摘要:本文擬從以下十大方面(思維的復(fù)雜性,主次性,不確定性,多面性,有序性,全面性,互變性,嚴(yán)密性,條件、過(guò)程與結(jié)果,正向性與逆向性),結(jié)合一些典型問(wèn)題和試題予以分析,希望找出其內(nèi)在規(guī)律,給師生們以啟迪,深化此類問(wèn)題的解決,提高教學(xué)效率,培養(yǎng)中學(xué)化學(xué)核心素養(yǎng)。
關(guān)鍵詞:化學(xué)思想;化學(xué)變化;思維能力;十大關(guān)系
化學(xué)思想是化學(xué)知識(shí)在更高層次上的抽象和概括,是化學(xué)學(xué)科的核心和靈魂,是培養(yǎng)學(xué)科核心素養(yǎng)的關(guān)鍵之一;尤其是在當(dāng)今新課標(biāo)、新教材、新高考的新時(shí)代顯得更為重要!而思維能力是重要的化學(xué)思想之一,是其他能力(如觀察能力、自學(xué)能力、實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Α⒂?jì)算能力等)的基礎(chǔ)和核心。
問(wèn)題的提出
①人體血液中pH7.35-7.45,輸液時(shí)稀釋血液時(shí)為什么不會(huì)引起酸中毒?
②FeCl溶液中加入Al粉有什么變化?
③某無(wú)色溶液中只存在:NH、Cl、OH、H四種離子,那么此溶液中四種離子的物質(zhì)的量濃度大小關(guān)系可能有哪些情況?
1、化學(xué)變化中思維的復(fù)雜性
例1、向盛有100mL飽和FeCl溶液中加入一根鋁杜建功 - 新教育論壇(10期)條,有什么現(xiàn)象?為什么?
解析 先看到液體變?yōu)榧t褐色(膠體),并產(chǎn)生氣泡,后來(lái)出現(xiàn)紅褐色沉淀,并有少量能被磁鐵吸收的黑色物質(zhì),有關(guān)變化是(要考慮思維的復(fù)雜性):
2、化學(xué)變化中思維的主次性
例2、氫氧化鎂為什么可溶于濃氯化銨溶液?
解析 主要是NH結(jié)合了Mg(OH)溶解、電離出的 ,而并不是由于NHCl水解呈酸性而結(jié)合 (思維的主次性)
3、化學(xué)變化中思維的不確定性
例3、pH=3的硫酸與pH=3的醋酸溶液等體積混合后溶液的pH為多少?
解析 電離常數(shù)只與溫度有關(guān): 、c(CHCOO)、c(CHCOOH)均為原來(lái)的一半,而 不變,所以 不變,溶液 仍為3 (一定溫度下電離常數(shù)不變)
4、化學(xué)變化中思維的多面性
例4、在氯水中滴入幾滴紫色石蕊試液有什么現(xiàn)象?
解析 由于氯水中存在: ,紫色石蕊試液先遇HCl變紅,再與 反應(yīng)而褪色 (思維的多面性)
5、化學(xué)變化中思維的有序性
例5、將Fe、Cu混合物加入到一定量的稀硝酸中,試分析所得溶液中陽(yáng)離子及殘留固體成分?
解析 可看作是將稀 加入到Fe、Cu混合物中,簡(jiǎn)化有序?yàn)椋?/p>
例6、某溶液中只含有NH、Cl、OH、H四種離子,則溶液中各離子濃度大小關(guān)系可能有哪些情況?
解析 可看成向氨水中逐滴加入稀鹽酸(思維的有序性),有關(guān)離子濃度大小為:
①c(OH)>C(NH)>C(H)>C(Cl) ②C(NH)>c(OH)>C(Cl)>C(H)
③C(NH)>C(Cl)>c(OH)>C(H) ④C(NH)=C(Cl)>c(OH)=C(H)
⑤C(Cl)>C(NH)>C(H)> c(OH) ⑥ C(Cl)>C(H)>C(NH)>c(OH)
例7、對(duì)乙基苯胺含有苯環(huán)的同分異構(gòu)體還有多少種?
