中学化学中几个具体问题教学的讨论，本文主要内容关键词为：几个论文,中学化学论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
一、“混合物”概念教学
人民教育出版社化学室编辑出版的《九年义务教育三年制初级中学化学教科书》和山东教育出版社编辑出版的《义务教育课程标准实验教科书·化学（九年级）》都指出，由分子构成的物质，如果是由不同种分子构成的就是混合物，由同种分子构成的就是纯净物。在进入高中课程以后，“同位素”概念的出现使混合物概念产生了问题。我们先来分析一个问题。
现有下列符号：[，1][1]H、[，1][2]H、[，1][3]H、[，17][35]Cl、[，17][37]Cl、
请回答：（1）它们代表几种原子？（2）它们分属于几种元素？（3）各符号代表的粒子构成几种分子？（4）这些分子分属于几种物质？
分析与解答：显然这些符号代表了5种原子，分别属于氯元素与氢元素，这5种原子可以构成15种分子（6种氢分子、6种氯化氢分子、3种氯分子），这些分子分别属于氢气、氢化氢和氯气三种物质。
显然，[，1][2]H[，17][35]Cl、[，1][1]H[，17][37]Cl、[，1][3]H[，17][37]Cl等是不同种分子，但同属于氯化氢这种物质。因此，判断混合物与纯净物时，不能以含分子种类的多少，而应以所含物质的种类多少而论。
二、“两性”的教学
高中化学教材并没有直接定义“两性”，只是在介绍氧化铝、氢氧化铝时这样表达：“像Al[，2]O[，3]这类既能与酸起反应生成盐和水，又能与碱起反应生成盐和水的氧化物，叫做两性氧化物”“像Al（OH）[，3]这样既能跟酸起反应，又能跟碱起反应的氢氧化物，叫做两性氢氧化物”。根据教材上这两段描述，必然有几方面的疑问：（1）两性氧化物与两性氢氧化物的“两性”含义一样吗？（2）凡是既能跟酸起反应，又能跟碱起反应的氢氧化物，都叫两性氢氧化物吗？（3）什么是“两性”？先看一个问题。
现有以下几种物质：①金属铝；②氧化铝；③氢氧化铝；④碳酸氢钠；⑤碳酸铵；⑥甘氨酸；⑦蛋白质。它们既能与酸反应，又能与碱反应。
请回答：（1）属于两性物质的有哪些？（2）属于两性化合物的有哪些？
分析与解答：金属铝、氧化铝、氢氧化铝、甘氨酸、蛋白质都属于两性物质，但金属铝不属于两性化合物。碳酸氢钠、碳酸铵虽然既与酸反应，又与碱反应，但由于不能生成“盐和水”，因而它们不是两性化合物。
关于“两性”教学的关键有两个：一是两性物质的判断，二是“两性”含义的理解。金属铝的“两性”是指既能与酸反应，又能与碱反应，并不是指“非金属性”与“金属性”。两性化合物是指既能与酸反应，又能与碱反应，且生成盐和水的一类化合物，两性氧化物的“两性”也可以理解为既能表现酸性氧化物的性质，又能表现碱性氧化物的性质。弱酸的酸式盐或弱酸弱碱盐虽然既能与酸反应，又能与碱反应，但不能生成“盐和水”，因而不是两性化合物。氨基酸与蛋白质的“两性”是指其结构中既有能与酸反应的碱性基因，又有能与碱反应的酸性基团。有时我们也把既能表现氧化性，又能表现还原性的物质也叫“两性”物质。
三、“化学反应速率”表示方法的教学
高中化学教材指出：化学反应速率通常用单位时间内反应物浓度的减少或生成物浓度的增加来表示。由于化学反应的发生可能会引起反应前后的体积变化，从而也会引起浓度的变化，特别是当同一个化学反应在不同条件下进行时，如果需要比较不同情况下化学反应的快慢，我们就会发现在“化学反应速率”的表示上还存在一些需要解决的问题。我们先看一道题。
在不同条件下发生反应：2SO[，2]+O[，2]
