呂兆蘭
【摘 要】整體思維可以幫助學生開闊自己的思路,有利于提高學生對化學學習的興趣以及化學解題的效率。本文主要從電子得失、元素整合、物質(zhì)轉(zhuǎn)化、溶液變色四方面進行分析。
【關鍵詞】整體法 高中化學 解題
【中圖分類號】G 【文獻標識碼】A
【文章編號】0450-9889(2016)09B-0150-02
整體法是一種全局把握的思維方式,學生運用得當就會變成解決化學難題的一把利器。老師的職責就是要將這把利器交給學生,讓他們能夠在考試沙場上披荊斬棘,為自己創(chuàng)造人生輝煌。筆者具有多年高中化學教學經(jīng)驗,就如何教導學生利用整體思維解題具有一定的研究與探索,下面簡要介紹幾點經(jīng)驗,希望能夠?qū)Υ蠹矣兴鶐椭?/p>
一、電子得失,變換思維
整體法主要應用于化學計算中,能夠減少化學計算量,達到快速解題的目的,在化學的很多章節(jié)中都有所體現(xiàn),尤其是在學習金屬的相關知識時,使用整體法解題的頻率最高,希望大家多加注意,把握解題的要點所在。
在課堂教學中,老師要時刻注意提醒學生整體思維的妙處,在遇到任何題目都要做到整體把握,只有在大觀上看清題目,才能夠找到最高效最便捷的解題方式,使學生能夠減輕學習負擔。例如,當我們在學習完金屬的知識之后,筆者會給學生出這樣的題目,讓他們進行思維訓練:將1.92gCu放入到一定量的濃HNO3中,使得Cu完全溶解,直至生成的氣體越來越淺,一共收集到標準狀況下672ml,然后再將收集到的氣體置于容器中并且倒扣在水面上,求需要通入多少毫升標準狀況下的氧氣才能夠讓容器充滿?如果按照一般的解題思路,需要從頭到尾的列出化學方程式,然后再根據(jù)各個物質(zhì)的量依次進行計算,直至求出所需答案。這種方法還沒有實施就已經(jīng)覺得十分困難了,因此需要另辟蹊徑。拋開細節(jié),我們會發(fā)現(xiàn)這些化學反應全部是氧化還原反應,如果我們能夠?qū)⒀趸瘎┖瓦€原劑的得失電子相等作為一個整體進行考慮,就能夠起到化繁為簡的作用。在整個過程中,HNO3將Cu氧化后自身被還原,之后又再次被氧氣所氧化,最后又變成了HNO3,所以相當于HNO3的化合價并未發(fā)生改變,改變的只是Cu被氧化。這樣就可以依據(jù)電子得失守恒列出化學式,解之可得,V(O2)=0.336L,所以題目的正確答案為336ml。這道題利用整體法將復雜的反應過程忽略,直接抓住解題的關鍵——得失電子守恒,從而快速求出答案。
由上可知,當我們用常規(guī)思維無法快速解題時,我們需要學會變換思維,換一個角度思考之后也就會有新的發(fā)現(xiàn),提高解題速度。
二、元素整合,巧求質(zhì)量
化學是一門綜合性很強的學科,與化學知識相關的題型又有很多,所以作為老師要教會學生解題技巧,讓他們在平時訓練中抓住解題規(guī)律,避免出現(xiàn)學生通過題海戰(zhàn)術來增加自己的做題經(jīng)驗的情況,使他們能夠輕松愉快的學習。
在化學學習中,經(jīng)常會遇見與混合物相關的題目,一般都是求解混合物中各個物質(zhì)的質(zhì)量的題目。很多學生在遇到類似的題目時,都會覺得一頭霧水而無法下手,為了改變這種現(xiàn)狀,老師就要多下功夫,幫助學生理清解題思路,掌握這類題型的解題技巧。例如,在學生進行習題訓練時,筆者會要求學生練習這樣的題目:有一種混合物,是由K2S和Al2S3 混合而成,這兩種物質(zhì)的物質(zhì)的量之比為3∶2,則含有32g硫元素的這種混合物的質(zhì)量是多少?這就是一道簡單的與混合物相關的題目,考查了硫元素的知識。題干中只給出了兩種物質(zhì)的物質(zhì)的量之比,但是觀察兩種物質(zhì)的化學式K2S和Al2S3,我們可以將它們看作一個整體,得出一個新的化學式K6Al4S9,這樣我們就能夠得出混合物中硫元素的對應關系:K6Al4S9→9S,這樣只需要帶入題干中所給出的數(shù)據(jù)就能夠輕松地求出混合物的質(zhì)量為70g。這是一種最簡單的解題方式,但是有一點需要引起注意,那就是將兩個化學式化為一個化學式時,需要關注元素的變化以及新的化學式要符合化學式的條件,只有注意到這些,才能夠繼續(xù)解題。
