前言:我们精心挑选了数篇优质化学基本方程式文章,供您阅读参考。期待这些文章能为您带来启发,助您在写作的道路上更上一层楼。
关键词: 物质分类 转化关系 化学方程式
分类是研究问题的一种方法,能培养学生解决问题的能力。转化充分体现物质性质,是元素化合物的核心问题。化学方程式是元素的单质及其化合物直观具体的反映,是中学化学中重要的化学用语之一。学生能准确地写出化学方程式,可以客观地反映对化学反应原理的理解,对实验现象的认识,以及对物质性质的掌握程度,进而提高应用化学知识解决实际问题的能力。在教学实践中,我发现学生对化学方程式被动接受的较多,有的甚至把化学方程式当做“公式”死记硬背。使原本充满奥秘和乐趣的化学学科变得索然无味,给学生学习化学背上了沉重的负担,事倍功半,更谈不上学习能力的培养。面对这种情况,我在教学实践中不断思考总结,将中学常见的化学反应分为四种基本反应、氧化还原反应和有机反应三大类,帮助学生理清每类反应物质之间的转化关系,从而实现化学方程式的快速准确书写。
一、四种基本反应类型方程式的书写
任何一个化学方程式的书写都要弄清两个问题,一是弄清反应物和生成物是什么,即“质”的问题;二是配平方程式,即“量”问题。大多数高中学生写不起化学方程式,主要是没有弄清“质”的问题,而配平方程式一般问题不大。因此,本文所讲的化学方程式书写侧重于理清物质之间的分类转化规律,而不涉及方程式的配平。
四种基本反应指化合反应、分解反应、置换反应和复分解反应。四种基本反应主要涵盖了九年级化学绝大多数反应,主要是单质、氧化物、酸、碱、盐之间的相互转化关系(如下图所示)。
图中的每一个箭头代表一类转化规律。在此基础上,让学生学会运用金属活动顺序表判断金属能否与酸和盐发生置换反应(前置换后);学会用酸碱盐的溶解性表和复分解反应发生的条件判断复分解反应能否发生;注意置换反应是等化合价置换和复分解反应是等化合价交换价即可写出化学方程式。例如写出稀盐酸与锌的反应化学方程式。根据上图转化关系和置换反应的规律可知,锌属于金属单质,盐酸属于非氧化性酸,二者反应生成盐和氢气。根据盐和置换反应的概念很容易得出盐的阳离子是锌离子,阴离子是氯离子,生成的盐为ZnCl,学生就不难写出其化学方程式:Zn+2HCl=ZnCl+H。复分解反应方程式书写也可仿此分析,化合反应和分解反应的方程式书写比较简单,在此不再赘述。
二、氧化还原反应方程式的书写
氧化还原反应相对四种基本反应来说难度相对要大,生成物多,这是很多学生在写氧化还原反应方程式时感到困难的原因之一。但无论是何种氧化还原反应,都符合以下转化关系。
从上述转化关系可以看出:任何一个氧化还原反应都是氧化剂与还原剂反应生成还原产物和氧化产物。所以书写氧化还原反应方程式时,首先要弄清氧化剂与还原剂、还原产物和氧化产物,其次用化合价升降法配平这两对物质,然后结合反应介质和质量守恒定律确定其他物质。如果把氧化还原反应比做一栋房子,那么氧化剂与还原剂、还原产物和氧化产物就是支撑这栋房子的四根柱子,只要四根柱子立稳了,其他问题就好办了。当学生有了以上的定性认识,在书写过程中再结合氧化还原反应的守恒规律、价态规律、强弱规律、归中规律,以及重要的氧化剂、还原剂的转化规律,就可以写出常见的氧化还原反应方程式。另外,有些时候还要注意反应介质、条件对产物的影响,对于相同的反应物,当反应条件和反应所处的酸碱性不同时,其产物也会发生相应变化。例如写出用KMnO与浓HCl反应制取氯气的化学方程式。KMnO是常见的氧化剂,在酸性条件下还原产物为Mn,浓HCl是常见的还原剂,氧化产物为Cl,根据电中性原理和质量守恒定律,溶液中阴离子为Cl,Mn和K只能与Cl结合生成KCl和MnCl,氢与氧结合生成水。至此,根据化合价升降法即可写出其方程式为:2KMnO+16HCl=2KCl+2MnCl+5Cl+8HO。
三、有机反应方程式的书写
中学常见的有机物之间的反应主要是官能团之间的转化,规律性更强,但要注意有机反应除主反应外还常伴有副反应,因此书写有机反应时生成物与反应物之间要用“”而一般不用“=”连接。但是典型的可逆反应用“?葑”连接,燃烧反应也可用“=”连接。因此,书写有机化学方程式时应注意从结构出发,结合反应条件来判断有机物能发生什么样的反应。有机反应常见类型有氧化反应、还原反应、加成反应、消去反应、取代反应、酯化反应和聚合反应等,弄清这些反应进行的条件和反应发生的部位,有助于我们快速而准确地写出有机反应的化学方程式。以下是高中重要有机物之间的相互转化关系。
除此之外,由于有机物普遍存在同分异构体,有机物分子式无法体现分子结构。又因为多数有机物结构式复杂书写繁琐,所以有机反应方程式中有机物一般不写分子式而采用结构简式。结构简式既简练又突出官能团,在化学方程式中能简洁准确地体现出反应原理。在书写有机物结构简式时要注意两点:一是碳只能形成四个共价键,不能少写或多写。二是一些基团的连接方式要既正确又合乎习惯,不产生歧义。例醛基-CHO,不能写成CHO-也不能写成-COH。例如试写出丙烯酸跟下列物质反应的化学方程式:
①氢氧化钠溶液 ②溴水 ③乙醇
由丙烯酸的结构特点不难看出;丙烯酸分子中既含有碳碳双键又含有羧基,因此它既具有烯烃的性质(加成反应、氧化反应、聚合反应),又具有羧酸的性质(酸的通性和酯化反应)。所以反应的方程式应分别是:
①CH=CH-COOH+NaOHCH=CH-COONa+HO(中和反应)
②CH=CH-COOH+BrCHBr-CHBr-COOH(加成反应)
③CH=CH-COOH+CH-CH-OH CH=CH-COOCH
CH+HO(酯化反应)
综上所述,中学化学所涉及的化学方程式虽然比较多,但类别不多,且每一类都有规律可循。只要我们在平时的教学中勤于思考,多加总结,就能让教学变得轻松又快乐,收到事半功倍的教学效果。
参考文献:
[1]林楚先等.初中课本化学全一册教学挂图二(8).上海教育出版.
[2]窦洪庚.知识分类学习理论在化学教学中的应用[J].中学化学教学参考,2003,(10).1.
关键词:氧化还原;化学方程式;
氧化还原反应的内容贯穿于中学化学的始终,许多重要的元素化合物知识都与氧化还原反应有关。近几年,根据信息书写氧化还原反应方程式成为重现度较高的一种题型。学生需要将理论化学和元素化合物知识有效连接起来,并结合氧化还原反应基本概念、基本规律、计算、配平等知识进行作答,综合程度不言而喻。然而这部分知识也是有基本规律和方法可循的,下面就信息型氧化还原反应方程式的书写进行分析。
一、书写信息型氧化还原反应方程式的基本步骤
1、根据氧化还原反应的基本概念和基本规律准确,结合题目中的信息准确识别氧化剂和还原产物、还原剂和氧化产物,初步确定方程式的主题框架。
2、标出化合价变化的元素的化合价,找出最小公倍数,并将氧化剂、还原剂、氧化产物和还原产物的系数配平。
3、根据溶液的酸碱性,在方程式的两端通过添加H+或OH,使方程式满足电荷守恒。
4、根据原子守恒,在方程式两端添加H2O,使方程式满足原子守恒。
二、根据氧化还原反应的基本概念和规律书写方程式
解题关键是从信息中识别出氧化剂和还原剂,或者氧化产物和还原产物,初步确定方程式的框架,然后在方程式的两端通过添加H+、OH或H2O,使方程式满足原子守恒和电荷守恒。
例1:某一反应体系有反应物和生成物共五种物质:O2、H2CrO4、Cr(OH)3、H2O、H2O2,已知该反应中H2O2只发生如下过程:H2O2O2,写出该反应的化学方程式?
解析:已知H2O2O2,氧的化合价有-1变为0,可见H2O2在反应中为还原剂,五种物质中只有Cr的化合价变化,可见Cr为氧化剂,故转化关系为H2CrO4Cr(OH)3,即可得基本框架H2O2+H2CrO4O2+Cr(OH)3 ,根据最小公倍法将之配平后得3H2O2+2H2CrO43O2 + 2Cr(OH)3,最后由原子守恒知H2O应为生成物,从而确定最终方程式为:3H2O2+2H2CrO4 = 3O2+2Cr(OH)3 +2H2O.