2SO[，3]，已知用不同物质的浓度变化表示的化学反应速率分别如下，其中表示反应最快的是
A.ν（SO[，2]）=4mol·L[-1]·min[-1]
B.ν（O[，2]）=3mol·L[-1]·min[-1]
C.ν（SO[，3]）=0.1mol·L[-1]·min[-1]
D.ν（O[，2]）=0.1mol·L[-1]·s[-1]
分析与解答：显然，答题时不能直接依据选项中所给数值的大小进行判断，要先统一单位，再比较数值大小。比较时还应根据关系：ν（SO[，2]）/2、ν（O[，2]）/1、ν（SO[，3]）/2数值大小，求得D表示的反应最快。
在“化学反应速率”的教学中，还应该向学生强调以下几方面的问题。以化学反应mA（g）+nB（g）pC（g）+qD（g）为例。
（1）在恒容或化学反应前后体积不变的条件下，可以用单位时间内反应物浓度的减少或生成物浓度的增加采表示化学反应速率。
（2）同一条件下发生的同一化学反应，可用不同物质单位时间内的浓度变化来表示化学反应速率，它们的数值不一定相等，但一定有：（ν（A）/m）=（ν（B）/n）=（ν（C）/p）=（ν（D）/q）
（3）不同条件下发生的同一化学反应，其快慢由（ν[，i]/化学计量数）决定，数值大的表示化学反应进行得快。
四、“质量数”概念的教学
高中化学教材中的质量数定义为：将原子核内所有的质子和中子的相对质量取近似整数值加起来所得的数值，叫做质量数。质量数（A）=质子数（Z）+中子数（N）。中学化学教学实践告诉我们，如果有些问题不交待清楚，质量数概念的引入，反而会增加学生学习上的某些困难：（1）质量数是数还是质量？（2）质量数与原子的相对质量有何关系？（3）质量数与元素的相对原子质量有何种关系？我们先看以下一个问题。
已知氯元素在自然界中有两种同位素存在，有关数据如下：
同位素 相对原子质量 所占的百分比（％）
[，17][35]Cl 34.969 75.77
[，17][37]Cl 36.966 24.23
分析与解答：“我们平常所说的某种元素的相对原子质量，是按各种天然同位素原子所占的一定百分比算出来的平均值。”具体算法是：（1）氯元素的相对原子质量=34.969×75.77％+36.966×24.23％=35.453；（2）氯元素的近似相对原子质量=35×75.77％+37×24.23=35.48。国际上通常采用的氯元素的相对原子质量是35.453，而不是35.48。
在“质量数”教学中，必须明确以下几方面的问题：（1）质量数只对原子而言，是相对质量范畴的概念，它可以近似表示原子的相对原子质量，故又称“近似相对原子质量”；（2）质量数虽然是“将原子核内所有的质子和中子的相对质量取近似整数值加起来所得的数值”，又忽略了电子的质量，但质量数不一定比原子相对原子质量小；（3）对元素的各同位素原子质量数进行平均，所得的数值可以近似表示元素的相对原子质量，又叫元素的近似相对原子质量，同样不一定比元素的相对原子质量小。
五、电解原理应用的教学
高中化学教材（选修）中关于电解原理的应用，重点介绍了电解饱和食盐水和电解精炼铜。在进行电解饱和食盐水的教学时，学生必然遇到如下问题：（1）电解过程中，OH[-]会向阳极迁移，为什么在滴入酚酞时，阴极附近出现红色；（2）阴极的OH[-]是如何生成的？（3）会不会有H[+]生成的情况发生呢？我们先来解决一个问题。
如图所示，在U型管里装入饱和食盐水，插入一根碳棒做阳极，一根铁棒做阴极。同时在U型管两端口处各滴入几滴酚酞试液，接通直流电。问题；电解过程中哪个电极附近溶液变红色？
饱和食盐水
