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浅议化学反应方程式的教学

2016-03-03许细忠

新课程(中学) 2016年1期
关键词:配平化合价方程式

许细忠

(泉州市泉港区第一中学)

浅议化学反应方程式的教学

许细忠

(泉州市泉港区第一中学)

方程式的书写是学习化学的基本素养和基础,也是化学学习中的一个重要内容。但在学习中很多学生会出现这些现象:方程式感觉很容易,但学了一段时间后又很容易忘记,在书写的时候只能胡乱书写,更不用说是应用所学知识去学习新的化学反应了。因此,很多学生对方程式的学习甚至对化学的学习产生畏惧的心理,主要是因为学生对方程式的学习如同记忆英语单词一样,以背诵、单纯的记忆为主,忽视了化学反应方程式所体现出来的化学思维,以至于记不住、忘得快、用不了。

我们对知识记忆的一种有效办法是分类记忆,方程式也不例外,我们可以根据不同的分类标准对方程式进行分类以便记忆。比如,根据反应物和生成物种类和数目的不同,可以将化学反应分为化合反应、分解反应、置换反应和复分解反应四种基本反应类型;根据是否有电子的转移可以将化学反应分为氧化还原反应和非氧化还原反应;根据反应是否有离子的参与分为离子反应和非离子反应;根据反应的热效应可以将反应分为放热反应和吸热反应等等。在实际的教学中,我认为,如果根据方程式书写的思想,将化学反应分为复分解反应、氧化还原反应和分解反应三种类型进行教学会更加有利于学生的学习,其中复分解反应和氧化还原反应是中学化学学习的重点,中学所学的方程式几乎都跟这两种方法有关。

苏教版化学1专题1一开始学习化学反应时,学生通过学习知道化学反应是物质在一定条件下生成新的物质,在此过程中应该遵循质量守恒及其他的规律,而化学反应方程式则将化学反应体现出来,在书写上必然是要遵循其中的规律,必然是有规律可循的。

复分解反应:AB+CD=AD+CB,核心的思想是两种化合物相互交换成分形成新的化合物,书写的要点是:拆、交换、组合、配平。拆,这是对化合物的认识,是书写复分解反应方程式的基础,这要求学生在书写时要有电离的观点,将化合物拆成阴离子和阳离子,如HCl应拆成H+和Cl-;NaOH应拆成Na+和OH-,NaHCO3可拆成Na+和HCO-3或Na+、H+和CO32-等,当然难点在于酸性氧化物如CO2,就不能拆成C4+和O2-,应该根据化合价寻找其对应的含氧酸H2CO3,再拆成H+和CO32-或H+和HCO3-。交换,两种化合物的阳离子(或阴离子)交换,这是复分解反应方程式书写的核心。组合,将交换完的阴阳离子重新组合得到新的物质。在学习中,学生通过对初中所学的复分解反应进行复习和书写,理解复分解反应方程式书写的规律,掌握常见酸、碱、盐、氧化物所体现的常见的复分解反应。如果学生掌握了这种书写的规律,那么在铝及其化合物中所学的相关方程式就很容易理解。如NaAlO2溶液与CO2的反应,学生只需知道NaAlO2要拆成Na+和AlO2-,CO2能拆成H+和CO32-或H+和HCO3-,将阳离子(Na+和H+)或阴离子(AlO2-和CO32-、HCO3-)进行交换组合得到新的物质,理解HAlO2在水溶液中不存在,应该写成Al(OH)3,然后根据原子的守恒配平方程式即可。 这样的学习有利于学生举一反三,掌握更多的化学反应方程式,例如可将NaAlO2换成KAlO2,将CO2换成HCl、SO2等。

氧化还原反应方程式的书写和记忆是学生学习的难点,很多学生不理解为什么会这样反应,怎么样才能记住?其实,在教学中,我们完全可以适当提高学习高度,从氧化还原反应的本质进行教学,可能会更有利于学生的学习。氧化还原反应的本质是电子的转移,表现出来化合价发生变化,所以首先应该让学生树立氧化还原反应中化合价变化的规律,在一个氧化还原反应中化合价有升必有降,不能只升不降,也不能只降不升,让学生明白如果你方程式不会写、乱写或者写错十有八九违反了这一条规则。如硝酸分解的反应方程式是学生常常弄错的一个化学反应,经常写成HNO3→NO2+H2O,模仿碳酸、亚硫酸分解的反应方程式,然后试图配平,却无法解决,这是因为N元素的化合价由+5变化为+4,升高,却没有降低的价态,当然是不可能的。

其次,让学生明白氧化还原反应方程式书写的规则:拆、变化、组合、配平。拆,同样对于化合物要有拆的思想,分析到底是阳离子还是阴离子发生变化。变化,这是书写和理解氧化还原反应方程式的核心,就是要理解物质在一定条件下化合价如何变化生成新的微粒。组合,将原有未变化的微粒(阴阳离子)和变化后的微粒(阴阳离子)进行合理组合,生成新的物质。下面以氯气相关反应方程式的学习进行说明。

在学习氯气的性质时,引导学生根据相关知识认识到氯气在化学反应中主要有两种变化形式。第一种变化形式是Cl2→Cl-,氯气只表现强氧化性,发生还原反应,而要实现该变化,则需各种还原剂,如各种金属单质、非金属单质等,在书写方程式的时候注意到氯元素的化合价降低则必有另一种元素的化合价升高,如Fe→Fe3+,Cu→Cu2+等,而后Cl-与Fe3+,Cu→Cu2+组合得到反应的产物。第二种变化形式是ClO-←Cl2→Cl-,氯气在反应中既表现出氧化性又表现出还原性,其他反应物只是与其反应,在反应中化合价并没有发生变化,学生在学习中只要记住能够实现该变化的主要有H2O、碱等物质,在这种变化中学生关键在于掌握如何组合的问题,为了匹配ClO-和Cl-,与水反应,水只能提供的是H+进行组合,而在NaOH中,则是要提供Na+进行组合形成NaCl和NaClO,H和O元素化合价不变,则组成H2O。

这样的学习虽然在刚开始要求是比较的高,但是学生通过学习,需要记忆的东西就比较的少,也比较不会忘记,有利于学生理解化学反应的本质、懂得如何分析新的化学反应。如Cl2在一定温度下与NaOH反应的生成物中ClO-和ClO3-的浓度之比为1∶1,请写出反应的方程式。对于这个问题的解决首要判断反应的产物,而后进行配平。对于反应产物的判断,学生利用“组合”的思想能写出NaClO和NaClO3,再根据氧化还原反应化合价有升必有降的理念,分析元素化合价的变化,会发现在该反应中只有Cl元素的化合价发生变化,所写的产物中Cl元素的化合价由0升到+1、+5,但没有降价,所以Cl化合价必须降为-1,产物还有NaCl,H和O元素的化合价不能变,产物中还有H2O,通过配平就能写出反应的方程式:4Cl2+8NaOH=6NaCl+NaClO+NaClO3+4H2O。

在方程式的学习中,我们要让学生体会到化学反应并不是无中生有的,必须遵循一定的规律,只要我们遵循规律就能够轻松自如地写出反应的方程式,记住方程式,应用所写的方程式解决实际的问题。

·编辑 谢尾合

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