黃澎清

摘要:分析“離子反應”教學目標和教學重點、難點,比較多種教學過程,尋找“離子反應”教學合適的教學方案,為學生打開微觀思維奠定良好的基礎。
關鍵詞:離子反應;反應實質;“宏觀——微觀”;對比實驗
中圖分類號:G633.8文獻標識碼:A ? ? 文章編號:1992-7711(2016)03-066-2
“離子反應”是蘇教版必修1專題2第二單元的內容,在此課時前學生學習了酸堿鹽的分類,了解了電解質電離的過程,進行了溶液中簡單離子濃度的計算,以及常見離子例如SO42-、Cl-、NH4+的檢驗。通過鹵素元素及金屬鈉的學習進一步接觸了大量溶液中的化學反應。這些素材為“離子反應”的教學奠定了良好的基礎。
一、離子反應的重要性
“離子反應”的教學貫穿在整個高中化學教學中,集中體現在蘇教版化學1及選修化學反應原理中。分為1.引入:必修1專題1第二單元物質的分散系,通過溶液的導電性討論引出電離、電解質、非電解質的概念,為離子反應鋪墊。2.展開:必修1專題2第二單元離子反應,進一步在溶液導電性強弱的討論分析基礎上深層次地探討溶液中物質的存在形式,全面闡述了溶液中反應的實質。3.應用:利用鋁、鐵、硫、氮的學習滲透離子反應方程式等“離子反應”相關知識,并用其原理解釋相關問題。4.深化發展:蘇教版選修化學反應原理專題3溶液中的離子反應是對必修教材離子反應學習的深化,從更高要求上利用“離子反應”解釋,解決一些實際問題。例如弱電解質的電離平衡,溶液的酸堿性、鹽類的水解、難溶電解質的沉淀平衡等。
從培養學生思維角度來看,“離子反應”是電離理論的核心,能比較全面地體現“微粒觀”思維,是化學教學中引導學生從微觀角度解釋溶液中反應本質的重要載體,也是培養學生從微觀思維來解釋化學學科特點的重要平臺。
從江蘇高考中“離子反應”相關知識的考查角度來看,也比較多樣化,占的分值也較高,包括:離子共存、離子反應方程式判斷正誤、離子濃度大小的比較、離子方程式的書寫、離子的檢驗等。
二、教學過程的展開
離子反應分析則為本節課的重點,也有認為是難點,所以教師在這個環節上設計得較多。經歸納整理,總結如下:
(一)“宏觀——微觀”
1.傳統說教式教學法
通過書寫一些電解質電離的方程式,反映出一些物質在水溶液中是以離子形式存在的。例如NaCl=Na++Cl-,AgNO3=Ag++NO-3。提問將NaCl溶液逐漸加入AgNO3溶液中。學生根據前面離子檢驗的知識了解到AgCl沉淀的產生,從而幫助學生書寫Ag++Cl-=AgCl↓的離子方程式。繼續可以類似書寫一系列如Ba2++SO2-4=BaSO4↓,2H++CO2-3=H2O+CO2↑等學生有知識基礎的離子反應,從而反映出離子反應進行的條件是使體系中離子濃度發生減小,而沉淀、氣體、水等弱電解質的產生必然使溶液中離子濃度發生減少。聯系復分解反應條件進一步加強認識。
2.對比實驗法
(1)單一實驗前后現象對比
在燒杯中加入100ml 0.1mol/l的Ba(OH)2溶液,滴加2~3滴酚酞在溶液中插入外接有電源的兩電極,閉合開關,觀察燈泡情況。向此溶液中滴加稀H2SO4溶液,用磁力攪拌器攪拌,觀察實驗現象,并繪制燈泡強弱圖表及溶液中離子濃度的圖表,并觀察酚酞的變色情況。
通過實驗中現象及比較繪制的圖表,學生不難發現離子濃度與導電強弱的聯系,綜合分析可以得出離子之間發生了反應,并引導書寫離子反應方程式。
(2)多組實驗現象的對比
