談談數軸在初中化學教學中的應用

【摘要】“授之以魚， 不如授之以漁。” 中學化學教學大綱中明確規定“應重視科學態度和科學方法的教育”。因此， 教 師要積極挖掘教材中的有關科學方法的教育素材， 積極運用科學方法進行教學。數軸是一種在數學學習中非常重要的能表 示數量的有用工具。化學作為一門以實驗為基礎的學科， 其中物質性質的表示， 酸堿性強弱的比較及化學反應的有關計算 等等都與數量有關。因此， 借助于數軸可以幫助學生更加容易理解、掌握有關化學知識和化學計算。現結合教材和平時教 學中組織學生運用數軸的方法學習化學談幾點粗淺的認識和體會， 以供參考。

一、 正面啟發， 靈活應用

新課改教材以各種欄目形式呈現教學內容， 為教師創 造性地使用教材和創造性地進行教學提供了很大的空間， 因此， 在教學中必須充分挖掘欄目的教學價值， 并采用靈 活多樣的教學方法來施教， 才能提高教學效果。如：

1.地殼中元素含量由多到少的順序：

2.鐵合金的分類

根據鐵合金的含碳量， 可將其分為生鐵和鋼， 利用數 軸可表示如下：

3.溶解性分類

在20℃時， 根據固體物質溶解度的大小， 可將溶解性 分為難溶、微溶、可溶和易溶四類， 利用數軸表示如下：

4.酸堿度

酸堿性的強弱可用酸堿度—— pH 來表示， pH＜7 呈酸 性， pH=7 呈中性， pH＞7 呈堿性。

5.金屬活動性順序

在判斷金屬能否與水反應、與酸發生置換反應、與鹽溶液發生置換反應時，都要用到金屬活動性順序， 利用數軸表示如下：

這種用數軸的處理方法既是對教材內容形象化解釋和直觀概括，有獨到的用處，具有清晰明了學生愿讀易記的特點，又是對教材內容的補充和延伸。教師在教學時應充分利用這種教學資源，不失時機地對學生進行這種學法的指導。

二、 靈活變通，不拘一格

1.常見氣體的密度大小及順序：

在學習和判斷氣體的密度時， 學生往往感到混淆難記， 若改用氣體的相對分子質量與空氣的平均分子質量（29） 來比較， 就能很快地知道該氣體的密度與空氣密度誰大誰小。

2.酸堿性的強弱—— PH 的一些應用：

（1） 使溶液的PH 由3 變為5 的方法 由數軸可以看到PH>5 的部分被分成三部分， 很快得 出方法有三種： （1） 加入PH>5 的酸性溶液（A—B）； （2） 加入PH=7 的中性溶液（B 點）； （3） 加入PH>7 的堿 性溶液。

（2） 下列各組中的兩種溶液混合后， 溶液的PH 可能 等于7 的是： （ ）

A、PH=32 PH=4 B、PH=32 PH=10 C、PH=72 PH=11 D、PH=12 PH=7

3.利用數軸判斷能否形成合金

如： 根據下表所列的金屬的熔點和沸點的數據（其他 重要條件均已滿足） 判斷能形成合金的是（ ）

A、K—Na 合金

B、K—Fe 合金

C、Na—Cu 合金

D、Fe—Na 合金

解： 要使兩種金屬能形成合金， 必須滿足兩金屬在熔 化時有相近的溫度

4.應用數軸判斷兩物質溶解度相等時， 所對應的溫度范圍

如： 氯化鉀和硝酸鉀晶體在不同溫度時的溶解度如下表所示：

問： 若兩物質的溶解度相等， 此時所對應的溫度范圍在之間。

解： 利用數軸找出兩物質相鄰溫度范圍下的溶解度， 找出有重疊的部分即是答案。如： 10℃～20℃時， 兩物質的溶解度如下圖所示， 所以答案是： 10 度—20 度。

