轉(zhuǎn)化“前概念”正確書寫離子方程式

陸國(guó)軍

離子方程式的書寫是高中化學(xué)教學(xué)中重要內(nèi)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(nèi)容，在平時(shí)的教學(xué)實(shí)踐中經(jīng)常發(fā)現(xiàn)，學(xué)生感覺(jué)化學(xué)離子方程式比較難寫，出錯(cuò)率較高，筆者經(jīng)過(guò)實(shí)踐探索與分析后發(fā)現(xiàn)，在學(xué)生頭腦中錯(cuò)誤前概念的負(fù)遷移導(dǎo)致錯(cuò)誤頻出的緣故，本文結(jié)合教學(xué)實(shí)例來(lái)探討下，有效、靈活的轉(zhuǎn)化前概念的影響與干擾，能夠快速、準(zhǔn)確的書寫高中化學(xué)離子方程式。

一、注重全面認(rèn)識(shí)，實(shí)現(xiàn)價(jià)值學(xué)習(xí)

例1寫出Al與NaOH溶液反應(yīng)的離子方程式。

錯(cuò)解Al+2OH-AlO-2+H2↑

分析在中學(xué)化學(xué)中，鋁是能與堿溶液反應(yīng)的為數(shù)不多的金屬之一，反應(yīng)生成物AlO-2也不多見(jiàn)，上述錯(cuò)解呈現(xiàn)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(xué)反應(yīng)中，學(xué)生容易存在的前概念為“溶液參與的反應(yīng)是溶質(zhì)進(jìn)行反應(yīng)”，這種前概念導(dǎo)致學(xué)生在寫離子方程式時(shí)容易出現(xiàn)“漏水”現(xiàn)象。

轉(zhuǎn)化片面的思維方式是出現(xiàn)錯(cuò)誤的主要因素；死記硬背、機(jī)械訓(xùn)練并不能從根本上解決問(wèn)題，全面認(rèn)識(shí)溶液中的化學(xué)反應(yīng)是準(zhǔn)確處理問(wèn)題和實(shí)現(xiàn)價(jià)值學(xué)習(xí)的重要保障，在溶液反應(yīng)中，存在三種情況：溶質(zhì)參與反應(yīng)（NaOH與HCl）、溶劑參與反應(yīng)（Na與NaCl溶液）、溶質(zhì)和溶劑均參與反應(yīng)（Al與NaOH溶液）。本題中可認(rèn)為，Al先與水反應(yīng)生成氫氧化鋁后再與NaOH進(jìn)行反應(yīng)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(yīng)實(shí)質(zhì)，突破思維障礙

例2寫出Na與稀H2SO4反應(yīng)的離子方程式。

錯(cuò)解2Na+2H2O2Na++OH-+H2↑

分析Na與水的反應(yīng)，對(duì)學(xué)生而言應(yīng)該是十分熟悉且印象深刻，在處理單質(zhì)Na與CuSO4溶液的反應(yīng)時(shí)，學(xué)生已經(jīng)比較清楚：Na先與水發(fā)生反應(yīng)生成NaOH后再與CuSO4反應(yīng)；這樣在學(xué)生頭腦中會(huì)形成前概念：“單質(zhì)Na與任何水溶液反應(yīng)時(shí)，都是先與水反應(yīng)”；對(duì)于單質(zhì)鈉與稀H2SO4的反應(yīng)問(wèn)題時(shí)，都會(huì)認(rèn)定是先與水反應(yīng)生成

NaOH后再與H2SO4發(fā)生反應(yīng)。

轉(zhuǎn)化思維定勢(shì)往往是造成解題失誤的最大障礙，高中學(xué)生容易被問(wèn)題相似的狀態(tài)所迷惑，當(dāng)情境發(fā)生變化后仍然沿著原來(lái)的套路，難免出錯(cuò)；正確處理問(wèn)題關(guān)鍵在于準(zhǔn)確把握問(wèn)題的實(shí)質(zhì)，Na與水的反應(yīng)實(shí)質(zhì)是Na與H+的反應(yīng)，并不是與水分子的反應(yīng)；在CuSO4溶液中，水分子將Cu2+包圍著，Na先與水電離出的H+反應(yīng)；硫酸電離出來(lái)的H+遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)水電離的H+，則本題應(yīng)該認(rèn)為：Na先與硫酸反應(yīng)（2Na+2H+Na++H2↑），當(dāng)硫酸全部反應(yīng)結(jié)束后，Na再與水發(fā)生反應(yīng)。

