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

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

王赛

许昌实验中学 河南 许昌 461000

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H₂A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^-1H₂A 溶液的滴定曲线如图所示。下列说法不正确的是（ ）

A．A 点 V₀﹤10 mL

B．B 点所得溶液中：c(H₂A)+c(H⁺)=c(HA^-)+c(OH^-)

C．C 点所得溶液中：c(A^2-)=c(HA^-)

D．D 点所得溶液中：A^2-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H₂A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Na₂A。

【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= pKa₁，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^-1.85mol/L，即c(H⁺)= c(HA⁻)×c(H⁺)/c(H₂A)，此时溶液中c(NaHA)=c(H₂A)

C点c(H⁺)=K_a2=10^-7.19 即c(H⁺)=c(A²⁻)×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(H₂A)，平衡时c(H₂A)＜c(NaHA)，因此V(NaOH)＜10mL，平衡时c(NaHA)=c(H₂A)，所以A正确。

【师】为什么起始时c(NaHA)=c(H₂A)，而平衡时c(H₂A)＜c(NaHA)？

【生】K_a1> K_a2，H₂A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(H₂A)+c(HA^-)+c(A^2-)

由此可以得出：c(H₂A)+c(H⁺)=c(A²⁻)+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Na₂A，A²⁻发生水解的方程式为A²⁻+H₂O⇌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：H₂C₂O₄ HC₂O₄^﹣+ H⁺ Ka₁ ；HC₂O₄^﹣ C₂O₄^2﹣+H⁺ Ka₂，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H₂C₂O₄、HC₂O₄^﹣、C₂O₄^2﹣三种,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(H₂C₂O₄)

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H₂C₂O₄的第一步部分电离，所以c(H₂C₂O₄)逐渐减少，而c(HC₂O₄^-)逐渐增大到最大值；随着pH的继续增大，又促进H₂C₂O₄的第二步部分电离，所以，c(C₂O₄^-)逐渐减少，而c(C₂O₄^2-)浓度又变大至最大值。所以曲线1、2、3分别代表H₂C₂O₄ 、HC₂O₄^- 、C₂O₄^-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H₂C₂O₄、HC₂O₄^﹣的物质的量分数相等，K_a1＝c(H^＋)×c(HC₂O₄^－)/ c(H₂C₂O₄) ＝c(H^＋) ＝10^－1.2，利用曲线2 和曲线3的交点，此时HC₂O₄^－、C₂O₄^2-的物质的量分数相等，K_a2＝c(H^＋)×c(C₂O₄^2-)/ c(HC₂O₄^-) ＝c(H^＋) ＝10^－4.2。所以选项A项正确；B选项考查的是三大守恒。从外观看是类似于电荷守恒，其表达式为：c(K⁺)+c(H⁺)=c(OH^﹣)+c(HC₂O₄^-)，pH=1.2时，H₂C₂O₄、HC₂O₄^-的物质的量分数相等，所以c(K⁺)+c(H⁺)=c(OH^﹣)+c(H₂C₂O₄)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H₂A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。H₂A=H⁺+ HA^-；HA^- H⁺+A^2-，溶液中没有H₂A分子存在，所以两条线分别代表HA^-和A^2-，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H₂A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 (H₂A)，曲线②代表 (HA^-)

B．H₂A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(A^2-)+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。另一方面，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.