鄭愛英

［摘 要］文章針對學(xué)生在書寫陌生化學(xué)方程式時容易出現(xiàn)的典型錯誤，結(jié)合近幾年高考化學(xué)試題的研究和分析，歸納出化學(xué)方程式的書寫步驟和方法，并提出在教學(xué)中強(qiáng)化基本概念和基本反應(yīng)原理、提取整合題目信息進(jìn)行遷移應(yīng)用的措施與方法，進(jìn)而提升學(xué)生分析問題、解決問題的能力。

［關(guān)鍵詞］陌生；化學(xué)方程式；書寫

［中圖分類號］? ? G633.8? ? ? ? ［文獻(xiàn)標(biāo)識碼］? ? A? ? ? ? ［文章編號］? ? 1674-6058（2023）05-0072-04

化工流程題是近幾年高考化學(xué)必考的熱點(diǎn)題型之一，綜合性較強(qiáng)，而題設(shè)情境下陌生化學(xué)方程式的書寫是該題型的常見考點(diǎn)，但很多學(xué)生無法完成相應(yīng)問題的解答，得分較低甚至不得分。如何較好地書寫陌生化學(xué)方程式，是每位學(xué)生需要面對的問題。而教師則需要思考學(xué)生的主要問題在哪里，力求找到問題的解決措施和方法。

一、學(xué)生書寫陌生化學(xué)方程式時的典型錯誤

（一）知識性錯誤

學(xué)生在學(xué)習(xí)元素及其化合物時，對知識內(nèi)容理解不夠，對物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)記憶不清，因而在分析化工流程題時不能很好地判斷題目中哪些物質(zhì)之間能發(fā)生反應(yīng)，或是對題目中的有效信息不能理解，無法提取整合，在書寫化學(xué)方程式時只能留白或胡亂寫一通。

【例1】（2021年高考全國甲卷第26題節(jié)選）（2）以NaIO3為原料制備I2的方法是：先向NaIO3溶液中加入過量的NaHSO3，生成碘化物；再向混合溶液中加入NaIO3溶液，反應(yīng)得到I2。上述制備I2的總反應(yīng)的離子方程式為______________。

學(xué)生在審題時困囿于第一步生成的碘化物是什么物質(zhì)，因而無法確定第二步是哪種物質(zhì)繼續(xù)與NaIO3溶液反應(yīng)，所以無法回答問題。出現(xiàn)這種情況的原因是學(xué)生對碘化物的概念不理解，無法推測出題中碘化物的具體結(jié)構(gòu)，進(jìn)而影響反應(yīng)步驟的推理。另外，學(xué)生缺乏全局觀，不能從更高的角度去分析。如該題可把碘化物作為中間產(chǎn)物處理，總反應(yīng)中反應(yīng)物為NaIO3與NaHSO3，碘元素的化合價從+5價降到0價，生成I2；結(jié)合氧化還原反應(yīng)中化合價有降必有升，推斷S元素從+4價升高到+6價，生成SO[2-4]，進(jìn)而寫出正確的方程式。

【例2】（2016年高考全國Ⅲ卷第27題節(jié)選）煤燃燒排放的煙氣含有SO2和NOx，形成酸雨、污染大氣，采用NaClO2溶液作為吸收劑可同時對煙氣進(jìn)行脫硫、脫硝?；卮鹣铝袉栴}：（2）在鼓泡反應(yīng)器中通入含有SO2和NO的煙氣，反應(yīng)溫度為323 K，NaClO2溶液濃度為5×10-3 mol·L-1。反應(yīng)一段時間后溶液中離子濃度的分析結(jié)果如下表。

寫出NaClO2溶液脫硝過程中主要反應(yīng)的離子方程式______________。

答題時，學(xué)生認(rèn)為“脫硝”是指NaClO2與SO2和NO反應(yīng)，生成上述表格中的離子，所以寫出如下離子方程式：ClO[-2] + SO2 + NO + OH- → SO[2-4] + SO[2-3] + NO[-3] + NO[-2] + Cl- + H2O。這說明學(xué)生并不理解“脫硝”的真正含義。部分學(xué)生即使理解了“脫硝”的真正含義，知道是NaClO2與NO反應(yīng)，生成NO[-3]和 NO[-2]，但沒有注意到NO[-3]和 NO[-2]的濃度大小，把NO[-2]也寫到了方程式中，不符合題意。

