时间:2023-06-28 17:07:39
序论:好文章的创作是一个不断探索和完善的过程,我们为您推荐十篇化学方程的意义范例,希望它们能助您一臂之力,提升您的阅读品质,带来更深刻的阅读感受。
1.1 定义及内涵:化学方程式,也称为化学反应方程式,是用化学式表示不同物质之间化学反应的式子。即用化学式(有机化学中有机物一般用结构简式)来表示化学反应的式子,叫做化学方程式。化学方程式反映的是客观事实。
从书写的角度看,化学方程式的书写必须建立在客观事实的基础上,不能凭空去想象物质不存在的物质和化学反应,同时,要能够满足物质守恒的规律,也就是说在化学方程式等号的两边各种原子总类与数量必须相等。
化学方程式不仅表明了反应物、生成物和反应条件,同时,化学计量数代表了各反应物、生成物物质的量关系,通过相对分子质量或相对原子质量还可以表示各物质之间的质量关系,即各物质之间的质量比。对于气体反应物、生成物,还可以直接通过化学计量数得出体积比。
1.2 表示意义:每一个化学方程式,都表示一定的特定意义:表示反应物和生成物;表示化学反应的条件;表示各物质之间的质量比;表示参加反应的各粒子的相对数量;表示化学反应的类型;表示反应前后质量守恒(即反应物的质量总和等于生成物质量总和)。
2 化学方程式的结构依据和正确书写
以客观事实为依据。所谓的事实依据,指的是作为化学反应参与的物质过程,由哪些物质参与化学反应这一行为,从而促进和推动物质间向另外一种状态变化。变化发展的过程,必须是实实在在可以发生,并且条件缺一不可,或者至少能通过某种相关的辅助手段,实现化学反应的实现。这一事实,即是化学反应不可改变的规律。同时,这里的事实是说明反应的过程是客观存在的,而不是主观臆造的,也不会因为我们意志的改变而发生改变。
遵循质量守恒定律。化学方程式遵循质量守恒,是指在方程式两边参与式子反应的物质,在质量、式量和总能量方面,都保持前后一致。这个原则告诉我们,在进行化学方程式复习时,要随时检查是否与质量守恒保持平衡,是否能在能量守恒方面找到恰当的等量关系,以突破解决的最佳方案。
那么,如何才能书写化学方程式呢?
这里,总结一个四字步骤:写——配——注——等。
写——写出反应物和生成物的化学式并用短线或箭头相连。写方程式,首先保证所写的物质的化学式书序正确,包括所描述的元素符号、下角线要保持一致,如果书写的式子不是所描述的物质,那么,描述的反应过程就会产生与化学事实不符的情况,造成记录和科学实验的严重后果。
配——配平化学方程式。书写化学方程式的第二个重要步骤,就是在书写好的反应式两端,寻找恰当的系数与等号两边相配合,在配平方程式的过程中,可以使用观察法、最小公倍数法、奇数偶配法、定一法(把其中某个式子系数假定为“1”)、待定系数法、分数法、化合价升降法、得氧失氧法等方法。
注——注明反应条件,生成物的状态。
等——将短线或箭头改为等号。
3 化学方程式的分类复习
3.1 按照教材知识编排:这是根据所使用的教材知识结构顺序,分门别类地进行复习,这个方法适合于高三年级第一轮复习使用。在梳理教材知识点的过程中,每个一个化学知识最基本的线索就是具体看似分散的一个个化学方程式组成的。
应该说,化学方程式是化学语言中最基础的语言符号,它直观地描述了某种化学物质的特征,性质,同时,也真实地反映了某一化学现象产生、变化和发展的动态改变过程。所以,学生在做第一轮复习时,不仅仅是回忆老师讲授过的内容,更要把知识中的文字叙述部分,与化学符号语言的关联部分进行配合理解,做好分析整理,明白每个化学方程式是如何推演而来,又描述一件什么样惊人的物质变化。
在按照教材复习化学方程时要注意每个知识点与方程式之间的对应,做到准确务实,包括化学方程式的书写,条件的生成,以及反应结果的文字描述等,一定要忠诚于教材的观点,不能想当然地发挥。
3.2 按照物质分类来复习
3.2.1 非金属单质:高中阶段常见的非金属单质有F2、Cl2、O2、S、N2 、P 、C 、Si、 H等。这几种单质有可以根据反应条件的不同,而有所区别。
物质的化学性质是要通过化学变化表现出来的。化学方程式是表示化学反应的式子。因此学生在记忆化学方程式时,要联想教材中所学过的重要物质有哪些,它们有哪些化学性质。比如:学习第六单元《碳和碳的氧化物》后,单质碳、一氧化碳和二氧化碳是本单元的三种重要物质,碳和一氧化碳都具有可燃性和还原性,可用下列方程式体现:C+O2=CO2;C+CuO=Cu+CO2;2CO+O2=2CO2;CO+CuO=Cu+CO2;二氧化碳也能与水、石灰水等反应,化学方程式为:CO2+H2O=H2CO3;CO2+Ca(OH)2=CaCO3+H2O
二、联想物质的用途来记忆
物质的性质决定用途,用途反映性质。物质的用途都是由该物质的某一性质所决定的。因此可以密切联系日常生活、生产来记忆,比如:工人师傅在切割钢板时,常用硫酸铜溶液画线,是因为发生CuSO4+Fe=Cu+FeSO4的反应,钢板上会出现一条红线;生活中烧水的水壶,时间长了在壶底会有一层厚厚的锅垢,如何除掉它,我们可以用锅垢的主要成分(CaCO3+2HCl=CaCl2+CO2+H2O);其实在生活、生产中有很多这样实例帮助记忆化学方程式,只要我们时常做一个有心人。
可以采用对比、归纳的方法来记忆。比如:对比单质碳、氢气和一氧化碳的化学性质;归纳可以通过哪些化学反应生成二氧化碳;联想可以通过哪些途径来制取氧气?
