張華清 羅春華

（1.阜陽師范大學(xué)附屬中學(xué) 安徽·阜陽 236041；2.阜陽師范大學(xué) 安徽·阜陽 236041）

0 引言

通過價、類、表三維圖容易掌握煩瑣的元素化合物性質(zhì)，判斷物質(zhì)的轉(zhuǎn)化與制備比較直觀。價、類、表三維圖給元素化合物的學(xué)習(xí)提供了便利，減輕學(xué)生的記憶負(fù)擔(dān)。

1 價、類、表三維圖的內(nèi)涵

1.1 價—類二維圖

價類二維圖是從化合價和物質(zhì)類別兩個角度認(rèn)識物質(zhì)的性質(zhì)和轉(zhuǎn)化的二維坐標(biāo)圖。橫坐標(biāo)為元素所能形成的物質(zhì)類別，一般有氫化物、單質(zhì)、氧化物、酸、堿、鹽等；縱坐標(biāo)是該元素的化合價由低價到高價依次排列；坐標(biāo)系的象限，標(biāo)識出與元素化合價和物質(zhì)類別相對應(yīng)的各物質(zhì)的化學(xué)式；各物質(zhì)之間的相互轉(zhuǎn)換關(guān)系則通過箭頭指向表現(xiàn)。從物質(zhì)類別的角度推斷物質(zhì)的一般性質(zhì)，從核心元素的化合價的變化推斷物質(zhì)具有氧化或者還原性，使得學(xué)習(xí)元素化合物更有序、更有效。[1]以下是鐵及其化合物價—類二維圖：

圖1：鐵及其化合物價—類二維圖

1.2 價、類、表三維圖

元素及其化合物性質(zhì)是高考重點內(nèi)容，但是存在著知識散、特例多、易遺忘、不會用等特點。

價、類、表三維圖是在價—類二維圖的基礎(chǔ)上，添加一個隱形的“線”—元素周期表和周期律，提煉出的復(fù)習(xí)元素化合物的一種簡單又而實用的方法圖。

價、類、表三維圖給學(xué)生提供了認(rèn)識和研究物質(zhì)的三大視角：從物質(zhì)分類的角度研究物質(zhì)的性質(zhì)；從核心元素化合價的角度研究物質(zhì)的氧化性或還原性；從元素周期表和周期律的角度研究物質(zhì)性質(zhì)的變化規(guī)律。

2 基于價、類、表三維圖視角的硫及其化合物復(fù)習(xí)

硫及其化合物中包括的物質(zhì)類別有氫化物（H2S）、單質(zhì)（S）、氧化物（SO2和 SO3）、酸（H2SO3和 H2SO4）、鹽（SO32—、HSO3－和SO42－），二輪復(fù)習(xí)還要加上陌生物質(zhì)（S2O32—）。在所有物質(zhì)中，硫元素的化合價共有－2、0、＋2、＋4、＋6價這五種價態(tài)。因此，在硫及其化合物知識復(fù)習(xí)的時候，不管是高考一輪復(fù)習(xí)，還是高考二輪復(fù)習(xí)，都將相同化合價態(tài)下不同物質(zhì)類別物質(zhì)之間的相互轉(zhuǎn)化關(guān)系（由物質(zhì)類別決定的一般性質(zhì)）和不同化合價態(tài)下相同或不同物質(zhì)類別物質(zhì)之間的相互轉(zhuǎn)化關(guān)系（由化合價決定的物質(zhì)具有氧化性或還原性）二者全部體現(xiàn)得淋漓。[2]

用價、類、表三維圖作為復(fù)習(xí)的主要工具，能把復(fù)雜問題簡單化，即把物質(zhì)之間繁雜的轉(zhuǎn)化關(guān)系簡化為物質(zhì)類別決定的一般性質(zhì)和化合價決定的物質(zhì)氧化性或還原性，可以聚焦學(xué)生的物質(zhì)類別思維和化合價思維。

2.1 環(huán)節(jié)一：課前布置學(xué)生繪制硫及其化合物的價—類二維圖

圖2：硫及其化合物價—類二維圖的基本框架（S）

2.2 環(huán)節(jié)二：借助價、類、表三維圖復(fù)習(xí)單質(zhì)硫的化學(xué)性質(zhì)

提示同學(xué)們根據(jù)價類二維圖和律表知識歸納單質(zhì)硫的主要化學(xué)性質(zhì)，從物質(zhì)類別的角度，總結(jié)單質(zhì)硫具有非金屬單質(zhì)的一般性質(zhì)；從核心元素S元素的化合價角度，結(jié)合圖2中紅色箭頭的提示，容易得出單質(zhì)硫具有氧化性和還原性。

接下來，順勢設(shè)問：如何從元素周期表和周期律角度預(yù)測單質(zhì)硫氧化性的強弱？

不少同學(xué)想到可以把S的氧化性與O2的氧化性進行對比，即同一主族，從上到下，元素單質(zhì)的氧化性依次減弱，而同學(xué)們已經(jīng)知道O2是一種中等強度的氧化劑，因此可以推測單質(zhì)硫具有弱氧化性，進而很容易理解以下反應(yīng)：

2.3 環(huán)節(jié)三：借助價、類、表三維圖復(fù)習(xí)SO2的化學(xué)性質(zhì)

緊接著布置任務(wù)—根據(jù)價類二維圖歸納 SO2的主要化學(xué)性質(zhì)。從物質(zhì)類別的角度，總結(jié)SO2具有酸性氧化物的一般性質(zhì)；從核心元素S元素的化合價顯+4價角度，結(jié)合圖3中紅色箭頭的提示，容易得出SO2具有氧化性和還原性。

由圖3可知：從SO2具有酸性氧化物一般性質(zhì)的角度出發(fā)，結(jié)合元素周期律和元素周期表，橫向轉(zhuǎn)化來看，轉(zhuǎn)化過程中核心元素硫的化合價均為+4價，即SO2與水反應(yīng)生成相應(yīng)水化物H2SO3；SO2與堿性氧化物或者堿溶液反應(yīng)均生成相應(yīng)的亞硫酸鹽（SO32—）；SO2與其正鹽的水溶液反應(yīng)生成相應(yīng)的酸式鹽（HSO3—），緊接著根據(jù)圖3中紅色箭頭的提示讓學(xué)生自主書寫相關(guān)轉(zhuǎn)化的離子方程式。

由圖3亦可知：從SO2具有氧化性和還原性的角度出發(fā)，轉(zhuǎn)化過程中核心元素硫的化合價由+4價可以升高到+6價（SO3或SO42—），體現(xiàn)了SO2的還原性；轉(zhuǎn)化過程中核心元素硫的化合價由+4價可以降低到o價，體現(xiàn)了SO2的氧化性，由圖很容易發(fā)現(xiàn)SO2與H2S可以發(fā)生歸中反應(yīng)，即：SO2+2H2S=3S↓+2H2O

最后補充一下SO2的特殊性質(zhì)：漂白性。類比SO2性質(zhì)。

圖3：硫及其化合物價—類二維圖的基本框架（SO2）

2.4 環(huán)節(jié)四：結(jié)合自然界中的硫循環(huán)和價類二維圖，設(shè)計制取H2SO4的方案

通過單質(zhì)S和SO2的性質(zhì)的學(xué)習(xí)，綜合分析制取H2SO4的方案，書寫相應(yīng)的化學(xué)方程式，再通過flash動畫分析工業(yè)制硫酸的工藝。

圖4：硫及其化合物價—類二維