例析初中化学归因分析类题型的解题策略

2024-10-21 00:00许向敏
数理化解题研究·初中版 2024年9期

摘要:“归因”是指归纳原因.初中化学中的归因题型是指已知结果、寻找原因的题目.在江苏新课程改革的背景下,归因分析类题型在中考中出现的频次较高,逐渐成为学生高分路上的“拦路虎”.即便是身为老师,也可能在分析时发生不够精确或者完整的状况.基于此,本文以近几年江苏省中考真题为例,分析了初中化学归因分析类题型的常见解题策略和思路,希望能给一线教师教学带来启示.

关键词:归因分析;解题技巧;初中化学

中图分类号:G632文献标识码:A文章编号:1008-0333(2024)26-0106-03

归因分析类题目针对学生的能力提出严格的要求,重点考查学生的逻辑推理与模型认知能力,以此评估学生的核心素养.基于江苏省某些城市近两年的中考试卷答题情况,发现大多数考生在这类题目上的表现并不理想,常见的问题包括信息提取不当、逻辑推理不严谨、知识储备不足、答题语言不规范等,这些因素导致了错误的答案和分数的丢失[1].所以,研究初中化学归因分析题型的有效解题策略仍然是化学备考的关键.

1对物质性质的考查

在近年的中考中,物质性质类的归因分析题目已成为必考的组成部分.这类题目要求学生能够利用常见物质的特性来分析和阐释化学现象及实际情况,并且能够针对真实的化学问题进行初步的分析和解决[2].

例1(2023年扬州市中考真题·节选)CO2可以用于灭火.

(3)研究CO2和KHCO3联合使用时的灭火效果.

①KHCO3灭火的原因较复杂.KHCO3受热分解时会吸收能量,化学方程式为:2KHCO3△K2CO3+CO2↑+H2O↑.以初中所学燃烧和灭火的原理分析,KHCO3可以用于灭火的原因有.

②向燃烧器内通入CH4和空气,点燃,待火焰稳定后,从进口A通入CO2,进口B加入KHCO3粉末,控制其他条件不变,测得火焰刚好熄灭时,KHCO3的用量与混合器中通入的CO2体积分数如图1所示.CO2的体积分数在8%~10%内,随CO2体积分数的增加,使火焰熄灭所需的KHCO3用量不再减少,且燃烧器内残留的KHCO3增多,原因是.

解析①燃烧的三要素为:有可燃物、可燃物与O2接触、可燃物温度达到着火点;三者必须同时满足才能起火.反之,我们在灭火时也可以从以上三点入手.KHCO3受热可以分解产生K2CO3、H2O与CO2,则KHCO3灭火的原理为:分解时吸热降低反应物的温度,分解产生H2O蒸发吸热,产生的CO2覆盖在可燃物表面隔绝O2;故答案为:分解时吸热降低反应物温度,分解产生H2O蒸发吸热,产生的CO2盖在可燃物表面隔绝O2;

②KHCO3受热分解产生CO2,当CO2含量在8%时,KHCO3分解产生的CO2与通入的CO2足以达到灭火的效果,再增加KHCO3已经不参加反应;故答案为:CO2含量在8%时,KHCO3分解产生的CO2与通入的CO2足以达到灭火的效果.

例2(2020年扬州市中考真题·节选)以FeSO4·7H2O为原料制备铁红(Fe2O3)的一种方法如图2:

已知“沉淀”时的主要反应为:2FeSO4+H2O2+2H2O2FeO(OH)↓+2H2SO4;

(5)图3为其他条件相同时不同煅烧温度对产品中Fe2O3质量分数的影响.煅烧温度低时,产品中Fe2O3的质量分数较低,其原因是.当煅烧温度达到800 ℃时,继续升高温度,产品中Fe2O3质量分数降低,且铁元素质量分数升高,所得产品发黑,其可能原因是.

解析图3为不同煅烧温度对产品中Fe2O3质量分数的影响.分析图中曲线可知,当煅烧温度较低时,产品中Fe2O3质量分数较低,其原因是煅烧温度较低时,除生成Fe2O3外,还生成其他固体物质,低温条件下FeO(OH)不易分解;当煅烧温度达800 ℃时,继续升高温度,产品中Fe2O3质量分数降低,且铁元素质量分数升高,所得产品发黑,其可能原因是煅烧温度高于800 ℃时,除生成Fe2O3外,还生成了Fe3O4.故填:煅烧温度较低时,除生成Fe2O3外,还生成其他固体物质,低温条件下FeO(OH)不易分解;煅烧温度高于800 ℃时,除生成Fe2O3外,还生成了Fe3O4.

总结本题主要考查有关Fe及其化合物的性质,结合以Fe2O3为原料制备铁红的工业流程为背景,考查了学生对有关铁的化学反应的掌握情况.在解答这个问题时,需要考生结合题目中给出的已知信息,结合铁及其化合物的化学性质分析现象产生的原因,具备一定难度和综合性.