2H2O=H2+O2;
2H2O2=2H2O+O2;
2KMnO4=K2MnO4+MnO2+O2;
2KClO3=2KCl+O2;
2HgO=2Hg+O2;
与次同时还可以分析出在实验室条件下制取氧气的原理;同样可以归纳酸、碱、盐之间的反应规律来帮助记忆。通过这些方法可以提高自己分析、对比能力和加深对化学方程式的认识、理解,也加深对化学方程式的印象。
三、按照反应规律记忆
化学反应的种类很多,但每一类都有一定的规律,这些规律也就是我们巧记化学方程式的依据.例如,金属跟酸溶液发生的置换反应,要服从金属的化学活动性顺序,根据这一顺序,很容易记住金属与酸反应的化学方程式.这就是在金属的化学活动性顺序中,位于氢(H)以前的金属跟盐酸、稀硫酸反应时,要产生氢气并生成该金属的离子与参加反应的酸的酸根构成的盐.如:Mg+HZSO=MgSO+H;zn+HZS0;==znS04+H;Fe+ZHCI……
掌握化学反应规律,必须记住化学方程式。如何做到化学方程式过目不忘呢?首先要记主要生成物。
实例:①Cl2+2NaOH==NaCl+NaClO+H2O
②2Na2O2+2H2O==4NaOH+O2
③2Al+2NaOH+2H2O==2NaAlO2+3H2
过目不忘原理:减少记忆量。化学反应方程式是由反应物、生成物和计量数三部分构成的,反应物由信息提供,计量数通过观察法和得失电子守恒配平。因此任何化学反应方程式只需记住主要生成物即可。
适应范围:少数需要死记硬背的化学方程式,如:
①同类反应中的典型反应
②同类反应中的特例反应
③第一次见到的新反应(通常也是同类反应中的典型反应)。
其次,利用反应原理确定生成物。
实例1:SO2通入酸性KMnO4溶液中的化学反应方程式
①判断反应物:反应前体系中存在的物质有KMnO4、SO2、H2SO4和H2O,一定参加反应的是KMnO4、SO2,可能参加反应的是H2SO4或H2O。
可先写出反应物。
四、按常规记忆
常见的化学方程式,可按下列五个方面进行记忆。
(一)可燃性(都是在点燃的条件下)
(1)镁条在空气中燃烧
(2)铁在氧气中燃烧
2Mg+O2点燃2MgO3Fe+2O2点燃Fe3O4
(3)氢气在氧气中燃烧
(4)一氧化碳在空气中燃烧
2H2+O2点燃2H2O2CO+O2点燃2CO2
(5)红磷在氧气中燃烧(6)木炭在氧气中充分燃烧
4P+5O2点燃2P2O5C+O2点燃CO2
(二)物质用途
(1)用稀HCl除水垢2HCl+CaCO3=CaCl2+H2O+CO2
(2)用稀HCl除铁锈6HCl+Fe2O3=2FeCl3+3H2O
(3)泡沫灭火器的原理(检验久置于空气中的NaOH是否变质)
2HCl+Na2CO3=2NaCl+H2O+CO2
(4)氢氧化钠必须密封保存的原理2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O
(5)湿法冶铜原理、铁与硫酸铜反应Fe+CuSO4=FeSO4+Cu
(6)熟石灰改良酸性土壤Ca(OH)2+H2SO4==CaSO4+2H2O
(7)氢氧化铝治疗胃酸Al(OH)3+3HCl=AlCl3+3H2O
(8)除水垢,检测鸡蛋壳、珍珠成分CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2
(三)物质相互鉴别
(1)石灰水中通入二氧化碳变浑浊Ca(OH)2+CO2=CaCO3+H2O
(2)盐酸与硝酸银反应生成白色沉淀HCl+AgNO3=HNO3+AgCl
(3)硫酸与氯化钡反应生成白色沉淀H2SO4+BaCl2=BaSO4+2HCl
(4)烧碱与硫酸铜溶液反应生成蓝色沉淀2NaOH+CuSO4=Na2SO4+Cu(OH)2
(四)气体制备
(1)加热高锰酸钾制氧气2KMnO4加热K2MnO4+MnO2+O2
(2)加热氯酸钾和二氧化锰制氧气2KClO3MnO2加热2KCl+3O2
(3)分解过氧化氢溶液制氧气2H2O2MnO22H2O+O2
(4)用锌和稀硫酸制氢气Zn+H2SO4=ZnSO4+H2
(5)用大理石(石灰石)制二氧化碳CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2
(五)其它
(1)高温煅烧石灰石CaCO3高温CaO+CO2
(2)电解水2H2O通电O2+2H2
(3)氢氧化钠溶液与盐酸反应NaOH+HCl=NaCl+H2O
(4)石灰水与碳酸钠的反应Ca(OH)2+Na2CO3=2NaOH+CaCO3
在初中化学教学过程中,化学方程式的记忆一直都是教学的重点和难点。因为化学方程式是对化学反应的准确表达方式,是学习化学必备的素质,是把教材中的化学知识融会贯通的一条纽带,并且在中考中对化学用语的考查占有相当多的分值。然而,从历年中考发现,化学用语的表达失分比例较高,主要是初中阶段化学方程式的数目多,记忆枯燥乏味,学生的兴趣很低。因此,如何有效记忆化学方程式便成为能否教好化学、突破教材、提高教学质量的关键。查阅有关资料,在此领域研究的较少,成功的经验不多。经过近一年的探索研究,取得了点滴收获,现将我们在教学中的做法作一总结,以供商榷。
一、分散难点,夯实基础
一个化学方程式看似简单,实际上它其中集合了多种元素,如果把化学方程式比做一个中心,那么它的分支就包括文字表达式、元素符号、符号表达式、化合价、化学式等方面,因此要写好化学方程式必须从每一个元素着手突破。
