馬娟娟
(江蘇省宜興市第一中學(xué) 江蘇 宜興 214206)
教材是教學(xué)、復(fù)習(xí)、備考的依托。 在新課程背景下,高三化學(xué)復(fù)習(xí)對(duì)教材的使用應(yīng)持怎樣的策略才能將教材的作用發(fā)揮到極致? 下面以“工業(yè)生產(chǎn)中除雜質(zhì)鐵”為例,結(jié)合教材內(nèi)容、習(xí)題以及高考試題加以闡釋。
蘇教版第一次提及處理廢水中的Fe2+是在《化學(xué)1》(2009 年6 月版)76 頁(yè)。 只有如下簡(jiǎn)單文字:“為除去廢水中的Fe2+,常先將廢水中的Fe2+氧化成Fe3+,再調(diào)節(jié)溶液的pH 使Fe3+轉(zhuǎn)化為紅褐色的Fe(OH)3沉淀析出。 ”
對(duì)以上教學(xué)內(nèi)容,該向?qū)W生提出怎樣的學(xué)習(xí)要求?
例1.(蘇教版教材86 頁(yè)第9 題)化學(xué)實(shí)驗(yàn)室產(chǎn)生的廢液中含有大量會(huì)污染環(huán)境的物質(zhì), 為了保護(hù)環(huán)境,化學(xué)實(shí)驗(yàn)室產(chǎn)生的廢液必須經(jīng)處理后才能排放。 某化學(xué)實(shí)驗(yàn)室產(chǎn)生的廢液中含有Fe3+、Cu2+、Ag+三種金屬離子,實(shí)驗(yàn)室設(shè)計(jì)了下列方案對(duì)廢液進(jìn)行處理, 以回收金屬,保護(hù)環(huán)境。
(1)廢液經(jīng)操作①得到的沉淀中含有的金屬單質(zhì)是__________。
(2)在操作②中觀察到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是_______。
(3)操作③中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為_______。試題簡(jiǎn)評(píng):試題以書本中鐵的知識(shí)為載體,考查了廢水中除去Fe2+的原理和不活潑金屬的制取原理以及氧化還原反應(yīng)的知識(shí)。 較好地體現(xiàn)了課標(biāo)和教材在《化學(xué)1》對(duì)該部分內(nèi)容的雙基要求,給學(xué)生明確了學(xué)習(xí)目標(biāo)。
答案:(1)Fe、Cu、Ag (2)溶液由淺綠色變?yōu)樽攸S色(3)Fe3++3OH-=Fe(OH)3↓
后來(lái)在《化學(xué)反應(yīng)原理》(2009 年7 月版)92 頁(yè),較詳細(xì)地?cái)⑹隽顺s的過(guò)程:“在無(wú)機(jī)化合物的制備和提純、廢水處理等領(lǐng)域中,常利用生成沉淀來(lái)達(dá)到分離或除去某些離子的目的。 例如,除去硫酸銅溶液中混有的少量鐵離子, 可向溶液中加入氫氧化銅或堿式碳酸銅,調(diào)節(jié)溶液的pH 至3~4, 鐵離子就會(huì)全部轉(zhuǎn)化為氫氧化鐵沉淀除去。 ”
雖然氫氧化銅也難溶于水,但氫氧化鐵的溶解度比氫氧化銅小得多,當(dāng)溶液的pH 超過(guò)5 時(shí),銅離子才開始轉(zhuǎn)化為氫氧化銅沉淀。 因此,我們可以通過(guò)控制溶液的pH,達(dá)到除去鐵離子而讓銅離子保留在溶液中的目的。
教學(xué)思考:教材編寫的依據(jù)是課程標(biāo)準(zhǔn),必修與選修的教材對(duì)內(nèi)容要求的深度和廣度都不同,必修教材只是讓學(xué)生明白這一除雜的方法,而選修教材中則通過(guò)KSP對(duì)pH 的具體計(jì)算提出了要求, 符合學(xué)生的認(rèn)知特點(diǎn)和循序漸進(jìn)的原則。 教學(xué)中教師要重視教材,回歸教材,并依據(jù)課程標(biāo)準(zhǔn)給學(xué)生提出明確的學(xué)習(xí)目標(biāo),將雙基落到實(shí)處。
重視教材,絕不是把課本當(dāng)“圣經(jīng)”,教學(xué)時(shí)不必拘泥于教材,要善于進(jìn)行歸納總結(jié),將教材進(jìn)行整合,創(chuàng)造性地使用教材,這就是本次課改提倡的“不是教教材,而是用教材教”的真正意圖。
例2 (南京市2012-2013 學(xué)年高三年級(jí)學(xué)情調(diào)研卷
改編) 從生產(chǎn)印刷電路板(生產(chǎn)原理:2FeCl3+Cu=2FeCl2+CuCl2)的廢液中提取CuCl2·2H2O 晶體。 實(shí)驗(yàn)流程如下:
室溫下,相關(guān)物質(zhì)的溶度積常數(shù)如下表:
?
