元素及其化合物知識復習的新視野

文章編號：1005－6629(2007)05－0073－03中圖分類號：G632.479 文獻標識碼：B

元素及其化合物知識在中學化學中內容比較多且分布較散，學習不得法，就會覺得內容繁雜、零碎、分散，難以系統掌握和運用。而這部分內容又是高考出題中的重頭戲，尤其是在理科綜合試題中，由于受到試題量的限制，元素及其化合物知識多半以學科內綜合的方式進行考查，形式上可與基本概念和基本理論、化學實驗題、計算題相結合進行考查，也可以進行獨立考查。總之，元素及其化合物知識在高考中的考查要求相對是比較高的。正因為如此，筆者認為無論教師教學和學生復習時都應該重視這部分內容，要尋找有效的途徑提高元素化合物的知識水平。本文結合筆者多年從事教學和教研的經驗對元素及其化合物知識的復習提出一些看法和建議，僅起拋磚引玉的作用。

1以物質結構理論為指導建立知識線

元素及其化合物知識的內容雖然比較多但還是有規律的。首先，中學化學主要以族的形式來反映元素及其化合物知識的內容，所以在教學和學生復習時應該以元素周期律為主線，指導元素化合物知識的復習。在非金屬元素的復習中，首先要明確非金屬元素在周期表中的位置，了解非金屬元素在周期表中的遞變關系，要以每一族中典型的元素為例，掌握它的單質、氣態氫化物、氧化物、氧化物對應的水化物、對應的含氧酸鹽的典型的化學性質及特性，建立起該元素相關的知識線，并輻射到同主族的其它元素，如：

與非金屬元素不同，中學化學主要以族的形式介紹了堿金屬元素及其化合物的性質，以周期的形式介紹了Mg、Al、Fe三種元素，Cu及其它金屬元素比較零散地分布在整個中學化學中。金屬元素及其化合物同樣可以用類似于非金屬元素的方法建立知識線，如：

2 以物質的性質、用途和制法為基礎，建立重要元素及其化合物的網絡圖

通常，建立了上述知識線，就從縱向對元素及其化合物有一個大致的了解，而元素及其化合物知識內容又總是與化學基本理論和基本概念緊密地結合。所以，在推導題或框圖題的解答中，很少有純粹的只考理論或只考元素及其化合物內容的試題。針對這樣的特點，在完成知識線的建立后，應該掌握知識線上的每一種物質的結構、性質、用途，有的還要掌握它的制備方法。而這一系列的知識結構，也可以通過建立知識網絡，把章與章、節與節、章與節的知識之間的聯系和區別直觀地再現出來。以氮族元素中的氮元素為例，通過建立以下的關系圖，把氮元素的大部分知識內容有機地聯系在一起了。

現在的問題是如何利用這張圖為教學和復習服務。有了這樣的一張圖之后，應該能熟練書寫網絡圖中各部涉及到的化學方程式；熟練掌握每步反應式所包含的化學反應原理、化學反應現象、發生反應的條件；能夠熟練判斷化學反應中的氧化劑和還原劑、熟練表達氧化還原反應中各種物質的電子得失關系；對于水溶液中進行的化學反應，要能熟練地通過離子方程式將它表示出來。總之，要通過多練習才不至于死記硬背網絡圖。要把學到的理論用到元素化合物的復習中，才能使學到的知識得到很好的鞏固。

3 以特殊物質的顏色、特殊反應的條件作為解題的突破口

特殊顏色、特殊反應條件是元素化學的典型。在歷年高考的推導題或實驗題中，常常都會給出某種化合物的特征顏色，如果不能正確判斷，可能會發生致命的錯誤。如2006年考題28題(全國卷2)：以下一些氧化物和單質之間可發生如下圖所示的反應：

其中，氧化物(I)是紅棕色固體、氧化物(II)、(III)、(IV)在反應條件下都是氣體。(1)氧化物(I)的化學式(分子式)是__________。氧化物(II)的化學式(分子式)是____________。(2)反應①的化學方程式是___________。反應②的化學方程式是______________________________。反應③的化學方程式是_________________。

解題時，如果不能正確判斷氧化物(I)紅棕色固體為何物，整個題的推導是很麻煩的。類似的例子在高考試題中還有很多，故熟練記憶特殊物質的顏色對掌握元素及其化合物知識內容和進行相關的推導等都是至關重要的。為了方便記憶，可以將中學階段所學化學物質的顏色按赤、橙、黃、綠、青、藍、紫進行歸類記憶。由于中學階段沒有學過青色的物質，用黑色代替青色的位置。這樣常見的物質顏色如下：

赤：Br2、 (深紅棕)NO₂、 (紅)P、 Fe₂O₃、 Fe(OH)₃、Fe(SCN)x(3-X)、 Cu₂O、 Cu、 石蕊在酸性溶液中、酚酞在堿性溶液中、品紅溶液、藍色石蕊遇酸性氣體、在空氣中久置的苯酚、甲基橙在pH<3.1的酸性溶液中：