1.文字表达式。在开学初,学生刚刚接触到化学,当学到第一个化学反应时还不知如何对一个化学反应进行描述,这时便把文字表达式渗透进来,使学生学会用文字表达式描述化学反应,并且在今后的教学中每学到一个化学反应都练习用文字表达式描述,课上进行描述和默写比赛,加强巩固,即使在学习了化学方程式之后也仍然坚持先写文字表达式再写化学方程式。这样做既为书写化学方程式的第一步奠定了基础,又使学生牢固掌握了化学反应。
2.元素符号。元素符号是书写化学方程式最基本的环节,对元素符号的记忆也采用分散记忆的方法,将需要记住的元素符号分批分期地布置给学生,并经常提问检查。在教学文字表达式的最初就开始渗透,如:镁条在空气中燃烧的反应中,铁丝在氧气中燃烧的反应中,碳在氧气中燃烧的反应中就先记忆Mg、Fe、C、O等元素符号,这样,在正式进入元素符号的教学时,常用的27个元素符号已所剩无几了,这时再进行全面默写,很快的,所有学生便通过了记忆元素符号这一关。
3.化学式。化学式的书写是化学方程式书写的第一步,也是最关键的一步,只有反应物和生成物的化学式书写正确,才能保证书写出正确的化学方程式。对于化学式的书写采用两种方式,一种是常用的物质化学式采用熟记,用多了自然记住,如:H■O、CO■、O■等。另一种是不常用的物质化学式掌握书写规律的方法,就是应用化合价书写,这一环节的教学非常关键,因为常见的酸、碱、盐的化学式都适合用这种方法。我们在这一块的教学中放慢了进度,细心讲解,加强练习,争取每个学生都能理解掌握。
4.化学方程式。在前面基础牢固的前提下,进入化学方程式的教学,主要就是解决配平和注明条件的问题了。在配平上主要掌握最小公倍数配平法,以教材中常用的反应为例进行练习巩固,学生易于接受,不宜涉入过难,以免学生失去信心。
二、掌握正确的记忆方法
以往多数学生记忆化学方程式的方法就是死记硬背,背符号,甚至连配平的化学计量数都要记下来,这样的记忆效率非常低,以至于某一个数字没有记住就导致整个化学方程式写不下来,越来越乏味,最终失去兴趣,成绩下降。在记忆化学方程式上我们的做法如下:
1.激发兴趣,引导学生乐学。学生在刚刚接触到化学时,由于化学课上的各种实验会使学生有很大的兴趣,但当接触到化学上的基本概念、化学符号、化学方程式时,由于大部分学生会采用“死记硬背”的方式,这样会导致逐渐失去兴趣。因此,如何在教学中培养和保持学生学习化学的兴趣,引导学生突破初中化学知识的分化,使原有的、暂时的兴趣转变为稳定的、持久的兴趣?这是学生学好化学,记好化学方程式的前提。为此我们及时对学生进行了化学史教育,讲化学的发展和形成,结合书本介绍科学家探索化学奥秘的逸事,如道尔顿提出近代原子学说,居里夫人一生荣获两次诺贝尔奖,使学生清楚地认识到:化学用语是国际通用的语言,是国际上用来表示物质的组成、结构和变化规律的一种特殊形式的交流工具,并感到学好化学知识是多么重要,将直接关系到祖国的发展和建设。这样做增强了他们学习的自觉性和积极性。
2.关联记忆。把一些相互关联的反应放在一起串联记忆,建立起知识间的联系,如:“碳三角”即碳在氧气充分时燃烧生成二氧化碳,在氧气不充分时燃烧生成一氧化碳,一氧化碳能继续燃烧生成二氧化碳,二氧化碳通过炽热的炭又生成一氧化碳。
3.规律记忆。抓住反应间的共同规律记忆可以达到举一反三的效果。这种方法适合于酸、碱、盐之间发生的复分解反应,如:碳酸盐与盐酸反应就会生成氯化物,水和二氧化碳,等等。
三、课堂教学中体现化学方程式的记忆
化学方程式的记忆是一个日积月累的过程,需要在日常的教学中逐步渗入,在教学中每当学到一个新的化学反应,都不要立即进行板演化学方程式,而是带领学生加以分析,一步一步地书写,让学生真正体验书写的过程,然后当堂练写几遍达到巩固。在教学一些相关的反应时引导学生发现这些反应间的规律或联系,寻找记忆的捷径。
【关键词】
医用化学;教学现状;教学方法;改进策略
医用化学是护理专业的公共基础课。由于我国高中阶段文理分科,文科生在初中学习了简单的基本化学知识后,高中就不再学习化学,导致文科生化学基础薄弱、逻辑思维能力较差,因而在学习医用化学时难度较大,甚至有学生对医用化学的学习产生畏惧。因此,在护理专业文理兼收的新形势下,面对目前文理生化学基础的差异性,如何提高文科生的学习兴趣,如何改进护理专业医用化学教学方法、提高教学质量是值得深入探讨的问题。本文通过分析医用化学课程内容和教学现状,结合学生特点,探讨医用化学教学方法的改进。
一、医用化学教学现状分析
1、课程内容
医用化学包含了无机化学、有机化学、分析化学和物理化学,涉及四大化学的相关内容,内容繁杂、知识点零碎。加上各编写者团队的认识不一,导致编写教材课程的深度和广度也有所差别。
2、教学课时
护理专业的医用化学开设课时相比其他基础课少,但教学任务重。这给教学老师以及学生无形之中造成了压力。课时减少,老师必然加快授课速度,而学生听懂每堂课的每个知识点是相对比较困难的。
3、教学现状
目前,由于医用化学教师对医、药方面知识了解不多,往往在授课过程中只强调化学学科内容的系统性和完整性而忽略了专业的需要,强调基础理论知识的深广度而忽略与专业的联系。因此,医用化学教学存在的“纯化学”教学的问题依然明显。虽然医学化学教学工作者做了大量的努力,但始终未能实现医学、药学与化学的有机融合[1]。
