中学化学问题解决中的思维艺术--有序思维_科普论文

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有序思维,就是在充分把握事物变化内在关系的基础上,遵循一定的顺序,按照特定的线索和步骤进行探索的一种思维方式。

一、化学反应中的有序思维策略

化学反应的发生,受诸多因素的影响或制约。如:在氧化还原反应中,氧化剂(或还原剂)在与体系中存在的多种还原剂(或氧化剂)反应时,氧化剂(或还原剂)总是优先氧化(或还原)还原性(或氧化性)强的微粒;在电解质的水溶液电解时,总是还原性强的微粒在阳极优先放电,氧化性强的微粒在阴极优先放电;溶液中同时含有多种能与所加试剂反应形成沉淀的微粒时,总是溶解度(严格应为“溶度积”)小的微粒优先沉淀;在某体系中同时存在几种碱性物质(或酸性物质),当加入一种酸(或碱)时,碱性(或酸性)强的物质优先被中和等。在处理这类问题时,就需要考生依据问题情景分清主次,进行有序思维,避免思维的盲目性。

1.化学方程式书写中的有序思维

二、有机问题中的有序思维策略

1.关于同分异构体问题的有序思维

原子或原子团之间的连接方式或顺序不同,可导致有机物的种类和性质不同,也即一种物质可能存在多种同分异构体。因此,处理该类问题时,应切记视野要开阔,思路要严谨,思维要有序,避免盲目与混乱。

例3 液晶是一种新型材料。MBBA是一种研究得较多的液晶化合物。它可以看作是由醛A和胺B去水缩合的产物。

答案 略。

2.有机推断中的有序思维

有机推断,常常以官能团的性质、官能团的相互转化及相关量为载体,将组成、结构、性质融为一体,信息丰富而复杂。有序思维是处理该类问题最有效的思维模式。

三、实验问题解答中的有序思维策略

实验问题,就是化学实验主体在某个给定的化学实验中的当前状态与所要达到的目标状态间存在的差距。安全、有序、严密是实验问题的共有特点,因此,实验问题的处理离不开思维的有序性。

例5 已知和CuO反应可得较纯净的铜、氮气和水。现利用氨的还原性来测定氨分子中各元素的质量分数,同时测定氨氧化的体积分数。在反应中生成的气体用排水法测出其体积(假设水的体积为标准状况下气体的体积)。

(1)将下图所示装置连接成整套实验装置(填写各接口代号与字母):a接( ),( )接( ),( )接( ),( )接( ),( )接( ),( )接( )。

(2)整套装置安装完毕后,检验其气密性的方法是______。

(3)仪器连接好后进行实验时,先点燃______处酒精灯,实验结束时应先撤去______处酒精灯,且应______再熄灭______处的酒精灯,其理由是______。

(4)装置B的作用是______;装置C的作用是______;装置E的作用是______。

解析 解答本题,必须在明确以下几点的基础上,进行有序思维:

A装置的连接:气体发生装置→除杂→干燥→主体实验→尾气的处理;

注:①考虑干燥与除杂的顺序时,若采用溶液除杂,则先净化后干燥;若采用加热除杂,则先净化后干燥;若采用加热干燥,则干燥在前;若用固体吸收剂常温除杂,则据题意而定。②尾气处理:有毒气体常采用溶液(或固体)吸收或将之点燃,无毒气体可直接排放。③若制备的物质极易水解(如等),则需要在尾部加装干燥装置,以防止空气中的水蒸气进入造成水解。

B接口的连接。总体上遵循装置的排列顺序,但对于吸收装置应“长”进“短”出;量气装置应“短”进“长”出;洗气装置应“长”进“短”出;干燥管应“大”进“小”出。

C气体发生。一般按:装置选择与连接→气密性检验→装固体药品→加液体药品→开始实验(按程序)→拆卸仪器→其他处理等。

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