2对证据推理能力的考查

考查证据推理的归因分析类题型是近两年中考化学中常见的出题形式,它对学生的逻辑分析能力和知识点的掌握情况要求都较高,需要学生在知识点的学习过程中,具备一定的化学学科思维,能够根据实验现象进行合理推断和模型建构[3].难度较高,教师要在备考阶段引起重视.

例3(2021年苏州中考题·节选)水是生命之源,是人类宝贵的资源和财富.

(1)水体富营养化是废水排放中氨氮(基于NH3形式存在)含量过高的直接后果.次氯酸(HClO)能够有效去除废水中的NH3,其反应过程:2NH3+3HClO=X+3HCl+3H2O,那么X的化学方程式是.当废水的碱性过强(PH>10),NH3的去除效率将明显下降,原因是.

解析在化学反应前后,原子的种类与数目不变.已知反应前有2个N原子、9个H原子、3个NH+原子、3个O原子;反应后有9个H原子、3个NH+原子、3个O原子,所以2个N原子在X中,则X的化学式为N2.若废水碱性过强PH>10,NH3的去除率会显著降低,这说明反应速率下降.分析反应物HClO呈酸性,可知NH3的去除率会显著降低的原因是溶液的碱性过强,消耗了HClO,使HClO浓度降低.故横线处应填:N2;过强的碱性会导致消耗增加HClO,使HClO的浓度降减少,这种变化会引起NH3去除率的下降.

总结本题以水为背景,考查了有关废水的处理知识,旨在检验考生对质量守恒定律和归因分析的掌握情况.在解答时,考生要结合题设中给出的化学方程式,准确识别和判断影响化学反应因素.以本题为例,根据化学方程式,影响化学反应速率的反应物为NH3和HClO,溶液碱性增强,NH3不变但化学反应速率下降,这就说明另一反应物HClO的浓度随着溶液碱性的增强降低了.通常,如果化学反应被各种因素干扰,必须评估这些影响因素之间是存在同一性或者对立性.假如这些因素之间是对立的关系,则对化学反应的影响需要根据实际情况判断,和化学结果相符合的因素即为最主要的影响因素.如果各因素呈现同一性,不论它们的种类如何不同,对化学反应所造成的影响是趋向一致的,则需要分点作答,或者直接选择影响最大的因素回答即可.

例4(2023年苏州市中考题·节选)CH4与CO2在催化剂影响下能够生成合成气(CO和H2),在反应进行时,催化剂表面也会发生碳的沉积与消除反应,这一过程的具体机理如图4所示.

③在保持其他实验条件恒定的情况下,催化剂表面积累的碳量将随着温度的升高而发生变化,具体如图5所示.当温度超过600 ℃,催化剂表面积碳量降低的现象,这可能是因为.

解析CH4和CO2通过催化剂的作用,可以生成合成气CO和H2,在这一过程中,催化剂表面会同时发生碳的沉积和清除反应,两反应对于催化剂表面的积碳量变化存在竞争关系.在保持其他条件不变的情况下,催化剂表面的碳积累量会随着温度的变化而变化,具体变化趋势如图5所示.从图表中能够观察到,当温度超过600 ℃时,催化剂表面的碳积累量有所下降,说明此时在积碳反应和消碳反应的竞争中,消碳反应为主导反应.结合化学反应的原理,出现这一现象的因素可能是随着温度的增加,碳清除反应消耗的碳量超过了碳沉积反应产生的碳量.

总结本题为证据推理的归因分析类题型.需要学生从题干中获取有用信息,并结合已有的知识储备综合求解.在解答归因分析类问题时,学生一定要把握住题干中的每一句有用信息.结合实验设计的原理分析实验,做好归因分析.

3结束语

通过总结和分析近几年江苏省中考化学的真题,尤其是2023年苏州市中考化学归因分析类题目发现,考生要想在此类题型上获得高分,一定要把握好题干中的关键信息.收集已知信息,并构建起已知信息与未知信息之间的桥梁.另外,基于获得的信息和证据开展合理的逻辑推理也是解题的关键.根据笔者经验,考生在实际解题过程中可以按这样的解题思路:首先找准事实结果和现象,判断分析题干或图片中和实验现象有关系的信息;再进一步分析可能影响现象和事实结果的众多因素,厘清各个因素之间的关系,协同抑或竞争,确定导致事件产生的根本原因;最后再将其用规范专业的语言表达出来。

初中阶段涉及反映现象或事实结果的影响因素包括反应物与生成物、反应条件、有无副反应、反应温度和浓度、催化剂和接触面积等.考生要理清各个因素之间的逻辑关系,保证自己在考场上能够不遗漏关键信息.当然,在日常的解题训练和备考阶段,教师也要着重帮助学生总结归纳相关知识点,丰富学生的知识储备量,拓展学生的“武器库”,保证学生在实际解题过程中能做到不疾不徐、精准突破.

参考文献:[1] 张棱.浅谈中考归因题型的解题策略[J].中学化学, 2023(10):32-34.

[2] 丁艳.物质结构与性质视角下归因分析的试题研究[J].中学化学, 2023(5):50-52.

[3] 高丽.有序思维在新高考新题型中的应用[J].高中数理化, 2023(8):68-69.

[责任编辑:季春阳]