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管窥高考探守恒

作者:刘志胜 来源:课程教育研究 2020年8期
  【摘要】目前高中生对守恒关系的认知理解存在一定缺陷。主要问题有:一、单纯从数量守恒的角度去理解化学守恒;二、对守恒关系的理解过于生硬、教条。具体体现在:1.对于完全反应的化学过程与未完全反应的化学过程守恒式的区分;2.对于生活基本概念的去伪存真。综上所述,本研究旨在探究学生学习化学守恒时常常会陷入的主要思维陷阱并讨论在当代教学环境中的合理解决方案。
  【关键词】高中化学  化学守恒  思维陷阱
  【中图分类号】G633.8 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089(2020)08-0163-01
  1.综述
  1.1 问题提出与研究意义
  化学守恒是高中化学的重要内容,也是高中生从单纯的元素化学迈向化学热力学的重要一步,同时也帮助高中生形成初步的守恒观念,为培养其优秀的世界观作出贡献。国内学生们对于科学知识的本质内涵的理解还很落后。正确理解科学知识的本质内涵,对于学生理解后续内容有极大帮助。
  学生们在高中学习化学守恒之前接触了大量的数量守恒关系,而在初中化学的学习中更偏向于学习基本的元素概念和物质概念。这样的好处是可以帮助学生运用对比的逻辑思维快速理解化学守恒关系本身的浅层概念,但是隐患是学生们形成了惯性思维,,单纯用数学的方式来理解化学守恒关系,造成对涉及元素、酸碱概念的守恒理解不彻底。
  1.2 研究假设
  (1)高中生学习化学知识呈“阶段式”特点,即第一阶段是从学习物质到学习基本反应,此阶段是化学学科的特征学习阶段。第二阶段是从具体的元素性质的学习到学习宏观的元素周期律,通过这个阶段学生们已经掌握了化学内容的基础知识。第三阶段是从学习化学平衡到有机物及晶体的学习,这个阶段是化学各个分支学科的认识阶段。
  (2)高中学习化学守恒内容受自身成绩、授课教师、生活环境、知识储备等多方面因素影响,但其中内因占主体,即知识储备与科学观是影响高中生学习相关内容的关键。
  1.3 研究设计与方法
  1.3.1 研究设计
  本研究主要结合对学生与教师的访谈与对课堂的观察以及相关化学教学内容的文献设计主体思路。
  1.3.2 研究方法
  访谈法具体做法是:按照知识水平来划分学生群体,从每个学生群体中随机抽谈,对访谈内容进行书面记录,从而分析各个学生群体对于学习该部分内容的关键点。
  2.内容
  无论是化学反应还是物理变化,反应前后某种特定的量都会保持不变,仅抓住其中的守恒,便可以快速的求解相关问题。以下是高中阶段常见的守恒法:
  (1)元素守恒
  元素守恒亦即质量守恒、原子守恒或物料守恒,化学元素的种类和数量不变,只是元素存在的形式发生了改变。
  【例题】在标准状况下,将1.92g铜和一定量的浓HNO3反应,随着铜的不断溶解,反应生成的气体的颜色逐渐变浅,当铜全部溶解后,共收集到NO和NO2组成的混合气体1.12L,(1)生成NO和NO2体积各是多少?(2)所消耗硝酸的物质的量是多少?
  (2)电子守恒
  電子守恒主要应用于氧化还原反应中,物质得失电子数相等,亦及元素的化合价升降相等。此种守恒关系主要应用于无机化学元素化合物涉及到一系列的氧化还原过程及物质变化的相关题目中。
  【例题】24mL浓度为0.05mol/L Na2SO3溶液,恰好与20mL浓度为0.02mol/L K2Cr2O7溶液完全反应,则元素Cr在被还原的产物中的化合价是(     )。
  A. +6 B. +3 C. +2 D. 0
  (3)电荷守恒
  电荷守恒指的是在离子化合物及电解质溶液中,溶液中阴离子所带的负电荷数与阳离子所带的正电荷数相等,最终的结果是该离子化合物或电解质溶液呈电中性。
  【例题】某地的雨水呈酸性,取其少量进行检测,其中含各离子的物质的量浓度分别为:c (Na+)=5.0×10-5mol·L-1,c(Cl-)=7.1×10-5mol·L-1,c(SO42-)=4.5×10-6mol·L-1,c(NH4+)=1.0×10-6mol·L-1,则雨水中氢离子的物质的量浓度是多少?
  (4)质子守恒
  此种守恒关系主要应用于电解质溶液中。由水电离出的氢离子浓度和氢氧根浓度对应相等。某些情况下,质子守恒也可以由电荷守恒和物料守恒两个式子合并推出。
  【例题】写出碳酸钠溶液中的质子守恒关系。
  3.结论
  守恒思想是高中化学阶段十分重要的解题方法,在解题的过程中,要合理的选择运用不同的守恒方法,认真的发掘隐藏着的守恒关系,简化解题过程,提高做题的准确性和实效性。
  参考文献:
  [1]毛宽云.浅谈高中化学解题中守恒法的有效运用[J].中学化学,2017(3)

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