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化学教学中学生解题意识的培养

                                          高二小高考讲座  李昭友

学生在应试情景下解决化学问题，并不按逻辑分类的解题方法进行思维，而是依据阅读题目时对题目问题产生的总体知觉和原潜在的思维意识作出解题反映的。学生解决化学问题，不仅需要相关的化学知识，还要有正确的解题观点，明确的思维意识。学生解决化学问题应具备的思维意识主要包括: 守恒意识、类比意识、分类意识、整体意识、肯否意识 、直观化意识、假设意识等。

一. 守恒意识.

根据某些量守恒的关系进行解题，思路清晰，条理分明，解题快速是中学化学计算中最常用的一种方法。守恒法的最基本原理为——质量守恒定律，并由此衍生出来：一切化学变化中都存在的——微粒守恒,氧化还原反应中存在的——得失电子守恒,化合物的化学式存在的——正、负化合价总数相等,电解质溶液中存在的——阴、阳离子电荷守恒。

【例】一定量的Fe和Fe₂O₃的混合物投入250 ml  2 mol/L硝酸溶液中，反应完全后，生成1.12 L NO（标况），再向反应后的溶液中加入1mol/LNaOH溶液，要使铁元素完全沉淀下来，所加入的NaOH溶液体积最少是（        ）

A.450 ml    B.500 ml    C.400 ml      D.不能确定

【析】本题涉及到的反应较多，况且铁最终是以Fe(OH)₃还是Fe(OH)₂形式沉淀，难以确定；硝酸是否过量也不能确定，看来计算很困难。但若从NaOH考虑，加入的NaOH恰好使铁元素沉淀，溶液为硝酸钠溶液。利用原子守恒不难得出：

    n(NaoH)=n(NO₃^-)=n(HNO₃)-n(NO)= 0.25LΧ2 mol/L—0.5 mol=0.45mol

V(NaoH)=0.45L=450 ml  

【例】（09全国卷Ⅱ6） 物质的量之比为2：5的锌与稀硝酸反应，若硝酸被还原的产物为N₂O，反应结束后锌没有剩余，则该反应中被还原的硝酸与未被还原的硝酸的物质的量之比是

A. 1：4       B.1：5       C. 2：3       D.2：5

【析】设2molZn参与反应，因Zn无剩余，则最终生成了2molZn(NO₃)₂，显然含有4molNO₃^－，这部分是没有参与氧化还原反应的HNO₃，根据得失电子守恒有：2×n(Zn)=n(HNO₃)×4，则n(HNO₃)=1mol，即有1molHNO₃被还原。 答案：A w.w.w.k.s.5.u.c.o.m

【例】(09全国卷Ⅰ10)用0.1 mol?. 的盐酸滴定0.10 mol?. 的氨水，滴定过程中不可能出现的结果是 （    ）w.w.w.k.s.5.u.c.o.m

A. > , >   B. = ,  =

C. > , >  D. > , >

【析】根据溶液中阴、阳离子电荷守恒，溶液中不可能出现阴离子均大于阳离子的情况，否则不遵循电荷守恒，故C项错。

【例】(09全国卷Ⅰ7)将15ml.2mol?. 溶液逐滴加入到40 ml.0.5mol?. 盐溶液中，恰好将溶液中的 离子完全沉淀为碳酸盐，则 中n值是 （    ）w.w.w.k.s.5.u.c.o.m

A. 4            B.  3               C. 2               D. 1

【析】本题可根据电荷守恒，形成物质M的化合价为+n，Na₂CO₃与MCln反应对应的关系式为：2Mⁿ⁺    ~  nCO₃^2－

可得n=3，故选B。

也可根据形成NaCl,便有 可算出 。

二.类比意识

在学习化学知识和解答化学问题时，将所接触的新物质、新问题进行归类比较，根据同类物质的性质及递变规律来认识新物质，模仿同类问题的处理方法来解决新问题，这种思维意识就是类比意识。类比是学习化学知识和解决化学问题的重要思维方法 ,同一类物质、同一类型的化学反应、同主族元素及其化合物都可进行类比。

【例】已知PH₃在溶液中呈弱碱性，下列关于PH₄Cl的叙述不正确的是

（A）PH₄Cl水解呈酸性（B）PH₄Cl含有配位键

（C）PH₄Cl是分子晶体（D）PH₄Cl与NaOH溶液共热可产生PH₃

【析】:NH₃和NH₄Cl的性质我们已经学过，N和P是同一主族元素性质相似，PH₄Cl类比于NH₄Cl则答案为：C

【例】.镭是元素周期表中第七周期ⅡA族元素,下列有关镭的性质描述不正确的是(     )

A.在化合物中呈+2价.              B. 氢氧化物呈两性

C.单质使水分解,放出氢气           D.碳酸盐难溶于水

【析】:依据元素周期表元素性质规律类比钙镁可选B。

三.分类意识

当问题情景中包含有不确定因素，不能用统一的方法处理时，能自觉将不确定因素进行分类，并分别对各种可能出现的情况进行分析，然后再综合各种情况下得到的结论，从而对问题作出完整回答，这种思维意识就是分类意识。包括(物质类别不确定, 物质组成不确定,元素化合价不确定, 物质发生的反应不确定, 哪一种反应物过量不确定,溶液是否饱和不确定.此时要分析按物质类别进行分类, 按物质组成进行分类, 按物质的变化进行分类, 按元素化合价进行分类, 按所讨论对象的相互关系进行分类, 按物质变化过程进行分类, 按反应物的相对量进行分类, 按溶液饱和与不饱和情况进行分类 .)

