高中化学中与方法相关的策略性知识。
安塞高级中学化学组常晓娥。
从化学学科近几年高考试卷来看,更注重方法和能力的考查,即策略性知识。现就2023年高考试卷化学部分,说几点自己的拙见,和各位同仁交流交流,不足之处,尽请批评指正。
一)化学计算:第26题(1)要确定铁的某氯化物feclx的化学式。可用离子交换和滴定的方法。
实验中称取0.54g的feclx样品,溶解后先进行阳离子交换预防处理,再通过含有饱和oh-的阴离子交换柱,使cl-和oh-发生交换。交换完成后,流出溶液的oh-用0.
40mol·l-1的盐酸滴定,滴至终点时消耗盐酸25.0ml。计算该样品中氯的物质的量,并求出feclx中x值。
策略1:化学计算方法(关系式法)
由题意可得出下列关系式:
feclx~xcl-~oh-~xh+
56+35.5x)g x mol x mol
0.54g 0.01mol 0.01mol
可得x=3此法方便、快捷、关系式简单、明了,计算量小,节约时间。
答案:n(cl)=0.0250l×0.40mol·l-1=0.010mol
0.54g-0.010mol×35.5g·mol -1=0.19g
n(fe)=0.19g/56g·mol-1=0.0034mol
n(fe): n(cl)=0.0034:0.010≈1:3,x=3
此计算过程繁琐,计算量大,浪费时间,没有用关系式法计算好!
第26题(2)现有一含有fecl2和fecl3的混合样品,采用上述方法测得n(fe): n(cl)=1:2.1,则该样品中fecl3的物质的量分数为___
策略2:化学计算方法(十字交叉法)
基准量为每1摩尔铁原子可结合的氯原子的物质的量。则则,该样品中fecl3的物质的量分数为10%。
策略3:化学计算方法(守恒法)
设n(fecl2)=x, n(fecl3)=y
由铁原子守恒:x+y=1
由氯原子守恒:2 x+3y=2.1
解方程组得x =0.1 mol,y=0.9mol。
以上两种方法计算量都相对较小,但比较而言,十字交叉法要比守恒法更好一些,计算量更小些,之所以一直强调“计算量”这个词,因为今年的高生普遍反应计算量大,考生在考场上计算“泪奔”,因此方便、快捷、简单、明了的计算方法技巧,即“策略性知识”显得尤为重要。
二)氧化还原方程式的书写策略。
第26题(3)fecl3与氢碘酸反应时可生成棕色物质,该反应的离子方程式为___4)高铁酸钾(k2feo4)是一种强氧化剂,可作为水处理剂和高容量电池材料。fecl3与kclo在强碱性条件下反应可制取k2feo4,其反应的离子方程式为___
与mno2-zn电池类似,k2feo4-zn也可以组成碱性电池,k2feo4在电池中作为正极材料,其电极反应式为___该电池总反应的离子方程式为___
此题为氧化还原反应、离子反应、电池电极反应的书写。我们可以看出,高考中化学方程式的书写不再是简单的重复,而是要求在给定条件下写出相应的方程式,难度加大。
准确书写氧化还原型离子方程式的策略:
根据题中信息,确定氧化剂和还原剂,氧化产物和还原产物。
考虑溶液的酸碱性,并运用电子守恒、电荷守恒和原子守恒快速配平化学方程式。
3)解题过程:
找出氧化剂、还原剂: fe3+(氧化剂),i-(还原剂)
根据题中信息分析化合价的变化;得出还原产物fe2+和氧化产物i2;
电子守恒配平方程式2fe3++2i-=2fe2++i2
此题较易,但(4)属于较复杂的给定条件下的氧化还原反应方程式的书写。
以下为详细解题过程:
根据化合价变化找出还原剂:fecl3;氧化产物:k2feo4氧化剂:kclo ;还原产物cl-
考虑溶液酸碱性及离子共存问题:fe3+ 应转化为fe(oh)3
根据电子守恒初步配平:2fe(oh)3+3clo-—2feo42-+3cl-
根据电荷守恒及溶液酸碱性得:2fe(oh)3+3clo-+4oh-—2feo42-+3cl-
由氢原子守恒:2fe(oh)3+3clo-+4oh-=2feo42-+3cl-+5h2o
与mno2-zn电池类似,k2feo4-zn也可以组成碱性电池,k2feo4在电池中作为正极材料,其电极反应式为___该电池总反应的离子方程式为___
较复杂原电池反应式的书写是每年高考必考之题。
原电池电极反应式的书写策略:
