浅谈模型法在化学教学中的应用

浅谈模型法在化学教学中的
应用
俗话说:勿以规矩、不以成方圆。

任何事物都有其规律可循，善于发现规律
揭示本质，就便于解决问题。

所谓模型法就是将其解决某类问题的步骤固化成某
个模型，便于初学者快速掌握的方法。

模型法它可贯穿在整个教学过程中,将教
学的每一个环节都采取比较固定程序化的流程,这就有章可循,避免了随意性。

根
据近几年的研究实施来看，对教学质量的提高有很大促进作用。

下面就整个模型
法教学过程介绍如下:
1.
备课
在每周备课会之前，每个教师根据教学大纲要求，明确本节课的教学内容和
教学目的，进行教学设计，在备课会上发挥集体智慧进行讨论整合，吸取各家之长，形成精致教案，再根据各班实际进行微调。

这种方式既省时又省力，又高效。

其过程可固化如下:
研读教材和教参
1.
上课
新课改的目的是改变学生的学习方式和教师的教学方式，在教师的诱导下学
生进行思考，通过合作探究来完成学习任务，以达到培养学生核心素养的目的。

而被网上称为具有中国特色的教学论——《诱思探究学科教学论》，其诱思探究
教学法是一种比较适合教改要求的方法，也可以将其模型程序化：
3.习题教学：习题教
学的目的是让学生学会解题方法和形成解决问题的能力。

为了使学生能快速掌握，用模型法教学是最佳选择。

由于习题种类较多，所以要进行归纳分类进行模型程
序化。

如陌生热化学方程式的书写：
又如：用1mol法书写酸式盐与碱反应的离子方程式
4.评价性试题的命制：试题质量的高低关系到对教学质量的评价，也关系到对学
生学习情况的了解，更关系到激发学生学习兴趣和保护学习积极性的问题。

对教学各环节进行模型程序化就在于规范我们教学的随意性，对教师的成长
培养可以缩短周期，尽快成熟。

对学生可以更快的掌握知识，形成能力。

模型程
序化的推广使用对减轻学生课业负担，提高教学质量大有裨益。

在化学教学中很多知识的教学都可以模型化，如陌生氧化还原方程式的书写、复杂化合物电子式的书写……。

象这些知识学生初学时就不知所措，给这类化合
物总结出书写规律，将步骤模型程序化就很容易掌握了。

下面就举两例说明具体
操作方法。

1.
书写陌生氧化还原反应方程式的模型如下：
例.实验室可由软锰矿（主要成分为MnO
2）制备KMnO
4
，方法如下：软锰矿与过
量固体KOH和KClO
3在高温下反应，生成锰酸钾（K
2
MnO
4
）和KCl：用水溶解，滤
去残渣，滤液酸化后，K
2MnO
4
转变为MnO
2
和KMnO
4
；滤去MnO
2
沉淀，浓缩溶液，结
晶得到深紫色的针状KMnO
4
晶体。

请回答：
（1）软锰矿制备K
2MnO
4
的化学方程式是；
（2）KMnO
4能与热的经硫酸酸化的Na
2
C
2
O
4
反应，生成Mn2+和CO
2
，该反应的化
学方程式是。

解析：（1）第一步，Mn元素由MnO
2中+4价升高到K
2
MnO
4
中+6价，故MnO
2
是
还原剂，K
2MnO
4
是氧化产物。

Cl元素由KClO
3
中+5价降低到KCl中－1价，故
KClO
3
是氧化剂，KCl是还原产物。

按“氧化剂＋还原剂＝还原产物＋氧化产物”
把化学方程式初步写为：KClO
3+MnO
2
—KCl+K
2
MnO
4。

第二步，由于Cl元素降6价，Mn元素升2价，所以MnO
2、K
2
MnO
4
的化学计
量数均为3。

配平氧化剂、还原剂、还原产物、氧化产物电子得失后的方程式为：
KClO
3+3MnO
2
—KCl+3K
2
MnO
4。

第三步，由于反应是在碱性条件下进行，且第二步配出的方程式中右边的钾元素物质的量多于左边钾元素的物质的量，故在方程式左边反应物中补充KOH，右边生成物中补充H
2
O：
KClO
3+3MnO
2
+KOH— KCl+3K
2
MnO
4
+H
2
O。

第四步，根据K元素守恒在KOH前面配6，根据H元素守恒H
2
O前面配3，检
查两边的O元素相等说明方程式已配平：3MnO
2+6KOH+KClO
3
—3K
2
MnO
4
+KCl+3H
2
O。

第五步，将“—”改为“=”，注明反应条件，并检查。

3MnO
2+6KOH+KClO
3
=3K
2
MnO
4
+KCl+3H
2
O。

（2）利用同样的步骤可写出符合要求的方程式为：
2KMnO
4+5Na
2
C
2
O
4
+8H
2
SO
4
=2MnSO
4
+10CO
2
↑+ K
2
SO
4
+5Na
2
SO
4
+8H
2
O
练习：写出下列氧化还原方程式和离子方程式
1.
在FeSO
4
溶液中滴入双氧水（酸性、碱性、中性条件下）2.
钛铁矿（FeTiO
3）、炭粉混合，在高温条件下，通入Cl
2
制得TiCl
4
和一种可
燃气体
3.
在Fe(NO)
3溶液中，加入H
2
SO
4
溶液(化学方程式分析能力要求较高）
②复杂化合物电子式的书写（CaC
2、Mg
3
N
2
、Na
2
O
2
、C
2
H
6
…）其书写模型总结如
下：
解析：第一步，标价态
先标金属的价态后标非金属的价态，因为在化合物中金属价态一般比较固定，非金属变化较大。

如
+2 -1
CaC
2
第二步，定共用
标价态的目的是确定同种非金属元素的原子之间是否有共用电子对。

一般只要非金属元素不符合它的正常价态，则同种非金属元素的原子之间就有共用电子
对。

如Mg
3N
2
中镁为+2价，氮为-3价为正常价态。

所以氮原子之间无共用电子对。

而CaC
2
中碳为-1价，碳的正常价态为+4，-4。

所以碳原子之间有共用。

在知道同种非金属元素原子间有共用后，如何判断同种非金属原子之间共用
的共价电子对数？根据化合物中该非金属原子的最外层电子数加上所获得或偏向它的电子数，与8电子稳定结构（氢2电子）相比较，差几个电子就共用几对电
子。

在CaC
2
中碳元素原子的最外层有4个电子，加上每个碳原子获得钙原子给出的1个电子，共有5个电子，要达到8电子稳定结构还差3个，所以碳原子之间就要共用3对电子。

第三步，再书写
所以CaC
2的电子式为：。

又如：H
2
O
2
中氧元素每个氧原子与氢原
子共用一对电子，氧原子现拥有7个电子，要达到8电子稳定结构还差1个电子，
所以，氧原子之间共用一对电子，其电子式为：又如:N
2H
4
、C
2
H
6
、C
2
H
2
的电
子式分别为：、、H:C:::C:H。

在有机物中，化合价一般是应先定氢（+1）氧（-2）后定碳。

第四步，细检查
检查离子化合物、共价化合物判断是否正确？电荷数是否标正确？非金属原子周围的电子是否达到稳定结构？
练习：写出下列物质的电子式：Na
2O
2
、CaH
2
、Na
2
S
2
、CaC
2
、CS
2
、C
2
H
4。

教学参考书: 1.张熊飞.诱思探究学科教学论.陕西人民出版社，2003（12）.
2.教育部考试中心.高考化学测量理论与实践.高考教育出版社，2005（2）
3。