根據(jù)信息書(shū)寫未知方程式的教學(xué)設(shè)計(jì)

陳意娜

一、教學(xué)要求

根據(jù)題給信息書(shū)寫未知方程式在近幾年的浙江省化學(xué)學(xué)考選考中都是必考考點(diǎn)，因?yàn)槭俏粗磻?yīng)，學(xué)生平時(shí)學(xué)習(xí)中不易碰到或從未碰到，所以更能考查出學(xué)生的真實(shí)能力，具有更好的選拔效果。此類題目要求學(xué)生能根據(jù)題中提供的新信息，利用已掌握的化學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)和基本技能，經(jīng)過(guò)有限的臨場(chǎng)閱讀，創(chuàng)造性地解決新問(wèn)題，不僅考查學(xué)生的閱讀能力，對(duì)所學(xué)知識(shí)的掌握程度和運(yùn)用能力，更能考驗(yàn)學(xué)生對(duì)信息的提取、加工和知識(shí)遷移的能力，具有一定的解題難度。但學(xué)生若能建立起有序的解題模型，通過(guò)類比、遷移是可以理解和完成的。掌握解題套路，可以有效地降低學(xué)生的畏難心理，使得分率得到明顯提升。

二、教學(xué)目標(biāo)

1.通過(guò)對(duì)一些材料、圖片的閱讀分析，學(xué)習(xí)搜集和處理有效信息，找出未知反應(yīng)的反應(yīng)物、生成物、反應(yīng)條件等基本要素。

2.掌握利用各種守恒原理書(shū)寫未知反應(yīng)的方法。

3.通過(guò)分析解決典型問(wèn)題，逐步提高學(xué)生分析解決實(shí)際問(wèn)題的能力，提升化學(xué)學(xué)科素養(yǎng)。

4.培養(yǎng)學(xué)生將化學(xué)知識(shí)應(yīng)用于生活和生產(chǎn)實(shí)踐的意識(shí)，提高理論聯(lián)系實(shí)際的探究意識(shí)及創(chuàng)新思維能力。

三、教學(xué)過(guò)程及設(shè)計(jì)意圖

【教學(xué)環(huán)節(jié)1】例題引入，初步建立解題模型

例1（2015浙江10月選考，27）某酸性廢液中含有Fe3+、Cu2+、Ba2+三種金屬離子，有學(xué)生設(shè)計(jì)了下列方案對(duì)該廢液進(jìn)行處理（所加試劑均稍過(guò)量），以回收金屬，保護(hù)環(huán)境。

請(qǐng)回答：溶液A與H2O2溶液在酸性條件下反應(yīng)的離子方程式是________。

解析：1.提取有效信息，找到關(guān)鍵反應(yīng)物和產(chǎn)物。

根據(jù)題給信息，廢液中含有Fe3+、Cu2+、Ba2+，加入過(guò)量鐵屑，F(xiàn)e3+、Cu2+均能與Fe反應(yīng)得到Fe2+，由此推斷A溶液中主要含F(xiàn)e2+、Ba2+。根據(jù)H2O2具有強(qiáng)氧化性的特性，和后續(xù)反應(yīng)現(xiàn)象——紅褐色沉淀可知在酸性條件下該未知反應(yīng)中Fe2+被H2O2氧化成Fe3+，再根據(jù)氧化還原反應(yīng)有升必有降原則，判斷出H2O2被還原為H2O，則可得Fe2++H2O2→Fe3++H2O。

2.配平關(guān)鍵反應(yīng)物和產(chǎn)物。

因?yàn)槲粗磻?yīng)為氧化還原反應(yīng)，可根據(jù)得失電子守恒原則配平主要反應(yīng)物和產(chǎn)物。

Fe2+→Fe3+ 失去1e-×1×2，

（ne-表示每個(gè)微粒得到或失去的電子數(shù)，中間數(shù)字代表得失電子的微粒數(shù)，最后數(shù)字代表根據(jù)得失電子守恒原則所配化學(xué)計(jì)量數(shù)）

