巧設(shè)問題，突破離子反應(yīng)教學(xué)中的難點

范夢怡

[摘? ?要]“離子反應(yīng)”是高中化學(xué)的重要內(nèi)容，學(xué)生學(xué)習(xí)“離子反應(yīng)”時存在各種各樣的困難。圍繞電解質(zhì)概念、離子方程式書寫、離子檢驗等內(nèi)容來創(chuàng)設(shè)問題情境，可通過集中設(shè)置問題突破該教學(xué)難點，引發(fā)學(xué)生有意義的思考和積極參與課堂，從而發(fā)展學(xué)生的化學(xué)核心素養(yǎng)。

[關(guān)鍵詞]設(shè)題;離子反應(yīng);問題組;難點

[中圖分類號]? ?G633.8? ? ? ? [文獻標識碼]? ?A? ? ? ? [文章編號]? ?1674-6058（2019）23-0061-02

“離子反應(yīng)”是高中化學(xué)教學(xué)的難點和精髓，也是高考化學(xué)的熱點。在教學(xué)實踐中，學(xué)生學(xué)習(xí)“離子反應(yīng)”時往往會遇到以下方面的困難：1.在電解質(zhì)的理解上存在迷思概念;2.不會從電離的角度正確認識酸、堿、鹽;3.對離子反應(yīng)的本質(zhì)認識不到位，沒有建立起“宏微”結(jié)合的物質(zhì)觀;4.對有關(guān)量的離子方程式的書寫難以把握;5. SO42-的檢驗容易出錯;等等。本文針對“離子反應(yīng)”概念深、理解難、考查點多的特點，結(jié)合“問題組”巧設(shè)一系列與“離子反應(yīng)”內(nèi)容相關(guān)的問題來進行有效教學(xué)，以突破該教學(xué)難點。

一、挖掘深層概念，理解電解質(zhì)

電解質(zhì)是指在水溶液或熔融狀態(tài)下能夠?qū)щ姷幕衔铩@一概念，學(xué)生在學(xué)習(xí)的過程中容易形成以下誤區(qū)：1.只關(guān)注電解質(zhì)導(dǎo)電的特性，而忽視了其本質(zhì)上是化合物;2.對于導(dǎo)電的前提條件理解不清晰，認為水溶液或熔融狀態(tài)必須同時具備;3.對導(dǎo)電的本質(zhì)存在認識偏差;4.想當然地認為難溶物一定不是電解質(zhì)。為了幫助學(xué)生掃清知識障礙，準確掌握概念，筆者設(shè)計了以下對比實驗。

實驗方案：取KCl（s）、蔗糖、CO2氣體、CaCO3（s）、Cu片適量，分別放入盛有200 mL蒸餾水的燒杯中（在盛有CO2氣體的集氣瓶中加入200 mL蒸餾水），得到5種混合物，用一個燈泡與電源連接形成回路，分別檢測這5種混合物的導(dǎo)電性，完成實驗并記錄實驗現(xiàn)象（如表1）。

在這個實驗中，學(xué)生可以觀察到1、3、4三種物質(zhì)會使燈泡發(fā)亮，但最后得出的結(jié)論卻是1、4是電解質(zhì)，2、3是非電解質(zhì)，而5既不是電解質(zhì)也不是非電解質(zhì)。由此引發(fā)了學(xué)生的認知沖突，為此設(shè)置以下問題組。

問題1：1和2對比，蔗糖溶液不導(dǎo)電，分析其在水中的存在形式，說明了什么？

問題2：1和3對比，KCl、CO2溶于水后得到的兩種溶液都能夠?qū)щ姡Y(jié)論卻是KCl屬于電解質(zhì)，而CO2屬于非電解質(zhì)。從導(dǎo)電的微觀本質(zhì)出發(fā)，可以得到什么結(jié)論？

問題3：1和4對比，KCl完全溶于水，而CaC03難溶于水，但是兩種物質(zhì)溶于水（大量或微量）的部分都能導(dǎo)電，因此可以說明什么？

問題4：1和5對比， Cu片雖然導(dǎo)電性好，但它不是化合物，在概念上不符合“電解質(zhì)是化合物”這一前提條件，所以Cu是非電解質(zhì)嗎？

深究上述系列問題，就能引導(dǎo)學(xué)生深挖電解質(zhì)概念，對電解質(zhì)有更為深入的理解。

二、重認酸堿鹽，激發(fā)理性思維

電離是電解質(zhì)離解成自由移動的離子的過程，在教學(xué)過程中如何引導(dǎo)學(xué)生從宏觀到微觀的角度來理解酸、堿、鹽的本質(zhì)呢？依據(jù)學(xué)生的認知規(guī)律，可以這樣設(shè)計教學(xué)：

