问题的开放·知识的整合·能力的培养——以“物质间三角转化”问题的设置及解决为例

惠大超

问题的开放·知识的整合·能力的培养
——以“物质间三角转化”问题的设置及解决为例

惠大超

（丰县民族中学江苏丰县221700）

“物质间三角转化”关系试题以考查知识的综合性、开放性为特点，是学生的学习难点，为突破难点以例题为支架，探寻该类试题的解决策略，提高学生解决该类问题的能力。

开放性试题；知识整合；解决策略

元素化合物知识是学习化学概念及原理的重要基石，也是考查的重点，而针对元素化合物知识的考查常注重其知识的基础性、探究性与综合性，该类考查题中常见以物质间转化为载体，尤其是“三角转化”为重点，综合呈现各物质间的相互联系，考查对相关基础知识的掌握程度。该类试题的设置难度并不大，但因其对元素及其化合物等知识考查的综合性且问题具有开放性，造成部分学生对该题的解决出现问题，为探究该类问题的解决策略，下面以题例简析之。

一、“物质间三角转化”试题的设置分析

例1（2013·江苏卷，6）甲、乙、丙、丁四种物质中，甲、乙、丙均含有相同的某种元素，它们之间具有如下转化关系：甲。下列有关物质的推断不正确的是（）

A．若甲为焦炭，则丁可能是O2

B．若甲为SO2，则丁可能是氨水

C．若甲为Fe，则丁可能是盐酸

D．若甲为NaOH溶液，则丁可能是CO2

解析：试题以物质间的转化为载体综合考查元素及其化合物间的转化关系。问题的解决需将甲、乙、丙间转化关系分解为两条线：一是“甲→乙→丙”，二是“丙+甲→乙”。选项A考查物质的连续氧化反应，即一般情况下乙和丙都是氧化物，整理归纳符合“甲→乙→丙”关系的甲常见有：C、S、N2、NH3、H2S、CH4、Na等，拓展有：烃（C2H6→CO→CO2）、醇（CH3CH2OH→CH3CHO→CH3COOH）等，再结合“丙+甲→乙”条件得出满足整体转化关系的甲常见：C、Na、H2S等；选项B中若甲为SO2，则丁是氨水时的转化关系：SO2→NH4HSO3⇌（NH4）2SO3，同理甲可为二元弱酸或对应氧化物，如：H2SO3、CO2、H2S等；选项C中涉及Fe与盐酸反应只能生成FeCl2，不能实现题意中的转化，故C项不正确，若丁是硝酸，则可实现转化：Fe→Fe（NO3）2⇌Fe（NO3）3，若甲为Cl2、丁为Fe，则可实现转化：Cl2→FeCl2⇌FeCl3；选项D考查涉及NaOH溶液的反应，丁是CO2，转化关系有NaOH→Na2CO3⇌NaHCO3，类似丁有SO2、H2S等。试题得出答案并不难，但问题涉及的元素化合物知识点却具有综合性，解决时要整合元素化合物相关基础知识，理清思路，进而解决问题。

例2（2009·江苏卷，3）下表所列各组物质中，物质之间通过一步反应就能实现如图所示转化的是（）

物质选项a c A b A l A l C l3A l ( O H )3B H N O3N O N O2C S i S i O2H2S i O3D C H2= C H2C H3C H2O H C H3C H O

解析：问题解决的突破口是a、b、c物质之间“通过一步反应”实现转化，因此分析选项中各组物质按照箭头方向能否一步转化即可，如A中Al（OH）3→Al、C中H2SiO3→Si、D中CH3CHO→CH2=CH2均不能一步完成；B符合题意，发生的反应有：a→b：3Cu+ 8HNO3（稀）=3Cu（NO3）2+2NO↑+4H2O、c→a：3NO2+ H2O=2HNO3+NO、b→c：2NO+O2=2NO2、c→b：3NO2+H2O=2HNO3+NO。该题的解决同样依据于元素化合物的相关基础知识，能较熟练书写常见的化学方程式等。

