基于問(wèn)題情境的初中化學(xué)考點(diǎn)分析
——以守恒專(zhuān)題為例

張亞琴

(江蘇省如皋初級(jí)中學(xué) 226500)

“守恒觀”是化學(xué)學(xué)科觀念中最本質(zhì)、最基礎(chǔ)的觀念，從守恒角度認(rèn)識(shí)物質(zhì)及其變化對(duì)化學(xué)內(nèi)容的學(xué)習(xí)起到重要的指導(dǎo)作用，有利于學(xué)生認(rèn)識(shí)和解決社會(huì)生活中相關(guān)的化學(xué)問(wèn)題.因此，守恒應(yīng)用是學(xué)生學(xué)業(yè)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)考查的必考點(diǎn)之一.

近幾年，南通市中考化學(xué)試卷已經(jīng)固定化、模式化.筆者對(duì)南通市中考化學(xué)試卷中有關(guān)守恒的應(yīng)用試題進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)，初中化學(xué)試卷中常見(jiàn)的守恒觀主要包括原子守恒、元素守恒、質(zhì)量守恒、溶質(zhì)守恒、化合價(jià)守恒，其中原子守恒是最基本的守恒.每年中考試題設(shè)置的問(wèn)題情境都在不斷變化，因問(wèn)題情境不同，不同層次的學(xué)生答題情況不同.因此，筆者對(duì)守恒觀主要應(yīng)用進(jìn)行了分析.

一、推測(cè)某物質(zhì)組成的元素(或原子)種類(lèi)

初中階段，學(xué)生對(duì)化學(xué)的認(rèn)識(shí)經(jīng)歷了從宏觀到微觀、從定性到定量，形成“化學(xué)變化過(guò)程中元素不變”的觀念，并學(xué)會(huì)用微粒解釋守恒的本質(zhì).

例1根據(jù)質(zhì)量守恒定律，電解氯化鈉的水溶液，不可能得到的生成物是( ).

A．NaNO3B．H2C．Cl2D．NaOH

試題以電解氯化鈉的水溶液為載體，考查學(xué)生對(duì)元素守恒的運(yùn)用能力.通過(guò)研究發(fā)現(xiàn)，幾乎所有同學(xué)均能確定電解產(chǎn)物不可能有NaNO3，這一點(diǎn)充分說(shuō)明學(xué)生已經(jīng)形成了元素守恒觀，并且具備了一定的閱讀、推理陌生問(wèn)題情境的能力.

例2已知：“○”、“●”和“o”表示不同元素的原子.某反應(yīng)的微觀示意圖如下圖，你認(rèn)為乙的構(gòu)成中含有什么原子？(用圖形表示)

模型圖是化學(xué)學(xué)科特有的呈現(xiàn)信息的方式，也是部分學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的障礙點(diǎn)之一.本題借助化學(xué)反應(yīng)模型圖考查學(xué)生對(duì)原子守恒的運(yùn)用能力，讀懂圖示的信息也是解答此題的關(guān)鍵.依據(jù)化學(xué)反應(yīng)前后原子種類(lèi)不變，學(xué)生很快找出乙微粒中一定含有“o”原子，但絕大多數(shù)學(xué)生都忽略了化學(xué)反應(yīng)前后原子數(shù)目守恒.因?yàn)橐椅⒘；瘜W(xué)式的不確定性，不能精確得到三種微粒的數(shù)目，但是由甲微粒可知，“●”與“○”的數(shù)目比為1∶1，而丁微粒中“●”與“○”的數(shù)目比為2∶1.很明顯，反應(yīng)后“●”與“o”的數(shù)目比增大，所以乙微粒中一定含有“o”、“●”兩種微粒.

二、確定某元素或某物質(zhì)的質(zhì)量

定量研究為化學(xué)學(xué)科的發(fā)展提供了重要的科學(xué)依據(jù)，是化學(xué)研究的重要方法.

例3(2018?南通)在光照條件下，AgNO3可分解為Ag、O2和某種氮的氧化物X.取一定質(zhì)量的AgNO3固體充分光照，測(cè)得反應(yīng)后生成Ag、O2、X的質(zhì)量分別為21.6 g、mg、9.2 g.m值為_(kāi)___.

試題以AgNO3固體見(jiàn)光可分解這一真實(shí)背景為情境素材，考查學(xué)生對(duì)元素守恒和化學(xué)反應(yīng)前后各物質(zhì)的總質(zhì)量守恒的運(yùn)用能力.本題需要學(xué)生結(jié)合題目的信息找出該反應(yīng)的反應(yīng)物和生成物，再進(jìn)行數(shù)據(jù)處理.依據(jù)銀元素守恒，確定硝酸銀中銀元素的質(zhì)量為21.6 g，計(jì)算硝酸銀的質(zhì)量為34 g；依據(jù)總質(zhì)量守恒，確定m=34 g-21.6 g-9.2 g=3.2 g.

