元素及其化合物知識的高考復習方法探討

林麗紅

摘 要：元素及其化合物知識的知識點多、內容繁雜，與基本概念和基本理論、化學實驗、化學計算等內容聯系緊密，而這部分內容又是高考命題中的重要素材，考查的方式靈活多變，對學生的學習能力要求較高。在高三總復習中提高這部分知識的復習效率、培養學生良好的思維品質、提升學生的學科素養，是高三一線化學教師要認真探討的重要課題。

關鍵詞：元素化合物知識；高考復習；探討

元素及其化合物知識是中學化學的重要組成部分，是高考命題情境設置的重要素材和考查內容的重要載體，因其知識點多、內容繁雜、化學反應方程式多變等因素而令不少學生心生畏懼。如何提高該知識塊的高三一輪復習效率，提升學生的學科素養，這是值得認真研究的課題，筆者根據自己的教學實踐談談一些做法和體會，與同行共同探討。

一、抓住典型物質，熟悉性質規律

根據《普通高中化學課程標準》（2017年版2020年修訂）中對元素及其化合物的教學要求，在高三化學總復習中，要重視對鈉、鐵、氯、氮、硫及其化合物的復習，而對鎂、鋁、硅及其他的堿金屬元素和鹵族元素，要結合元素周期表及元素周期律的性質遞變規律進行復習。不能脫離教材而僅依靠復習材料進行復習，要緊密結合教材，抓住每一種典型物質進行復習，如鈉及其化合物要重點關注鈉、氧化鈉、過氧化鈉、碳酸鈉、碳酸氫鈉這五種物質進行復習。要讓學生熟練掌握每種物質的組成、結構、性質（包括物理性質、化學性質）、制法（包括實驗室制法、工業制法或其中之一）、用途等內容，要深刻剖析物質轉化中的規律和特性，從而構建對該物質的全面認知，避免解題中的誤判[1]。如涉及過氧化鈉與水、二氧化碳或二者混合物的反應，復習時可以從以下幾點著手：

（一）知道過氧化鈉與水或二氧化碳反應都有氧氣生成，人呼吸過程中會呼出二氧化碳和水蒸氣，吸進氧氣，所以過氧化鈉經常用在潛水員的呼吸面具中。能正確寫出這兩個反應的化學方程式，并能在方程式中準確標明電子轉移的方向和數目，能導出相關量的關系：2摩爾過氧化鈉→2摩爾水（或2摩爾二氧化碳）→1摩爾氧氣→2摩爾電子；能從差量的角度理解反應后氣體體積的減少量與參與反應的氣體體積或生成氧氣體積之間的定量關系。

（二）對過氧化鈉與二氧化碳或水反應的方程式進行分析，反應后固體物質的質量變化有一定的規律：如果a摩爾水（或b摩爾二氧化碳）參與反應，反應后固體質量增加了相當于a摩爾“H2”（或b摩爾“CO”）的質量。通過對反應方程式的挖掘、延伸，可以引導學生通過方程式疊加構建“虛擬”反應，相當于氫氣和過氧化鈉全部轉化成氫氧化鈉，一氧化碳和過氧化鈉全部轉化成碳酸鈉。由此可見氫氣、一氧化碳或二者混合氣體燃燒后的產物與足量過氧化鈉反應后固體增加的質量相當于原氫氣、一氧化碳或二者混合氣體的質量，為此，也可導出物質的化學式，若能改為一氧化碳和氫氣的形式，那么足量過氧化鈉與完全燃燒后的產物充分反應，固體增加的質量等于原混合物的質量。亦可進一步拓展：若物質的化學式改寫為一氧化碳和氫氣的形式后，還有碳多余或還有氧多余，則足量過氧化鈉與該物質完全燃燒后的產物充分反應，固體質量變化又是如何？引導學生分析，深入探究，激發他們的學習興趣[2]。

（三）過氧化鈉與一定量的水和二氧化碳的混合氣體反應，從理論上講，反應有先后順序之分，過氧化鈉先與二氧化碳反應，當二氧化碳全部耗盡后，過量的過氧化鈉才與水蒸氣反應。

通過對反應物的量的關系及化學反應方程式特點的剖析，從定量的角度理解反應的特點及相關的規律，有利于進一步加深對具體物質的化學反應的認識。

二、厘清轉化關系，拓展思維空間

在高三化學總復習中，如果能將元素及其化合物的物質間的轉化有機聯系起來，并熟練且正確地書寫相關的反應方程式，構筑物質間轉化的系統化、網絡化，有利于深化認識，提高分析和處理問題的能力。而構建“價類二維圖”，把單質及其化合物之間可能存在的轉化聯系起來，編織網絡，這是厘清物質之間轉化關系的有效方法，有利于元素觀、分類觀和轉化觀等化學基本觀念的形成。對于金屬元素通常以“單質—氧化物—堿—鹽”為主線來構建，如鐵及其化合物以縱坐標為鐵元素化合價：零價、正二價、正三價，橫坐標為鐵的各類物質“鐵—氧化亞鐵、四氧化三鐵、氧化鐵—氫氧化亞鐵、氫氧化鐵—亞鐵鹽、鐵鹽、高鐵酸鹽”畫出“價類二維圖”。而對非金屬元素而言，則以“氫化物—單質—氧化物—酸—鹽”為主線來構建，如硫及其化合物通常以縱坐標為硫元素化合價：負二價、零價、正四價、正六價，橫坐標為硫的各類物質“硫化氫—硫—二氧化硫、三氧化硫—亞硫酸、硫酸—硫化物、亞硫酸鹽、硫酸鹽”畫出“價類二維圖”。