將氯化鈉加入水中，在水分子的作用下，鈉離子和氯離子脫離氯化鈉晶體表面，形成能夠自由移動的水合鈉離子和水合氯離子，氯化鈉發(fā)生了電離。這一過程可用離子方程式來表示：NaCl=Na++Cl-。接下來的內(nèi)容以問題組的形式展開：

問題1：怎樣用離子方程式表示HCl、HNO3、H2SO4的電離？

【學(xué)生】 HCl=H++Cl-;HNO3=H++NO3-;H2SO4=2H++SO42-。

問題2：從以上的離子方程式可以看出，三種物質(zhì)都能電離出H+，那么如何給酸下定義呢？

【學(xué)生】 電離時生成的陽離子全部是氫離子的化合物叫作酸。

問題3：同樣的，NaOH、Ca（OH）2、KNO3、BaCl2的電離情況如何？

【學(xué)生】 NaOH=Na++ OH-;Ca（OH）2= Ca2++2OH-;

KNO3=K++NO3-;BaCl2=Ba2++2Cl-。

問題4：怎樣從電離的角度概括堿和鹽的本質(zhì)？

【學(xué)生】由NaOH、Ca（OH）2的電離方程式可知，堿電離出來的陰離子都是OH-。由KNO3、BaCl2的電離方程式可知，鹽電離時生成金屬陽離子和酸根離子。

問題5：NaHSO4溶液能夠電離出H+，那么NaHSO4屬于酸嗎？

【學(xué)生】NaHSO4=Na++H++SO42-，顯然，NaHSO4電離出的陽離子除H+外，還有Na+，所以不是酸，而是酸式鹽。

以上教學(xué)設(shè)計，從氯化鈉在水溶液中導(dǎo)電的微觀原理得出電離的概念，并通過酸、堿、鹽的離子方程式發(fā)現(xiàn)每種物質(zhì)在水溶液中導(dǎo)電的特征并重新定義。問題和問題之間有很強的銜接關(guān)系，容易激發(fā)學(xué)生的理性思維。

三、設(shè)計問題情境，透析離子反應(yīng)本質(zhì)

問題1：當Na2CO3溶液和Ba（OH）2溶液混合時，能否發(fā)生化學(xué)反應(yīng)？原溶液中各有什么離子，混合后離子種類有什么變化？

問題2：當Na2CO3溶液和H2SO4溶液混合時，能否發(fā)生化學(xué)反應(yīng)？原溶液中各有什么離子，混合后離子種類有什么變化？

問題3：當Na2CO3溶液和KCl溶液混合時，能否發(fā)生化學(xué)反應(yīng)？原溶液中各有什么離子，混合后離子種類有什么變化？

問題4：上述各反應(yīng)中的離子方程式怎么書寫？

問題5：H++OH-=H2O可以表示哪些反應(yīng)？

問題6：所有的中和反應(yīng)都可以用H++OH-=H2O來表示嗎？

由前三個問題不難看出，離子反應(yīng)前后離子的種類和數(shù)目發(fā)生了變化;在學(xué)生理解離子反應(yīng)的特征后，問題4自然地過渡到了離子方程式的書寫，進一步歸納出書寫離子方程式的步驟：“寫、拆、刪、查”;最后兩個正反問題的答案也呼之欲出。整個過程，通過設(shè)計問題情境，培養(yǎng)學(xué)生從一般中總結(jié)共性，又從共性中找出特殊的學(xué)習(xí)方法和辯證地看待問題的思維意識。

四、書寫有關(guān)量的離子方程式，啟發(fā)學(xué)生思考

離子方程式的書寫和判斷是離子反應(yīng)的重要內(nèi)容，在教學(xué)中發(fā)現(xiàn)，學(xué)生掌握離子方程式的書寫步驟不存在問題，但是對分步反應(yīng)以及涉及量的復(fù)雜問題欠缺分析和歸納。對此，在“離子反應(yīng)”的總復(fù)習(xí)中，可以Ba（OH）2參與的反應(yīng)為例，提出以下五個問題：

