模型認知在高考化學復習中的運用

■甘肅省張掖中學 常國福

模型認知的構建作為高考化學復習的一種重要途徑，以及為促進學生進行感性思考和邏輯性思考的一道重要橋梁，在進行高考復習時通過構建模型認知，發展學生的模型認知能力，使學生能夠參與到更為系統的復習中。

一、原電池

在對氧化還原反應模型進行復習后，學生能夠以原電池裝置反應，根據思維導圖中的內容實施分析與對比。在物理學中，電源電子流出的一極被稱為負極，對照于氧化還原反應中的還原劑。而在化學領域中，將電源電子產生的氧化反應的一極稱為陽極氧化反應，對照于氧化還原反應中的一種還原劑。所以，在原電池中存在的兩個電極，不但為正極與負極，也為陽極和陰極，兩者之間并不存在矛盾的狀況。

例如，在進行本次復習時，有學生認為全部裝置均可組成原電池，而判定依據在于兩極材料之間存在差異性，而對此教師則需指導學生根據電子的實際流向對正負極進行分析。1.裝置產生的氧化還原反應為Mg+H2SO4=MgSO4+H2↑，所以負極是Mg，正極是AL。2.若為堿性環境，那么鎂則不可產生氧化還原反應，鋁失電子能夠為負極產生自發的氧化還原反應形成原電池，所以在這時的氧化還原反應表現為2AL+2NaOH+6H2O=2NaAl（OH）4+3H2↑，負極：AL，正極：Mg。3.在裝置中，在濃硝酸中鐵會鈍化這點容易受到學生忽視，在打破誤區之后，能夠獲知此裝置產生氧化還原反應即表示為Cu+4HNO3（濃）=Cu（NO3）2+2NO2↑+2H2O，正極：Fe，負極：Cu。4.在裝置中和原電池中的氧化還原反應之間存在差異性為學生判斷此點的瓶頸，對此就需以氧化還原的層面為著手點，探尋能夠獲得的氧化劑的方式，氧氣是較常見的一種氧化劑，所以此種裝置的反應方程表示為2Fe+O2+2H2O=2Fe（OH）2，正極：O2，負級：Fe，為吸氧腐蝕的重要原理。

將氧化還原反應模型當作一項基礎，教師還可指導學生對無氧狀態下，以碳與鐵為電極，氯化鈉溶液為電解質溶液，能否組成原電池這一問題進行思考，正極材料與負極材料之間若不同，那么還能否形成原電池，以及正極與負極材料之間若存在不同，那么還能否形成原電池？在整個思考階段，學生能夠深入認知到氧化還原反應與原電池二者之間的關系，也能夠認知到原電池為自發性的氧化還原反應，以便學生對本次復習內容進行總結。主要總結內容包括：在裝置中（前三個）電子質溶液獲得電子會參與到氧化還原反應中，在另外裝置（第四個）中若電解質未能參與到反應中，那么產生的作用為何？會否存在電解質溶液與電極均不能參與到反應的原電池中的這種情況，在探析上述問題的過程中，能使學生牢固掌握化學知識。

二、電解池

通過比較電解池與原電池之間存在的差異性，學生均能夠了解到電解池存在外接電源，也是由于存在外接電源，所以電解質屬于一種非自發性的氧化還原反應。學生在已了解陰陽極與正負極相關知識以及概念的前提下，能夠將電源當作抽水機一樣的存在，也能夠將電子抽出，同時把其輸送至另外一個電極中。

在以電源為前提之后，增加電極當作負載產生化學反應，所以電解池中的電機屬于陰陽極而非正負極，對于此點也需讓學生明晰，確保學生能夠了解二者之間存在的差異性，并深入掌握此部分的知識，使學生在復習階段受益匪淺，而教師也需對此方面的內容加以總結，不斷鞏固學生的復習成果。

例如，若某溶液中C（H+）=2.0mol·L-1。陰離子表示為SO42-，在充電期間，左槽溶液的實際顏色會由之前的藍色轉為黃色，那么在此情況下就能夠明確此儲能電池為正負極。學生能夠針對氧化還原反應模型進一步探析充電電池的主要反應原理，在充電期間由左槽至藍色變為黃色與酸性環境的有效判斷，a電極產生VO2→VO2+的有效轉化，此半反應失電子則表明和a電極之間相連接的為電源正極，方程式表示為VO2+-e-+H2O=VO2++2H+。所以和b電極之間相連的即為負極，在深入分析相關例題之后，針對氧化反應模型去深入認知宏觀模型，保障學生的復習效果，讓學生在整個復習階段獲得諸多收獲。

三、體驗解圖思維

反應原理圖像題存在諸多變式，考查形式也十分靈活，在此情況下，若學生處在機械、被動的復習狀態中，則會使學生在做題的過程中感到迷茫，失去信心。針對此情況，若想提高學生的復習效果，教師還需指導學生深入體驗整個畫圖過程，以便提高學生的解圖水平，深化學生的復習成效。

例如，在一定溫度下，在密閉容器中放置草酸鈣，產生化學反應，若某刻處在平衡狀態，縮小容器體積是之前的1/2，處在固定的狀態中，在某時刻再一次處在平衡狀態。那么對CO2的濃度會產生何種變化？讓學生對此進行繪圖，在繪圖過程中，學生可觀察到起點位置CO2的濃度已經為之前的兩倍，依據勒夏特列主要原理，所以許多學生均會認定為終點位置的CO2濃度肯定會超過CO。而對此，教師就需重視引導高中學生，讓其能夠認知到以定性視角對平衡移動進行解釋，僅為一種經驗性的規律，在平衡移動之后，CO2的實際濃度并未產生變化。

通過上述訓練之后，學生能夠收獲許多知識，如在解讀圖像的過程中，不但要關注終點，還應關注起點，須以定量的視角深入解讀圖像。而在進行二輪復習時，須注重關鍵知識點，提升其高階認知水平。由上述內容可知，在高考復習階段，教師要引導學生進行圖像繪制，讓學生體驗解圖思維，這樣學生在復習階段才能夠更具方向性與有序性，使學生的復習過程能夠更為高效。

四、結語

總而言之，在高考化學復習中，若有效運用模型認知，讓學生在完成建模之后有效解決相關問題，這主要體現在能夠對化學問題進行概括、分解以及抽象等，并在模型認知的構建階段提高自身的化學思維能力。且在運用模型認知后，還能夠將化學問題以化學語言表述出模型，也能夠有效檢驗模型，以便解決相應的化學問題。