解析 可有序分析為:
①R-NH:14種 ②R-NH-R:5種 ③R-N-R(R) :1種
共20種去掉自身一種,所以還有19種同分異構(gòu)體。
6、化學(xué)變化中思維的全面性
例8、CHCOONa稀溶液中,加入CHCOONa固體,則溶液中c(CHCOO)/c(Na)如何變化?
解析 由于加入固體CHCOONa,CHCOO水解程度減?。òㄔ瓉?lái)),所以從c(CHCOO)/c(CHCOOH)增大(思維的全面性、整體性)
7、化學(xué)變化中思維的互變性
例9、常溫下,0.01mol/L、1×10的鹽酸溶液分別加水稀釋1000倍,則稀釋后溶液的pH各為多少?
解析 0.01mol/L 溶液加水稀釋1000倍,這時(shí) 的電離為主,可以忽略水的電離,溶液 為5; 稀溶液加水稀釋1000倍,接近無(wú)限稀釋,這時(shí)水的電離是主要的,這時(shí)溶液 為6.98(約為7) (思維的互變性)
8、化學(xué)變化中思維的條件、過(guò)程與結(jié)果
例10、NH氣為什么會(huì)形成“噴泉”?
解析 溶于水(事實(shí)),所以可以形成“噴泉”(事實(shí)),事實(shí)解釋事實(shí)不妥;而應(yīng)該為:由于 極易溶于水(直接原因),導(dǎo)致裝置內(nèi)壓強(qiáng)顯著減小(本質(zhì)原因),所以可以形成“噴泉”(結(jié)果)
9、化學(xué)變化中思維的嚴(yán)密性
例11、將FeCl、Fe(SO)、NaCO、AlCl、NaAlO、Mg(HCO)、NaSO溶液分別加熱蒸干、灼燒后得到固體各是什么?為什么?
解析 溶液中: ,由于 比 易揮發(fā),加熱促使該水解平衡正向進(jìn)行,蒸干后得到 ,灼燒后分解生成 ;而 溶液中, ,由于 比 易揮發(fā),促使該水解平衡逆向進(jìn)行,蒸干后得到 ; 溶液加熱蒸干、灼燒后,則依次發(fā)生分解反應(yīng)( ),水解反應(yīng)( ),分解反應(yīng)( ); 受熱時(shí)被空氣中的 氧化生成 ?(思維的嚴(yán)密性)
10、化學(xué)變化中思維的正向性與逆向性
例12、已知濃度均為0.1mol/L的HCN、NaCN液合液顯堿性,為什么?NaHA溶液能與HB溶液反應(yīng),則酸性強(qiáng)弱關(guān)系?
解析 不同于 、 (約為1:1時(shí)),溶液顯酸性,0.1mol/L的 、 混合液中, 水解程度強(qiáng)于 的電離程度,所以溶液顯堿性;根據(jù)“強(qiáng)制弱”的規(guī)律,發(fā)生的反應(yīng)為 ,所以酸性應(yīng)該為 強(qiáng)于 。
總之,以上十大方面可能相互聯(lián)系、相互滲透。梳理高中化學(xué)中蘊(yùn)含的化學(xué)思想,培養(yǎng)學(xué)科思維能力,可以促進(jìn)知識(shí)的深化和提升,優(yōu)化思維過(guò)程和解題方法,促進(jìn)學(xué)科能力的發(fā)展。
參考文獻(xiàn):
[1]中華人民共和國(guó)教育部制定,普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)(2017年版)(s)北京:人民教育出版社2019:3~4
[2]杜建功,高淮強(qiáng),運(yùn)用化學(xué)史培養(yǎng)中學(xué)生的科學(xué)素質(zhì),化學(xué)教學(xué),2003(4)11-12
[3]吳俊明,關(guān)注化學(xué)思維 研究化學(xué)思維,化學(xué)教學(xué),2020(3)3-10