生成物没有推出，需要在配平中补齐缺项.

当然在氧化还原反应中，依据规律推理反应物和生成物时，有时还需调用已掌握的常见氧化剂或还原剂的价态变化规律，例如，SO2-3作为还原剂通常氧化为SO2-4，ClO-作为氧化剂通常还原为Cl-等等.

步骤2：准确配平

CrO2-4 + HS- —Cr（OH）3↓+S↓+OH-

首先判断是氧化还原反应还是非氧化还原反应，本题是氧化还原反应，那么先根据化合价升降相等进行配平，再依据电荷守恒和元素守恒进行配平.配平时，发现反应物还要有水参加.

2CrO2-4 +3HS- +5H2O

2Cr（OH）3↓+3S↓+7OH-

步骤3：检查修正

检查上述离子方程式的反应条件、“↑”、“↓”是否漏写.依据电荷守恒和元素守恒，基于介质环境的H2O、H+、OH-是反应物还是生成物再检查.依据化合价升降相等检查配平.如果发现错了，及时回到步骤1中，重新修正反应物、生成物;如果配平错了，及时回到步驟2中，重新配平.

上述两道一定情境离子方程式书写的例题，按照“三步法”对每一步作了详细分析，该卷中的其它两道题目第14题第（2）小题和第16题第（1）小题都可以参照“三步法”解答.从分析的过程看，“三步法”关键是步骤1和步骤2，尤其是步骤1准确找出反应物和生成物，对于离子方程式的正确书写至关重要.确定反应物、生成物时，学生的主要困难就是由于情境是新的，因而物质大多也是陌生的，需要学生认真的研读、细致的推理，尤其是特定介质环境下，H2O、H+、OH-是反应物还是生成物需要仔细推敲.步骤2，新高考更关注情境，重视信息提取，不重配平的技术.如果是非氧化还原反应，利用元素守恒、电荷守恒通过观察法配平;如果是非氧化还原反应，用化合价升降相等配平更为方便.教师、学生不要在配平上追求偏和难，防止走入误区.步骤3，检查修正不可少，检查反应条件和“↑”、“↓”是否漏写，只要不忽略就行.关键是依据介质环境进行检查，酸性溶液中OH-一般不会是反应物和生成物，碱性溶液中H+一般不会是反应物和生成物，H2O在任何条件下既可以是反应物也可以是生成物.

本文所说的“三步法”是证据推理和守恒思想的体现.当然，要写好一定情境下的化学（离子）方程式，光靠单纯的机械训练是事倍功半的，只有在平时的学习过程中，理解并掌握已学过的反应机理和书写规则，从题目情境中提取有用信息，学会类比、迁移，一定情境下的化学（离子）方程式书写难题就会迎刃而解.

参考文献：

[1] 中华人民共和国教育部.普通高中化学课程标准（2017年版2020年修订）[M].北京：人民教育出版社，2018.

[2] 教育部考试中心.中国高考评价体系＼[M＼].北京：人民教育出版社，2019.

[责任编辑：季春阳]