H2O2→H2O 得到1e-×2×1，

配平得失守恒的離子方程式是：2Fe2++H2O2→2Fe3++H2O。

3.根據(jù)電荷守恒以及題設(shè)反應(yīng)條件，補(bǔ)齊反應(yīng)物和產(chǎn)物。

第二步初步完成的方程式，反應(yīng)物目前合計(jì)帶2個(gè)正電荷，而生成物未帶電荷，根據(jù)電荷守恒原則，應(yīng)該還有其他離子參與反應(yīng)。分析題給條件（在酸性條件下反應(yīng)），判斷出反應(yīng)物中應(yīng)該還有2個(gè)H+，則反應(yīng)方程式變?yōu)椋?Fe2++H2O2+2H+→2Fe3++H2O。

4.根據(jù)質(zhì)量守恒定律配原子守恒，最終完成方程式。

反應(yīng)前后，相應(yīng)原子個(gè)數(shù)要相等，顯然生成物H2O還需補(bǔ)上系數(shù)2，則最終答案為：

2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O

設(shè)計(jì)意圖：由高考真題入手，通過(guò)細(xì)致、規(guī)范、詳細(xì)的講解，讓學(xué)生迅速建構(gòu)有序的解題模型。在此過(guò)程中，培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)，具體分析如下：

宏觀辨識(shí)與微觀探析：根據(jù)題給信息分析未知反應(yīng)，依據(jù)氧化還原反應(yīng)過(guò)程中的電子轉(zhuǎn)移情況推測(cè)得到參加反應(yīng)的關(guān)鍵反應(yīng)物和產(chǎn)物。

變化觀念和平衡思想：根據(jù)電子守恒、電荷守恒和原子守恒的先后順序，找到全部反應(yīng)物和產(chǎn)物并配平，完成未知方程式的書(shū)寫。

證據(jù)推理和模型認(rèn)知：在解題過(guò)程中，建立解題模型，讓學(xué)生無(wú)序的思維變得有序有效。

科學(xué)探究和創(chuàng)新意識(shí)：重點(diǎn)強(qiáng)化和培養(yǎng)學(xué)生根據(jù)相關(guān)信息書(shū)寫未知反應(yīng)的意識(shí)和能力，不斷提升學(xué)生的探究意識(shí)和創(chuàng)新能力。

科學(xué)精神和社會(huì)責(zé)任：教學(xué)設(shè)計(jì)中，選取與生產(chǎn)、生活實(shí)際等密切聯(lián)系的問(wèn)題或內(nèi)容，以充分體現(xiàn)化學(xué)知識(shí)源于生產(chǎn)、生活實(shí)際，又應(yīng)用和服務(wù)于科技生產(chǎn)、實(shí)際生活的基本理念，培養(yǎng)學(xué)生熱愛(ài)化學(xué)的情感。

【教學(xué)環(huán)節(jié)2】真題練習(xí)，學(xué)生學(xué)以致用，熟悉解題模型

例2（2016浙江4月選考，28）下圖中，固體A是鐵銹的主要成分。

請(qǐng)回答：寫出C→D在溶液中發(fā)生氧化還原反應(yīng)的離子方程式 。

解析：1.提取有效信息，找到關(guān)鍵反應(yīng)物和產(chǎn)物。

根據(jù)題給信息固體A是鐵銹的主要成分，則A為Fe2O3，單質(zhì)B為Fe，固體C為FeCl3。根據(jù)Fe3+具有較強(qiáng)氧化性，SO2具有較強(qiáng)還原性，以及溶液D加BaCl2溶液能產(chǎn)生白色沉淀，可判斷得到

