構(gòu)建思維新模型 助力提升一輪復(fù)習(xí)備考效率——元素及其化合物知識復(fù)習(xí)新思路

江西 張瑛美

一、問題的提出

元素化合物模塊知識是歷年高考的必考知識點，在化學(xué)與傳統(tǒng)文化、化學(xué)與STSE、高頻考點阿伏加德羅常數(shù)、物質(zhì)結(jié)構(gòu)與元素周期律(表)、化學(xué)實驗、化學(xué)工藝流程等具體題型中均有較多涉及，是高考考查基本理論、基本概念、實驗設(shè)計和化學(xué)計量等主干考點的載體。該部分知識掌握的程度對進一步深化理解和掌握前面學(xué)習(xí)的概念性知識有著非常重要的作用，也是后續(xù)化學(xué)反應(yīng)原理等相關(guān)知識學(xué)習(xí)的必備知識基礎(chǔ)，該模塊知識點多而復(fù)雜，學(xué)生學(xué)習(xí)完某一元素及其化合物的知識之后很難做到將所學(xué)的知識進行有條理性地梳理，很大一部分學(xué)生復(fù)習(xí)備考后條理不清，思維混亂，只能零星復(fù)述出其中的部分內(nèi)容，這就使提取知識變得困難，從而影響解題速度。為此筆者經(jīng)過大量研究和實踐對該部分知識的教學(xué)模式進行大膽創(chuàng)新，構(gòu)建出一套基于物質(zhì)分類思維下的教學(xué)思路新模型。

二、物質(zhì)分類思維下教學(xué)思路新模型的構(gòu)建

根據(jù)《普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)(2017版)》和《2019年普通高等學(xué)校招生全國統(tǒng)一考試大綱》對知識掌握的要求，筆者對元素及其化合物知識進行分析、總結(jié)后設(shè)計出如圖1所示的教學(xué)思路總模型：

圖1

講解單質(zhì)的存在形式時教師可基于物質(zhì)分類，如游離態(tài)、化合態(tài)等思維角度分析物質(zhì)的存在形式，如圖2是單質(zhì)硫基于物質(zhì)分類思維角度構(gòu)建的存在形式教學(xué)新思路。

圖2

對于化合物知識在復(fù)習(xí)備考時很少涉及其在自然界中的存在形式，在復(fù)習(xí)備考時可復(fù)習(xí)其來源，例如在復(fù)習(xí)二氧化硫的性質(zhì)時，可將“存在形式”修正為“主要來源”，經(jīng)修正后二氧化硫的主要來源為化石燃料的燃燒及含硫礦石的冶煉，因此對于化合物模塊知識的復(fù)習(xí)，這8個方面中的存在形式這一條可進行修正或略過，直接從物理性質(zhì)開始復(fù)習(xí)，物理性質(zhì)主要從狀態(tài)、顏色、水溶性等思維角度分析。

化學(xué)性質(zhì)是元素及其化合物知識復(fù)習(xí)備考中的重難點，學(xué)生很難系統(tǒng)且熟練地掌握物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)，基于此，筆者通過對所有元素及其化合物的化學(xué)性質(zhì)進行分析和歸納后，從物質(zhì)分類，如單質(zhì)、氧化物、過氧化物、酸、堿、鹽等思維角度，構(gòu)建了如圖3所示的物質(zhì)化學(xué)性質(zhì)教學(xué)思路模型，也是物質(zhì)分類法思維在該模型下的核心應(yīng)用，從單質(zhì)出發(fā)，逐步尋找反應(yīng)物，能很好地解決學(xué)生因思維混亂而對元素及其化合物化學(xué)性質(zhì)難于重現(xiàn)的問題，筆者通過對元素及其化合物中的所有物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)進行全面的梳理后總結(jié)出了每種單質(zhì)或化合物需要考慮的主要反應(yīng)物，在圖3中已一一列出；第7個方面(物質(zhì)特有的化學(xué)性質(zhì))主要是為了解決部分物質(zhì)具有特殊化學(xué)性質(zhì)而設(shè)計，例如HClO具有氧化性漂白，SO2具有非氧化性漂白等，在實際教學(xué)過程中可根據(jù)具體物質(zhì)的特性需要進行修正。