4、学生特点
在当前形式下,护理专业实行文理兼收,文理科学生逻辑思维不同,加上高中时期学生化学基础参差不齐,所以理科学生对医用化学的学习充满兴趣,学习医用化学没有太大问题。而文科学生由于高二开始,根据学生个人志愿及其兴趣特长,按文理学科分类组织教学,再加上对医用化学的重要性认识不足,因此学习兴趣不大[2]。文科生在中学仅学化学基础知识,如化学基本概念、元素周期律、化学反应以及常见元素,因而化学基础薄弱,学起医用化学来困难较多。
二、改进医用化学教学策略
1、激发兴趣
激发学生的学习动机,是提高教学效果的首要有效途径。某些文科生对医用化学的学习有畏难心理,学习的积极性受到影响。作为教师首先使学生明确医用化学在医疗工作中有着及其重要的意义,是医疗工作者必须掌握的一门学科;其次要鼓励他们,帮助他们树立自信心;再次授课过程中提出一些与他们将来从事护理工作的小问题,激发学生的学习热情。其次对医用化学课程作简要的介绍,使学生对该课程体系与结构框架有一个粗略了解,并指出医用化学与本专业其他课程的关系,介绍化学与医学的密切关系,介绍化学与日常生活的密切关系等[3]。提高学生对医用化学的学习兴趣,为医用化学教学的顺利进行打下良好基础。
2、把握要点,突出重点
在医用化学授课过程中,由于四大化学贯穿其中,授课过程容易发现中许多相似的内容,但是这些内容复杂又零碎分散于教材每个章节的每个知识点中,因此学生掌握起来有一定的难度。把握本节课的内容要点,运用比较法能帮助学生理解容易混淆的知识,把复杂零碎的内容简单化、整合化,把抽象深奥的内容具体化、通俗化,达到深入浅出的效果。教师授课过程中突出教材重点,对于重难点知识要反复讲解,可培养学生的独立思考能力。例如:溶液组成标度的表示方法这一节中,对于各种表示溶液方法,学生容易混淆,我们将这几种表示方法进行比较法讲解,从适用条件、优缺点、使用单位等几方面进行比较,加以突出重点知识,这样学生掌握起来就容易很多。
3、针对知识分散,进行归纳总结
学习的过程就是知识不断加工、积累的过程。医用化学的知识零碎且涉及面大,即有密切的内在联系又分散在不同章节中,因此,为了更好地提取分散中的有效知识点,就要对即将讲授的知识及时归纳、总结,使知识整合化、系统化,从而形成一个完整的知识体系,有利于教学的顺利进行[4]。在教学过程中把有机化合物的化学性质归纳总结,在黑板上列出各类有机物的化学性质呈现给学生。例如:介绍烷烃、烯烃、炔烃类化合物时,因为它们都是烃类,有其相似的化学性质,将它们的化学性质列在黑板上,让学生对烃类有机物化学性质有一个整体的的认识,再逐一介绍它们不同于其他两种烃类的化学反应,最后讲述完化学性质后,再归纳总结一下烃类有机物,使学生系统掌握知识,也便于理解记忆,可提高学生对知识的掌握能力。
4、加强直观教学
考虑到文科生化学基础薄弱,逻辑思维能力较差,形象思维能力较强,应当充分利用多媒体技术展现出直观、形象、生动的教学场景,增加课堂信息量,以加强直观教学,也便于完成课堂教学任务,同时学生也能更好理解重难点知识。[5]运用多媒体进行医用化学教学可以使课堂氛围活跃起来,它可以化抽象为具体、把微观的原子分子模型宏观化、平面的图形立体化、静止的事物动态化。例如:可以在幻灯片上展示渗透实验的模拟动画,使渗透现象更加直观,渗透压的概念更加形象具体,便于学生掌握理解。
5、分班教学,因材施教
为了解决文科生和对口生的化学基础薄弱和理科生化学基础扎实带来的矛盾和问题,实施文理生分班教学,因材施教。通过分班教学,教师可以根据文科生的特点,在授课时运用启发式教学方法,放慢教学进度,引导学生思路,降低学习难度,对培养学生的创造性思维、发散性思维大有好处。
6、注重实验教学
鉴于医用化学的强实验性,理论结合实验的方法更有利于学生对知识的理解和掌握。实验前,教师应该讲解实验材料,指出实验过程中应当注意的问题,让学生明确实验原理和实验目的,做到心中有数;实验中,规范学生的实验步骤,观察他们每组的实验现象,给出意见;实验后,整理实验结果,批改实验报告。通过实验课的学习,提高学生独立思考、解决问题的能力和实验操作技能。
7、注重联系临床
教师在教学过程中不仅要注意保持化学知识体系完整的同时,更要注重加强化学与临床医学应用的联系和渗透,如氯化钠注射液浓度和葡萄糖注射液浓度与渗透压的关系;如白酒中的塑化剂,我们可以将塑化剂的组成、性质和应用加入到教学内容中;如轰动一时的水俣病事件,日本一家氮肥公司排放的废水中含有汞,经过某些生物的转化形成甲基汞,饮用后导致水俣病。通过将化学知识与临床医学联系,增加学生学习的热情,激发学生对医用化学的学习兴趣。但要注意联系要适当、适量,避免生搬硬套。
三、结语
随着社会对护理人才的需要,护理人才培养的模式和医用化学课程教学改革的探索在不断发展,针对学生基础薄弱和懒于学习的惰性等问题,本文围绕激发学生兴趣、把握内容要点、知识归纳总结、多媒体教学、分班因材施教、实验教学、联系临床等几方面进行思考,探讨如何提高医用化学的教学质量,从而加强护理专业学生化学理论知识的学习,培养理论知识过强、实验技能过硬的新一代护理人才。
【注释】
[1]周丽平. 提高《医用化学》本科教学质量的途径与实践[J]. 数理医药学杂志,2006.19(2) 223-224.
[2]李平忠. 护理专业《医用化学》课程的剖析与探究[J]. 大学教育,2012.1(6)99-101.
