構建思維新模型 助力提升一輪復習備考效率——元素及其化合物知識復習新思路

江西 張瑛美

一、問題的提出

元素化合物模塊知識是歷年高考的必考知識點，在化學與傳統文化、化學與STSE、高頻考點阿伏加德羅常數、物質結構與元素周期律(表)、化學實驗、化學工藝流程等具體題型中均有較多涉及，是高考考查基本理論、基本概念、實驗設計和化學計量等主干考點的載體。該部分知識掌握的程度對進一步深化理解和掌握前面學習的概念性知識有著非常重要的作用，也是后續化學反應原理等相關知識學習的必備知識基礎，該模塊知識點多而復雜，學生學習完某一元素及其化合物的知識之后很難做到將所學的知識進行有條理性地梳理，很大一部分學生復習備考后條理不清，思維混亂，只能零星復述出其中的部分內容，這就使提取知識變得困難，從而影響解題速度。為此筆者經過大量研究和實踐對該部分知識的教學模式進行大膽創新，構建出一套基于物質分類思維下的教學思路新模型。

二、物質分類思維下教學思路新模型的構建

根據《普通高中化學課程標準(2017版)》和《2019年普通高等學校招生全國統一考試大綱》對知識掌握的要求，筆者對元素及其化合物知識進行分析、總結后設計出如圖1所示的教學思路總模型：

圖1

講解單質的存在形式時教師可基于物質分類，如游離態、化合態等思維角度分析物質的存在形式，如圖2是單質硫基于物質分類思維角度構建的存在形式教學新思路。

圖2

對于化合物知識在復習備考時很少涉及其在自然界中的存在形式，在復習備考時可復習其來源，例如在復習二氧化硫的性質時，可將“存在形式”修正為“主要來源”，經修正后二氧化硫的主要來源為化石燃料的燃燒及含硫礦石的冶煉，因此對于化合物模塊知識的復習，這8個方面中的存在形式這一條可進行修正或略過，直接從物理性質開始復習，物理性質主要從狀態、顏色、水溶性等思維角度分析。

化學性質是元素及其化合物知識復習備考中的重難點，學生很難系統且熟練地掌握物質的化學性質，基于此，筆者通過對所有元素及其化合物的化學性質進行分析和歸納后，從物質分類，如單質、氧化物、過氧化物、酸、堿、鹽等思維角度，構建了如圖3所示的物質化學性質教學思路模型，也是物質分類法思維在該模型下的核心應用，從單質出發，逐步尋找反應物，能很好地解決學生因思維混亂而對元素及其化合物化學性質難于重現的問題，筆者通過對元素及其化合物中的所有物質的化學性質進行全面的梳理后總結出了每種單質或化合物需要考慮的主要反應物，在圖3中已一一列出；第7個方面(物質特有的化學性質)主要是為了解決部分物質具有特殊化學性質而設計，例如HClO具有氧化性漂白，SO2具有非氧化性漂白等，在實際教學過程中可根據具體物質的特性需要進行修正。

圖3

圖1所示的教學思路總模型共計8個方面，這8個方面層層遞進，例如保存和用途是建立在物理和化學性質基礎上的，因此在講授物理性質和化學性質時，可得出物質的用途和保存方法，如氨氣有極易液化的特點，因此可作制冷劑；過氧化鈉與二氧化碳反應可生成氧氣，因此可作供氧劑；物質的檢驗需要在掌握其化學性質的基礎上才能進行，因此放在化學性質之后；物質制備主要包括反應原理、凈化和收集等，涉及物質的物理性質和化學性質，制備過程中還涉及物質檢驗，因此放在檢驗之后；第7條為了解決如二氧化硫等物質，還涉及該化合物的污染與防治，具體在教學時可根據復習備考的物質需要進行修正；第8條習題鞏固是為了在課后進一步鞏固該課時所復習的內容而設計，習題的選擇和布置根據復習內容和學生情況而定。

三、例析新模型思維下元素及其化合物教學新思路

【例1】金屬鈉教學新思路

金屬鈉是元素及其化合物知識的開篇內容，對該部分知識的教學設計模式進行大膽創新，構建出一套新的教學設計新模式，可對后續元素及其化合物的學習將起到參考與借鑒作用。金屬鈉與金屬單質不反應，可形成合金，則化學性質的第1條應修正為與非金屬單質反應；與金屬氧化物不反應、與過氧化物的反應不要求掌握，無特殊化學性質，則化學性質修正簡化為5個方面，綜上金屬鈉的教學新思路模型設計如圖4所示：