分析与解答：变红的情况发生在阴极附近，因为OH[-]在阴极区生成。虽然溶液中OH[-]在外电场作用下会移向阳极，但OH[-]在阴极的生成速率远大于它移向阳极的迁移速率，由于移向阳极的OH[-]会和阳极产物Cl[，2]生化学反应，甚至会发生漂白现象，因此，只可能在阴极区出现红色。
在进行电解原理应用的教学时，有必要对电解过程中可能引起的酸碱性变化进行发散，一方面可以激发学生的兴趣和探究心理，另一方面也可以丰富电解知识的内涵。电解过程中，只要有H[+]或OH[-]放电或电解产物中有H[，2]或O[，2]生成时，均会引起两极区pH值呈现不平衡性。
我们知道，H[+]只可能在阴极放电，OH[-]只可能在阳极放电，对于非酸、非碱溶液来说，放电的H[+]来自于阴极区的水的电离，放电的OH[-]来自于阳极区水的电离。
（1）H[+]总是在阴极放电，OH[-]总是在阳极上放电：①2H[+]+2e[-]=H[，2]↑；②2H[，2]O+2e[-]=H[，2]↑+2OH[-]。电解过程中，阴极区pH值会因H[+]减少或OH[-]生成而增大。
（2）OH[-]总是在阳极上放电，H[+]总是在阳极上生成：③4OH[-]-4e[-]=2H[，2]O+O[，2]↑；④2H[，2]O-4e[-]=4H[+]+O[，2]↑。电解过程中，阳极区的pH值会因OH[-]减少或H[+]的生成而减小。
以下为对几种有代表性的电解质溶液进行电解（阳极采用惰性电极）时，两极的电极反应及两极区的pH值变化情况。
六、三个重要反应的教学
高中化学元素化合物内容中有三个重要的化学反应：（1）MnO[，2]+4HCl（浓）
MnCl[，2]+Cl[，2]↑+2H[，2]O；（2）Cu+2H[，2]SO[，4]（浓）CuSO[，4]+SO[，2]↑+2H[，2]O；（3）Cu+4HNO[，3]（浓）Cu（NO[，3]）[，2]+2NO[，2]↑+2H[，2]O。在进行这三个化学反应的有关教学时，如果不从以下几方面加以强调，学生将很难解决实际问题；（1）酸在反应中所起的作用；（2）氧化剂与还原剂的物质的量的关系；（3）反应发生的条件；（4）随着反应的进行，酸的浓度变化对反应进程的影响。我们来看一道选择题。
向100mL18mol·L[-1]的H[，2]SO[，4]溶液中加入足量铜片并加热，充分反应后，被还原的H[，2]SO[，4]的物质的量
A.小于0.90mol B.等于0.90mol
C.在0.90mol～1.80mol之间 D.大于0.90mol
分析与解答：随着反应的进行，硫酸的浓度将会逐渐变稀，一旦变稀后将不再与铜发生反应，同时参加反应的硫酸并不是被还原的硫酸。因此，在足量铜存在的情况下，参加反应的H[，2]SO[，4]的物质的量将不到1.80mol，根据化学反应方程式可知，被还原的H[，2]SO[，4]将少于0.90mol，答案为A。
我们在进行以下三个反应：（1）MnO[，2]+4HCl（浓）MnCl[，2]+Cl[，2]↑+2H[，2]O、（2）Cu+2H[，2]SO[，4]（浓）CuSO[，4]+SO[，2]↑+2H[，2]O、（3）Cu+4HNO[，3]（浓）
Cu（NO[，3]）[，2]+2NO[，2]↑+2H[，2]O的教学中，要强调酸的作用都是多重的，HCl既是还原剂，又起酸的作用，H[，2]SO[，4]与HNO[，3]既是氧化剂，又起酸的作用，其比例都为1∶1，氧化剂与还原剂物质的量的关系分别为：（1）1∶2、（2）1∶1、（3）1∶2。同时也需要特别指出，反应（1）和（2）都需要在浓、热条件下才能发生，不加热或浓度稀到一定程度，反应会停止，反应（3）随着浓度变小，反应的产物及氧化还原反应量的关系会发生变化。