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真題展示(浙江卷26題)某研究小組為了探究一種無機(jī)礦物鹽X(僅含四種元素)的組成和性質(zhì),設(shè)計并完成了如下實驗:
另取10.80 g X在惰性氣流中加熱至完全分解,得到6.40 g固體1.請回答如下問題:
(1)畫出白色沉淀1中金屬元素的原子結(jié)構(gòu)示意圖,寫出氣體甲的電子式.
(2)X的化學(xué)式是,在惰性氣流中加熱X至完全分解的化學(xué)反應(yīng)方程式為.
(3)白色沉淀2在空氣中變成紅褐色沉淀的原因是(用化學(xué)反應(yīng)方程式表示).
(4)一定條件下,氣體甲與固體1中的某種成分可能發(fā)生氧化還原反應(yīng),寫出一個可能的化學(xué)反應(yīng)方程式,并設(shè)計實驗方案驗證該反應(yīng)的產(chǎn)物.
試題評析試題一改往年根據(jù)文字表述,通過定性定量,分析推斷元素和化合物的命題風(fēng)格,今年試題出現(xiàn)物質(zhì)推斷流程圖,此流程圖又有別于早年的無機(jī)框圖題,是兩者的有機(jī)結(jié)合.同時,該題延續(xù)了2013年26題的命題特點,題型穩(wěn)定.以無機(jī)礦物質(zhì)為試題背景材料, 語言簡潔明了,以Ca、Fe、C、O多種元素為載體考查了化學(xué)用語(原子結(jié)構(gòu)示意圖、電子式、化學(xué)式、化學(xué)方程式),實驗方案設(shè)計.考查了對考生接受、吸收、整合信息的能力;分析、解決問題的能力及化學(xué)實驗與探究能力.呈現(xiàn)了“性質(zhì)+原理+演繹”的試題功能和命題技術(shù),從能力層面分析,主要考查定性和定量分析要求,信息的分析利用.
試題特點
1.2014年26題顯著新變化:采用性質(zhì)流程圖描述物質(zhì)性質(zhì).
2.第(1)問原子結(jié)構(gòu)示意圖的書寫,低頻考點的出現(xiàn).
3.第(4)問設(shè)計實驗方案檢驗反應(yīng)產(chǎn)物(Fe2O3、CO),一改以往只檢驗同相單一物質(zhì)或混合物的命題風(fēng)格,同時檢驗氣相和固相物質(zhì),令人耳目一新.對于CO的檢驗問題, 2013年樣卷第26題第(3)問涉及相同考點.
大家知道元素化合物知識是中學(xué)化學(xué)學(xué)習(xí)的主干內(nèi)容,是學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)基本概念、基本理論、化學(xué)實驗的基礎(chǔ)與素材,這部分知識內(nèi)容從表面上看比較零碎、分散,難于記憶,使有些學(xué)生感覺花了較多的時間還是難以掌握,造成學(xué)習(xí)效率下降.因而,在教學(xué)時我們老師如何將零散的元素化合物知識整理成較為有序,又便于學(xué)生記憶和掌握的知識網(wǎng)絡(luò)和知識體系是非常重要的.下面談?wù)勎业囊恍┳龇ǎ?/p>
1.運用基礎(chǔ)理論,使元素化合物知識系統(tǒng)化
在中學(xué)化學(xué)教材中雖然注意了元素化合物知識與理論知識的互相穿插,但是教師在教學(xué)過程中首先要明確基礎(chǔ)理論與元素化合物知識之間相輔相成的辯證關(guān)系.在教學(xué)過程中應(yīng)體現(xiàn)以基礎(chǔ)理論為指導(dǎo),以元素化合物知識為主體的教學(xué)思想.要重視對元素化合物知識的宏觀現(xiàn)象和理論知識中的微觀結(jié)構(gòu)的結(jié)合,突出元素化合物自身知識體系,用基礎(chǔ)理論揭示元素及化合物性質(zhì)變化的內(nèi)在規(guī)律.并且在基礎(chǔ)理論的指導(dǎo)下,使元素化合物知識系統(tǒng)化和深刻化,使學(xué)生形成鞏固的系統(tǒng)知識.必將使學(xué)生對基本理論的理解得到鞏固和加深.
