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发掘解题中隐蔽条件的方法

时间:2022-03-05 理论教育 版权反馈
【摘要】:解化学题离不开已知条件的应用。下面介绍发掘隐蔽条件的几种方法。只要把两者气体的分子量相加后除以2即可求出平均分子量,而看不到“混合”二字还存在两者能发生反应的隐蔽条件。由题意解得5.6克CaO完全反应后耗水1.8克,生成7.4克Ca2。这就排除了多余条件的干扰。一般说,解决问题是从已知条件出发,经过一步步的中间状态,最后达到目标。求参加反应的氧化铜的百分率。发掘了这一隐蔽条件。

发掘解题中隐蔽条件的方法

解化学题离不开已知条件的应用。可不少化学题目的已知条件(或部分已知条件)隐蔽在题目的叙述中,稍不注意就被忽视,使解题误入歧途,故必须引起重视。下面介绍发掘隐蔽条件的几种方法。

一、根据起到联系作用的条件发掘

示例1:有短周期A、B、C三种相邻的元素.A、B同周期,B、C同主族,三种元素的质子数之和为31,最外层电子数之和为17。则三种元素分别是_____。

分析在A、B、C三种元素之间起到联系作用的是元素B,所以可设B元素的最外层电子数为x,则C的最外层电子数也为x,而A元素的最外层电子数可以是x+1或x-1。

当A的最外层电子数取x+1时,

有:x+x+x+1=17

img56(不合题意,舍去)

当A的最外层电子数取x-1时,

有:x+x+x-1=17

       x=6

可推知:A、B、C分别为氮、氧、硫,其原子序数之和为7+8+16=31,合题意,上述结论成立。

另外:三个原子的平均最外层电子数为,img57img58

可知三种元素的原子分属第ⅤA族和第ⅥA族,或O、N、P或N、O、S经检验,为后一组结论成立。所以这三种元素N、O、S。

二、.根据实验现象发掘

示例2:Cl2与SO2等物质的量混合能否使品红褪色,为什么?

分析:隐含反应:img59

img60

SO2氧化需加进氧元素,在能提供比氧强的氧化剂均能被氧化,由于SO2和Cl2都参加了反应,反应方程式为:

img61

所以实验现象是Cl2与SO2等物质的量混合不能使品红褪色。

三、看是否有反应发生发掘

示例3:把等体积的NO和O2在等温等压下混合,混合后气体的平均分子量是(  )

①30  ②41.33  ③32  ④29  ⑤31

分析:很多学生错把⑤选上,其原因主要是他们看题时只注意那些起明显作用的因素,认为等体积的气体又是等温等压的条件,摩尔数一定相等。只要把两者气体的分子量相加后除以2即可求出平均分子量,而看不到“混合”二字还存在两者能发生反应的隐蔽条件。

造成这些障碍是心理因素在起作用,学生往往拿到题目就列式计算,只要有答数就认为会做,毫无考查题意的意思了。

四、联系概念、定义发掘

示例4:将5.6克CaO溶于194.4克水中,溶液的温度为33℃,求此时溶液的百分比浓度。

分析:审题时,不但要注意隐反应

img62

还要联系Ca(OH)2的溶解性。因为Ca(OH)2微溶于水,未溶解的部分不能计入溶液的质量中去。

由题意解得5.6克CaO完全反应后耗水1.8克,生成7.4克Ca(OH)2。在水中的溶解度为0.15克,不难看出,7.4克Ca(OH)2溶解在(194.4-1.8)=192.6克水中形成的溶液为饱和溶液,故所得溶液百分比浓度为:

img63

五、排除多余条件干扰发掘

示例5:把50ml 0.5mol的R2SO4溶液和25ml 1mol的RCl溶液混合,求混合液中R浓度。

有的同学被题目中数字现象所干扰,认为这是两种不同浓度溶液混合的问题,由是按:

