谈学科思维在化学解题中的运用论文_蒋,智

谈学科思维在化学解题中的运用论文_蒋,智

◇ 蒋 智

(兴文第二中学校 兴文 644400)

化学学科体系包括三要素,即化学知识与技能、分析问题与解决问题的能力、化学学科思想。课本知识是基础,解题能力是关键,化学思想是灵魂。学科思维方法是学科教学的精髓和灵魂,在很大程度上决定了学生的知识储备和能力发展的状况。因此,学科思维在化学教学中占有举足轻重的作用。考查学生“化学思维方法”的运用能力的题目也经常出现在高考考题中。本文结合具体的化学思维和部分试题,在备考中让学生形成这些思维,在解题过程中自觉运用这些思维指导做题,让学生了解这些题的解题技巧,从而有利于提高分析和解决问题的能力。

一、化学学科思维电子守恒法的整体运用。

高中化学的守恒规律是化学学科思维中最重要的思维之一,其中电子得失守恒规律在解答各类化学试题中有着十分重要的作用,电子得失守恒规律常用于配平氧化还原方程式和有关氧化还原方程式的计算,在选择题中也有广泛的运用。

[例1].足量铜与一定量浓硝酸反应得到硝酸铜溶液和NO2、N2O4、NO 的混合气体,这些气体与1.68LO2(标准状况)混合后通入水中,所有气体完全被水吸收生成硝酸。若向所得硝酸铜溶液中加入5mol/LNaOH溶液至Cu2+恰好完全沉淀,则消耗NaOH溶液的体积是 ( )

A.60mL B.45mL C.30mL D.15mL

评析:很多学生对该类型的计算题感到头痛,因为很多学生进行思维活动时,往往只注意局部,用片面、孤立的观点去看问题,而不能把各种化学情景联系起来进行整体思考。无从下手分析,特别容易陷进2NO2 N2O4这个可逆反应的陷阱;实际上,只要把握了得失电子守恒的整体规律,铜与浓硝酸反应得到NO2、N2O4、NO 的混合气体,这些混合气体通入水中和氧气一起反应最终又生成了硝酸,即浓硝酸的氮元素从+5价降到了+4和+2价,最终和氧气、水反应又回到了+5价,运用整体电子守恒思维,O2转移的电子等于Cu转移的电子,立即就将问题简单化;n(O2)=0.075mol,n(e-)=0.3mol,求算出n(Cu)=0.15mol=n(Cu2+),求出n(NaOH)=0.3mol,故NaOH体积为60ml,选A。由此可见,对题目进行整体思维,抓住矛盾的主要方面,就能揭示问题的本质。

二 电荷守恒思维在解题中的运用

电荷守恒规律是指在离子方程式等式左右两边,离子所带电荷数相等。电解质溶液中所有阳离子所带有的正电荷数与所有阴离子所带的负电荷相等。电荷守恒思维结合电子守恒经常用于离子方程式的配平,求算溶液中某离子浓度的大小,此外在电解质溶液中离子浓度大小的判断中有着十分重要的作用。

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[例2]在一定条件下,RO3n- 和I- 发生反应的离子方程式如下:RO3 n-+ 6I+ 6H+ == R-+3I2+3H2O。

⑴ RO3n-中R元素的化合价是 ;

(2)R原子的最外层电子数是 。

错解:根据电荷守恒判断n=1,所以RO3n-中R显+5价(正确),其最外层电子数为5。

评析:第(1)问对第(2)问有较强的负面暗示和干扰作用,使不少学生“瞻前而不顾后”——只考虑+5价,而根本未注意RO3- 变成R-,把(2)错答成5。其实只要回过头来看一看离子方程式,便不难从R-得到(2)的正确答案为7。

[例3][2013年四川高考].室温下,将一元酸HA的溶液和KOH溶液等体积混合(忽略体积变化),实验数据如下表:

实验编号起始浓度/(mol?L-1)反应后溶液的pH

c(HA)c(KOH)

①0.10.19

②x0.27

下列判断不正确的是

A.实验①反应后的溶液中:c(K+)>c(A-)>c(OH-)>c(H+)

B.实验①反应后的溶液中:c(OH-)=c(K+)-c(A-)= KW1×10—9 mol?L-1

C.实验②反应后的溶液中:c(A-)+c(HA)>0.1mol?L-1

D.实验②反应后的溶液中:c(K+)=c(A-)>c(OH-) =c(H+)

评析:电荷守恒规律在该题选项A、B和D中的运用中尤其明显,选项A由于溶液显碱性,故c(OH-) >c(H>+),由于溶液中只有四种离子,根据电荷守恒c(K+)+c(H+)=c(OH-)+c(A-),则c(K+)>c(A-);B选项,根据电荷守恒c(K+)+c(H+)=c(OH-)+c(A-),则很容易求出c(OH-)=c(K+)+c(H+)-c(A-),所以B选项不正确;D选项,由于溶液呈中性c(OH-) =c(H+),根据电荷守恒c(K+)+c(H+)=c(OH-)+c(A-),则c(K+)=c(A-)。

C选项则是物料守恒的运用,假设起始c(HX)=0.2,则反应后溶液呈碱性,由于溶液呈中性,则起始c(HX)>0.2,由于加了等体积的KOH,浓度将减半,根据物料守恒,故反应后c(A-)+c(HA)>0.1mol?L-1。

论文作者:蒋,智

论文发表刊物:《读写算(新课程论坛)》2013年10期(下)供稿

论文发表时间:2014-5-5

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