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錢海如
（高郵市南海中學 江蘇高郵 225600）
根據課程要求以及教與學的現狀，指出了初中階段複分解反應教學的3個核心問題。依據初中生的認知水平和心理發展特徵，結合教學實踐總結、歸納了有針對性的教學策略，即夯實「3類物質」的意義建構，把握「3個階段」的學習進階，釐清「2個視角」的條件判斷，能幫助學生領悟到複分解反應進行的驅動力問題，從而突破學習重點和難點，促進學生形成「在一定條件下物質可以轉化」的觀點。
複分解反應是酸、鹼、鹽溶液中相互反應規律的核心知識，具有統攝性、內核性、衍生性等特徵，是教學的重點和難點。教學中，如何幫助學生突出重點，突破難點，需要教師抓住複分解反應教學的3個核心問題。
認識酸、鹼、鹽的組成和性質是學生學習複分解反應的前提。主要包括以下3點：（1）要培養學生從微觀視角認識酸、鹼、鹽的組成，建立「宏觀-微觀-符號」的「三重表徵」思維，要求學生正確書寫常見酸、鹼、鹽的化學式，熟悉常見離子的符號；（2）引導學生在實驗基礎上認識常見酸、鹼、鹽的主要性質，讓學生在頭腦中建立常見酸、鹼、鹽的「反應庫」；（3）要結合《化學（九年級下冊）》[2]（以下簡稱《教科書》）附錄四的「鹼、酸、鹽的溶解性表（20 ℃）」，掌握常見鹼、酸、鹽的溶解性。
建立複分解反應的概念是學生學習複分解反應的關鍵。《教科書》中關於複分解反應的概念為：兩種化合物相互交換成分，生成兩種新的化合物，這類反應稱為複分解反應[2]。這個概念的給出是根據化學反應方程式的外在形態（化學物質的種類及反應前後的物種數）不同，即從「反應形式」上提出的對化學反應進行分類的，類似於對「化合反應」「分解反應」「置換反應」的認識，但是又遠遠複雜於其他3個反應類型，需要引導學生循序漸進地來認識。
理解複分解反應的條件是學生學習複分解反應的深化。《教科書》在「拓展視野」中介紹了複分解反應發生的條件，敘述如下：酸、鹼、鹽在溶液中發生複分解反應的條件是有沉澱析出，或有氣體放出，或有水生成[2]。這是限定在「酸、鹼、鹽的溶液中發生的」，且從宏觀角度表述的，既有生成物的要求，又有反應物的要求。在實際理解時更需要把握複分解反應的特徵、實質，有時還需要解決涉及複分解反應的先後順序等問題。
作為化學學科核心素養的關鍵能力，其中包括化學信息能力（如結構化、變換、推理等），化學學習能力（如宏微結合、分類研究等化學認知策略及能力等）[3]。複分解反應是培養學生化學學科核心素養的重要載體，教學時要根據初中生的認知水平和心理發展特徵，根據循序漸進的原則，引導學生逐步實現對化學變化中的物質認識視角的轉變，即從一種反應物到多種反應物，從反應物的角度到生成物的角度以及反應物和生成物綜合的角度，同時，也要實現學生從只關注具體反應到認識反應類別和規律的轉變，幫助學生領悟到複分解反應進行的驅動力問題，其難度與要求應該低於高中階段，決不能用過高的要求嚇跑學生。教學中，可以採取以下策略：
這裡的「3類物質」就是酸、鹼、鹽，教學中不要過分強調酸、鹼、鹽的定義，而是應該根據學生的具體情況，從微觀（物質溶解的本質）的角度介紹，增強學生的意義建構，但不宜加深和拓展。具體來說，包括以下3點：
（1）對溶液形成的「微觀本質」認識。學生已經學習了某些物質的水溶液能導電的原因，即物質在水中能生成自由移動的離子。這一原理實際上就是高中的「電離」，但在初中階段既不能涉及這個概念，又必須讓學生從離子的角度理解酸、鹼、鹽。教學中要充分利用學生已知經驗，始終抓住酸、鹼、鹽中熟悉的物質，讓學生說出其溶液中的離子，並且這些離子能自由移動，在溶液中有固定的數目比，溶液呈電中性，在此基礎上認識酸、鹼、鹽的組成特點以及具有相似性質的原因。例如，在學習「常見的酸」時，呈現以下問題：①鹽酸、硫酸、硝酸中分別含有哪些離子？②這些離子的數目比怎樣？③比較這3種酸溶液，它們都共同含有大量的什麼離子？④酸溶液有一些共同的化學性質，原因是什麼？判斷的依據是什麼？
