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  1. “线型”策略:科学学铝的新方法

  2. [08-24 19:00:43]   来源:http://www.85jc.com  高二化学学习方法   阅读:8393

概要:元素化合物知识作为其他化学知识的载体,在中学化学中占有举足轻重的地位。纵观近几年的高考试题,铝、氧化铝、氢氧化铝、常见的铝盐(如氯化铝、明矾等)一直是命题的热点。Al3+、Al(OH)3、AlO2-的相互转化,应用在离子分离(如Mg2+、Al3+的分离)、共存及推断中的试题屡屡出现。2001 年开始高中化学教学采用了新教材。不难发现铝这一节的内容与原教材相比,有了较大幅度的调整——将其改编在平衡章节之后,要求学生用平衡的理念来分析。这势必对学生这一节的学习,提出了更高的要求。而同为金属的镁、铁的章节却做了大幅度的删减。因此,大胆假设今后几年试题仍将在Al与酸反应、Al3+与碱反应,AlO2-与酸反应的离子方程式书写以及计算、图象分析等方向作代章。传统的教学方式中,往往习惯于采用“铝三角”来教学。铝三角可以表明Al3+、Al(OH)3、AlO2-之间存在一定关联,三者之间可以通过加入酸或者碱相互转化。然而关键的定量关系(Al3+与OH-相互滴加产物的讨论等)不能通过“铝

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  元素化合物知识作为其他化学知识的载体,在中学化学中占有举足轻重的地位。纵观近几年的高考试题,铝、氧化铝、氢氧化铝、常见的铝盐(如氯化铝、明矾等)一直是命题的热点。Al3+、Al(OH)3、AlO2-的相互转化,应用在离子分离(如Mg2+、Al3+的分离)、共存及推断中的试题屡屡出现。

  2001 年开始高中化学教学采用了新教材。不难发现铝这一节的内容与原教材相比,有了较大幅度的调整——将其改编在平衡章节之后,要求学生用平衡的理念来分析。这势必对学生这一节的学习,提出了更高的要求。而同为金属的镁、铁的章节却做了大幅度的删减。因此,大胆假设今后几年试题仍将在Al与酸反应、Al3+与碱反应,AlO2-与酸反应的离子方程式书写以及计算、图象分析等方向作代章。

  传统的教学方式中,往往习惯于采用“铝三角”来教学。铝三角可以表明Al3+、Al(OH)3、AlO2-之间存在一定关联,三者之间可以通过加入酸或者碱相互转化。然而关键的定量关系(Al3+与OH-相互滴加产物的讨论等)不能通过“铝三角”得以体现。因为,铝三角忽略了最为关键的一点:AlO2-是Al(OH)3在OH-过量时产生的。为了解决这一问题,笔者大胆提出“线型”学铝策略。

  一.线型学铝概念的提出

  “线型学铝”策略中所谓的“铝线”,其实就是由

  H+ Al3+ Al(OH)3 AlO2- OH-

  五个粒子所构成的一条关系线。出于H+、OH-与Al3+、Al(OH)3、AlO2-的紧密关系考虑,与“铝三角”不同,“铝线”中加入了H+、OH-这两种离子。感觉上,粒子数的增加,使问题变的更为复杂;而实际上,只是将原本转换关系中隐藏的粒子更直观、更清晰表现出来。

  二.线型学铝概念的剖析

  “线型学铝”基本内容可以由四句话来概括——相邻粒子不反应,相隔粒子聚中间,隔之越远越易行,所带电荷是关键。

  (一)相邻粒子不反应——解决粒子间共存问题

  有铝元素参加的粒子间共存问题的讨论一直是会考、高考的热点,2004年的浙江省会考试卷中就有两题(第4题、第23题)涉及这一内容。

  例:下列物质中,既能跟NaOH溶液反应,又能跟盐酸反应的是( )

  A.Al(OH)3 B.Na2CO3 C.NH4Cl D.CH3COONa

  该题考查了“铝线”中的粒子的共存关系。只要明确“铝线”上相邻粒子是不反应的,不相邻粒子间可以反应,那么选答案A也就十分明确了。

  (二)相隔粒子聚中间——用于判断反应后的产物

  含铝化合物在溶液中发生反应,产物与反应物物质的量比例有关。因此,反应产物的讨论对于学生来说明显是一个难点。填鸭式的教学方式(例如:要求学生强记 Al3+与OH-1∶3反应产物为Al(OH)3,1∶4反应产物为AlO2-等)效果并不好。试题角度稍一改变,学生就很难将已有的知识加以应用。化学新课程标准强调让学生形成积极主动的学习态度。“线型学铝”概念的提出,可以使学生在铝元素的学习中,将研究性学习与接受性学习有机的整和在一起。“铝线”中的相邻粒子是不反应的,而相隔的粒子就可以反应生成处于两个反应粒子中间的粒子(产物水被略去)。只要学生了解这一点,就可以引导学生充分利用“铝线”,自己主动去获取结论。

  例如根据铝线H+ Al3+ Al(OH)3 AlO2- OH-不难发现H+与Al(OH)3能反应生成Al3+,而Al(OH)3 与OH-反应生成AlO2- 等。在应用“铝线”过程中,学生可能又会产生问题:若处于两个粒子中间的粒子不是一个,而是有两个时该如何分析——这恰恰也是过量问题,互滴问题的难点所在。仔细观察,不难发现这一问题利用“铝线”还是可以得到很好解决。简单的说:A溶液中滴加B,开始A过量,产物靠近A。举个例子:盐酸中滴加偏铝酸钠溶液。反应开始时盐酸过量,产物从“铝线”分析应靠近H+,因此为Al3+,开始无沉淀。反之,若在偏铝酸钠溶液中滴加盐酸,开始偏铝酸钠溶液过量,产物从 “铝线”分析应靠近AlO2-,因此为Al(OH)3,开始就产生沉淀。

  (三)隔之越远越易行——分析反应先后、难易问题

  溶液中存在的阴离子或者阳离子可能有多种,加入阳离子或者阴离子可能与存在的离子都能发生反应。例如:AlCl3溶液中加入过量的NaOH后,溶液中大量存在的阴离子有AlO2- 和OH-,若向此时的溶液中加入H+,就会涉及反应先后问题。一般的教学方式,可以假设与H+先反应的是AlO2-,但产物无论是Al3+、 Al(OH)3都与存在的OH-要反应,从而推翻假设。这种教学方式较为繁琐,即使理解,

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