圖3

圖1所示的教學(xué)思路總模型共計8個方面，這8個方面層層遞進，例如保存和用途是建立在物理和化學(xué)性質(zhì)基礎(chǔ)上的，因此在講授物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)時，可得出物質(zhì)的用途和保存方法，如氨氣有極易液化的特點，因此可作制冷劑；過氧化鈉與二氧化碳反應(yīng)可生成氧氣，因此可作供氧劑；物質(zhì)的檢驗需要在掌握其化學(xué)性質(zhì)的基礎(chǔ)上才能進行，因此放在化學(xué)性質(zhì)之后；物質(zhì)制備主要包括反應(yīng)原理、凈化和收集等，涉及物質(zhì)的物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)，制備過程中還涉及物質(zhì)檢驗，因此放在檢驗之后；第7條為了解決如二氧化硫等物質(zhì)，還涉及該化合物的污染與防治，具體在教學(xué)時可根據(jù)復(fù)習(xí)備考的物質(zhì)需要進行修正；第8條習(xí)題鞏固是為了在課后進一步鞏固該課時所復(fù)習(xí)的內(nèi)容而設(shè)計，習(xí)題的選擇和布置根據(jù)復(fù)習(xí)內(nèi)容和學(xué)生情況而定。

三、例析新模型思維下元素及其化合物教學(xué)新思路

【例1】金屬鈉教學(xué)新思路

金屬鈉是元素及其化合物知識的開篇內(nèi)容，對該部分知識的教學(xué)設(shè)計模式進行大膽創(chuàng)新，構(gòu)建出一套新的教學(xué)設(shè)計新模式，可對后續(xù)元素及其化合物的學(xué)習(xí)將起到參考與借鑒作用。金屬鈉與金屬單質(zhì)不反應(yīng)，可形成合金，則化學(xué)性質(zhì)的第1條應(yīng)修正為與非金屬單質(zhì)反應(yīng)；與金屬氧化物不反應(yīng)、與過氧化物的反應(yīng)不要求掌握，無特殊化學(xué)性質(zhì)，則化學(xué)性質(zhì)修正簡化為5個方面，綜上金屬鈉的教學(xué)新思路模型設(shè)計如圖4所示：

圖4

完善圖4模型得金屬鈉的教學(xué)新思路如下：

課題：金屬鈉的教學(xué)新思路

2.物理性質(zhì)

(1)軟—質(zhì)軟，硬度小

(2)亮—銀白色，有金屬光澤

(3)輕—密度比水小，比煤油大

(4)低—熔點低

(5)導(dǎo)—可導(dǎo)電、導(dǎo)熱

3.化學(xué)性質(zhì)

(1)與非金屬單質(zhì)反應(yīng)

①與O2反應(yīng)：

常溫加熱現(xiàn)象鈉的表面變暗先熔化成小球,片刻后劇烈燃燒,發(fā)出黃色火焰,生成淡黃色固體化學(xué)方程式4Na+O2常溫2Na2O2Na+O2△Na2O2轉(zhuǎn)移電子1 mol Na參加反應(yīng)時轉(zhuǎn)移1 mol e-

(2)與氧化物反應(yīng)，以鈉與水反應(yīng)為例

②與滴加酚酞的水反應(yīng)的現(xiàn)象與解釋：

(3)與酸溶液反應(yīng)

①與酸溶液反應(yīng)時，先與酸反應(yīng)，酸反應(yīng)完全后與酸中的水反應(yīng)。

(4)與堿溶液反應(yīng)，以鈉與堿溶液中水反應(yīng)為例

(5)與鹽溶液反應(yīng)

①與鹽溶液反應(yīng)時，與鹽溶液中的水先反應(yīng)，生成的NaOH再與鹽反應(yīng)。

②與CuSO4溶液的反應(yīng)：

4.保存與用途

(1)保存：密封保存，通常保存在煤油或石蠟油中。

(2)鈉的用途

①制取Na2O2等化合物。

②鈉鉀合金呈液態(tài)可用于原子反應(yīng)堆的導(dǎo)熱劑。

④用作電光源，制作高壓鈉燈。

5.檢驗，以焰色反應(yīng)為例

實驗步驟干燒—將洗凈的鉑絲在外焰上灼燒至與原來的火焰顏色相同為止 ↓蘸燒—蘸取待測試液,在外焰上灼燒,并觀察火焰的顏色 ↓洗燒—用稀鹽酸洗凈鉑絲,并在外焰上灼燒至與原來的火焰顏色相同為止現(xiàn)象及結(jié)論若火焰顏色為黃色,則含有鈉元素拓展延伸(1)很多金屬或它們的化合物在灼燒時都會使火焰呈現(xiàn)特殊的顏色,這在化學(xué)上稱作焰色反應(yīng),焰色反應(yīng)為物理變化,屬于元素的物理性質(zhì)(2)觀察鉀元素的火焰顏色時需要透過藍(lán)色鈷玻璃(3)可用光潔無銹的鐵絲代替鉑絲進行焰色反應(yīng)

