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導語:在化學基本方程式的撰寫旅程中,學習并吸收他人佳作的精髓是一條寶貴的路徑,好期刊匯集了九篇優秀范文,愿這些內容能夠啟發您的創作靈感,引領您探索更多的創作可能。

在實踐學習過程中,學生對氧化還原反應中的規律和變化掌握得比較到位,但對配平氧化還原反應方程式特別是離子方程式、缺項化學方程式的配平存在著一定障礙。在整個高中的教學和學習中,氧化還原反應是貫穿于整個高中學習的最基本的理論,而它對知識的學習、性質的判斷、物質的預測等諸多方面都有非常好的應用價值。配平則是學好氧化還原反應的重要環節,是中學化學教學中要培養學生的一項基本技能,同時也一直是高考考查的熱點。且考查氧化還原反應配平的試題,一般其難度都不低。
化學教材雖然介紹了用化合價升降法配平氧化還原方程式,但在教學中發現:學生運用此方法進行配平時,常感到困惑和無從下手。因此,掌握較好的解題方法,快速、準確地進行配平是解決這類問題的關鍵。
怎樣才能快速、準確配平呢?
我們先來比較一下普通氧化還原反應方程式與氧化還原反應離子方程式配平要遵循的原則:
普通氧化還原反應方程式:
(1)電子守恒,即得失電子總數相等;
(2)質量守恒,即反應前后各元素的原子個數相等。
氧化還原反應離子方程式:
(1)電子守恒,即得失電子總數相等;
(2)電荷守恒,即離子方程式中反應前后離子所帶電荷總數相等;
(3)質量守恒,即反應前后各元素的原子個數相等。
顯然方程式遵循的等量原則越多,配平就越容易,就越能準確。所以對于方程式的配平要善于將普通方程式轉化為離子方程式,配平起來就簡單快速了。
例1.配平
KMnO4+HClMnCl2+ KCl+Cl2 +H2O
第一步:找出反應前后有化合價變化的主要離子
MnO4-+Cl-Mn 2++Cl2
第二步:利用化合價升降法配平有化合價變化的離子(逆向配平)
MnO4-+Cl-2Mn 2++5Cl2
第三步:利用質量守恒配平主要離子
2MnO4-+10Cl-2Mn 2++5Cl2
第四步:根據化學方程式和反應實質,利用電荷守恒配平其他離子
2MnO4-+10Cl-+16H+2Mn 2++5Cl2 +8H2O
第五步:還原為化學方程式,根據質量守恒完成并檢查配平
2KMnO4+16HCl= 2MnCl2+ 2KCl+5Cl2 +8H2O
將化學方程式轉化為離子方程式,多了一種關系:電荷守恒。這就使得配平的角度多了一層,配平起來就準確、方便的多。而且這種化學方程式轉化為離子方程式的方法不僅能解決普通方程式的配平,還能判斷反應產物。
例2.缺項配平的應用展示
完成下列方程式的配平:
KMnO4+KNO2+
MnSO4+ K2SO4+ KNO3+ H2O
第一步:MnO4-+ NO2-Mn2++ NO3-
第二步:2 MnO4-+ 5NO2-Mn2++ NO3-(正向配平)
第三步:2 MnO4-+ 5NO2-2Mn2++ 5NO3-
第四步:(根據題干中產物有SO42-、H2O,可判斷為方案①當溶液中有酸時,前加氫離子,后加水)
2 MnO4-+ 5NO2- + 6H+2Mn2++ 5NO3-+3H2O
第五步:還原、整理
2KMnO4+5KNO2+3H2SO42MnSO4+ K2SO4+5KNO3+3H2O
氧化還原反應不僅能解決離子方程式中的“缺項”配平,還能解決電極方程式特別是燃料電池負極方程式的配平。
氧化還原反應是電流產生的重要途徑,在電化學中更是重中之重。而負極電極方程式的書寫更是學生頭痛的難點之一,但如果明白電極方程式其實質就是離子方程式,若能利用以上方法便可使燃料電池的負極反應配平迎刃而解。
例3.配平在電化學中的應用
寫出以KOH為電解質溶液的甲烷燃料電池的負極反應方程式。
第一步:CH4 CO2
第二步:CH4 CO2 + 8e-(正向配平)
第三步:CH4 +8OH-CO2 + 8e-+6H2O
第四步:CH4 - 8e-+8OH-CO2 +6H2O
最近,有不少化學成績一般的學生問筆者:“你是怎樣記憶那么多方程式的?試卷上出現的很多方程式為什么我都不會寫?我應該怎么來學好化學?怎樣記住那么多的反應方程式?”
其實“化學是一門記憶加實驗的科學”,這也許不太符合一些同學的思維習慣.特別是我們很多同學在初中化學學得還算可以的情況下,覺得是沒有必要花多少時間去記憶的.其實不然,說句武斷一點的話,化學學得好的同學主要是因為掌握了化學的記憶方法,高效而又輕松地記憶化學知識.而化學方程式是學習化學最重要的化學用語,掌握了它,就能簡明、準確地描述物質的化學變化,定量地研究化學,發展學生的記憶和思維能力.所以熟練記憶和書寫化學方程式是學習化學的保證.教師對學生掌握化學方程式的情況要有足夠重視,要明確要求,同時,更要注意指導學生學會科學的記憶化學方程式的方法.
一、基礎入門篇
高中化學必修一,是記憶內容考試涉及較多的一本教材,也是學生從初中化學到高中化學的一個銜接與轉變.每個專題都是以一類相似物質做基礎,學習其中一個特殊物質的性質.在學習這部分內容時,應該還是以記憶為主,選擇的方法是最基本的“重復記憶”.利用必要的重復來加深記憶事物的印象是跟遺忘作斗爭的有效方法,所以在記住某些知識時常常用默默重復、敘述再現方法來加深印象.這種方法往往被我們忽視了,很多同學學的快忘得也快就是這個原因.短時記憶對于我們的學習遠遠不夠,只有通過不斷反復記憶,才能夠把短時記憶轉化為長時記憶,為我們的學習打下堅實的基礎.