【例】 将盛有10ml NO₂和若干毫升O₂的混合气体的量筒倒扣在盛水的水槽内，充分反应后在相同条件下剩余1ml无色气体。求原混合气体中氧气的体积是多少毫升？

   【析】 NO₂与O₂完全反应转化为HNO₃，的化学方程式为：4NO₂+O₂+2H₂O     4HNO₃，反应后剩余1ml无色气体，说明NO₂与O₂反应后有一种剩余，可能是O₂，也可能剩余的NO₂转化来的NO，因此要通过分类讨论法解此题。

①当剩余气体为1m lO₂时，

   故而

②当剩下气体为

四. 整体意识.

用整体的思想去把握问题的结构，发掘各种因素相互作用的综合结果，而不拘泥于问题的某些细节和个别因子，这种思维意识就是整体意识。

【例】铜和镁的合金 4. 6 g 完全溶于浓硝酸，若反应中硝酸被还原只产生4480mL的NO2气体和336 mL 的N2O4气体（都已折算成标准状况），在反应后的溶液中，加入足量的NaOH溶液，生成沉淀的质量为(   )A : 9. 2 g   B: 8.85 g     C:8. 26 g D :7.04 g

【析】：由于铜和镁反应之后均变为+2价，故将其看为一个整体，应用电子守恒可得

    故而生成沉淀质量=

五.直观化意识

用图示、表格、模型等直观方法表达问题背景中的抽象信息，从而降低问题难度的思维意识，称为直观化意识。

【例】.在一密闭容器中,反应 A (气) B (气)达平衡后,保持温度不变,将容器体积增大一倍,当达到新的平衡后, B的浓度是原来的3/5,则;(   )

A.平衡向正方向移动了           B.物质的转化减率少了

C.B物质的质量分数减少了         D.a>b

【析】:运用图示直观,假设容器体积增大一倍,若平衡不移动,那么B的浓度是原来的1/2,而现在为3/5,故平衡必定向生成B的方向移动.故选A.

六.肯否意识：在解答离子共存，物质一定有或可能有，气体可否存在的问题中，肯定某离子、气体、物质存在时与之不共存者就可否定。

[例]（2004天津）：在一种无色透明溶液A中，可能含有 、 、 、 、 、 、 中的某些离子，在试管中各放入 的A溶液进行如下实验：

①在第1支试管中加入浓盐酸，没有沉淀，放出无色无刺激性气味气体。

②在第2支试管中加入氢氧化钠溶液共热，没有沉淀，放出无色刺激性气味气体。

③在第3支试管中加入过量 溶液，析出1.487g白色沉淀。

④将③中沉淀滤出放入盐酸中，沉淀量减少，放出无色无味气体，该气体全部与足量的石灰水反应，可析出0.400g沉淀。

试回答下列问题：

（1）A溶液中肯定含有的离子是?

（2）不能肯定A溶液中是否含有的离子是?

（3）A溶液中一定含有的阴离子的物质的量浓度分别为?

  （析）：由溶液为无色可知无 ，由①可知有 ，否定 。由②肯定有 ，由③④肯定有 。综述一定有 、 、 ，肯定没有 、 、 ，不能肯定有无 。1.487g白色沉淀为 的白色沉淀。依：

～ ～

七．假设意识：当两种或多种混合物无法确定其成份、含量时，将数据假设推向极端进行分析计算，假设不成立，但可有出奇制胜效果。

（例）：在K₂CO₃样品中含Na₂CO₃、KNO₃、Ba(NO₃)₂中的一或二种杂质．将13.8 g该样品溶于足量水中得到澄清溶液，再加入过量CaCl₂溶液，可得9.0 g沉淀，则原样品中含有的杂质会是（　）

A．肯定有Na₂CO₃，没有Ba(NO₃)₂    B．肯定有KNO₃，没有Ba(NO₃)₂，可能还有Na₂CO₃

C．肯定没有Na₂CO₃，Ba(NO₃)₂      D．无法判断何种为肯定或否定的杂质

【分析】由样品可全部溶于水中可知肯定没有Ba(NO₃)₂，假设样品全部为K₂CO₃时，13.8g应生成沉淀10g，故样品中肯定含有同为13.8g时不生成或生成沉淀小于10g的杂质，即肯定含有KNO₃，而13.8g的Na₂CO₃反应生成的沉淀大于10g，应为可能有。

【答案】B

   （例）：将质量为18.4克的 的混合物装入一密闭容器中，在250℃下进行加热，充分反应后，排出剩余气体，此时固体质量为16.6克，试计算后混合物中 各有几克？

   （析）：假设18.4g混合物固体恰好按 进行反应，则运用差量法可得：

      =                  

剩余

后有

2017年5月9日