分別通過學生實驗觀察體會到氣體、沉淀、水產時離子濃度減小,離子反應發生,并通過同組實驗中相同物質與不同物質反應體會到離子反應發生在一類反應中,自主構建離子反應方程式。
實驗體會后教師組織追問:①化學反應方程式和離子反應方
程式哪個更能準確反映溶液中發生的反應;②分析離子反應發生的條件;③總結書寫離子反應方程式的經驗。經過這些問題的提出,建立離子反應的概念,加深對離子反應的理解,鞏固離子反應方程式的書寫。
(二)直接觀察法——利用數字傳感器觀察導電性
介紹電導率的定義及電導率與離子濃度的關系,展示個別電解質溶液的電導率圖,例25ml 0.05mol/l的CuSO4溶液,分析該溶液中主要離子:Cu2+、SO2-4,再加入蒸餾水25ml,測電導率,比較前后兩張電導率圖,體會電導率與離子濃度的關系。
另取25ml 0.05mol/l CuSO4溶液滴加0.1mol/l NaOH 25ml后測電導率。組織比較電導率圖,分析原因,總結原理。組織書寫離子反應方程式。
總結以上教學方法,傳統說教式主要依靠學生回憶已有的知識經驗,加入對強弱電解質溶液的理解,通過邏輯推理,來完成離子反應概念的建構。思維強度高,理論性強,前后知識聯系多,直觀經驗少,對于基礎薄弱的學生來講難以在短時間內進行離子反應方程式的書寫練習。對比實驗法,利用實驗較為直觀地展示了溶液中由于氣體、沉淀、水的產生造成離子濃度前后的變化,從而引發對離子反應的探討。其中單一實驗前后現象對比法一般采用演示實驗,教師把握實驗的進程,利于學生觀察到各階段的現象,利于教學環節的順利展開,但可能學生參與性會有所影響。多組實驗現象對比法多安排學生實驗,學生通過自主動手,分析完成離子反應的學習,印象深刻,但由于實驗較多,學生實驗水平參差不齊,課堂時間的安排往往捉襟見肘,使得教師在追問這個升華學生認識水平的環節上時間不夠充足,難以將學生的認識系統化。而對比實驗法總的來說關注的更多的仍然是對宏觀現象的解釋,而利用數字傳感器觀察導電性可以用數字化的方式直接觀察到離子之間的反應,直觀地展示了微觀世界,對學生微觀思維的培養液很有幫助,但此法要引入電導率的概念,加重了學生學習負擔,實驗儀器也不是高中實驗室常備儀器,該法要在中學普及難度較大。
三、結論
離子反應的教學是逐步滲透的教學過程,是要求達到學生能從微觀角度來分析溶液的組成,溶液中微粒反應的教學。重復、大量的“寫、拆、刪、查”訓練,“書寫全攻略”的反復過度強調容易使學生忘記思考離子反應的本質,從而呆板得記住應試題目的解決方法,將學生的能力水平停留在對知識的記憶層面,從而忽視了學生能力水平的發展。不利于學生較好地認識諸如鹽類的水解、水的電離平衡等較高層次能力要求的內容,為以后的教學埋下隱患。蘇教版化學1主題2的離子反應的學習還是要圍繞離子反應概念的形成來展開,拓寬學生認識事物的視野,打開微觀世界認識的大門,再通過化學方程式、離子方程式升華思維的高度,認識反應的本質。在今后的學習中,再通過元素化合物、一些溶液中的平衡理論強化離子反應的概念,豐富加深對知識的理解,最終達到對離子的性質有全面、深刻的認識。
[參考文獻]
[1]王延廣.發揮實驗教學功能 探求離子方程式意義[J].中學化學,2013(10).
[2]龐玉璽.對于“離子反應”教學的一點思考[J].中學化學,2013(05).
[3]陳斐.對離子反應教學的再思考[J].學科教育,2009(08).