問題的開放·知識的整合·能力的培養
——以“物質間三角轉化”問題的設置及解決為例

惠大超

問題的開放·知識的整合·能力的培養
——以“物質間三角轉化”問題的設置及解決為例

惠大超

（豐縣民族中學江蘇豐縣221700）

“物質間三角轉化”關系試題以考查知識的綜合性、開放性為特點，是學生的學習難點，為突破難點以例題為支架，探尋該類試題的解決策略，提高學生解決該類問題的能力。

開放性試題；知識整合；解決策略

元素化合物知識是學習化學概念及原理的重要基石，也是考查的重點，而針對元素化合物知識的考查常注重其知識的基礎性、探究性與綜合性，該類考查題中常見以物質間轉化為載體，尤其是“三角轉化”為重點，綜合呈現各物質間的相互聯系，考查對相關基礎知識的掌握程度。該類試題的設置難度并不大，但因其對元素及其化合物等知識考查的綜合性且問題具有開放性，造成部分學生對該題的解決出現問題，為探究該類問題的解決策略，下面以題例簡析之。

一、“物質間三角轉化”試題的設置分析

例1（2013·江蘇卷，6）甲、乙、丙、丁四種物質中，甲、乙、丙均含有相同的某種元素，它們之間具有如下轉化關系：甲。下列有關物質的推斷不正確的是（）

A．若甲為焦炭，則丁可能是O2

B．若甲為SO2，則丁可能是氨水

C．若甲為Fe，則丁可能是鹽酸

D．若甲為NaOH溶液，則丁可能是CO2

解析：試題以物質間的轉化為載體綜合考查元素及其化合物間的轉化關系。問題的解決需將甲、乙、丙間轉化關系分解為兩條線：一是“甲→乙→丙”，二是“丙+甲→乙”。選項A考查物質的連續氧化反應，即一般情況下乙和丙都是氧化物，整理歸納符合“甲→乙→丙”關系的甲常見有：C、S、N2、NH3、H2S、CH4、Na等，拓展有：烴（C2H6→CO→CO2）、醇（CH3CH2OH→CH3CHO→CH3COOH）等，再結合“丙+甲→乙”條件得出滿足整體轉化關系的甲常見：C、Na、H2S等；選項B中若甲為SO2，則丁是氨水時的轉化關系：SO2→NH4HSO3?（NH4）2SO3，同理甲可為二元弱酸或對應氧化物，如：H2SO3、CO2、H2S等；選項C中涉及Fe與鹽酸反應只能生成FeCl2，不能實現題意中的轉化，故C項不正確，若丁是硝酸，則可實現轉化：Fe→Fe（NO3）2?Fe（NO3）3，若甲為Cl2、丁為Fe，則可實現轉化：Cl2→FeCl2?FeCl3；選項D考查涉及NaOH溶液的反應，丁是CO2，轉化關系有NaOH→Na2CO3?NaHCO3，類似丁有SO2、H2S等。試題得出答案并不難，但問題涉及的元素化合物知識點卻具有綜合性，解決時要整合元素化合物相關基礎知識，理清思路，進而解決問題。

例2（2009·江蘇卷，3）下表所列各組物質中，物質之間通過一步反應就能實現如圖所示轉化的是（）

物質選項a c A b A l A l C l3A l ( O H )3B H N O3N O N O2C S i S i O2H2S i O3D C H2= C H2C H3C H2O H C H3C H O

解析：問題解決的突破口是a、b、c物質之間“通過一步反應”實現轉化，因此分析選項中各組物質按照箭頭方向能否一步轉化即可，如A中Al（OH）3→Al、C中H2SiO3→Si、D中CH3CHO→CH2=CH2均不能一步完成；B符合題意，發生的反應有：a→b：3Cu+ 8HNO3（稀）=3Cu（NO3）2+2NO↑+4H2O、c→a：3NO2+ H2O=2HNO3+NO、b→c：2NO+O2=2NO2、c→b：3NO2+H2O=2HNO3+NO。該題的解決同樣依據于元素化合物的相關基礎知識，能較熟練書寫常見的化學方程式等。