圖4

完善圖4模型得金屬鈉的教學新思路如下：

課題：金屬鈉的教學新思路

2.物理性質

(1)軟—質軟，硬度小

(2)亮—銀白色，有金屬光澤

(3)輕—密度比水小，比煤油大

(4)低—熔點低

(5)導—可導電、導熱

3.化學性質

(1)與非金屬單質反應

①與O2反應：

常溫加熱現象鈉的表面變暗先熔化成小球,片刻后劇烈燃燒,發出黃色火焰,生成淡黃色固體化學方程式4Na+O2常溫2Na2O2Na+O2△Na2O2轉移電子1 mol Na參加反應時轉移1 mol e-

(2)與氧化物反應，以鈉與水反應為例

②與滴加酚酞的水反應的現象與解釋：

(3)與酸溶液反應

①與酸溶液反應時，先與酸反應，酸反應完全后與酸中的水反應。

(4)與堿溶液反應，以鈉與堿溶液中水反應為例

(5)與鹽溶液反應

①與鹽溶液反應時，與鹽溶液中的水先反應，生成的NaOH再與鹽反應。

②與CuSO4溶液的反應：

4.保存與用途

(1)保存：密封保存，通常保存在煤油或石蠟油中。

(2)鈉的用途

①制取Na2O2等化合物。

②鈉鉀合金呈液態可用于原子反應堆的導熱劑。

④用作電光源，制作高壓鈉燈。

5.檢驗，以焰色反應為例

實驗步驟干燒—將洗凈的鉑絲在外焰上灼燒至與原來的火焰顏色相同為止 ↓蘸燒—蘸取待測試液,在外焰上灼燒,并觀察火焰的顏色 ↓洗燒—用稀鹽酸洗凈鉑絲,并在外焰上灼燒至與原來的火焰顏色相同為止現象及結論若火焰顏色為黃色,則含有鈉元素拓展延伸(1)很多金屬或它們的化合物在灼燒時都會使火焰呈現特殊的顏色,這在化學上稱作焰色反應,焰色反應為物理變化,屬于元素的物理性質(2)觀察鉀元素的火焰顏色時需要透過藍色鈷玻璃(3)可用光潔無銹的鐵絲代替鉑絲進行焰色反應

6.制備，鈉單質的制備方法為電解熔融氯化鈉

7.習題鞏固

布置的課后習題形式多樣，題型、題量視復習內容和學生情況而定，考查內容上應涵蓋所復習內容中的重難點、學生的易錯點進行，復習模塊知識在高考中有具體的考題，也可將歷年具體高考題作為課后習題的一部分，使用一輪復習資料書進行教學的可直接布置一輪復習資料書中相應的配套的習題即可。

為使新教學思路更為簡潔明了，以上內容也可用新思路模型表示如圖5所示：

圖5

【例2】二氧化硫的教學新思路

二氧化硫是元素及其化合物部分知識中性質相對復雜的化合物，其內容不僅承接了硫單質的性質，又進一步揭示了非金屬及其化合物的重要性質及其在生活生產中的運用，是后續硫及其化合物間的相互轉化、氮及其化合物等相關知識學習的基礎，對于二氧化硫，教學思路總模型中的第1條“存在形式”修正為“主要來源”，二氧化硫不存在保存問題，因此可將圖6模型中的第4條“保存與用途”修正為“用途”，SO2還有一個需要復習的內容為SO2的污染與防治，因此模型中的第7條“其他”修正為“污染與防治”，則SO2教學新思路總模型修正過程示意圖及修正后的SO2教學思路總模型如圖6所示：

圖6 SO2教學思路總模型修正過程示意圖

化學性質教學思路模型方面，SO2與氯氣的反應在模型中應將“Cl2”修正為“X2”，X代表鹵族元素；此外SO2有其獨特的漂白性，因此將化學性質模型中的第7條“物質特有的化學性質”修正為“漂白性”。基于以上分析，根據構建的教學新模型，SO2化學性質教學新思路模型修正過程示意圖及修正后的新思路模型如圖7所示：

圖7 SO2化學性質教學思路模型修正過程示意圖

完善修正后的新思路模型即可得SO2的性質及應用教學新思路，為使新思路更為簡潔明了，以上內容也可用新思路模型圖表示為如圖8所示：

圖8

四、結束語

元素及其化合物知識是復習備考的重難點，主要的問題在于該模塊涉及的知識點多，缺乏系統性和條理性，筆者根據《普通高中化學課程標準(2017版)》和《普通高等學校招生全國統一考試大綱》對知識掌握的要求，基于物質分類思維角度構建的教學思路新模型，很好地解決了復習時出現的無從下手、無方向和無目標問題，在復習備考時只需根據需要復習的具體物質對教學思路總模型進行適當修正即可高效梳理復習內容。化學性質的突破是該模塊知識的最大難點，學生往往很難全面準確地重現出某個具體單質或化合物的化學性質，化學性質教學思路模型能很好地解決學生思維混亂問題，從單質出發，逐步尋找相關反應物，能較好地使學生準確完整的重現出化學性質的全部內容。