熟記完“特例”后,接下來就是利用第二種方法“歸類記憶”,就是對所學知識進行系統分類,抓住特征,再以此類推.如:在掌握了各個主族、周期的相似性和遞變性規律后,對于具體的元素單質、化合物的性質就容易多了.例如可以從氯氣與冷的NaOH溶液反應推出Br2與冷的NaOH溶液反應,事實上學生只需要記住氯氣的反應方程式,就可以類推出Br2的這一方程式.通過這種方法,學生所記憶的內容就會相應減少,但知識的掌握并不會相應減弱.
在元素化學知識中,有相似也有區別,這時,我們需要用到第三種方法“對比記憶”,對新舊知識中具有相似性和對立性的有關知識進行比較,找出異同點.如:我們在學習硫酸和硝酸的時候,他們作為氧化性酸的酸性和強氧化性方面有相似性,對應的方程式就也有相似性,但一旦硫酸濃度變稀,就成了非氧化性酸,在化學性質上只體現酸性.其物質間反應的方程式也相應改變.
除此之外,還可以利用“口訣記憶”、“知識網絡記憶”等方法,讓自己對方程式的記憶事半功倍.
關鍵詞: 守恒法 氧化還原反應 方程式
化學方程式是一項重要的化學用語,尤其氧化還原方程式的書寫是每年高考必考的內容,一般出現在信息題中,是學生最難掌握的知識點,是教學的難點。高考中為了在有限的題量下考查盡可能多的知識點,一般將氧化還原反應與離子反應潤和起來考查。這類題不但能考查氧化還原反應,還能考查反應方程式的書寫方法,從而達到雙管齊下目的。學生在學習這方面知識時雖然花費了很多精力但效果不佳,原因是在書寫方法上沒有找到有效的書寫規律,答題時只靠記憶,考試中出錯率極高。氧化還原反應和離子反應既是高考必考內容之一,而高考時失分率又很高。在查閱很多資料后都沒有詳細論述。
研究這些試題發現,這類題在題目中能找到的信息往往是不全面的,但反應的主要信息在題目中還是能找到,是一個缺項的氧化還原反應方程式的書寫。關于缺項氧化還原方程式的書寫我們可以用以下步驟完成。
一、氧化還原化學方程式的書寫要四步走
例如:用SO吸收Br的化學方程式的書寫
第一步:根據氧化還原反應的轉化規律或題設條件寫出氧化劑、還原劑、氧化產物、還原產物。
氧化還原反應的轉化規律有:鄰位轉化規律、不交叉規律、優先規律等。由于這個反應是在常溫下進行的,因此這兩種物質可發生的轉化有:
S +4價+6價
Br 0價-1價
通過分析題意可知,SO被氧化成HSO;Br被還原為HBr,方程式可初步寫成以下形式。
SO+Br―HBr+HSO
第二步:根據得失電子守恒配平參加氧化還原反應的元素。
注意:我們現在只關心參加氧化還原反應的元素。只配平S和Br就行,O和H暫時不需要配平。
第三步:根據元素守恒補充缺項。
此時,反應物4H和2O,正好是2HO
SO+Br+2HO―2HBr+HSO
第四步:檢查方程式畫上等號。
SO+Br+2HO=2HBr+HSO
二、氧化還原反應離子方程式的書寫要五步走
例如:SO與Fe反應,寫出離子反應方程。
第一步:根據氧化還原反應的轉化規律或題設條件寫出氧化劑、還原劑、氧化產物、還原產物。
由于這個反應是在常溫下進行的,且根據鄰位轉化規律的條件可知這兩種物質可發生鄰位轉化,因此氧化產物為SO,還原產物為Fe,此反應可初步寫為:
SO+Fe―Fe+SO
第二步:根據得失電子守恒配平參加氧化還原反應的元素。
注意:我們現在只關心參加氧化還原反應的元素。就像以上反應中我們只配平Fe和S就行,氧元素暫時不需要配平。
第三步:根據離子電荷守恒補充缺項。
在離子反應方程式中,方程式兩邊正負電荷數要相等,所以步一中要用補充陰陽離子的方法使兩邊電荷數相等。一般補充的離子有H、OH等簡單離子。補充方法是堿性條件下補充OH;酸性條件下補充H;中性條件要看反應體系的各離子在酸性或堿性條件下能否共存,在方程式的某一端如果存在能與H反應的物質,則這一端就不能補充H換做另一端補充OH;在方程式的某一端存在能與OH反應的物質,這一端就不能補充H換做另一端補充H。例如:反應物中有Fe、Cu、Mg等能與OH反應的離子時,在方程式左邊不能補OH,改在方程式右端加H補充電荷使方程式兩端電荷守恒。在書寫方法上抓住兩個根據:①根據電荷守恒;②根據題設條件。
在以上反應中,等式前面6個正電荷,等式后面4個正電荷和2個負電荷。要是等式兩邊電荷守恒,等式左邊差4個負電荷,右邊差4個正電荷。根據方程式可知Fe水解顯酸性,所以反應不能在堿性環境下進行,所以只能在等式右邊補充4個H,最終補充離子保證兩邊的電荷守恒。
SO+2Fe―2Fe+SO+4H
第四步:根據元素守恒補充小分子
此時,在反應的反應物中缺4H和2O正好是2HO。
SO+2Fe+2HO=2Fe+SO+4H
關鍵詞: 化學用語 高三化學復習 復習策略
在近幾次的高考化學教學研討會中,幾乎各個學校在交流復習迎考的體會時,都提出要加強化學用語的基本訓練。因為,在平時復習時學生因為化學用語書寫錯誤而丟分的現象非常普遍;而且在近幾年全國各個省份的高考試題中,也可以明顯地感受到命題專家非常重視對化學用語的考查,許多試題都要求考生用正確的化學用語來作答;還有,從高考閱卷的反饋情況來看,化學用語書寫錯誤或不準確仍然是考生丟分的主要原因之一。由此可見,化學用語仍然是高中化學教學的薄弱環節之一。所以,在高三化學復習過程中,我們要重視化學用語的復習工作,嚴格要求,查漏補缺,規范書寫,對錯誤點或不準確的地方要及時糾正,提高學生在化學用語上的準確率和得分率。
1.高考考試大綱對化學用語的要求
元素符號、化學式和化學方程式構成了化學用語的三大支架。考試大綱對化學用語有如下要求。
(1)熟記并正確書寫常見元素的名稱、符號、離子符號。
(2)熟悉常見元素的化合價。能根據化合價正確書寫化學式或分子式,并能根據化學式判斷化合價。
(3)掌握電子式、原子結構示意圖、分子式、結構式和結構簡式的表示方法。
