通过“说题”提高高三学生读图能力——以“水溶液中离子平衡”图像题为例

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通过“说题”提高高三学生读图能力——以“水溶液中离子平衡”图像题为例
摘要:通过实践课堂提问说题、习题课说题、小组说题提升学生读图能力,进而培养学生学习化学的兴趣,提高高三复习课的课堂效率。

关键词:说题离子平衡图像
一、问题的提出
近几年的高考题显示:《水溶液中的离子平衡》图像主要包括酸碱中和滴定
曲线,沉淀溶解平衡曲线,弱电解质溶液稀释曲线。

而曲线的横纵坐标从常规的
溶液体积,溶液pH转变为浓度的对数,浓度的负对数,导电能力到物质的量分数。

而且,图像从单一滴定曲线拓展至多滴定曲线,单一坐标拓展至双坐标,丰
富了图像的表征形式,增加了试题的难度。

在该部分的学习中,学生存在的问题主要有:缺乏对图像分析的正确思路方法,遇到题目感觉无从下手;无法准确提取图像中的实质信息,无法从微观的角
度理解图像背后的反应原理与具体的反应过程,无法将所学的知识运用到题目中。

二、理论基础
建构主义认为:教师是意义建构的帮助者、促进者,学生是信息加工的主体,是利用已有的知识经验的主动建构者。

学生需要在一定的情境下,借助他人(包
括教师和学习伙伴)的帮助,利用必要的学习资料,通过意义建构的方式而获得
知识。

而“说题”是一种很有效的在外界的帮助下,利用学生的“已知”,通过搭
建桥梁突破“未知”的一种有效的方法。

通过“说题”,学生能够积极主动的参
与到学习中,能够帮助学生弄清试题的含义,能够显化学生的思维过程,纠正学
生的思维偏差,使学生变被动学习为主动探索,培养学生自主思考的意识。

进而能够帮助学生深化理解知识概念,构建完备的知识体系,体会到收获的快乐。

三、通过“说题”提高学生读图能力的教学实践
在课堂上,我们可以采用不同的说题形式提升学生读图的能力。

采用的说题形式主要有:课堂提问说题,习题课说题,小组说题。

1、课堂提问说题
已知:pKa=-lgKa,25℃时H
2A的pK
a1
=1.85,pK
a2
=7.19。

常温下,用
0.1mol·L-1NaOH 溶液滴定20 mL 0.1 mol·L-1H
2
A 溶液的滴定曲线如图所示。


列说法不正确的是()
A.A 点 V
﹤10 mL
B.B 点所得溶液中:c(H
2
A)+c(H+)=c(HA-)+c(OH-)
C.C 点所得溶液中:c(A2-)=c(HA-)
D.D 点所得溶液中:A2-水解平衡常数K
h1
=10-6.81
思维点拨该题是酸碱滴定曲线,随着NaOH的加入,溶液pH的变化情况。

在曲线中B点和D点分别是NaOH与H
2
A按照1:1和1:2反应的特殊点,学生很
容易判断出来对应的溶质。

而A和C点的判断却有一定的难度。

在课堂上,我们
可以通过提问的方式进行引导。

【师】能否根据加入的NaOH溶液的体积快速判断出B点和D的溶质是什么?(说图示信息)
【生】B点溶质是NaHA,D点的溶质是Na
2
A。

【师】通过观察我们发现,A 点和C 点的pH 与已知有什么关系?(说数字信息)
【生】A 点pH= pKa 1,C 点的pH= pK a2
【师】根据pH 的计算公式、pKa 的计算公式和K a1、K a2的表达式,我们可以得出什么样的结论?(说信息转换)
【生】A 点c(H +
)=K a1=10-1.85
mol/L ,即c(H +
)= c(HA −
)×c(H +
)/c(H 2A),此时溶
液中c(NaHA)=c(H 2A)
C 点c(H +
)=K a2=10-7.19 即c(H +)=c(A 2−)×c(H +
)/c(HA −
)=10
-7.19
,此时溶液中c(A
2-
)=c(HA -)
【师】A 选项考的是V(NaOH)与10mL 的关系,如果V(NaOH)=10mL 呢?(说解题步骤)
【生】如果V(NaOH)=10mL ,反应起始时c(NaHA)=c(H 2A),平衡时c(H 2A)<c(NaHA),因此V(NaOH)<10mL ,平衡时c(NaHA)=c(H 2A),所以A 正确。