（2）對酸、鹼、鹽的「三重表徵」認識。學生學習化學需要實現「宏觀-微觀-符號」的「三重表徵」的有機結合。複分解反應概念中的「相互交換成分」，本質上就是離子的交換，這種交換具有一定的規則，能表達這種規則的就是離子符號。因此，教學中要抓住酸、鹼、鹽中熟悉的物質，讓學生熟練書寫最常見的離子符號，進而過渡到只要提到某酸、鹼、鹽的溶液，學生的頭腦中就有正確的離子符號；只要提到某酸、鹼、鹽的溶液中的離子，學生就能知道是什麼物質的溶液。例如，在學習「常見的鹼」時，出示1瓶氫氧化鈉溶液，提問學生：從微觀上看，這瓶氫氧化鈉溶液中含有哪些微粒？它們的數目比怎樣？用化學符號表示出它們；再出示1瓶無色溶液，提問學生：已知該溶液中含有大量的Ca2+，OH-，H2，O3種微粒，且Ca2+和OH-的數目比為1∶2，這是什麼溶液？
（3）對酸、鹼、鹽的「溶解性」認識。鹼和鹽的溶解性是學生難以記憶的，需要幫助學生自主歸納、自主理解，達到牢固記憶的目的。由於前期加強了對常見酸、鹼、鹽的微觀認識的鋪墊，已經有很多的鹼和鹽的溶解性無需記憶，對於其他的物質，教學中要結合它們的組成特點，要求學生查閱附錄四的「鹼、酸、鹽的溶解性表（20 ℃）」，提示學生依次從「溶」「不」「微」的角度尋找某類物質的共性以及某些特殊性，慢慢讓學生嘗試歸納記憶方法，教師幫助修改，最終回歸到教師給出的記憶口訣，這個過程只要捨得花時間，不著急，學生記憶就比較牢固。例如，在介紹了鹽類的常見分類方法以後，呈現以下問題和任務：①根據已經學習的知識，你知道有哪些鹽是不溶於水的？②說出常見的鉀鹽、鈉鹽、硝酸鹽，它們的溶解性如何？③碳酸鹽和磷酸鹽中有哪些是溶於水的？④鈣鹽、鋇鹽、銀鹽中有哪些是不溶於水的？⑤化學物質的種類繁多，對於物質的某些性質的記憶往往抓住某類物質的共性，或記住某類物質中的特例。請根據這個思路，嘗試記憶「鹼、酸、鹽的溶解性表（20 ℃）」中的「溶」「不」「微」，並與小組內學生交流記憶方法。
複分解反應的概念建立需要一個逐步認識、逐步深入、再到本質的過程，教學中要遵循學生的認知規律，把握概念建立的不同階段的要求。複分解反應的學習進階層級見圖1。
圖1 複分解反應的學習進階層級
第1階段：初識概念。《教科書》是在學習「常見的鹼」中初次出現了複分解反應的概念，這是基於學生熟悉了常見的酸和鹼的性質基礎，從「反應形式」上提出的，在本節中不要求區分，更不要求了解反應的本質以及發生反應的條件，可以對以前學習過的化合反應、分解反應、置換反應適當進行對比，側重於從化學物質的種類及反應前後的物種數來認識它們的區別，建立該反應的模型為AB+CD=AD+CB，知道屬於化學反應的4種基本類型之一，知道酸和鹼的性質中哪些反應屬於複分解反應。同時，可以告知學生該類反應化學方程式的書寫技巧是「外接外、內接內，化合價不改變」，但不要解釋「CO2 + 2NaOH = Na2CO3 + H2O」為什麼不屬於複分解反應。
第2階段：領悟本質。適宜安排在「中和反應」教學中。中和反應也屬於複分解反應，教學中需要引導學生掌握其反應的本質是H+和OH-結合成水，而且《教科書》還給出了這樣的「交流與討論」：下面給出的幾種鹽的化學式，你能否說明它們可以用哪些酸和鹼反應得到？氯化鉀（KCl）、硝酸鉀（KNO3）、硫酸鈣（CaSO4）[2]。例如，對於氫氧化鈉溶液與鹽酸的反應，就可以藉助微觀圖示的形式，表示氫氧化鈉溶液與鹽酸反應前後的微觀粒子的種類和數目的變化情況，揭示其反應的微觀本質。因此，藉助於對中和反應的本質認識，引導學生重新領悟複分解反應的實質，即2種化合物（一般是酸、鹼、鹽）在溶液中相互交換離子，結合成的另外2種化合物中至少有1種在溶液中難以再生成自由移動的離子（沉澱、氣體或水），這樣學生就能理解前面給出的該類反應化學方程式的書寫技巧，進一步體會「等價交換」的本質，體會到反應的基本規律。
第3階段：反思條件。適宜安排在「複分解反應發生的條件」和「酸、鹼、鹽的複習」教學中。針對複分解反應的概念設置這樣一些問題引導學生反思：2種化合物有什麼要求？生成2種新的化合物有什麼要求？解釋「CO2 + 2NaOH = Na2CO3 + H2O」為什麼不屬於複分解反應，反應前後溶液中的離子濃度發生怎樣的變化？複分解反應發生的趨勢是什麼？
根據《課程標準》要求，「複分解反應的條件」應把握在對複分解反應本質的認識基礎上，幫助學生在具體事實中總結其規律，不要求過分拓展，但是，當學生在解決相關實際問題時可以適當拓展，以滿足他們的好奇心，幫助他們排難釋疑。因此，學生認識複分解反應發生的條件是必須的，並為高中階段的學習作好鋪墊。那麼，如何把「複分解反應的條件」向學生講清楚、講生動，關鍵是要分析複分解反應進行的驅動力問題。在高中化學選修4《化學反應原理》第二章第四節「化學反應進行的方向」中，關於化學反應進行方向的3種判據：焓判據、熵判據和複合判據[4]。有學者通過化學熱力學函數的計算，來分析複分解反應的發生與3大典型條件之間存在的內在本質聯繫，對複分解反應條件的3大典型條件作了理論解答[5]，更深層次地闡明了反應的焓變或反應的焓變、熵變協同是複分解反應有條件發生的驅動力。以上內容對於初中生來說，實在是太難了，怎麼辦？教學中可以從2個視角來著手：
