殷志忠
摘要:“復分解反應進行條件”是初中化學的重要內容,也是難點之一,其掌握情況直接影響后續化學學科的學習興趣與學習質量。本文對“復分解反應進行條件”學習的困難作了成因分析,據此提出:在實際教學中應依據學情,合理設計學習進程,體現知識發展規律,減少學習障礙,為后續學習作好初步準備。
關鍵詞:初中化學教學;復分解反應;進行條件
文章編號:1005–6629(2015)7–0048–03 中圖分類號:G633.8 文獻標識碼:B
1 “復分解反應進行條件”是初中化學的重要內容
“復分解反應進行條件”概括了酸、堿、鹽以及氧化物相互反應發生的規律,在了解這些物質的基本化學性質的前提下,掌握它們之間發生反應的規律,不但有利于化學反應知識條理化,促進理解,減輕記憶負擔,能使初中階段學習的許多化學反應“有所歸屬”,而且可以大體上預測酸、堿、鹽以及氧化物相互之間能夠發生哪些反應,增加有關的探究活動中假設的理性,也是進一步學習高中化學的重要基礎,因而歷來是初中化學的重要內容。
也許有人會質疑:既然它很重要,為什么課程標準沒有作明確規定,課本上沒有專門章節?確實,新課程標準沒有相應的專門條目,但是一些條目是有所涉及的。例如,在內容標準的“四、物質的化學變化”中規定了“初步認識常見的……復分解反應,能用于解釋日常生活中的一些化學現象”、“知道利用化學變化可以獲得新物質”等內容。各種版本的教科書雖然有點“遮遮掩掩”,多數還是或明或暗地寫進了有關內容。例如,科學版九年級化學(下冊)(江琳才主編,錢揚義副主編)就明確寫出“復分解反應發生的條件是:生成物中有沉淀(難溶物)、氣體、水等;否則不能發生復分解反應”[1];湘教版化學九年級(下冊)(沈怡文,陳德余主編,呂琳副主編)也明確寫出“復分解反應必須在一定的條件下才可能發生,如有沉淀析出,或有氣體放出,或有水生成等”[2];人教版九年級化學(下冊)(胡美玲主編,何少華、王晶副主編)要求學生“分析、歸納上述幾個酸、堿、鹽之間的復分解反應,它們的生成物有什么特點?”,隨后明確寫出“酸、堿、鹽之間并不是都能發生復分解反應的。只有當兩種化合物互相交換成分,生成物中有沉淀或有氣體或有水生成時,復分解反應才可以發生”[3];上教版九年級化學(下冊)(中學化學國家課程標準研制組編)則在第7章“整理與歸納”中要求學生“從物質分類的角度列表說明……氧化物、酸、堿、鹽之間的關系,并分別列舉幾種利用各類物質相互轉化關系的應用實例”[4];上教版化學九年級第二學期(試驗本)(姚子鵬主編,陳基福,洪東府副主編)在單元6的“小結與思考”中要求學生“舉例分析復分解反應需要一定條件才能發生”[5]……
一線教師在實際教學中,往往作為專門課題或者重點復習內容,并且至少占用1課時,因為他們知道:疏忽了這個內容是很難讓學生真正了解復分解反應,很難通過最后的“關口”的。
總之,“復分解反應進行條件”是初中化學的重要內容,要充分重視并且努力搞好它的教學。
2 “復分解反應進行條件”的學習困難探究
“復分解反應進行條件”雖然很重要,卻常常成為學習的難點。早在上世紀80年代,就曾有人總結它跟化學用語、化學計算一起,是初中化學的“三大分化點”之一。
學習“復分解反應進行條件”的難點在哪里?一些學生說:我不知道哪些(化合物之間)能反應、哪些不能反應;一些學生說:我不知道它們反應生成什么;還有學生說:我不知道它們為什么要交換成分、怎樣交換成分、交換哪些成分……
筆者分別讓一些學困生和學優生完成下列內容的測試題:
①關于復分解反應進行條件的測試題;
②寫出由酸、堿生成對應氧化物的化學反應方程式;
③分別確定一些氧化物能不能跟酸或堿反應;
④分別寫出由酸、堿生成對應鹽的化學反應方程式;
⑤分別寫出氧化物、酸、堿、鹽的化學性質;
⑥用具體的化學反應方程式為例分別說明氧化物、酸、堿、鹽的化學性質。
由圖可見,關于復分解反應進行條件(題①)的測試得分跟另5項內容(題②~⑥)的測試得分都有較明顯的相關性(散點基本上圍繞一條斜線分布)。
為什么“復分解反應進行條件”會成為學習難點?根據測查結果,主要有下列可能的原因:
(1)對各類物質的化學性質和衍變規律掌握得不好,這是最基本的原因;
(2)對具體的化學反應接觸得較少,而掌握規律是需要以足夠事實為基礎的;
(3)有一些學生不能熟練和正確地寫出化學反應方程式;