在教學(xué)中要抓住物質(zhì)的結(jié)構(gòu)這條主線,突出物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)這一重點,通過理解、推導(dǎo)讓學(xué)生自覺地去掌握元素及化合物知識,克服死記硬背的學(xué)習(xí)方法.例如,過渡元素鐵常有可變化合價,在化學(xué)反應(yīng)中鐵何時呈+2價;何時呈+3價這就應(yīng)結(jié)合鐵的原子結(jié)構(gòu)去認(rèn)識.化學(xué)反應(yīng)中鐵可以失去最外層的2個電子而呈+2價,也有可能再失去次外層的1個電子而呈+3價.鐵的自身性質(zhì)是由結(jié)構(gòu)決定的,而化學(xué)反應(yīng)中鐵呈幾價又必須依據(jù)氧化劑性質(zhì)的強(qiáng)弱而定.鐵遇強(qiáng)氧化劑(Cl2、Br2、過量HNO3……)呈+3價,而鐵遇弱氧化劑(S、I2,稀H2SO4(?。?,HCl等)呈+2價.Fe2+遇強(qiáng)氧化劑(Cl2、Br2,HNO3等)變?yōu)镕e3+;而Fe3+遇還原劑(Fe、Cu、H2S、HI等)變?yōu)镕e2+.
又如氫氧化鋁是兩性氫氧化物,它的性質(zhì)和制取是教學(xué)中的重點也是難點.如果我們從氫氧化鋁是弱電解質(zhì),有酸式電離和堿式電離以及加酸或加堿引起電離平衡的移動來講解,學(xué)生就能較順利地掌握由鋁鹽制取氫氧化鋁只能選用可溶于水的弱堿氨水.若在鋁鹽中加入強(qiáng)堿溶液,例如Al2(SO4)3和NaOH溶液反應(yīng)必有下列反應(yīng):
Al3++3OH-Al(OH)3
它表示適量的堿使溶液中Al3+沉淀,而過量的強(qiáng)堿又可使產(chǎn)生的沉淀完全溶解.并且還揭示了OH-與Al3+在發(fā)生不同化學(xué)反應(yīng)時它們物質(zhì)的量之比.同理用偏鋁酸鹽溶液制氫氧化鋁只應(yīng)在溶液中通入二氧化碳?xì)怏w.若改用鹽酸等強(qiáng)酸,必然有下列反應(yīng)
AlO-2+H++H2OAl(OH)3
Al(OH)3+3H+Al3++3H2O
因此不論是物質(zhì)結(jié)構(gòu),元素周期律,電解質(zhì)理論,化學(xué)平衡理論都可以指導(dǎo)元素化合物知識的學(xué)習(xí);使學(xué)生獲得的元素化合物知識系統(tǒng)化和深入化.
2.全面正確掌握元素化合物的知識體系和自身的內(nèi)在聯(lián)系
元素化合物知識具有豐富的內(nèi)容;也顯得多而雜.因此全面正確掌握元素化合物的知識體系和自身的內(nèi)在聯(lián)系是十分必要的.正像美國教育心理學(xué)家布魯納提出“教學(xué)論必須探明顯示教材的最優(yōu)程序的問題,也就是探明教學(xué)過程的問題”.布魯納向我們提示:知識的教學(xué)一要遵循知識的邏輯規(guī)律,二要遵循學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律
(1)確定元素化合物知識體系
元素化合物知識教學(xué)對每種物質(zhì)一般都依照金屬或非金屬元素知識體系中,單質(zhì)
氧化物氧化物對應(yīng)的水化物含氧酸鹽的順序進(jìn)行學(xué)習(xí)和研究的.在教學(xué)中它們就是元素化合物知識的體系(知識主線).使學(xué)生掌握這一知識主線也就把握了學(xué)習(xí)和研究元素族的知識系統(tǒng)和方向;改變學(xué)生只能被動獲得知識的地位.知識體系揭示了所有元素族具有的相似性,有利于學(xué)生進(jìn)行知識的遷移,也有利于元素化合物知識點的確定(即知識體系中的每種具體物質(zhì)成為重要的知識點).
