透過(guò)標(biāo)簽缺失表象　深探化學(xué)考查視角

張曉霖

在近幾年的化學(xué)高考試題中，越來(lái)越重視對(duì)學(xué)生化學(xué)學(xué)習(xí)深度和核心素養(yǎng)的考察，出現(xiàn)了一些標(biāo)簽缺失表象題，讓學(xué)生借助所學(xué)知識(shí)對(duì)物質(zhì)組成、性質(zhì)等進(jìn)行推斷。在該類題型的教學(xué)中，教師要引導(dǎo)學(xué)生對(duì)于標(biāo)簽缺失需要透過(guò)其表象，關(guān)注化學(xué)核心考查范圍，聯(lián)系自身的知識(shí)經(jīng)驗(yàn)加以解析，通過(guò)表象解決題干問題，進(jìn)而提高學(xué)生的高階思維，發(fā)展他們的化學(xué)核心素養(yǎng)。

隨著化學(xué)課程改革的不斷發(fā)展，培養(yǎng)學(xué)生的自主、合作探究能力已經(jīng)成了化學(xué)學(xué)科的重點(diǎn)。從歷年的高考試卷來(lái)看，經(jīng)常會(huì)存在一些標(biāo)簽缺失表象問題，讓學(xué)生對(duì)物質(zhì)相關(guān)性質(zhì)進(jìn)行分析，這樣的題型可以充分發(fā)展學(xué)生的化學(xué)辯證思維能力，讓他們?cè)趯W(xué)習(xí)中經(jīng)歷思考、質(zhì)疑和論證的環(huán)節(jié)，利用所學(xué)化學(xué)知識(shí)解決一些實(shí)際問題?；瘜W(xué)標(biāo)簽含有特定的化學(xué)信息，而標(biāo)簽缺失是一種常見現(xiàn)象，透過(guò)標(biāo)簽缺失考查物質(zhì)組成、性質(zhì)和實(shí)驗(yàn)方案是化學(xué)命題常態(tài)。

一、物質(zhì)的組成

標(biāo)簽的缺失會(huì)造成物質(zhì)信息的丟失，因此常以其為背景考查物質(zhì)的組成，該視角具有一定的探究性和靈活性。問題設(shè)置有兩大思路，一是從物質(zhì)的性質(zhì)出發(fā)，二是從成分的量出發(fā)。那么在教學(xué)中，教師就要引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會(huì)讀題，讓他們從學(xué)過(guò)的物質(zhì)性質(zhì)和化學(xué)反應(yīng)出發(fā)，推斷物質(zhì)的組成，嘗試寫出各種物質(zhì)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(gè)過(guò)程中，當(dāng)學(xué)生遇到探究困難時(shí)，教師要適當(dāng)?shù)貛椭鷮W(xué)生分析題干信息，讓學(xué)生通過(guò)獨(dú)立思考或小組合作探究解決實(shí)際問題，提升學(xué)生的學(xué)習(xí)能動(dòng)性，發(fā)展化學(xué)核心素養(yǎng)。

例如：探究課上，有一份由兩種物質(zhì)等質(zhì)量混合的白色粉末和沒有標(biāo)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(xù)實(shí)驗(yàn)小組對(duì)其成分進(jìn)行探究確認(rèn)，其中第一小組設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)方案（如圖1所示）。