三、灵活运用溶液的酸碱性和溶剂水
如果已知溶液的酸碱性,应灵活应用溶液中的H+、OH或H2O,使方程式符合原子守恒和电荷守恒。同时应注意酸性溶液方程式两端不出现OH,碱性溶液中不出现H+。
例2:已知Pb在化合物中有+2和+4价,取一定量H2SO4酸化的MnSO4溶液,向其中加入少量的PbO2固体后,固体溶解,同时溶液变为紫红色,试写出该反应的离子方程式。
解析:溶液变为紫红色为题目中的关键字眼,由信息可知,该离子为MnO4,从而得知Mn2+在反应中作为还原剂,PbO2为氧化剂,反应后变为Pb2+,故可初步确定方程式的框架为PbO2+Mn2+Pb2++MnO4,然后根据最小公倍法将这几种物质配平,得到5PbO2+2Mn2+ 5Pb2++2MnO4,溶液显酸性,并结合电荷守恒可知H+为反应物,最终确定方程式为5PbO2+ 2Mn2++4H+=5Pb2+ +2MnO4+2H2O。
四、附加信息的氧化还原方程式的书写
获取有效信息是学习能力的重要体现,在书写氧化还原反应时,必须首先提取重要信息,如气体、沉淀、颜色变化等,根据附加信息,结合情境达到准确书写方程式的目的。
例3:单质硒(Se)可能污染环境,通过浓与HNO3反应生成二氧化硒(SeO2),以回收Se,已知Se和浓HNO3反应的还原产物为NO和NO2,且NO和NO2的物质的量之比为11,写出Se和浓HNO3反应的离子方程式。
解析:本题的附加信息为还原产物为NO和NO2的物质的量之比为11,可以首先确定方程式为Se+H++NO3SeO2+NO+NO2+H2O,由于NO和NO2的物质的量之比为11,可将NO和NO2作为整体进行配平,NO3NO化合价降低3价,NO3NO2,化合价降低1价,共降低4价,SeSeO2,化合价升高4价,最小公倍为4,其它物质用观察法配平,最终得到反应的离子方程式为Se+2H++2NO3=SeO2+NO NO2+H2O。
五、有定量关系的化学方程式书写
信息中如果明确给出反应物或生成物之间的比例关系,这些信息可以帮助我们分析物质的价态转化,并确定各物质的计量系数,为方程式的正确书写提供了有效保证。
例4:实验室将NaClO3和Na2SO3按物质的量之比2∶1倒入烧瓶中,用水浴加热,同时滴入H2SO4,产生棕黄色气体X,反应后测得NaClO3和Na2SO3恰好完全反应,写出反应的离子方程式。
解析:由题可知参加反应的NaClO3和Na2SO3物质的量之比2∶1,可以首先确定出反应的主题框架为2ClO3+SO32+H+ SO42+X+H2O,进而可以根据电荷守恒确定H+的系数为4,方程式转化为2ClO3+SO32+4H+SO42+X+2H2O,最后应确定气体X的组成,明显应根据原子守恒进行确定,可知X的化学式为ClO2,故反应的离子方程式为2ClO3 +SO32 +4H+ =SO42+ClO2+2H2O
根据信息书写氧化还原反应,尽管题目新颖,信息丰富,内容别致,变化多段,然而这其中仍有规律可循,在书写这些反应时,应从中首先获取有效的信息,进而可以根据氧化还原反应的特点和规律书写出正确的方程式。只有将氧化还原反应的基本知识和信息合理衔接,才能提高自己的分析问题和解决问题的能力。
参考文献:
[1] 姬广敏. 高中生氧化还原反应理论认知水平对其学习影响的研究 [J] .化学教育, 2012
[2] 陈建平. 新高考方案下“氧化还原反应”教学 [J] . 广东教育(综合版), 2010.
[3] 覃海林. 未知氧化还原反应方程式的书写要点 [J] .高中数理化, 2011.
摘要:中职学校的学生化学基础普遍较差,有些学生甚至没有化学基础,在学习化学方程式章节内容时,困难重重,面对配平,无从下手。对于简单的方程式,通过观察法即可解决问题,而面对稍微复杂的方程式,很难采取有效的办法。分数配平法简单,易懂,适用,特别适合化学基础差的学生。
关键词:化学方程式 分数 配平
中图分类号:G633文献标识码:A文章编号:1673-9795(2014)01(b)-0000-00
化学方程式一直是中职化学教学的重点和难点之一[1],而化学方程式的配平是书写化学方程式的关键,有的学生在化学方程式的配平过程中存在着“猜测性”和“盲目性”[2]。一些常见的化学方程式很容易配平,但是对于一些数字比较大、比较偏的方程式,用一般的方法很难配平。
方程式的配平是将各化学式的前面配上适当的系数,使式子左右两边每一种元素的原子总数相等,这个过程叫做方程式的配平。
能够写出配平的化学方程式需要大量的实践,下面是三个基本的步骤:
1、写出未配平的方程式。
2、配平方程式
应用物质守恒定律使得方程两边每种元素的原子数目相等,一种元素配平以后,接着配平另一种元素,直到所有的元素都配平为止。
3、标明生成物的物理状态
如果生成物中有气体生成,且反应物中无气体,则在生成气体的后面用“”标出;如果生成物中有沉淀生成,且反应物中无固体,则在生成沉淀的后面用“”标出。
配平的化学方程式符合质量守恒定律,正确表现反应物和生成物各物质之间的质量比,为化学计算提供准确的关系式,关系量。配平方法有多种[2]:观察法,奇偶配平法,求最小公倍数法等。
观察法:通过观察,从化学式比较复杂的一种生成物推求出有关各反应物和生成物的系数;根据求得的化学式的系数再找出其它化学式的系数。该法简单,但适用面不广。
最小公倍数法:求出方程式两边相同原子前系数的最小公倍数,然后用该最小公倍数除以各自的原子个数,所得的值就是对应物质的系数。这是最基本、最常用的配平方法,也是其它配平方法的基础。
奇偶配平法:用这一方法配平的化学方程式的特点是:某元素在式子里出现的次数较多,且各端的原子总数是一奇一偶。配平方法:选定该元素作为配平的起点,先把奇数变为最小的偶数(即乘以2),再确定其它化学式的系数。
化学方程式的配平有多种方法,具体要用哪种方法,要由便捷程度和熟练程度来决定。当方程式中有单质存在的时候,可以巧用分数配平,该法简单,实用,能较快的配平这类化学方程式。下面举例说明。
基本步骤,用观察法先配平其它元素,最后配平单质。
最后配平单质,即O元素。方程右边有7个O原子;左边,单质有2个O原子,所以2×7/2=7,即在单质O2前×7/2,
再配平H元素,观察可知,H已经平了。
最后配平单质,即O元素。方程右边有5个O原子;左边,单质有2个O原子,所以2×5/2=5,即在单质O2前×5/2,
1.3 NH3 + Cl2- N2 + NH4Cl
2、读者可以按照以上方法做相应的练习。一般来说,在方程式中只要有单质,用该方法配平是比较容易的。
化学方程式的配平,需要在练习中不段总结,只要平时多练习,自然就会熟能生巧,并找出适合自己的一套方法,希望读者加强练习,并将其作为一种乐趣,不断提高自己。
参考文献
【关键词】化学方程式;引导;化学能力
化学方程式是学习化学最重要的化学用语,是化学学习的基石,是学好化学的工具,在化学的教学中,化学方程式的教学是化学教学的关键,同时也是教学的重点和难点,因此,教师要积极探讨化学方程式的教学方法,有效引导学生学好化学方程式,为学生学好化学打下坚实的基础,提升学生的化学能力。
一、熟练掌握化学方程式的书写原则及方法
化学方程式的书写是建立在质量守恒定定律的基础上,并且必须符合反应的原理。在化学教学中首先强调化学方程式的书写原则:其一是尊重客观事实,也就是反应事实。书写化学方程式时绝对不能主观臆造不存在的物质和化学方程式。其二是遵从质量守恒定律。在教学的过程中教师首先应提出化学方程式的书写原则,然后组织学生讨论,使学生弄清为什么在书写化学方程式时要遵循两个原则。
化学方程式在化学用语系列中,处于承上启下的地位,前有元素符号和化合价知识,这是书写化学方程式的基础;后有化学方程式和电离方程式等,这又是以化学方程式为基础的。可见,掌握书写化学方程式的要领,直接影响着其他化学用语、其他化学知识和技能的学习。要正确书写物质的化学方程式,一是要熟练记忆元素符号,二是书写化合物的化学方程式时,要熟练记忆常见元素和原子团的化合价,三是书写化合物的化学方程式要符合各元素正负化合价的代数和为零的原则,四是掌握书写化学方程式的一般方法。一般来说书写化学方程式可分为两大步骤。步骤一是书写化学反应式,即化学反应表达式:具体是①先写反应物的化学方程式,然后再写生成物的化学方程式。②在化学方程式间写连接号,注明反应条件等,如:反应物化学方程式间用 “+”号:生成物化学方程式间里“+”号;反应物与生成物化学方程式间用“-”号。③适当注明化学反应现象。如:气体生成物化学方程式旁用“”号;水介质中,不溶于水的生成物化学方程式旁用“”号。书写化学方程式步骤之二是配平化学反应式成化学方程式,改式中“-”为“=”号。教师在教学的过程中,启发学生思考化学方程式的书写步骤与化学方程式的书写原则之间的内在联系。教师还可以在教学过程中,以化学方程与数学中的方程类比,启发学生明白在化学反应过程中也存在等量关系即质量守恒,配平方程就是质量守恒的具体体现。
二、正确判断化学方程式的正误
根据书写化学方程式的原则可得出判断化学方程式的基本步骤如下:①看反应是否符合客观事实;②看反应物与生成物的化学方程式是否书写正确;③看化学方程式是否配平;④看条件是否注明;⑤看“”“”符号是否正确使用。
例:下列化学方程式中,完全正确的是( )
A. 2Fe+6HCl=2FeCl3+3H2
B. H2O=H2+O2
C. Mg2+O2= 2MgO
D. 3Fe+2O2 =Fe3O4
解析:根据以上分析,结合所学知识:A的错误有两个方面:①违背了客观事实,铁参与置换反应生成的是低价的亚铁盐;②气体符号未标。B的错误也有两个方面:①化学方程式未配平;②条件未注明。C的错误是:反应物镁的化学方程式书写不正确。D正确。
三、深入分析认识化学方程式
化学方程式,可以从以下几个方面分析、认识:
(1)反应物、生成物各是什么?性质如何?
