高中化學(xué)元素及其化合物方程式教學(xué)的探索及策略

在蘇教版《必修1》中，涉及Na、Mg、Al、Fe、Cu五大金屬元素，還有非金屬元素鹵素、硅、硫、氮?；瘜W(xué)方程式是學(xué)習(xí)化學(xué)的重要工具，它可以解決相關(guān)化學(xué)問(wèn)題，也是一種特殊的化學(xué)語(yǔ)言。關(guān)于元素及其化合物相關(guān)方程式的書(shū)寫(xiě)是很多學(xué)生困惑的地方，以下筆者將從元素及其化合物的方程式教學(xué)談?wù)劷虒W(xué)過(guò)程中學(xué)生關(guān)于方程式學(xué)習(xí)存在的問(wèn)題和個(gè)人關(guān)于這部分教學(xué)的策略。

一、學(xué)生關(guān)于方程式學(xué)習(xí)的幾點(diǎn)困惑

1.記憶方程式是靠死記硬背的

對(duì)目前我們學(xué)校高一年級(jí)學(xué)生進(jìn)行問(wèn)卷調(diào)查，85%的學(xué)生認(rèn)為方程式是靠死記硬背的?？梢?jiàn)，很多學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)方程式的方法就是用背的，甚至連系數(shù)都背下來(lái)。一旦考試題目將物質(zhì)做一改變，就完全寫(xiě)不出來(lái)。例如鋁與氫氧化鈉溶液反應(yīng)，若把氫氧化鈉溶液換成氫氧化鉀溶液，學(xué)生就無(wú)從下手了。

2.沒(méi)有類(lèi)別觀(guān)，不懂得歸納共性，突出個(gè)性

由于蘇教版教材對(duì)于金屬和非金屬的教學(xué)是混雜在一起的，并沒(méi)有完全分開(kāi)，導(dǎo)致學(xué)生學(xué)完非金屬再學(xué)習(xí)金屬，知識(shí)間產(chǎn)生脫節(jié)，整體性不強(qiáng)，并容易和非金屬部分混淆。學(xué)生的類(lèi)別觀(guān)不強(qiáng)，不擅長(zhǎng)從類(lèi)別觀(guān)對(duì)物質(zhì)的性質(zhì)進(jìn)行歸納。如學(xué)完了鈉、鎂及其化合物之后，再學(xué)習(xí)鋁及其化合物的性質(zhì)，學(xué)生就不懂得從鈉、鎂金屬單質(zhì)的共性推出鋁單質(zhì)的性質(zhì)。對(duì)于不同的金屬單質(zhì)都有其個(gè)性，如鋁會(huì)和強(qiáng)堿溶液反應(yīng)，鎂會(huì)與N2、CO2反應(yīng)，但是在考試中遇到Al、Fe、Cu三種單質(zhì)混合溶解在燒堿溶液中，學(xué)生并不懂得將金屬鋁的個(gè)性用到題目中來(lái)?？梢?jiàn)，學(xué)生學(xué)完金屬及其化合物的相關(guān)性質(zhì)之后，自己并沒(méi)有在課后再進(jìn)行整理歸納。由此可見(jiàn)，學(xué)生的自覺(jué)性、歸納整理能力都有提升空間。

3.缺乏價(jià)態(tài)觀(guān)，氧化還原反應(yīng)理論知識(shí)掌握不牢固

高中所學(xué)習(xí)的很多反應(yīng)都是屬于氧化還原反應(yīng)，學(xué)生對(duì)價(jià)態(tài)判斷不到位，以及氧化還原反應(yīng)的相關(guān)術(shù)語(yǔ)及其規(guī)律理解不透徹，導(dǎo)致書(shū)寫(xiě)不出一些陌生氧化還原反應(yīng)。然而，陌生氧化還原反應(yīng)又必考，甚至考查更多的是陌生氧化還原反應(yīng)離子方程式的書(shū)寫(xiě)。例如印刷電路板的原理Cu與FeCl3溶液反應(yīng)，很多學(xué)生利用置換反應(yīng)的思想去書(shū)寫(xiě)這個(gè)反應(yīng)，很明顯就違背了金屬活動(dòng)順序表，這個(gè)反應(yīng)是要從氧化還原反應(yīng)的角度去思考，這是缺乏價(jià)態(tài)觀(guān)的一種表現(xiàn)。再如亞鐵離子和酸性高錳酸鉀溶液反應(yīng)，學(xué)生都知道鐵和錳兩種元素變價(jià)，也知道最后以什么微粒存在于溶液中，但是就在配平環(huán)節(jié)出問(wèn)題。可見(jiàn)，學(xué)生的配平能力有待提高，并且對(duì)氧化還原反應(yīng)來(lái)說(shuō)，要知道的是化學(xué)環(huán)境很重要，溶液的酸堿性將影響方程式的書(shū)寫(xiě)。