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

（1）物質(zhì)化學(xué)式：B________，未知酸溶液________；

（2）白色粉末可能的組成________________（寫化學(xué)式）；

（3）若實(shí)驗(yàn)時(shí)所取白色粉末質(zhì)量為10g，稱量固體A的質(zhì)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(dòng)的必需物質(zhì)，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(yīng)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(lái)源于白色粉末的兩種物質(zhì)，8.5g NaCl中Na的質(zhì)量為，則白色粉末中Na的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為，而NaCl中Na的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為39.3%，Na2CO3中Na的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為43.3%，NaHCO3中Na的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為27.3%。從均分角度分析，當(dāng)為如下情形時(shí)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(diǎn)評(píng)：上述標(biāo)簽的缺失是一種表象，實(shí)則是探究未知粉末的成分，采用化學(xué)實(shí)驗(yàn)與物質(zhì)稱量相結(jié)合的方式，涉及鹽與酸的反應(yīng)、物質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)等內(nèi)容。問題的特點(diǎn)主要集中在成分設(shè)定和連續(xù)方案設(shè)計(jì)上，對(duì)學(xué)生物質(zhì)鑒別能力有著較高的要求。針對(duì)該類題型，在平時(shí)的課堂教學(xué)中，教師就要加深學(xué)生對(duì)離子鑒別方法的理解，學(xué)會(huì)物質(zhì)鑒別常用的基本方法，解決生產(chǎn)生活中的實(shí)際問題?？梢宰寣W(xué)生分組討論、比較、探究和歸納，讓他們?cè)谔骄恐袑W(xué)會(huì)物質(zhì)鑒別，發(fā)展求異思維，培養(yǎng)知識(shí)構(gòu)建能力和創(chuàng)新精神。同時(shí)，教師要教會(huì)學(xué)生幾種常用的方法：一是不另加試劑鑒別物質(zhì)，二是加一種試劑鑒別物質(zhì)，三是加多種試劑鑒別物質(zhì)。通過(guò)這些教學(xué)措施培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用知識(shí)解決實(shí)際問題的能力，發(fā)散他們的化學(xué)思維。

二、物質(zhì)的性質(zhì)

對(duì)物質(zhì)性質(zhì)的考察也是高考的一個(gè)重點(diǎn)方向，需要學(xué)生在平時(shí)的學(xué)習(xí)中綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)來(lái)推斷物質(zhì)性質(zhì)，并將知識(shí)內(nèi)化于心，形成較強(qiáng)的化學(xué)推斷能力。在判斷物質(zhì)的性質(zhì)中，很多學(xué)生由于化學(xué)基礎(chǔ)不牢固，往往將不同物質(zhì)的性質(zhì)混淆，對(duì)氧化、還原、離子反應(yīng)等不知道如何判斷，進(jìn)而影響了對(duì)該類題的理解。標(biāo)簽一般會(huì)呈現(xiàn)物質(zhì)的性質(zhì)，若標(biāo)簽缺失則會(huì)造成該信息缺失，因此可借助標(biāo)簽缺失考查物質(zhì)性質(zhì)，其中的探究思路和操作步驟是學(xué)習(xí)的關(guān)注點(diǎn)。教師要引導(dǎo)學(xué)生具備靈活的探究思路，對(duì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)中產(chǎn)生的現(xiàn)象進(jìn)行分析，嘗試寫出化學(xué)反應(yīng)步驟，從而一步步地推斷數(shù)學(xué)物質(zhì)的性質(zhì)，實(shí)現(xiàn)深層學(xué)習(xí)。

例如：實(shí)驗(yàn)室有5種沒有標(biāo)簽的無(wú)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(biāo)記為A、B、C、D，進(jìn)行如下探究實(shí)驗(yàn)（如圖2所示）。

１.按照上述進(jìn)行組裝實(shí)驗(yàn)（已略去其中的夾持裝置）。

２.向長(zhǎng)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(wú)明顯現(xiàn)象。

３.取少量B溶液于蒸發(fā)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(fā)皿中，加熱后有白色固體析出。

試回答下列問題：

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

（2）C溶液與稀HCl反應(yīng)的化學(xué)方程式為________；A溶液中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為 ________；

（3）學(xué)生認(rèn)為D溶液的溶質(zhì)成分不能確定，需要加以確定，可設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案：________________。