(2)反应条件;
(3)反应量的关系;
(4)反应类型、反应本质;
(5)反应得出的结论;
(6)反应发生的部位(对有机反应而言)、反应前后的能量变化(对热化学方程式而言)。
四、牢固记忆化学方程式
方程式是学习化学最重要的化学用语,所以熟练记忆化学方程式是学习化学的保证。根据化学方程式的书写方法及要领,我认为化学方程式的记忆可通过两种方法实现:
(1)归类记忆法。根据知识系列或反应类型或物质类别记忆,使零散的知识通过归纳成有规律可循,以重点物质为中心的知识网络。我们可以这样归类记忆:①与氧气有关的化学方程式;②与氢气有关的化学方程式;③与水有关的化学方程式;④与碳的氧化物有关的化学方程式;⑤与盐酸有关的化学方程式;⑥与硫酸有关的化学方程式;⑦与碱有关的化学方程式;⑧与盐有关的化学方程式。
关键词:化学方程式;中学化学教学;化学式;典型错误;成因及矫正
文章编号:1005C6629(2017)4C0080C03 中图分类号:G633.8 文献标识码:B
正确熟练“运用符号表征物质及其变化”[1]是化学学科的基本素养之一。化学方程式是用化学式表示物质化学变化的重要化学用语,正确熟练书写化学方程式是化学学科的核心素养,是学好化学的基本功。
实际教学中,发现很多学生书写反应的化学方程式时,经常出现五花八门的错误。通过学生座谈、问卷、改作业等形式的调研及多年一线教学经验,了解到很多学生都是根据记忆或印象去书写方程式,毫无“章法”可言。为了帮助学生更好地书写化学方程式,根据调研和长期实践,总结了学生书写反应的化学方程式时容易出现的五类典型错误,分析了这些典型错误的成因,并根据这些具体成因找到了一些具体有效的矫正策略。现将学生反应的化学方程式书写的典型错误、成因及有效矫正策略举例总结如下。
1 化学式错误
书写反应的化学方程式时,学生经常将一些物质的化学式写错,笔者将这种情况举例分析如表1所示。
C正策略1:指导学生根据命名规则、离子电荷数等进行分析。如“次某酸”的含义是比“正某酸”少两个氧原子的酸,比氯酸(HClO3)少两个氧原子的酸为次氯酸(HClO),故ClO-所带电荷数为1-,考虑到Ca2+所带 电荷数为2+,故次氯酸钙的化学式为Ca(ClO)2;矫正策略2:指导学生根据物质结构理论进行分析。Si与C处于同主族,其化合物有相似性。由碳酸钠的化学式为Na2CO3,可推测硅酸钠的化学式为Na2SiO3。
2 反应条件错误
学生书写的反应的化学方程式经常出现不写反应条件或将反应条件写错,笔者将这种情况举例分析如表2所示。
矫正策略1:经典实验重做。如重做实验室制备Cl2的实验,并探究用稀HCl与MnO2共热能否制备Cl2?用浓HCl与MnO2不加热能否制备Cl2?让学生意识到反应条件对化学反应的重要性;矫正策略2:经典案例深度剖析。如通过动画模拟合成氨合成塔的结构与工作原理,让学生理解合成氨的具体反应条件;矫正策略3:加强规范训练。教师要多强调书写化学方程式的各种规范并做好示范;对于经常不写反应条件、“”、“”等的学生,加强个别指导。
关键词: 《离子反应和离子方程式》 课程教学 教学效果
一、引言
在新编高一化学课本中,《离子反应和离子方程式》仅有不到两页的篇幅,但离子反应和离子方程式的重要性绝对不限于一节教材,其知识也不是一节教材所能包括的。
在中学化学教材中,有关元素和无机化合物的知识占有三分之二的篇幅,是中学化学的基本内容,是化学科学的基础。因而离子反应就成为中学化学中应掌握的最基本的反应之一。而离子方程式也就成为学生在高中阶段所应熟悉的基本化学用语之一。
随着学生以后在各个章节中所学知识的增加,陆续地要了解更多离子的性质(如HCO,CO,NH,NO,PO,HPO,HPO,Al,AlO,Fe,Fe等),离子反应和离子方程式的知识也在不断地深化,不断地扩展。从这个意义上来说,离子反应的知识贯穿于中学化学无机化学部分的始终。这足以说明离子反应和离子方程式的含金量达到什么程度,它对学生学好这门功课有着举足轻重的作用。
从历届高考化学题来看,离子反应的知识和离子方程式的书写成为每年高考必考的热点问题之一。在选择题部分,多有判断离子组能否大量共存和判断离子方程式书写是否正确两种题型;在填空题中,多有填写几种溶液混合后其中离子浓度大小顺序的考题,也有让考生书写有关离子反应方程式的考题。这足见有关离子反应和离子方程式的考题在高考化学命题中所占份量之重。
通过对中学化学教材中有关离子反应教学内容的分析,可发现除了离子反应发生的条件以外,其余都不是很难。但是许多学生往往对离子反应的知识掌握得并不好。概括起来,存在的问题主要有三个方面:不清楚哪些反应,属于离子反应哪些不属于离子反应;不熟悉离子反应的条件;不熟悉离子方程式的写法。
二、关于离子反应的概念和类型
离子反应看起来简单,但要真的回答哪些反应是离子反应,哪些反应不是离子反应,却是不容易的。因为离子反应不像化合反应或分解反应那样能根据反应物和生成物这种表面现象来划分,它涉及到反应的本质,但是由于中学化学中对反应的本质或机理一般是不予以讨论的,所以说学生很难从深处把握反应的本质。
究竟什么是离子反应?教材中没有给出明确的定义。按字面意思理解,离子反应应该是有离子参加的反应。但是含有离子的物质很多,反应的情况又很复杂。所以当前比较一致的意见,是把离子反应限定在水溶液中发生的反应。教材就是取这种意见的。据此,可以说在水溶液中进行的,有离子参加的反应叫做离子反应。这样一来,在其他状态下进行的反应虽有离子参加,却不能把它们归属于离子反应。
细观中学化学中接触到的离子反应,大体可以分为两种类型:一类是在溶液中进行的复分解反应,或叫离子互换反应。这一类反应中没有电子转移,属于非氧化―还原反应。此类反应是离子反应的主体。另一类是在水溶液中进行的氧化―还原反应,如置换反应(例如Fe+2H=Fe+H;2Na+2HO=2NaOH+H);也有不是置换反应而在水溶液中进行的氧化―还原反应,例如把氯气通入氢氧化钠溶液中的反应(Cl+2OH=Cl+ClO+HO)。
三、离子反应发生的条件
按教材内容看,离子反应发生的条件只是指离子互换型的复分解反应发生的条件,而不是所有离子反应发生的条件(如上述有些氧化―还原反应是离子反应,但能发生的条件不在这三条之列)。
学习离子反应发生的条件的关键,是要搞清楚怎样才算发生了反应。搞清楚了这个问题,学生就不必死记条件的内容,许多问题也会迎刃而解。
那么,离子之间怎样才算发生了反应呢?无论是生成气体,生成沉淀或是生成难电离的物质,从离子发生的变化来看,有一个共同的特征,那就是反应前自由移动的离子在发生反应后不再是自由移动的离子了,相关的离子浓度减小了,这正是发生了离子反应的标志。所以离子反应发生的条件虽然有三条,其实可以归纳为一条,就是反应过程中原来的一些离子确确实实要发生变化,或转化为某种气体逸出,或转化为某种沉淀析出,或转化为某种弱电解质,或转化为别的离子(如MnOMn,FeFe)。抓住了这一特征,也就抓住了问题的本质,学生学起来也容易多了。
关于离子反应发生的条件的教学,我体会的困难之处在于学生在学习这部分内容时,还缺乏强、弱电解质的概念。这一点也是关于离子反应整个教学过程中困难之所在。离子反应离不开电解质的概念。但在教材中,这个概念一直到高三化学《电解质溶液》一章学习了关于强、弱电解质的概念时,才比较完善,这是教学中必须注意并设法克服的困难。这就要求教师要从整个高中化学教学的全局来考虑和处理离子反应和离子方程式的教学。我认为在方法上应分三个阶段。
1.基础知识学习阶段。在高一化学进行《离子反应和离子方程式》一节教材的教学时,要让学生掌握好有关离子反应和离子方程式最基本的知识。这一阶段的基本要求是让学生掌握离子反应的概念、离子方程式的意义、离子反应发生的条件和书写简单离子方程式的基本方法。概念一句话(有离子参加的化学反应叫离子反应,溶液中进行的复分解反应属于离子反应),意义两句话,条件三句话,书写方程式四步走。教师必须尽力让学生搞清楚这个“一、二、三、四”,力求理解熟记,落到实处。
2.强化巩固阶段。在学生学完这一节教材后,在后边各个章节的教学中,教师都要注意不失时机地加强对离子反应方程式的训练。凡是能用离子反应方程式表示的化学反应,尽可能让学生学习用离子方程式来表示。随着知识面的扩展,学生会认识和掌握越来越多的离子的性质,一次又一次地为学生增加离子反应及离子方程式的训练内容和强化巩固的机会,从而达到让学生熟练掌握正确书写离子反应方程式的方法的目的。
3.归纳提高阶段。在学生学习了《电解质溶液》一章,掌握了强、弱电解质的概念之后,学生接触到的离子反应类型也比较完全。在此,教师应安排适当的时间对离子反应和离子方程式进行归纳总结,以达到深化提高的目的。这对于学生在以后书写较为复杂的离子反应方程式是很有好处的。
四、关于离子方程式的书写
由于一个离子反应方程式不仅能表示某一个具体化学反应的本质,而且能表示出同一类化学反应的本质,因此和普通化学方程式相比,离子方程式有着其特殊的优点。
书写离子反应方程式并不很困难。但从教学实际来看,存在的问题较多。其产生的原因,少数学生属于对离子反应的概念本身掌握得不好,而多数则是缺少必要的、相对集中的有效的训练所致。
此外,中学各册化学课本的书末均列出了物质的“溶解性”表,它对书写离子反应方程式是十分重要的。教师在教学中及时地分层次分阶段引导学生熟悉这个“溶解性”表,学生书写离子反应方程式出现的错误也就较容易避免了。当然,引起书写离子反应方程式出现错误的原因很多,有许多错误是由于粗心大意、训练不严格要求造成的。这些错误一旦拖的时间较长,就很容易形成习惯性错误,以后很难纠正。教师在教学中必须对此给予足够的重视。
所以,在安排学生进行书写离子反应方程式训练时,必须注意两点:一是从离子反应方程式一开始,就要对学生严格要求,培养学生认真、细心的习惯;二是在以后各个章节的教学过程中,有关离子反应方程式的书写要安排适当足够数量的练习。实践证明,无论教师怎样归纳书写离子方程式的基本要求和注意事项,甚至不厌其烦地反复讲述,不断要求,但如果没有足够的训练相配合,仍不能在学生头脑中形成深刻的印象。只有让学生在实践练习中碰碰钉子,才能让学生在吸取教训中得到提高。
五、结语
离子反应和离子方程式是高一化学课程的重点和难点,教师应注重课堂教学改革、教学方法、教学手段、作业、考试方法等多方面的内容,通过各种适用的教学手段和方法,把课本知识、实际问题有机结合起来。这样才能在传授新知识的同时,又锻炼学生的思维能力,收到较好的教学效果。
参考文献:
[1]新课标高中课本教材教科书•化学(3版)[M].北京:人民教育出版社.
