基于高中化学核心素养培养的复习策略探讨^*——以金属及其...

基于高中化学核心素养培养的复习策略探讨*
——以金属及其化合物一轮复习为例

夏小冬 张红俊**

（江苏省昆山中学 江苏 昆山 215300）

摘要：以物质性质为突破“点”，强调宏观辨识、微观探析的同时，利用平衡、变化观念等，由点到线、由线成面、由面构体，将元素化合物知识与反应原理、物质结构深度融合，培养学生的化学核心素养，并能达到复习的最佳效果。

关键词：突出；连接；拓展；收敛

元素化合物内容多、有共性又有个性，有规律又有特例，且对实验的依赖性强，又与化学基本概念、基本理论关系密切，因此在一轮复习中切不可将原来的教学内容简单机械地重复呈现、以期帮助学生恢复记忆，这样的复习是低效的，无助于学生思维的拓展和化学核心素养的培养。以“金属及其化合物”一轮复习为例，将物质的性质或用途作为“点”，通过连接“点”、收敛“点”、拓展“点”，培养学生化学核心素养，以期交流、探讨和提升。

一、突出“点”

高三一轮复习决不能像新授课那样，只关注物质的性质、用途等，而要联系“化学反应原理”、“物质结构与性质”“元素周期律”等知识，使元素化合物知识与化学反应原理、物质结构与性质充分融合。不仅能够从宏观角度用文字或符号对其进行表征、辨识，还要从构成物质的微粒、微粒间的作用力、微粒间的平衡等进行微观探析，甚至还需在实验验证或实验探究的基础上培养自己的批判性思维。因此复习时先要以物质作为“点”，突出“点”的同时，重视解释、理解和运用。以“钠及其化合物”复习为例。

表 1 钠及其化合物中突出的点

关注“点”

Na2O2 NaOH宏观辨识、描述与O2、Cl2、H2O、CO2、酸、盐溶液反应等不与N2反应，而Li、Mg能与N2反应能制取单质钾（钠沸点883℃、钾沸点774℃）熔点低，钠钾合金是原子反应堆导热剂焰色反应、做高压钠灯强氧化剂，具有漂白性，能与H2O、CO2反应沉淀生成与溶解不能在瓷坩埚中熔融微观探析、解释电子排布式为1s2 2s2 2p6 3s1，最外层只有一个电子易失去，具有强还原性Li+、Mg2+离子半径比Na+小，且Mg2+正电荷密集，对电子吸引越强越容易发生极化，所以3233 Na+KCl====K↑+NaCl，由于钠沸点高，控制温度在钠钾沸点之间约850℃，使生成的钾从体系中挥发出来，平衡右移阳离子带电荷少、原子半径大，因此金属键小，熔点低。同周期从左到右熔点升高；同主族从上到下熔点变小电子吸收能量后由基态变为激发态，激发态不稳定，将吸收的能量以光的形式释放阳阴离子个数比为2：1，-1价氧元素自身发生氧化还原反应，Na2O2既是氧化剂又是还原剂含离子键和极性共价键，OH-等电子体的分子为HF；可溶解氢氧化铝Al(OH)3+OH-====[Al(OH)4]-产物中有共价键和配位键NaOH与酸性氧化物SiO2反应生成Na2SiO3

Na

与硝酸银溶液反应后的溶液中c(Ag+)或c(Cl-)计算饱和食盐水电解NaCl 氯化钠是离子晶体，用做融雪剂根据Q（AgCl）与K sp（AgCl）的相对大小判断有无沉淀；能反应先反应，再判断哪种离子剩余，根据K sp进行计算惰性电极电解时，Cl-比OH-易失电子，H+比Na+易得电子晶胞是面心立方，配位数为6，每个晶胞中有四对氯化钠；氯化钠溶于水（雪）后,冰点在-10℃,盐水的凝固点比水的凝固点低,因此在雪水中溶解了盐之后就难以再形成冰块Cl-半径小、穿透能力强，并且能够被金属表面较强吸附，降低金属表面钝化膜形成的可能或加速钝化膜的破坏可洗油污（加热效果更好）CO32-+H2O-⇀--在氯化钠溶液中金属更容易腐蚀Na2CO3↽ ---HCO3-+OH－水解吸热由于HCO3-+H2O-⇀--NaHCO3 Na2SO4 Na2SO3纯碱、苏打，溶液碱性俗名小苏打、发酵粉，受热易分解，溶液呈碱性与BaCl2反应生成沉淀漂白织物时的去氯剂↽ ---H2CO3+OH－而呈碱性，在饱和NaCl溶液中c(Na＋)大，使NaHCO3溶解平衡左移，溶解度减小中心原子sp3杂化，SO42-呈正四面体形，与PO43-、SiO44-、SiF4、CCl4等电子体Na2SO3+Cl2+H2O======Na2SO4+2HCl,Na2SO3作还原剂

二、连接“点”

由点成线方式很多，可从化合价角度进行串联，非金属元素及其化合物复习大多如此，如氮及其化合物的复习，可根据化合价（-3、0、+1、+2、+3、+4、+5）串联成线；也可根据物质类别进行串联，如钠及其化合物的复习，可根据单质、氧化物（Na2O、Na2O2）、氢氧化物、盐（Na2CO3、NaHCO3、Na2SO4、NaCl等）串联成线；当然也可根据经典的根据物质之间的转化关系进行串联如图1铝三角关系。