(4)“交換成分”是有很強的二元論色彩的。所謂二元論是大約二百年前由戴維、柏爾采留斯等人提出的,后來被更合理、更先進的電化學說、電離理論等取代[6],初中學生不具備這些認識,這里發生了認知跳躍,當然是很難理解的。理解和正確地把握“交換成分”很可能是許多初中學生理解和掌握“復分解反應進行條件”的關鍵所在。
實踐表明,學生不掌握好酸和堿跟對應的氧化物、對應的鹽在組成(元素)和性質方面的聯系,不掌握好各類物質的化學性質,沒有掌握“交換成分”,以及掌握、熟悉的有關反應太少,不能順利地寫出化學方程式等等,都難以掌握好復分解反應的進行條件。
3 合理設計學習進程,體現知識發展規律
世界是復雜的,而人們總是力圖對復雜的世界作出簡單的概括,人們對世界的認識也總是在復雜-簡單-復雜……的矛盾運動中逐步深化,在化學認知中這種現象是很典型和多樣的,對“復分解反應進行條件”的認識正是如此。
在我國,曾經把復分解反應Double Decomposition譯為“雙分解反應”,意為“兩種化合物各自分解互換其分子中之一部分,另生成兩種化合物”。實際上,這類反應比分解反應更為復雜,所以后來改稱為“復分解反應”,“復雜”之意不言而喻。
對于復分解反應,在總結了生成沉淀、氣體或者水是其發生的條件后,會發現一些例外情況。例如,向(NH4)2SO4溶液中滴入NaOH溶液,會聞到NH3的特殊臭味,表明發生了化學反應,這是一個復分解反應,可是并沒有沉淀、氣體和水生成;把CO2通入CaCl2溶液時,二氧化碳可以跟水反應生成碳酸,按“理”說,H2CO3會與CaCl2交換成分,生成CaCO3沉淀,可是事實并非如此,而且類似的例子不少,例如H2S跟NaCl溶液也不能交換成分發生復分解反應生成HCl而使溶液酸性變強;若總結出“不能由弱酸制備強酸”、“不能由弱堿制備強堿”規律,H2S通入CuSO4溶液卻可以產生黑色沉淀CuS和硫酸H2SO4,Ca(OH)2卻可以與Na2CO3發生復分解反應生成NaOH,與上述規律矛盾!對規律之外的特殊情況,學生會感到困惑,加大他們學習“復分解反應進行條件”的困難。而且,這些困惑和困難還會影響他們的后續學習。
筆者認為,要解決這些問題,循序漸進,合理設計學習進程,體現知識發展規律十分重要。“復分解反應進行條件”的合理學習進程應該是引導學生:
(1)形成熟練和正確地寫出化學反應方程式的技能;
(2)弄清常見的酸、堿跟對應氧化物的衍變關系及化學反應方程式;
(3)掌握酸性氧化物與堿性氧化物概念,掌握它們的化學性質,能夠熟練寫出有關的化學反應方程式;
(4)掌握酸、堿跟對應鹽的衍變關系及化學反應方程式;
(5)掌握酸、堿、鹽的化學性質,能夠熟練寫出有關的化學反應方程式;
(6)強化大多數酸根、氫氧根都是“原子團”,能夠“像一個原子一樣”參加反應而不拆開等認識,熟悉常見酸、堿、鹽在“交換成分”時是怎樣拆分的;
(7)在初步掌握好復分解反應進行條件的基礎上達到順利地寫出“正常”的復分解反應化學方程式的水平。
上述諸點應該是初中階段的基本要求,必須努力達到。對于學有余力的學生,可以在初中化學的范圍和后期內向他們初步介紹一些例外情況和補充規律(例如“不能由弱酸制備強酸”、“不能由弱堿制備強堿”等),使他們初步建立“規律常有例外,深入研究例外常可以推動認識發展”的觀念。討論例外情況時可以大致就生成沉淀、氣體和水3種情況分別展開,有序地進行,為后續學習作一些初步準備,注意避免提前進入高中內容學習。
參考文獻:
[1]江琳才主編,錢揚義副主編.義務教育課程標準實驗教科書·化學(九年級下冊)[M].北京:科學出版社,2004:232.
[2]北京市仁愛教育研究所編著.義務教育課程標準實驗教科書·化學(九年級下冊)[M].長沙:湖南教育出版社,2004:44~45.
[3]課程教材研究所化學課程教材研究開發中心編著.義務教育課程標準實驗教科書·化學(九年級下冊)[M].北京:人民教育出版社,2001:74.
[4]中學化學國家課程標準研制組編.義務教育課程標準實驗教科書·化學(九年級下冊)[M].上海:上海教育出版社,2002:205.
[5]姚子鵬主編,陳基福,洪東府副主編.九年義務教育課本化學九年級第二學期(試驗本)[M].上海:上海教育出版社,2003:67.
[6][英] J. R.帕廷頓著.胡作玄譯.化學簡史[M].桂林:廣西師范大學出版社,2003.