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摘 要:元素化合物是高中化学的重要内容。在教学中,教师既要注重基础知识的讲解,又要积极响应新课程改革的号召,将核心素养培养工作渗透其中,使学生在扎实掌握化学知识的同时,提升核心素养。本文对如何在核心素养背景下开展元素化合物教学工作进行了探讨,以供参考。
关键词:高中化学;元素;化合物;核心素养
中图分类号:G427 文献标识码:A 文章编号:2095-624X(2021)24-0058-02
引 言
新一輪课程改革将培养学生核心素养作为重要目标。因此,高中化学教学中,教师应深入研究课程标准内容,吃透核心素养内涵,明确培养工作要求,并围绕具体教学内容,合理做好教学规划,保证培养工作有条不紊开展[1]。
一、借助元素化合物教学培养学生宏观辨识素养
元素化合物是高中化学的重点内容。学生对物质的性质有大致的了解,能够对物质进行宏观上的分类,这对其宏观辨识素养的提升具有重要作用。因此,化学教学中,教师应注重设计相关问题,要求学生在课堂上思考解答,以加深其认识[2]。
例1:下列是某同学对KHSO4的物质类型进行的分析,叙述不正确的是( )。
A. 根据元素组成可知其为化合物
B. 因它含有钾离子与酸根离子,所以其是钾盐
C. KHSO4可以称为硫酸盐
D. 因其含有与酸相同的元素氢,所以其可称为酸
该题目较为基础,主要检验学生能否运用所学的元素化合物知识,从宏观角度对物质进行正确分类。因KHSO4是由多种元素构成的纯净物,属于化合物,故A项正确;KHSO4为盐且含有钾元素,为钾盐,故B项正确;KHSO4属于硫酸盐,故C项正确;KHSO4电离出K+、H+、SO42-,与酸的定义不符,其不属于酸,故D项错误。
二、借助元素化合物教学培养学生变化观念素养
化学变化不仅需要一定的条件,还需要遵循一定的规律。为使学生意识到这一点,促进其变化观念素养的提升,元素化合物教学中,教师应注重优选代表性的习题,要求学生运用所学的氧化还原反应规律进行分析,使其在巩固所学知识的同时,进一步提高灵活运用所学分析化学问题的能力[3]。
例2:已知I-、Fe2+、SO2、Cl-和H2O2均有还原性,在酸性溶液中还原性的顺序为SO2>I->Fe2+>H2O2>Cl-,则下列反应无法发生的是( )。
A. 2Fe3++SO2+2H2O=2Fe2++SO42-+4H+
B. I2+SO2+2H2O=H2SO4+2HI
C. 2Fe2++I2=2Fe3++2I-
D. H2O2+SO2=H2SO4
该题目是为立足氧化还原反应而设计的问题,可加深学生对氧化还原反应规律的认识与理解。判断化学反应是否发生,可按照氧化剂的氧化性强于氧化产物的氧化性,还原剂的还原性强于还原产物的还原性这一规律进行分析。结合题目给出的已知条件,可知C项中Fe2+为还原剂,I2为氧化剂,则还原剂强弱为Fe2+>I-,与已知条件不相符,因此,该反应无法发生。
三、借助元素化合物教学培养学生证据推理素养
证据推理是高中化学核心素养的重要内容之一。元素化合物教学中,为提升学生的证据推理素养,教师应鼓励学生学好基础知识,储备更多用于推理的证据,同时设计相关问题,对学生加强训练,从而不断提高学生的证据推理能力[4]。
例3:同一短周期元素甲、乙、丙、丁原子序数依次增大。常温下含甲的化合物r的浓度为0.1mol/L时,溶液pH=13。同周期元素简单离子中,乙离子的半径最小。p和q分别是元素丙和丁的单质,其中p为浅黄色固体。上述物质的转化关系如图1所示(产物水已略去)。下列说法错误的是( )。
A.原子半径的大小关系:甲>乙>丙>丁
B.反应②的离子方程式为:Cl2+H2O?H++Cl-+HClO
C. m、n的阴离子在酸性条件下无法大量共存
D.甲、乙、丁的最高价氧化物对应水化物两两之间均能发生反应