二、關(guān)于元素及其化合物方程式教學(xué)的相關(guān)策略

針對(duì)學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中的幾點(diǎn)困惑，筆者粗略地提出以下幾點(diǎn)針對(duì)性的策略。

1.方程式不需要背，理解性記憶有助于方程式書(shū)寫(xiě)

在高中課堂上，特別是元素及其化合物教學(xué)中會(huì)有較多的演示實(shí)驗(yàn)，要對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象知道的基礎(chǔ)上，再將物質(zhì)的相關(guān)性質(zhì)用方程式的形式表達(dá)出來(lái)。例如鈉與水的演示實(shí)驗(yàn)，通過(guò)“浮、熔、游、響、紅”的現(xiàn)象，再結(jié)合元素種類(lèi)及氧化還原反應(yīng)的思想，從而可以很容易推出產(chǎn)物，進(jìn)一步書(shū)寫(xiě)出方程式。再如鎂與二氧化碳反應(yīng)的產(chǎn)物“一黑一白”，學(xué)生可以通過(guò)現(xiàn)象結(jié)合元素種類(lèi)，很快就可以知道黑色物質(zhì)為碳，白色物質(zhì)為氧化鎂，從而很快寫(xiě)出方程式?？梢?jiàn)，通過(guò)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象可以幫助我們很快對(duì)方程式進(jìn)行理解性的記憶。

2.類(lèi)推法有助于同類(lèi)物質(zhì)相關(guān)方程式的書(shū)寫(xiě)

不可能每個(gè)反應(yīng)我們都通過(guò)實(shí)驗(yàn)得出，甚至有些反應(yīng)是很難通過(guò)實(shí)驗(yàn)實(shí)現(xiàn)的，因此，掌握類(lèi)推法很關(guān)鍵。例如Na和水反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)及方程式的書(shū)寫(xiě)，學(xué)生都較為熟悉，Li、Na、K都為堿金屬元素，它們的單質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)是相似的，對(duì)于Li、K兩種單質(zhì)與水反應(yīng)的方程式，可以模仿Na和水的反應(yīng)，要記得元素符號(hào)要做相應(yīng)改變。再如有題目指出Be和Al化學(xué)性質(zhì)相似，請(qǐng)寫(xiě)出Be與氫氧化鈉溶液反應(yīng)的方程式，同樣也是模仿Al與氫氧化鈉溶液反應(yīng)的方程式進(jìn)行書(shū)寫(xiě)，若改為氫氧化鉀溶液，不一樣的地方在于元素的價(jià)態(tài)可能會(huì)不同，所以在模仿的過(guò)程中要注意價(jià)態(tài)的不同導(dǎo)致產(chǎn)物的書(shū)寫(xiě)不同，如NaAlO2與Na2BeO2。

3.鞏固并強(qiáng)化氧化還原反應(yīng)的相關(guān)知識(shí)有助于陌生氧化還原反應(yīng)的書(shū)寫(xiě)

陌生氧化還原反應(yīng)方程式的書(shū)寫(xiě)是很多學(xué)生易丟分的，它又屬于高頻考點(diǎn)，因此掌握陌生氧化還原反應(yīng)方程式的書(shū)寫(xiě)是很有必要的。當(dāng)然，對(duì)于氧化還原反應(yīng)方程式的書(shū)寫(xiě)是建立在價(jià)態(tài)觀(guān)的基礎(chǔ)上的，所以元素的價(jià)態(tài)要先判斷正確。鐵元素及其化合物與氧化還原反應(yīng)聯(lián)系較為緊密，因?yàn)殍F元素為典型的變價(jià)金屬元素。比如書(shū)寫(xiě)亞鐵離子與酸性高錳酸鉀溶液反應(yīng)的離子方程式，鐵元素由+2價(jià)升高為+3價(jià)，錳元素由+7價(jià)降低為+2價(jià)，最為關(guān)鍵的是酸性溶液，這里就要巧用H+和H2O進(jìn)行配平，注意方程式中一定不能出現(xiàn)OH-。因此，在書(shū)寫(xiě)陌生氧化還原反應(yīng)方程式的時(shí)候，要懂得巧用H+、OH-和H2O，以便幫助我們快速寫(xiě)出方程式。

總之，元素及其化合物方程式的書(shū)寫(xiě)并沒(méi)有學(xué)生想象的那么難，通過(guò)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象對(duì)物質(zhì)化學(xué)性質(zhì)進(jìn)行歸納，以及結(jié)合“一法兩觀(guān)一原理”(類(lèi)推法、類(lèi)別觀(guān)、價(jià)態(tài)觀(guān)、氧化還原反應(yīng)原理)，就可以幫助我們較好、較快地寫(xiě)出相關(guān)反應(yīng)方程式。當(dāng)然，學(xué)生的自覺(jué)性、模仿能力、整理歸納能力有了一定提高后，筆者相信方程式的書(shū)寫(xiě)將不再那么容易失分。