新高考背景下元素化合物教学的再思考

本文以2014年高考化学浙江卷第26题为例进行分析，并以此链接怎样开展元素化合物的教学，为以后教学提供参考.

真题展示（浙江卷26题）某研究小组为了探究一种无机矿物盐X（仅含四种元素）的组成和性质，设计并完成了如下实验：

另取10.80 g X在惰性气流中加热至完全分解，得到6.40 g固体1.请回答如下问题：

（1）画出白色沉淀1中金属元素的原子结构示意图，写出气体甲的电子式.

（2）X的化学式是，在惰性气流中加热X至完全分解的化学反应方程式为.

（3）白色沉淀2在空气中变成红褐色沉淀的原因是（用化学反应方程式表示）.

（4）一定条件下，气体甲与固体1中的某种成分可能发生氧化还原反应，写出一个可能的化学反应方程式，并设计实验方案验证该反应的产物.

试题评析试题一改往年根据文字表述，通过定性定量，分析推断元素和化合物的命题风格，今年试题出现物质推断流程图，此流程图又有别于早年的无机框图题，是两者的有机结合.同时，该题延续了2013年26题的命题特点，题型稳定.以无机矿物质为试题背景材料， 语言简洁明了，以Ca、Fe、C、O多种元素为载体考查了化学用语（原子结构示意图、电子式、化学式、化学方程式），实验方案设计.考查了对考生接受、吸收、整合信息的能力；分析、解决问题的能力及化学实验与探究能力.呈现了“性质+原理+演绎”的试题功能和命题技术，从能力层面分析，主要考查定性和定量分析要求，信息的分析利用.

试题特点

1.2014年26题显著新变化：采用性质流程图描述物质性质.

2.第（1）问原子结构示意图的书写，低频考点的出现.

3.第（4）问设计实验方案检验反应产物（Fe2O3、CO），一改以往只检验同相单一物质或混合物的命题风格，同时检验气相和固相物质，令人耳目一新.对于CO的检验问题， 2013年样卷第26题第（3）问涉及相同考点.

大家知道元素化合物知识是中学化学学习的主干内容，是学生学习化学基本概念、基本理论、化学实验的基础与素材，这部分知识内容从表面上看比较零碎、分散，难于记忆，使有些学生感觉花了较多的时间还是难以掌握，造成学习效率下降.因而，在教学时我们老师如何将零散的元素化合物知识整理成较为有序，又便于学生记忆和掌握的知识网络和知识体系是非常重要的.下面谈谈我的一些做法：

1.运用基础理论，使元素化合物知识系统化

在中学化学教材中虽然注意了元素化合物知识与理论知识的互相穿插，但是教师在教学过程中首先要明确基础理论与元素化合物知识之间相辅相成的辩证关系.在教学过程中应体现以基础理论为指导，以元素化合物知识为主体的教学思想.要重视对元素化合物知识的宏观现象和理论知识中的微观结构的结合，突出元素化合物自身知识体系，用基础理论揭示元素及化合物性质变化的内在规律.并且在基础理论的指导下，使元素化合物知识系统化和深刻化，使学生形成巩固的系统知识.必将使学生对基本理论的理解得到巩固和加深.

在教学中要抓住物质的结构这条主线，突出物质的化学性质这一重点，通过理解、推导让学生自觉地去掌握元素及化合物知识，克服死记硬背的学习方法.例如，过渡元素铁常有可变化合价，在化学反应中铁何时呈+2价；何时呈+3价这就应结合铁的原子结构去认识.化学反应中铁可以失去最外层的2个电子而呈+2价，也有可能再失去次外层的1个电子而呈+3价.铁的自身性质是由结构决定的，而化学反应中铁呈几价又必须依据氧化剂性质的强弱而定.铁遇强氧化剂（Cl2、Br2、过量HNO3……）呈+3价，而铁遇弱氧化剂（S、I2，稀H2SO4（稀），HCl等）呈+2价.Fe2+遇强氧化剂（Cl2、Br2，HNO3等）变为Fe3+；而Fe3+遇还原剂（Fe、Cu、H2S、HI等）变为Fe2+.

