許細(xì)忠
(泉州市泉港區(qū)第一中學(xué))
淺議化學(xué)反應(yīng)方程式的教學(xué)
許細(xì)忠
(泉州市泉港區(qū)第一中學(xué))
方程式的書寫是學(xué)習(xí)化學(xué)的基本素養(yǎng)和基礎(chǔ),也是化學(xué)學(xué)習(xí)中的一個(gè)重要內(nèi)容。但在學(xué)習(xí)中很多學(xué)生會出現(xiàn)這些現(xiàn)象:方程式感覺很容易,但學(xué)了一段時(shí)間后又很容易忘記,在書寫的時(shí)候只能胡亂書寫,更不用說是應(yīng)用所學(xué)知識去學(xué)習(xí)新的化學(xué)反應(yīng)了。因此,很多學(xué)生對方程式的學(xué)習(xí)甚至對化學(xué)的學(xué)習(xí)產(chǎn)生畏懼的心理,主要是因?yàn)閷W(xué)生對方程式的學(xué)習(xí)如同記憶英語單詞一樣,以背誦、單純的記憶為主,忽視了化學(xué)反應(yīng)方程式所體現(xiàn)出來的化學(xué)思維,以至于記不住、忘得快、用不了。
我們對知識記憶的一種有效辦法是分類記憶,方程式也不例外,我們可以根據(jù)不同的分類標(biāo)準(zhǔn)對方程式進(jìn)行分類以便記憶。比如,根據(jù)反應(yīng)物和生成物種類和數(shù)目的不同,可以將化學(xué)反應(yīng)分為化合反應(yīng)、分解反應(yīng)、置換反應(yīng)和復(fù)分解反應(yīng)四種基本反應(yīng)類型;根據(jù)是否有電子的轉(zhuǎn)移可以將化學(xué)反應(yīng)分為氧化還原反應(yīng)和非氧化還原反應(yīng);根據(jù)反應(yīng)是否有離子的參與分為離子反應(yīng)和非離子反應(yīng);根據(jù)反應(yīng)的熱效應(yīng)可以將反應(yīng)分為放熱反應(yīng)和吸熱反應(yīng)等等。在實(shí)際的教學(xué)中,我認(rèn)為,如果根據(jù)方程式書寫的思想,將化學(xué)反應(yīng)分為復(fù)分解反應(yīng)、氧化還原反應(yīng)和分解反應(yīng)三種類型進(jìn)行教學(xué)會更加有利于學(xué)生的學(xué)習(xí),其中復(fù)分解反應(yīng)和氧化還原反應(yīng)是中學(xué)化學(xué)學(xué)習(xí)的重點(diǎn),中學(xué)所學(xué)的方程式幾乎都跟這兩種方法有關(guān)。
蘇教版化學(xué)1專題1一開始學(xué)習(xí)化學(xué)反應(yīng)時(shí),學(xué)生通過學(xué)習(xí)知道化學(xué)反應(yīng)是物質(zhì)在一定條件下生成新的物質(zhì),在此過程中應(yīng)該遵循質(zhì)量守恒及其他的規(guī)律,而化學(xué)反應(yīng)方程式則將化學(xué)反應(yīng)體現(xiàn)出來,在書寫上必然是要遵循其中的規(guī)律,必然是有規(guī)律可循的。
復(fù)分解反應(yīng):AB+CD=AD+CB,核心的思想是兩種化合物相互交換成分形成新的化合物,書寫的要點(diǎn)是:拆、交換、組合、配平。拆,這是對化合物的認(rèn)識,是書寫復(fù)分解反應(yīng)方程式的基礎(chǔ),這要求學(xué)生在書寫時(shí)要有電離的觀點(diǎn),將化合物拆成陰離子和陽離子,如HCl應(yīng)拆成H+和Cl-;NaOH應(yīng)拆成Na+和OH-,NaHCO3可拆成Na+和HCO-3或Na+、H+和CO32-等,當(dāng)然難點(diǎn)在于酸性氧化物如CO2,就不能拆成C4+和O2-,應(yīng)該根據(jù)化合價(jià)尋找其對應(yīng)的含氧酸H2CO3,再拆成H+和CO32-或H+和HCO3-。交換,兩種化合物的陽離子(或陰離子)交換,這是復(fù)分解反應(yīng)方程式書寫的核心。組合,將交換完的陰陽離子重新組合得到新的物質(zhì)。在學(xué)習(xí)中,學(xué)生通過對初中所學(xué)的復(fù)分解反應(yīng)進(jìn)行復(fù)習(xí)和書寫,理解復(fù)分解反應(yīng)方程式書寫的規(guī)律,掌握常見酸、堿、鹽、氧化物所體現(xiàn)的常見的復(fù)分解反應(yīng)。如果學(xué)生掌握了這種書寫的規(guī)律,那么在鋁及其化合物中所學(xué)的相關(guān)方程式就很容易理解。如NaAlO2溶液與CO2的反應(yīng),學(xué)生只需知道NaAlO2要拆成Na+和AlO2-,CO2能拆成H+和CO32-或H+和HCO3-,將陽離子(Na+和H+)或陰離子(AlO2-和CO32-、HCO3-)進(jìn)行交換組合得到新的物質(zhì),理解HAlO2在水溶液中不存在,應(yīng)該寫成Al(OH)3,然后根據(jù)原子的守恒配平方程式即可。 這樣的學(xué)習(xí)有利于學(xué)生舉一反三,掌握更多的化學(xué)反應(yīng)方程式,例如可將NaAlO2換成KAlO2,將CO2換成HCl、SO2等。