三、聯(lián)系生活實(shí)際，及時(shí)調(diào)整認(rèn)知

例3寫出在Ca（ClO）2溶液中通入過(guò)量的CO2氣體的離子方程式。

錯(cuò)解Ca2++2ClO-+CO2+H2O

CaCO3↓+2HClO

分析高中學(xué)生都比較清楚強(qiáng)酸制弱酸，碳酸（H2CO3）比次氯酸（HClO）酸性強(qiáng)，上述反應(yīng)中生成HClO是理所當(dāng)然的事情；從日常生活實(shí)際出發(fā)，學(xué)生頭腦中已經(jīng)形成了前概念：石頭的主要成分碳酸鈣（CaCO3）比較結(jié)實(shí)，弱酸不能溶解，水不能溶解石頭；這也導(dǎo)致多數(shù)學(xué)生在反應(yīng)中都會(huì)寫出CaCO3的緣故。

轉(zhuǎn)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(yùn)含的化學(xué)反應(yīng)原理為

CaCO3+H2O+CO2Ca（HCO3）2

學(xué)生固有的概念認(rèn)知與生活實(shí)際之間的沖突，迫使學(xué)生必須對(duì)前概念的修正、完善、甚至顛覆，從而獲得正確的認(rèn)知。過(guò)量的CO2通入Ca（ClO）2溶液中反應(yīng)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(shè)認(rèn)知沖突，凸顯思維創(chuàng)新

例4利用離子方程式表示AlCl3的水溶液呈酸性.

錯(cuò)解Al3++3H2OAl（OH）3↓+3H+

分析鋁的性質(zhì)是高中化學(xué)教學(xué)中的重點(diǎn)和難點(diǎn)，高中學(xué)生對(duì)AlCl3與NaOH溶液的反應(yīng)比較熟悉（AlCl3+3NaOHAl（OH）3↓+3NaCl），在學(xué)生頭腦中會(huì)形成

Al3+與OH-相遇會(huì)形成Al（OH）3沉淀，從而忽視在弱電解質(zhì)水中含有的OH-遠(yuǎn)遠(yuǎn)少于NaOH溶液中的OH-，錯(cuò)解中寫出的“=”表示AlCl3與水反應(yīng)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(jù)客觀事實(shí)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(zhuǎn)化利用所學(xué)的化學(xué)知識(shí)與客觀事實(shí)相結(jié)合，進(jìn)行邏輯推理，故意制造矛盾，造成學(xué)生認(rèn)知上的沖突，讓學(xué)生通過(guò)自身能力水平的發(fā)揮，發(fā)現(xiàn)自身思維的錯(cuò)誤之處，從而激發(fā)探索、創(chuàng)新的積極性和求知欲，充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動(dòng)性，提升學(xué)生創(chuàng)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(yīng)的離子方程式。

錯(cuò)解Fe（OH）3+3H+Fe3++3H2O

分析學(xué)生對(duì)強(qiáng)酸HCl與Fe（OH）3發(fā)生中和反應(yīng)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(fā)生酸堿中和反應(yīng)；只顧關(guān)注強(qiáng)酸中陽(yáng)離子H+參與反應(yīng)，從而忽視陰離子I-與Cl-在該反應(yīng)中有較大差異，F(xiàn)e3+不能氧化Cl-，但是可以氧化I-，則既要發(fā)生酸堿中和反應(yīng)，還要發(fā)生氧化還原反應(yīng)。

轉(zhuǎn)化將Fe（OH）3、HI、HCl放在一起進(jìn)行比較，F(xiàn)e3+不與Cl-反應(yīng)，但是會(huì)與I-發(fā)生反應(yīng)，F(xiàn)e（OH）3與強(qiáng)酸的反應(yīng)中，既要看酸中前面的陽(yáng)離子，也要關(guān)注后面的陰離子；可以從離子大量共存的角度進(jìn)行思維問(wèn)題，拓展學(xué)生處理問(wèn)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(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)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(xì)琢磨、采取措施很難以發(fā)現(xiàn)和糾正前概念形成的負(fù)遷移，作為一線的高中化學(xué)教師，在平時(shí)教學(xué)中，應(yīng)該幫助學(xué)生利用多種途徑和方法，及時(shí)打破原有的認(rèn)知結(jié)構(gòu)與觀念，排除傳統(tǒng)思維模式的慣性，實(shí)現(xiàn)學(xué)生思維的創(chuàng)新與發(fā)展，進(jìn)而提升學(xué)生利用所學(xué)知識(shí)處理實(shí)際問(wèn)題的能力，推動(dòng)素質(zhì)教育的進(jìn)一步發(fā)展。

（收稿日期：2016-08-10）