橙：溴水(或有機溶液中)、甲基橙在pH為3.1～4.5的酸性溶液中；

黃： S、 Na₂O₂、 AgBr、 AgI、 濃硝酸、 P₄、 FeS₂、工業鹽酸(Fe³⁺)、蛋白質加濃硝酸、鈉焰色；甲基橙在pH>4.5的溶液中；

綠： Fe²⁺(FeSO₄#8226;7H₂O)、 F₂、 Cl₂、 Cu₂(OH)₂CO₃、CuCl₂(濃)；

黑： FeS、 CuS、 Ag₂S、 PbS、 FeO、 Fe₃O₄、 Cu₂S、CuO、 MnO₂、碳；

藍： Cu²⁺(帶結晶水)、 Cu(OH)₂、 I₂與淀粉的混合物、紅色石蕊遇堿性氣體、石蕊在堿性溶液中；

紫： MnO^4-、 I₂(或有機溶液中)、 [Fe(C₆H₅O)₆]^3-、鉀的焰色、石蕊溶液；

白： Fe(OH)₂、CuSO₄(無水)、Na₂O、 Na₂SO₃、Al(OH)₃、 Mg(OH)₂、 AgCl、 BaSO₄、CaCO₃、 三溴苯酚、 MgCO₃；

棕： 固體FeCl₃、 CuCl₂、 碘水(酒精)。

當然，這樣的統計是比較粗略的，在同一種顏色的不同種物質中，還應該熟記該種物質的物態是固態還是液態或氣態。紅色物質中的(紅)P、Fe₂O₃、 Fe(OH)₃，紅的程度并不相同。特殊的反應條件，如特殊的反應溫度：高溫或水浴加熱、高壓反應，特殊的催化劑也是要特殊記憶的，畢竟，中學化學的內容比較少，涉及的特殊反應條件的并不多。

4 熟讀課本，認真清理，避免復習中出現的知識死角

通過以上的復雜程序，基本上能熟練掌握元素及其化合物的知識，但還要注意一些特殊的知識點，它們可能分布在不同的章節或中學各年級的教材中。我們曾命過這樣一道題：“A到L為常見物質或該物質的水溶液，且它們之間存在下圖轉變關系。

已知：A為生活必需品；E元素在地殼中豐度較高，其單質大量用于制造導線和制造合金；C是酸式鹽；H是普通干電池的重要成分；F是一種不溶于稀硝酸的白色沉淀；G的水溶液與少量的過氧化鈉反應也可以得到K。

回答下列問題：(1)A的晶體類型為：_______________，J在常溫下是____色的氣體；(2)寫出H、K的化學式，H_____，K______；(3)完成化學反應方程式：A+B→C+D；(4)寫出下列反應的離子方程式C+E→H₂+混合物：______；G+氨水→K+L：_____。”

該試題考查元素及其化合物知識的應用，學科內綜合較強。試題考查了主干知識中的鋁、氯和硫三種元素，把元素化合物知識與生產、生活緊密融合在一起，給出的信息多而廣，涉及生活必需品、干電池成分、地殼中各元素的含量及用途，這些都是考生必備的化學知識和常識，要求考生具備快速準確提取有效信息的能力。考生由題給信息：“酸式鹽與E反應生成H₂，E元素在地殼中豐度較高、大量用于制造導線和合金，且所得溶液中含有SO₄^2-”，就可得出C是硫酸氫鹽，E是金屬鋁。其次，鋁與氣體J點燃生成的產物能與氨水反應，而J是由干電池中的重要成分與D在加熱條件下反應生成的，且該反應的產物中有H₂O生成，所以J是Cl₂、H是MnO₂、D是HCl；結合A為生活必需品，進而推出A為NaCl，B為濃硫酸。

但檢測結果并不滿意，從抽樣看，平均分僅3.59分(全題14分)，難度0.26，零分率高達40.4%究其原因，一是所給信息與生活聯系緊密，這是許多教師和考生在教和學中的薄弱環節；二是題給信息較多，涉及面廣，思考容量大；三是實驗室中用氯化鈉固體和濃硫酸反應制氯化氫氣體的實驗在新教材中已刪除，這個化學方程式在近幾年來高考中都沒有出現過，因而師生都不注意，此點是師生復習中的一個盲點；四是考生對常見的重要元素化合物的特性和反應掌握不牢，致使該題無從下手，又耗費了大量時間。這說明考生對化學與生活和社會的聯系關注不夠，考生的分析、推理能力還比較弱。

以本題涉及的Al為例，考生可能對“鋁及其化合物的內容”是比較熟悉的，但對鋁的其它知識記憶不是很牢，以至于不能根據“E元素在地殼中豐度較高、大量用于制造導線和合金”推出E為鋁。在鋁的知識點中，有的分布在初中，如Al與O₂的反應，Al在地殼中的含量等等，有的分布在高一年級，如：Al與Cl₂、S等的反應，有的分布在高二年級中的不同章節，如：Al的惰性，與濃硫酸(硝酸)反應時發生鈍化在氮族元素中；有的分布在高三年級，如：Al的冶煉，要掌握電解過程中發生氧化還原反應、電極反應、電子轉換關系等。高二年級中“鋁及其化合物”的教學只是重點介紹了Al在周期表中的位置及其結構，Al、 Al₂O₃及Al(OH)₃的兩性，它們都能與酸、堿反應，能與多種金屬氧化物反應(鋁熱反應)，Al的用途及在地殼中豐度的排列，鋁鹽的凈水作用(水解平衡、膠體)等。所以，在高三復習時，僅僅看一下教材中“鋁及其化合物的內容”是遠不夠的，應該將它們系統歸納，按照考試大綱的要求進行梳理，否則，就會出現知識死角。

總之，要學好元素及其化合物知識的內容，就應該建立起元素化學的知識線，構建章與章、節與節、章與節的知識之間的網絡圖，掌握典型反應條件及特殊物質的顏色。只有這樣，才能突破元素化合物的學習。