摘要:化学图形类问题的分析和解决,一直都是化学课程中的重要环节之一,此类问题同样也是考试的重点和难点所在。对于化学反应图像的分析和讲解,能够帮助学生更好地掌握基础知识,并能够培养其全面思考问题和知识迁移等方面的能力。通过初中化学图形问题的探讨,分析学生平时主要存在的问题,并提出合理的改进意见,以求提高教学质量水平.
关键词:化学图形;特殊点;化学含义;知识迁移
作者简介:陈国君(1983,3-),男,河北沧州人,本科,中学一级教师,主要研究初中化学教学分析.一、化学例图中的点
在化学题目中,化学反应变化图像问题是最常见的一种题型.处理其这种图像问题,首先要对所涉及到的化学反应过程要有深刻的了解,其次应该充分考虑到化学试剂过量和不足的问题.并通过仔细认真的观察,注意图像中的特殊点,针对于不同位置的特殊点应该能够分析出所对应的反应现象,并能分析出试剂的用量等问题.注意图像中的特殊点是解决这类图像问题的关键.
例1向盛有100gCuSO4和H2SO4的混合溶液中逐滴加入质量分数为10%的NaOH溶液,反应出现沉淀的质量随加入的NaOH溶液质量的关系图,如下图1所示.根据课本所学知识,并结合反应图像,就下列问题进行作答:
(1)观察A的位置,结合所学知识,能得到的化学信息有哪些?
(2)观察B的位置,结合所学知识,能得到的化学信息有哪些?
(3)逐滴加入NaOH溶液,反应至C点,此时反应容器中的溶质有什么?判断理由.
分析:
(1)很多同学能够判断出原点到A点时H+与NaOH反应,A点开始H+反应完全,同时CuSO4开始于NaOH发生反应生成的Cu(OH)2沉淀.根据题目信息,结合反应化学方程式还可以得出反应装置中硫酸溶质的质量为4.9g.
(2)反应达到B点时,沉淀不再生成,表示硫酸铜和NaOH溶液反应完全.根据题目和图表中B点所对应的数据,结合化学反应的方程式计算得出装置中溶质CuSO4的质量为8g,生成沉淀的质量为4.9g.
(3)图中C点处于A、B两点之间,中和反应完成,硫酸铜与NaOH反应的时刻,大多同学都能对此时溶液中所包含的溶质作出正确的判断,也有小部分学生,由于考虑问题不够充分,忽略了硫酸铜与氢氧化钠尚在进行中,溶液中还有过量的硫酸铜存在,在进行判断时只得出了生成物硫酸钠的存在.从(1)、(2)两问题的回答中可以看出,学生对于各个反应关键节点的判断较为准确,对基础知识的掌握程度较好.但是图像中的信息一旦变得较为复杂多变时,学生对图像的理解分析能力就会出现不足,考虑问题变得不周全.比如说,(2)中进行沉淀质量的计算,在代入氢氧化钠质量时可能出现代入图中数据80g的错误现象.(3)可能部分学生对于问题的作答很正确,但是对于反应的原理并没有清晰的掌握.
二、图像中的“线”与“数据”
图像中的“线”的高低、走向以及平缓程度都蕴含着一定的化学意义.在掌握了图像中各点的多对应的含义后,更要进一步读懂图像中不可缺少的一部分——“线”.
例2化学废液污染环境,化学兴趣小组就化学废液桶中含有的大量HCl和CaCl2(暂不考虑其他杂志的影响)进行回收再利用研究.取废液12kg,向废液中逐渐加入Na2CO3溶液,质量分数20%.根据加入的Na2CO3溶液的质量与反应所得溶液pH值之间的变化关系图(图2),回答下列问题.
(1)结合图2分析可得,加入碳酸钠溶液的质量到达kg时,废液处理完毕.
(2)加入碳酸钠溶液的质量到达12.5kg时,溶液中是否还有化学反应发生,并说明判断的理由.
分析在进行问题的解答前,首先要读懂AB线段所包含的化学含义.大多数学生能够很好的读懂图意,并结合所学知识,按照反应的先后顺序,根据pH值得变化,写出发生反应的化学方程式.
pH<7时,
Na2CO3+2HCl→2NaCl+H2O+CO2↑
pH=7时
Na2CO3+CaCl2→2NaCl+CaCO3↓
pH>7时,Na2CO3过量
隨着反应结束,过量的碳酸钠致使溶液呈现碱性.也有部分同学根据平时积累,认为溶液显中性表示化学反应已经结束,于是不能对AB线段之间的反应做出正确的判断.
可见,判断图像问题时应对纵横坐标之间的关系进行认真分析,学生对于较复杂图像问题的读图分析能力有待加强.
总结扎实的化学基础知识,是解决图形类问题的前提.读懂图形意义是解决图形类问题的关键.通过对知识更好地把握,并经过平时多加练习积累,最后有针对性的解答一些陌生化学物质类的问题,是提高化学知识水平的重点.
参考文献:
[1]王秀琴.初中化学竞赛研究.中学化学教学参考,2001(4):55-56
[2]甘立红.辅导初中化学竞赛的点滴感想.中学化学教学参考,2003(1-2):97-98
[3]付成香.初中化学竞赛浅谈.晋东南师范专科学校学报,2002,19(2):90-91