(2)知識點教學(xué)既要全面,又要抓好內(nèi)在聯(lián)系確定重點
我們必須明確物質(zhì)的性質(zhì)反映著物質(zhì)的結(jié)構(gòu),物質(zhì)的性質(zhì)決定物質(zhì)的制法、用途、保存和檢驗這一元素化合物知識的自身體系.因此物質(zhì)的性質(zhì)(特別是化學(xué)性質(zhì))是貫穿在各知識點教學(xué)中的核心,在教學(xué)中以結(jié)構(gòu)理論帶性質(zhì),抓性質(zhì)帶制法,用途,保存和檢驗.
在元素化合物化學(xué)性質(zhì)的教學(xué)中;要抓好①非氧化還原反應(yīng)中,所表現(xiàn)的物質(zhì)的酸性或堿性(或酸性氧化物、堿性氧化物的屬性).②氧化還原反應(yīng)中,所表現(xiàn)的物質(zhì)的金屬性、非金屬性、氧化性、還原性.③其他反應(yīng)的典型屬性.使每個知識點教學(xué)內(nèi)容全面.
例如二氧化硫的化學(xué)性質(zhì):①酸性氧化物可以和水、堿、堿性氧化物反應(yīng)②具有還原性可以和氧化劑如氧氣、鹵素單質(zhì);強(qiáng)氧化性酸,高錳酸鉀等反應(yīng)③具有較弱的氧化性與強(qiáng)還原劑硫化氫反應(yīng)④使品紅溶液褪色有漂白性.以圖示表示該知識點
(3)每章教學(xué)的最后用知識網(wǎng)概括同種元素不同價態(tài)的物質(zhì)間的相互關(guān)系,既有知識點又有知識面從點面結(jié)合上深入元素化合物知識的學(xué)習(xí).
例如鋁及其化合物知識網(wǎng):
知識網(wǎng)將各知識點連接成一個整體,它以簡明的圖示揭示知識整體的關(guān)系,又表示各物質(zhì)的性質(zhì)和制取.知識網(wǎng)容易被學(xué)生接受,利于激發(fā)興趣,誘導(dǎo)求知,元素化合物知識體系、知識點、知識網(wǎng)的探求是對教材最優(yōu)結(jié)構(gòu)化的探討.
3.重視實驗和其它直觀教學(xué)手段的運用
大量的物質(zhì)性質(zhì)和制備方法的學(xué)習(xí),可以通過化學(xué)實驗或其它直觀手段來完成.在實驗中學(xué)生獲得鮮明、深刻的感性認(rèn)識,再通過分析、抽象、概括、推理、論證等邏輯思維方法認(rèn)識物質(zhì)的性質(zhì)和結(jié)構(gòu)的關(guān)系.
化學(xué)實驗在化學(xué)教學(xué)中的作用是多重的.它不僅是學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)知識、掌握實驗技能、發(fā)展智力、培養(yǎng)能力的基本途徑,而且是培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)態(tài)度,良好情感意志品質(zhì)等的最重要的手段,還是使學(xué)生形成科學(xué)世界觀、養(yǎng)成科學(xué)方法的最佳途徑.因此做好演示實驗及學(xué)生實驗以及改進(jìn)一些實驗是十分必要的.具體方法:
(1)讓學(xué)生操作一些比較簡單的演示實驗.它有利于把全體學(xué)生的注意力吸引到化學(xué)實驗上,既有利于觀察實驗現(xiàn)象,又有利于培養(yǎng)學(xué)生掌握正確的實驗技能.
(2)把某些演示實驗改為“并進(jìn)實驗”.它不僅使學(xué)生得到動手實驗的機(jī)會,而且培養(yǎng)學(xué)生邊觀察邊思考的好習(xí)慣,同時有利于理解和記憶.