1.培养学生的学习兴趣。其实,化学跟我们生活的方方面面有密切的联系,我们教师应引导学生积极寻找、发现和获取生活中的化学知识。如:钢铁为什么久置会生锈?为什么钢铁漆上油漆就不容易生锈?燃料燃烧时为什么鼓入空气后火焰会更旺?潮湿的煤炭为什么会比干燥的煤炭燃烧得更旺?在面粉中加入发酵粉(小苏打),蒸出来的馒头为什么会有那么多的小孔?如果我们教师在引导过程中就注意结合这些实际现象,那么学生学化学就变得生动而有趣。
2.教学方法的改革。要实现教学侧重点的转移,把侧重点放在学生的学上,使课堂变成“学堂”,变成师生共同探索知识的场所。教师的探索是对教材和教法的研究,而学生的探索则是对教材的理解和掌握。实现改革的做法是:1.采用“读、议、练、讲”的课堂教学方法。“读”是指由教师指导学生在课内阅读课本,阅读时允许学生间相互议论,也可师生讨论,它是整个课堂教学的基础。“议”是指学生议论在阅读中产生和发现的问题或由教师提出的问题,议”是整个教学的关键。“练”是指让学生在教师指导下完成由教师组织安排的练习,练时也允许学生议论,是作为学生理解教学内容的手段。“讲”是指教师对学生进行启发、引导、点拨、解惑性的讲解,这种讲完全是根据学生的学习需要进行的,使讲具有十分强的针对性,它贯穿于整个教学过程之中。2.在课堂教学中把习题作为重要的课程资源来处理。习题就是一个概念遇着各种不同条件产生各种变化后形成的各种新矛盾,一个习题就是一个概念或几个概念在特殊条件下的一种表现形式。课本上的定理、化学式也可看作是一个习题,只是它们的应用比较广泛罢了。因此,把习题作为重要教材是合理的,科学的,所以习题应在课内完成。
其次,我们聊一下学习者。
学生只有找对方法才会觉得轻松好学。任何学习都离不开记忆,因此,我们同学应该学会正确而有效地记忆化学内容。对于文字较少而又零乱的难以记忆的小问题,要抓住关键字词进行奇特的联想。如氢氧化钠的用途是:用于制肥皂、炼制石油、造纸、纺织、印染等工业上,可记为“纸(织)上染了肥油”。浓缩记忆法就是针对一类化学知识或规律,在深刻理解的基础上,可选取有代表性的字或词缩略成提纲进行记忆。如实验室制氧气的七个实验步骤记为“检、装、夹、点、收、移、熄”。“检”指检查装置是否漏气;“装”指往试管里装药品;“夹”指把试管夹在铁架台上;“点”指点燃酒精灯;“收”指收集气体;“移”指把导管先移出水面;“熄”指熄灭酒精灯。再如过滤操作中的注意点浓缩为“一贴、二低、三靠”等等。
四类知识要复习好。一是基本概念和基本理论的复习方法:咬文嚼字抓关键,分析比较辨异同,分类归纳成网络。要注意对教材中所有的概念做到心中有数,并且分类掌握,通过分析、对比,把握容易混淆的概念之间的本质区别和内在联系。二是元素、单质及化合物知识的复习方法:纵向联系法,以某物质为中心,将其物理性质、化学性质、制法、用途、保存、鉴别串成知识链;横向比较法,如三种气体、三酸二碱、金刚石、石墨等,这样可以减少记忆单元,优化记忆内容;综合运用法,重视各类物质的化学性质,由此归纳出各类反应的一般规律,并将知识综合运用(鉴别、转化、除杂、推断)。三是化学计算的复习方法:立足于化学基本概念,通过认真审题弄清“已知”、“求”之间的关系,再借助于教学工具,注意每一题与这类题型的关系,举一反三,解题要规范化。四是化学实验的复习方法:熟悉常用仪器的使用方法及注意事项;以物质的性质为中心,掌握其制备、检验、鉴别、除杂、推断、提纯等;归纳典型装置的多种用途,依据实验的要求和条件,设计物质的制备、成分的推断、组成的测定等。
关键词:分数法;归一法;代数法;配平化学方程式
文章编号:1005?6629(2014)4?0060?02 中图分类号:G633.8 文献标识码:B
配平化学方程式是以化学反应客观事实为基础,再根据质量守恒、电荷守恒和电子守恒三大原则,调整化学式前的化学计量数,使化学方程式左右两边原子的种类相同、数目相等(离子方程式还要求方程式左右两边所带电荷的种类和数量都相等)。配平化学方程式是中学化学的一项考查热点,无论是在中考还是高考中都必有所体现。在初中化学教材和教参中,介绍了依据质量守恒定律用最小公倍数法、奇数配偶法和观察法来配平化学方程式。高中化学课堂上讲到了离子反应方程式和氧化还原反应化学方程式的配平,增加了电荷守恒与电子守恒两大原则,但是,所用数学工具仍然止步于最小公倍数法和奇数配偶法。中学生已具备的数学知识没能得以充分的运用。
“分数”、“归一”、“代数”是大多数中学生耳熟能详的数学方法。然而,这些数学方法却很少被教给学生运用到配平化学方程式上来。在当前的化学教研中,化学教师对充分运用数学知识来配平化学方程式的研究也较为零散,并且往往只有单一方法的介绍。例如,徐宏简要介绍过“分数法”配平化学方程式[1];李成军介绍过用定“1”法配平化学方程式[2];蔡海成介绍用传统的“代数法”配平化学方程式[3]。到目前为止,还没有文献表明,有人将这三种数学方法整理成为一套系统的配平化学方程式的通用法则。本文正是借鉴了以上三位教师的研究成果,阐述了三种数学方法在配平化学方程式中的运用,总结归纳出一套通用法则,并将此用于一些难确定化合价的化合物参与的氧化还原反应方程式、带字母化合物参与的和有机物参与的等不同类别复杂化学方程式的配平。实践证明,运用此三种数学方法及其联用不但能简单、高效地帮助解决化学方程式配平的问题,还有利于提高学生运用数学知识解决实际问题的能力。
1 分数法
参考文献:
(1)增加反应物的接触面积,加快反应速率,提高原料利用率的方法有粉碎、搅拌、气-液逆流接触吸收(尾气从吸收塔底进入,吸收剂从吸收塔顶喷淋)等.
(2)浸取 常用的浸取剂有:水、酸和碱.一般流程都是用酸溶解,一般是将金属元素浸出.
碱洗的目的有别于“酸浸”:用热的纯碱溶液浸洗金属废屑,目的是洗去金属表面油污;用热的烧碱溶液浸洗,还可除去金属表面(如铝材)的自然氧化膜,有时还具有对混合原料初步分离或转化的效果,如从铝土矿中提取铝的起步“碱溶”就兼有除去铁的氧化物的目的.
提高浸出率的适宜操作通常有:将矿渣粉碎、连续搅拌、延长酸浸时间、利用流程产生的废热使酸液保持一定温度、合适的酸浓度、合适的液固比、循环浸取等.
2.化工流程的中坚:氧化(或还原)、除杂
(1)氧化(或还原)
由于铝、铁、铜是使用最广的金属,铁又是变价元素,所以化工原料不可避免地涉及多种金属;为“物尽其用”,流程中将原料“酸浸”后,必然涉及将Fe2+氧化转化为Fe3+(常用的氧化剂有:Cl2、H2O2等),而后通过调控pH将其转化为沉淀除去.
例如2013江苏卷第16题 氧化镁在医药、建筑等行业应用广泛.硫酸镁还原热解制备高纯氧化镁是一种新的探索.以菱镁矿(主要成分为MgCO3,含少量FeCO3 )为原料制备高纯氧化镁的实验流程如下:
第(3)问:滤渣2 的成分是 (填化学式).