该题目立足元素周期表、元素周期律及化合物等知识点,不但考查学生对相关知识的熟练掌握程度,而且很好地锻炼了学生的证据推理能力。根据题干描述并结合元素周期律不难推出甲、乙、丙、丁分别为Na、Al、S、Cl,则p为S,q为Cl2,r为一元强碱,为NaOH。A项,同周期从左到右,原子半径逐渐减小,正确;B项,反应②为Cl2和NaOH的反应,对应的离子方程式为Cl2+2OH-=ClO-+Cl-+H2O,错误;C项,反应①为S和NaOH的反应,离子方程式为3S+6OH-=2S2-+SO32-+3H2O,其中在有酸的情况下,2S2-、SO32-会发生归中反应,无法共存,正确;D项,甲、乙、丁最高价氧化物对应水化物分别为NaOH、Al(OH)3、HClO4,相互之间可以发生反应,正确。
四、借助元素化合物教学培养学生科学探究素养
科学探究不但能巩固学生所学的实验知识,而且能很好地激发学生的探究兴趣,使其更好地掌握科学探究的思路与方法,促进其科学探究素养的提升[5]。因此,在高中元素化合物教学中,教师应做好新颖实验情境的创设,并给学生留出一定的时间,鼓励学生认真联系所学,积极思考、作答,使学生能够积累丰富的科学探究经验,为其以后开展科学探究活动奠定坚实基础。 例4:绿矾(FeSO4·7H2O)治疗缺铁性贫血效果显著。接下来对其进行如下探究。
第一,产品制备。
使用含有少量氧化铁、氧化铜的废铁屑,使用图2装置制备FeSO4·7H2O晶体。步骤为:(1)使用饱和Na2CO3溶液洗涤废铁屑,目的为 。而后用水洗涤2~3遍。(2)在圆底烧瓶中加入洗涤后的废铁屑,持续通入N2,则N2的作用为 。(3)向其中加入足量稀硫酸,将温度控制在50℃~80℃之间,充分反应后,圆底烧瓶中剩余____固体。(4)先向步骤三中加入少许蒸馏水,趁热过滤,_____。将晶体滤出,用少量冰水洗涤2~3次,再用滤纸将晶体吸干,密闭保存。
第二,FeSO4·7H2O的含量测量。
(1)称取10.0g上述样品溶于适量的稀硫酸中,配成100mL溶液。需要的仪器除天平、胶头滴管、烧杯、量筒外,还需要 (填仪器名称)。(2)准确量取25mL该液体于锥形瓶中,用0.1000mol/L KMnO4标准溶液滴定,判断达到滴定终点的方法为 。(3)用同样的方法滴定3次,平均消耗10.00mL标准液,该样品中FeSO4·7H2O的质量分数为 。
该实验探究情境虽然较为新颖,但考查的都是学生学过的知识,能更好地锻炼学生运用所学知识分析、解释问题的能力。根据题干描述结合所学的元素与化合物知识可知,Na2CO3水溶液呈碱性,可去除铁屑表面的油污。考虑到FeSO4容易被O2氧化,需要使用N2排净装置中的O2。根据废铁屑中的物质与硫酸反应知识可知,最后的固体为单质Cu。根据晶体获取步骤可知,过滤后需要冷却结晶。由配制溶液知识可知还需要的仪器有100mL容量瓶。结合滴定可知到达滴定终点时,最后一滴标准溶液滴入时溶液变为红色且30s不褪色。根据原理写出离子方程式:5Fe2++MnO4-+8H+=Mn2++5Fe3++4H2O,不难求出Fe2+的物质的量为0.005mol,则FeSO4·7H2O的质量为5.56g,因此,样品中FeSO4·7H2O的质量分数为=55.6%。
结 语
元素化合物在高中化学中占有重要地位,是高考的必考知识点之一。在教学中,为使学生牢固掌握该部分知识,且能很好地促进学生核心素养的提升,教师应认真分析核心素养内容,围绕具体习题的讲解、训练,巩固学生所学,在深化学生理解的同时,有针对性地培养学生的核心素养。
[参考文献]
韦楠楠. 基于化学学科核心素养的元素化合物教学设计研究[D].合肥:合肥师范学院,2020.
何丽芬.关于提升高中生化学核心素养教学实践的思考[J].当代教研论丛,2020(06):98.
于少华,林博娇,王磊,等.化学核心素养背景下的元素化合物教学改进[J].化学教育(中英文),2020,41(05):60-65.
黄彬彬.高中化学核心素养培养与高效课堂构建[J].当代教研论丛,2020(01):70-71.
马玉洪. 基于化学核心素养发展的高中元素化合物教学实践研究[D].昆明:云南师范大学,2019.
