变化中的守恒守恒中的变化

摘要：溶液中微粒的物质的量浓度关系判断是高考的必考知識点，传统教学只是对一个一个割裂的例题进行分析，本文试图以一个情境变化提出多个问题，来分析反应变化过程中的离子浓度关系，带领学生分析变化过程中始终存在着守恒，守恒中又渗透着变化，帮助学生形成变化与守恒相统一的观念。

关键词：一题多变;变化与守恒

文章编号：1008-0546（2019）11-0049-03

中图分类号：G633.8

文献标识码：B

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2019.11.013

一、问题的提出

在近几年的高考化学试卷中，溶液中微粒的物质的量浓度关系判断已然成为一个必考的知识点，这也是学生学习电解质溶液中离子浓度的一个难点。此类传统题型的试题，涉及到了电离理论、水解理论、守恒思想、平衡思想、元素观、微粒观、定量观等理论知识和化学核心观念，自从实施新课程以来，便赋予了新课程的特色，此类题可以有效地测试学生的综合应用能力和处理图表信息能力。以往，大部分老师在进行这部分教学时，都是对相关的知识点进行总结归纳（两个理论、三个守恒），然后根据不同的电解质溶液类型，举相关的一个例题进行讲解说明。其实对于大多数学生而言，单一溶液中的微粒大小关系和守恒关系很容易判断，难就难在反应过程中的离子浓度变化分析。本文试图通过对一个反应在变化过程中离子浓度大小进行分析，发现即使是变化的反应中始终存在着守恒，守恒中又渗透着变化。以一个情境变化提出多个问题，一题多变来帮助学生提升析题解题的能力，帮助学生形成变化与守恒相统一的观念。

二、“一题多变”的设计原则

“一题多变”相信对于许多教师而言，都是极为熟悉的词语。特别是理科教师运用得最为广泛和得心应手。一题多变重点在于对某个问题进行多层次、多角度、多方位的探索。一题多变对培养学生发散思维有极大的帮助，是学生创新思维的必备前提，也是一种良好的学习品质。当然，怎么变？问题怎么设置？解决哪些问题？恰当的一题多变，在教学中起着至关重要的作用。

1.应该体现化学的层递性

对已给的题目进行大胆的组合和拓广，由易到难，由数字到字母，由等式到复杂的不等式，每一问每一变都体现层层递进、步步深入、环环相扣的密切联系。这样不仅锻炼了学生用类比的方法去思考和学习，而且促进学生对解决问题的思路理解得更为透彻。

化学中的一题多变设计应能够体现知识的一定规律和一定的关联，便于学生思考问题时思路的发展。用题目的相同、相近、相似这一系列培养学生的观察能力，了解溶液中离子浓度大小比较从简单到复杂，从一般到特殊的探索规律。再从不同的思路去分析，不仅使得学生对思考的问题由浅入深，而且极大地锻炼学生类推能力和梳理思路归纳的能力。

2.应该注意题目的前后关联

一题多变，变出的问题应该与原来的题目或情境有关联，是在原题上的引申或拓展，或改编了量的变化，或结合了图形等，让学生可以从不同的角度去审题，得出他认为有用的信息来解决问题。

3.应该能够体现命题的前瞻性

结合图形题目是近年来考试比较多的一类，这类题型往往是先给出一个离子浓度的分布图，再让学生对照这个图形并结合题目中信息在不同pH下的离子浓度大小比较。学生需要先吃透给出的题目和解题方法，领会后再独立解决问题。通过对这个题目的解答，可以让学生体会来源于教材的灵活多变，尝试通过总结题目和思路，真正学会解决问题。所以在平时的教学中设计一题多变还应贴近高考题型，及早着手培养学生有良好的思考习惯和思维品质。