解析：長(zhǎng)頸漏斗中加入鹽酸，C中產(chǎn)生的氣體應(yīng)是CO2，C溶液應(yīng)為Na2CO3，只有Na2CO3與稀HCl反應(yīng)可以生成氣體。CO2與A溶液反應(yīng)有白色沉淀生成，則A溶液應(yīng)為Ca（OH）2，生成的沉淀為CaCO3。取少量的B和D于蒸發(fā)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(duì)溶液進(jìn)行加熱有兩種作用：一是溫度改變，物質(zhì)溶解度改變；二是揮發(fā)性氣體會(huì)因溫度升高而產(chǎn)生氣體。分析可知，B溶液應(yīng)為稀HCl，加熱后溶液中的HCl會(huì)溢出，而D溶液加熱時(shí)進(jìn)行了蒸發(fā)結(jié)晶，只可能是NaCl、NaOH中的一種。但通入CO2后，NaOH與CO2反應(yīng)會(huì)變?yōu)镹a2CO3，因此就是鑒別NaCl和Na2CO3，可以選用CaCl2溶液，前者不反應(yīng)無(wú)現(xiàn)象，后者會(huì)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(yīng)后的D溶液于試管中，滴加少量的CaCl2溶液，觀察反應(yīng)現(xiàn)象，若無(wú)明顯現(xiàn)象，則為NaCl溶液；若有白色沉淀生成，則原D溶液為NaOH。

點(diǎn)評(píng)：上述以標(biāo)簽缺失為背景鑒別四種溶液，采用一體化的實(shí)驗(yàn)裝置，解析的關(guān)鍵是分析反應(yīng)現(xiàn)象，排除物質(zhì)干擾。問題的難點(diǎn)是對(duì)D溶液的鑒別，若不能把握住CO2與其發(fā)生的反應(yīng)，很容易錯(cuò)析鑒別主體。在平時(shí)的教學(xué)中，教師要讓學(xué)生懂得物質(zhì)的組成或結(jié)構(gòu)的不同是造成物質(zhì)性質(zhì)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(gòu)成不同；三是最外層電子數(shù)不同等等。有時(shí)候物質(zhì)的組成相同但質(zhì)量分?jǐn)?shù)不同，化學(xué)性質(zhì)也會(huì)不同，比如濃硫酸和稀硫酸、生鐵和鋼等，讓學(xué)生從化學(xué)物質(zhì)的組成和結(jié)構(gòu)上研究物質(zhì)的性質(zhì)，這樣他們?cè)谧鲈擃愵}型的時(shí)候就能游刃有余，知道判斷的方法，從而加深對(duì)該類題型的認(rèn)知。

三、化學(xué)實(shí)驗(yàn)的探究方案

高中化學(xué)新課標(biāo)尤其注重學(xué)生的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、實(shí)施和分析能力，要求教師在化學(xué)教學(xué)中為學(xué)生準(zhǔn)備一定量的實(shí)驗(yàn)，讓他們親身參與到實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和分析當(dāng)中，提高其實(shí)驗(yàn)動(dòng)手操作能力。標(biāo)簽缺失背景下同樣隱含了化學(xué)的探究手段，故探究設(shè)計(jì)方案是其另一考查視角。一般以物質(zhì)鑒別為線索，分別進(jìn)行推理、假設(shè)、實(shí)驗(yàn)。其難點(diǎn)主要集中于方案的分析與結(jié)論推理，需要學(xué)生綜合化學(xué)知識(shí)，開展邏輯思維。這個(gè)知識(shí)面的考察較為全面，需要學(xué)生具備綜合化學(xué)能力，尤其是實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力，讓他們?cè)谔骄康倪^(guò)程中經(jīng)歷思考、質(zhì)疑和論證等環(huán)節(jié)，形成較強(qiáng)的化學(xué)核心素養(yǎng)。

（一）提出問題

例如：實(shí)驗(yàn)室的“單質(zhì)”藥柜中有一瓶沒有標(biāo)簽的黑色粉末A，“氧化物”藥柜中有一瓶失去標(biāo)簽的黑色粉末B。兩瓶黑色粉末A和B是什么物質(zhì)？

甲同學(xué)猜想：A為鐵粉，B為MnO2；乙同學(xué)猜想：A是炭粉，B是CuO。針對(duì)同學(xué)的猜想進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究（如表1所示）。