作者简介:肖微微(1981.11—),女,广西南宁人,本科學历,中学一级教师,目前从事高中化学一线教学工作。
关键词:高中化学;元素;化合物;核心素养
中图分类号:G427 文献标识码:A 文章编号:2095-624X(2021)24-0058-02
引 言
新一輪课程改革将培养学生核心素养作为重要目标。因此,高中化学教学中,教师应深入研究课程标准内容,吃透核心素养内涵,明确培养工作要求,并围绕具体教学内容,合理做好教学规划,保证培养工作有条不紊开展[1]。
一、借助元素化合物教学培养学生宏观辨识素养
元素化合物是高中化学的重点内容。学生对物质的性质有大致的了解,能够对物质进行宏观上的分类,这对其宏观辨识素养的提升具有重要作用。因此,化学教学中,教师应注重设计相关问题,要求学生在课堂上思考解答,以加深其认识[2]。
例1:下列是某同学对KHSO4的物质类型进行的分析,叙述不正确的是( )。
A. 根据元素组成可知其为化合物
B. 因它含有钾离子与酸根离子,所以其是钾盐
C. KHSO4可以称为硫酸盐
D. 因其含有与酸相同的元素氢,所以其可称为酸
该题目较为基础,主要检验学生能否运用所学的元素化合物知识,从宏观角度对物质进行正确分类。因KHSO4是由多种元素构成的纯净物,属于化合物,故A项正确;KHSO4为盐且含有钾元素,为钾盐,故B项正确;KHSO4属于硫酸盐,故C项正确;KHSO4电离出K+、H+、SO42-,与酸的定义不符,其不属于酸,故D项错误。
二、借助元素化合物教学培养学生变化观念素养
化学变化不仅需要一定的条件,还需要遵循一定的规律。为使学生意识到这一点,促进其变化观念素养的提升,元素化合物教学中,教师应注重优选代表性的习题,要求学生运用所学的氧化还原反应规律进行分析,使其在巩固所学知识的同时,进一步提高灵活运用所学分析化学问题的能力[3]。
例2:已知I-、Fe2+、SO2、Cl-和H2O2均有还原性,在酸性溶液中还原性的顺序为SO2>I->Fe2+>H2O2>Cl-,则下列反应无法发生的是( )。
A. 2Fe3++SO2+2H2O=2Fe2++SO42-+4H+
B. I2+SO2+2H2O=H2SO4+2HI
C. 2Fe2++I2=2Fe3++2I-
D. H2O2+SO2=H2SO4
该题目是为立足氧化还原反应而设计的问题,可加深学生对氧化还原反应规律的认识与理解。判断化学反应是否发生,可按照氧化剂的氧化性强于氧化产物的氧化性,还原剂的还原性强于还原产物的还原性这一规律进行分析。结合题目给出的已知条件,可知C项中Fe2+为还原剂,I2为氧化剂,则还原剂强弱为Fe2+>I-,与已知条件不相符,因此,该反应无法发生。
三、借助元素化合物教学培养学生证据推理素养
证据推理是高中化学核心素养的重要内容之一。元素化合物教学中,为提升学生的证据推理素养,教师应鼓励学生学好基础知识,储备更多用于推理的证据,同时设计相关问题,对学生加强训练,从而不断提高学生的证据推理能力[4]。
例3:同一短周期元素甲、乙、丙、丁原子序数依次增大。常温下含甲的化合物r的浓度为0.1mol/L时,溶液pH=13。同周期元素简单离子中,乙离子的半径最小。p和q分别是元素丙和丁的单质,其中p为浅黄色固体。上述物质的转化关系如图1所示(产物水已略去)。下列说法错误的是( )。
A.原子半径的大小关系:甲>乙>丙>丁
B.反应②的离子方程式为:Cl2+H2O?H++Cl-+HClO
C. m、n的阴离子在酸性条件下无法大量共存
D.甲、乙、丁的最高价氧化物对应水化物两两之间均能发生反应
