基于學科思想的高中化學復習
——以“元素及其化合物”為例

孫國芳

(安徽省濉溪縣第二中學)

化學思想和方法的正確運用有利于學生理解和運用化學知識,促進和深化學生的知識實踐能力,是學科核心素養教育理念提出后學生必備的素養之一.元素及其化合物是高考化學的必考知識點,也是學生學習其他知識和技能的重要基礎和理論.近年來,高考試題對元素及其化合物知識的考查形式不斷求新、求變,出現了一些以“陌生元素及其化合物”為考查點的試題,明確了學科思想在學生解題中的重要性.

1 聯系與對比思想

化學學科涉及的概念和理論繁多,而且很多概念和理論都是相關或相近的,學生在復習元素及其化合物知識的過程中,要對有關概念和理論進行聯系和對比,建立思維導圖或對比表格,弄清楚各概念和理論的外延和內涵,熟練掌握它們之間的異同,避免在解題過程中因認知偏差而出錯.

例1胡粉[主要成分是2PbCO3·Pb(OH)2]具有敗毒抗癌、殺蟲療瘡的功效,東漢煉丹理論家魏伯陽所著的《周易參同契》提出:“胡粉投火中,色壞還為鉛.”下列有關說法不正確的是().

A.胡粉不溶于水

B.胡粉可與鹽酸反應

C.“火”中含有C或CO

D.“還為鉛”中的鉛指PbO

分析可依據金屬元素活動性順序表推測Pb及其化合物的性質.PbCO3、Pb(OH)2均難溶于水,選項A 說法正確.PbCO3、Pb(OH)2分別是弱酸鹽、堿,均可與強酸反應,選項B 說法正確.古代的火是由木材(主要成分為纖維素)燃燒產生的,木材不完全燃燒時會產生CO、C,選項C說法正確.胡粉在火中通過一系列反應被還原為Pb,選項D 說法錯誤.答案為D.

2 量變與質變思想

“宏觀辨識與微觀探析”核心素養充分體現了量變與質變之間的關系,學生也在化學的學習過程中意識到了“量變引起質變”的深刻含義.反應條件不同發生的化學反應也不同,因此在學習元素及其化合物時更要關注量變與質變思想,解題時首先要明確反應條件和反應物的量,以免在分析問題的過程中走彎路.

例2有稀硫酸和稀硝酸的混合溶液200 mL,平均分成2份.向其中一份逐漸加入銅粉,最多溶解9.6g;向另一份中逐漸加入鐵粉,產生氣體的體積隨鐵粉質量增加的變化如圖1所示,且每一階段只對應一個反應(已知硝酸只被還原為NO 氣體).下列分析或結果正確的是().

圖1

B.OA段產生的是NO,AB段的反應為Fe＋2Fe3＋＝3Fe2＋,BC段產生H2

C.原混合酸中H2SO4濃度為0.25mol·L－1

D.第2份溶液中最終溶質為Fe2(SO4)3

3 共性與個性思想

在元素及其化合物的復習過程中掌握共性規律,可以幫助學生推斷同類別物質的性質,有利于舉一反三能力的形成;而了解個別物質的個性或特性,則可以幫助學生深入了解某物質的性質和應用,進而掌握新的知識和規律.共性思想是學生解答元素及其化合物推斷類試題的關鍵,而個性思想則是學生解答綜合類試題的核心,掌握元素及其化合物的共性和個性可以有效提升學生對于規律性知識的理解和把握能力.

例3元素的價類二維圖是學習元素化合物知識的重要模型,它以元素的化合價為縱坐標,以物質類別為橫坐標.鐵及其化合物的價類二維圖如圖2所示(“→”表示物質間的轉化關系).下列說法中正確的是().

圖2

A.用鐵絲在氧氣中燃燒可實現上述轉化①

B.轉化⑤中Na2FeO4可用于自來水消毒殺菌,等物質的量Na2FeO4的消毒效率是HClO的1.5倍

C.轉化⑦的現象是綠色沉淀變為紅褐色

D.加熱Fe(OH)3發生轉化⑥,加水可一步實現Fe2O3→Fe(OH)3的轉化

分析本題的解題思路是依據鐵及其化合物之間的轉化關系,是共性規律應用的典型試題.鐵絲在氧氣中燃燒生成Fe3O4,選項A 錯誤.轉化⑤中Na2FeO4可用于自來水消毒殺菌,1molNa2FeO4轉移的電子數目為3mol,1molHClO 轉移的電子數目為2mol,物質的量相同時,前者的消毒效率是后者的1.5倍,選項B 正確.轉化⑦為Fe(OH)2被氧化為Fe(OH)3,實驗現象是沉淀由白色變為灰綠色,最終轉化為紅褐色,選項C 錯誤.加熱Fe(OH)3分解生成Fe2O3,但Fe2O3和水不反應,選項D 錯誤.答案為B.

4 定性與定量思想

化學方程式或離子方程式的書寫是高考考查元素及其化合物的常見形式,在書寫時學生要了解定性及定量條件下產生的不同反應現象.因此,在元素及其化合物專題的復習過程中,學生要注意培養定性與定量思想,正確書寫化學方程式和離子方程式.

例4實驗室中有一瓶未知的無色溶液,某實驗小組推測其中可能含有Na＋、Ba2＋、Cl－、Br－、、等離子中的若干種,依次進行下列實驗,且每步所加試劑均過量:

①用pH 試紙檢驗,溶液的pH 大于7;

②向溶液中加入氯水,再加入CCl4振蕩,靜置,分液,CCl4層呈橙紅色;

③向所得溶液中加入Ba(NO3)2溶液和稀硝酸,有白色沉淀生成;

④過濾,將AgNO3溶液和稀硝酸加入得到的濾液中,有白色沉淀生成.

下列說法正確的是().

B.實驗②中發生的離子反應只有Cl2＋2Br－＝2Cl－＋Br2

C.實驗③④中發生的反應分別是Ba2＋＋＝BaSO4↓、Ag＋＋Cl－＝AgCl↓

D.為確定該溶液是否含Na＋,還要做焰色反應實驗

分析實驗①說明原溶液中有水解呈堿性的,但其水解是分步進行的,選項A 錯誤.實驗②說明原溶液中含有Br－,會發生反應Cl2＋2Br－＝2Cl－＋Br2,但足量的氯水會與發生氧化還原反應,該反應也是離子反應,選項B 錯誤.實驗③說明所得溶液中含有(注意:該離子可能是原有的,也可能是被氯水氧化所得),實驗④說明所得濾液中含有Cl－,選項C正確.原溶液中含有,根據離子共存原則可知其中一定沒有Ba2＋,又根據溶液呈電中性,可知原溶液中肯定有Na＋,沒有必要通過焰色反應來檢驗Na＋的存在,選項D錯誤.答案為C.

在復習過程中,學生要深入理解以上學科思想,提高解題的正確率.

(完)