視角1：反應物。由於複分解反應一般是發生在酸、鹼、鹽之間，其實質是在溶液中交換離子，因而，一般要求反應物都能溶於水，在溶液中（一般是水溶液）能生成自由移動的離子，這樣才能實現離子交換。教學中，要通過「例舉」的形式，幫助學生從離子的角度分析，逐步體會對反應物的具體要求。例如，鹼與鹽反應，CaCO3 + 2NaOH = Ca(OH)2 + Na2CO3是不能進行的，原因是CaCO3為不溶物質，缺少反應的「前驅力」——在水中不能生成自由移動的Ca2+和CO32-，不能實現與NaOH溶液中的Na+和OH-交換（高中階段的解釋是根據CaCO3及Ca(OH)2的溶度積的計算結果來判斷），但是，反應Ca(OH)2+ Na2CO3 = CaCO3↓ + 2NaOH是能進行的，且用於工業生產中製取燒鹼；類似的還有鹽與鹽的反應，也要求反應物都能溶於水，說明鹼與鹽、鹽與鹽發生複分解反應需要具備反應的「前驅力」——物質溶於水，生成自由移動的離子。但是對於酸與鹼的反應一般認為都可進行，酸與鹽的反應一般只看生成物中至少有一種物質是氣體或沉澱或水，說明了酸類表現出很強的「前驅力」——能溶解一些在水中不能溶解的物質（如鹼和碳酸鹽等）。因此，複分解反應的發生需要有「前驅力」的支撐，這是必要條件，教學中，對反應物的這些要求可以總結出學生通俗易懂的一般規律，即「酸鹽、酸鹼一般行，鹽鹽、鹽鹼都需溶」。
視角2：生成物。「有沉澱析出，或有氣體放出，或有水生成。」一般稱為複分解反應發生的「3條件」，這是一種簡略說法，也是一種最簡單且最有概括性的「例舉性」的說法，其中，沉澱可以根據溶解性表確定，氣體一般是易分解的含氧酸（初中常見的是H2CO3），從微粒的角度分析，「3條件」中的物質在溶液中不能生成自由移動的離子，導致原來的溶液中有關離子（交換前的離子）的濃度減小，表現出一種「後驅力」——促進離子交換，促進反應進行，「後驅力」也是複分解反應發生的必要條件。
教學中，要引導學生例舉常見的典型反應，例如：
① NaOH +HCl=NaCl+ H2O
② Na2CO3+ 2HCl = 2NaCl + H2O + CO2↑
③ NH4NO3+ NaOH = NaNO3 + NH3↑ + H2O
④ 2NaOH + CuSO4= Na2SO4 + Cu(OH)2↓
⑤ 3NaOH + FeCl3= 3NaCl + Fe(OH)3↓
⑥ 2NaOH + MgCl2= 2NaCl + Mg(OH)2↓
⑦ Ca(OH)2+ Na2CO3 = CaCO3↓ + 2NaOH
⑧ BaCl2+ Na2CO3 = BaCO3↓ + 2NaCl
⑨ BaCl2+ Na2SO4 = BaSO4↓ + 2NaCl
⑩ NaCl + AgNO3= AgCl↓ + NaNO3
在此基礎上逐步歸納「3條件」所涉及的常見「離子對」——具備「後驅力」的「離子對」，並以H+為中心，幫助學生自主構建初中階段常見的「『離子對』思維導圖」，隨著學習的不斷深入，逐步完善，最終的形式如圖2所示，這樣，「3條件」就轉化成了具備「後驅力」的「離子對」，轉化成複分解反應的微觀本質示意圖了，學生理解起來比較方便，實際運用時也能得心應手。
圖2 「離子對」思維導圖
綜上所述，複分解反應是酸、鹼、鹽相關內容的核心知識，是教學的重點和難點，對學生認識化學變化起到重要的豐富和提升作用。教學中，要基於《課程標準》，重新審視教師的「教」與學生的「學」，科學把握複分解反應教學中的核心問題，遵循學生認知水平和心理發展特徵，著力幫助學生建立複分解反應概念，釐清複分解反應發生的條件，促進學生形成化學的物質觀、分類觀以及科學價值觀，形成「在一定條件下物質可以轉化」的觀點。
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引用本文:錢海如. 「複分解反應」的核心問題分析與教學策略[J]. 化學教育（中英文）, 2017, 38(21): 14-18
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