6.制備，鈉單質(zhì)的制備方法為電解熔融氯化鈉

7.習(xí)題鞏固

布置的課后習(xí)題形式多樣，題型、題量視復(fù)習(xí)內(nèi)容和學(xué)生情況而定，考查內(nèi)容上應(yīng)涵蓋所復(fù)習(xí)內(nèi)容中的重難點、學(xué)生的易錯點進行，復(fù)習(xí)模塊知識在高考中有具體的考題，也可將歷年具體高考題作為課后習(xí)題的一部分，使用一輪復(fù)習(xí)資料書進行教學(xué)的可直接布置一輪復(fù)習(xí)資料書中相應(yīng)的配套的習(xí)題即可。

為使新教學(xué)思路更為簡潔明了，以上內(nèi)容也可用新思路模型表示如圖5所示：

圖5

【例2】二氧化硫的教學(xué)新思路

二氧化硫是元素及其化合物部分知識中性質(zhì)相對復(fù)雜的化合物，其內(nèi)容不僅承接了硫單質(zhì)的性質(zhì)，又進一步揭示了非金屬及其化合物的重要性質(zhì)及其在生活生產(chǎn)中的運用，是后續(xù)硫及其化合物間的相互轉(zhuǎn)化、氮及其化合物等相關(guān)知識學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)，對于二氧化硫，教學(xué)思路總模型中的第1條“存在形式”修正為“主要來源”，二氧化硫不存在保存問題，因此可將圖6模型中的第4條“保存與用途”修正為“用途”，SO2還有一個需要復(fù)習(xí)的內(nèi)容為SO2的污染與防治，因此模型中的第7條“其他”修正為“污染與防治”，則SO2教學(xué)新思路總模型修正過程示意圖及修正后的SO2教學(xué)思路總模型如圖6所示：

圖6 SO2教學(xué)思路總模型修正過程示意圖

化學(xué)性質(zhì)教學(xué)思路模型方面，SO2與氯氣的反應(yīng)在模型中應(yīng)將“Cl2”修正為“X2”，X代表鹵族元素；此外SO2有其獨特的漂白性，因此將化學(xué)性質(zhì)模型中的第7條“物質(zhì)特有的化學(xué)性質(zhì)”修正為“漂白性”。基于以上分析，根據(jù)構(gòu)建的教學(xué)新模型，SO2化學(xué)性質(zhì)教學(xué)新思路模型修正過程示意圖及修正后的新思路模型如圖7所示：

圖7 SO2化學(xué)性質(zhì)教學(xué)思路模型修正過程示意圖

完善修正后的新思路模型即可得SO2的性質(zhì)及應(yīng)用教學(xué)新思路，為使新思路更為簡潔明了，以上內(nèi)容也可用新思路模型圖表示為如圖8所示：

圖8

四、結(jié)束語

元素及其化合物知識是復(fù)習(xí)備考的重難點，主要的問題在于該模塊涉及的知識點多，缺乏系統(tǒng)性和條理性，筆者根據(jù)《普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)(2017版)》和《普通高等學(xué)校招生全國統(tǒng)一考試大綱》對知識掌握的要求，基于物質(zhì)分類思維角度構(gòu)建的教學(xué)思路新模型，很好地解決了復(fù)習(xí)時出現(xiàn)的無從下手、無方向和無目標(biāo)問題，在復(fù)習(xí)備考時只需根據(jù)需要復(fù)習(xí)的具體物質(zhì)對教學(xué)思路總模型進行適當(dāng)修正即可高效梳理復(fù)習(xí)內(nèi)容?；瘜W(xué)性質(zhì)的突破是該模塊知識的最大難點，學(xué)生往往很難全面準(zhǔn)確地重現(xiàn)出某個具體單質(zhì)或化合物的化學(xué)性質(zhì)，化學(xué)性質(zhì)教學(xué)思路模型能很好地解決學(xué)生思維混亂問題，從單質(zhì)出發(fā)，逐步尋找相關(guān)反應(yīng)物，能較好地使學(xué)生準(zhǔn)確完整的重現(xiàn)出化學(xué)性質(zhì)的全部內(nèi)容。