三、“一题多变”的案例

案例1：25℃时，下列有关溶液中微粒的物质的量浓度关系是否正确？

20mL 0.1Omol·L-1CH3COONa溶液中通HCl气体至pH<7：c（CH3COO-）+c（CH3COOH）

分析：这是离子浓度大小比较题目中以“CH3COONa溶液中通HCl”为反应情境设置的问题。显然这道题想让学生分析的是物料守恒，在CH3COO-Na溶液中通HCl，随着HCl的加入，溶液中的物料一直是守恒的，即：c（CH3COO-）+c（CH3COOH）=c（ Na+），这就是变化中的守恒，当然只要CH3COONa溶液中有HCl的加入，溶液中必定存在着电荷守恒：c（H+）+c（Na+）=c（OH-）+c（CH3COO-）+c（cl-），那么抓住这两个守恒，可以变形出很多的等式与不等式，可以如下设置问题。

变化①：20 mL O.1mol·L-1CH3COONa溶液中通入HCl气体至pH=7：c（Na+）>c（Cl-）=c（CH3COOH）

分析：想一想，这是一个不等式大小比较，随着HCl的加入，溶液由碱性慢慢变为中性，那么溶液中的离子有怎样的变化呢？通过原题的分析，在变化中两个守恒是不变的，要让学生通过守恒来考虑其中的变化，变成中性时，溶液中必定有c（H+）=c（OH-），这样由电荷守恒就可以变化出一个新的守恒：c（Na+）=c（CH3COO-）+c（cl-），让学生思考，是不是答案就出来了呢？

变化②：20 mL 0.10 mol·L-1 CH3COONa溶液与1OmL 0.1Omol·L-1HCl溶液混合得到酸性溶液：c（CH3COOH）+2c（H+） =c（CH3COO-）+2c（OH-）

分析：把HCl气体换成具体浓度、具体体积进行比较，就会出现典型的量的问题，这个问题正好是生成：等体积等物质的量浓度的CH3COOH、CH3COONa、NaCl混合溶液，分析其中的守恒，电荷守恒、物料守恒始终不变，但是学生发现通过这两个守恒并不能得出这个结论，这里其实隐含了：c（Na+）=2c（Cl-）这样一个量的关系，结合三个守恒才可以得出题目设置的答案。当然这道题还可以有另外的思考方法，因为NaCl溶液中Na+、Cl-既不电离也不水解，所以我们可以忽略它，把反应后的溶液就看成是等体积等物质的量浓度的CH3COOH和CH3COONa混合，这样物料守恒就发生了变化：c（CH3COO-）+c（CH3COOH）=2c（Na+），再结合电荷守恒就可以得出。

变化③：20mL 0.1mol·L-1CH3COONa溶液與1OmL0.1Omol·L-1HCl溶液混合得到的酸性溶液：c（Na+）>c（Cl-）>c（CH3COO-）>c（CH3COOH）>c（H+）>c（OH-）

分析：我们还可以围绕上述的情境比较离子浓度的大小关系，从而做了上述变化，因为最终是酸性溶液，在分析时我们可以采用假设法，如果CH3COOH不电离、CH3COONa不水解，那么，c（CH3COO-）=c（CH3COOH）=c（Cl-），现在我们可以看出是CH3COOH的电离程度大于CH3COONa的水解程度，Cl-不电离不水解作参照，这样CH3COOH电离出的c（CH3COO-）>c（cl-）>c（CH3COOH）。

设计意图：“CH3COONa溶液与HCl的反应”这一情境在高考命题中多次出现，每次都是以一个选项的形式出现，能否深入剖析这个反应在随着HCl的量在变化的时候里面的离子浓度大小关系，激发了学生的学习热情，在层层递进的问题中使学生的思维得到了多方面的锤炼，让学生明白两物质一旦发生反应，不管量如何变化，溶液中的电荷始终守恒，物料守恒会随着量的改变在变化，大大提高了学生解决问题的能力。

