透过标签缺失表象 深探化学考查视角

张晓霖

在近几年的化学高考试题中，越来越重视对学生化学学习深度和核心素养的考察，出现了一些标签缺失表象题，让学生借助所学知识对物质组成、性质等进行推断。在该类题型的教学中，教师要引导学生对于标签缺失需要透过其表象，关注化学核心考查范围，联系自身的知识经验加以解析，通过表象解决题干问题，进而提高学生的高阶思维，发展他们的化学核心素养。

随着化学课程改革的不断发展，培养学生的自主、合作探究能力已经成了化学学科的重点。从历年的高考试卷来看，经常会存在一些标签缺失表象问题，让学生对物质相关性质进行分析，这样的题型可以充分发展学生的化学辩证思维能力，让他们在学习中经历思考、质疑和论证的环节，利用所学化学知识解决一些实际问题。化学标签含有特定的化学信息，而标签缺失是一种常见现象，透过标签缺失考查物质组成、性质和实验方案是化学命题常态。

一、物质的组成

标签的缺失会造成物质信息的丢失，因此常以其为背景考查物质的组成，该视角具有一定的探究性和灵活性。问题设置有两大思路，一是从物质的性质出发，二是从成分的量出发。那么在教学中，教师就要引导学生学会读题，让他们从学过的物质性质和化学反应出发，推断物质的组成，尝试写出各种物质的名称，然后代入题干判断是否正确，从而提高自己的探究能力。在这个过程中，当学生遇到探究困难时，教师要适当地帮助学生分析题干信息，让学生通过独立思考或小组合作探究解决实际问题，提升学生的学习能动性，发展化学核心素养。

例如：探究课上，有一份由两种物质等质量混合的白色粉末和没有标签的未知酸溶液，已知白色粉末是氯化钠、碳酸钠、碳酸氢钠三种中的两种。后续实验小组对其成分进行探究确认，其中第一小组设计了如下实验方案（如图1所示）。

若推测固体A是人体生理活动必需的物质，B可使澄清石灰水变浑浊，试回答下列问题：

（1）物质化学式：B________，未知酸溶液________；

（2）白色粉末可能的组成________________（写化学式）；

（3）若实验时所取白色粉末质量为10g，称量固体A的质量为8.5g，则白色粉末的组成可能为________________。

解析：（1）分析白色粉末可能组成的三化合物，其中必含有Na元素，而A是人体生理活动的必需物质，显然A为NaCl，B为CO2气体。固体NaCl中的Cl－必然由未知酸溶液引入，故未知酸为HCl；

（2）由于白色固体与HCl反应生成了NaCl和CO2气体，则白色粉末必然含有碳酸钠和碳酸氢钠其中的一种或两种，故可能的组合有三种：Na2CO3和NaHCO3、Na2CO3和NaCl、NaHCO3和NaCl；（3）由元素守恒可知固体NaCl中的Na元素只来源于白色粉末的两种物质，8.5g NaCl中Na的质量为，则白色粉末中Na的质量分数为，而NaCl中Na的质量分数为39.3%，Na2CO3中Na的质量分数为43.3%，NaHCO3中Na的质量分数为27.3%。从均分角度分析，当为如下情形时43.3%（Na2CO3）>（白色粉末）>27.3%（NaHCO3）满足条件，即可能的组成为Na2CO3和NaHCO3。

答案：（1）CO2，HCl；（2）Na2CO3和NaHCO3、Na2CO3和NaCl、NaHCO3和NaCl；（3）Na2CO3和NaHCO3。

点评：上述标签的缺失是一种表象，实则是探究未知粉末的成分，采用化学实验与物质称量相结合的方式，涉及盐与酸的反应、物质的质量分数等内容。问题的特点主要集中在成分设定和连续方案设计上，对学生物质鉴别能力有着较高的要求。针对该类题型，在平时的课堂教学中，教师就要加深学生对离子鉴别方法的理解，学会物质鉴别常用的基本方法，解决生产生活中的实际问题。可以让学生分组讨论、比较、探究和归纳，让他们在探究中学会物质鉴别，发展求异思维，培养知识构建能力和创新精神。同时，教师要教会学生几种常用的方法：一是不另加试剂鉴别物质，二是加一种试剂鉴别物质，三是加多种试剂鉴别物质。通过这些教学措施培养学生综合运用知识解决实际问题的能力，发散他们的化学思维。

