初高中化学思维能力衔接

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  【摘 要】初中化学由于只有一年,很多内容只能浅尝辄止,在高中的新课教学中要逐步深化,做好衔接。结合本人的教学经验谈谈初高中化学思维能力的衔接。
  【关键词】化学;思维能力;衔接
  一、初高中实验能力的衔接
  化学是一门以实验为基础的学科。通过实验教学能激发学生的学习兴趣、促使学生主动地学习,使他们切实掌握化学科学的基础知识和技能,深入理解物质的组成、结构、性质、变化之间的辩证关系;实验教学对于帮助学生形成化学概念,巩固化学知识,获得化学实验技能,培养实事求是、严肃认真的科学态度和训练科学方法具有不可替代的作用。化学实验有助于学生检验和巩固化学基本概念和化学基础理论,有助于培养和发展学生的操作技能及观察能力、思维能力,使学生养成严谨的科学态度,从而激发学生的认识兴趣,调动学生的学习积极性。
  演示实验教学中可以先让学生阅读实验操作要领,让学生明白怎么做,观察什么,然后再让学生做,这是培养学生的实验设计能力及动手能力的重要方法。然后对现象进行分析这些现象说明了什么,用什么理论解释或者证明了什么原理。并引导学生理解为什么要这么做,有没有改进的方法。
  实验教学中注重学生发散思维能力的培养。初中测定空气中氧气含量的实验教学中实验完成后指导学生思考:实验得出了什么结论?为什么会出现这种现象?还有哪些物质可以替代红磷?如果广口瓶内盛的是二氧化碳气体,把燃烧匙换成内有氢氧化钠的胶头滴管;烧杯内的液体换成氢氧化钠溶液,挤压胶头滴管又有什么现象呢?这让学生的思维由特殊的实验类推到一般的实验。
  要让学生形成严格的科学思想。在氢气还原氧化铜的实验中:主反应是氢气和氧化铜受热生成铜和水,根据反应原理可知主反应装置为气体和固体反应装置,此装置的仪器有硬直玻璃管和酒精灯;实验室没有氢气应制备,采用锌和稀盐酸反应,发生装置采用固体和液体反应制取气体,仪器有大试管、隔板、双孔塞、长颈漏斗、导管;由于氢气中混有氯化氢和水蒸汽所以要净化,应先后通过盛有氢氧化钠和浓硫酸的洗气瓶再连主体反应装置。为了检验生成的水蒸汽,要通过盛有无水硫酸铜的干燥管,最后多余的氢气应燃烧掉。通过这个实验让学生明白气体和固体的反应,一般要气体的发生装置、净化装置、主体反应装置、尾气处理装置,这样一个严格的程序。
  注意知识的生长性。在讲二氧化碳的实验室制法时就可以介绍启普发生器的工作原理、特点。根据启普发生器的工作原理,我们還可设计其他一些形式的启普发生器原理式反应装置,如下几例:
  二、初高中反应规律的衔接
  掌握无机反应规律有利于学生判断反应产物、离子共存并正确书写化学方程式。
  强弱规律是化学反应规律中重要的规律。学习CO2的实验室制法时就可以提出强酸制之弱酸:强酸有盐酸、硫酸、硝酸,弱酸的酸性强弱顺序为H2SO3>CH3COOH>H2CO3>C6H5OH>HCO3-。那么CO2通入CaCl2溶液中就不会有沉淀产生,而CO2通入C6H5ONa中产物就只能是苯酚和NaHCO3而不是Na2CO3;因为HCO3-不能再和C6H5O-反应制出酸性更强的C6H5OH;也可以设计苯酚钠的悬浊液中加入少许碳酸钠粉末发现溶液变澄清,证明C6H5OH的酸性强于HCO3-。同时要注意一般中有特殊,对于多元弱酸而言一级电离远远大于二级电离,其酸性大于本身的酸式盐。所以多元弱酸可以和它的正盐形成酸式盐。
  利用强酸制弱酸的原理可以用于除杂。根据平衡移动原理可知CO2不溶于饱和的NaHCO3,而HCl可以与于NaHCO3 反应生成CO2,所以可以用饱和的NaHCO3 除去CO2混有的HCl。同理思考如何除去SO2混有的HCl、CO2混有的SO2、H2S中混有的HCl;可以得出用饱和的对应酸式盐溶液除去其混有的强的酸性气体。
  三、初高中书写化学方程式的衔接(类比思维)。
  高中化学书写方程式是学生最头痛的问题,其实如果做好衔接教学可以化繁为易。初中学习酸碱盐的反应规律时,强调书写化学方程式夫人方法为“里应外合价不变”。例如氧化铜与盐酸的反应:
  SO 2 与Na2S的反应亦可以用此法。类似的还有钠投入硫酸铜溶液中。这些都是初中知识的自然生长点。