（二）反思拓展

使用（如圖３所示）裝置對(duì)黑色混合粉末加熱，觀察到顏色逐漸變?yōu)榧t色，澄清石灰水變渾濁，則A和B的反應(yīng)方程式為________________________；實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)，需先移導(dǎo)管，后熄滅酒精燈，原因是________________________。最后根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、結(jié)論發(fā)現(xiàn)乙同學(xué)猜想正確。

１.實(shí)驗(yàn)探究。

第一，黑色粉末不溶解，且無(wú)氣體產(chǎn)生，因鐵粉可以稀硫酸反應(yīng)生成氫氣，故一定不是鐵粉。第二，若B為氧化銅，則與酸反應(yīng)后的溶液為CuSO4，故現(xiàn)象為黑色粉末溶解，且溶液顯藍(lán)色。

２.反思拓展。

高溫下C與CuO可發(fā)生置換反應(yīng)，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?yōu)榧t色，澄清石灰水變渾濁。A與B的反應(yīng)為2CuO+C高溫2Cu+CO2↑。實(shí)驗(yàn)結(jié)束后為防止倒吸試管炸裂，應(yīng)先移出導(dǎo)管，然后熄滅酒精燈。

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

評(píng)析：上述屬于方案設(shè)計(jì)題，其中涉及猜想、實(shí)驗(yàn)、推理、拓展，這些內(nèi)容也是化學(xué)學(xué)習(xí)需要掌握的探究方法。在探究性問題的分析過(guò)程中，邏輯思維尤為重要，而學(xué)生對(duì)物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)、實(shí)驗(yàn)規(guī)范的理解則是問題突破的基礎(chǔ)。針對(duì)該類題型，在平時(shí)的化學(xué)課程教學(xué)中，教師要以培養(yǎng)學(xué)生的獨(dú)立及合作實(shí)驗(yàn)?zāi)芰樽ナ?，重視學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作能力，由實(shí)驗(yàn)演示教學(xué)變?yōu)閷W(xué)生自主設(shè)計(jì)和實(shí)施實(shí)驗(yàn)教學(xué)，讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)體驗(yàn)中深入學(xué)習(xí)化學(xué)知識(shí)，掌握實(shí)驗(yàn)中需要注意的點(diǎn)，從而培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)探究能力。教師也要轉(zhuǎn)變思路，由實(shí)驗(yàn)制定過(guò)渡到學(xué)生獨(dú)立設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，并通過(guò)減少實(shí)驗(yàn)中的某種物質(zhì)或者器材讓學(xué)生自己想出替代方法，這樣有助于培養(yǎng)學(xué)生搜集實(shí)驗(yàn)證據(jù)的能力，發(fā)展他們的科學(xué)素養(yǎng)。

四、結(jié)語(yǔ)

綜上所述，隨著高中化學(xué)新課改的發(fā)展以及高考題型的變化，考查學(xué)生化學(xué)思維的題型越來(lái)越多，要求學(xué)生借助題干信息靈活地處理問題并得出答案，比如化學(xué)標(biāo)簽缺失題，化學(xué)中的標(biāo)簽缺失實(shí)則是表象，其隱含的物質(zhì)組成、化學(xué)性質(zhì)和探究方案等內(nèi)容才是知識(shí)重點(diǎn)，也是其核心考查視角，學(xué)生只要具備了一定的化學(xué)基礎(chǔ)并了解了物質(zhì)性質(zhì)和化學(xué)反應(yīng)原理，就能解決其化學(xué)問題。這些標(biāo)簽缺失問題同時(shí)涉及化學(xué)性質(zhì)探究、操作實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象分析和科學(xué)實(shí)驗(yàn)規(guī)范等，知識(shí)綜合性強(qiáng)。針對(duì)標(biāo)簽缺失類的題型，教師要在教學(xué)中引導(dǎo)學(xué)生透視其表象，關(guān)注核心考查視角，深刻理解化學(xué)原理，逐步提升學(xué)生的探究能力，滿足化學(xué)新課改的要求。