分析 菱镁矿中加入稀硫酸,MgCO3和FeCO3都要反应,过滤除去不与硫酸反应的杂质后,加入H2O2是为了氧化Fe2+,再加入氨水调节溶液的pH为4使Fe3+形成Fe(OH)3,即滤渣2.
第(2)问:加入H2O2 氧化时,发生反应的化学方程式为 .
答案:2FeSO4+H2O2+H2SO4Fe2(SO4)3+2H2O
(2)除杂
①加合适、过量的沉淀剂.为使杂质离子充分沉淀,加入沉淀剂必须过量且不引入新杂质离子,过量的部分在后续步骤中必须除去.沉淀剂过量的判断,通常有两种思考方向:一是继续滴加沉淀剂.如在食盐水精制工艺中,证明滴加BaCl2溶液(沉淀SO2-4)过量的操作为:静置,向上层清液中继续滴加少量BaCl2溶液,若无白色浑浊现象产生,证明BaCl2溶液已经过量,否则, 溶液不过量.注意,切不可用向上层清液中滴加少量Na2SO4溶液的方法,否则,会再次引入SO2-4.二是另选特征检验试剂.如检验Fe3+是否沉淀完全的操作是:静置片刻,取少量上层清液,滴加KSCN溶液,若不出现血红色,表明Fe3+沉淀完全.
②调控溶液的pH.一般流程都是用酸溶解,故酸溶后溶液有较强酸性.调节pH多为加入能消耗H+且不引入新杂质的物质,每种金属离子都有开始沉淀和沉淀完全的两个pH,因此,一定要正确控制pH范围.
例如2013北京卷第27题 用含有Al2O3、SiO2和少量FeO・xFe2O3的铝灰制备Al2(SO4)3・18H2O,工艺流程如下(部分操作和条件略):
Ⅰ.向铝灰中加入过量稀H2SO4,过滤:
Ⅱ.向滤液中加入过量KMnO4溶液,调节溶液的pH约为3;
Ⅲ.加热,产生大量棕色沉淀,静置,上层溶液呈紫红色:
Ⅳ.加入MnSO4至紫红色消失,过滤;
Ⅴ.浓缩、结晶、分离,得到产品.
第(3)问 已知:
生成氢氧化物沉淀的pH
注:金属离子的起始浓度为0.1 mol・L-1.
根据表中数据解释步骤Ⅱ的目的:
答案:除去铁元素.
调节溶液pH的目的还有其它方面考虑:①抑制离子水解;②防止微粒氧化.如在用废铁屑抽取绿矾的过程中,要保持硫酸过量,一则抑制Fe2+水解,二则抑制Fe2+被氧化(因Fe2+在酸性环境中比在碱性条件下较稳定).实际操作中还用过量铁屑来确保Fe2+不被氧化.
3.化工流程的尾声:结晶与过滤、洗涤与干燥、脱水或煅烧
(1)结晶与过滤
结晶的方式有两种――蒸发溶剂和冷却热饱和溶液;过滤有趁热过滤和冷却过滤两种情形.具体采取什么途径要结合物质性质来考虑.例如,易水解,易分解的物质用冷却结晶,混合物分离是还要考虑各物质的溶解性差异.
例如2013・四川卷第11题 明矾石经处理后得到明矾
[KAl(SO4)2・12H2O].从明矾制备Al、K2SO4和H2SO4的工艺过程如下所示:
焙烧明矾的化学方程式为:
4KAl(SO4)2・12H2O+3S2K2SO4 +2Al2O3+9SO2+48H2O
第(2)问从水浸后的滤液中得到K2SO4晶体的方法是 .
分析 蒸发结晶.如果是易水解的盐酸盐或硝酸盐,就应该用冷却结晶的方法.
(2) 洗涤与干燥
晶体颗粒表面、颗粒之间粘附有其它可溶性物质,为提高晶体的纯度,必须对晶体进行洗涤,混杂在晶体中的水分可通过干燥剂吸收.
洗涤的操作:把蒸馏水(或冰水,或合适的有机溶剂等)沿着玻璃棒缓缓地注入过滤器中至浸没沉淀,静置,待洗涤溶剂自然流出,重复2-3次.注意,“将沉淀转移到烧杯中,加蒸馏水,用玻璃棒搅拌,再过滤”是错误的.有时洗涤剂是某电解质溶液,冰水,有机溶剂,其目的都有减少目标物的溶解损耗.
判断沉淀洗净的操作:另取最后一次洗涤液,滴加检验主要杂质的合适试剂,若有预计的现象出现,证明沉淀没有洗干净,反之,证明沉淀已经洗净.现象由试剂决定,试剂依杂质而选.
例如2013年安徽卷 二氧化铈(CeO2)是一种重要的稀土氧化物.平板电视显示屏生产过程中产生大量的废玻璃粉末(含SiO2、Fe2O3、CeO2以及其它少量可溶于稀酸的物质).某课题组以此粉末为原料回收铈,设计实验流程如下:
第(1)问 洗涤滤渣A的目的是为了去除 (填离子符号),检验该离子是否洗涤的方法是 .
分析 滤渣上附着Fe3+和Cl-,所以,只要取最后一次洗涤液,加入硝酸银,如果没有白色沉淀,就可证明洗涤干净.
但是检验NO-3就不容易(由于产生有害气体);检验K+也不理想;一般采用沉淀法检验,检验Fe3+也可用KSCN溶液.