关键词:中考题型 化学方程式 教学价值
化学方程式是最集中、最简明表示化学变化内容的一种形式,是化学工作者一种特殊的语言,更是初中化学入门的重要化学用语。因此中考试题中,对化学方程式书写的考查有相当的份额,并且由于中考除了考查与选拔功能外,还体现了课标制订者与执行者对一线教师和学生教与学的导向作用。所以,研究近几年化学中考有关化学方程式书写的题型,即可进一步深刻理解化学方程式书写的教学价值与意图。下面,是我对近几年化学中考相关题型的归纳。
类型一:判断反应类型
(一)命题角度:根据图示或方程式来判断反应的类型。
(二)相关例题:[2011・怀化]图14-1是A和B在点燃条件下反应生成C和D的微观示意图,据此,判断下列说法正确的是( )
A.该反应属于置换反应
B.该反应属于复分解反应
C.该反应的化学方程式为CH4+2O2 =CO2+2H2O
D.参加该反应的原子数为4
(三)出题意图和教学价值:解答此类题目的关键是要求学生掌握四种基本反应类型的特点,化合反应的特点是“多变一”,分解反应的特点是“一变多”,置换反应的特点是“单换单”,复分解反应的特点是“双交换,价不变”。在教学中为了便于学生理解,我借用媒姻关系来说明:化合是“结婚”;分解是“离婚”;置换是“抢婚”;复分解是“换婚”,使之形象化。此题引导学生对化学反应进行分门别类,可以提高学习化学的效率。化学反应的四种基本反应类型是初中学生学习化学的初浅知识,学生在这基础上能够先建立化学反应的基本分类观,为后续高中化学从氧化还原反应的角度来学习更高知识的奠定基础,逐步培养学生学会用“分类”的观念来认识世界。
类型二:质量守恒定律的应用
(一)命题角度:根据对质量守恒定律的解释,来判断物质的化学式、反应的类型等。
(二)相关例题:[2011・福州]二甲醚(CH3OCH3)可由一氧化碳和物质X在一定的条件下制得。反应的化学方程式为2CO+4X= CH3OCH3+H2O,则X的化学式为( )
A.C2H5OHB.H2O2
C.C2H4D.H2
(三)出题意图和教学价值:本题型让学生认识,通过化学方程式的学习也会体现质量守恒定律,能进一步理解质量守恒定律中的“元素守恒,原子守恒”的意义。这是学生学习化学的重要定律之一,通过质量守恒定律的学习,学生形成很好的定量观,从而把学生的思维发展从定性的研究转向定量的研究,开创了化学研究的新时代,对学生运用“质量守恒”的观念去分析化学问题,达到解决化学问题的能力有很大的促进作用。
类型三:化学方程式的意义
(一)命题角度:考查对于方程式含义的理解
(二)相关例题:图15-2中四位同学正在讨论某一化学方程式表示的意义,他们所描述的化学方程式是() v三w出题意图和教学价值:该题目要求学生从宏观方面的物质变化和质量关系、微观方面的粒子变化和个数关系、反应的条件等进行答题。化学方程式的含义很丰富,主要包括的含义有:①表示了化学反应中的反应物和生成物;②表明了该化学反应进行的条件;③表示了各物质之间的质量关系即各物质之间的质量比。这些含义在这道题目中都考查到了。这种题型引导并促使学生形成定量分析的观念,要学会从定量角度去分析化学,去认识世界。
类型四:实际应用型
(一)命题角度:由实验或生活生产实际出发,联系所涉及物质的性质,写出相关反应的化学方程式。
(二)相关例题:氢氧化钙在日常生活和工农业生产中的应用非常广泛。如鲜鸡蛋在进行呼吸作用时会通过蛋壳表面的大量微小孔隙呼出二氧化碳,为停止鸡蛋的呼吸作用达到保鲜目的,人们常用石灰水来作为鲜鸡蛋的保鲜剂,其原理可用化学方程式表示为___________________________________。
(三)出题意图和教学价值:这题型要求学生理解化学方程式是真实化学反应的体现,要遵循客观事实,不能随意臆造。化学是“源于生活而高于生活”。培养学生尊重客观事实形成实事求是、严谨求实的科学态度。新的化学课程非常重视培养学生用化学知识和方法分析、解决实际问题的能力,培养人与环境、与自然共生共荣的意识。使学生逐渐建立一些化学观念,并用这些观念分析、解决一些简单的化学问题或生活问题。促使学生认识和理解化学所做的贡献以及面临的种种责任,形成从化学视角认识问题的意识。这就要求我们的化学课堂要一边抓知识、一边抓化学观念,在学习知识的基础上,渗透一些观念,指导生活。
类型五:信息给予型
(一)命题角度:根据题目给予的信息,结合所给物质的性质及反应条件,写出相关反应的化学方程式。
(二)相关例题:[2011・巢湖]发射通信卫星的火箭用联氨(N2H4)作燃料,用四氧化二氮(N2O4)助燃,生成物不会对大气造成污染。请写出该反应的化学方程式:______________________。
关键词:守恒;化学方程式;应用
G634.8
自然界中存在各种守恒关系,在我们中学化学中主要有质量守恒、电荷守恒、能量守恒等。三大守恒定律对于化学方程式的书写有很大的指导意义。在化学学习中要学会加以运用。
一、质量守恒与化学方程式
质量守恒定律是自然界的基本定律之一,也是中学化学的一条基本定律,我们必须认真学习。我们须注意以下两点:①化学方程式在应用中必须配平,否则可能会出现应用中的错误;②反应物之间是按比例进行反应的,这是由方程式中的量可以体现的,虽然并不一定完全与题目一致。所以要考虑到过量问题,查看哪些量是不足的。质量守恒直接反映了化学反应中量的变化关系,具有重要意义。自然界中物质各种变化,都会存在质量关系的变化,质量守恒定律具有不可忽视的意义。应当指出,在核素变化中同样遵循质量守恒。不管是人工的还是天然的,在发生核变化时,前后质量仍会保持一致。
二、能量守恒与化学方程式
自然界中存在各种形式的能量,各种类型的可以互相转换。化学能可以转化为其它能量,其他的也可以转化为化学能。转换途径很多,中学化学里的热能和电能转化就是这样的一种方式。任何化学反应,都会有热效应产生,要么吸收热,要么放出热。从实质上讲,化学反应中反应物的部分所有能量与产物所有能量相同。化学键的断裂要吸收热能,生成物中化学键的形成要释放热能。在化学反应中的放热与吸热的差值,就是该反应的反应热。反应热的多少、正负取决于键能的形成与破坏中热值的变化。因此,热化学反应方程式就会展示键能的变化,也会体现转换过程中的能量守恒关系。因此,根据能量关系,可以进行有关一系列的计算。
三、电荷守恒和化学反应方程式
对氧化还原反应,必然存在电子转移和电荷变化。无论是氧化剂、还原剂,都会有化合价的变化。反应的参加者,有可能以离子形式出现,电荷守恒关系在这时候就会派上用处。在配平化学方程式的过程中,要注意氧化还原的变化,尤其是氧化剂和还原剂的变化。在没有差错的情况下,最终离子方程式中电荷量不会有差错,在练习中必须要进行检验,防止大意。这里要注意区分化合价变化与电荷守恒关系,氧化还原剂与电子得失关系。前者是指反应物与生成物之间的关系,后者是氧化剂与还原剂的关系;前者的价态变化包括氧化剂、还原剂及它们的产物;后者的电子转移可以是复分解反应中发生。
四、应用
(一)质量守恒
例 1. 在反应 A + B C + D 中,A 与 B 参加反应的质量比为 4:3,生成的 C 和 D 的质量和为 2.8 g,则参加反应的 B 的质量为 ( )
A.0.3 g B.0.9 g C.1.2 g D.1.6 g
反应前后质量守恒,C+D=2.8g,反应的B为0.9g。
例 2. 某化合物R在足量的氧气中燃烧,产物只有二氧化碳和水,下列说法正确的是 ( )
A.R 中一定含碳氢,可能含有氧元素
B.R 中只含有碳氢元素
C.R 一定含碳氢氧三种
D.R 中可能含有碳氢氧三种中的两中
根据质量守恒,应该是A:一定有碳氢,可能有氧。
例 3. 一个密闭容器内,有 A,B,C,D 四种物质。一定条件下充分反应,测得反应前后各质量如下:
则正确的说法是 ( )
A.参加反应的 A 和 C 的质量比为 1:9
B.容器中发生的化学反应,属于分解反应
C.B 和 D 的相对分子质量比一定为 10:9
D.反应后,待测 A 的质量为 8g
未知应该为0,反应A为4g,C为36,二者之比为1:9。B选项无法确定。C相对分子质量没有给出。D反应后A为0,全部参加反应。
(二)能量守恒
能量守恒考察的手段主要是热化学方程式。一方面是书写,一方面是能量变化。书写的时候要密切注意物质的状态,气液固三种状态一定要确定好。能量的变化H为“+”或“-”与反应的前后书写顺序有关;最后要注意H的大小与反应物或生成物的关系。除了基本知识的考察,盖斯定律也会是考点。
例:己知甲醇和甲醛的燃烧热分别为-726.64KJ/mol及一563.58KJ/mol,求反应CH3OH(l)+O2(g)=HCHO(g)+H2O(l)的反应热
解:HCHO(g)+ O2(g)= CO2(g)+ H2O(l);H= - 563.58KJ/mol
CH3OH (l)+ O2(g)= CO2(g)+2 H2O(g);H= - 726.64KJ/mol
②-①=
CH3OH(l)+O2(g)=HCHO(g)+H2O(l);H= - 163.06KJ/mol
(三)荷守恒
方程式2KMnO4+5KNO2十3H2SO4=2MnSO4十K2SO4+5KNO3+3H2O可以写出离子方程式:
2MnO4-+5NO2-+6H+=2Mn2++5NO3-+3H2O
根据电荷守恒:左边:-1;右边:-1.与H2SO4中的H+有关。电子得失与H2SO4没有关系。
五、结语
综上所述,与化学方程式有关的化学计算题型很多,正确的书写配平化学方程式是解答问题的基础。在较为复杂的化学反应中涉及的方程式较复杂,一定要重视化学方程式。运用各种守恒法到化学计算中,可以帮助同学们明确解题思路,进而提高解题准确性。同学们一定要对解题方法加以总结积累,并认真分析。掌握守恒定律的解题方法,提高解题能力.
