淺談化學方程式教學的有效教學

當今學生學習負擔繁重，我們應該學會向課堂要高效，向學習方法上要高效，擺脫題海，啟發學生運用先進的思維方式、科學的解題步驟學習。

自然界如此神奇，必然存在著能夠令學生更快、更多、更好地掌握知識的方法，這個方法就是通過把握事物本質去掌握知識。世界上有一些偉大的科學家，一生中能在非常多的領域有造詣，是因為他們有無限充沛的精力，或是優于常人的智商嗎？事實上，他們只是把握住了方法。他們了解事物的本質，或者說他們了解自然規律，而且能按照科學步驟做事，再加上數十年如一日的堅持。何為自然規律？舉個例子：自然界百花齊放，物種繁多，從化學角度講，它們的組成會是怎樣呢？如石英的組成是SiO2，SiO2是由硅原子和氧原子構成，硅原子和氧原子又都是由質子、中子、電子構成。食鹽的主要成分是NaCl， NaCl，由Na+和Cl-構成，而Na+和Cl-又都由質子、中子、電子構成。所以，從這個角度講，世界上所有物質都是由質子、中子、電子構成，只不過因為數目與排列方式的不同，才會千變萬化。世界原是由簡單物質演變而來，這個演變過程中必有一定的規律。

書寫化學方程式也有它的科學步驟。一般是：判斷物質類別→確定物質性質→根據性質判斷反應類型→回憶此類型反應特點→完成方程式。下面就筆者在教學中的切身感受，分析幾例易錯方程式的掌握。

一、復分解反應中的相對強酸制弱酸

如：苯酚鈉+CO2+H2O→苯酚+NaHCO3，對這個方程式筆者是這樣處理的：先判斷苯酚鈉屬于鹽，CO2和H2O實為H2CO3屬于酸，酸性較強推知反應類型為復分解反應的相對強酸制弱酸。其反應特點是交換成分，最后完成方程式。在這個反應方程式中，生成的新鹽是NaHCO3，而不是Na2CO3，學生極易出錯。

課堂上筆者作如是處理：H2CO3作為二元酸，在溶液中分兩步電離，第一步：H2CO3≒H++HCO3-，第二步：HCO3-≒H++CO32-，其中第一步電離程度大于第二步。若把HCO3-當成一元酸的話，則酸性H2CO3>HCO3-。即酸性H2CO3>苯酚>HCO3-，當H2CO3第一步電離產生的H+與苯酚鈉作用生成苯酚時，生成的HCO3-的酸性已不夠強，故不能繼續與苯酚鈉反應制取苯酚。因此生成物不是Na2CO3而是NaHCO3，解釋的理由其實還是強酸能制弱酸，而弱酸不能制強酸。

與此相似，另一個強酸制弱酸的反應：2NaAlO2+CO2+3H2O=2Al（OH）3↓+Na2CO3。在此反應中生成的則是Na2CO3，因為酸性：H2CO3>HCO3->Al（OH）3。當然在CO2過量時，也會出現這樣的情況NaAlO2+CO2+2H2O=Al（OH）3↓+NaHCO3。生成NaHCO3，因為后續又發生反應Na2CO3+CO2+H2O=2NaHCO3。這個反應從形式上看是化合反應，但更應把它理解為相對強酸制弱酸：Na2CO3屬鹽，碳酸是酸，酸性H2CO3>HCO3-。

以上幾個方程式不盡相同，特別是在生成物到底是碳酸鈉還是碳酸氫鈉上更難判斷，但它們知識的落腳點幾乎一樣，都是相對強酸制弱酸，弱酸不能制強酸。但是在反應中CuSO4+H2S=CuS↓+H2SO4中，卻是以H2S這種弱酸制得硫酸這種強酸，像是一種反常的例子。正是這種例子的存在，會讓部分學生產生“化學反應反復無常，化學原理任憑老師一張嘴”的感覺，在相對強酸制弱酸這個前提下，能以弱制強，確實反常了。但如果變換角度，把硫酸和硫化氫的反應放在復分解反應這個背景下分析，則發現它滿足復分解反應發生的條件，生成了沉淀。也就是說這個反應是完全正常的。

