由一框圖看知識遷移在化學化工實驗中的應用

田勤奮，莊建東

（福建農林大學材料工程學院，福建福州350002）

由一框圖看知識遷移在化學化工實驗中的應用

田勤奮，莊建東

（福建農林大學材料工程學院，福建福州350002）

遷移是一種學習對另一種學習的影響，這種影響有積極的，叫正遷移；有消極的，叫負遷移。當然，我們需要積極的遷移，防止或避免消極的遷移。基于此，舉例證明正遷移的應用。

遷移；反應方程；作用

前言

化學實驗在化學教學中占有重要的地位，科學合理的實驗教學可以培養學生的觀察能力， 知識遷移能力，創新思維能力，是培養學生科研能力的必要途徑。

1 實圖例

圖1所示圖例作為框圖推斷并不鮮見，但由此進行知識的遷移，就能把化學化工的很多知識有機聯系起來，也能把很多知識點有效開發出來［1，2］。當然，這些開發并不是無病呻吟，不是為做題而做題，而是有實際意義的。

圖1 框圖推斷

2 原設計思路

比較鹵素單質氧化性的強弱，如圖1中A、D、 E是鹵素單質［3］，以上全為水溶液中的置換反應，則A、D、E的氧化性由強到弱的順序是什么。一定條件下，E和D按物質的量之比為5∶1在水中恰好反應。

圖1涉及的反應有3個：①涉及的反應是由A 制D；②涉及的反應是由E制D；③涉及的反應是由E制A。說明的問題是A比D強，E比D強，E比A強。從而推理，E強于A強于D。具體到本文的氧化性，由①可看出A比D強，由②可看出E比D強，由③可看出E比A強，所以E＞A＞D，如果對號入座，那么E是Cl2，A是Br2，B是I2，反應方程式是

2.1 遷移一：比較金屬單質還原性強弱

如A、D、E是金屬單質，以上全為水溶液中的置換反應，那么金屬單質的活潑性或還原性順序也應為E＞A＞D［3］。如以上B、F、G的溶液全為硝酸鹽，那么E可制A，A可制D，E當然可制D。具體E可為Zn，A可為Fe或Cu，D為Cu或Ag。

2.2 遷移二：比較酸性順序

①如以上反應都在水溶液中進行，3%～5% 的A溶液是食品調味劑的主要成分，E與AgNO3反應產生白色沉淀，D的溶液與FeCl3相遇顯紫色，則酸性順序肯定是E＞A＞D。具體E是HCl，A是CH3COOH，D是Al（OH）3。B、G、F為相對應的鹽溶液。②把上例中D還可換為H2SiO3，從而比較酸性HCl＞CH3COOH＞H2SiO3。B、G、F仍為相對應的鹽溶液。③如E是造成胃酸過多的物質，A、D是常用的治療胃酸過多的物質，寫出①②③的離子方程式。

解析：導致胃酸過多的物質是鹽酸，通常治療胃酸過多的物質是NaHCO3和Al（OH）3。根據由強制弱的順序，E是鹽酸，A是NaHCO3溶液，D 是Al（OH）3。這三種物質在水中的pH由大到小是Al（OH）3＞NaHCO3＞HCl。B是偏鋁酸鹽，F是鹽酸鹽，G是碳酸鹽。所以對應的離子方程式：

本例設計得特別好，既和生活密切相關，又體現了巧合，因為有了巧合，就有了尖銳的矛盾沖突，就有了戲劇性。另外，①離子方程式很難寫，其是復分解反應，不是雙水解反應。這個方程式還可以說明酸性HCO＞＞Al（OH），還能說明233和不共存。在考試中有很強的針對性。

2.3 遷移三：比較堿性順序（溶液中進行）

（1）如E是離子化合物，其陽離子、陰離子各含有10個電子。D是白色沉淀，不溶于水，25℃ 0.1mol/ L的A的水溶液pH約為11。問D是什么物質？如何區別？

解析：堿性強弱肯定是E＞A＞D。E是強堿，其陰陽離子各有10個電子，是NaOH；A是弱堿，其電離常數約為1×10-5，因此是NH3·H2O，D可能是Mg（OH）2或Al（OH）3。區別方法：給白色沉淀上滴過量NaOH，如沉淀消失為Al（OH）3，如不消失為Mg（OH）2。本例也很實用。