又如氢氧化铝是两性氢氧化物，它的性质和制取是教学中的重点也是难点.如果我们从氢氧化铝是弱电解质，有酸式电离和碱式电离以及加酸或加碱引起电离平衡的移动来讲解，学生就能较顺利地掌握由铝盐制取氢氧化铝只能选用可溶于水的弱碱氨水.若在铝盐中加入强碱溶液，例如Al2（SO4）3和NaOH溶液反应必有下列反应：

Al3++3OH-Al（OH）3

它表示适量的碱使溶液中Al3+沉淀，而过量的强碱又可使产生的沉淀完全溶解.并且还揭示了OH-与Al3+在发生不同化学反应时它们物质的量之比.同理用偏铝酸盐溶液制氢氧化铝只应在溶液中通入二氧化碳气体.若改用盐酸等强酸，必然有下列反应

AlO-2+H++H2OAl（OH）3

Al（OH）3+3H+Al3++3H2O

因此不论是物质结构，元素周期律，电解质理论，化学平衡理论都可以指导元素化合物知识的学习；使学生获得的元素化合物知识系统化和深入化.

2.全面正确掌握元素化合物的知识体系和自身的内在联系

元素化合物知识具有丰富的内容；也显得多而杂.因此全面正确掌握元素化合物的知识体系和自身的内在联系是十分必要的.正像美国教育心理学家布鲁纳提出“教学论必须探明显示教材的最优程序的问题，也就是探明教学过程的问题”.布鲁纳向我们提示：知识的教学一要遵循知识的逻辑规律，二要遵循学生的认知规律

（1）确定元素化合物知识体系

元素化合物知识教学对每种物质一般都依照金属或非金属元素知识体系中，单质

氧化物氧化物对应的水化物含氧酸盐的顺序进行学习和研究的.在教学中它们就是元素化合物知识的体系（知识主线）.使学生掌握这一知识主线也就把握了学习和研究元素族的知识系统和方向；改变学生只能被动获得知识的地位.知识体系揭示了所有元素族具有的相似性，有利于学生进行知识的迁移，也有利于元素化合物知识点的确定（即知识体系中的每种具体物质成为重要的知识点）.

（2）知识点教学既要全面，又要抓好内在联系确定重点

我们必须明确物质的性质反映着物质的结构，物质的性质决定物质的制法、用途、保存和检验这一元素化合物知识的自身体系.因此物质的性质（特别是化学性质）是贯穿在各知识点教学中的核心，在教学中以结构理论带性质，抓性质带制法，用途，保存和检验.

在元素化合物化学性质的教学中；要抓好①非氧化还原反应中，所表现的物质的酸性或碱性（或酸性氧化物、碱性氧化物的属性）.②氧化还原反应中，所表现的物质的金属性、非金属性、氧化性、还原性.③其他反应的典型属性.使每个知识点教学内容全面.

例如二氧化硫的化学性质：①酸性氧化物可以和水、碱、碱性氧化物反应②具有还原性可以和氧化剂如氧气、卤素单质；强氧化性酸，高锰酸钾等反应③具有较弱的氧化性与强还原剂硫化氢反应④使品红溶液褪色有漂白性.以图示表示该知识点

（3）每章教学的最后用知识网概括同种元素不同价态的物质间的相互关系，既有知识点又有知识面从点面结合上深入元素化合物知识的学习.

例如铝及其化合物知识网：

知识网将各知识点连接成一个整体，它以简明的图示揭示知识整体的关系，又表示各物质的性质和制取.知识网容易被学生接受，利于激发兴趣，诱导求知，元素化合物知识体系、知识点、知识网的探求是对教材最优结构化的探讨.

3.重视实验和其它直观教学手段的运用

大量的物质性质和制备方法的学习，可以通过化学实验或其它直观手段来完成.在实验中学生获得鲜明、深刻的感性认识，再通过分析、抽象、概括、推理、论证等逻辑思维方法认识物质的性质和结构的关系.