原电池反应是氧化还原反应,在负极上,还原剂发生氧化反应,在正极上,氧化剂发生还原反应,首先应确定正、负极的反应物和产物。
考虑溶液酸碱性,并运用电荷守恒和原子守恒快速配平方程式。
下面为详细解题过程。
正极电极反应式:
氧化剂k2feo4得电子:feo42-+3e-—fe3+;
考虑溶液酸碱性:feo42-+3e-—fe(oh)3;
根据电荷守恒定律:feo42-+3e-—fe(oh)3+5 oh-
由氢原子守恒得:feo42-+3e-+4h2o= fe(oh)3+5oh-;
电池总反应的书写过程:
策略1:判断氧化剂、还原剂、及其产物feo42-+zn — fe3++zn2+
电子守恒配平:2feo42-+3zn — 2fe3++3zn2+
由溶液酸碱性得:2feo42-+3zn — 2fe(oh)3+ 3zn(oh)
由电荷守恒得:2feo42-+3zn — 2fe(oh)3+ 3zn(oh) +4oh-
由原子守恒得:2feo42-+3zn+8h2o = 2fe(oh)3+ 3zn(oh)3+4oh-
此题还可以,先写出负极反应式,由得失电子守恒,把正极反应式和负极反应式根据电荷守恒相加既得电池总反应方程式。
策略2:负极反应式:2oh-+zn-2e-= zn(oh)2
正极反应式:feo42-+3e-+4h2o= fe(oh)3+5oh-;
3+×2得电池总反应方程式。
个人认为策略2计算量大,易出错,不如策略1来的直接、快速。
从26题(4),可以看出,不论氧化还原反应方程式的书写,还是原电池电极反应式的书写,其书写方法基本是相同的。
三)热化学方程式书写策略。
第27题(2)工业上利用天然气(主要成分为ch4)与co2进行高温重整制备co,已知ch4、h2、和co的燃烧热(△h)分别为-890.3kj·mol-1、和-283.0 kj·mol-1,则生成1 m3(标准状况)co所需热量为。
详细解题过程如下:
ch4+co2=2co+2h2
h= -890.3 - 283.0 ×2) -285.8×2) =247.3 kj·mol-1
ch4(g)+co2(g)=2co(g)+2h2(g)
以上为每生成2 mol co需要吸收热量为247.3 kj。
则易知生成1 m3(标准状况)co所需热量为5.52×103kj。
热化学方程式书写策略:
根据题给要求,写出目标方程式。
由已知热化学方程式,用盖斯定律计算某反应的焓变 。
标明各物质的状态。
四)同分异构体的书写规律。
第10题:分子式为c5h12o且可与金属钠反应放出氢气的有机化合物有(不考虑立体异构)【】
a. 5种 b.6种 c.7种 d.8种。
策略:此题为较简单的同分异构体的书写,难度小,应用基元法解题。由题意知考查的是c5h11oh的同分异构体,戊基共有8种,所以共有8种同分异构体。
第38题 (6)e(c7h5o2cl)的同分异构体中含有苯环且能发生银镜反应的共有___种。
策略:插入法书写同分异构体。
找出要插入的结构。
写出剩余部分可以构成的所有符合要求的结构简式。
根据等效氢法分别插入要插入的结构。
解题过程详见下页。
由题易推e 的结构简式为:
由题意“可发生银镜反应”,则必含有醛基(),可知存在如下三种同分异构体:
把剩余-o-作为插入基团,分别插入上述三种同分异构体中,如下所示:
3+5+5=13,共13种。(注意:碳氯键中间也可插入氧原子,但在高中阶段认为是不能插入的,这也正是此题的不严密之处。)
也可以把“ ”作为插入基团,须注意一定要形成醛基。
专家认为,策略性知识是21世纪人类最重要的知识,人们掌握的策略性知识越多,越有深厚的积淀,那么人就越聪明,遇到问题时就越有策略办法,越能快速提出方案,越能提出与众不同的创造性的方法。加强策略性知识的教学是化学教学培养学生创造力和学习能力、解决问题能力的根本途径。(1)
事实证明学生只是把教材中的事实性知识“理解了”、“记住了”,而忽视了与过程相关的程序性知识以及与方法相关得策略性知识,是不大可能在高考中取得突出的成绩的。
因此,我们要重视策略性知识的教学。
从2023年新课标高考题看几点
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