参考文献:
[1]缪相建.氧化还原的化学方程式或离子方程式的配平[J].数理化学习,2011(02)
关键词:初中化学;方程式学习;有效策略
化学是一门自然科学,是中学阶段的一门必修课,由于素质教育强调的是内容上的理解,所以老师在教学中,首先应该让学生明白,什么是化学?只有了解了这一点,学生才能更好的投入到以后的学习中来。化学是一门无数中外学者,通过化学科学研究,以及化学实践所得出的一门知识,它包含了一些化学基本概念、基础理论、元素化合物知识、化学反应的基本类型、无机物的分类及相互间的关系等内容,并且充满了唯物辩证法原理和内容。
一、通过基础知识的学习来加强认识
想要在任何一门功课上取得突破,都离不开基础知识的牢固掌握。由于初中生在九年级的时候,才刚刚接触化学,教材上给出的内容,也多是入门,所以,在这一阶段中,学生更要重视基础知识的掌握情况,这样在学习化学方程式时,对于其中给出的内容,方可做到有条不紊的学习。了解基础内容,学生才能进一步对化学方程式进行推导。一味地死记硬背,极容易出现错误,还会导致学生对化学学习提不起来兴趣。
例如,在化学刚开始的时候,老师会要求大家简单的了解一些化学的基本知识与概念,方程式的书写,一般会留在后半段进行展开,虽然前期有所准备,但是在前面的学习中,要学生掌握质量守恒定律、化学方程式的书写原则、配平方法,以及化学方程式的简单计算,难度还是很大的,所以,老师在平时的教学中,一边要帮助学生端正学习态度,正确的认识化学;另一方面,在前期的教学中,老师还有有意识的培训学生化学方程式的知识点。比如在讲授物质反应的时候,当有的物质生成的时候,老师要根据生成物的特性,来进行方程式的代入教学,如果是气体,那么后缀可以表示为“”,如果是固体,那么用“”来表示沉降。当然,像加热过程,冷却过程的表示方式,都可以顺便指出,帮助学生进行拓宽,这样在以后的学习中也更加的游刃有余。
二、通过实验直观的认识化学方程式
九年级的学生由于是刚刚接触化学,对于那些个微观的变化世界,都充满了好奇心。所以,老师在进行教授的过程里,要充分利用学生的这份好奇心,引导他们不断的对化学知识进行探究。在教授化学方程式这一块内容的时候,老师不妨采用更为直观的方式,让学生从单调的符号变化,拓展到实际的认识上。这一过程,就需要采用实验教学来完成了。老师可以根据课题,利用学生的好奇心,一边进行实验探究,一边将其中所涉及的化学方程式讲解出来。这种教学方式,比老师单纯的在黑板上书写强调,要直观的多,同时,在实验的过程里,还能加强学生的化学意识,帮助他们更好的建立化学思维。
例如,在学习和氧气有关的化学方程式时,老师不妨在实验室里,引导学生利用器材,进行一次氧气收集的活动。或者在教室里,利用器材组合,帮助学生了解几种不同的收集方式,这样,能让学生更为直观的了解化学方程式的内容。像加热高锰酸钾,采用排水法收集氧气的方程式是2KMnO4()=K2MnO4+MnO2+O2,在这一过程中,老师可以通过实验中,氧气的收集方式,是集气瓶倒置,这就表明氧气具有上升的性质,所以后面要标有上升符号;高锰酸钾在加热反应后,试管内仍有物质剩余,说明高高锰酸钾在反应后,生成了其他物质――氧化锰。利用实验,能让学生对化学方程式中所表达的内容更加清晰、直接。
三、采用有效的学习方式进行巩固
化学说到底,还是一门偏重于理科的严谨学问,所以,学生在展开对化学方程式的学习前,老师要向学生强调学习的重要性,让学生从思想上,对于这一块内容的引起重视,这样,在化学方程式的书写和练习中,能够养成正确的书写方式,帮助学生对质量守恒、和方程式配平进行更好的巩固。
当然了,方程式的性质尽管是固定的,但是学生也不能单纯的依靠死记硬背来进行,在没有明白内容的情况下,这样无异于会增加学生的学习负担,而且还收不到良好的学习效果,所以,学生要从理解的层面上,对化学方程式展开学习。在这一过程里,对于自己不了解的内容,要有针对性的进行补充学习,通过向老师提问,向同学交流的方式,来对自己的知识盲点进行学习。在学习中,学生也要灵活的运用学习方法,不能拘泥于某种形式。像在进行方程式的配平时,例如,KClO3KCl+O2在这个反应式中右边氧原子个数为2,左边是3,则最小公倍数为6,因此KClO3前系数应配2,O2前配3,式子变为:2KClO3KCl+3O2,由于左边钾原子和氯原子数变为2个,则KCl前应配系数2,短线改为等号,标明条件即:2KClO3==2KCl+3O2
学生在学习化学时,最需要的,就是严谨的态度,这一点,在化学方程式的学习上,更为明显。所以,老师在教学过程中,要重视化学方程式的学习内容,不断改进教学手段,争取帮学生更好的投入到化学的学习中来。
参考文献:
关键词:化学方程式;有效教学;措施
在中学化学教学阶段,化学方程式是整个化学教学过程的重点,也是学生学好化学知识的基础,学生只有熟练地记忆、书写、理解化学方程式,才能为化学教学活动的有效开展提供保障。
一、掌握元素符合及化学式
元素符号和化学式是书写化学方程式的基础,学生要想写好化学方程式,就需要熟记元素符号和化学式。教师在开展化学教学活动时,要注意激发学生的学习兴趣,从而有效地提高学生的学习效率。教师要根据学生的好奇心理,设计多种教学方式,如将元素符号、化合价等编成顺口溜等,并合理地分散难点,从而提高学生学习化学的兴趣,进而为化学方程式的有效教学打下良好的
基础。
在中学化学学习过程中,化学用语是一个重点,也是一个难点,因此,教师在教学过程中要将难点合理地分散开来,循序渐进,稳扎稳打,逐步提升学生对化学用语的理解。教师可以将化学用语的教学分成三个阶段:一是元素符号、化学式等基础知识的识记,如在刚开始教学时,教师可以先将一些简单的、常见的元素符号、化学式书写出来,让学生逐渐认识并记住这些符号,当涉及物质后,教师要注重物质与元素符号的有效结合,让学生逐步掌握各种物质的元素符号,从而为学生学习化学方程式打下良好的基础。二是在学生认识元素符号、化学式的基础上,帮助学生理解这些元素符号、化学式的意义,并帮助学生找到用元素符号书写化学式、用化学式书写化学方程式的基本原则、规律。三是从易到难,指导学生正确的书写、记忆化学方程式,使学生达到会读、会写、会用化学方程式的目的。
二、帮助学生掌握正确的书写方法及配平方法
教师在进行化学方程式有效教学时,要帮助学生掌握正确的书写方法和配平方法,在教学过程中,教师要强调学生在书写化学方程式时要注意,遵守质量守恒定律,不能在书写过程中改变元素种类,同时也不能将反应物、生成物写颠倒。在进行化学方程式配平时要注意,化学方程式的配平只能在化学式前配上合理的数字,不能改变化学式,也就是元素符号右下角的数字不能发生改变。学生在学会配平后,教师要专门用一节课甚至多节课的时间,让学生进行化学方程式配平练习,从而帮助学生巩固化学方程式的配平方法。
三、寻找规律
在进行化学方程式教学时,教师要指导学生对学习过的化学方程式进行分类总结,找出同一类化学方程式的规律,这样学生就能避免死记硬背化学方程式。一般情况下,化学方程式可以分为化合分解反应、置换反应、复分解反应、氧化还原反应、碱与非金属氧化物反应、其他反应等几种情况,下面对这几种反应情况进行分析。
1.化合分解反应
化合分解反应可以分为“多生一”和“一生多”两种情况,如CO+O2CO2、CaCO3CaO+CO2等,对于这类反应,在化合反应中,其生成物是反应物组成元素的组合;对于分解反应,其生成物是反应物元素重新分解的组合。因此,学生在学习过程中,只需要记住反应的生成物,就能快速掌握这类化学反应方程式。
2.置换反应
置换反应有三种情况:一是金属+酸盐+氢气,如Fe+HClFeCl2+H2;二是金属氧化物+C或H2金属+CO2或H2O,如CuO+CCu+CO2,Fe2O3+H2Fe+H2O;三是金属+盐新金属+新盐,如Fe+CuSO4FeSO4+H2。对于置换反应,其基本规律是元素位置的变换,因此,在书写这类化学方程式时,只需要按照化合价组合新的生成物化学式即可。
3.复分解反应
对于Fe2O3+HClFeCl3+H2O、CaCO2+HClCaCl2+CO2+H2O等复分解反应,其反应过程主要是酸、碱、盐之间的反应,其反应规律是在符合复分解反应发生条件下,元素、原子团的化合价不发生变化,只需要重新组合。
4.氧化还原反应
对于Fe2O3+COFe+CO2、CuO+CCu+CO2等还原反应,其反应规律是反应物中有种物质具有还原性,从氧化物中夺取氧,生成新的物质。
5.碱与非金属氧化物反应
对于这类反应,如果非金属氧化物是CO2、SO2等酸性氧化物,与碱反应生成相对应的酸和水,其反应过程相当于酸性氧化物和水作用生成酸,然后在和碱反应生成盐和水,如CO2+Ca(OH)2CaCO3+H2O。
6.其他反应
对于其他反应,在可燃物中,只要含有H元素都会生成H2O,只要含有C元素都会生成CO2,如CH4+O2CO2+H2O。
化学方程式教学是中学化学教学的重点和难点,在教学过程中,教师切不可急于求成,要从易到难,循序渐进,不断总结化学方程式的规律,并通过不断练习加深学生对化学方程式的理解,从而为学生学好中学化学打下良好的基础。
新课改的理念是自主、合作、探究,有关化学方程式书写的信息给予题无疑是最好的载体,这类题型构思别致、题材新颖,思维富于灵活性、潜在性和创造性。解题过程中,在新信息中提取有效信息就是考察学生的自主学习能力,对提取出的有效信息再加工处理并联系已有知识来解决问题就是考察学生的探究能力。