三、 點撥思路， 靈活解題

數軸具有表述簡練， 線條清晰等特點， 它對于學生們 歸類、比較、分析綜合的能力大有益處。教學中可靈活借 助數軸將復雜難懂的化學量、化學關系形象地表示出來， 數軸中的點把變化的臨界劃分清清楚楚， 易于比較大小和 連續的變化， 可靈活求出混合物的可能成分或兩種物質間 發生化學反應。由于兩者“量” 的不同， 使其得到的產物 不同。這樣的問題通過求出混合物中各組分的某個物理量， 與混合物中這個物理量的平均值比較， 混合物的兩個成分 中的這個物理量肯定有一個比平均值大， 一個比平均值小， 這樣用數軸可以直觀準確而快捷地得到正確的答案。

如： 1.(稱取30 克由兩種金屬組成的混合物， 跟足量的稀 硫酸反應， 生成氫氣2 克， 則該金屬混合物的組成可能是 （ ）

A、Al 和Mg

B、Cu 和Mg

C、Mg 和Fe

D、Fe 和Zn

解： 如果我們把這個混合物當作一種金屬看， 那么它 們分別與稀硫酸反應放出2 克的氫氣， 各需Al—— 18 克， Mg—— 24 克， Fe—— 56 克， Zn—— 65 克， Cu 不反應， 需 無數克。這時我們可看出30 克此混合物與稀硫酸反應生成 2 克的氫氣， 需Al、Mg 小于30 克， 需Fe、Zn、Cu 大于30 克， 很容易判斷混合物必須有一個大于30 克， 有一個小于 30 克， 如數軸所示：

所以答案是： B、C、

2. 實驗測得某化肥硫酸銨樣品中氮的質量分數為20%， 則該化肥中可能混入的一種氮肥是（ ）

A、NH 4 NO 3

B、NH 4 HCO 3

C、CO（NH 2 ） 2

D、NH 4 Cl

解： 我們計算各種氮肥的氮的質量分數得：（NH 4 ） 2 SO 4 — 21.2% ， NH 4 NO 3 —35% ， NH 4 HCO 3 —17.7% ， CO（NH 2 ） 2 — 46.7% ， NH 4 Cl—26.2% ， 其中（NH 4 ） 2 SO 4 —21.2% ， 大于 20%， 而NH 4 HCO 3 —17.7%， 小于20%。 得到答案是B。

3. 將3 克木炭放在密閉有盛有一定量氧氣的集氣瓶里 燃燒， 充分反應后， 得到物質可能是（ ）

解： 木炭燃燒的產物與氧氣的量有關， 設依次發生以下反應：

A、充分燃燒后成CO 2 需O 2 (8 克，

B、不充分燃燒 生成CO 需O 24 克， 以上兩個反應為臨界點， 分為五種可 能： （如圖所示）

4.(向FeCl 2 、CuCl 2 的混合物溶液中投入一些鎂粉， 過濾， 對濾紙上固體物質和溶液中存在離子說法正確的 是（ ）

A、若鎂粉無剩余， 溶液中有Cu 2+ ， 則溶液中一定有 Fe 2+ ；

B、若鎂粉無剩余， 溶液中無Cu 2+ ， 則溶液中一定有 Mg 2+ 和Fe 2+ ；

C、若鎂粉有剩余， 溶液中有Mg 2+ ， 無Cu 2+ ， 可能有 Fe 2+ ；

D、若鎂粉有剩余， 則溶液中一定有Mg 2+ 無Fe 2+ 、Cu 2+

解： 根據金屬活動性順序有關知識可設想在溶液中按 先后順序發生如下： a、Mg+CuCl 2 =Cu+MgCl 2 ( ( b、Mg+FeCl 2 =Fe+MgCl 2 由于本題中鎂粉的質量不確定， 故可利用兩反應作為 兩臨界點， 在數軸上把可能的情況分為五個區間：

對照上述五種情況便知答案： A、D 正確。

學生學習化學感到困難， 主要原因是感到化學知識散、 亂、雜， 若能將零碎的知識數軸化， 不失為一種事半功倍 的方法。

“工欲善其事， 必先利其器。” 教師應該教給學生最好的、最適合未來形勢要求的學習方法， 才能夠不斷地激發 他們的學習愿望和學習的興奮點， 使他們不斷地學習更新 的、更深的、更廣泛的象數軸一樣無限伸展的知識。

注：本文中所涉及到的圖表、注解、公式等內容請以PDF格式閱讀原文