“到什么山上唱什么歌。”同樣的事物，在不同的背景下分析會得到不同的結果。一些規律是在特定背景下才能成立的。因此應該教會學生能在不同背景下看問題，學會換角度看問題。通俗地說，就是要教會學生分析題目中的已知條件及所處背景，然后決定應用相應的知識點。老師在教會學生唱山歌的同時，還要讓他們知道該在什么地方唱。

二、兩物質間存在多個離子反應類型

這一類型的特點是：反應物量比不同時產物不同。如：碳酸氫鈣和氫氧化鈉的反應，這類方程式書寫的掌握一直是個難點，也極易成為高考中的失分點。對于這一類反應。應作如下處理，以碳酸氫鈣和氫氧化鈉的反應為例：

（1）先分析清楚共存在兩個離子反應：①HCO3-+OH-=CO32-+H2O ②Ca2++CO32-=CaCO3。

（2）搞清楚反應的先后順序：先HCO3-+OH-=CO32-+H2O后Ca2++CO32-=CaCO3↓。

（3）按不足的那個量來配比并分析產物：如少量碳酸氫鈣和足量氫氧化鈉反應，可設少量的碳酸氫鈣為1mol，因為少量會被反應完，所以可以確定出所需氫氧化鈉的量。1mol碳酸氫鈣中有2molHCO3-消耗2molOH-，即碳酸氫鈣和氫氧化鈉1∶2反應。在此基礎上再分析產物：2molHCO3-與2molOH-中和出2molH2O和2molCO32-，其中1molCO32-與1molCa2+生成1molCaCO3，其余結合成Na2CO3，最后完成方程式。

學生若掌握了這種分析方法，就等于掌握了如下的一大類反應方程式的書寫：Ca（HCO3）2和NaOH、Ca（OH）2和NaHCO3、Ca（OH）2和Ca（HCO3）2、Ba（OH）2和NaHCO3、Ba（HCO3）2和NaOH、Ba（OH）2和NaHCO3、Ba（OH）2和NaHSO4、Mg（HCO3）2和Ca（OH）2、Ca（OH）2和NaH2PO4、FeBr2和Cl2、FeI2和Cl2、FeI2和Br2。

迪卡爾在《方法論》中對于何謂方法，有一段這樣的描述：“按次序進行我的思考，從最簡單，最容易認識的對象開始，一點一點逐步上升，直到認識最復雜的對象，就連那些本來沒有先后關系的東西，也給它們設定一個次序。”由此可見，解決問題的順序，思維的順序非常重要。

三、既有氧化性又有還原性物質的氧化還原反應

如過氧化氫這一類物質，本身既有氧化性又有還原性。當它碰到強氧化劑時，失電子體現還原性；碰到強還原劑時，則得電子體現氧化性。如果它碰到的物質既無氧化性（或很弱），又無還原性（或很弱），則會發生自身電子的轉移，即體現氧化性又體現還原性。至于過氧化鈉和二氧化硫的反應，學生因受過氧化鈉和二氧化碳反應的影響，很容易以為產物為亞硫酸鈉和氧氣。但事實上因為二氧化硫具有強還原性，應該還發生了Na2O2+SO2=Na2SO4。在這一類的反應中，體現著自然界的兩種法則：其一，得失的守恒，在化學學科中就有很多，如電子守恒、電荷守恒、質量守恒、能量守恒；其二，競爭，過氧化氫的這種遇弱則強，遇強則弱，無對手則通過自身電子轉移達到穩定狀態的特點，很像自然界中各種群之間的弱肉強食。這是自然界一個亙古不變的規則，處于自然界中的萬事萬物自然得遵守。對這種自然規律的思考，讓筆者受益匪淺，使筆者在課堂上對學生的教學更注重從本質上加以把握，由此引導學生掌握更好的學習方法。

參考文獻：

[1]笛卡爾（法），王太慶譯.方法論[M].北京：商務印書館，2000.