[(50×0.5×2)+25×1]/(50+20)=1(mol)来计算R的浓度,虽然答案也对,但走了弯路,“多此一举”浪费了时间。有的同学观察力强,一眼看出两种溶液中的R浓度相同,所以不管以什么比例混合,结果混合液中的R浓度都是1mol,所以不用计算,就可得出答数。这就排除了多余条件的干扰。在课堂教学中,要引导学生,对问题要先把各种因素加以整理,化繁为简,去伪存真,排除多余的信息,然后对简约的信息进行加工,从而当机立断,赢得思维速度。

六、排除问题空间的屏蔽发掘

一般说,解决问题是从已知条件出发,经过一步步的中间状态,最后达到目标。这里的中间状态,也叫“问题空间”。“问题空间”或多或少地对解决问题产生心理“屏蔽”作用(犹如电子云的屏蔽效应),对解决问题就是排除“屏蔽”,探索问题空间的过程。心理学研究表明,探索有两种策略,一是算法式,一是直觉式(或叫巧联式)。算法式“保险系数”大,但较费时。而直觉式,是根据已有的经验和知识,机智分析后信手拈来的一种方法,它解题快速,但容易出差错。根据教育要面向未来的要求,对未来的复杂问题不运用直觉式是不行的。因而化学教学中要有意识培养学生直觉思维能力。为此,首先要扩大学生的知识基础,尤其要帮助学生形成科学的知识结构。因为直觉思维的一个重要特点就是思维跨越空间的跳跃性,它要求学生要有在短暂时间内迅速地把所需要的知识和经验从整个知识和经验背景中检索出来和重新组合的能力。这只有在学生具有结构化学的科学知识系统下才能办得到。

示例6:某混合气体,系由一种气态烷烃和一种气态烯烃混合而成。它对氢气的相对密度为12.0,把这种混合气体1体积和4体积氧气混合,在密闭容器中用电火花点燃,使两种烃都充分氧化。如果燃烧前后温度保持不变且高于100℃,压强从燃烧前的1大气压增加到燃烧后的1.04大气压。问这两种烃各是什么烃?在混合气体中它们的体积百分比是多少?

要解答这个问题,若按算法式,设烷烃为CnH2n+2,烯烃为CmC2m,然后一步步求解,将会相当困难。而运用直觉式,根据混合气体的平均分子量=2×12.0=24,立即可以直觉地判断出烷烃为甲烷。跨越了这一步问题空间的屏蔽,以后的解题就容易了。教师在课堂教学中,要有意设计这类有明显“问题空间”跨度的习题来训练学生。

七、透析反应过程发掘

化学计算题可视为数学应用题,可是不少学生说化学题比数学应用题难解,“难”在何处呢?主要是题设已知到未知的过程比较复杂且穿插一些化学概念,更“头痛”的是建立已知与未知中间过渡过程无法找到。

示例7:某待测浓度的NaOH溶液25ml,用20ml 1摩/升的H2SO4溶液中和后显酸性,再滴入1M的KOH溶液1.5ml才达到中和,求待测NaOH的摩尔浓度?

一看题目这么长,情节这么杂,数字那么乱,心里就发慌,但如果静心地读出题目所叙述的化学过程,身临其境去体会情节就不难看出,本题复述的化学过程是:20毫升1摩尔/升的KOH和25毫升不知浓度的NaOH中和,显然,抓住了这个过程,怎么思考就一清二楚了。

造成这种心理障碍原因主要是:学生还没有掌握学习化学的思维特点和规律,抓不住关键,形不成中心,影响了思维的畅通。

八、根据实验操作要领发掘

示例8:实验室中,用氢气还原氧化铜m克,待大部分固体变红时,停止加热,冷却后,称得残留固体为n克。共用去氢气w克。求参加反应的氧化铜的百分率。

分析:实验室用氢气还原氧化铜,必需先通一会儿氢气排除试管中的空气,然后再加热。故题中给出的“共用去w克氢气”,不是实际参加反应用去的氢气,但反应前后CuO失重(m-n)克,是氢气夺取CuO中的氧所致。发掘了这一隐蔽条件。题目就可迎刃而解。

解:设有x克CuO参加了反应

img64固体质量减少

80   80-61=16

X克  (m-n)克

80∶x=16∶(m-n)

 x=5(m-n)(克)

∴参加反应img65

答:(略)

参考文献

《中学化学教学法》,西南师范学院化学系编

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