問題1：稀H2SO4 與Ba（OH）2溶液反應(yīng)的離子方程式可以用H++SO42-+Ba2++OH-=BaSO4↓+H2O表示嗎？

問題2：向Ba（OH）2溶液中通入CO2，CO2少量和過量時反應(yīng)有什么區(qū)別？請寫出離子方程式。

問題3：向NaHCO4溶液中滴加幾滴Ba（OH）2溶液，和向Ba（OH）2溶液中滴加幾滴NaHCO4溶液，反應(yīng)有什么不同？請寫出離子方程式。

問題4：將Ba（OH）2溶液不斷滴加到KAl（SO4）2·12H2O（明礬）溶液中，什么情況下沉淀的物質(zhì)的量最大？什么情況下沉淀的質(zhì)量最大？

問題5：你認為應(yīng)怎樣分析“少量、過量以及給定比例”的離子反應(yīng)？

像書寫有關(guān)量的離子方程式這樣的難點問題，如果直接進行講解，學(xué)生雖然也能夠接受，但再次遇到同類型問題時仍不能運用自如，可見學(xué)習(xí)效果并不好。而經(jīng)過相關(guān)問題的集中設(shè)疑、討論和剖析，大大降低了學(xué)生的理解難度，學(xué)生在釋疑中思考和領(lǐng)悟，這樣的效果遠勝于教師的講解。

五、檢驗SO42-離子，培養(yǎng)創(chuàng)新能力

有關(guān)離子的檢驗也是“離子反應(yīng)”的重要應(yīng)用，比如SO42-離子的檢驗，學(xué)生往往容易出錯，而學(xué)生的錯誤資源可以生成有意義的教學(xué)。根據(jù)學(xué)生學(xué)習(xí)情況的前測和后測探查，把容易出錯的幾種情形設(shè)計成以下問題：

問題1：若溶液[BaCl2溶液]白色沉淀，是否可以說明原溶液中一定有SO42- ？

問題2：若溶液[BaCl2溶液]白色沉淀[足量稀HNO3]沉淀不溶解，是否可以說明原溶液中一定有SO42- ？

問題3：若溶液[足量稀HNO3]無沉淀[Ba（NO3）2溶液]白色沉淀，是否可以說明原溶液中一定有SO42- ？

問題4：若溶液[足量稀HCl]無沉淀[Ba（NO3）2溶液]白色沉淀，是否可以說明原溶液中一定有SO42- ？

問題5：怎樣合理設(shè)計實驗方案才能有效證明溶液中有SO42- ？

問題1的方案中可能存在CO32-或Ag+的干擾;而問題2的方案雖然排除了CO32-的干擾，但溶液中還可能存在Ag+;問題3的方案中換BaCl2為Ba（NO3）2，雖然很好地排除了Ag+的干擾，但如果溶液中存在SO32-，被HNO3氧化后依然會出現(xiàn)白色沉淀;問題4的方案中換HNO3為HCl，但由于Ba（NO3）2會引入NO3-，還是無法排除SO32-的干擾。對于上面的層層設(shè)疑，學(xué)生討論、理解之后不難得出檢驗SO42-的正確方案：

溶液[足量稀HCl]無沉淀[BaCl2溶液]白色沉淀

提出問題比解決問題更重要。在“離子反應(yīng)”的教學(xué)實踐中，通過問題的巧設(shè)，而不是直接闡述學(xué)習(xí)難點，使學(xué)生積極參與課堂，并擁有獨立思考、自主消化的空間，定會對知識的掌握更加靈活有效。教師若長期關(guān)注教學(xué)難點問題的巧妙設(shè)疑，定能使學(xué)生化學(xué)核心素養(yǎng)的培育更進一步。

[? 參? ?考? ?文? ?獻? ]

[1]? 李情義，何彩霞.對比實驗在高中化學(xué)概念教學(xué)中的應(yīng)用[J].教學(xué)儀器與實驗，2011（3）：11-13.

[2]? 人民教育出版社，課程教材研究所.普通高中課程標準實驗教科書·化學(xué)（必修1）[M].北京：人民教育出版社，2007.

[3]? 吳學(xué)錄.以“問題串”為載體，實施化學(xué)有效教學(xué)[J].教學(xué)月刊（中學(xué)版），2010（4）：12-14.

[4]? 康云萍.基于核心素養(yǎng)的化學(xué)探究實驗問題組研究[J].中學(xué)化學(xué)教學(xué)參考，2018（6）：55.

（責任編輯 羅? ?艷）