(4)理解質量守恒定律的含義,理解熱化學方程式的含義,能正確書寫化學方程式、熱化學方程式、電離方程式、離子方程式、電極反應式。
2.化學用語失分原因分析
(1)許多學生對化學用語在化學學習中的地位認識不夠,缺少足夠的重視,對化學用語掌握不夠準確,書寫不規范,對一些相似或相近的化學用語區分認識不足,造成相互之間混淆,在許多情況下,電子式寫成了化學式,結構簡式寫成了結構式,離子方程式寫成了化學方程式,化學方程式不是缺少了反應條件就是丟了“”和“”符號,熱化學方程式缺少了物質的狀態,等等。
(2)化學用語符號性強,理解記憶難度大,符號之間關系復雜,學生不易掌握。特別是化學方程式、離子方程式的書寫,兩種反應物滴加順序不同生成物就不同、某種反應物過量或少量生成物又不同,還有如氧化還原反應的產物判斷;離子方程式中哪些物質該拆成離子形式,哪些又必須寫成分子形式,電極反應式中要考慮生成的離子能不能與電解液共存等問題,有一點沒有掌握清楚,寫出來的式子就可能要錯誤。因此,化學方程式被許多學生稱為“第二外語”。
(3)化學用語不單單出現在客觀題中,還是許多主觀題的設問點和賦分點,而且這些主觀題往往從化學用語延伸出去,涉及到化學基本概念和基本理論的問題等其他許多更深層次的問題,如要求學生根據化學方程式展開計算,求電極反應中電子的轉移量、氧化劑和還原劑的物質的量之比,等等,學生因為化學用語書寫錯誤或不準確而丟分的現象更多、更嚴重。
3.高三化學用語復習策略
(1)提高重視程度,明確化學用語的地位。
化學用語是最重要且最富有特色的化學語言,是中學化學基礎知識的重要組成部分,是學好化學的基礎,同時,它還是發展抽象思維的重要形式之一,是化學思想的直接體現,是學習化學的重要工具,可以說,沒有化學用語就沒有化學學習,化學用語沒有學好,化學就學不好。
化學用語本身也不是單獨存在的,它們之間也是相互依存的。元素符號是所有化學用語的基礎,掌握了元素符號才能根據化合價寫出正確的化學式或分子式,而化學方程式要通過化學式來表示,離子方程式要通過離子符號來表示。如果不能正確寫出物質的化學式,不懂得化學方程式的書寫規則,那化學方程式的書寫就無從談起,更不用說有關化學方程式的計算了。所以說,化學用語在化學學習中有非常重要的基礎作用,是學生學好化學的工具,也是提高學生化學成績的重要知識點。
(2)統籌安排,分散難點,階段落實,強化訓練。
高考前的復習是幫助學生將學過的知識加以歸納、整理,查漏補缺,形成知識網絡,在大腦里有序地儲存起來,再經過必要的強化訓練,提高學生運用知識解決問題的能力。所以,我認為有關化學用語的訓練放在高考前去突擊可能太遲,應該穿插在平時的復習過程中。通過合理安排,分散難點,把化學用語中的各個知識點分散落實,從掌握情況來說也會更簡單些,不用在考前急急忙忙地去記憶。像常見元素的化合價,可以放在復習元素周期表時進行講解,化學式與分子式的區別書寫可與晶體的類型同時復習,還有化學方程式的書寫除了在復習元素化學時分段掌握外,我覺得在復習氧化還原反應時進行講解比較好。
整個高中階段涉及到的化學方程式是初中時的好幾倍,所以學生不可能像初中時那樣去死記硬背,記不住就罰抄十遍二十遍的。我覺得應該讓學生自己學會分析,準確判斷出產物,然后配平檢查,寫出正確的化學方程式。氧化還原反應是高考中每年的必考內容,學生書寫氧化還有反應方程式一直是一個難點問題。在復習氧化還原反應時,我首先要求學生掌握一些常見的氧化劑和還原劑在發生反應后的產物,如KMnO的還原產物是Mn,Cl的還原產物是Cl,SO的氧化產物是SO,等等,在寫出氧化劑、還原劑、氧化產物和還原產物后,先根據得失電子守恒定律,化合價升降法配出氧化劑、還原劑、氧化產物和還原產物前的系數,然后運用電荷守恒和質量守恒定律,得出其他物質和它們的系數,再仔細檢查,從而寫出一個正確的氧化還原反應方程式。這樣使學生對氧化還原反應的難點進行分散掌握,逐步理解,從而能正確快速書寫化學方程式,甚至一些未曾謀面的化學方程式也能正確快速地書寫。
(3)注重細節,強調規范,發現錯誤,及時糾正。
正確掌握化學用語離不開平時反復的訓練和記憶。化學教師首先自己要做到正確示范,不管是在課堂板演上還是在課后解疑過程中,都必須做到一絲不茍,規范化書寫。對學生在作業中反映出來的問題要及時糾正,必要時要進行一對一的示范,直到學生書寫正確為止。還有在每一次的評卷過程中,在化學用語方面也要嚴格要求,特別是在評判化學方程式的書寫時,對一些學生易忽視的地方,如“”和“”符號、反應條件有無漏寫、配平是否正確等,更要從嚴把關,對錯誤或不準確的地方不能手軟,一定要從嚴扣分,避免養成不良習慣。
(4)注意收集,歸納總結,找出規律,快速書寫。
我在高三第一堂課的時候就讓學生準備一本手抄本,將易錯的化學用語,自己認為比較重要或認為容易忘記的知識點記下來。不斷收集,每天抽幾分鐘時間去翻一翻、看一看,避免出現同樣錯誤,并且把有關化學用語的書寫規律、規則提煉得更加簡明,書寫更加快速規范,形成一套屬于自己的化學用語書寫技巧。
關鍵詞:記憶;高中;化學方程式
談到化學,特別是高中化學,給學生的印象就是化學方程式太多,記不住。而有效記憶并熟練運用化學方程式是掌握元素及其化合物知識的關鍵。高中化學方程式種類繁多,很多學生在記憶化學方程式時死記硬背,或者強行記憶,這樣就導致今天記住了明天就忘了的結果。記不住化學方程式就導致學習化學非常困難,從而影響了化學成績的提高,最終對化學這門課失去興趣。那么怎樣才能有效記憶化學方程式呢?根據本人的經驗總結了以下幾條記憶高中化學方程式的方法,希望對廣大高中生有所幫助。
一、分類總結記憶法
1.根據物質的分類記憶