(1) 上述流程中試劑X 可以選用_______(填化學(xué)式)。 反應(yīng)Ⅱ調(diào)節(jié)溶液的pH 為4.0, 此時(shí)溶液中的c(Fe3+)=_______。
(2)如何證明反應(yīng)Ⅱ中沉淀已完全?_______。
(3)沉淀過(guò)濾后,用蒸餾水洗滌,檢驗(yàn)沉淀是否洗滌干凈的方法_______。
(4)“濃縮結(jié)晶”須在低溫下進(jìn)行,其原因是_______。
試題簡(jiǎn)評(píng):試題仍以書本中鐵的知識(shí)為載體,不僅考查了廢水中除去Fe2+、Fe3+的原理和氧化還原反應(yīng)的知識(shí),同時(shí)考查了KSP計(jì)算和沉淀洗滌、結(jié)晶、Fe3+的檢驗(yàn)等實(shí)驗(yàn)的相關(guān)知識(shí)。
答案:(1)Cl2或H2O24.0×10-8mol·L-1(2)靜置,取上層清液少量于試管中,滴加KSCN 溶液,若沒(méi)有出現(xiàn)血紅色,說(shuō)明沉淀已完全。 (3)取最后一次洗滌液少許于試管中,滴入硝酸酸化的硝酸銀溶液,若無(wú)白色沉淀生成,則沉淀洗滌干凈。 (4)抑制CuCl2水解
教學(xué)思考:雖然在《化學(xué)1》和《化學(xué)反應(yīng)原理》有關(guān)“工業(yè)生產(chǎn)中除雜質(zhì)鐵”中,并未涉及Fe3+的檢驗(yàn)、沉淀洗滌、結(jié)晶等實(shí)驗(yàn)知識(shí),但是這些都是《化學(xué)1》中重要的知識(shí)點(diǎn)。 因此,教學(xué)時(shí)不能局限于教材,要通過(guò)歸納總結(jié),不斷地對(duì)教材進(jìn)行加工和重新組合,提升學(xué)生運(yùn)用知識(shí)解決問(wèn)題的能力。
教師充分利用教材提供的資源,挖掘教材蘊(yùn)含的培養(yǎng)學(xué)生思維、能力等方面的因素,對(duì)教材的內(nèi)容進(jìn)行拓展、延伸。 顯然,這樣不是“照搬教材”,而是“活用教材”。 很多時(shí)候,在一些典型素材上,只要再挖掘得深一點(diǎn)、聯(lián)系得廣一些,教材的價(jià)值就更豐富。 真是“材不在多,用透則靈。 ”
例3.(2010 年福建卷24 題)硫酸鋅可作為食品鋅強(qiáng)化劑的原料。 工業(yè)上常用菱鋅礦生產(chǎn)硫酸鋅,菱鋅礦的主要成分是ZnCO3, 并含少量的Fe2O3、FeCO3MgO、CaO等,生產(chǎn)工藝流程示意如下:
(1)將菱鋅礦研磨成粉的目的是______________。
(2)完成“氧化除鐵”步驟中反應(yīng)的離子方程式:
(3) 針鐵礦(Goethite)是以德國(guó)詩(shī)人歌德(Goethe)名字命名的,組成元素是Fe、O 和H,化學(xué)式量為89,化學(xué)式是_______。
(4) 根據(jù)下表數(shù)據(jù),調(diào)節(jié)“濾液2”的pH 時(shí),理論上可選用的最大區(qū)間為_______。
?
(5) 工業(yè)上從“濾液3”制取MgO 過(guò)程中,合適的反應(yīng)物是_________(選填序號(hào))。
a. 大理石粉 b. 石灰乳 c. 純堿溶液 d. 燒堿溶液
(6) “濾液4”之后的操作依次為_________、_________________________、過(guò)濾,洗滌,干燥。
(7) 分析圖中數(shù)據(jù),菱鋅礦粉中ZnCO3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)不低于_________________________。
試題簡(jiǎn)評(píng):試題在傳統(tǒng)“工業(yè)生產(chǎn)除雜質(zhì)鐵”的基礎(chǔ)上,超越了教材的信息,考查了鎂、鈣等雜質(zhì)的處理,同時(shí)考查了鋅離子沉淀的pH 的選擇范圍。 乍一看是覺(jué)得無(wú)從入手,細(xì)細(xì)品味后卻似曾相識(shí)。
答案:(1) 增大反應(yīng)物接觸面積或增大反應(yīng)速率或使反應(yīng)更充分;(2)22 Fe(OH)2+11ClO-+11H2O=22 Fe (OH)3+11Cl-;(3)FeO(OH);(4)8.0<pH<10.4;(5)b 或d;(6)蒸發(fā)濃縮 冷卻結(jié)晶;(7)125m2/81m1
教學(xué)思考:在新課程背景下,能力考查成為高考的重點(diǎn),高考化學(xué)試題依據(jù)課程標(biāo)準(zhǔn),遵循考試說(shuō)明,超越了教材素材。 “拓展教材”不是增加教材的知識(shí)點(diǎn),增加學(xué)生學(xué)習(xí)的難度,而是通過(guò)分析、類比的方法,找出拓展知識(shí)與教材知識(shí)之間的聯(lián)系與區(qū)別,實(shí)現(xiàn)知識(shí)的遷移運(yùn)用,從而凸顯學(xué)生的能力。
綜上所述,教材不是教師教和學(xué)生學(xué)的“枷鎖”,而是“跳板”。教師在高三復(fù)習(xí)過(guò)程中,不能脫離教材,要依據(jù)課程標(biāo)準(zhǔn)的理念,認(rèn)真解讀教材,把握教材內(nèi)涵,回歸教材,對(duì)教材有效地重新整合與適度地拓展延伸。
[1] 祁學(xué)俊,朱懷義.尊重與豐富 拓展與超越——例談高三復(fù)習(xí)中對(duì)教材的應(yīng)用[J].中學(xué)化學(xué)教學(xué)參考,2010,(1~2):55-57
[2] 王祖浩.普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書·化學(xué)1[M].南京:江蘇教育出版社,2009:76,86
[3] 王祖浩. 普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書·化學(xué)反應(yīng)原理[M].南京:江蘇教育出版社,2009:92