例4合金Mg2Cu是一種潛在的貯氫材料，高溫時(shí)在氬氣保護(hù)下，由一定質(zhì)量比的Mg、Cu單質(zhì)熔煉獲得.該合金在一定條件下完全吸氫生成氫化物和另一種合金，其化學(xué)方程式為：

11.2 g Mg2Cu完全吸氫后所得合金與足量的稀鹽酸反應(yīng)產(chǎn)生氫氣的質(zhì)量是____g.

試題以貯氫材料Mg2Cu合金設(shè)置問(wèn)題情境，考查學(xué)生對(duì)元素守恒的理解和運(yùn)用能力.因合金中各組分一般保持原有的性質(zhì)，MgCu2合金與足量的稀鹽酸接觸后，只有鎂與稀鹽酸發(fā)生置換反應(yīng)，尋找鎂元素的質(zhì)量是解決本題的關(guān)鍵.對(duì)題給化學(xué)方程式進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)，Mg2Cu合金中的鎂元素只有1/4轉(zhuǎn)化到MgCu2合金中，MgCu2合金中鎂元素的質(zhì)量為11.2g×24×2/112×1/4=1.2g，再根據(jù)鎂與稀鹽酸反應(yīng)的化學(xué)方程式解出產(chǎn)生氫氣的質(zhì)量為0.1 g.

三、梳理溶液“稀釋”或“濃縮”前后的等量關(guān)系

課程標(biāo)準(zhǔn)中八大基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)之一的“一定溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)的氯化鈉溶液的配制”學(xué)生實(shí)驗(yàn)要求采用“固配液”、“濃配稀”兩種方法配制氯化鈉溶液，配制溶液所需各種量的計(jì)算成為學(xué)生實(shí)驗(yàn)的難點(diǎn)，梳理溶液“稀釋”或“濃縮”前后的等量關(guān)系是解決此類(lèi)題目的關(guān)鍵.

例5電解水實(shí)驗(yàn)可證明水的組成，在該實(shí)驗(yàn)中，加入少量硫酸鈉可增強(qiáng)水的導(dǎo)電性(在通電前后硫酸鈉的質(zhì)量和性質(zhì)不變)，現(xiàn)有0.2g硫酸鈉溶解在99.8g水中并通電，當(dāng)溶液中硫酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.25%時(shí)，有____g水被電解.

四、其它應(yīng)用

推斷物質(zhì)的化學(xué)式也是守恒觀的應(yīng)用之一，在“基于問(wèn)題情境的初中化學(xué)考點(diǎn)分析——以確定物質(zhì)的化學(xué)式為例”的文中已詳細(xì)進(jìn)行解析，本文不再重復(fù).另外，對(duì)化合價(jià)守恒的運(yùn)用能力也是學(xué)生質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的考點(diǎn)之一.

例6(2017·南通)堿式碳酸鋁鎂[MgaAlb(OH)c(CO3)d·xH2O]是一種新型塑料阻燃劑，其中a、b、c、d的代數(shù)關(guān)系式：2a+3b=____.

試題考查的知識(shí)點(diǎn)是“化合物中化合價(jià)的代數(shù)和為零”，對(duì)于經(jīng)歷多輪復(fù)習(xí)的初三學(xué)生而言，幾乎所有學(xué)生對(duì)這一知識(shí)點(diǎn)都能爛熟于心，但陌生而復(fù)雜的化學(xué)式給學(xué)生增加了心理負(fù)擔(dān)，特別是本題中的結(jié)晶水給學(xué)生解題造成干擾，甚至?xí)绊懡忸}結(jié)果.本題中堿式碳酸鋁鎂為結(jié)晶水合物，其中結(jié)晶水中氫元素、氧元素化合價(jià)的代數(shù)和為0，則MgaAlb[OH]c(CO3)d這一整體的化合價(jià)的代數(shù)和也為零，依據(jù)這一關(guān)系列出等式：

2a+3b=c+2d.

為便于教學(xué)，以上例題絕大多數(shù)是選取試題中的部分考查內(nèi)容，兼顧了考查內(nèi)容的廣度，但深度不夠.在實(shí)際，需要教師和學(xué)生在課堂教學(xué)的過(guò)程中適時(shí)的進(jìn)行歸納提升，才能綜合運(yùn)用守恒觀解決實(shí)際問(wèn)題.