掌握此類方法的關鍵是要熟練掌握酸、堿、鹽及氧化物這幾個概念。同類物質一般都具有相似的性質,記住一個方程式也就記住了一類方程式。如CO2能和NaOH反應:CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O,對這個方程式我們不能只把它看成一個方程式,要從分類法的角度去看它,其中CO2屬于酸性氧化物,NaOH屬于堿,這個方程式代表一類方程式即:酸性氧化物+堿=鹽+水。如SO2、SO3都屬于酸性氧化物,因此他們都可與堿反應生成相應的鹽和水:SO2+2NaOH=Na2SO3+H2O,SO3+2NaOH=Na2SO4+H2O。
2.根據元素的位置記憶
如在周期表中處在同一列的主族元素,由于最外層電子數相同因此具有相似的性質。如第一列的堿金屬元素都能和水反應生成相應的堿和氫氣,鹵族元素單質都能和氫氣反應生成相應的氫化物等。
二、情境記憶法
人們在記憶時,總是對圖像、聲音或故事即有一定的情境更印象深刻,也就是說記憶化學方程式時不能單純地記憶,而應把它放到一定的情境中記憶。例如在記憶Na和H2O反應時,可以結合實驗現象這個情境來記憶,如鈉與水反應時水面有響聲說明有氣體生成,最后溶液變紅了說明有堿生成。又如我們在學習Cu和稀HNO3反應時,記憶Cu和稀HNO3前的系數3和8時可以結合一個節日“三八婦女節”,可以想象一下“三八婦女節”比較稀少,一年才一次,因此就記住了銅和稀硝酸反應前面的系數是3和8。
三、“特征反應”記憶法
此類方法適用于有機化學中方程式的記憶。記憶有機化學方程式關鍵是記憶官能團的特征反應。有機化學基本反應類型包括:取代反應、加成反應、加聚反應、消去反應、酯化反應、縮聚反應等。每一類有機物都可發生其對應的特征反應,抓住這些特征反應,就有利于記憶有機化學反應方程式。比如烷烴可發生取代反應;烯烴可發生加成反應、加聚反應;鹵代烴、醇可發生消去反應;醇、羧酸可發生酯化反應等等。這些特征反應實際上是由有機物中的官能團決定的,抓住了官能團就抓住了特征反應,也就容易記憶方程式了。
四、做題重現記憶法
孔子曰:“學而時習之,不亦樂乎。”學習知識,就要溫習它,記憶化學方程式也不例外,記憶了、學習了就要去用它。所以,記過以后一定要做做題目,學以致用,在題目中用到此方程式時就相當于溫習了,第一次做題不會看看書,第二次就有點印象了,第三次再遇到就可以準確地寫出了。這也是我們經常講的一回生,二回熟,三回見面是“朋友”的道理。
關鍵詞:核心素養;科學精神;思維能力;三重表征;氧化還原反應方程式;微習題
一、背景說明――化學學科核心素養
2014年3月30日,教育部印發了《關于全面深化課程改革落實立德樹人根本任務的意見》,文中首次出現了“核心素養”這個概念。日本學者恒吉宏典等主編的《授業研究重要術語基礎知識》認為,核心素養指“學生在學校教育的學習場所習得的、以人類文化遺產與現代文化為基軸而編制的教育內容,與生存于生活世界的學習者在學習過程中所形成的作為關鍵能力的內核”。
2016年9月13日,在北京師范大學舉行的新聞會上,教育部委托課題“中國學生發展核心素養”研究成果正式,北京師范大學教授、課題組組長林崇德了《中國學生發展核心素養(征求意見稿)》,其中第五點:科學精神(崇尚真知、理性思維、勇于探究),主要是個體在學習、理解、運用科學知識和技能等方面表現的價值標準、思維方式和行為規范。
化學科學在漫長發展過程中,積累的不僅僅是豐富的化學
知識,更積淀了一種強有力的認識世界和思考世界的方式。蘇格蘭格拉斯哥大學的約翰斯頓(Johnstone)教授等人通過多年的思考與研究,總結出了現代化學包含的三個基本成分,即“三重表征”思維方式。學習和研究化學,不僅要從宏觀的視角對物質的性質和變化進行觀察和描述,還要從微觀結構上進行解釋,以把握事物的本質和規律,還要用化學符號進行表達和交流。從宏觀、微觀、符號三種水平上去認識和理解化學知識,并建立三者之間的內在聯系以及在三者之間自由靈活地轉化,這已成為國際上公認的化學學科不同于其他學科最特征的思維方式。
二、問題的提出――高考試題賞析、考點解讀
例1.(2016新n標I卷28題)NaClO2是一種重要的殺菌消毒劑,也常用來漂白織物等,其一種生產工藝如下:
■
回答下列問題:
(2)寫出“反應”步驟中生成ClO2的化學方程式 。
(4)“尾氣吸收”是吸收“電解”過程排出的少量ClO2,此吸收反應中,氧化劑與還原劑的物質的量之比為 ,該反應中氧化產物是 。
例2.(2016新課標I卷27題)元素鉻(Cr)在溶液中主要以 Cr3+(藍紫色)、Cr(OH)-4(綠色)、Cr2O2-7(橙紅色)、CrO2-4(黃色)等形式存在。Cr(OH)3為難溶于水的灰藍色固體,回答下列問題:
(4)+6價鉻的化合物毒性較大,常用NaHSO3將廢液中的Cr2O2-7還原成Cr3+,該反應的離子方程式為 。
考綱要求:①理解質量守恒定律的含義。②了解氧化還原反應的本質是電子的轉移。③了解常見的氧化還原反應。④掌握常見氧化還原反應方程式的書寫和相關計算。
教育部考試中心單旭峰老師在《深化改革 平穩過渡――2016年高考全國卷化學試題特點剖析》一文中總結道,2016年全國卷化學高考試題:貫徹改革精神,加強能力考查,特別突出了信息獲取和獨立思考能力考查。信息獲取能力考查主要是通過提供物質數據信息、反應信息以及流程圖等方式,要求學生利用這些新信息分析和解答問題。
單旭峰老師也特別指出,高考化學試題繼續提供一些對學
生而言未曾接觸過的陌生信息(包括一些新穎的反應和數據圖
表信息),豐富試題的呈現形式,增加試題信息的廣度和深度,進一步加強對考生獲取信息、加工和處理信息、利用新信息進行獨立思考的能力。要求考生通過“現場獨立自學”的方式,從中抽象、概括出新的理論或發現數據之間的關系,同時與學過的知識整合,形成較全面的網絡化知識體系,將這些知識體系進一步應用到新的情境中,從而解決問題。新情境下陌生氧化還原反應方程式的書寫恰恰是體現了上述的考查方向,是高考考查的熱點,也是化學核心素養的重要組成部分。