(3)增加一些簡便、有啟迪性的實驗,以利深入理解物質(zhì)的性質(zhì).
例如,為加深對高中化學(xué)(必修)第一冊化學(xué)反應(yīng): Br2+SO2+2H2O2HBr+H2SO4的理解.并認(rèn)識SO2、Na2SO3的還原性及鹵素單質(zhì)的氧化性進(jìn)行實驗.
①把SO2通入溴水或碘水中,兩溶液褪色.
②把SO2通入藍(lán)色的I2淀粉溶液中,藍(lán)色褪去.
③碘水中滴加Na2SO3溶液,碘水褪色.
④Na2SO3溶液滴加鹽酸酸化的BaCl2溶液無沉淀.Na2SO3溶液,滴加溴水或碘水再滴加鹽酸酸化的BaCl2溶液卻有白色沉淀.
(4)對于不能直接觀察到實驗現(xiàn)象的教學(xué)內(nèi)容,要充分利用模型、掛圖、標(biāo)本等直觀教具及錄像等輔助教學(xué).
4.培養(yǎng)和提高學(xué)生的能力
元素化合物知識的教學(xué)過程是教師引導(dǎo)學(xué)生掌握物質(zhì)知識,把知識轉(zhuǎn)化為能力的過程.現(xiàn)代教學(xué)觀以發(fā)展學(xué)生能力為教學(xué)目標(biāo)之一,通過知識的教學(xué)發(fā)展學(xué)生的能力.
(1)通過閱讀教材提高學(xué)生的閱讀能力和自學(xué)能力.在教師的指導(dǎo)下訓(xùn)練學(xué)生的閱讀能力時,要注意閱讀的速度,還要指導(dǎo)學(xué)生在閱讀中做標(biāo)記、劃重點、寫小結(jié)以提高自學(xué)能力.
(2)觀察能力和思維能力的培養(yǎng).在觀察化學(xué)實驗時應(yīng)注意培養(yǎng)觀察的目的性、整體性、精確性.從生動的直觀到抽象思維,再從抽象的思維到實踐是認(rèn)識真理獲得知識的途徑,思維能力是發(fā)展智力的突破點.
例如,在NaCl,NaBr、NaI的晶體中分別加入濃硫酸,依次觀察到白霧,白霧和紅棕色氣體,幾乎沒有白霧只有些黑色固體.分析反應(yīng)的共性,均為由高沸點酸制備低沸點酸.低沸點的氫鹵酸中鹵素的陰離子還原性按Cl-,Br-,I-依次增強(qiáng),濃硫酸作為強(qiáng)氧化劑基本將I-全部氧化為I2;使部分Br-氧化為Br2;不能將Cl-氧化為Cl2.
又如將等質(zhì)量的Na2CO3和NaHCO3分別放入等量(足量)的鹽酸中,觀察到產(chǎn)生的氣體后者速度快,且數(shù)量多(用氣球收集).因此NaHCO3反應(yīng)速度快.NaHCO3產(chǎn)生的氣體多,則從定量計算結(jié)果說明.在學(xué)生掌握一定量的化學(xué)知識基礎(chǔ)上,通過解決化學(xué)問題就可以培養(yǎng)學(xué)生的思維能力.
(3)注意培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造能力
①知識遷移.元素化合物知識的教學(xué)中多采用以點帶面,舉一反三的途徑進(jìn)行教學(xué).例如鹵素中以氯為典型,用知識遷移方法學(xué)習(xí)氟,溴、碘的知識.在知識遷移時要注意它們和典型元素的相似性及遞變性.
②設(shè)計實驗的能力.在學(xué)生掌握化學(xué)知識和實驗技能的基礎(chǔ)上給出一些實驗習(xí)題,培養(yǎng)學(xué)生設(shè)計實驗的能力.例如,請學(xué)生設(shè)計實驗證明二氧化硫氣體中混有二氧化碳?xì)怏w.證明紅熱的炭和水反應(yīng)有一氧化碳和氫氣生成.