图1 铝三角关系

但含铝化合物发生反应，产物的种类与反应物用量有很大的关系，这就使得学生对产物的判断很困难，传统教学会让学生强记Al3+与OH-个数比为1∶3，产物为Al（OH）3，产物为AlO2-等。但实践下来，这样的教学效果并不理想，如果时间一长、试题角度稍换，学生就会混淆难以运用。因此，在教学中为了让学生能够熟练掌握铝及其化合物的转化关系，我们就得另辟蹊径，从电荷守恒角度将物质串联成线，如图2，这样可以轻松地判断产物。

图2 根据电荷判断铝元素的存在形式

首先要理解清楚原理：溶液是呈电中性的，AlO2-、Al（OH）3、Al3+这三种粒子的电荷依次为-1、0、+3，我们可以利用加减法，计算出反应前所带电荷数字之和，再判断这个数字位于上述关系中的哪一点或哪一范围即可判断产物。如1molAl3+和4molOH－反应，即一个+3与4个-1的和为-1，因此含铝产物应该为AlO-；再如1molAl3+和3.5molOH－反应，所带电荷总数为+3-3.5=-0.5，介于0和-1之间，所以含铝产物为Al（OH）3和AlO2-。

如果说上述原理是利用了溶液中电荷守恒的原理，那我们也可以让学生复习回顾K sp的计算得出如下关系。例如，K sp［Al（OH）3］=1.3×10-33，在c（Al3+）=0.1mol·L-1溶液中，使Al3+开始沉淀以及沉淀完全的pH分别是多少？学生很容易算出开始沉淀以及沉淀完全的pH为3.4－4.7，至于Al（OH）3在何pH下全部溶解，则可让特别优秀的学生根据K sp［Al（OH）3］、水的离子积常数、［Al（OH）4］－的稳定常数来试着计算得出，这样得如下关系。

图3 根据pH判断铝元素的存在形式

图4 以碳酸钠为收敛点

这样既可以更好地复习难溶物质的生成与溶解计算，进一步掌握解决流程题中“调节pH”原因和意义，也可以很好的帮助学生理解为什么Al（OH）3只溶于强酸强碱的原因，进一步理解物质之间的转化的可能性。

三、收敛点

突出“点”并连接“点”成“线”之后，不仅可以掌握物质之间的转化关系，注意到转化的条件，同时这样也就构成了一个“面”（图4），如果在“面”的基础上再进一步拓展“点”，不仅能在原有的基础上加深对有关化学知识的理解，还能满足学有余力的学生发展需求。以Na2CO3为收敛“点”示例如下。

表 2 碳酸钠中拓展的点

拓展内容Na2CO3中碳杂化方式Na2CO3中加少量水放热原理或解释Na2CO3中心原子sp2杂化，CO32-呈平面正三角形，与NO3-、BF3、SO3等电子体物质的水合焓（放热）与晶格焓（吸热）的相对大小决定物质的溶解焓

3 HCO3-氢键形成了双聚或多聚离子（一般酸式盐溶解度大于正盐）

Na2CO3溶解度大于3

Na2CO3稳定性大于NaHCO3 Na2CO3与盐酸反应NaHCO3中H+虽然只有一个正电荷，但它的半径很小，电荷密度大，正电场很强，可以钻到氧的电子云中间去，反极化作用特别大，所以相同阳离子的酸式盐不如正盐稳定向碳酸钠溶液滴加盐酸开始无气泡、后来有气泡（分两个过程）；向盐酸滴加碳酸钠溶液开始就有气泡。

除杂：Na2CO3固体中混有NaHCO3固体；Na2CO3溶液中混有NaHCO3 Na2CO3（s）中混有NaHCO3（s），加热除去；而在溶液中混有NaHCO3则不可采用加热方法，可加适量的NaOH溶液，因为NaHCO3分解温度为270；NaHCO3（aq）混有Na2CO3，通CO2电荷守恒c(OH－)+2c(CO32-）+c(HCO3-）====== c(H+)+c(Na＋)物料守恒c(Na＋)====2[c(CO32-）+c(HCO3-）+c(H2CO3）]离子浓度大小比较：c(Na+) ＞ c(CO32-）＞ c(OH-) ＞ c(HCO3-）＞ c(H+）实现了特例：更难溶物质可转化为难溶物质（要求K sp相差不大）(K sp[BaSO4]=1.17×10-10 K sp[BaCO3]=2.58×10-9)

Na2CO3溶液中的电荷守恒及离子浓度大小比较BaSO4加入Na2CO3溶液可实现沉淀的转化

当然，除了收敛“点”我们还得发散“点”，这样才能使所学知识立体化呈现。由于铁元素有多种可变化合价，涉及物质种类多、原理多、条件复杂等，因此以铁为“点”发散，从其价电子排布特点，转化生成其它“点”，引出Fe3+、Fe2+离子检验方法，再在关注物质转化条件前提下，综合应用难溶物质K sp、盐类水解、氧化还原反应等来解决问题。这样不仅可以在挖掘“点”的基础上描述物质之间的转化关系和转化条件，还可以从物质间错综复杂、纵横交错的关系中找出共同点，提炼出不同物质间相同的性质，或得到制取同一种物质多种可能途径，从而使学生的知识结构达到螺旋式上升。总之，在复习时如果能由点到线、由线成面、由面构体，最终一定会在学生脑中形成无形的知识面“场”，也必定能在运用知识时信手拈来、挥洒自如，达到复习的最佳效果。

参考文献

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文章编号：1008-0546（2017）11-0061-03

中图分类号：G633.8

文献标识码：B

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2017.11.020

＊＊本文系江苏省中小学教学研究2013年度第十期课题、苏州市教育科学“十二五”规划重点课题《普通高中师生共建教学问题库的实践》的阶段性成果。

＊＊通讯联系人，E-mail：[e-mail]