（二）配平錯誤

部分學(xué)生能根據(jù)題目中的信息，結(jié)合所學(xué)習(xí)的元素及其化合物的知識，判斷出反應(yīng)物和生成物，寫出相應(yīng)的化學(xué)方程式，但不能準(zhǔn)確配平。尤其是對于氧化還原方程式的配平，許多學(xué)生是心存畏懼的。他們配平錯誤的原因主要有：（1）不能正確判斷得失電子的總數(shù)；（2）不知道把化學(xué)計(jì)量數(shù)乘給哪種物質(zhì)；（3）離子方程式兩邊的電荷不守恒。

【例3】（2017年高考北京卷第27題節(jié)選）SCR和NSR技術(shù)可有效降低柴油發(fā)動機(jī)在空氣過量條件下的NOx排放。（2）NSR（NOx儲存還原）工作原理：NOx的儲存和還原在不同時段交替進(jìn)行，如圖a所示。

③還原過程中，有時會產(chǎn)生笑氣（N2O）。用同位素示蹤法研究發(fā)現(xiàn)笑氣的產(chǎn)生與NO有關(guān)。在有氧條件下，15NO與NH3以一定比例反應(yīng)時，得到的笑氣幾乎都是15NNO。將該反應(yīng)的化學(xué)方程式補(bǔ)充完整：______________[催化劑]□15NNO + □H2O。

這是一個典型的氧化還原反應(yīng)方程式。通過研讀題目，結(jié)合轉(zhuǎn)化關(guān)系圖，學(xué)生很快得出反應(yīng)物是15NO、NH3、O2，寫出化學(xué)方程式：15NO + NH3 + O2 [催化劑]□15NNO + □H2O，該方程式的書寫難點(diǎn)是配平。通過觀察方程式不難發(fā)現(xiàn)，15NO中的N元素從+2價降到15NNO中的+1價，NH3中的N元素從-3價升到15NNO中的+1價，O2中的O元素從0價降到-2價。因?yàn)榉磻?yīng)中有兩種不同反應(yīng)物的組成元素的化合價同時降低，一部分學(xué)生不知該如何確定得失電子的總數(shù)，所以不能找出得失電子的最小公倍數(shù)進(jìn)行配平。另一部分學(xué)生把所有元素降低的化合價進(jìn)行相加得出得電子數(shù)為1+4=5，再由失電子數(shù)為4，算出得失電子的最小公倍數(shù)為20。據(jù)此在反應(yīng)物前添加化學(xué)計(jì)量數(shù)，從而得出方程式：415NO + 5NH3 + 4O2 [催化劑]□15NNO +□H2O。但是這部分學(xué)生沒有注意到15NNO中的N原子數(shù)是雙數(shù)，按常規(guī)方法去配平是無法得到正確答案的。出現(xiàn)這種情況的原因是學(xué)生沒有真正理解氧化還原反應(yīng)中的得失電子守恒，無法遷移運(yùn)用知識解決復(fù)雜的問題。

（三）生成物判斷錯誤

有的學(xué)生在審題過程中能分析出哪些物質(zhì)之間能發(fā)生反應(yīng)，也能提取整合一些有用的信息，卻很難推斷出生成物，因?yàn)樗麄儾淮_定這些物質(zhì)之間發(fā)生反應(yīng)會生成什么。比如，ClO-、ClO[-2]、ClO[-3]一般反應(yīng)后會轉(zhuǎn)化為Cl-，而不少學(xué)生認(rèn)為會生成Cl2；誤認(rèn)為MnO[-4]的還原產(chǎn)物只有MnO2，而忽略生成Mn2+的可能性；忽略H2O2的分解產(chǎn)物除了H2O還有O2；等等。這些都是導(dǎo)致學(xué)生化學(xué)方程式書寫錯誤或?qū)懖怀龅脑颉?/p>

【例4】（2022年高考全國甲卷第26題節(jié)選）硫酸鋅可由菱鋅礦制備，菱鋅礦的主要成分為ZnCO3，雜質(zhì)為SiO2以及Ca、Mg、Fe、Cu等的化合物。其制備流程如下：

本題中所涉及離子的氫氧化物溶度積常數(shù)如下表。（表略）

回答下列問題：

（4）向80～90℃的濾液①中分批加入適量KMnO4溶液充分反應(yīng)后過濾，濾渣②中有MnO2，該步反應(yīng)的離子方程式為______________。

