盧國鋒
化學基礎知識是學生體驗化學研究過程、掌握科學方法、形成科學態(tài)度和價值觀的載體,對知識的正確理解與應用是對科學素養(yǎng)高低的一種界定.本文將知識分類與典型錯誤有序結合,從知識的記憶、理解、應用三維視角分析產生錯誤的原因并糾正.
易錯點1:聯(lián)系STS(科學、技術、社會)知識模塊
錯因分析缺乏理論聯(lián)系實際的自主學習能力,不能復述再現(xiàn)常識性的數(shù)據和知識.
(1)酶具有很強的催化作用,胃蛋白酶只能催化蛋白質的水解,348 K時活性更強(×)
348K轉化攝氏溫度75℃催化活性降低.
(2)丙烷比丁烷更易液化(×)
易液化是指沸點高,結構相似的分子晶體相對分子質量越大熔沸點越高.
(3)合成纖維、人造纖維及碳纖維都屬于有機高分子材料(×)
碳纖維跟石墨很相近,是由一層層以六角型排列的碳原子所構成,碳纖維也能導電.
(4)2011年諾貝爾化學獎的貢獻,是發(fā)現(xiàn)了準晶體,化學式為Al63Cu24Fe13的準晶體不可與稀硝酸發(fā)生反應(×)
Al63Cu24Fe13的準晶體所含元素都能與稀硝酸反應.
(5)2013年諾貝爾化學獎的貢獻,是開發(fā)多尺度復雜化學系統(tǒng)模型,催生了現(xiàn)代化學研究手段的一次新飛躍.屬于現(xiàn)代化學對物質結構研究的手段還有X射線、紅外光譜、質譜、核磁共振(√)
X射線用于晶體與非晶體結構的判斷,紅外光譜用于獲得化學鍵或官能團信息,質譜法用于相對分子質量的測定,核磁共振氫譜用于氫原子種類的判斷.
(6)PM2.5是指大氣中直徑接近于2.5×10-6m的顆粒物,這些細顆粒物分散在空氣中形成混合物屬于膠體(×)
含2.5pm顆粒物的空氣不能形成膠體,它在空氣中混合形成的是濁液,通常把粒徑在10微米以下的顆粒物稱為PM10,又稱為可吸入顆粒物或飄塵.
易錯點2:基本概念模塊
1.物質的組成和分類模塊
錯因分析分類標準含糊,概念部分文字相似產生混淆.
(1)淀粉、纖維素和油脂都屬于天然高分子化合物(×)
有機高分子化合物的相對分子質量104~106,單糖、二糖、氨基酸、油脂的相對分子質量在1000以下屬低分子有機物.
(2)直徑介于1nm~100nm之間的微粒稱為膠體(×)
如果直徑介于1nm~100nm之間的微粒沒有形成分散系,不是膠體.
常見的混合物:漂白粉、鋁熱劑、水玻璃、氨水、氯水、王水、爆鳴氣、水煤氣、石油氣、裂解氣、焦爐氣、福爾馬林,沒有純凈的NO2存在,因存在平衡:2NO2N2O4.純凈物概念是指同種物質組成的,因同素異形現(xiàn)象,由同種元素組成的物質,可能是混合物;因同分異構現(xiàn)象,分子式相同的物質,可能是混合物;從性質看純凈物具有固定熔沸點的物質,逆命題也成立.
(3)焰色反應、顯色反應、顏色反應都是化學反應(×)
焰色反應是物理變化,類似的還有分餾、電泳、鹽析、萃取,而干餾、電解、電鍍、氧化、鈍化、裂化、裂解、炭化、皂化、硫化、氫化(硬化)、酯化、變性是化學變化.
(4)乙二酸乙二酯、乙二酸二乙酯、二乙酸乙二酯屬同分異構體(×)
三物質的碳原子數(shù)分別為4、6、6,故不可能為同分異構體.同位素、同系物、同分異構體、同素異形體、同類物質、同一物質,宜對同類概念“異”的挖掘.
(5)金屬氧化物均為堿性氧化物(×)
金屬氧化物從組成上定義的,堿性氧化物從性質上定義的,Al2O3是兩性氧化物,Mn2O7是酸性氧化物.類似的還有難溶電解質與強電解質,酸的強弱、酸性的強弱、酸的濃度、pH,列表對比清晰明了.
2.常用物理量模塊
錯因分析確定結構微粒方法不當,或未察覺隱含微粒.漠視氣體摩爾體積和氣體定律使用的條件.
(1)12 g石墨烯(單層石墨)中含有六元環(huán)的個數(shù)0.5NA(√)
石墨烯中每個碳三個六元環(huán)共用,平均每個六元環(huán)擁有2個碳原子,12 g石墨烯中含有六元環(huán)的個數(shù)為12 g/12g·mol-1×2NA=0.5NA.晶體結構要用分攤法確定晶胞,氣態(tài)團簇分子,即是一個大分子,不能用分攤法計算.