通過“價類二維圖”，要求學生進一步畫線連接，并寫出相對應的化學反應方程式，對不同的反應能描述其相應的實驗現象，能根據有關的反應設計相應的化學實驗，以實現圖中不同類別、不同價態的物質的轉變。在“價類二維圖”中可一目了然地展示物質的氧化性或還原性，同一橫行的物質元素化合價相同，這些物質間的轉化化合價沒變，而化合價不同的物質在不同的橫行。因此我們可以從氧化還原反應和非氧化還原反應這兩條主線來引領學生學習。通過這樣的復習，可以培養學生的統攝思維能力、概括歸納能力和化學實驗與探究的能力等能力品質。

三、搭建思維導圖，梳理知識脈絡

高中化學的教學策略也要與新高考相適應。其中，提升教學效率的一種方式就是利用思維導圖。思維導圖是表達發散性思維的有效圖形思維工具，是一種樹狀圖，根據隸屬關系，由主題關鍵詞衍生出不同的一級主題，而各一級主題又可衍生出不同的二級主題，依此類推[3]。在元素及其化合物知識的復習中，搭建思維導圖是梳理知識關聯，培養發散思維能力的有效方法。如有關氯水的學習：由于氯氣跟水反應是可逆反應，生成物鹽酸完全電離出氫離子和氯離子，次氯酸部分電離出氫離子和次氯酸根離子，因此新制氯水中存在多種微粒。成分多樣性決定了性質多樣性，新制氯水中有氯分子，所以新制氯水顏色為淡黃綠色，能氧化亞鐵離子、溴離子等；有氯離子能與銀離子產生氯化銀沉淀；有次氯酸不穩定性見光易分解所以新制氯水應貯存在棕色細口瓶中并置于陰涼處；次氯酸具有漂白性能使有色布條褪色；有氫離子能與碳酸鹽或碳酸氫鹽等反應產生氣泡。應用勒夏特列原理分析氯氣中的氯化氫可以用飽和食鹽水除雜，收集氯氣用排飽和食鹽水。次氯酸鹽具有強氧化性，可以與濃鹽酸發生歸中反應生成氯氣，氯氣可以跟堿發生歧化反應，如用氫氧化鈉溶液吸收多余的氯氣，進行尾氣處理，防止污染環境，與氫氧化鈣反應制漂白粉等，而久置氯水是鹽酸。所以久置的氯水只有酸性沒有漂白性。在這些學習的基礎上強調學習中不要存在誤區，如：誤認為氯氣有漂白性，誤認為氯氣為非電解質，誤認為用pH試紙可測定新制的氯水的pH。還可以對漂白原理進行比較：吸附漂白（活性炭），氧化漂白（過氧化氫、次氯酸等），化合漂白（二氧化硫）。這些通過思維導圖的形式展現新制氯水存在平衡、成分、性質、應用、學習誤區及久置氯水成分，將其分為不同的分支，加深學生對新制氯水的整體認識。可以引導學生通過思維導圖自主學習和思考，從而更好地掌握這一知識點。同時，也可以通過思維導圖來設計小組討論或課堂展示，讓學生更好地理解和消化所學知識，以提高學習效率，并激發他們的學習興趣和探究精神，進而提升他們的綜合素質。

在高三化學總復習中，指導學生構建不同物質的思維導圖，通過具體物質所引發的不同層級內容的關聯和延伸，認識物質的組成、性質及應用等方面的內容，在掌握規律性知識學習的同時，也可發現和找尋某些特殊性內容，進而有效培養學生思維的發散性、廣闊性等方面的能力。

四、運用理論指導，提高學科素養

在高三化學總復習中，要善于運用各種理論來指導元素及其化合物知識的復習，以加深對物質性質、用途等方面的理解，有利于諸如結構觀、分類觀、元素觀、守恒觀、平衡觀等化學觀念的形成，提高學生的化學學科素養。

（一）化學鍵理論

運用化學鍵理論判斷晶體所屬的類型、晶體內相鄰原子間的相互作用方式、成鍵特點及強弱等內容，可以推測物質的硬度、熔沸點等物理性質，還可以推測物質的穩定性、化學活性等化學性質，進一步促進學生形成“結構決定性質”這一觀念。如氮為非金屬元素，氮原子的價電子構型為2s22p3，根據共價鍵的飽和性推得氮氣的結構式為N≡N，鍵能大、穩定性強，化學性質穩定，其晶體屬分子晶體，因此，熔沸點低、硬度小。

