長文預警!
本文3000字,一般性閱讀需7分鐘,高三理科學生認真學習需30分鐘。
不建議低年級學生和文科生閱讀。
不知何時,全國大一統(tǒng)地開始高一、高二玩命趕進度,高三整整一年騰出來做高考復習之用。
怪異的邏輯!遙想我們這些九年上完小、初、高的學生,高二學完新課即高考,不是一樣可以選拔人才嗎?
一年的時間,太長啦!
于是,有了所謂一輪、二輪、三輪復習之說。
“與時俱進”,以一名化學學科老教師的經驗,說說高三一輪復習的“要訣”。其他學科可以參照。
總復習并不是簡單重復。
高三總復習,應該是站在新的知識高度上,對所學內容進行再認識(聯系、整合)的過程。
總復習要完成的基本任務有三:
知識層面:所學知識的概括化、程序化、網絡化,以及新信息的“知識化”。
學科能力與觀念:學科能力的提升、學科思維訓練、學科觀念的更新。
解題與考試能力:解題規(guī)律的總結,解題技巧的積累。
* * *
何謂知識的概括化?
就是把一些看似煩亂的內容,通過冷靜思考,整理、抽提出本質和規(guī)律,使之簡化。(遺憾的是,當下這方面的很多工作往往都是老師替學生做了)
比如,O2作為電池的正極反應物,在不同電池環(huán)境下放電反應的電極方程式看似花樣繁多,但歸根究底,只有一個原始反應:
O2 + 4e- = 2O2-!
至于具體的方程式怎么寫,要看電池環(huán)境下,O2-發(fā)生的后續(xù)變化。
強酸溶液里,有取之不盡的H+,O2-最喜歡H+啦!于是:O2-+ 2H+ = H2O,總反應為:O2+ 4e- + 4H+ = 2H2O。
此處O2-結合H+的性質,其實在初中化學里就學過了,這不就是堿性氧化物跟酸反應的本質嗎?(你可注意啦,根據離子方程式書寫規(guī)則,氧化物不要拆開來寫)
思考討論1:醋酸作為電解質的情況下,怎么寫呢?(答案見文末)
非酸性條件下(中性、堿性),沒有那么多H+供O2-結合,它就奪取H2O分子的H+。須知,H2O中的O原本也是O2-,只是它“早年發(fā)達了”——掙了兩件皮襖(H+)穿在身上,現在碰到它多年失散的兄弟(O2-),義無反顧地分享一件皮襖給它的兄弟:O2-+ H2O = 2OH-,總反應式為:O2+ 4e- + 2H2O = 4OH-。
此處O2-跟H2O分享H+的性質,在初中化學里也學過了,這就是“堿性氧化物跟水化合形成堿”:Na2O+ H2O = 2NaOH、CaO+ H2O = Ca(OH)2。
在熔融碳酸鹽電池(以熔融的Li2CO3-Na2CO3為電解質)的正極,為什么通入O2的同時必須通入CO2呢?
顯然是因為O2-不能溶解在熔融碳酸鹽中,需要CO2跟其結合形成CO32-??偡磻獮?/span>O2+ 4e- + 2CO2 = 2CO32-。
請你思考,這里O2-+ CO2 = CO32- 的反應,你在初中化學里學過沒有?這不就是“堿性氧化物 + 酸性氧化物 → 含氧酸鹽”的反應嘛!
思考討論2:在含有H2CO3-HCO3-的緩沖溶液做電解質的電池里,O2放電的電極方程式怎么寫?(答案見文末)
總之,概括化就是所謂“把厚書讀薄”。
我們不追求一切知識的概括化,但我們要努力去思考知識之間的內在聯系。
再舉一例:AlO2-[Al(OH)4-]都有些什么性質呢?核心的性質是什么?請你自己歸納概括一下。(答案見文末)
何謂知識的程序化?
就是對知識進行深入的、準確的理解。
比如,原子結構、學習化合價(氧化數)的概念,初期它們是分離的,慢慢地我們意識到,原來元素的化合價這個性質,正是由原子結構決定的??墒牵虻?/span>+4價如何理解呢?只用原子結構示意圖不夠了,得深入應用到3s23p4電子亞層水平。
再如,CO2通入CaCl2溶液很難得到CaCO3。
初中對此怎么解釋呢?說“CO2是弱酸,弱酸嘛,就不能從強酸鹽里置換出強酸來”。
結果一學到H2S+ CuSO4 = H2SO4 + CuS↓,傻眼了!這不是弱酸制得了強酸嗎?
因為,原來的解釋是不夠準確的。
形成沉淀的根本條件是離子濃度積超過其Ksp!
CaCO3的Ksp相對較大(10-10數量級)而CuS的Ksp極?。?/span>10-36數量級),H2CO3作為弱酸,第二級電離產生的CO32-濃度在10-11量級,跟一般濃度的CaCl2溶液很難作用形成CaCO3沉淀;而H2S第二級電離產生的S2-在10-15量級,只要溶液里存在10-21濃度的Cu2+就可以形成CuS沉淀啦!