1.重视有效信息解读,渗透课改理念
新信息背景下化学方程式的书写是指根据试题提供的前提信息用化学方程式把信息所描述的化学反应转化关系准确表示出来。它是高考必考内容,而且所占分值不低,由于试题有一定难度,比较抽象。主要考察对信息的接受解读、揭示表达、理解应用的能力。如果缺乏书写的正确思路和方法,考试中可能无功而返。
如:高考26题有一空正确答案为"FeO42-+4H2O+3eˉ=Fe(OH)3+5OHˉ"。典型错误有:"FeO42-+4H2O+4eˉ=Fe(OH)2+6OHˉ",错因是没能正确解读题中信息,误认为原产物是Fe(OH)2。27题有一小题要求写出利用CHCl3与双氧水直接反应制备光气的化学方程式,标准答案为CHCl3+H2O2=HCl+H2O+COCl2。典型错误有:2CHCl3+H2O2=2COCl2+Cl2+H2,错因是没能把双氧水的氧化性和题中信息有机结合起来。通过以上典型错误我们可以看到,学生在遇到新信息时如何正确解读是制约学生顺利解题的关键,学生在遇到陌生复杂问题时常常是搜索脑海中以前做过的题型,直接套用解答模式,属于死记硬背。不能根据题中新信息进行自主学习,理解消化,然后依据题中问题提取并重组有效信息,再结合自身已有信息,进行知识迁移和思维创新,进而解决问题。
因此,在备考中要加大信息给予题的训练量,在教学中要详细解读如何提取有效信息,在讲解中,先讲如何解读信息,信息的中心思想是什么,题中信息需要联系哪些已有知识来解决问题。课堂教学过程中应始终坚持课改理念的渗透,注重学生自主学习能力、思维能力的培养。
2.注重思维培养,树立守恒观念
信息型方程式书写分为三个步骤:(1)根据信息写出全部的反应物和生成物;(2)配平;(3)检查。而在这三个步骤中,都用到了化学学科中的重要观念--守恒,包括原子守恒、电子转移守恒、电荷守恒。
如:26题有一空正确答案为:2Fe3++2I-=2Fe3++I2。典型错误有:Fe3++2I-+3H2O==Fe(OH)3+I2+3H+,该式中只有I元素的化合价发生变化,明显不符合电子转移守恒规律,同时也不符合电荷守恒。
通过以上错误我们可以看到,抛开该方程式的书写是否符合客观事实,是否符合标准答案,学生写出的方程式甚至不能自圆其说,说明部分学生基本的化学思维和化学理念依然没有建立起来。
因此,在教学过程中,要突出化学基本概念、基本理论、重要规律的教学,在方程式书写的教学中要强调三个守恒规律,使学生在脑海中形成守恒观念,习惯性的用守恒观念看待相关化学问题。教学中切忌死记硬背,加强对概念、规律的理解和深化。讲解习题时,要讲题中体现出的规律,又要把怎样想到这些规律、具体怎样应用这些规律讲透,要去粗取精,提炼规律。
3.夯实基础、注意细节
高考改革是逐步推进的,由原来的注重知识与技能逐渐过渡到侧重于过程与方法。这是对学生更高层次的要求和考察,这并不等于说忽视双基,恰恰相反,这是在双基上的提升与升华。
如:27题有一空要求写出实验室中常用来制备氯气的化学方程式。典型错误有:(1)2NaCl+2H2O=2NaOH+Cl2+H2,错因是忘记实验室制法。(2)反应方程式中HCl后未注明"浓"字;丢落反应条件,气体符号;(3)将MnO2写成mnO2等。以上情况的出现,说明部分学生基础知识掌握得不够扎实,丢了不该丢的分,因此在复习备考过程中一定要有条不紊、循序渐进,切忌急功近利,确保夯实基础,注意强调细节,强化记忆,规范书写。
关键词:观念建构;专题复习;离子反应;化学教学
文章编号:1005–6629(2013)11–0040–03 中图分类号:G633.8 文献标识码:B
高三专题复习是高中学生进行考前能力提升的关键时期。化学专题复习的目的就是要使学生在知识网络化、系统化的整合过程中,逐步形成知识的综合运用能力。教学实践中,常常出现学生投身于题海之中,教师不断地讲评的情况。专题复习逐渐演变为试卷讲评课,这种教学效果往往并不理想。专题复习必须使学生的能力有所提升。通过化学基本观念引领专题复习是可以达到较好的教学效果的。宋心琦教授认为,能够使学生终身受益的化学教学,不是具体的化学知识,而是影响学生人生观和价值观的化学思想观念;帮助学生建立基本观念应当是中学化学首要教学目标[1]。专题复习阶段教师应科学组织复习内容,在教学中充分提供学生展示其思维过程和表达过程的时间和空间,通过互动式学习引导学生领悟化学核心概念,进而形成化学基本观念。
1 渗透观念建构的专题复习内容
化学基本观念不是从别处直接吸收的,而是学生主动建构的,是事实、概念、原理等具体化学知识,经思维处理后在学习者身上所留存下来的一种化学素养,这种素养一旦形成就会引导和影响着学生在获取知识、解决问题时的思维习惯和方法选择。
通过一轮复习的知识点错误统计来看,学生就是对知识所隐含的方法、规律不熟悉,实际上也就是没有形成完整的化学基本观念。因此专题复习应重点放在培养学生的基本观念上。化学基本观念不是以现成结论的形式出现在教材中的,而是内隐于课程教材知识体系当中并随知识层次的推进而发展深化的,基本观念并不单独存在,它总是寓于具体的化学知识当中并通过它们显示出来,具体化学知识是化学基本观念形成的载体[2]。专题复习时要避免为了面面俱到而过多地讲、过多地练。选择什么内容作为专题复习的内容?其依据应该是化学基本观念的最集中体现的载体。因此专题复习不能就题讲题,针对知识讲知识,而必须选择最能体现化学基本观念的知识并且讲解知识背后所隐含的化学基本观念。结合教学实践,笔者确定专题复习的具体内容及确定依据归纳如表1。
专题复习应该针对教学中学生容易出现的错误,即一轮复习中学生掌握较薄弱的知识点。笔者分析了“离子反应”一轮复习中学生错误率较高的习题,归纳出“离子反应”专题中三个重点内容,即陌生情境中化学方程式的书写、限定量物质的离子方程式的判断和化学反应中隐含反应的判断。尽管在学生问题统计中还有个别学生对方程式、离子共存的条件还不熟悉,但应该看到出现这种问题是偶然的,是个别现象,二轮复习应该集中解决学生的共性问题,而不是个性问题。在进一步分析为什么学生会存在这三个薄弱的知识点呢?可以认为主要是因为学生在面对这些知识点时就是解题,没有形成良好的化学思维,导致没有形成完整的化学基本观念,因此在专题复习时应着力培养学生的化学基本观念。
2.1 通过新情境中化学方程式的书写,培养学生的守恒观
守恒思想中具体包含三种守恒:一是化学反应是原子的重新组合,故都存在着物质守恒,从宏观角度看即质量守恒,从微观角度看即以微粒为主的粒子守恒;二是氧化-还原反应中得失电子总数相等即电子守恒;三是化合物及电解质溶液中阴阳离子电荷数相等呈电中性即电荷守恒。
(3)酸性条件下,双氧水与亚铁离子反应的离子方程式为 。
2.2 突出限定量物质参加的离子反应书写,培养学生的定量观
用“数”和“量”来表达物质的结构和性质即是对化学的定量描述。同质不同量的物质在反应程度和反应结果上会有所不同,因此会导致实验现象和产物的不同[3]。限定量物质参加反应时,由于部分离子完全反应,而另一部分离子过量,这样生成的物质就有可能存在不一定完全符合化学式中阴阳离子的个数比。由于不同量的物质反应而导致方程式不同是对物质的定量研究,是生成过程中的现实情况。通过对定量物质参加化学反应的离子方程式书写,可以培养学生的定量观念。
在教学中,为了使学生快速判断离子方程式的正误,在一轮复习时很多教师告诉学生要运用守恒法去判断方程式正误,如果离子方程式中原子不守恒特别是电荷不守恒,就可以直接判断离子方程式是错误的。这种判断方法的确是判断离子方程式错误的一种简洁方法,但由于学生思维的局限性,学生认为不符合守恒关系的离子方程式是错误的,同时认为符合守恒关系的离子方程式就是正确的。这种单纯考虑是否守恒,而忽略了物质之间发生化学反应的各种可能分析,是导致错误的常见原因。因此在复习时要采取针对性的训练,使学生认识化学反应中可能存在的隐含反应,找出反应本质,培养学生的反应观。
3 教后反思
在教学实践中,常有“一轮复习看学生,二轮复习看老师”的说法。用化学基本观念引领高三专题复习教学,是笔者在教学中的尝试。通过实践来看,学生在复习中感到比较困难的,考试中总是出现问题的知识点,是需要教师点拨的,也恰恰是二轮复习最核心的部分。
本节课教学目标主要是解决三个方面的问题:新情境条件下方程式的书写;定量物质参加反应的离子方程式正误判断及复合反应离子方程式的正误判断,这些也是学生普遍感到困难的知识。通过典型例题剖析和针对性训练,学生经历了知识的整合过程,加上教师的点拨,应能达到培养基本观念的目的。
高三的专题复习教学需要解决“对路和到位”问题。“对路”即复习的内容必须是确有必要,“到位”即学生在能力上有所提升。解决这两个方面的问题,可以对中学化学基本观念进行梳理,整理出化学基本观念包含的内容,从而在高位上引导化学专题复习。如果这两个方面都做到了,那就是在“时间贵如油”时期内高效的专题复习,否则就会出现“高原”不能拔高的现象。
在高三专题复习时,要以基本观念引领高三化学专题复习的设计,在课堂上教师逐步引导学生形成有关的化学基本观念。这需要教师对化学学科本身有一个整体的把握,要求教师要具备从具体的知识中抽象出化学基本观念的能力,并在此基础上进行重新而又系统的专题教学设计,从而使学生观念的形成和发展呈现螺旋上升,最终达到化学学习的目的。
参考文献:
[1]曾国琼.培养微观想象能力 建立基本化学观念[J].中学化学教学参考,2004,(5):10.
