摘" 要:在高中化学学习过程中,学生有时候会遇到一些看似棘手或难以理解的问题.本文首先强调了高一学生从初中的感性学习向高中的理性学习的必要转变,这涉及学习方式和思维方式的转换;然后指出高一学生在以下几个方面容易感到困难:氧化-还原反应、电解质与离子反应以及焰色反应中的焰色识别等;最后针对这些难点,提出了一些切实可行的教学策略和解决方案.旨在帮助学生提升认知能力和理解深度,促进其化学学科核心素养的发展.
关键词:高一化学;氧化还原反应;焰色反应;强弱电解质
中图分类号:G632""" 文献标识码:A""" 文章编号:1008-0333(2024)22-0130-03
收稿日期:2024-05-05
作者简介:宋小春,中学教师,从事高中化学教学研究.
从初中到高中化学学习的过程中,学生需要经历一个从“感性”到“理性”思维的转变.初中阶段的化学教学更倾向于直观感受和实践操作,故高中阶段教师需要采取针对性的教学策略和方法,帮助学生更好地理解和掌握化学概念与原理,提高化学学习的质量和效果,这对于促进初中到高中化学学习的良好过渡具有重要意义[1].
1" 氧化还原反应的掌握
1.1" 得氧失氧观
高中化学人教版(必修一)第一章《物质及其变化》第三节《氧化还原反应》中,学生对氧化—还原反应的掌握是有难度的,教材上是从初中学过的得氧、失氧的角度认识氧化—还原反应(得氧失氧观),如图1.
图1" 得氧失氧观分析氧化还原反应
1.2" 化合价升降观
从元素化合价变化的角度认识氧化—还原反应(宏观辨识),如图2.
图2" 化合价升降观分析氧化还原反应
1.3" 电子转移观
从电子转移(电子得失或电子对的偏移)的角度认识氧化—还原反应( 微观探析),如图3.
图3" 氧化铜与碳电子转移观分析氧化还原反应
但有些反应没有电子的得失,而是共用电子对产生了偏移.如对于氢气在氯气中燃烧的反应,氯化氢共用电子对时偏向氯元素而偏离氢元素,如图4.
图4" 氢气与氯气电子转移观分析氧化还原反应
相信此时不少学生已经无所适从了,个别学生会把这三种“观点”孤立认识.其实这是表达同一个问题的三种不同的方式,得氧失氧可以引起化合价的变化,化合价变化的本质是电子的得失或者电子对的偏移.所以,我们在掌握前面两种初级的认识后,应转而注重理解第三种本质的认识.
我们先不管电子对偏移的情况,化合价的升高我们暂且都认为是失电子引起的(而实际上有些是电子对偏移引起的).失电子的一方是还原剂,反应过程中被氧化,也叫氧化反应,那么得电子一方就是氧化剂,反应过程中被还原,也叫还原反应.切记“氧化剂和还原剂都是具体物质或元素,而被氧化或被还原是变化过程”.
以上这些分析我们都归结为两个字“失——还”.想象我们还了一本书,就失去了这本书,对应“失——还”,其他一一对应而出:
失电子——还原剂,被氧化,氧化反应
得电子——氧化剂,被还原,还原反应
以后简化为: “失——还”即可.
2" 焰色反应的操作及焰色的快速记忆
高中化学人教版(必修一)第二章《海水中的重要元素—钠和氯》第一节《钠及其化合物》的教学中,学生一开始学习焰色反应,总是记不住步骤及焰色,下面就步骤和焰色做个巧妙的记忆.
2.1" 操作:洗—烧—蘸—烧
焰色反应的操作步骤是:先把铂丝在盐酸中蘸一下,然后在酒精灯上灼烧至无色,再蘸取待测试剂,在酒精灯外焰上灼烧观察焰色.我们怎样记住这些步骤呢?
想象一下吃烤肉串的步骤,“洗干净、烧了、蘸酱吃、烧了嘴”,这样对应“洗-烧-蘸-烧” ,同学们一下子就记住了.2.2" 快速记忆几种金属元素的焰色
锂:紫红色——锂紫红(一个小孩穿着里子红色的衣服)
钠:黄色——钠黄(感冒了脸呈蜡黄色)
钾:浅紫色——钾浅紫(夹东西的钳子)
钙:砖红色——钙砖红(盖楼的砖是红色的)
锶:洋红色——锶洋红(是洋荤子)
钡:黄绿色——钡黄绿(焙豆腐成了黄绿色)
铜:绿 色——铜绿(铜生锈是绿色的)
铷:紫 色——铷紫(儿子)
此外,应该指出实验注意点:有些金属的焰色是无色的,如铁和铂,所以可以用铁丝或者铂丝作为焰色的工具蘸取待测液;一般氯化物灼烧都会挥发,而硫酸和硫酸盐不容易挥发,所以做焰色反应之前或者之后都要把铂丝在盐酸里面蘸一下[2].