表1 近三年全國高考新課標I卷化學試題陌生氧化還原反應方程式書寫的考查及變化軌跡
■
我們不難得出如下幾個主要結論:(1)陌生氧化還原方程式書寫的考查總體穩中有升;(2)題目與生產、生活聯系緊密,體現了STSE的思想;(3)注重能力考查,尤其是信息獲取能力和思維能力的考查;(4)以氧化還原反應的基本概念、基本規律為核心,考查知識范圍更加廣泛、靈活。具體來說,陌生氧化還原方程式書寫的考點主要有:①N、S、Cl、Fe、Cr、Mn等重要元素及其化
合物的性質。②利用題目信息判斷主要反應物和生成物。③利用電子守恒、電荷守恒、質量守恒等手段配平方程式。④結合題目溶液的環境(酸性、堿性、熔融化合物)寫出完整的方程式等。
三、教學設計――考點突破、能力提升
英國哲學家斯賓塞說:“教育中應該盡量鼓勵個人發展的過程應該引導兒童自己進行探討,自己去推論。給他們講的應該盡量少些,而引導他們去發現的應該盡量多些。”現代課堂注重講練結合,以學生為主體,以練習為主線,精講精練,這樣學生才能更好地完成知識構建,才能深刻理解,有效掌握,才能在鞏固知識的基礎上提升能力,進一步培養學生的理性思維和實事求是、嚴謹認真的科學精神。
1.知識構建:陌生氧化還原反應方程式的書寫步驟(例2)
(1)找產物(基礎):認真審題,結合題目信息判斷氧化還原反應的主要反應物和主要生成物。
Cr2O72-+HSO3- ― Cr3++SO42-
(2)看得失(核心):抓住本質,利用得失電子守恒配平上述方程式片段。
Cr2O72-+3HSO3- ― 2Cr3++3SO42-
(3)配系數(難點):結合題目環境(酸性、堿性、熔融化合物)對反應進行必要的補充,并結合電荷守恒、質量守恒進行完整配平。
Cr2O72-+3HSO3-+H+ ― 2Cr3++3SO42-+H2O
(4)查守恒(保障):利用三大守恒規律對方程式進行檢查。
Cr2O72-+3HSO3-+5H+■2Cr3++3SO42-+4H2O
2.練習提升(1)考點突破的核心:用最小公倍數法進行得失電子守恒的基礎計算
練習1.(2014新課標I卷27題)次磷酸(H3PO2)是一種精細磷化工產品,具有較強還原性,回答下列問題:
(2)H3PO2可將溶液中的Ag+還原為銀,從而可用于化學鍍銀。利用H3PO2進行化學鍍銀反應中,氧化劑與還原劑的物質的量之比為4∶1,則氧化產物為 (填化學式)。
練習2.(2015年新課標II卷28題)二氧化氯(ClO2,黃綠色易溶于水的氣體)是高效、低毒的消毒劑,回答下列問題:
(1)工業上可用KC1O3與Na2SO3在H2SO4存在下制得ClO2,該反應氧化劑與還原劑物質的量之比為 。
3.練習提升(2)考點突破的難點:結合題目酸堿性環境將方程式補充完整
練習3.(2016年新課標III卷27題)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行脫硫、脫硝。
(2)在鼓泡反應器中通入含有SO2和NO的煙氣,反應溫度為323K,NaClO2溶液濃度為5×10-3mol?L-1。反應一段時間后溶液中離子濃度的分析結果如表2。
表2
■
①出NaClO2溶液脫硝過程中主要反應的離子方程式
。
②隨著吸收反應的進行,吸收劑溶液的pH逐漸
(填“提高”“不變”或“降低”)。
練習4.(2012年新課標I卷26題)(4)高鐵酸鉀(K2FeO4)是一種強氧化劑,可作為水處理劑和高容量電池材料。FeCl3與KClO在強堿性條件下反應可制取K2FeO4,其反應的離子方程式為 。
四、教學反思――化學學科核心素養培育的回歸
1.根本出發點:立德樹人
素養,決定于后天的養育因素和環境影響的那些部分,強調了學校教育的重要性,學校教育大有可為,更應該有所作為。從素質教育到核心素養,是我國基礎教育改革向前邁進的一大步。全面系統地凝練和描述學生發展核心素養指標,建立基于核心素養發展情況的評價標準,是對素質教育內涵的具體闡述,也是對素質教育過程中存在問題的反思與改進,從而深入回答“教育要培養什么人”的問題。
2.化學學科的核心素養
化學課堂的主體:學習內容、方法論、世界觀,用三維目標來解讀即知識與技能、過程與方法、情感態度與價值觀。基于對化學主體的認識,上海師范大學吳俊明教授對化學學科核心素養的組成、結構與表述為:
(1)作為化學學科核心素養的基本觀念:化學物質觀、化學變化觀、化學學科觀、科學技術觀、科學世界觀、科學發展觀以及人生觀等重要觀念;
(2)作為化學學科核心素養的關鍵能力:化學信息能力、化學學習能力、化學實踐能力;
(3)作為化學學科核心素養的重要品格:敢于質疑、創新,不怕困難的精神(科學精神);積極、認真、實事求是的態度;強烈、持久的社會責任心、對人民群眾的關愛心以及家國情懷等。
基于“核心素養”“三重表征”的這樣一節《陌生氧化還原反應方程式書寫》課,既要注重氧化還原反應的基本概念、基本規律等化學基礎知識、基本技能的鞏固提升,更要提升高度,體現化學學科的育人功能。
首先這節課的設計從多個維度體現了辯證唯物論:世界是物質的,物質是變化的,變化是有規律的,我們要做的就是理解和掌握規律,并學會運用,同時這節課也注重了多個化學學科核心素養的培育。
①物質變化、守恒、三重表征等學科思想、學科方法的滲透,獲取信息能力、綜合運用題目信息和所學知識解決問題的能力
等學科能力的培養;
②通過學科知識的構建立德樹人,培養學生正確的化學學科觀、科學世界觀、物質變化發展觀;
③培養學生遵循規律、迎難而上、嚴謹踏實的科學態度。
參考文獻:
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[2]單旭峰.深化改革 平穩過渡:2016年高考全國卷化學試題特點剖析[J].中學化學教學參考,2016(7):62-63.