(3)脱水或煅烧
一、回顾过去、分析现实,心态归零
有些高一新生在原来的学习环境中充满着优越感,都享受惯了自认为心安理得的荣耀。而在新的学习环境下,同一学校的同一个班级中,大部分学生的学习实力和学习能力相差无几,于是他们暂时告别了先前的优越感,取而代之的是从没有过的困惑和无奈。
此时,迫切需要我们正确引导,促其心态归零:告别过去的辉煌和优越意识,从零开始,踏实学习,用时间和成绩证明自己的“与众不同”。首先,要使学生明确现今自身所处的环境是中考筛选出的“优势群体”,每个人都有学习上的独到的一面,都有曾经的辉煌,而今天是“精英”间的竞争,大家处在同一起跑线上,有的学生在起跑时占了优势,一开始就“先发制人”;有的学生虽然起跑慢了点,但动力强劲,有条不紊而“后发制人”。因此,在高一阶段,成绩出现一定的波动是正常现象,关键是要认识到自己的不足方面,根据自身的实际情况及时调整,进而才能在各方面有最大限度的发展。其次,由于各人的情况不同,适应新的生活和学习环境所需时间不同,初、高中的教学方式和学习方法的不同,这就需要我们将开设的专题讲座和个别指导相结合,创造各种有利因素,使高一新生尽快适应高中生活,有一个平和的心态安心学习。再次,学习是一个长期的、循序渐进的过程,高中的知识比初中的深而广,学习任务将更加繁重,遇到的困难将越来越多、越来越大,这就需要教师指导新生做好积极的心理准备。
二、化解“升学”带来的家庭和学业压力
在成长过程中,需要依赖父母无微不至的照顾,但许多父母在成为人父、人母之前,可能有许多不正确的观点和态度,内心可能充满愤怒、悲伤,性格也可能自卑或偏执,于是对孩子的成长充满了不切实际的幻想和期望,把自己未完成的美梦或理想寄托在孩子的身上,尤其是孩子进入高中以后,更是变本加厉,认准了“高中―大学―研究生”这条独木桥。而高一的新生那稚嫩的双肩哪能扛得起这一“艰巨”的使命?随着年龄的增长,他们的自我意识也在成长。进入高中,与外界的接触多而频繁,他们的生理和心理都发生了许多变化,有了自己的爱好与兴趣,不再乖乖地听“分数”的摆布,开始情绪性抗争,逆反心理顿生,家庭的压力往往成为厌学的动力。另外,高中繁重的学业往往使新生无所适从,尝试性地努力几次,若没能改变暂时的失利,看着每况愈下的成绩,在主观意识不能战胜内外双重压力的情况下,很多学生会选择逃避,甚至放弃。
教师在化解此阶段的“危机”中显得至关重要。此时,学生的世界观还没有完全形成,“人格”的再塑性也最强,他们迫切需要帮助和指导,教师可以分享给学生的是想法、知识和经验,就像顾问对顾客所做的服务,成功的老师分享给学生的是经验而非训导,提供参考意见而非强迫接受,建议解决方式而非要求一定如何解决,在了解学生的心理和生理需求的基础上,用妥善的沟通技巧,发挥最大的爱心。同时也要帮助他们了解自己的感觉和需要,学会爱自己,建立对学习和生活负责的意识,发挥特长和兴趣,调节情绪。在他们取得一些进步时,教师应及时地、恰当地给予肯定和赞扬。征求家长的配合也十分重要,经常和家长联系、开办家长学校等都是有效途径,把家庭的意志和需要转变为有益于学生身心健康发展的外部环境,成为学校教育的延续,了解学生在家的学习和生活状况,把握其行动与思想动态,为我们的工作寻求切入点。
三、转变观念,树立服务意识
现在的高一学生已经经历过“新课改”,他们的整体素质很高,有个性,见多识广,动手能力强,敢于探求新知是他们的共同特点,我们以往的许多方法和经验在他们身上不一定管用。这时,我们需要放下“师道尊严”,以真诚为本,融入学生,和他们一起学习,在学习的过程中教其方法,和他们一起生活,在解决困难中以身示范,建立友情,感知他们的苦闷和欢悦。只有当学生对教师内心不设防时,教师才能成为他们无话不说的朋友,才能真正了解他们,构建平等交流的平台,为教育寻求支点。
另外,教育是一种服务,是老师对学生的服务,服务的本质是满足学生的所有符合身心健康发展的合理要求。学生学习的直接动力来源于自身的内在要求,而这种内在要求会随时间的推移和心境的变化向两极发展,如何调节与稳定这种内在要求是教育的前提。高一学生各方面都处于不稳定的转型期,可塑性强,但易受外界的影响,烦恼集中于学习问题,他们的情绪、心境随学习成绩的好坏而波动。因此,教师对学生的服务应是两方面的,一方面是了解他们的内在需求,把握思想脉动、杜绝心罚、提倡感化,另一方面是加强学法指导,传授探求新知的方法,杜绝死记硬背,提倡自主创新。
四、拓展交流,指导合理利用网络
父母心里的“乖孩子”,老师心里的“好学生”在进入高中后,渐渐活跃起来,但他们自制力不强,尚未形成成熟的是非观,网络作为现代社会的核心元素之一,自然在他们心里有着不可替代的作用。网络信息交换性强,不受地域、空间的限制,很大程度上方便了学习,但同时也产生了诸如网络成瘾、陷入虚幻等问题。高一学生自以为已经成人,但思考和处理问题往往不合情理,尤其容易迷恋网络,导致在现实社会和网络社会中可能具有不同的双重人格。教师如何及时引导,让他们度过“网络人生”这一危险期呢?
