培養(yǎng)發(fā)散思維能力 提高化學(xué)復(fù)習(xí)效率

江蘇

印志林

化學(xué)教學(xué)中必須培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性思維，思維的創(chuàng)造性又以發(fā)散性思維為核心。發(fā)散思維就是人們對(duì)同一問(wèn)題從不同角度、不同側(cè)面和不同層次進(jìn)行分析和探索的思維方法。通過(guò)發(fā)散構(gòu)成點(diǎn)、線、面、體的立體知識(shí)網(wǎng)絡(luò)，能最大限度地激發(fā)學(xué)生的潛能，增強(qiáng)興趣，發(fā)展能力，提高素質(zhì)。

在注重提高學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)和創(chuàng)新能力的今天，化學(xué)復(fù)習(xí)更應(yīng)該將發(fā)散思維貫穿于教學(xué)的全過(guò)程。為說(shuō)明問(wèn)題起見(jiàn)，現(xiàn)以高考中的熱點(diǎn)知識(shí)二氧化硫?yàn)槔?，談?wù)勅绾卧诨瘜W(xué)復(fù)習(xí)中培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散思維能力。

一、橫向發(fā)散，擴(kuò)展知識(shí)點(diǎn)

橫向發(fā)散是指在知識(shí)網(wǎng)絡(luò)中平行知識(shí)點(diǎn)之間的發(fā)散。通過(guò)這種發(fā)散，能弄清平行知識(shí)點(diǎn)之間的聯(lián)系，分辨相關(guān)概念和原理的適用條件。

復(fù)習(xí)時(shí)先引導(dǎo)學(xué)生理清SO2的性質(zhì)：毒性、水溶性、酸性氧化物、氧化性、還原性、漂白性，然后要求學(xué)生思考下列問(wèn)題：

1．中學(xué)化學(xué)中有哪些有毒的氣體？

2．比較相同條件下SO2、NH3、Cl2、HCl在水中溶解度的大小。

3．從性質(zhì)上看，氧化物有哪些類型？各類氧化物有哪些通性？

4．比較H2SO3、H3PO4、CH3COOH、H2CO3、H2S、HClO的酸性強(qiáng)弱。

5．元素的價(jià)態(tài)與其氧化性和還原性之間存在怎樣的關(guān)系？

6．中學(xué)化學(xué)中哪些物質(zhì)有漂白性？漂白的原理有什么不同？

以上問(wèn)題從SO2的性質(zhì)出發(fā)，橫向聯(lián)系到常見(jiàn)氣體的溶解度、氣體的毒性與大氣污染、氧化物的性質(zhì)與分類、常見(jiàn)酸的酸性強(qiáng)弱、元素的價(jià)態(tài)與其性質(zhì)的關(guān)系等基本知識(shí)點(diǎn)，比較了容易混淆的幾種物質(zhì)的漂白機(jī)理，牽一發(fā)而動(dòng)全身，引導(dǎo)學(xué)生由此及彼地聯(lián)想，通過(guò)小組間比賽式的問(wèn)答，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，也教會(huì)了學(xué)生復(fù)習(xí)的方法。

二、縱向發(fā)散，延伸知識(shí)線

縱向發(fā)散是指在知識(shí)網(wǎng)絡(luò)不同層次的知識(shí)點(diǎn)之間的發(fā)散。通過(guò)這種發(fā)散，能認(rèn)識(shí)不同層次知識(shí)點(diǎn)之間的聯(lián)系與發(fā)展。

SO2的化學(xué)性質(zhì)豐富，其中的重點(diǎn)和難點(diǎn)是其還原性。對(duì)于SO2的還原性，教材中只給出了SO2與O2的反應(yīng)，學(xué)生僅僅了解這一點(diǎn)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。復(fù)習(xí)中應(yīng)從分析該反應(yīng)的反應(yīng)原理入手，從兩個(gè)方面進(jìn)行發(fā)散。