化學學科是一個研究微觀世界的科學,而物質的存在狀態和相互發生的關系是其研究的主要內容,在看似平凡的世界內部,每時沒刻都在發生著怎樣的變化,產生什么新物質,或者有什么物質消失了。對這種規律的描述,就是化學語言中的符號樣式——化學方程式。
1 了解化學方程式的內涵及意義
1.1 定義及內涵:化學方程式,也稱為化學反應方程式,是用化學式表示不同物質之間化學反應的式子。即用化學式(有機化學中有機物一般用結構簡式)來表示化學反應的式子,叫做化學方程式。化學方程式反映的是客觀事實。
從書寫的角度看,化學方程式的書寫必須建立在客觀事實的基礎上,不能憑空去想象物質不存在的物質和化學反應,同時,要能夠滿足物質守恒的規律,也就是說在化學方程式等號的兩邊各種原子總類與數量必須相等。
化學方程式不僅表明了反應物、生成物和反應條件,同時,化學計量數代表了各反應物、生成物物質的量關系,通過相對分子質量或相對原子質量還可以表示各物質之間的質量關系,即各物質之間的質量比。對于氣體反應物、生成物,還可以直接通過化學計量數得出體積比。
1.2 表示意義:每一個化學方程式,都表示一定的特定意義:表示反應物和生成物;表示化學反應的條件;表示各物質之間的質量比;表示參加反應的各粒子的相對數量;表示化學反應的類型;表示反應前后質量守恒(即反應物的質量總和等于生成物質量總和)。
2 化學方程式的結構依據和正確書寫
以客觀事實為依據。所謂的事實依據,指的是作為化學反應參與的物質過程,由哪些物質參與化學反應這一行為,從而促進和推動物質間向另外一種狀態變化。變化發展的過程,必須是實實在在可以發生,并且條件缺一不可,或者至少能通過某種相關的輔助手段,實現化學反應的實現。這一事實,即是化學反應不可改變的規律。同時,這里的事實是說明反應的過程是客觀存在的,而不是主觀臆造的,也不會因為我們意志的改變而發生改變。
遵循質量守恒定律。化學方程式遵循質量守恒,是指在方程式兩邊參與式子反應的物質,在質量、式量和總能量方面,都保持前后一致。這個原則告訴我們,在進行化學方程式復習時,要隨時檢查是否與質量守恒保持平衡,是否能在能量守恒方面找到恰當的等量關系,以突破解決的最佳方案。
那么,如何才能書寫化學方程式呢?
這里,總結一個四字步驟:寫——配——注——等。
寫——寫出反應物和生成物的化學式并用短線或箭頭相連。寫方程式,首先保證所寫的物質的化學式書序正確,包括所描述的元素符號、下角線要保持一致,如果書寫的式子不是所描述的物質,那么,描述的反應過程就會產生與化學事實不符的情況,造成記錄和科學實驗的嚴重后果。
配——配平化學方程式。書寫化學方程式的第二個重要步驟,就是在書寫好的反應式兩端,尋找恰當的系數與等號兩邊相配合,在配平方程式的過程中,可以使用觀察法、最小公倍數法、奇數偶配法、定一法(把其中某個式子系數假定為“1”)、待定系數法、分數法、化合價升降法、得氧失氧法等方法。
注——注明反應條件,生成物的狀態。
等——將短線或箭頭改為等號。
3 化學方程式的分類復習
3.1 按照教材知識編排:這是根據所使用的教材知識結構順序,分門別類地進行復習,這個方法適合于高三年級第一輪復習使用。在梳理教材知識點的過程中,每個一個化學知識最基本的線索就是具體看似分散的一個個化學方程式組成的。
應該說,化學方程式是化學語言中最基礎的語言符號,它直觀地描述了某種化學物質的特征,性質,同時,也真實地反映了某一化學現象產生、變化和發展的動態改變過程。所以,學生在做第一輪復習時,不僅僅是回憶老師講授過的內容,更要把知識中的文字敘述部分,與化學符號語言的關聯部分進行配合理解,做好分析整理,明白每個化學方程式是如何推演而來,又描述一件什么樣驚人的物質變化。
在按照教材復習化學方程時要注意每個知識點與方程式之間的對應,做到準確務實,包括化學方程式的書寫,條件的生成,以及反應結果的文字描述等,一定要忠誠于教材的觀點,不能想當然地發揮。
3.2 按照物質分類來復習
3.2.1 非金屬單質:高中階段常見的非金屬單質有F2、Cl2、O2、S、N2 、P 、C 、Si、 H等。這幾種單質有可以根據反應條件的不同,而有所區別。
假如是氧化反應。
一、基本概念
1.離子反應:指在溶液中(或熔融狀態下)有離子參加或離子生成的反應。
2.離子方程式:用實際參加反應的離子符號表示化學反應的式子。
二、離子方程式的書寫步驟
(以CuSO4溶液與BaCl2溶液的反應為例。)
1.寫。寫出反應的化學方程式:CuSO4+BaCl2=CuCl2+BaSO4
2.改。把溶于水且易電離的物質改寫成離子形式,其他的仍用化學式來表示。上述化學方程式可改寫成:Cu2++SO2-4+Ba2++2Cl-=Cu2++2Cl-+BaSO4
3.刪。刪去方程式兩邊相同的離子:Cu2+、Cl-,得到Ba2++SO2-4=BaSO4
4.查。檢查離子方程式兩邊各元素的原子個數和電荷總數是否相等。
三、離子方程式正誤判斷的常用方法
(一)看是否違背反應客觀事實
離子反應要符合客觀事實,不可臆造產物及反應。例如:氧化鐵與氫碘酸反應的離子方程式寫成Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O是錯誤的,錯因:忽視了