3" 电解质与离子反应
学习第一章《物质及其变化》第二节《离子反应》时,学生在学习了电解质和离子反应后,不知道有些化合物该不该写成离子的形式,这里就关系到电解质和非电解质的区别、强弱电解质的区别.原则上来说,离子反应中要把能溶于水的强电解质写成离子的形式,那么什么是强电解质呢?首先看下面的化合物分类,如图5.
图5" 按水溶液或熔融状态下导电与否对化合物分类
(1)强酸:如HCl、H2SO4、HNO3、HClO4、HI、HBr等;
(2)强碱:如NaOH、KOH、Ba(OH)2等;
(3)易溶易电离的盐:如NaCl、MgSO4等.
(4)弱酸如:醋酸CH3COOH、碳酸H2CO3、氢硫酸H2S等.
(5)弱碱如:一水合氨NH3·H2O
(6)在离子方程式中不能写成离子形式的化合物,如:
①气体:CO2、SO2、NH3等.
②单质:Na、Fe、Mg、H2等.
③氧化物:Na2O、Fe2O3、CuO等.
④难溶物:CaCO3、Mg(0H)2、Cu(OH)2、BaSO4、AgCl等.
⑤难电离的物质:弱酸(如醋酸CH3COOH、碳酸H2CO3、氢硫酸H2S)、弱碱(如氨水NH3·H2O)、H2O等.
⑥一些多元弱酸的酸式酸根离子,如NaHCO3应拆写成“Na++HCO-3” , NaHSO3应拆写成 “Na++ HSO-3”.
在离子方程式中,我们要把强酸、强碱和易溶于水的盐写成离子的形式,而弱酸、弱碱、难溶于水的盐、难电离的化合物等,要写成化学式.
这里可以看清楚强酸、强碱和盐是强电解质,但有些难溶的盐虽然是强电解质,却不能写成离子形式的,如CaCO3、AgCl等,它在熔融状态下能写成离子的形式.
例1" 写出碳酸钙和盐酸反应的离子方程式
分析" 碳酸钙是难溶于水的,只能写成化学式,而氯化钙是易溶于水的,只能写成离子的形式.
解" CaCO3+2H+Ca2++CO2↑+2H2O
例2" 如图6,(2023湖北宜昌高一)下列图像正确的是:
图6" 溶液导电能力的变化
A.向10 mL H2SO4溶液中滴加浓度相同的
Ba(OH)2溶液
B.向100 g 40%的NaOH溶液中通入36.5 g HCl气体
C.向NaCl溶液中加水
D.向蒸馏水中不断加入HCl气体
解析" A.H2SO4是强电解质,在水中全部电离,导电能力较强,随着 Ba(OH)2溶液的滴加,发生反应:
H2SO4+Ba(OH)2BaSO4↓+2H2O
两者恰好完全反应时,溶液中产生了难溶的BaSO4和弱电质H2O,离子数目接近为0,溶液的导电能力最差.继续滴加Ba(OH)2溶液,溶液的导电能力虽然增强,但因混合溶液体积增大,相当于溶液变稀,最终溶液的导电能力比起始时H2SO4溶液还弱,A 错误;
B.100 g 40%的NaOH溶液中,NaOH的质量为40 g,与36 g HCl气体恰好完全反应生成NaCl和H2O:
NaOH+HCINaCl+H2O
NaOH和NaCl都是强电解质,在溶液中均完全电离,由于有水生成,溶液体积增大,故而导电能力有所减弱,B错误;
C.向 NaCl溶液中加水,溶液浓度变小,单位体积内离子数目减少,其导电能力减弱,C正确;
D.蒸馏水是弱电解质,导电能力差,HCI溶于水后全部电离,单位体积内离子数目增大,溶液导电能力增强,但当溶液达到饱和时,溶液的导电能力不再增强,所以D错误.
4" 结束语
总之,化学教学方法不是一成不变的,因人而异,每个教师都可以在长期的教学中总结出一套行之有效的方法.有些教师在教学中临时发挥也有很好的效果,但只要细心整理总结,摸索发挥,然后再运用于实践,检验其有效性、合理性,才能继续付诸实际教学.
参考文献:
[1]
黄露芝.浅谈巧解化学题的几个方法[J].化学教学,1997(9):44-45.
[2] 赵周平.应用建模思想 妙解化学难题[J].中学化学教学参考,2018(10):59.
[责任编辑:季春阳]