该题目立足元素周期表、元素周期律及化合物等知识点,不但考查学生对相关知识的熟练掌握程度,而且很好地锻炼了学生的证据推理能力。根据题干描述并结合元素周期律不难推出甲、乙、丙、丁分别为Na、Al、S、Cl,则p为S,q为Cl2,r为一元强碱,为NaOH。A项,同周期从左到右,原子半径逐渐减小,正确;B项,反应②为Cl2和NaOH的反应,对应的离子方程式为Cl2+2OH-=ClO-+Cl-+H2O,错误;C项,反应①为S和NaOH的反应,离子方程式为3S+6OH-=2S2-+SO32-+3H2O,其中在有酸的情况下,2S2-、SO32-会发生归中反应,无法共存,正确;D项,甲、乙、丁最高价氧化物对应水化物分别为NaOH、Al(OH)3、HClO4,相互之间可以发生反应,正确。
四、借助元素化合物教学培养学生科学探究素养
科学探究不但能巩固学生所学的实验知识,而且能很好地激发学生的探究兴趣,使其更好地掌握科学探究的思路与方法,促进其科学探究素养的提升[5]。因此,在高中元素化合物教学中,教师应做好新颖实验情境的创设,并给学生留出一定的时间,鼓励学生认真联系所学,积极思考、作答,使学生能够积累丰富的科学探究经验,为其以后开展科学探究活动奠定坚实基础。 例4:绿矾(FeSO4·7H2O)治疗缺铁性贫血效果显著。接下来对其进行如下探究。
第一,产品制备。
使用含有少量氧化铁、氧化铜的废铁屑,使用图2装置制备FeSO4·7H2O晶体。步骤为:(1)使用饱和Na2CO3溶液洗涤废铁屑,目的为 。而后用水洗涤2~3遍。(2)在圆底烧瓶中加入洗涤后的废铁屑,持续通入N2,则N2的作用为 。(3)向其中加入足量稀硫酸,将温度控制在50℃~80℃之间,充分反应后,圆底烧瓶中剩余____固体。(4)先向步骤三中加入少许蒸馏水,趁热过滤,_____。将晶体滤出,用少量冰水洗涤2~3次,再用滤纸将晶体吸干,密闭保存。
第二,FeSO4·7H2O的含量测量。
(1)称取10.0g上述样品溶于适量的稀硫酸中,配成100mL溶液。需要的仪器除天平、胶头滴管、烧杯、量筒外,还需要 (填仪器名称)。(2)准确量取25mL该液体于锥形瓶中,用0.1000mol/L KMnO4标准溶液滴定,判断达到滴定终点的方法为 。(3)用同样的方法滴定3次,平均消耗10.00mL标准液,该样品中FeSO4·7H2O的质量分数为 。
该实验探究情境虽然较为新颖,但考查的都是学生学过的知识,能更好地锻炼学生运用所学知识分析、解释问题的能力。根据题干描述结合所学的元素与化合物知识可知,Na2CO3水溶液呈碱性,可去除铁屑表面的油污。考虑到FeSO4容易被O2氧化,需要使用N2排净装置中的O2。根据废铁屑中的物质与硫酸反应知识可知,最后的固体为单质Cu。根据晶体获取步骤可知,过滤后需要冷却结晶。由配制溶液知识可知还需要的仪器有100mL容量瓶。结合滴定可知到达滴定终点时,最后一滴标准溶液滴入时溶液变为红色且30s不褪色。根据原理写出离子方程式:5Fe2++MnO4-+8H+=Mn2++5Fe3++4H2O,不难求出Fe2+的物质的量为0.005mol,则FeSO4·7H2O的质量为5.56g,因此,样品中FeSO4·7H2O的质量分数为=55.6%。
结 语
元素化合物在高中化学中占有重要地位,是高考的必考知识点之一。在教学中,为使学生牢固掌握该部分知识,且能很好地促进学生核心素养的提升,教师应认真分析核心素养内容,围绕具体习题的讲解、训练,巩固学生所学,在深化学生理解的同时,有针对性地培养学生的核心素养。
[参考文献]
韦楠楠. 基于化学学科核心素养的元素化合物教学设计研究[D].合肥:合肥师范学院,2020.
何丽芬.关于提升高中生化学核心素养教学实践的思考[J].当代教研论丛,2020(06):98.
于少华,林博娇,王磊,等.化学核心素养背景下的元素化合物教学改进[J].化学教育(中英文),2020,41(05):60-65.
黄彬彬.高中化学核心素养培养与高效课堂构建[J].当代教研论丛,2020(01):70-71.
马玉洪. 基于化学核心素养发展的高中元素化合物教学实践研究[D].昆明:云南师范大学,2019.
作者简介:肖微微(1981.11—),女,广西南宁人,本科學历,中学一级教师,目前从事高中化学一线教学工作。