案例2：以“25℃时，向20mLO.1mol·L-1 NH4HSO4溶液中滴入0.1mol·L-1NaOH溶液”这个反应情境，可以设计如下问题判断正误。

问题①：整个反应过程中：c（H+）+c（Na+）+c（NH3+）=c（OH-）+c（ SO2-4）

问题②：当滴入20mL NaOH溶液时：2c（ S04-） -c（ NH3-H20）+C（ NH4+）

问题③：当溶液呈中性时：c（NH+4）>c（SO2-4）>c（Na+）>c（H+）=c（0H-）

问题④：当滴入30 mL NaOH溶液时（pH>7）：c（NH+4）>c（NH3·H20）>c（OH-）>c（H+）

设计意图：这个混合溶液的反应，问题①体现了变化中的守恒，强化了电荷守恒的重要性，后面3个问题不仅考查了守恒的运用、离子浓度大小比较的分析，还考查了反应的先后问题，NH4HSO4溶液电离出的H+先和OH-反应，然后才是NH+4和OH-反应，让学生在变化中学，在做中学，体现学习的真谛。

案例3：常温下，O.1OOOmol·L-1NaOH溶液滴定20.OOmL O.1OOOmol1L-1CH3COOH溶液的pH变化如图

问题：分别分析①点、②点、③点、④点和⑤点溶液中的守恒关系与c （CH3COOH）、c（OH-）、c（CH3COO-）、c（H+）四种离子的大小关系。

设计意图：这一题是通过动态的滴定关系图来分析不同反应点不同溶液中离子浓度的关系，在这样一个动态的变化过程中，能够把图中5个关键的点分析清楚，相关的考查内容也就清楚了，所不同的是换成的溶质不同而已。教师在学生分析完以后有意识地让学生贯穿起来看，在这样一个动态变化中，当NaOH溶液开始滴定以后直至结束，电荷守恒是始终不变的，变化中体现着守恒，守恒中蕴含着变化[1]。

四、“一题多变”实施后的思考

1.应该体现学生的主体性

在实施一题多变时要充分体现学生的主体作用，教师切不可自己一变到底，虽然有题目的背景情境，在变化的过程巾应引导学生主动参与、亲自实践、尝试命题。教师在教学中要善于发现学生思维的闪光点并进行鼓励与赏识，在发现问题时要鼓励学生合作学习、共同探讨，来提高分析问题和解决问题的能力。

2.应该做到知识与能力的同步

设计一题多变的目的是为了将相关知识点进行整合和迁移。问题设置时应注意知识的内在关联性、发散性，这样才有助于引领学生在层层递进的问题中对知识进行重新的认识与建构，实现自主整合与提升，形成创新的思维方法和良好的科学素养[2]。

3.应该应用于不同类型的题目

通过本节溶液中离子浓度大小比较题目的变化，在以后不同类型的题目讲解中尝试一题多变，引出一系列与本例题相关的题目，形成多变导向，使知识进一步精化的教学方法。在复习的解题过程中主动出击，运用变式，通过“一题多变”演绎问题的产生过程，能够摆脱由生活习惯中原有思维方式和平时解题所带来的思维定势，使思维具有变通性。

在化学教学中一题多变，引导学生从不同的角度、不同方位进行不同层次的思考，能拓展学生的解题思路，每一道复杂的题目都是由简单的问题复合而成，因此，在教学中鼓励学生在同样的条件下多角度提问，以开拓思路，培养学生的解题能力。

总之，化学教学既要求学生掌握书本知识，更重要的是要掌握科学的思维方法，培养学生的探究意识，激励学生经常提出不同的问题，运用不同的解题方法，多方位、多角度分析问题、思考问题、解决问题，这样才能有效提高学生解决问题的能力。

参考文献

[1]马娟娟.打破常规体验命题[J].知识窗，2016（12）：40-42

[2]王小莉.话题式复习在高三课堂中的实践与思考[J].中学化学教学参考，2015（3）：40-42