Fe3++SO2→Fe2++SO42-

2.配平關(guān)鍵反應(yīng)物和產(chǎn)物。

根據(jù)得失電子守恒原則配平主要反應(yīng)物和產(chǎn)物。已知：

SO2→SO42- 失去2e-×1×1，

Fe3+→Fe2+ 得到1e-×1×2，

則配平得失守恒的離子方程式是：2Fe3++SO2→2Fe2++SO42-

3.根據(jù)電荷守恒以及題設(shè)反應(yīng)條件，補(bǔ)齊反應(yīng)物和產(chǎn)物。

第二步初步完成的方程式，反應(yīng)物目前合計(jì)帶6個(gè)正電荷，而生成物帶2個(gè)正電荷，分析題給條件（在H2O中，反應(yīng)物中既沒(méi)有H+，也無(wú)OH-），再根據(jù)電荷守恒判斷出生成物中應(yīng)該還有4個(gè)H+，則反應(yīng)方程式變?yōu)椋?Fe3++SO2→2Fe2++SO42-+4H+。

4.根據(jù)質(zhì)量守恒定律配原子守恒，最終完成方程式。

反應(yīng)前后，相應(yīng)原子個(gè)數(shù)要相等，顯然反應(yīng)物中還有1個(gè)H2O，則最終答案為：

2H2O+2Fe3++SO2=2Fe2++SO42-+4H+

設(shè)計(jì)意圖：再由高考真題入手，讓學(xué)生自主答題，根據(jù)剛剛所學(xué)的解題模型舉一反三進(jìn)行解題練習(xí)。因?yàn)橥瑯佣际莵?lái)源于選考卷中的學(xué)考題部分，題目難度不大，能使學(xué)生體驗(yàn)解題成功的成就感，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

【教學(xué)環(huán)節(jié)3】習(xí)題難度提升，重點(diǎn)突破信息提取能力

例3（2017浙江4月選考，31）Clˉ存在時(shí)會(huì)催化ClO2的生成。反應(yīng)開(kāi)始時(shí)在三頸燒瓶（裝有NaClO3和H2SO4）中加入少量鹽酸，ClO2的生成速率大大提高，并產(chǎn)生微量氯氣。該過(guò)程可能經(jīng)兩步完成，請(qǐng)將其補(bǔ)充完整：（1） （用離子方程式表示），（2）H2O2+Cl2=2Clˉ+O2+2H+。

解析：1.提取有效信息，找到關(guān)鍵反應(yīng)物和產(chǎn)物。

根據(jù)題給信息——Clˉ存在時(shí)會(huì)催化ClO2的生成，則可判斷得到在總反應(yīng)中Cl-起到催化劑作用，

Cl-在第二步反應(yīng)中是產(chǎn)物，則第一步反應(yīng)中Cl-為反應(yīng)物。再根據(jù)能產(chǎn)生微量氯氣這個(gè)信息以及氧化還原反應(yīng)的就近原則判斷得到反應(yīng)的失電子組合Cl-→Cl2。

接下來(lái)尋找得電子組合，提煉題目信息——三頸燒瓶（裝有NaClO3），ClO2的生成速率大大提高，判斷得到反應(yīng)的得電子組合ClO3-→ClO2。

2.配平關(guān)鍵反應(yīng)物和產(chǎn)物。

根據(jù)得失電子守恒原則配平主要反應(yīng)物和產(chǎn)物。已知：

2Cl-→Cl2 失去1e-×2×1，

ClO3-→ClO2 得到1e-×1×2，

則配平得失守恒的離子方程式是：2Cl-+2ClO3-→Cl2+2ClO2

3.根據(jù)電荷守恒以及題設(shè)反應(yīng)條件，補(bǔ)齊反應(yīng)物和產(chǎn)物。

第二步初步完成的方程式，反應(yīng)物目前合計(jì)帶4個(gè)負(fù)電荷，而生成物不帶正電荷，分析題給條件（加入少量鹽酸），再根據(jù)電荷守恒判斷出反應(yīng)物中應(yīng)該還有4個(gè)H+，則反應(yīng)方程式變?yōu)椋?/p>