Fe3+與I-會發生氧化還原反應。
(二)看改寫是否合理
錯誤形式:要改寫成離子的化學式沒改寫,而保留了化學式;要保留化學式的卻寫成了離子形式。
糾正措施:熟記書寫離子方程式時化學式的改寫規律。
改寫的一般規律如下:
1.強酸、強堿和大多數可溶性鹽要改寫成離子形式。例如:硫酸、硝酸、鹽酸等酸,氫氧化鈉、氫氧化鉀、氫氧化鋇等堿,所有的鉀鹽、鈉鹽、銨鹽、硝酸鹽、部分鹽酸鹽、硫酸鹽等要改寫成離子形式;弱酸、弱堿、難溶性鹽、單質、氣體、氧化物、水等寫成化學式。
2.微溶物:作為反應物,如果是澄清溶液時應寫成離子形式,如果是濁液時應寫成化學式;作為生成物,一般寫成化學式且用“”標出。
3.氨水:作為反應物,一般寫成NH3?H2O;作為生成物,如果加熱或反應物濃度很大時,應寫成NH3,且一般用“”標出。
4.多元弱酸根離子,在書寫時不能拆開寫。如NaHCO3應改寫成Na+、HCO-3,不能改寫成Na+、H+、CO2-3;但NaHSO4必須改寫成Na+、H+、SO2-4。
5.不在水溶液中進行的化學反應,不能寫成離子方程式。例如:固體與固體反應2NH4Cl(固)+Ca(OH)2(固)=CaCl2+2NH3+2H2O就不能用離子方程式表示。
(三)看是否遵守質量守恒或電荷守恒定律
錯誤形式:所寫的離子方程式兩端各元素的原子個數、電荷數不守恒。
糾正措施:離子方程式寫好后,檢查方程式兩端各元素原子個數是否相等;檢查方程式兩端的電荷數是否相等。
【例】 下列反應的離子方程式中正確的是( )。
A.鋁粉溶于氫氧化鈉溶液中:
Al+2OH-=AlO-2+H2
B.銅片加入稀硝酸中:
Cu+NO-3+4H+=Cu2++NO+2H2O
C.硫化氫通入氯化鐵溶液中:
Fe3++H2S=Fe2++S+2H+
D.在酸性硫酸亞鐵溶液中加入雙氧水:
4Fe2++2H2O2+4H+=4Fe3++4H2O
解析:A、B、C三個選項的等號兩端各元素的原子個數相等,即遵守質量守恒原則。但兩端離子所帶電荷數不相等,即違背電荷守恒原則,故A、B、C錯誤。D選項正確。
(四)看參加反應的物質有沒有量的限定
錯誤形式:在反應物的量有限定的條件下,生成物漏寫、多寫或者錯寫。
糾正措施:通過分析或計算弄清反應物的量有限定的條件下的反應原理,準確判斷出生成物是什么及生成物與各反應物之間的量的關系。
(五)看符號是否錯寫
錯誤形式:箭頭(,,)和生成符號、可逆符號等使用不當。
糾正方法:分清反應進行的程度和反應類別,把握好箭頭、生成符號、可逆符號的使用范圍。
關鍵詞:教材;高考化學試題;考試說明;本真
文章編號:1008-0546(2012)05-0068-03 中圖分類號:G633.8 文獻標識碼:B
doi:10.3969/j.issn.1008-0546.2012.05.032
題目:(2011江蘇,6)下列表示對應化學反應的離子方程式正確的是
A. FeCl3溶液與Cu的反應:Cu+Fe3+=Cu2++Fe2+
B. NO2與水的反應:3NO2+H2O=2NO3-+NO+2H+
C. 醋酸溶液與水垢中的CaCO3反應:CaCO3+2H+=Ca2++H2O+CO2
D. 向NaAlO2溶液中通入過量CO2:2AlO2-+CO2+3H2O=2Al(OH)3+CO32-
筆者通過仔細閱讀本題,推敲思考后,感嘆其中試題的精彩,同時感到試題情境的“真實性”、“生活性”和“應用性”。試題情境以元素化合物主干知識為基礎進行再包裝,以具有應用價值背景的化學反應事實、生活內容為載體,考查學生對正確書寫離子反應方程式的掌握程度和對離子方程式的正誤判斷能力。考查的知識點仍舊“落戶”課程標準、教材、高考試題、考試說明,回歸本真教學。
思考1:源于教材,注重創新
本題命題理念體現新課程的基礎性、應用性。考查內容貼近生活、自然和社會實際。體現了“從生活走進化學,從化學走向社會”,“從自然走進化學,從化學走向社會”的特點。
A選項源于人教版教材必修1,具體出處如下表所示:
本選項考查離子方程式Cu+2Fe3+=Cu2++2Fe2+,依據銅能被鐵離子氧化,生成Cu2+和Fe2+,考查離子反應方程式書寫時要注意元素守恒、氧化還原反應中電子轉移數目守恒、電荷守恒三大守恒觀。
B選項源于人教版教材必修1 P92“科學探究”,“二氧化氮溶于水時生成硝酸和一氧化氮。工業上利用這一原理生成硝酸。3NO2+H2O=2HNO3+NO”。如下表所示:
本選項考查離子方程式3NO2+H2O=2NO3-+NO+2H+,依據氮元素的自身的氧化還原反應,二氧化氮與水的反應生成硝酸和一氧化氮。考查在離子反應方程式書寫中水、二氧化氮和一氧化氮寫化學式,僅硝酸可拆成離子形式。另外,書寫時還需注意三大守恒觀。
C選項源于人教版教材必修2 P75“科學探究”,如下表所示:
本選項考查離子方程式CaCO3+2CH3COOH=Ca2++2CH3COO-+H2O+CO2,以醋酸溶液與水垢中的CaCO3反應為載體,依據醋酸的酸性,以及醋酸的酸性大于碳酸的酸性,反應生成醋酸鈣、水和二氧化碳。考查在離子反應方程式書寫中難溶物碳酸鈣、弱電解質醋酸、水和二氧化碳不能拆分成離子形式,強電解質醋酸鈣可以拆分成離子形式。