氧化還原反應(yīng)方程式的書寫和記憶是學(xué)生學(xué)習(xí)的難點(diǎn),很多學(xué)生不理解為什么會這樣反應(yīng),怎么樣才能記???其實(shí),在教學(xué)中,我們完全可以適當(dāng)提高學(xué)習(xí)高度,從氧化還原反應(yīng)的本質(zhì)進(jìn)行教學(xué),可能會更有利于學(xué)生的學(xué)習(xí)。氧化還原反應(yīng)的本質(zhì)是電子的轉(zhuǎn)移,表現(xiàn)出來化合價(jià)發(fā)生變化,所以首先應(yīng)該讓學(xué)生樹立氧化還原反應(yīng)中化合價(jià)變化的規(guī)律,在一個(gè)氧化還原反應(yīng)中化合價(jià)有升必有降,不能只升不降,也不能只降不升,讓學(xué)生明白如果你方程式不會寫、亂寫或者寫錯(cuò)十有八九違反了這一條規(guī)則。如硝酸分解的反應(yīng)方程式是學(xué)生常常弄錯(cuò)的一個(gè)化學(xué)反應(yīng),經(jīng)常寫成HNO3→NO2+H2O,模仿碳酸、亞硫酸分解的反應(yīng)方程式,然后試圖配平,卻無法解決,這是因?yàn)镹元素的化合價(jià)由+5變化為+4,升高,卻沒有降低的價(jià)態(tài),當(dāng)然是不可能的。
其次,讓學(xué)生明白氧化還原反應(yīng)方程式書寫的規(guī)則:拆、變化、組合、配平。拆,同樣對于化合物要有拆的思想,分析到底是陽離子還是陰離子發(fā)生變化。變化,這是書寫和理解氧化還原反應(yīng)方程式的核心,就是要理解物質(zhì)在一定條件下化合價(jià)如何變化生成新的微粒。組合,將原有未變化的微粒(陰陽離子)和變化后的微粒(陰陽離子)進(jìn)行合理組合,生成新的物質(zhì)。下面以氯氣相關(guān)反應(yīng)方程式的學(xué)習(xí)進(jìn)行說明。
在學(xué)習(xí)氯氣的性質(zhì)時(shí),引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)相關(guān)知識認(rèn)識到氯氣在化學(xué)反應(yīng)中主要有兩種變化形式。第一種變化形式是Cl2→Cl-,氯氣只表現(xiàn)強(qiáng)氧化性,發(fā)生還原反應(yīng),而要實(shí)現(xiàn)該變化,則需各種還原劑,如各種金屬單質(zhì)、非金屬單質(zhì)等,在書寫方程式的時(shí)候注意到氯元素的化合價(jià)降低則必有另一種元素的化合價(jià)升高,如Fe→Fe3+,Cu→Cu2+等,而后Cl-與Fe3+,Cu→Cu2+組合得到反應(yīng)的產(chǎn)物。第二種變化形式是ClO-←Cl2→Cl-,氯氣在反應(yīng)中既表現(xiàn)出氧化性又表現(xiàn)出還原性,其他反應(yīng)物只是與其反應(yīng),在反應(yīng)中化合價(jià)并沒有發(fā)生變化,學(xué)生在學(xué)習(xí)中只要記住能夠?qū)崿F(xiàn)該變化的主要有H2O、堿等物質(zhì),在這種變化中學(xué)生關(guān)鍵在于掌握如何組合的問題,為了匹配ClO-和Cl-,與水反應(yīng),水只能提供的是H+進(jìn)行組合,而在NaOH中,則是要提供Na+進(jìn)行組合形成NaCl和NaClO,H和O元素化合價(jià)不變,則組成H2O。
這樣的學(xué)習(xí)雖然在剛開始要求是比較的高,但是學(xué)生通過學(xué)習(xí),需要記憶的東西就比較的少,也比較不會忘記,有利于學(xué)生理解化學(xué)反應(yīng)的本質(zhì)、懂得如何分析新的化學(xué)反應(yīng)。如Cl2在一定溫度下與NaOH反應(yīng)的生成物中ClO-和ClO3-的濃度之比為1∶1,請寫出反應(yīng)的方程式。對于這個(gè)問題的解決首要判斷反應(yīng)的產(chǎn)物,而后進(jìn)行配平。對于反應(yīng)產(chǎn)物的判斷,學(xué)生利用“組合”的思想能寫出NaClO和NaClO3,再根據(jù)氧化還原反應(yīng)化合價(jià)有升必有降的理念,分析元素化合價(jià)的變化,會發(fā)現(xiàn)在該反應(yīng)中只有Cl元素的化合價(jià)發(fā)生變化,所寫的產(chǎn)物中Cl元素的化合價(jià)由0升到+1、+5,但沒有降價(jià),所以Cl化合價(jià)必須降為-1,產(chǎn)物還有NaCl,H和O元素的化合價(jià)不能變,產(chǎn)物中還有H2O,通過配平就能寫出反應(yīng)的方程式:4Cl2+8NaOH=6NaCl+NaClO+NaClO3+4H2O。
在方程式的學(xué)習(xí)中,我們要讓學(xué)生體會到化學(xué)反應(yīng)并不是無中生有的,必須遵循一定的規(guī)律,只要我們遵循規(guī)律就能夠輕松自如地寫出反應(yīng)的方程式,記住方程式,應(yīng)用所寫的方程式解決實(shí)際的問題。
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