化學的解題思維透射出科學之美,它是在一定的化學知識和方法的基礎(chǔ)上形成的。只有真正在掌握化學實質(zhì)的基礎(chǔ)上理解化學規(guī)律,才能形成解題思維。利用這種思維來理解、掌握、運用化學知識和化學方法,較清晰地解決化學問題。自然科學的存在和發(fā)展是依賴物質(zhì)的,它遵循著自然界的普適規(guī)律,如質(zhì)量守恒、以強制弱等是普適規(guī)律。因此,教師在教學中,要注意引導學生從事物變化和發(fā)展的普遍性去觀察、認識、解決化學問題,把化學解題思維融入以普適規(guī)律為基礎(chǔ)的化學學習之中。尤其對高三的學生而言更為迫切,在有限的時間內(nèi)將他們已積累的知識、科學素養(yǎng)得以高效地升華、提高,更需要解題思維的合理指導。
一、以強制弱的反應(yīng)思維
世界上的萬事萬物運動不是雜亂無章,而是遵循一定的規(guī)律的,化學反應(yīng)是物質(zhì)運動的一種形式,也遵循一定的規(guī)律。物質(zhì)變化的一般趨勢及表現(xiàn)形式如表1所示。
解析:此題是強酸制弱酸的典型應(yīng)用,根據(jù)題意寫出方程式:
這個問題實際上也困擾著很多教師,從電離平衡常數(shù)看:
二、有序反應(yīng)的思維
在同一體系中,同一個反應(yīng)物與另外多個反應(yīng)物反應(yīng)時須遵循一定的先后順序,即選擇反應(yīng)的優(yōu)先規(guī)則,掌握這種原則對于包含多個反應(yīng)的綜合題是解答的必備技巧。
1.有序氧化(還原)原則
、谡麄過程中的還原劑是________;
答案:C。
3.有序中和原則
若某一溶液中同時含有幾種酸性物質(zhì)(或堿性物質(zhì)),當加入一種堿(或酸)時,酸性(或堿性)強的物質(zhì)先被中和。
4.有序沉淀原則
若某一溶液中同時存在幾種能與所加試劑形成沉淀的離子,則溶解度小的物質(zhì)先沉淀。
例如,向KCl、NaBr、KI混合溶液中逐漸加入溶液時,先析出AgI,其次為AgBr,最后為AgCl。
侯氏制堿法的原理也體現(xiàn)了溶解度小的先沉淀或先結(jié)晶的規(guī)律。
例6(2011年浙江高考卷)海水中含有豐富的鎂資源。某同學設(shè)計了從模擬海水中制備MgO的實驗方案,如圖1。
三、物質(zhì)自發(fā)穩(wěn)定的思維
自然界中最普遍的規(guī)律在于傾向于穩(wěn)定方向發(fā)展,一定條件下:物質(zhì)存在的最穩(wěn)定狀態(tài)只有一種,物質(zhì)之間的自發(fā)反應(yīng)也是向著穩(wěn)定方向發(fā)展。就像人們總是害怕山上的石頭會滾落下來,而正常的人絕不會擔心山腳下的石頭會自動飛上山頂一樣。這個看似淺顯的原理卻涵蓋了化學學科中的許多方面:
、僖詮娭迫、有序反應(yīng)均體現(xiàn)了自發(fā)穩(wěn)定思維。
、诨瘜W反應(yīng)進行的方向——放熱、熵增向著穩(wěn)定的方向發(fā)展。
、酆闳莸刃胶鈫栴}的條件體現(xiàn)了自發(fā)穩(wěn)定思維:其條件是滿足物料相等。物料相等即原子種類和數(shù)目完全相同。因此會達到相同條件下的唯一穩(wěn)定狀態(tài),因此,只要物料相等,則達到相同的平衡狀態(tài)。
A.將氯化鈉溶液滴入銀氨溶液中有白色沉淀生成
B.將硫化鈉溶液滴入銀氨溶液中會產(chǎn)生黑色沉淀
C.將鹽酸滴入銀氨溶液中會不產(chǎn)生白色沉淀
D.將碘化鉀溶液滴入氯化銀的懸濁液中,不會產(chǎn)生黃色沉淀
解析:越穩(wěn)定,反應(yīng)越容易發(fā)生。A項,生成銀氨比生成AgCl容易,因此將氯化鈉溶液滴入銀氨溶液中不會產(chǎn)生白色沉淀;B項,生成比生成銀氨容易,故將硫化鈉溶液滴入銀氨溶液中會產(chǎn)生黑色沉淀;C項,結(jié)合能力比結(jié)合強,所以將鹽酸滴入銀氨溶液中會產(chǎn)生白色沉淀;D項,生成AgI比生成AgCl容易,故而將碘化鉀溶液滴入氯化銀的懸濁液中,氯化銀轉(zhuǎn)化成黃色沉淀碘化銀。答案:B
四、量變引起質(zhì)變的思維
事物的發(fā)展變化先從量開始,當量達到一定程度時,會引起質(zhì)變,質(zhì)變是量變的必然結(jié)果。量變到質(zhì)變引起矛盾雙方的轉(zhuǎn)化。
、貱u與稀硫酸不反應(yīng),與濃硫酸反應(yīng)。
③金剛石和石墨都是由碳原子構(gòu)成的,但在原子結(jié)構(gòu)和排列方式上發(fā)生變化,造成了物理性質(zhì)的顯著區(qū)別。
五、結(jié)語和意見
中學化學解題思維不但是學習化學的需要,也是學生其他學科知識學習的需要。當學生學好知識走進考場,他們頭腦中對具體的化學知識可能會部分忽視,但學生在平時學習時形成的解題思維卻高效有用,利用這些思維不僅可以減輕學習知識的負擔,也可以提高應(yīng)試效率,在其他學科的考試同樣可以運用。因此,學生形成的化學解題思維是行之有效的法寶。教師在教育教學中應(yīng)把這些解題思維應(yīng)用于課堂教學實踐中,讓學生在練習中提升技能,把握重點,突出能力的培養(yǎng),走向成功的彼岸。