【师】为什么起始时c(NaHA)=c(H 2A),而平衡时c(H 2A)<c(NaHA)? 【生】K a1> K a2,H 2A 的电离大于HA -的电离。

【师】对于B 选项,很明显是考查三大守恒。

(说解题模式) 【生】电荷守恒:c(Na +
)+ c(H +
)= c(HA -)+ 2c(A 2-)+ c(OH -) 物料守恒:c(Na +
)= c(H 2A)+c(HA -)+c(A 2-)
由此可以得出:c(H 2A)+c(H +
)=c(A 2−
)+c(OH −
),故B 项错误 【师】对于D 选项,我们也很容易判断。

(说解题步骤)
【生】D点的溶质为Na
2A,A2−发生水解的方程式为A2−+H
2
O⇌HA−+OH−,则A2−水解
平衡常数K
hl
= = = =10-6.81,故D正确。

【师】遇到这样滴定曲线的题,我们首先要分析曲线中的特殊点:起点、中和50%的点,溶液呈中性的点,酸碱恰好中和点、中和百分数200%等五个点的溶质以及相应物质的量的大小,然后再结合我们所学的三大守恒,平衡常数等知识点进行分析,进而得出答案。

(说总结)
通过课堂提问的方式,引导学生一步步利用图示信息、已知信息找出隐含关系,利用特定的解题步骤和解题模式进行解答。

通过提问便于了解学生对知识点的理解和掌握情况,在分析过程中了解其思路,使思维外显,这样更有利于我们有针对性的对学生进行指导。

2、习题课说题
课堂提问说题是在老师的帮助下一步一步的解决问题。

而习题课说题是指在课堂上把讲题的权利完全交给学生。

因为课堂时间有限,为了让课堂更高效,在上课前应该做到精准选题,把握题目的难度,将不同类型的习题交给不同层次的学生。

为了保证课堂上他们说题的连贯性,准确性,在课前会对他们进行有针对性、规范性的说题指导。

已知草酸为二元弱酸:H
2C
2
O
4
HC
2
O
4
﹣+ H+ Ka
1
;HC
2
O
4
﹣ C
2
O
4
2﹣+H+ Ka
2

T℃常温下,向某浓度的草酸溶液中逐滴加入一定量浓度的KOH溶液,所得溶液
中H
2C
2
O
4
、HC
2
O
4
﹣、C
2
O
4
2﹣三种,微粒的物质的量分数(δ)与溶液pH的关系如图
所示,则下列说法中不正确的是()
A .T℃时,lgK a2=-4.2
B .pH=1.2溶液中:c(K +
)+c(H +
)=c(OH -
)+c(H 2C 2O 4)
C .pH=2.7溶液中:
D .向pH=1.2的溶液中再加KOH 溶液,将pH 增大至4.2的过程中水的电离度一直增大
思维点拨该图的横坐标为pH ,纵坐标为物质的量分数。

随着pH 的增大,c(H +
)逐渐减小,促进H 2C 2O 4的第一步部分电离,所以c(H 2C 2O 4)逐渐减少,而c(HC 2O 4-)逐渐增大到最大值;随着pH 的继续增大,又促进H 2C 2O 4的第二步部分电离,所以,c(C 2O 4-)逐渐减少,而c(C 2O 42-)浓度又变大至最大值。

所以曲线1、2、3分别代表H 2C 2O 4 、HC 2O 4- 、C 2O 4-的分布系数。

该图还有两个特殊点,这两个特殊点又该如何运用呢?我们请某位同学来给大家讲一下。

【生】利用曲线1 和曲线2的交点,此时H 2C 2O 4、HC 2O 4﹣的物质的量分数相
等,K a 1=c(H +)×c(HC 2O 4-)/ c(H 2C 2O 4) =c(H +) =10-1
.2,利用曲线2 和曲线3的交点,此时HC 2O 4-、C 2O 42-的物质的量分数相等,K a 2=c(H +
)×c(C 2O 42-)/
c(HC 2O 4-) =c(H +) =10-
4.2。

所以选项A 项正确;B 选项考查的是三大守恒。


外观看是类似于电荷守恒,其表达式为:c(K +)+c(H +)=c(OH ﹣
)+c(HC 2O 4-),pH=1.2时,H 2C 2O 4、HC 2O 4-的物质的量分数相等,所以c(K +
)+c(H +
)=c(OH ﹣
)+c(H 2C 2O 4)成立,故选项B 项正确;对于C 选项来说,我们通常会把这样的式子和平衡常数表达式联系起来。

由电离常数可以知道
,故选项C 错误;D 选
项考查的是影响水的电离程度的因素。

向pH=1.2的溶液中加KOH 溶液将pH 增大至4.2的过程中,溶液中由酸电离的氢离子浓度逐渐减小,则对水的电离抑制的程度逐渐减小,水的电离度一直增大,故选项D 正确。