  书写方程式时要注意后续反应。比如以氢氧化钾为电解质溶液的氢氧燃料电池的负极反应式的书写。首先考虑H2-2e- =2H+ ,然后H++OH-=H2O,所以负极反应式为:H2-2e- +2OH-=2H2O。这类反应高中比较难如:铝-氢氧化钾-空气电池的负极反应式。Al - 3e-+4OH-=AlO2-+2H2O 。四氧化三铁与氢碘酸的反应。
  在初中学到碳和氧气反应如果氧气不足会生成一氧化碳如果氧气过量会生成二氧化碳。这就是量不同产物不同的思想。高中二氧化碳与氢氧化钙、铝盐与强碱、偏铝酸盐与强酸、碳酸氢铵与强碱、氢氧化钙与碳酸氢钠、铁与稀硝酸等等。
  四、初高中化学计算的衔接。
  化学中的守恒思想。当物质之间发生化学反应时,其实质就是原子之间的重新组合,即可推知某种元素的原子无论是在哪种物质中,反应前后其质量及物质的量都不会改变,即质量守恒;在化合物中,阴、阳离子所带电荷总数相等,即电荷守恒;在氧化还原反应中,氧化剂得电子总数和还原剂失电子总数相等,即得失电子守恒;在组成的各类化合物中,元素的正、负化合价总数的绝对值相等,即化合价守恒。守恒法是中学化学计算中一种很重要的方法与技巧,也是高考试题中应用最多的方法之一,其特点是抓住有关变化的始态和终态,忽略中间过程,利用其中某种不变量建立关系式,从而简化思路,快速解题。
  质量守恒定律实际上是原子守恒。初中学生习惯于化学方程式的计算,不习惯用原子守恒提取关系式计算。
  质量守恒定律表示:参加化学反应的各物质的质量总和,等于反应后生成物的各物质的质量总和。依据该定律和有关情况,可得出下列等式:反应物的质量之和=产物的质量之和。   例如:已知Q与R的摩尔质量之比为9∶22,在反应X+2Y===2Q+R中,当1.6 g X与Y完全反应后,生成4.4 g R,则参与反应的Y和生成物Q的质量之比为( )
  A.23∶9 B.32∶9 C.46∶9 D.16∶9
  解析:根据Q与R的摩尔质量之比为9∶22可以知道Q与R的质量之比为18∶22,由于生成4.4 g R则Q为3.6g,根据质量守恒定律X和Y的质量和等于Q和R的质量和即8g,则Y为6.4g所以参与反应的Y和生成物Q的质量之比为6.4:3.6=16:9答案为D。
  本质上讲,原子守恒和质量守恒是一致的,原子守恒的结果即质量守恒。
  物料守恒
  物料守恒,即溶液中某一组分的原始浓度应该等于它在溶液中各种存在形式的浓度之和。事实也是原子守恒。
  NaHS化钠溶液中:HS-由于水解和电离,其存在形式为HS-、S2-、H2S。
  S的总浓度为:c(S2-)+c(HS-)+c(H2S);而钠元素物质的量等于硫元素物质的量则:c(Na+)=c(S2-)+c(HS-)+c(H2S)。
  電荷守恒法
  在电解质溶液或离子化合物中,所含阴、阳离子的电荷数相等,即:阳离子的物质的量×阳离子的电荷数=阴离子的物质的量×阴离子的电荷数,由此可得:(1)在离子化合物中,阴、阳离子的电荷数相等;(2)在电解质溶液里,阴、阳离子的电荷数相等。
  酸雨是因为过度燃烧煤和石油,生成的硫的氧化物与氮的氧化物溶于水生成硫酸和硝酸的缘故。某次雨水的分析数据如下:
  化学反应中(或系列化学反应中)氧化剂所得电子总数等于还原剂所失电子总数。
  在进行解题时,如何选择并应用上述方法对于正确快速地解答题目十分关键。首先必须明确每一种守恒法的特点,然后挖掘题目中存在的守恒关系,最后巧妙地选取方法,正确地解答题目。
  1.在溶液中存在着离子的电荷守恒和物料守恒。因此涉及到溶液(尤其是混合溶液)中离子的物质的量或物质的量浓度等问题可考虑电荷守恒法物料守恒法。
  2.在氧化还原反应中存在着得失电子守恒。因此涉及到氧化还原反应中氧化剂、还原剂得失电子及反应前后化合价等问题可考虑电子守恒法。
  3.在某些复杂多步的化学反应中,某些元素的质量或浓度等没有发生变化。因此涉及到多步复杂的化学过程的问题可考虑元素守恒法。
  4.在一个具体的化学反应中,由于反应前后质量不变,因此涉及到与质量有关的问题可考虑质量守恒法。
  (1)生成的NO的体积(标准状况)
  (2)m 的取值范围。
  凡是求范围的题目都可以考虑用极限的方法求解。
  初高中思维衔接的点很多很多,关键在于教师去发掘,拓展、归纳、演绎。
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