二、物质的性质

对物质性质的考察也是高考的一个重点方向，需要学生在平时的学习中综合运用所学知识来推断物质性质，并将知识内化于心，形成较强的化学推断能力。在判断物质的性质中，很多学生由于化学基础不牢固，往往将不同物质的性质混淆，对氧化、还原、离子反应等不知道如何判断，进而影响了对该类题的理解。标签一般会呈现物质的性质，若标签缺失则会造成该信息缺失，因此可借助标签缺失考查物质性质，其中的探究思路和操作步骤是学习的关注点。教師要引导学生具备灵活的探究思路，对化学实验中产生的现象进行分析，尝试写出化学反应步骤，从而一步步地推断数学物质的性质，实现深层学习。

例如：实验室有5种没有标签的无色溶液，分别是Na2CO3、NaCl、Ca（OH）2、NaOH和稀HCl中的一种，从中任取4种标记为A、B、C、D，进行如下探究实验（如图2所示）。

１.按照上述进行组装实验（已略去其中的夹持装置）。

２.向长颈漏斗中加入稀HCl，可观察到C溶液中有气泡生成，A有白色沉淀生成，B和D无明显现象。

３.取少量B溶液于蒸发皿中，加热后有刺激性气味放出；再取少量D溶液于另一蒸发皿中，加热后有白色固体析出。

试回答下列问题：

（1）溶液化学式：A________，B________，C________；

（2）C溶液与稀HCl反应的化学方程式为________；A溶液中发生反应的化学方程式为 ________；

（3）学生认为D溶液的溶质成分不能确定，需要加以确定，可设计实验方案：________________。

解析：长颈漏斗中加入盐酸，C中产生的气体应是CO2，C溶液应为Na2CO3，只有Na2CO3与稀HCl反应可以生成气体。CO2与A溶液反应有白色沉淀生成，则A溶液应为Ca（OH）2，生成的沉淀为CaCO3。取少量的B和D于蒸发皿中，加热后前者有刺激性气体放出，而后者后白色固体析出，对溶液进行加热有两种作用：一是温度改变，物质溶解度改变；二是挥发性气体会因温度升高而产生气体。分析可知，B溶液应为稀HCl，加热后溶液中的HCl会溢出，而D溶液加热时进行了蒸发结晶，只可能是NaCl、NaOH中的一种。但通入CO2后，NaOH与CO2反应会变为Na2CO3，因此就是鉴别NaCl和Na2CO3，可以选用CaCl2溶液，前者不反应无现象，后者会有白色沉淀生成。

答案：（1）Ca（OH）2，稀HCl，Na2CO3；（2）Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑，CO2+Ca（OH）2=CaCO3↓+H2O；（3）取少量反应后的D溶液于试管中，滴加少量的CaCl2溶液，观察反应现象，若无明显现象，则为NaCl溶液；若有白色沉淀生成，则原D溶液为NaOH。

点评：上述以标签缺失为背景鉴别四种溶液，采用一体化的实验装置，解析的关键是分析反应现象，排除物质干扰。问题的难点是对D溶液的鉴别，若不能把握住CO2与其发生的反应，很容易错析鉴别主体。在平时的教学中，教师要让学生懂得物质的组成或结构的不同是造成物质性质不同的根本原因，一是组成元素不同；二是组成元素相同但分子构成不同；三是最外层电子数不同等等。有时候物质的组成相同但质量分数不同，化学性质也会不同，比如浓硫酸和稀硫酸、生铁和钢等，让学生从化学物质的组成和结构上研究物质的性质，这样他们在做该类题型的时候就能游刃有余，知道判断的方法，从而加深对该类题型的认知。