【师】该同学的思路非常清晰,能够抓住关键点,能够利用特殊点(交点)来求电离常数Ka。

大家再思考这样一个问题。

如果某二元酸H
2
A第一步是完全电离,第二步是部分电离,那么它的分布系数图像中应该有几条曲线?每条线分别代表什么微粒?
【生】两条。

H
2A=H++ HA-;HA- H++A2-,溶液中没有H
2
A分子存在,所以
两条线分别代表HA-和A2-,而且两种微粒的分布系数之和应该等于1。

【师】通过对比分析我们发现,虽然都是二元酸,但由于电离程度不一样所
以导致图像的呈现方式不一样。

这就启发我们在平时学习中需要多问几个为什么,要善于迁移思考,找出问题的关键点,最终能够做到举一反三。

通过习题课说题,可以提高学生的胆量,锻炼学生的语言表达能力,增强学
生的自信心,让学生体会到成功的喜悦,而且也能够为其他同学树立榜样。

3.小组说题
学生在经历一段时间的课堂提问说题和习题课说题后,已经掌握了一定的说
题模式。

此时可将学生分组。

由小组成员分别给组长说题。

组长可以评判组员的
说题情况。

以酚酞为指示剂,用0.1000 mol·L−1的NaOH溶液滴定20.00 mL未知浓度
的二元酸H
2A溶液。

溶液中,pH、分布系数随滴加NaOH溶液体积V
NaOH
的变化关系
如下图所示。

[比如A2−的分布系数:]
下列叙述正确的是( )
A.曲线①代表 (H
2
A),曲线②代表 (HA-)
B.H
2
A溶液的浓度为0.2000 mol·L−1
C.HA−的电离常数K
a
=1.0×10−2
D.滴定终点时,溶液中c(Na2+)<2c(A2-)+c(HA-)
该题综合性较强,图像属于双坐标曲线。

图像中不仅包含分布系数曲线,还
考查了学生对滴定曲线的理解程度。

在小组组内说题实践结束后,老师召集小组
长询问说题情况,找出其共性问题。

组长普遍反应的问题是:根据曲线①和曲线
②的交点就可以轻松计算出Ka,即Ka=10-5,但为什么答案是10-2呢?
学生存在的问题是不会分析双标曲线,不清楚横纵坐标的含义。

左侧纵坐标
是分布系数,即曲线①和曲线②上的所有点的横坐标是V
NaOH
,纵坐标是分布系数。

右侧纵坐标是pH,曲线③上所有的横坐标是V
NaOH
,纵坐标是pH。

同学们都找到了
特殊点,即曲线①和曲线②的交点,但它对应的纵坐标是分布系数,不是pH,所
以Ka不等于10-5。

那么该如何判断呢?两种曲线共用的坐标是V
NaOH
,所以我们需
要通过V
NaOH 作为桥梁进行衔接。

曲线①和曲线②的交点对应的V
NaOH
=27mL,
V
NaOH
=27mL时pH=2,故Ka=10-2。

一方面通过小组说题可以提高学生间的合作能力,可以使学生思维发生碰撞,获得更精彩的解题方案。

在交流过程中,成员之间能够相互学习,取长补短。


一方面,通过小组说题可以发现其共性问题,这样便于集中讲解,有利于整体水
平的提高。

由于《水溶液中的离子平衡》图像多且繁,考查的知识点相对较多,而且也
考查学生数形结合的能力,学生读图并在图中提炼关键信息、数据处理、计算以
及知识的迁移应用等能力,所以大部分学生遇到这样的图像会产生畏难心理,不
知道如何下手。

因此,在课堂上可以通过课堂提问的说题形式,由老师引导学生
形成正确的思路,建立正确的思维模型,从而使大部分学生掌握此类习题的做题
方法与技巧。

在学生掌握一定的分析技巧后可以把说题的主动权尽量多的交给学
生,进行相应的习题课说题和小组内说题。

通过这样的方式把思考的权利还给学生,把学习的时间还给学生,充分体现教师为主导,学生为主体的教学理念。

参考文献:
[1]徐文学.巧设学习任务发展核心素养——以“离子平衡图像”高三化学复习课为例[J].教育与装备研究,2018(08):52-56.
[2]曹清.高中化学习题课“说题”教学策略实践研究[D].华中师范大学,2012.
[3]李勤瑜.水溶液离子平衡图像解题思维模型[J].中学化学,2020(09):32-34.。

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