（2）如把D換為藍色沉淀，寫出給B的溶液中加入過量A的離子方程。

解析：藍色沉淀應為Cu（OH）2。說明堿性NaOH＞NH3·H2O＞Cu（OH）2。

（3）如把D換為黑色沉淀，同樣的道理則是制銀氨溶液。

（4）如把D換為紅褐色沉淀，則D是Fe（OH）3。

2.4 遷移四：比較難溶電解質的溶解度或溶度積Ksp大小

在化學上一般情況下發生的反應是：強酸制弱酸，強堿制弱堿，強氧化劑制弱氧化劑，強還原劑制弱還原劑，溶解度大的制溶解度小的，Ksp大的制Ksp小的。

（1）B、G、F都是稀的鈉鹽溶液，A、D、E可能是AgCl、AgBr、AgI懸濁液，問具體A是什么，D是什么，E是什么。寫出①②③的離子方程式。

解析：根據上面總結的強弱規律，E應是溶度積大的AgCl，A是AgBr，D是溶度積最小的AgI。B、F、G都是對應的鹵素鹽溶液。

（2）已知B是藍色溶液，A、D均為黑色沉淀。A和D都分別是簡單的二元化合物，都含有相同的陰離子，其陰離子與非氧化性酸反應放出臭雞蛋味的氣體。A和D中的金屬元素的單質是生活中最常見金屬。寫出①②③的離子方程式。

解析：藍色溶液B應是CuSO4，臭雞蛋味氣體應是H2S，生活中最常見的金屬單質有Fe、Al、Cu。而FeS、CuS是二元化合物，Al2S3在水溶液中不存在。因此，根據由強制弱，由大制小的原則，A應是FeS，D應是CuS，E可以是硫化鈉，F是硫酸鈉，G是硫酸亞鐵。

在這里要強調：FeS可與稀H2SO4反應制H2S氣體，而CuS則不與稀H2SO4反應，原因是CuS的Ksp太小，在稀H2SO4不溶解。

2.5 遷移五

一些巧合的考試中最常見的氧化還原反應：如B是離子化合物，含非極性共價鍵，A、E、D參與光合作用

解析：參與光合作用的物質有CO2、H2O、O2、C6H12O6。離子化合物含非極性共價鍵，最有名的是Na2O2。

2.6 遷移六：化工生產，冶煉金屬單質

（1）如B是共價化合物，其沸點比結構相似的同類化合物高很多，G是黑色具有磁性的化合物，E為可燃性氣體。以上反應均需高溫。

解析：B顯然是水，由于氫鍵，其沸點比H2S、H2Se高許多，G是Fe3O4，E為可燃性氣體，可考慮H2、CO。

（2）如E、B都是黑色固體，E、D都是單質，D為紅色，以上反應均需高溫。

解析：E是黑色固體單質，是碳；D為紅色固體單質，可為Cu；常見的黑色固體有CuO、MnO2、C、Fe3O4、FeS，因此B是CuO。

2.7 遷移七：化工生產，工業上腐蝕電路板的反應

如B為工業上腐蝕電路板的液體，A、E均為金屬單質，在周期表中位置相鄰，且原子序數E＞A，以上反應都在溶液中進行［5］。

解析：腐蝕電路板的核心反應為：Cu+2FeCl3=CuCl2+2FeCl2，那么A為Cu，E為Zn，它們在周期表中相鄰。

3 結論

上述圖例涉及反應眾多，應用廣泛，可比較酸性強弱、堿性強弱、氧化性還原性強弱、溶解度溶度積大小，是化學化工上經常比較的對象，核心是由強制弱、由大制小。實際學習應用中要注意聯系，進行總結，方能舉一反三，融會貫通。

[1]徐芬.淺談在化學教學中如何培養學生的學習遷移能力[J].新課程學習:基礎教育,2010,5(12):167.

[2]李京蘭,通訊員,毛會彬.化學，注重知識遷移能力[N].煙臺日報,2014-06-14.

[3]戴寧.淺談金屬單質的氧化性[J].四川教育學院學報,2010,26(5):110-111.

[4]江秀英.金屬元素及其化合物專題復習[J].試題與研究:高中文科綜合,2008(5):24-30.

[5]周榮明,陳明偉,印仁和,等.金屬納米微粒導電墨水的研究進展[J].電鍍與精飾,2009,31(3):16-21.

The Application of Transfer from a Diagram in the Chemical Experiment

Tian Qin-fen, Zhuang Jian-dong
(College of Materials Engineering, Fujian Agriculture and Forestry University, Fujian Fuzhou 350002)

Transfer is one kind of study to another kind of study influence, this kind of influence has the positive, which is called the positive movement; and it also has the negative, which is called the negative migration. Of course, we need positive migration to prevent or avoid negative transfer. Based on this, an example was given to demonstrate the application of positive migration.

Transfer; Reaction; Equation

Q93-3

A

2096-0387（2016）04-0053-03

由國家自然科學基金青年基金項目支持（項目編號21303244）。

田勤奮（1986-），女，陜西寶雞人，碩士，實驗師，研究方向：實驗教學及實驗室管理。

莊建東（1984-）男，福建福州人，博士，副教授，研究方向：功能材料。。