三、化学实验的探究方案

高中化学新课标尤其注重学生的实验设计、实施和分析能力，要求教师在化学教学中为学生准备一定量的实验，让他们亲身参与到实验设计和分析当中，提高其实验动手操作能力。标签缺失背景下同样隐含了化学的探究手段，故探究设计方案是其另一考查视角。一般以物质鉴别为线索，分别进行推理、假设、实验。其难点主要集中于方案的分析与结论推理，需要学生综合化学知识，开展逻辑思维。这个知识面的考察较为全面，需要学生具备综合化学能力，尤其是实验设计能力，让他们在探究的過程中经历思考、质疑和论证等环节，形成较强的化学核心素养。

（一）提出问题

例如：实验室的“单质”药柜中有一瓶没有标签的黑色粉末A，“氧化物”药柜中有一瓶失去标签的黑色粉末B。两瓶黑色粉末A和B是什么物质？

甲同学猜想：A为铁粉，B为MnO2；乙同学猜想：A是炭粉，B是CuO。针对同学的猜想进行实验探究（如表1所示）。

（二）反思拓展

使用（如图３所示）装置对黑色混合粉末加热，观察到颜色逐渐变为红色，澄清石灰水变浑浊，则A和B的反应方程式为________________________；实验结束时，需先移导管，后熄灭酒精灯，原因是________________________。最后根据实验现象、结论发现乙同学猜想正确。

１.实验探究。

第一，黑色粉末不溶解，且无气体产生，因铁粉可以稀硫酸反应生成氢气，故一定不是铁粉。第二，若B为氧化铜，则与酸反应后的溶液为CuSO4，故现象为黑色粉末溶解，且溶液显蓝色。

２.反思拓展。

高温下C与CuO可发生置换反应，生成Cu和CO2，其中Cu为红色，CO2可使澄清石灰水变浑浊。则利用右图装置可观察到黑色粉末变为红色，澄清石灰水变浑浊。A与B的反应为2CuO+C高温2Cu+CO2↑。实验结束后为防止倒吸试管炸裂，应先移出导管，然后熄灭酒精灯。

答案：（1）铁粉；黑色粉末溶解，且溶液显蓝色。（2）2CuO+C高温2Cu+CO2↑，防止倒吸试管炸裂。

评析：上述属于方案设计题，其中涉及猜想、实验、推理、拓展，这些内容也是化学学习需要掌握的探究方法。在探究性问题的分析过程中，逻辑思维尤为重要，而学生对物质的化学性质、实验规范的理解则是问题突破的基础。针对该类题型，在平时的化学课程教学中，教师要以培养学生的独立及合作实验能力为抓手，重视学生的实验操作能力，由实验演示教学变为学生自主设计和实施实验教学，让学生在实验体验中深入学习化学知识，掌握实验中需要注意的点，从而培养学生的实验探究能力。教师也要转变思路，由实验制定过渡到学生独立设计实验，并通过减少实验中的某种物质或者器材让学生自己想出替代方法，这样有助于培养学生搜集实验证据的能力，发展他们的科学素养。

四、结语

综上所述，随着高中化学新课改的发展以及高考题型的变化，考查学生化学思维的题型越来越多，要求学生借助题干信息灵活地处理问题并得出答案，比如化学标签缺失题，化学中的标签缺失实则是表象，其隐含的物质组成、化学性质和探究方案等内容才是知识重点，也是其核心考查视角，学生只要具备了一定的化学基础并了解了物质性质和化学反应原理，就能解决其化学问题。这些标签缺失问题同时涉及化学性质探究、操作实验设计、实验现象分析和科学实验规范等，知识综合性强。针对标签缺失类的题型，教师要在教学中引导学生透视其表象，关注核心考查视角，深刻理解化学原理，逐步提升学生的探究能力，满足化学新课改的要求。