根據(jù)制備流程，結(jié)合題中菱鋅礦的成分，學(xué)生推斷主要反應(yīng)是KMnO4氧化Fe2+生成Fe3+，再結(jié)合題目提示的產(chǎn)物，寫出離子方程式：MnO[-4] + 3Fe2+ + 4H+=MnO2 + 3Fe3+ + 2H2O。但實(shí)際的生成物并不是Fe3+而是Fe（OH）3。學(xué)生判斷錯誤的原因是沒有理解題干所給Fe3+的Ksp隱藏的含義以及流程中調(diào)pH=5的作用，因此沒能根據(jù)題干所給Fe3+的Ksp計(jì)算出Fe3+完全沉淀時對應(yīng)的pH=3，而只是按常規(guī)理解想當(dāng)然地認(rèn)為會生成Fe3+，導(dǎo)致回答錯誤。

（四）添項(xiàng)錯誤

對于離子方程式，有的學(xué)生能根據(jù)題目信息，結(jié)合已有知識寫出正確的反應(yīng)物和生成物，但在配平過程中根據(jù)方程式左右兩邊電荷守恒的原則添上H+、OH-或H2O時，往往會出現(xiàn)錯誤。學(xué)生添項(xiàng)錯誤常有以下情形：一是酸性溶液中一定是H+參與反應(yīng)然后生成H2O；二是堿性溶液中一定是OH-參與反應(yīng)然后生成H2O 。學(xué)生沒有根據(jù)題目實(shí)際信息來正確添項(xiàng)。

【例5】（2021年高考河北卷第16題節(jié)選）當(dāng)今，世界多國相繼規(guī)劃了碳達(dá)峰、碳中和的時間節(jié)點(diǎn)。因此，研發(fā)二氧化碳利用技術(shù)，降低空氣中二氧化碳含量成為研究熱點(diǎn)。

（4）我國科學(xué)家研究Li-CO2電池，取得了重大科研成果?；卮鹣铝袉栴}：

②研究表明，在電解質(zhì)水溶液中，CO2氣體可被電化學(xué)還原。

Ⅰ.CO2在堿性介質(zhì)中電還原為正丙醇（CH3CH2-CH2OH）的電極反應(yīng)方程式為______________。

通過閱讀題目，學(xué)生知道CO2被還原為正丙醇CH3CH2CH2OH，C元素從+4價降到-2價，共有3個C原子變價，得18e-，且在堿性介質(zhì)中CO2生成CO[2-3]，則可寫出：CO2 + 18e- = CH3CH2CH2OH + CO[2-3]。接著，根據(jù)質(zhì)量守恒和電荷守恒進(jìn)行添項(xiàng)和配平。很多學(xué)生認(rèn)為堿性介質(zhì)中OH-應(yīng)該參與反應(yīng)，故寫出的電極反應(yīng)方程式為：16CO2 +18e- + 8OH- = CH3CH2CH2OH +13CO[2-3]。他們忽略了“在電解質(zhì)水溶液中，CO2氣體可被電化學(xué)還原”這一題給信息，導(dǎo)致添項(xiàng)錯誤。

二、解決問題的措施與方法

（一）掌握化學(xué)方程式的書寫步驟和方法

在學(xué)生學(xué)習(xí)部分元素及其化合物的內(nèi)容后，逐漸讓他們接觸化工流程題，教授他們審題方法，使他們明確題干中哪些是關(guān)鍵詞，學(xué)會提取有用信息并做好標(biāo)記。在教學(xué)過程中教師要注意引導(dǎo)，使學(xué)生掌握解這類題的基本思路、方法和步驟。

