轉化“前概念”正確書寫離子方程式

陸國軍

離子方程式的書寫是高中化學教學中重要內容，一直受到高考命題專家的青睞，幾乎是每年高考的必考內容，在平時的教學實踐中經常發現，學生感覺化學離子方程式比較難寫，出錯率較高，筆者經過實踐探索與分析后發現，在學生頭腦中錯誤前概念的負遷移導致錯誤頻出的緣故，本文結合教學實例來探討下，有效、靈活的轉化前概念的影響與干擾，能夠快速、準確的書寫高中化學離子方程式。

一、注重全面認識，實現價值學習

例1寫出Al與NaOH溶液反應的離子方程式。

錯解Al+2OH-AlO-2+H2↑

分析在中學化學中，鋁是能與堿溶液反應的為數不多的金屬之一，反應生成物AlO-2也不多見，上述錯解呈現的離子方程式原子是守恒的，但是電荷卻不守恒；在溶液參與的化學反應中，學生容易存在的前概念為“溶液參與的反應是溶質進行反應”，這種前概念導致學生在寫離子方程式時容易出現“漏水”現象。

轉化片面的思維方式是出現錯誤的主要因素；死記硬背、機械訓練并不能從根本上解決問題，全面認識溶液中的化學反應是準確處理問題和實現價值學習的重要保障，在溶液反應中，存在三種情況：溶質參與反應（NaOH與HCl）、溶劑參與反應（Na與NaCl溶液）、溶質和溶劑均參與反應（Al與NaOH溶液）。本題中可認為，Al先與水反應生成氫氧化鋁后再與NaOH進行反應即

2Al+6H2O2Al（OH）3+3H2↑

Al（OH）3+OH-AlO-2+2H2O

合并后的離子方程式為

2Al+2H2O+2OH-2AlO-2+3H2↑

二、把握反應實質，突破思維障礙

例2寫出Na與稀H2SO4反應的離子方程式。

錯解2Na+2H2O2Na++OH-+H2↑

分析Na與水的反應，對學生而言應該是十分熟悉且印象深刻，在處理單質Na與CuSO4溶液的反應時，學生已經比較清楚：Na先與水發生反應生成NaOH后再與CuSO4反應；這樣在學生頭腦中會形成前概念：“單質Na與任何水溶液反應時，都是先與水反應”；對于單質鈉與稀H2SO4的反應問題時，都會認定是先與水反應生成

NaOH后再與H2SO4發生反應。

轉化思維定勢往往是造成解題失誤的最大障礙，高中學生容易被問題相似的狀態所迷惑，當情境發生變化后仍然沿著原來的套路，難免出錯；正確處理問題關鍵在于準確把握問題的實質，Na與水的反應實質是Na與H+的反應，并不是與水分子的反應；在CuSO4溶液中，水分子將Cu2+包圍著，Na先與水電離出的H+反應；硫酸電離出來的H+遠遠超過水電離的H+，則本題應該認為：Na先與硫酸反應（2Na+2H+Na++H2↑），當硫酸全部反應結束后，Na再與水發生反應。

三、聯系生活實際，及時調整認知

例3寫出在Ca（ClO）2溶液中通入過量的CO2氣體的離子方程式。

錯解Ca2++2ClO-+CO2+H2O

CaCO3↓+2HClO

分析高中學生都比較清楚強酸制弱酸，碳酸（H2CO3）比次氯酸（HClO）酸性強，上述反應中生成HClO是理所當然的事情；從日常生活實際出發，學生頭腦中已經形成了前概念：石頭的主要成分碳酸鈣（CaCO3）比較結實，弱酸不能溶解，水不能溶解石頭；這也導致多數學生在反應中都會寫出CaCO3的緣故。

轉化在日常生活中，“水滴石穿”的故事往往是寓意刻苦、持之以恒的精神，其中蘊含的化學反應原理為

CaCO3+H2O+CO2Ca（HCO3）2

學生固有的概念認知與生活實際之間的沖突，迫使學生必須對前概念的修正、完善、甚至顛覆，從而獲得正確的認知。過量的CO2通入Ca（ClO）2溶液中反應生成容易電離的碳酸氫鈉

[Ca（HCO3）2]，正確的離子方程式為：

ClO-+H2O+CO2HCO-3+HClO

四、巧設認知沖突，凸顯思維創新

例4利用離子方程式表示AlCl3的水溶液呈酸性.

錯解Al3++3H2OAl（OH）3↓+3H+

分析鋁的性質是高中化學教學中的重點和難點，高中學生對AlCl3與NaOH溶液的反應比較熟悉（AlCl3+3NaOHAl（OH）3↓+3NaCl），在學生頭腦中會形成

Al3+與OH-相遇會形成Al（OH）3沉淀，從而忽視在弱電解質水中含有的OH-遠遠少于NaOH溶液中的OH-，錯解中寫出的“=”表示AlCl3與水反應能夠全部生成Al（OH）3沉淀和鹽酸（HCl）共處，顯然是不可能的事情；根據客觀事實知道，在常溫下

0.1 mol/L的AlCl3溶液中Al3+的水解程度小于5%。

轉化利用所學的化學知識與客觀事實相結合，進行邏輯推理，故意制造矛盾，造成學生認知上的沖突，讓學生通過自身能力水平的發揮，發現自身思維的錯誤之處，從而激發探索、創新的積極性和求知欲，充分發揮學生的主觀能動性，提升學生創新思維的能力。則

Al3++3H2OAl（OH）3+3H+

溶液呈酸性。

五、瞻前也要顧后，拓展思維深度

例5寫出Fe（OH）3與HI溶液反應的離子方程式。

錯解Fe（OH）3+3H+Fe3++3H2O

分析學生對強酸HCl與Fe（OH）3發生中和反應比較熟悉，于是在頭腦中形成一定的前概念：HI可以類比于HCl與Fe（OH）3只發生酸堿中和反應；只顧關注強酸中陽離子H+參與反應，從而忽視陰離子I-與Cl-在該反應中有較大差異，Fe3+不能氧化Cl-，但是可以氧化I-，則既要發生酸堿中和反應，還要發生氧化還原反應。

轉化將Fe（OH）3、HI、HCl放在一起進行比較，Fe3+不與Cl-反應，但是會與I-發生反應，Fe（OH）3與強酸的反應中，既要看酸中前面的陽離子，也要關注后面的陰離子；可以從離子大量共存的角度進行思維問題，拓展學生處理問題的思維深度，正確的離子方式為

2Fe（OH）3+6H++2I-2Fe2++I2+6H2O

總而言之，前概念是學生在學習過程中潛移默化逐漸形成的，通常具有隱蔽性和頑固性的特征，不去仔細琢磨、采取措施很難以發現和糾正前概念形成的負遷移，作為一線的高中化學教師，在平時教學中，應該幫助學生利用多種途徑和方法，及時打破原有的認知結構與觀念，排除傳統思維模式的慣性，實現學生思維的創新與發展，進而提升學生利用所學知識處理實際問題的能力，推動素質教育的進一步發展。

（收稿日期：2016-08-10）