(2)可逆反應
①X(g)+2Y(g)2Z(g)
②2M(g)N(g)+P(g)
分別在密閉容器的兩個反應室中進行, 反應室之間有無摩擦、可滑動的密封隔板.反應開始和達到平衡狀態(tài)時有關物理量的變化如圖1,達平衡時體系的壓強與反應開始時體系的壓強之比為14∶15(×)
圖1
錯解②反應前后氣體化學計量數(shù)不變,壓強的變化是反應①引起的.
根據
p1p2=
n1n2,
p后p前=
2.83=
1415.
錯因在于此條氣體定律成立條件是體積不變,左右兩側體積變化了.
正確解法隔板不動,左右兩側壓強相等,
V左V右
=n左n右
2.82.2=
n左2 moln左=
2811,
整體的體積不變,
p后p前=
2+28113+2=1011.
(3)0.5 mol/L Na2CO3溶液中含有的CO2-3數(shù)目小于0.5 NA(×)
Na2CO3溶液的CO2-3水解離子濃度降低,但不知溶液的體積,無法計算確定離子數(shù)目是大于還是小于0.5 NA.
3.分散系模塊
錯因分析膠體膠粒不分,主觀認為膠體只有氫氧化鐵膠體,并將其性質應用到所有膠體,如電泳現(xiàn)象擴展到淀粉有機高分子溶于水形成的膠體,它的膠體粒子不帶電荷.溶液中溶質若是非電解質,除了水的電離,不會有帶電粒子.
(1)在含硅原子數(shù)為0.0010NA的硅酸膠體中,膠體粒子為0.0010 mol(×)
膠體中分散質有兩種,一種是高分子微粒,一個分子就能達到1 nm~1001 nm,另一種膠體粒子是微粒的集合體,幾十或幾百個硅酸分子形成一個膠粒,其數(shù)目小于0.0010 mol.
(2)向硅酸鈉溶液中滴入稀鹽酸得到膠體:Na2SiO3+2HClH2SiO3(膠體)+2NaCl;離子方程式2H++SiO2-3H2SiO3(膠體) (√)
膠體制備實驗,將Na2SiO3飽和溶液按1∶2或1∶3的體積比用水稀釋,滴入酚酞,邊逐滴加入稀鹽酸邊振蕩至紅色接近消失,化學方程式必須對硅酸標注膠體.水解法制備氫氧化鐵膠體至紅褐色,停止加熱,防止膠體聚沉FeCl3+3H2O(沸水)△Fe(OH)3(膠體)+3HCl.
易錯點3基本理論模塊
1.物質結構和元素周期律
錯因分析質量數(shù)與元素的相對原子質量概念不同,在計算物質的量時可以用質量數(shù)近似替代摩爾質量.質子數(shù)和電子數(shù)只有在凈電荷為零才相等.核外電子排布中核外電子數(shù)、內層電子數(shù)、最外層電子數(shù),利用它們之間的倍數(shù)、分數(shù)、和差關系推斷易錯.理解金屬性非金屬性強弱標準出現(xiàn)偏差.元素周期律在應用時共性與遞變性不能兼顧.位構性推斷時特性知識積累不足.
(1)已知A2-核內有x個中子,A原子的質量數(shù)為m,則n g A2-所含電子的物質的量是n(m-x+2)mmol(√)
質子數(shù)=質量數(shù)-中子數(shù)=m-x,陰離子核外電子數(shù)=質子數(shù)+離子電荷數(shù),核外電子數(shù)=m-x+2.
(2)已知第三周期元素M,其原子最外層達到飽和時所需的電子數(shù)小于次外層與最內層電子數(shù)之差,且等于最內層電子數(shù)的正整數(shù)倍,M的最高價氧化物對應的水化物都是強酸(×)
第三周期元素第一層有2個電子,第二層有8個電子,最內層電子數(shù)的正整數(shù)倍分別為4、6,原子最外層達到飽和所需的電子數(shù)分別為4和2小于6,M可能是S,也可能是Si.
(3)Na2S溶液的pH大于NaCl溶液的pH說明氯元素的非金屬性比硫元素強(×)
最高價氧化物對應水化物的酸性來判斷:酸性越強,非金屬越強(除氟元素之外).Na2SO4溶液的pH,小于Na2CO3溶液的pH,非金屬性:S>C.
(4) Tl是某超導材料的組成元素之一, Tl3++2AgTl++2Ag+.推知Tl+的最外層有1個電子,Tl3+的氧化性比Al3+弱(×)
鉈是第ⅢA元素,最外層電子數(shù)是3個,根據方程式可知Tl3+的氧化性強于Ag+,所以Tl3+的氧化性比Al3+強.(轉下期)
(收稿日期: 2014-03-15)