例3甲、乙、丙、丁四种物质，甲、乙、丙含同一种元素。下列各组物质可按下图转化的是（）

A．①②B．②③C．①④D．③④

解析：试题的解决思路同例1，需将转化关系分解成两条线，即：甲→乙→丙与甲→丙，而该题设置的是甲即可连续转化至丙，又可一步转化为丙，同时要注意另一反应物丁的存在及“甲、乙、丙含同一种元素”信息。从考查选项分析试题考查甲单质能被连续氧化反应，如C→CO2、Fe→Fe（NO3）3能发生，而N→NO2、S→SO3则不能一步发生，故答案明显为C。拓展符合以上甲、乙、丙物质转化关系有：NaOH→Na2CO3→NaHCO3、CO2→NaHCO3→Na2CO3、SO2→NaHSO3→Na2SO3等。

例4右图所示的甲、乙、丙三种物质均含有相同的某种元素，箭头表示物质间的转化一步就能实现，则甲可能是：①Fe；②HNO3；③Na；④C（）

A．①②③B．②③④

C．①②④D．①②③④

解析：试题答案为D。与以上例题所不同的是该题只要求判断转化关系中甲的可能物质，但转化关系中的两条线为：甲→乙→丙与甲→丙→乙，问题解决需要求学生对常见物质的对应转化关系熟悉，因此，解决该题之前，可将元素及其化合物间常见的三角转化关系整理归纳如下：

结合以上元素及其化合物间常见的三角关系该题可迎刃而解，但学生解题时不可能对以上关系作系统的分析，因此在平时的学习或复习中我们要注重对基础知识的落实和整理归纳。

二、问题与思考

物质间“三角转化”试题的设置是以物质间转化关系为载体，重在考查学生对知识的落实、巩固，及综合运用知识解决问题的能力，因此教学中要以该类试题为载体促进学生对化学基础知识的落实、培养学生对知识的整合能力及试题情境中信息的提取和应用技巧，训练学生思维的全面性和缜密性，提高学生解决综合问题的能力。

1．注重知识的整合建网

元素化合物知识多而繁，而有效学习元素化合物的方法即是注重对相关知识的整合，凸现知识的系统性、条理性，明确学习的思路，落实基础知识，如由CO2→C的转化是常考点，也是学习的重点，但学生对基础知识的整合较差，造成解题出现错误。落实巩固相关知识的有效途径之一就是整合建网，如学习了硫及其化合物的知识后，要求学生针对所学的主干知识进行建构“硫及其化合物”间的转化网络关系图，学生在建网过程中，注重了对物质间转化关系的探索、思路的分析，是对知识运用的综合提升，当然注重学生对知识建网过程中的方法指导是提高学生学习效率的因素。物质的多样性决定了知识建网的多样性，但针对高中学习内容，就是理清知识的主线，如在学生构建“硫及其化合物”转化关系网后，重点对以下几点进行评价，如以硫元素的化合价为主线、代表性物质S、SO2、H2SO4间的转化及反应方程式落实等。

2．学生综合解题能力的培养

灵活运用基础知识即是能力。物质间转化关系问题的解决，要依据于基础知识进行整合，但同时要注重对试题信息的分析，因此提高审题能力，也是解决问题的关键因素，如在以上例题中均出现了“含相同的元素、一步反应”等信息，解题中若不注意这些信息，就会造成解题答案的偏差。

学生解决问题能力的培养，不是与生俱来的，而是在一定情境下通过反复练习加以提升，“三角转化”问题的解决，同样需要典例引领、综合训练，以寻求解决问题的最优方法。

开放性试题的设置正是对学生能力考查的一种有效形式，而开放性试题考查知识的综合性及答案的不唯一性造成解题的难度，这就要求学生能结合问题及问题设置的情境，整合相关基础知识，通过分析、推理、判断得出相关结论或答案，落实对学生化学科学素养和学科能力的考查，以提高学生整合化学基础知识、分析解决综合问题的能力，促进学生全面发展。

［1］陈益．新课程背景下高中化学习题编制原则初探［J］．中学化学教学参考，2009，（6）

［2］朱圣辉．新课程理念指导下的高考复习题命制原则和策略［J］．中学化学教学参考，2009，（8）

［3］江苏省教育考试院．2014年普通高等学校招生全国统一考试（江苏卷）说明［S］．南京：江苏教育出版社，2013

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10.3969/j．issn．1008－0546．2015．09．009