基于模型建構的高三化學復習

田桂君 王莉娜

摘 要：以“化學工藝流程”復習課為例，通過原料→核心化學反應→所需產品進行建構模型，對原料預處理、反應條件的控制以及產品的分離提純等問題進行剖析，引導學生建構化學工藝流程的思維模型。在不同的情景條件下，分析、歸納出解決問題的方案，形成科學的思維模型。以實現對問題認識的深入理解，并總結出問題的內在邏輯性。

關鍵詞：模型建構;高三化學復習;化學工藝流程

一、化學工藝流程命題立意及考點

化學工藝流程是高考的熱點之一，也是必考點，它將傳統的“無機框圖題”進行了高質量的創新和改革。以化工生產作為真實的情景，用框圖的形式來描述生產過程，體現出了化學與生活、生產相聯系。化學工藝流程知識點涵蓋面廣。充分體現了學科知識的綜合性[1]。其考點可以從以下三個方面解析：

1.核心考點：物質的分離提純操作：分離最常用的方法有，過濾，蒸餾，萃取，滲析，重結晶等;除雜試劑的選擇：要遵守不能引入新的雜質，不能讓產物有所損失等原則;生產條件的控制：選擇到合適的生產條件，以達到最佳生產效率和產率。

2.知識落點：信息方程式書寫;化學用語的表達;生產條件的控制;物質的分離等。

3.能力考查：獲取信息的能力;分析問題的能力;計算能力;表達能力。[2]

二、問題的提出

下表是對安徽省示范高中亳州一中高三年級1679份第二次化學月考試卷進行分析，化學工藝流程得分（注：此題滿分16分）結果如下：

從表中數據可以分析出，化學工藝流程對學生的綜合素質要求極高。故而導致很多學生對此束手無策。其原因大致歸納為：學生的知識與知識之間是孤立的，碎片的。無法將知識系統化，缺乏整合信息的能力。沒有建立起解決化學工藝流程的思維模型。根據以上的理解和分析，教師在平時的教學中，需要幫助學生對知識進行建構[3]。

三、模型建構

圖1化學工藝流程教學設計思路

四、教學案例

硫酸鎳是一種重要的化工中間體，是鎳行業研究的熱點。一種以石油化工中的廢鎳催化劑（主要成分為NiCO3和SiO2，還含有少量Fe2O3、Cr2O3）為原料制備硫酸鎳的工業流程如圖：

已知：Ⅰ.NiS、Ni（OH）2、Cr（OH）3均難溶于水，Cr（OH）3是兩性氫氧化物;

Ⅱ.Fe（OH）3不溶于NH4Cl-氨水的混合液，Ni（OH）2溶于NH4Cl氨水的混合液生成[Ni（NH3）6]2+。[4]

[問題鏈1]若加快酸溶的速率，方法有哪些？

[問題鏈2]第一次過濾時使用的儀器有哪些？濾渣主要成分是什么？它有哪些用途？

[問題鏈3]第一次堿析，加入氫氧化鈉為什么要過量，其目的是什么？

[問題鏈4]“氨解”發生反應的離子方程式是什么？

[問題鏈5]“凈化”時通入H2S的目的是什么？

[問題鏈6]用硝酸“氧化”時，有沒有缺點？具體表現在哪里？可以用其他物質代替嗎？

[問題鏈7]“系列操作”具體是指哪些操作？

通過問題鏈，去建構化學工藝流程的思維模型。引導學生在化學工藝流程中，思考問題的全面性、科學性和邏輯性。

其中，問題鏈1主要涉及到原料的預處理問題。主要考察學生對原料進行簡單處理，相對而言要求比較基礎。引導學生總結加快反應速率的措施有：攪拌、升高溫度、延長浸出時間、增大氣體的流速（濃度、壓強），增大氣液或固液接觸面積。

問題鏈2主要涉及到原料預處理后物質之間的分離問題，要求學生掌握采用合適的方法去分離物質。而過濾又是其中最簡單的分離方式。了解過濾使用的玻璃儀器。對濾渣濾液的留存問題也是需要注意的地方。對原料處理時，需了解和預測各物質的物理性質和化學性質。最后設計的問題是鞏固物質的用途。

問題鏈3、4、5、6主要涉及到核心化學反應，對學生的綜合素質要求很高，尤其是給出的已知條件，需要學生有類比遷移的能力，對反應物原料的選擇也不能忽視，產品是否廉價、易得？是否無毒無害？產物中是否會對環境造成污染？有沒有可替代品？都是綠色化學思想的體現，同時也發展了學生化學學科核心素養——科學精神與社會責任。掌握各反應的特點，就可以以不變應萬變。

問題鏈7主要涉及到所需產品的分離與提純。引導學生總結分離與提純的方法：過濾，蒸餾，萃取，滲析，重結晶等。利用合適的方法進行有效的操作。

五、結語

在高三的復習備考中，我們不能簡單的依靠機械的記憶，使得學習流于淺層。這樣學生學習不僅晦澀，而且還會造成學習效率低下，難以在新的情境中解決問題。通過思維模型的建構，使得學生形成系統的、科學完整的認識，有利于學生的深度學習。

參考文獻

[1]張盛. 構建答題模型 提高復習效率——淺析化學工藝流程題的解題策略[J]. 理科考試研究（高中版）， 2014， 21（5）：86-87.

[2]胡煒.高考化學工藝流程題解法淺析[J].科技信息，2013（08）：371-372.

[3]李曉明.基于思維模型建構的高三化學復習——以“核心反應的條件控制”為例[J].中學化學教學參考，2019（15）：32-35.

[4]成際寶.基于微視頻與問題鏈相融合的高三一輪復習教學設計——以“物質的分離與提純”為例[J].化學教與學，2016（10）：63-65.