（二）離子反應理論

元素及其化合物中的許多反應屬于離子反應，通過離子反應或離子方程式來分析問題，往往能抓住問題的實質，具有便捷并易于理解的特點。因此，在高三化學總復習中要引導學生深刻理解離子反應的概念、實質、發生條件，熟練掌握離子反應方程式的書寫規則及表示意義。

通過元素及其化合物在水溶液中的微粒種類、濃度、物質的量、性質等特性的分析，可以判斷離子間能否發生復分解反應、氧化還原反應、雙水解反應、絡合反應等反應或者進行相關的定量計算。

（三）氧化還原反應理論

高考化學中經常涉及氧化還原反應方程式的書寫以及相關的一些計算，包括利用氧化還原反應理論可以判斷反應能否發生、通過價態變化規律推測反應的產物、由同元素不同價態的歸中規律確定電子轉移的方向和數目、確定同一混合物中所發生的不同氧化還原反應的先后順序、電子守恒原理的運用等知識。利用氧化還原反應理論指導元素及其化合物知識的復習，可以加深對氧化還原反應方程式的理解、記憶和運用。如“已知亞硫酸根離子的還原性大于碘離子，向碘化鉀和亞硫酸鉀的混合溶液中通入氯氣，寫出反應物以不同物質的量混合的化學方程式”。這是涉及反應先后順序的問題，因為亞硫酸根離子的還原性強于碘離子，所以先跟亞硫酸鉀反應，亞硫酸鉀反應完了才與碘化鉀反應。若氯氣的量不足，只與亞硫酸鉀反應，若氯氣過量，亞硫酸鉀和碘化鉀均反應完全。還有一種介于上面兩種中間的，即亞硫酸鉀完全反應，碘化鉀只有部分反應，根據混合的具體情況寫出對應的方程式。

（四）元素周期律理論

高中化學教材中通過某些典型的元素及其主要化合物的性質介紹，讓學生了解或認識它們對生態環境的影響以及在生產生活中的應用，而運用元素周期律理論指導這些元素及其化合物知識的復習，推測同周期元素及其化合物性質的遞變性、同主族元素及其化合物性質的相似性和遞變性，并指出具體物質的特殊性，使學生在高三化學總復習中掌握普遍性規律和記憶特殊性知識，有利于理解能力、推理論證能力等能力的提升和學科關鍵能力品質的生成。

（五）化學反應速率和化學平衡理論

在工農業生產、生活中要考慮生產效益、經濟效益和環境保護等方面內容，這涉及反應速率的快慢和化學平衡移動的問題。如氯堿工業、合成氨工業、硫酸生產工業、硝酸生產工業等，要考慮反應速率盡可能快、產率高、產生的“三廢”要處理后再排放，在高三化學總復習相關的知識時，要注意理論的指導作用，提高運用理論分析處理問題的能力和水平。

五、選取典例評析，提升解題能力

高三化學中考查元素及其化合物知識的內容廣泛、方式多樣，常見的考點有物質的性質、制法及用途、物質之間的轉化、新情境下化學反應方程式的書寫等內容，在復習過程中，要選取典型的例題特別是近幾年的高考真題進行分析和講評，要重視評析的質量，不是把答案直接告訴學生。教師應該與學生共同交流討論，在學生迷惑時指點迷津，教給學生思考問題的方法，構建化學學科的思維、觀念。為提高復習的有效性，還可通過一些真實情境的呈現，激發學生的學習熱情和探究欲望，形成自己的認識和思考。為提高典例評析的質量，以下幾點應予注意：

（一）分析命題的立意、考查的知識點，洞察命題的思路。

（二）分析解題的思路，要明確題目中的已知條件和所求的問題，如何建立它們之間的聯系，善于提取解題中的有用信息，教給學生運用比較、分析、歸納、遷移、抽象等思維方法進行分析和解決問題。

（三）分析解題中易犯的錯誤、思維偏差，加強審題和析題能力的訓練，提高獲取和整合化學信息的能力。

（四）引導學生在答題中要注意學科語言及化學用語的運用，做到規范答題。

典例剖析是提升學生綜合分析解決問題能力的一種有效途徑，可以發現學生平時學習中存在的基礎知識或解題能力的缺陷，以便及時查缺補漏，不斷加以總結和提升。

結束語

總之，新高考背景下，在高三化學一輪復習元素及其化合物知識時，為提高化學復習的有效性，幫助學生更深入地理解和掌握化學知識，要多種方法并用。同時也要注意與化學實驗、化學計算等內容的有機結合，要根據學業要求、課程目標和學生的實際情況，精心組織復習內容，設計合理的教學策略，提高總復習效率，不斷提升學生的化學學科的核心素養。

參考文獻

[1]中華人民共和國教育部.普通高中化學課程標準（2017年版2020年修訂）[S].北京：人民教育出版社，2020.

[2]田多山.淺談高中化學計算的教學策略[J].考試周刊，2017（94）：164.

[3]劉榮.利用思維導圖提升高中化學教學有效性的探究[J].華夏教師，2018（32）：57-58.