與混合物相關的題目有很多,上例只是其中之一,老師在平時教學中可以多多進行總結歸納,最后與學生分享,使學生能夠快速地解決類似的問題,提高解題效率。
三、物質(zhì)轉(zhuǎn)化,緊抓關鍵
化學試題中會存在很多的計算題,學生由于天生對計算題敏感,所以大都會卡在計算題中不能前進。這是許多學生的一個通病,作為化學老師一定要想辦法幫助學生克服這個障礙,讓他們能夠從容坦然地面對計算題。
解答計算題也是有技巧的,需要老師在旁不斷地指導學生,讓學生覺得解答計算題也是一種樂趣。計算題的種類有很多,而且也是高考的必考題目,所以進行大量的題目訓練有時是必不可少的,老師可以為學生挑選一些合適的題目,讓學生在實戰(zhàn)中增加解題經(jīng)驗。例如,很多學生都會遇到這樣的題目:
(下轉(zhuǎn)第156頁)
(上接第150頁)
有5.1g鎂鋁合金,投入到500ml2mol\L的稀鹽酸溶液中,然后再加入一定量的4mol\L的氫氧化鈉溶液,如果要使沉淀物質(zhì)達到最大量,那么需要加入氫氧化鈉溶液的體積為多少( )。
A.300ml B.250ml
C.200ml D.100ml
這道題考查學生分析物質(zhì)之間的轉(zhuǎn)化,由于題目中涉及到化學反應較多,如果學生根據(jù)化學式一一進行求解,則會顯得十分困難復雜,所以只需要考慮在反應中各個元素的量的變化即可,只有鎂元素和鋁元素在反應的最后變成了沉淀物質(zhì)的組成部分,沉淀物分別為氫氧化鎂和氫氧化鋁,所以整個反應都不包含氯離子和鈉離子,而這最后生成了氯化鈉,由此可以得知n(Hcl)=n(NaOH),僅根據(jù)這條信息我們就得出需要加入的氫氧化鈉溶液的體積為2×0.5÷4=0.25l,所以這道題目的正確答案為選項B。
在這道題的解答中,也應用了整體思維,正是由于整體法的應用,才能夠忽略反應中的復雜過程,直接面對解題要害。
四、溶液變色,妙解原因
溶液發(fā)生顏色變化,也是一類經(jīng)典的考題,就如同噴泉實驗一樣,在各個類型的考試中都會有所滲透,因此老師也要注意這類題目的講解,讓學生能夠無憂地面對考試。
溶液變色會有很多的原因,老師可以在平時教學中多做總結分析,將這些相關的知識總結在一起,與學生一起討論分享,使學生能夠做到有恃無恐。下面以一道例題為例,講解溶液變色的原理。已知淺綠色溶液Fe(NO3)2中,存在如下的平衡:Fe2++2H2O→Fe(OH)2+2H+,若在此溶液中加入一定的鹽酸之后溶液的顏色將變( ),其原因是( )。不少學生會認為顏色變?yōu)榫G色或者加深,是由于加入鹽酸之后,是上述的平衡向逆反應方向移動,其實這樣答題的話就會掉入命題者的圈套而失分。解題時應從全局考慮,由于溶液中含有亞硝酸離子,當加入鹽酸之后,會有較多的氫離子,此時硝酸根離子在酸性溶液中會具有強氧化性,因而會將亞鐵離子氧化為鐵離子,所以溶液會變成棕黃色,而不是變成綠色。這道題的關鍵就是不要掉進陷阱中,可逆反應是存在的,但是在氧化性面前就會顯得微乎其微,所以這一點一定要注意。
學生在解題時,一定要做到全局把握,只有把握解題的關鍵才能夠正確的找到解題的突破口,輕松地解答題目,為考試的勝利奠定基礎。
總之,通過整體法的教學實踐,能夠擴寬學生的解題思路,使學生的思維不再受到局限,對題目有個整體客觀的把握。如果學生能夠?qū)⒄w法運用得得心應手,對于大部分化學難題都會無往不利。作為化學老師,一定要將整體法的應用作為教學的重點內(nèi)容,培養(yǎng)學生的整體思維,在整體上提高學生的化學素養(yǎng)。
(責編 羅汝君)