例3甲、乙、丙、丁四種物質，甲、乙、丙含同一種元素。下列各組物質可按下圖轉化的是（）

A．①②B．②③C．①④D．③④

解析：試題的解決思路同例1，需將轉化關系分解成兩條線，即：甲→乙→丙與甲→丙，而該題設置的是甲即可連續轉化至丙，又可一步轉化為丙，同時要注意另一反應物丁的存在及“甲、乙、丙含同一種元素”信息。從考查選項分析試題考查甲單質能被連續氧化反應，如C→CO2、Fe→Fe（NO3）3能發生，而N→NO2、S→SO3則不能一步發生，故答案明顯為C。拓展符合以上甲、乙、丙物質轉化關系有：NaOH→Na2CO3→NaHCO3、CO2→NaHCO3→Na2CO3、SO2→NaHSO3→Na2SO3等。

例4右圖所示的甲、乙、丙三種物質均含有相同的某種元素，箭頭表示物質間的轉化一步就能實現，則甲可能是：①Fe；②HNO3；③Na；④C（）

A．①②③B．②③④

C．①②④D．①②③④

解析：試題答案為D。與以上例題所不同的是該題只要求判斷轉化關系中甲的可能物質，但轉化關系中的兩條線為：甲→乙→丙與甲→丙→乙，問題解決需要求學生對常見物質的對應轉化關系熟悉，因此，解決該題之前，可將元素及其化合物間常見的三角轉化關系整理歸納如下：

結合以上元素及其化合物間常見的三角關系該題可迎刃而解，但學生解題時不可能對以上關系作系統的分析，因此在平時的學習或復習中我們要注重對基礎知識的落實和整理歸納。

二、問題與思考

物質間“三角轉化”試題的設置是以物質間轉化關系為載體，重在考查學生對知識的落實、鞏固，及綜合運用知識解決問題的能力，因此教學中要以該類試題為載體促進學生對化學基礎知識的落實、培養學生對知識的整合能力及試題情境中信息的提取和應用技巧，訓練學生思維的全面性和縝密性，提高學生解決綜合問題的能力。

1．注重知識的整合建網

元素化合物知識多而繁，而有效學習元素化合物的方法即是注重對相關知識的整合，凸現知識的系統性、條理性，明確學習的思路，落實基礎知識，如由CO2→C的轉化是常考點，也是學習的重點，但學生對基礎知識的整合較差，造成解題出現錯誤。落實鞏固相關知識的有效途徑之一就是整合建網，如學習了硫及其化合物的知識后，要求學生針對所學的主干知識進行建構“硫及其化合物”間的轉化網絡關系圖，學生在建網過程中，注重了對物質間轉化關系的探索、思路的分析，是對知識運用的綜合提升，當然注重學生對知識建網過程中的方法指導是提高學生學習效率的因素。物質的多樣性決定了知識建網的多樣性，但針對高中學習內容，就是理清知識的主線，如在學生構建“硫及其化合物”轉化關系網后，重點對以下幾點進行評價，如以硫元素的化合價為主線、代表性物質S、SO2、H2SO4間的轉化及反應方程式落實等。

2．學生綜合解題能力的培養

靈活運用基礎知識即是能力。物質間轉化關系問題的解決，要依據于基礎知識進行整合，但同時要注重對試題信息的分析，因此提高審題能力，也是解決問題的關鍵因素，如在以上例題中均出現了“含相同的元素、一步反應”等信息，解題中若不注意這些信息，就會造成解題答案的偏差。

學生解決問題能力的培養，不是與生俱來的，而是在一定情境下通過反復練習加以提升，“三角轉化”問題的解決，同樣需要典例引領、綜合訓練，以尋求解決問題的最優方法。

開放性試題的設置正是對學生能力考查的一種有效形式，而開放性試題考查知識的綜合性及答案的不唯一性造成解題的難度，這就要求學生能結合問題及問題設置的情境，整合相關基礎知識，通過分析、推理、判斷得出相關結論或答案，落實對學生化學科學素養和學科能力的考查，以提高學生整合化學基礎知識、分析解決綜合問題的能力，促進學生全面發展。

［1］陳益．新課程背景下高中化學習題編制原則初探［J］．中學化學教學參考，2009，（6）

［2］朱圣輝．新課程理念指導下的高考復習題命制原則和策略［J］．中學化學教學參考，2009，（8）

［3］江蘇省教育考試院．2014年普通高等學校招生全國統一考試（江蘇卷）說明［S］．南京：江蘇教育出版社，2013

1008-0546（2015）09-0029-02

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10.3969/j．issn．1008－0546．2015．09．009