非氧化還原反應(yīng)方程式的書寫步驟：

步驟1：根據(jù)題目的信息，明確反應(yīng)物和生成物。

步驟2：明確與化學(xué)方程式相對應(yīng)的反應(yīng)原理。

步驟3：電荷守恒——離子方程式兩邊所帶電荷數(shù)相等。

步驟4：原子守恒——根據(jù)題目中所給的反應(yīng)環(huán)境，補(bǔ)充其他反應(yīng)物或生成物。

氧化還原反應(yīng)方程式的書寫步驟：

步驟1：氧化劑+還原劑＝還原產(chǎn)物+氧化產(chǎn)物。

步驟2：化合價升降守恒——最小公倍數(shù)法，使化合價升降相等。

步驟3：電荷守恒——離子方程式兩邊所帶電荷數(shù)相等。

步驟4：原子守恒——根據(jù)題目中所給的反應(yīng)環(huán)境，補(bǔ)充其他反應(yīng)物或生成物，一般為酸、堿、水。

知道書寫步驟后，還需要在實(shí)踐中應(yīng)用才能內(nèi)化為自己的能力。拿到題目后，我們首先要認(rèn)真讀題，審清題意，明確題目要求制備的物質(zhì)、需要除去的雜質(zhì)元素以及這些雜質(zhì)元素常用什么物質(zhì)除去；然后認(rèn)真分析流程，特別關(guān)注流程圖中進(jìn)去的箭頭和出來的箭頭；接著結(jié)合題給信息和知識儲備，確定反應(yīng)物和生成物；最后進(jìn)行配平，注意化學(xué)方程式兩邊的原子守恒和電荷守恒，從而得出正確的化學(xué)方程式。當(dāng)然，要做到熟能生巧，必須要加強(qiáng)訓(xùn)練。

（二）強(qiáng)化基本概念和基本反應(yīng)原理

在對課本內(nèi)容不夠熟悉、沒有扎實(shí)的基礎(chǔ)知識和反應(yīng)原理“保駕護(hù)航”的情況下，要準(zhǔn)確書寫新情境下陌生化學(xué)方程式只能是海市蜃樓、空中樓閣。在平時的教學(xué)中，教師要利用一切手段和方法，讓學(xué)生對基本概念和基本反應(yīng)原理有準(zhǔn)確深刻的理解，為新情境下陌生化學(xué)方程式的書寫打下堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)。

1.充分利用化學(xué)實(shí)驗(yàn)，加深學(xué)生對物質(zhì)化學(xué)性質(zhì)的理解與記憶

俗話說：“百聞不如一見?！痹趯W(xué)習(xí)元素及其化合物時，我們要充分利用化學(xué)實(shí)驗(yàn)，把抽象、難理解的理論知識變成具體的、可見的、可掌控的現(xiàn)象，讓學(xué)生從感性認(rèn)識上升到理性認(rèn)識。如，CO2是常見的滅火劑，但不能用作堿金屬、鎂等活潑金屬的滅火劑。學(xué)生對此既感到好奇又覺得不可思議。對此，筆者讓學(xué)生分組做實(shí)驗(yàn)，通過觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論，進(jìn)而加深對知識內(nèi)容的理解。

2.充分利用好課堂，加強(qiáng)對常見化學(xué)方程式的記憶

在每一節(jié)課的開始，筆者都會讓學(xué)生拿出本子，在本子上書寫3個有關(guān)本課的化學(xué)方程式，并讓學(xué)生代表上黑板書寫。剛開始，很多學(xué)生不習(xí)慣，浪費(fèi)了不少時間。堅(jiān)持一段時間后，學(xué)生寫得越來越快，準(zhǔn)確度也提高了很多。這樣的做法，可以迫使學(xué)生課后去記憶知識點(diǎn)，逐漸形成溫故而知新的學(xué)習(xí)習(xí)慣。同時，筆者還充分發(fā)揮晚讀的作用。筆者把常見的化學(xué)方程式按章節(jié)打印出來，讓學(xué)生在晚讀時間大聲朗讀，加強(qiáng)記憶。學(xué)生只有對常見的化學(xué)方程式熟爛于心，在應(yīng)對化工流程題時，方可做到有據(jù)可依、有理可循。

3.充分利用專題復(fù)習(xí)、課后作業(yè)和每周測試，加強(qiáng)化學(xué)方程式的書寫

在課堂上，學(xué)生常常一聽就會、一做就錯，是因?yàn)閷W(xué)生沒有真正理解知識內(nèi)容或方法，似是而非，更談不上把理論知識轉(zhuǎn)化為自身的能力，畢竟“紙上得來終覺淺，絕知此事要躬行”。在平時的教學(xué)中，教師要充分創(chuàng)造訓(xùn)練條件，讓學(xué)生熟悉陌生化學(xué)方程式的書寫步驟和方法，循序漸進(jìn)，不斷提高書寫的正確率。