D選項中NaAlO2溶液與CO2的反應一直就是工業生產所關注的。工業上采用NaAlO2溶液與CO2氣體用原料碳分法制備出用作催化劑載體的原材料的納米纖維狀的擬薄水鋁石(又稱假一水軟鋁石),此方法可以看作是采用CO2作為酸源的中和法,該反應過程不會在酸性條件下進行。
中學階段考查NaAlO2溶液與CO2的反應,只是考慮CO2的量。CO2少量時反應為:2NaAlO2+CO2+3H2O=Na2CO3+2Al(OH)3;CO2過量時反應為:NaAlO2+CO2+2H2O=NaHCO3+Al(OH)3,因為過量的CO2在少量反應的基礎上繼續與溶液中的Na2CO3反應,即Na2CO3+ CO2+H2O=2NaHCO3。本選項主要考查的是向NaAlO2溶液中通入過量CO2,因此產物為Al(OH)3與HCO3-。
通過上述四個選項源于教材的分析,發覺知識布點合理,主干知識突出,基礎性強。為了更好地順應和調控課改,高考越來越重視整體性考查,重視再現和拓展延伸教材知識,不再拘泥于純粹的書本知識,注重考查學生的實際運用知識發現問題、分析問題及解決問題的能力和意識。
由此得到啟示:高三復習要以“教材為本”,落實好主干知識。本道高考試題給人以“題在書外,根在書內”的感覺,體現了“源于教材,高于教材”,“用教材教,而不是教教材”的新課程教學理念。這也是教師組織課堂教學的指南針,組織學生備考的風向標。對我們老師平時課堂教學和高考復習導向功能意義甚大。
思考2:源于試卷,注重再認
關于2011年第6題中對應的離子方程式在江蘇2003年~2011年的高考試題中都在不同層次的考查中重復呈現。具體對比分析如下表所示:
(1)FeCl3溶液與Cu的反應
(2)NO2與水的反應
(3)醋酸溶液與水垢中的CaCO3反應
(4)向NaAlO2溶液中通入過量CO2
通過上述對比分析江蘇各年高考化學中離子方程式試題,發現命題特點之一是它的連續性和穩定性,考題不偏、不怪、不超綱,緊扣基礎,始終保持穩中有變,但萬變不離其宗。各年高考雖然都在考查同一個主干知識,但考查的知識點定位不同,創設的試題情境也各有千秋,注重的都是考查基礎知識、基本觀念和要求學生掌握的基本能力。
由此可得到啟示:高考題往往具有代表性、典型性、示范性和拓展性,有必要對江蘇高考化學試題進行“舊題重做”、“舊題新做”,復習中恰當的選用,必能收到良好的教學效果。特別是學科主干知識,需通過改編、變型,甚至模仿等形式進行創新性的重組再認,命制成“一題化”專項訓練試題,供學生備考使用。
試題研究時注意三個維度:縱向維度研究同一省份不同年份同一題型的高考題對比分析――找共性、找趨勢;橫向維度研究同一年份不同省份中同一題型的高考題對比分析――找變化、找差別;多向維度研究不同年份不同省份中不同題型的高考題分類對比分析――找新意、找動態。為試題訓練的“精選、精練、精講、精評”做好鋪墊,做到有針對性、實效性,發揮導向作用、預測作用、題型示范作用、方法指導作用。
思考3:源于考綱,注重研究
《考試說明》中關于“離子反應”對學生的要求一直都是“了解離子反應的概念,了解離子反應發生的條件。能正確書寫簡單的離子反應方程式”。高考中一直堅持考查學生“對離子方程式的掌握程度和對離子方程式正誤的判斷能力”,該題型是高考的常考題型,難易程度多年來鎖定在“掌握理解;中等難度”。該試題在試卷中設置的位置,除2009年擺放在不定項選擇題中,其余年份中都擺放在單項選擇題中。
江蘇高考化學卷一直堅持體現高中化學新課程的“基礎性、應用性、時代性”的特征,體現“寬基礎、厚實踐、重能力”的特色。以基礎知識、基本技能、基本觀點和基本方法等為主要考查內容,重點考查考生從化學的視角出發,用學科思想方法去分析解決問題和創新思維等能力。“離子方程式正誤判斷”考查,以元素化合物主干知識為基礎,側重化學知識與生產、生活實際的聯系,突出了化學反應原理,考查學生的元素觀、符號觀、微粒觀、轉化觀、守恒觀等觀念的形成,深入對“用真實參加反應的離子表示反應的式子”,即“真實化學”的理解。
縱觀“離子方程式正誤判斷”的高三復習,要想判斷一個離子方程式是否正確,需遵循“九看”原則:
①看:反應能否發生;
②看:是否是自由離子間的反應;
③看:反應產物是否符合客觀事實;
④看:各物質拆分是否合理;
⑤看:是否漏寫離子反應;
⑥看:反應連接符號,生成物的狀態符號是否正確;
⑦看:離子方程式是否達到三大守恒,即質量守恒、電子守恒、電荷守恒;
⑧看:離子配比數是否正確;
⑨看:是否符合題設條件與要求。
以上從一道高考化學熱點題出發,通過多維分析、多向求證、廣泛聯想等方面對其進行全面透視。這給我們的啟示是:一杯水,口徑雖小,但有深度。小題目,大智慧。因此,高三化學復習中,我們的教師要善于思考、善于發掘、善于利用。科學、合理地以教材為素材資源,“落戶”課程標準、考試說明、高考試題等,才能讓復習備考有“生根感”和“家園感”,造就超速直向的高效復習。
參考文獻
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