所以,同樣是弱酸遇到強酸的鹽,一個會反應而另一個不會反應。
看來,高三的一輪復習,并非簡單“刷題”,有很多值得深入思考的東西。
何謂知識的網絡化?
就是把知識之間的聯系拉起來。
這一方面我相信大家都十分清楚且擅長。因為平日學習中老師常常教大家畫腦圖(思維導圖、知識結構圖),這些就是知識網絡化的重要形式。
我們在這里給大家推薦一個整理物質化學性質的:
“3+1”模式——穩(wěn)定性、酸堿性、氧化還原性,外加特性。
以中學化學核心物質SO2為例:
SO2屬于硫元素的穩(wěn)定氧化物,在計算含硫物質的燃燒熱時,燃燒產物均以SO2為準;
SO2是二元中強酸H2SO3的酸酐。它的很多化學性質可跟CO2類比,如跟堿反應時隨著堿量的不同分別形成SO32-、HSO3-兩種鹽,使石灰水先變渾濁后變澄清等。
SO2中硫元素處于+4的中間價態(tài),理論上它既具有氧化性又具有還原性。實際應用中,SO2是一個強還原劑、弱氧化劑。
還原性:使KMnO4溶液、Br2水和碘水褪色、被NO3-氧化等等;除跟H2S作用產生單質硫外,SO2顯氧化性的例子很少見。
SO2的特性主要表現在跟品紅溶液作用的特殊漂白性上。該漂白作用具有可逆性,被SO2褪色后的品紅受熱又會釋放出SO2恢復原來的紅色。這是一個極為特別的性質,故用于檢驗SO2。
中學化學里,大約有20余種類似SO2的核心無機物,都可以用此模式進行整理,這就是你復習元素化學時的基本學習工作。
何謂新信息的“知識化”?為什么要把那些信息知識化?
高三就只是復習舊的知識、學不到新知識了嗎?
這個判斷是假的。
高三你會遇到大量的題,很多題目里含有新的信息(以考查學習能力的名義給出的),有些信息的確只是過眼煙云一樣,但很多來自高考試題的信息,卻是需要認真研究、扎實掌握的。
為什么這么說呢?
這跟高考的指揮棒作用有關。
高考既要有利于高效選拔到具有深入學習能力的合格新生,又要引領當前的中學教學改革。
高考命題組主要由大學教授組成。大學教授常常從大一新生身上看到中學教學里的某些缺陷,首先就是知識方面的缺陷。這些缺陷往往嚴重影響大學課程的學習,所以他們會自覺不自覺地在此方面尋找素材,引領中學重視此類內容的學習、以及相關能力方法的訓練。
比如,大家熟知的有機合成需要解決2個矛盾:
一是碳鏈的搭建;二是官能團引入。
可是,可是,你的教科書里教過你如何搭建碳鏈嗎?
并沒有??!呵呵。
乙醇、乙酸反應形成乙酸乙酯,2分子乙醇脫水形成乙醚,那些可不叫碳鏈搭建喲!
怎么辦?
考題里給你信息唄!
今年給一次、明年再給一次,常見的不過就是羥醛縮合、D-A反應、武茲合成、應用格林尼亞試劑的反應……
能夠讓你在考場上很快理解的碳鏈搭建知識畢竟不多,慢慢地就出現重復、連命題人也很難預估你考試時理解這些信息需要多長時間了。
那么你說,對于這些常常給的信息,是在理解的基礎上熟練掌握了好呢?還是掌握熟練了好呢?
你若一定要執(zhí)拗地臨場發(fā)揮自己的理解能力,我也管不著。
知識點如此,能力考點也是如此的。需要你花的功夫,你早晚得花。晚花不如早花,可以一勞永逸。
高三就是研究考試的一年,包含考題里的重要知識點。
* * *
一輪復習工作中后兩大方面“學科能力與觀念、解題能力訓練與考試技巧積累”所涉及的學習要求,都需要再知識層面的復習中通過自我的積極行動來落實,將后續(xù)撰文論述。
【參考答案】
思考討論1:O2 + 4e- + 4CH3COOH= 4CH3COO- + 2H2O
思考討論2:O2 + 4e- + 4H2CO3= 4HCO3- + 2H2O
再舉一例:AlO2-的核心性質,就是跟H+結合,在水溶液里則是:
AlO2- + H+ + H2O= Al(OH)3↓
具體如下:
(1)跟少量強酸:AlO2- + H+ + H2O= Al(OH)3↓
跟過量強酸:AlO2- + 4H+ = 2H2O+ Al3+
(2)跟少量CO2:2AlO2- + CO2 + 3H2O= CO32- + 2Al(OH)3↓
跟足量CO2:AlO2- + CO2 + 2H2O= HCO3- + Al(OH)3↓
(3)單獨存在時水解:AlO2- + 2H2O D Al(OH)3 + OH-
(4)跟水解呈酸性的離子促進水解到底:
如:NH4+ + AlO2-+ H-2O = NH3 + Al(OH)3↓
(5)跟碳酸氫鈉溶液作用,形成白色沉淀:
AlO2- + HCO3-+ H2O = CO32- + Al(OH)3↓