2014年辽宁省高考理综合试题依旧选择了新课标Ⅱ卷,试卷结构保持不变,考查目标也与2013年基本一致。试题遵循新课标《考试大纲》的要求,注重对化学学科基础知识、基本技能和科学方法的考查,以能力测试为主导,在测试学生进一步学习所必需的知识、技能和方法的基础上,全面地检测了学生的化学科学素养。整体难度与去年相比有所下降,比较科学地调整了试卷难度,保持总体稳定。
二、试卷特点分析
(一)试题保持稳定,注重对基础知识和基本技能的考查
试题十分注重考查高中化学的基础知识,选择题上尤其突出,包括卤代烃同分异构体、元素化合物、基本实验操作、电解质溶液、电化学和反应热,比较基础,相对简单。试题也基本覆盖了中学化学所有主干知识,26题考查反应速率与平衡的相关内容,27、28考查化学用语、常用计量、电解质溶液、原子结构与元素周期律、氧化还原反应与电化学、无机元素化学以及基本实验操作等内容。选考模块涉及的内容涵盖课程标准及考试说明规定的主要内容。对主干知识的考查也不回避“成题”,如26题内容的考查形式与内容比较常规。
(二)注重知识与能力、过程与方法的融合,突出对化学学科素养的考查
高考作为选拔性考试,突出以能力测试为主,试题更关注学生根据已有的学科知识在真实的化学情境中解决问题的能力。
(1)注重学科内综合,保证内容效度
理综试卷中的化学试题数量少,只有13个题目。因此,在考试内容设置上,每道题内容上尽可能地覆盖较多内容。例如,27题以元素铅为载体考查了元素周期律、氧化还原与电化学。28题将实验操作、溶液计算、物质组成计算结合在一起。
(2)考查学生的实验探究能力
设置探究式试题的目的在于改变学生单纯地接受教师传授知识为主的学习方式,为其提供多渠道获取知识、并将学到的知识加以综合应用于实践的机 会,培养创新精神和实践能力。28题实验题以探究物质组成为目的,将已有的酸碱中和滴定知识迁移到题目中,需要仔细分析提供的实验装置,考查实验原理及对装置的理解和对数据的处理,总体要求较高。
(3)注重考查学生的计算能力
近几年高考化学试题对学生计算能力的考查一直比较重视。2014年高考新课标Ⅱ卷中涉及的计算比2013年减少许多,但是依然比较多,如选择13题、26题(1)(2)、27题(4)、28题(3)(5)(6),分值比例占总分数的20%。命题中计算的数据都源于具体实验数据,计算时需要耐心和细致,既对学生的心理素质和答题技巧提出了较高要求,又是对学生良好思维品质的考查。
(4)考查学生接受、吸收、整合化学信息能力
近几年高考非常关注考查学生阅读能力――即通过对实验现象、图形、模型的观察以及试题提供的各种信息的阅读,获取有关的感性知识和印象,并准确提取实质性内容,形成答案的能力。如选择题12 题需要通过试题提供的信息,准确提取出实质性内容,得到准确结论。27题(2)(3)两问,28题(6)为陌生情境下氧化还原反应方程式的书写,试题有一定难度,区分度较好。这类题直接给出反应信息,要求学生获取信息本质,利用氧化还原反应的基本理论解决问题。26题、27题(4)、36题(2)(3)、37题(4)(5)都涉及数据图像信息,需要分析图表中数据信息之间的关系,解决实际问题。38题给出转化流程信息,反应条件陌生,需要从中提炼出官能团反应的具体细节,并与已有的有机化学知识相结合,组成一个可解决问题的答题思路。
(三)2010―2014年辽宁卷考点分析
[题型\&题号\&2010年\&2011年\&2012年\&2013年\&2014年\&选
择
题\&7\&电子式判断、气体摩尔体积的应用、原子结构\&阿伏伽德罗常数、浓度配制、电解的简单计算(气体摩尔体积)综合\&化学实验基本操作\&依据动物油脂制备生物柴油,判断观点的正识破\&化学在生活中的应用\&8\&简单卤代烃的同分异构体种数的判断\&简单卤代烃同分异构体的判断\&有机、无机常识综合\&有机反应条件及对应产物的判断\&有机物的结构、同分异构体的书写\&9\&有机反应类型判断\&有机反应类型判断\&阿伏伽德罗常数综合\&阿伏伽德罗常数综合\&元素化合物知识、根据化学方程式的计算\&10\&离子反应、离子浓度的计算\&弱电解质的电离平衡(HF酸稀释后,电离平衡常数、离子浓度的变化)\&简单醇的同分异构体的判断\&离子方程式的正误判断\&化学实验基本操作、实验方案的评价\&11\&盖斯定律的应用(热化学方程式的计算)\&可充电电池的电极反应式、电极的判断、电解质溶液pH值的变化\&溶液(酸碱中和后溶液呈中性的依据)\&新型的原电池分析(电极反应的判断)\&电解质溶液中离子浓度大小关系\&12\&根据原电池原理,判断离子方程式的正误\&离子方程式的正误判断\&通过有机物分子式的特点。寻找规律判断有机物的分子式(表格分析)\&盖斯定律的应用(反应热的表示)\&原电池原理、化学电源\&13\&离子方程式书写正误判断(评价)\&元素周期律、周期表(构位性综合判断)\&元素周期律、元素周期表(构位性综合判断:半径比较、化学键类型判断、沸点高低比较等)\&依据难溶电解质溶解平衡的表达式,计算其溶液的pH值\&ΔH大小比较、盖斯定律\&非
选
择
题\&26\&无机框图推断、化学平衡综合\&无水硫酸铜晶体受热分解曲线分析(难溶电解质的溶解平衡的计算)\&铁及其化合物(反应方程式的书写、计算、原电池电极反应式的书写)\&正丁醛的制备实验(基本操作、产率的计算)\&化学反应速率和化学平衡的计算及影响因素\&27\&二氧化硫的性质实验(方程式、仪器名称、现象、尾气吸收等)\&热化学方程式的书写与计算、化学平衡、原电池(电极反应式、燃料电池的理论效率的计算)\&物质(光气)的制备(方程式的书写、热化学方程式的计算、化学平衡)\&氧化锌的提纯实验(依据情境书写离子方程式,依据离子性质判断离子成分、沉淀洗涤干净的标准等)\&Pb、Pb02的性质(元素周期表、根据信息书写方程式,电解原理的应用,与化学反应相关的图象及计算)\&28\&锌与稀硫酸反应速率因素探究(实验表格)、原电池原理的应用\&氢化钙制备实验(装置连接顺序、实验步骤、化学方程式的书写、简单实验的设计、简单方案的评价等)\&溴苯的制备实验(有机实验)\&化学平衡(表格分析、阿伏加德罗次定律的简单应用)\&物质组成的实验测定(化学实验基本操作、化学方程式的书写、实验方案分析及相关计算)\&]
通过对比我们可以看出:2014年与前四年相比,试题的难度下降。
(1)选择题部分变化较大
从题型功能来看,选择题注重考查学生对化学基本概念、基本规律的理解和推理能力,起到覆盖考点的作用。2014年高考在选择题方面做了较大调整。仅保留了对化学实验基本操作、电解质溶液的考查;其他知识点均有所变动。具体表现为减少了对必考有机化学的考查力度,也不再考查阿伏加德罗常数的计算内容。对元素化合物的考查也改变了以往通过周期表位构性的思路,而变为对元素基本性质的直接考查,同时增加了化学在生产生活中的应用考查,使得选择题难度整体降低。
(2)非选择题各题目之间的综合性降低
非选择题各题目考查的重点明晰――分别为化学反应原理、元素化合物、化学实验。与以往相比,减弱了各知识点的融合,试题设问指向更明确。同时阅读量也在减少,降低了试题的难度。但在考查过程中更注重对学科思想方法的考查,关注学科思维过程。例如26题突出对基本概念和基本理论的考查;27题考查铅及二氧化铅的性质与应用;28题考查物质组成的实验测定。这些都是学生比较熟悉的材料,但是考查中更注重考查学生思维的缜密性,如27题电极方程式的书写等。因而考生能否全面挖掘试题中现形和隐形的信息,灵活掌握所学的基本知识、基本方法,进行正确的逻辑推理、分析和深层次地思考,是做好试题的关键所在。
三、2015年高考化学学科备考策略
(一)认真研读当年的《考试大纲》与《考试说明》
在对待考纲上,我们既要遵循考纲,又不能拘泥于考纲。目前辽宁省使用的是教育部国家考试中心命制的新课标理综合试卷。由于加入新课标理综卷的省份越来越多,各地的教材也存在多个版本,因此命题人对教学内容的把握不是很准确,对教材和考纲的理解不完全一致。鉴于此,我们复习时既要研究考纲、遵循考纲,又要把握好教学内容。建议复习时先熟悉历届高考试题,再结合试题去感悟《考试大纲》与《考试说明》的理念。因为高考试题是《考试大纲》最直接、最具体的表现形式,只有熟悉历年考题的内容与变化,备考才能胸有成竹。
(二)以基础知识为依托,培养学生解决实际问题的能力
(1)一轮复习――全面复习,构建学科知识体系,消灭知识盲点
坚实的知识基础、清晰的化学知识结构是解决新问题的重要基础。因此一轮复习的目标是夯实基础,完整构建学科知识体系。复习时应强调“细、低、全”。“细”是指复习要全面细致,精心复习全面的基础知识点,不遗漏教材和考试说明规定的基础知识,不存侥幸心理。“低”是指复习时把握中下难度,不偏离教材内容和考试说明的范围,严格控制例题和练习题难度,做到不脱离学生自身学习状况,不超越教学基本内容。“全”是指复习要针对全体学生,定位于中等难度的第一轮复习就是要使全体学生都能掌握考试说明所要求的化学知识。
(2)二轮复习――抓住重点,注重学科内专题综合
这一轮复习的基本目标是在学科知识网络基础上重点加强选修课复习及重点,进行专题整合,查漏补缺,专项训练。
近三年高考主要都是学科内知识的综合。这需要学生将知识点统一整理,有序存储,经分析和综合、比较和论证,推理得出正确的答案,对学生思维能力考查层次是比较高的。所以在这一阶段的重要任务就是把各部分相应的知识按其内在的联系进行归纳整理,将散、乱的知识串成线、结成网,纳入学生自己的知识结构之中,从而形成一个系统完整的知识体系。同时弥补知识缺陷,并强化答题的规范性和文字表达的准确性。
复习过程中关注学科内的综合,重点训练模块综合分析能力和解题能力,归纳题型,提炼解题方法。例如元素化合物专题要关注呈现方式的转变,关注生活中常见的过渡元素;化学实验的复习不仅要关注化学实验的原理、操作方法、仪器应用等方面,还要关注实验的设计与评价等问题。