4H++2Cl-+2ClO3-→Cl2+2ClO2

4.根據(jù)質(zhì)量守恒定律配原子守恒，最終完成方程式。

反應(yīng)前后，相應(yīng)原子個(gè)數(shù)要相等，顯然生成物中還有2個(gè)H2O，則最終答案為：

4H++2Cl-+2ClO3-=Cl2+2ClO2+2H2O

設(shè)計(jì)意圖：選取選考卷中的選考題部分，讓學(xué)生感受這種類型題目的難度，從中發(fā)現(xiàn)在解題模型中第一步信息提取找到關(guān)鍵反應(yīng)物和產(chǎn)物是最難的一步，最能考查能力。通過(guò)引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)搜集、處理信息的方法，進(jìn)一步提高解題能力。

【教學(xué)環(huán)節(jié)4】設(shè)計(jì)習(xí)題，提升學(xué)生解題能力，進(jìn)一步鞏固解題模型

練習(xí)1：利用石灰乳和硝酸工業(yè)的尾氣（含NO、NO2）反應(yīng)，既能凈化尾氣，又能獲得應(yīng)用廣泛的Ca（NO2）2，生產(chǎn)中溶液需保持弱堿性，在酸性溶液中Ca（NO2）2會(huì)發(fā)生分解，產(chǎn)物之一是NO，其反應(yīng)的離子方程式為_(kāi)_________________。

解析：根據(jù)題給信息Ca（NO2）2會(huì)發(fā)生分解，產(chǎn)物之一是NO，順利找到得電子組合NO2-→NO。考慮到HNO2的不穩(wěn)定性，推測(cè)反應(yīng)的失電子組合NO2-→NO3-。

練習(xí)2：廢舊鋰離子電池的正極材料試樣（主要含有LiCoO2及少量Al、Fe等）可通過(guò)下列實(shí)驗(yàn)方法回收鈷、鋰。

在上述溶解過(guò)程中，S2O32-，LiCoO2在溶解過(guò)程中反應(yīng)的離子方程式為 。

解析：根據(jù)圖示，找到得電子組合CoO2→Co2+。分析可得只能S2O32-失電子變成SO42-。

設(shè)計(jì)意圖：通過(guò)補(bǔ)充練習(xí)重點(diǎn)突破第一步的信息提取能力，讓學(xué)生了解此類題型中各種有效信息的呈現(xiàn)方式和特點(diǎn)，引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會(huì)利用文字信息、數(shù)字提示語(yǔ)、實(shí)驗(yàn)裝置圖、工業(yè)流程圖等多種信息，培養(yǎng)學(xué)生的信息素養(yǎng)，并在探究和解決問(wèn)題的實(shí)踐中逐步提高學(xué)生相應(yīng)的能力。

四、教學(xué)反思

對(duì)于根據(jù)信息書(shū)寫未知方程式的題型，學(xué)生若能掌握一定的解題模型，利用電子守恒、電荷守恒和原子守恒原則，合理有效利用題給信息，是可以快速解決問(wèn)題的。按理來(lái)說(shuō)并不難掌握，但練習(xí)后效果發(fā)現(xiàn)學(xué)生失分率還是較高，究其原因主要是學(xué)生基礎(chǔ)知識(shí)掌握不好，導(dǎo)致練習(xí)時(shí)應(yīng)用不熟練。在平時(shí)的教學(xué)中一定要加強(qiáng)對(duì)基本概念和規(guī)律的理解，對(duì)學(xué)生來(lái)說(shuō)，基礎(chǔ)知識(shí)掌握越好，思維遷移越快，從信息中提取知識(shí)越快，推理能力越強(qiáng)，同時(shí)還需通過(guò)一定題量的練習(xí)讓學(xué)生逐漸積累起解題經(jīng)驗(yàn)，從而進(jìn)一步鞏固解題模型。

？誗編輯 魯翠紅