（1）利用專題復(fù)習(xí)和訓(xùn)練，鞏固書寫的步驟和方法

在完成元素及其化合物的學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上，筆者首先對常見的陌生化學(xué)方程式的書寫步驟和方法進(jìn)行分類匯總并形成專題，每一類型列舉2～3個例子。課堂上要求學(xué)生認(rèn)真研讀題目，弄清題目要求制備的物質(zhì)或完成的實(shí)驗(yàn)，明確題干中哪些是關(guān)鍵詞、哪些是有用的信息，關(guān)注一些特殊顏色、物質(zhì)的性質(zhì)或題干中的“已知”提示，等等。然后整合信息，先把題干中直接給出的反應(yīng)物和生成物寫出來，再結(jié)合反應(yīng)原理推導(dǎo)其他的反應(yīng)物、生成物，并進(jìn)行配平，完成化學(xué)方程式的書寫。最后讓學(xué)生訓(xùn)練同類型的題目。在此過程中，要注意提示和引導(dǎo)學(xué)生，使其逐漸從模仿書寫步驟和方法轉(zhuǎn)向完全掌握步驟和方法并內(nèi)化為自己的能力。

（2）利用課后作業(yè)和每周測試，提高書寫的信心和能力

除了在課堂上設(shè)置陌生化學(xué)方程式書寫的專題復(fù)習(xí)和訓(xùn)練，還要充分利用課后作業(yè)，每天布置一道相關(guān)練習(xí)題，讓學(xué)生抽10～15分鐘完成，或每周測試中安排一道相關(guān)題目，有針對性地集中點(diǎn)評。除錯誤率很高的問題集中講解點(diǎn)評外，其他個別錯誤可以單獨(dú)面批，這樣可以節(jié)約時間，針對性更強(qiáng)，效率更高。這樣的練習(xí)，耗時短，題量小，學(xué)生很容易完成，既可以鞏固書寫方法，逐漸增強(qiáng)自信心和成就感，又可以培養(yǎng)堅(jiān)持不懈、持之以恒的意志力，不斷提高解題技巧與能力，最終形成學(xué)科素養(yǎng)。

（三）提取整合題目信息進(jìn)行遷移應(yīng)用

陌生化學(xué)方程式是課本上沒有的，但又源于課本中相關(guān)的基本概念，是課本中一些重要反應(yīng)原理、實(shí)驗(yàn)、科學(xué)探究等內(nèi)容的拓展與延伸。題目中涉及的物質(zhì)大多數(shù)是陌生的，所創(chuàng)設(shè)的情境也是陌生的。面對這類問題，學(xué)生心里是恐慌的、沒有信心的，進(jìn)而影響他們的分析和判斷。因此，教師在教學(xué)中要引導(dǎo)學(xué)生去分析題目，學(xué)會提取、整合關(guān)鍵信息，再結(jié)合課本的基本概念和基本反應(yīng)原理解決問題。關(guān)鍵信息可能是某些結(jié)論性語句、陌生物質(zhì)的性質(zhì)、已知的化學(xué)反應(yīng)方程式、工藝流程或轉(zhuǎn)化圖、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、題目所給的一些數(shù)據(jù)等。

綜上所述，新情境下陌生化學(xué)方程式的書寫，常常在化工流程題、綜合實(shí)驗(yàn)題、化學(xué)平衡綜合題中進(jìn)行考查，需要利用題干中所給的工藝流程、有關(guān)的文字?jǐn)⑹?、圖像圖表等信息，結(jié)合元素及其化合物的性質(zhì)，氧化還原反應(yīng)基本理論和質(zhì)量守恒、得失電子守恒、電荷守恒三大守恒思想加以解決。

準(zhǔn)確、熟練地掌握新情境下陌生化學(xué)方程式的書寫步驟和方法是一個循序漸進(jìn)、逐漸積累的過程，不但需要學(xué)生熟練掌握課本的基本概念和基本反應(yīng)原理，并能遷移應(yīng)用于實(shí)際解題中，還需要學(xué)生通過專題訓(xùn)練和課后作業(yè)，反復(fù)錘煉，夯實(shí)基礎(chǔ)，填補(bǔ)知識漏洞，掌握方法和提升技能，進(jìn)而不斷提高分析問題、解決問題的能力。

［? ?參? ?考? ?文? ?獻(xiàn)? ?］

［1］? 丁祥，蔣朝陽.淺談新情境下陌生化學(xué)方程式的書寫策略［J］.中學(xué)化學(xué)，2016（4）：45-47.

［2］? 曹志兵.談化學(xué)方程式書寫的有效策略［J］.化學(xué)教學(xué)，2011（4）：58-60.

［3］? 林亮.新情境下化學(xué)方程式的書寫能力素養(yǎng)與備考策略研究：基于江蘇高考化學(xué)Ⅱ卷分析為例［J］.化學(xué)教與學(xué)，2017（8）：58-61.

（責(zé)任編輯 羅 艷）