化学实验在化学教学中的作用是多重的.它不仅是学生学习化学知识、掌握实验技能、发展智力、培养能力的基本途径，而且是培养学生科学态度，良好情感意志品质等的最重要的手段，还是使学生形成科学世界观、养成科学方法的最佳途径.因此做好演示实验及学生实验以及改进一些实验是十分必要的.具体方法：

（1）让学生操作一些比较简单的演示实验.它有利于把全体学生的注意力吸引到化学实验上，既有利于观察实验现象，又有利于培养学生掌握正确的实验技能.

（2）把某些演示实验改为“并进实验”.它不仅使学生得到动手实验的机会，而且培养学生边观察边思考的好习惯，同时有利于理解和记忆.

（3）增加一些简便、有启迪性的实验，以利深入理解物质的性质.

例如，为加深对高中化学（必修）第一册化学反应： Br2+SO2+2H2O2HBr+H2SO4的理解.并认识SO2、Na2SO3的还原性及卤素单质的氧化性进行实验.

①把SO2通入溴水或碘水中，两溶液褪色.

②把SO2通入蓝色的I2淀粉溶液中，蓝色褪去.

③碘水中滴加Na2SO3溶液，碘水褪色.

④Na2SO3溶液滴加盐酸酸化的BaCl2溶液无沉淀.Na2SO3溶液，滴加溴水或碘水再滴加盐酸酸化的BaCl2溶液却有白色沉淀.

（4）对于不能直接观察到实验现象的教学内容，要充分利用模型、挂图、标本等直观教具及录像等辅助教学.

4.培养和提高学生的能力

元素化合物知识的教学过程是教师引导学生掌握物质知识，把知识转化为能力的过程.现代教学观以发展学生能力为教学目标之一，通过知识的教学发展学生的能力.

（1）通过阅读教材提高学生的阅读能力和自学能力.在教师的指导下训练学生的阅读能力时，要注意阅读的速度，还要指导学生在阅读中做标记、划重点、写小结以提高自学能力.

（2）观察能力和思维能力的培养.在观察化学实验时应注意培养观察的目的性、整体性、精确性.从生动的直观到抽象思维，再从抽象的思维到实践是认识真理获得知识的途径，思维能力是发展智力的突破点.

例如，在NaCl，NaBr、NaI的晶体中分别加入浓硫酸，依次观察到白雾，白雾和红棕色气体，几乎没有白雾只有些黑色固体.分析反应的共性，均为由高沸点酸制备低沸点酸.低沸点的氢卤酸中卤素的阴离子还原性按Cl-，Br-，I-依次增强，浓硫酸作为强氧化剂基本将I-全部氧化为I2；使部分Br-氧化为Br2；不能将Cl-氧化为Cl2.

又如将等质量的Na2CO3和NaHCO3分别放入等量（足量）的盐酸中，观察到产生的气体后者速度快，且数量多（用气球收集）.因此NaHCO3反应速度快.NaHCO3产生的气体多，则从定量计算结果说明.在学生掌握一定量的化学知识基础上，通过解决化学问题就可以培养学生的思维能力.

（3）注意培养学生的创造能力

①知识迁移.元素化合物知识的教学中多采用以点带面，举一反三的途径进行教学.例如卤素中以氯为典型，用知识迁移方法学习氟，溴、碘的知识.在知识迁移时要注意它们和典型元素的相似性及递变性.

②设计实验的能力.在学生掌握化学知识和实验技能的基础上给出一些实验习题，培养学生设计实验的能力.例如，请学生设计实验证明二氧化硫气体中混有二氧化碳气体.证明红热的炭和水反应有一氧化碳和氢气生成.

③鼓励和培养学生创新意识.高中化学必修本第一册指出：用可溶性钡盐溶液和盐酸（或稀硝酸）可以检验硫酸根离子的存在.学生讨论这段教材时指出，若溶液中有Ag+而无学生指出教材上不够严谨的地方应给予鼓励，并引导它们创新.

元素化合物的教学，重在学法的指导和典型知识的归纳、总结，有序储存、检索，并关注各类知识间的渗透，才能提高综合能力，达到运用自如，才能在高考中立于不败之地.