首先,要引导学生正确理解网络,互联网具有高度的开放性、跨地域性,任何一个人都可以在网上查到他所要的信息,给学习带来了巨大的帮助,但在某些方面,上网也类似鸦片,适量自然可以治病求人,但多了就容易产生依赖性,影响学习。
对化学反应xA+yB=mC+nD+qE(系数x、y、m、n、q的值为大于或等于0的整数),推导分析如下。
一、分解反应
当x=0、q=0时,则该反应为分解反应,B必然是化合物,C和D不一定都是单质。
1.若B是氧化物的液体,则该反应需在通电条件下发生分解;若B是含非极性键的氧化物,则B必含过氧根。
2.若C是氧气,D为含钾的化合物,则B可能是氯酸钾。
3.若C是能使澄清石灰水变浑浊的气体,则B所含的阴离子是碳酸根离子或亚硫酸根离子。
4. 若B中有元素化合价发生变化的,则为氧化还原反应。
5.若B是一种盐类,C、D均为单质,则反应条件通常是通电。
二、化合反应
当n与q均为0时,则C一定是化合物,该反应为化合反应,A和B不一定都是单质。
1. 若固体A在B中燃烧时火星四射,则C是四氧化三铁。
2.若A是良好的高能燃料,则C是水。
3.若C的水溶液能使酚酞变红色,B是常见的液体,则A一定是碱性氧化物或氨。
4. 若A是具有还原性的固体非金属单质,B是气体化合物,则C具有还原性和毒性。
5.若C溶液的pH=1,并能与BaCI2溶液反应生成白色沉淀,B是常见液体,则A是三氧化硫。
6. 若A是短周期原子半径最大的元素,B是空气中常见气体,则C可能是氧化钠或过氧化钠。
7.若C含有能使硫氰根离子变红色的离子,则该反应有电子得失。
三、置换反应
当A和C是单质、q=0时,则该反应是置换反应。
1.若D的溶液为浅绿色,C为红色固体,则A是铁。
2.在加热下,若B是金属氧化物,D为无色液体,则A是氢气。
3.在加热下,若B是金属氧化物、D是气体化合物,则A是碳。
4.若C和D均是可燃性气体,则D为一氧化碳
5.若B为蓝色溶液,则A活泼于C。
6.若B溶液的pH=1时,A为活泼金属,则C为氢气。
7.若B为蓝色溶液,当加入一定量的金属钠时,则最终产物中一定有氢氧化铜。
四、复分解反应(含中和反应)
当A、B、C、D是均为没有化合价变化的化合物、q=0,该反应是复分解反应。
1.若D溶液具有不稳定性,常温下易分解为两种氧化物,B溶液能使石蕊变红色,则A可能是碳酸盐或亚硫酸盐。
2.若B为AgNO3溶液,在酸性环境中,C为难溶物,则A可能含卤素离子。
3. 若B为含钡离子的溶液,C为不溶于酸的固体,则A可能是硫酸根或亚硫酸根。
4.若C和D都是可溶于水的物质,则该反应是否发生?(可能发生反应)。
5.若C和D均是盐,则该反应是否一定发生?(可能发生反应)。
6.若D为蓝色固体,则A、B中应含有OH-。
7.若A和B所含的阳离子分别为Na+和Ba2+,则该反应是否一定发生?(不一定发生反应)
8、若A为硫酸盐,B为BaCI2溶液,混合后有白色沉淀出现,则A是否一定可溶?(不一定可溶)
五、复杂的氧化还原反应
若A、B、C、D、E中有元素化合价变化的,则为复杂的氧化还原反应。
1.若A为铁或铝,B为浓硝酸或浓硫酸,在常温下会发生反应吗?(钝化)若在加热下,会发生怎样的反应呢?
2. 若A为浓盐酸,C为氯气,则B可能是哪些物质呢?(二氧化锰、高锰酸钾、氯酸钾等)
3.若A为漂白粉,要在什么条件下才能漂白?(酸)
4.若A为锌,B为浓硝酸,则可生成几种气体?若B为浓硫酸,情况又如何?(二氧化氮、一氧化氮等)(二氧化硫、氢气)
5.若A为硫化氢,B为浓硫酸,则可生成几组产物?若A为碳,则产物如何?
六、有机物
当q=0时的有机物反应
1.若A是有机物,B为氧气时,则燃烧产物一定有CO2和H2O。
2.若C、D分别是CO2和H2O,B为单质气体,则A一定含碳氢两种元素,可能含氧元素。
3.若A为烷烃或芳香烃,B为卤素,则可发生取代反应。
4.若A为羧酸类,B为醇类或酚类,则可在无机酸的作用下发生酯化反应;若A为酯类,要得到羧酸类和醇类或酚类,可在无机酸或碱的条件下发生水解,则B为水。
当n=0、q=0时的有机反应
5.若A为烯烃或炔烃,在一定条件下可发生加成反应,则B可为多种物质,如氢气、水、卤素、卤化氢等。
七、质量守恒定律
1.若反应物A、B各为α克,则生成物C和D、E的总量不定是2α克。
2.反应物A与B的质量比,不一定等于生成物C和D的质量比。
3.系数x和y之和,不一定等于m和n、q之和。
其实“化学是一门记忆加实验的科学”,这也许不太符合一些同学的思维习惯.特别是我们很多同学在初中化学学得还算可以的情况下,觉得是没有必要花多少时间去记忆的.其实不然,说句武断一点的话,化学学得好的同学主要是因为掌握了化学的记忆方法,高效而又轻松地记忆化学知识.而化学方程式是学习化学最重要的化学用语,掌握了它,就能简明、准确地描述物质的化学变化,定量地研究化学,发展学生的记忆和思维能力.所以熟练记忆和书写化学方程式是学习化学的保证.教师对学生掌握化学方程式的情况要有足够重视,要明确要求,同时,更要注意指导学生学会科学的记忆化学方程式的方法.
一、基础入门篇
高中化学必修一,是记忆内容考试涉及较多的一本教材,也是学生从初中化学到高中化学的一个衔接与转变.每个专题都是以一类相似物质做基础,学习其中一个特殊物质的性质.在学习这部分内容时,应该还是以记忆为主,选择的方法是最基本的“重复记忆”.利用必要的重复来加深记忆事物的印象是跟遗忘作斗争的有效方法,所以在记住某些知识时常常用默默重复、叙述再现方法来加深印象.这种方法往往被我们忽视了,很多同学学的快忘得也快就是这个原因.短时记忆对于我们的学习远远不够,只有通过不断反复记忆,才能够把短时记忆转化为长时记忆,为我们的学习打下坚实的基础.
熟记完“特例”后,接下来就是利用第二种方法“归类记忆”,就是对所学知识进行系统分类,抓住特征,再以此类推.如:在掌握了各个主族、周期的相似性和递变性规律后,对于具体的元素单质、化合物的性质就容易多了.例如可以从氯气与冷的NaOH溶液反应推出Br2与冷的NaOH溶液反应,事实上学生只需要记住氯气的反应方程式,就可以类推出Br2的这一方程式.通过这种方法,学生所记忆的内容就会相应减少,但知识的掌握并不会相应减弱.
在元素化学知识中,有相似也有区别,这时,我们需要用到第三种方法“对比记忆”,对新旧知识中具有相似性和对立性的有关知识进行比较,找出异同点.如:我们在学习硫酸和硝酸的时候,他们作为氧化性酸的酸性和强氧化性方面有相似性,对应的方程式就也有相似性,但一旦硫酸浓度变稀,就成了非氧化性酸,在化学性质上只体现酸性.其物质间反应的方程式也相应改变.