基于学科思想的高中化学复习——以“元素及其化合物”为例

孙国芳

(安徽省濉溪县第二中学)

化学思想和方法的正确运用有利于学生理解和运用化学知识,促进和深化学生的知识实践能力,是学科核心素养教育理念提出后学生必备的素养之一.元素及其化合物是高考化学的必考知识点,也是学生学习其他知识和技能的重要基础和理论.近年来,高考试题对元素及其化合物知识的考查形式不断求新、求变,出现了一些以“陌生元素及其化合物”为考查点的试题,明确了学科思想在学生解题中的重要性.

化学学科涉及的概念和理论繁多,而且很多概念和理论都是相关或相近的,学生在复习元素及其化合物知识的过程中,要对有关概念和理论进行联系和对比,建立思维导图或对比表格,弄清楚各概念和理论的外延和内涵,熟练掌握它们之间的异同,避免在解题过程中因认知偏差而出错.

例1胡粉[主要成分是2PbCO3·Pb(OH)2]具有败毒抗癌、杀虫疗疮的功效,东汉炼丹理论家魏伯阳所著的《周易参同契》提出:“胡粉投火中,色坏还为铅.”下列有关说法不正确的是().

A.胡粉不溶于水

B.胡粉可与盐酸反应

C.“火”中含有C或CO

D.“还为铅”中的铅指PbO

分析可依据金属元素活动性顺序表推测Pb及其化合物的性质.PbCO3、Pb(OH)2均难溶于水,选项A 说法正确.PbCO3、Pb(OH)2分别是弱酸盐、碱,均可与强酸反应,选项B 说法正确.古代的火是由木材(主要成分为纤维素)燃烧产生的,木材不完全燃烧时会产生CO、C,选项C说法正确.胡粉在火中通过一系列反应被还原为Pb,选项D 说法错误.答案为D.

“宏观辨识与微观探析”核心素养充分体现了量变与质变之间的关系,学生也在化学的学习过程中意识到了“量变引起质变”的深刻含义.反应条件不同发生的化学反应也不同,因此在学习元素及其化合物时更要关注量变与质变思想,解题时首先要明确反应条件和反应物的量,以免在分析问题的过程中走弯路.

例2有稀硫酸和稀硝酸的混合溶液200 mL,平均分成2份.向其中一份逐渐加入铜粉,最多溶解9.6g;向另一份中逐渐加入铁粉,产生气体的体积随铁粉质量增加的变化如图1所示,且每一阶段只对应一个反应(已知硝酸只被还原为NO 气体).下列分析或结果正确的是().

图1

B.OA段产生的是NO,AB段的反应为Fe＋2Fe3＋＝3Fe2＋,BC段产生H2

C.原混合酸中H2SO4浓度为0.25mol·L－1

D.第2份溶液中最终溶质为Fe2(SO4)3

在元素及其化合物的复习过程中掌握共性规律,可以帮助学生推断同类别物质的性质,有利于举一反三能力的形成;而了解个别物质的个性或特性,则可以帮助学生深入了解某物质的性质和应用,进而掌握新的知识和规律.共性思想是学生解答元素及其化合物推断类试题的关键,而个性思想则是学生解答综合类试题的核心,掌握元素及其化合物的共性和个性可以有效提升学生对于规律性知识的理解和把握能力.

例3元素的价类二维图是学习元素化合物知识的重要模型,它以元素的化合价为纵坐标,以物质类别为横坐标.铁及其化合物的价类二维图如图2所示(“→”表示物质间的转化关系).下列说法中正确的是().

图2

A.用铁丝在氧气中燃烧可实现上述转化①

B.转化⑤中Na2FeO4可用于自来水消毒杀菌,等物质的量Na2FeO4的消毒效率是HClO的1.5倍

C.转化⑦的现象是绿色沉淀变为红褐色

D.加热Fe(OH)3发生转化⑥,加水可一步实现Fe2O3→Fe(OH)3的转化

分析本题的解题思路是依据铁及其化合物之间的转化关系,是共性规律应用的典型试题.铁丝在氧气中燃烧生成Fe3O4,选项A 错误.转化⑤中Na2FeO4可用于自来水消毒杀菌,1molNa2FeO4转移的电子数目为3mol,1molHClO 转移的电子数目为2mol,物质的量相同时,前者的消毒效率是后者的1.5倍,选项B 正确.转化⑦为Fe(OH)2被氧化为Fe(OH)3,实验现象是沉淀由白色变为灰绿色,最终转化为红褐色,选项C 错误.加热Fe(OH)3分解生成Fe2O3,但Fe2O3和水不反应,选项D 错误.答案为B.

化学方程式或离子方程式的书写是高考考查元素及其化合物的常见形式,在书写时学生要了解定性及定量条件下产生的不同反应现象.因此,在元素及其化合物专题的复习过程中,学生要注意培养定性与定量思想,正确书写化学方程式和离子方程式.

例4实验室中有一瓶未知的无色溶液,某实验小组推测其中可能含有Na＋、Ba2＋、Cl－、Br－、、等离子中的若干种,依次进行下列实验,且每步所加试剂均过量:

①用pH 试纸检验,溶液的pH 大于7;

②向溶液中加入氯水,再加入CCl4振荡,静置,分液,CCl4层呈橙红色;

③向所得溶液中加入Ba(NO3)2溶液和稀硝酸,有白色沉淀生成;

④过滤,将AgNO3溶液和稀硝酸加入得到的滤液中,有白色沉淀生成.

下列说法正确的是().

B.实验②中发生的离子反应只有Cl2＋2Br－＝2Cl－＋Br2

C.实验③④中发生的反应分别是Ba2＋＋＝BaSO4↓、Ag＋＋Cl－＝AgCl↓

D.为确定该溶液是否含Na＋,还要做焰色反应实验

分析实验①说明原溶液中有水解呈碱性的,但其水解是分步进行的,选项A 错误.实验②说明原溶液中含有Br－,会发生反应Cl2＋2Br－＝2Cl－＋Br2,但足量的氯水会与发生氧化还原反应,该反应也是离子反应,选项B 错误.实验③说明所得溶液中含有(注意:该离子可能是原有的,也可能是被氯水氧化所得),实验④说明所得滤液中含有Cl－,选项C正确.原溶液中含有,根据离子共存原则可知其中一定没有Ba2＋,又根据溶液呈电中性,可知原溶液中肯定有Na＋,没有必要通过焰色反应来检验Na＋的存在,选项D错误.答案为C.

在复习过程中,学生要深入理解以上学科思想,提高解题的正确率.

(完)