(3)三轮复习――重视实战训练与回归教材
三轮复习的重点是:查缺补漏,关注解题策略,强化化学学科方法训练。
2014年高考考试大纲(课程标准实验版)化学及题型示例中新增的10道题,大都是涉及化学工艺流程的题型。它将化工生产过程中的主要生产阶段即生产流程用框图的形式表示出来,并根据生产流程中有关的化学知识步步设问,形成与化工生产紧密联系的化工工艺试题。同时该类试题也是近几年高考化学试题的热点题型。
一、工艺流程设计题的特征
通过近两年全国高考试题和2013年高考理科综合中涉及工艺流程试题的分析(见图表一):
可以总结出工业流程试题具备以下特征:一是试题情境具有真实性,它源于生产实际,以解决化学实际问题为线索进行设问。二是试题考查内容丰富,试题常涉及氧化还原反应的判断、化学方程式、离子方程式、电极反应式的书写、化学反应速率和化学平衡理论的应用、化学反应中的能量变化、与化学实验相结合的实验操作(如:常见仪器的名称和使用、分离提纯的基本操作、实验数据的处理和误差分析等),环境保护与绿色化学等方方面面的化学基础知识;能较好考查考生对化学知识的掌握和应用情况,同时考查考生解决化工生产中的相关问题的迁移推理能力。三是突出能力考查:试题类型新颖,阅读量、思维含量较大,考查考生的资料收集、处理能力;通过化工生产条件的选择考查学生运用化学反应速率、化学平衡、水解平衡、沉淀平衡、电化学等理论解决实际问题的能力;通过确定产品的成分、产率等考查学生的计算能力;复杂的工业流程图和陌生的操作名词,有效的考查了学生的心理承受能力。
二、学生在工业流程试题省题中常见的错误
(一)思维存在局限性:如:片面追求原料的转化率而忽视催化剂的催化活性等因素,片面追求反应速率而忽视反应的限度;片面追求生产的反应速率和原料的转化率而忽视生产的实际可行性;忽视流程图中的循环使用和循环操作;不能全面的分析、评价化工生产流程。
(二)基本概念的理解存在偏差:如:认为绿色化学就是治理污染。其实绿色化学是防治污染而不是治理污染。对一些的陌生的操作名词不能理解。如:水相、有机相、酸浸等。
(三)面对复杂流程和一些陌生的名词和表达方法产生畏难情绪,干扰解题思维。
(四)不能规范简洁的语言回答问题,不能根据题中的信息准确的书写化学反应、离子反应、电化学方程式等化学用语。
三、解答工艺流程设计题型的基本解题思路
(一)首先要明确试题的考查范围和命题的意图:工业流程设计试题由题头、流程图和问题三部分组成。在解答工艺流程试题时,学生首先应通过泛读试题的题头和问题两部分,了解工艺生产的原材料和生产目的,问题部分涉及哪些化学知识的考查,带着问题重点研读流程图形,弄清工艺流程中涉及的原料和目标产物的成分,流程中涉及的分离提纯的操作有哪些等,根据已有的化学知识及试题中提供的信息分析有关操作的原理、物质的转换关系等。
(二)克服陌生名词带来畏难情绪,抓住有效的信息树立答题信心:在工艺流程的图型中,熟悉和陌生的操作并存,已知物质和未知物质的考查并存;面对陌生的物质不要有畏难情绪,不要未战先降。试题的考查对象不是陌生概念的本身,只要抓住流程图中主干转换关系,结合题目中的信息,将流程分解为若干部分;就能解决绝大部分问题。同时有的陌生名词可以从字面理解(如:水相就是指水层、有机相就是指有机层)。对于无法理解的名词,可以不理睬,将注意力放在这种操作之后的物质上。
(三)落实细节,规范答题。在明确题目的考查范围和意图后,结合有关化学原理和化学实验操作,规范书写化学反应方程式、离子方程式、电极反应式;对于有些问题,还可以从问题本身发现一些隐含的信息(如:综合考虑经济效益和绿色环保等)。
四、工艺流程设计典型例题分析
产品提纯类工艺流程题:(2013新课标Ⅰ卷27)(15分)锂离子电池的应用很广,其正极材料可再生利用。某锂离子电池正极材料有钴酸锂(LiCoO2)、导电剂乙炔黑和铝箔等。充电时,该锂离子电池负极发生的反应为6C+xLi++xe-=LixC6。现欲利用以下工艺流程回收正极材料中的某些金属资源(部分条件未给出)。
回答下列问题:
(1)LiCoO2中,Co元素的化合价为_____。
(2)写出“正极碱浸”中发生反应的离子方程式_____。
(3)“酸浸”一般在80℃下进行,写出该步骤中发生的所有氧化还原反应的化学方程式____;可用盐酸代替H2SO4和H2O2的混合液,但缺点是____。
(4)写出“沉钴”过程中发生反应的化学方程式____。
【解析:】本题以回收锂电池正极材料中的某些金属资源为背景,通过工艺流程框图,考查考生结合流程分析元素化合物的化合价、离子方程式、化学方程式、电池反应方程式的书写,工业流程中操作的原因分析等。(1)由化合价代数和为零求得Co元素的化合价为+2价;
一、阴阳离子组合应用
案例1:请同学们写出至少7种能反应生成MgCl■的化学方程式。
在同学们的一番思考后,总的可以收集10种以上的化学反应。但是,我们审视学生的书写过程发现,多数学生只能写5个左右,而且杂乱无章。此时,我们是否要反思基础年段平时的教学呢?是否要引导同学们掌握书写方程式最基本的方法呢?我的做法如下:
Mg?摇 ?摇+?摇 ?摇ClMgCl■
(1)Mg+Cl■(化合反应)
(2)Mg?摇 ?摇+Cl■[阴离子有Br■、I■等](置换反应)
(3)Mg+?摇 ?摇Cl■[阳离子有H■、NH■■、Fe■、活泼性在Al及以后的金属离子如Cu■等](氧化还原反应,包括置换反应)
(4)Mg?摇 ?摇+HCl[阴离子有O■、N■、H■、OH■、CO■■、SO■■、HCO■■、HSO■■等](复分解、氧化还原反应)
(5)MgCl■·6H■O(分解反应)
(6)Mg■(OH)■CO■+HCl(复分解)
(7)MgSO■+BaCl■、MgCO■+CaCl■(复分解:沉淀溶解平衡的转化)
引导学生直接从最基本的元素守恒、元素转化入手,结合化学反应的类型推断可能的物质组成即阴阳离子的组合搭配就能顺利解题。或直接从反应的类型(四大基本类型、氧化还原反应、沉淀溶解平衡原理和水解原理等)出发,再结合元素守恒、元素转化分析也可以,但略显复杂。举一反三,布置相应的训练巩固习题:请写出至少5种能反应生成ZnSO■的化学方程式。
通过本例的训练,教给学生一种简单的书写方程式的“模式”。在基础年段的教学中,特别是初三和高一,学生对化学反应的原理还不熟悉,还没能深刻理解反应发生的本质,这就要求教师在基础年段的教学中注意用分类思想等学科思想来指导学生学习,争取用最简单方法突破难点的教学。
二、环境与微粒的组合应用
案例2:请写出在四种不同的导电介质(传导质子、KOH溶液、熔融下ZrO■中传导O■、融化下K■CO■中传导CO■■)中,氢氧燃料电池的电极反应式和电池总反应式。
解析:(1)基本转化关系:负极H■-2e■2H■正极O■+4e■2O■
(2)大量的H■或O■在不同介质中的实际存在形态即电极反应式书写
通过案例2的训练,让学生明确“环境”即介质对反应方程式书写所起到的关键性作用,让他们感受审题的重要性,同时对学生思维的严密性和整体性的训练起到了很好的作用。课后可以布置相应的训练习题加以巩固。如:
(1)将上述燃料改为“甲醇”时的电池的电极反应式和电池总反应。
(2)请写出铅蓄电池放电时的电极反应式。[“环境”为H■、SO■■,所以PbSO■写化学式]
三、与量有关的方程式书写
案例3:请判断离子反应方程式的正误。
(1)向NaOH溶液中通入足量的CO■气体:2OH■+CO■=CO■■+H■O
(2)少量的NaHCO■溶液与Ca(OH)■溶液反应时:2HCO■■+2OH■+Ca■=CaCO■+2H■O+CO■■
(3)向AlCl■溶液中滴入过量的NaOH溶液:Al■+3OH■=Al(OH)■
在高中阶段涉及的少量、过量问题反应方程式的书写与判断主要包括两个方面:一是酸碱中和问题,即多元酸或其酸性氧化物或酸式盐和碱之间,例如CO■与NaOH,NaHSO■和Ba(OH)■,Ca(HCO■)■和NaOH等;二是分步反应的问题,也就是在持续增加某一个反应物的过程中先发生一个基本的离子反应,当进行到一定程度后,再加入这种反应物会和生成物继续反应,这也会出现少量与过量的问题,例如Al■和OH■,Ag+和NH■·H■O等。
对于第一类问题中多元酸或其对应的氧化物与碱的反应,我们可以简单归纳为“酸多得酸式盐,碱多得正盐”。对于酸式盐与碱的反应问题,在书写时遵循“以少定多,少的定为‘1’”的原则书写,也是十分简便的。如少量的NaHCO■溶液与Ca(OH)■溶液反应时,设NaHCO■为“1”,而Ca■和OH■随需而取,不受限制。1个HCO■■需要1个OH■,生成了1个CO■■,再结合1个Ca■转化为CaCO■沉淀。所以反应方程式为:HCO■■+OH■+Ca■=CaCO■+H■O。
在方程式的正误判断时,我们还可以用“环境”即介质来判断,即将产物和过量的微粒互为介质来判断其共存与否。如(1)中过量的微粒CO■与产物CO■■明显不共存;(2)中过量的微粒Ca■、OH■与产物CaCO■、CO■■进行比对,Ca■与CO■■不共存;(3)中过量的微粒OH■与产物Al(OH)■也不共存。
通过案例2、3,我们不难发现高中的这一难点,采用一定的方式将题型规律化、模式化和简单化,在教学实践中取得了较理想的效果。
四、与条件有关的方程式书写
案例4:请按要求写出下列3组反应的化学方程式,属于离子反应的写出离子反应方程式。
4-1:(1)NH■Cl稀溶液与NaOH稀溶液混合;(2)NH■Cl浓溶液与NaOH浓溶液混合;(3)NH■Cl溶液与NaOH溶液混合,加热;(4)NH■Cl与NaOH固体混合,加热。
4-2:(1)漂白粉在空气中失效;(2)漂白粉使用时,适当的浸泡可以强化漂白的效果;(3)向漂白粉的溶液中通入少量的CO■气体;(4)向漂白粉的溶液中通入足量的CO■气体。
4-3:(1)FeCl■溶液显酸性的原因;(2)向沸水中滴入饱和FeCl■溶液,呈红褐色液体;(3)向FeCl■固体粉末中滴入沸水,出现白雾。