1．從氧氣到其他氧化劑

SO2的還原性較強(qiáng)，除O2外，其他很多氧化劑都能與之反應(yīng)，以下反應(yīng)都很常見(jiàn)。

2．從SO2到其他含硫化合物

亞硫酸、亞硫酸鹽、亞硫酸氫鹽都具有較強(qiáng)還原性，能被氧氣等氧化劑氧化，所以這些物質(zhì)都很容易變質(zhì)。

上述問(wèn)題從SO2的還原性入手，由淺入深地縱向發(fā)散，讓學(xué)生深刻地領(lǐng)會(huì)到+4價(jià)的硫元素有較強(qiáng)的還原性，能與氧氣反應(yīng)，更能與比氧氣的氧化性強(qiáng)的物質(zhì)反應(yīng)，且反應(yīng)的結(jié)果都是+4價(jià)的硫元素被氧化為+6價(jià)。雖然上述反應(yīng)離子方程式的形式有所不同，但本質(zhì)都是體現(xiàn)了+4價(jià)硫元素的還原性，可謂“形散而神不散”。通過(guò)這種發(fā)散，能促使學(xué)生抓住本質(zhì)，對(duì)于知識(shí)的理解也更加深刻。

三、遷移發(fā)散，編結(jié)知識(shí)網(wǎng)

1．從價(jià)態(tài)上分析，此反應(yīng)有什么特點(diǎn)？

2．歸中反應(yīng)的本質(zhì)是什么？中學(xué)化學(xué)中學(xué)過(guò)哪些歸中反應(yīng)？

3．將H2S通入濃硫酸中，在不加熱和加熱時(shí)分別如何反應(yīng)？

4．實(shí)驗(yàn)室配制亞鐵鹽(如FeSO4)溶液時(shí)，為什么要向溶液中加入少量的鐵粉？

5．實(shí)驗(yàn)室常用濃鹽酸和氯酸鉀反應(yīng)(不需加熱)制氯氣，寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式。

6．工業(yè)上可將高濃度NOx氣體(含NO、NO2)通入Na2CO3溶液中以制備NaNO2，寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式。

( )

A．①③ B．③⑥

C．②④⑥ D．①②④⑤⑦

8．在一定的條件下，NO和NH3可以發(fā)生反應(yīng)生成無(wú)污染性的物質(zhì)。現(xiàn)有NO和NH3的混合物1 mol，充分反應(yīng)后所得的產(chǎn)物中，若經(jīng)還原得到的N2比經(jīng)氧化得到的N2多1.4 g。

(1)寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式并標(biāo)出電子轉(zhuǎn)移的方向和數(shù)目。

(2)若以上反應(yīng)進(jìn)行完全，試計(jì)算反應(yīng)混合物中NO和NH3的物質(zhì)的量可能是多少。

以上問(wèn)題從分析SO2和H2S的反應(yīng)特征著手，總結(jié)了常見(jiàn)歸中反應(yīng)的類型，將中學(xué)階段的歸中反應(yīng)盡收其中。在學(xué)生的思維高度發(fā)散時(shí)，又要求歸納歸中反應(yīng)的本質(zhì)特征，要求將歸中反應(yīng)的規(guī)律遷移到實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和化學(xué)計(jì)算中，培養(yǎng)了學(xué)生用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力；設(shè)計(jì)的問(wèn)題密切聯(lián)系生活和生產(chǎn)實(shí)際，讓學(xué)生感到化學(xué)知識(shí)就在自己身邊，增強(qiáng)了學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣。

四、比較發(fā)散，完善知識(shí)面

比較發(fā)散是指在知識(shí)網(wǎng)絡(luò)中相關(guān)聯(lián)的知識(shí)間進(jìn)行縱橫對(duì)比的發(fā)散。通過(guò)這種發(fā)散，能深刻理解知識(shí)的內(nèi)涵和外延。

SO2是酸性氧化物，從分子組成形式到化學(xué)性質(zhì)都與CO2有很多相似之處。為了防止CO2的知識(shí)對(duì)學(xué)習(xí)SO2的性質(zhì)造成負(fù)遷移，可設(shè)計(jì)如下問(wèn)題：

1．寫出少量的SO2通入苯酚鈉溶液的化學(xué)方程式。

2．如何除去CO2中少量的SO2？

3．將少量的SO2通入Ca(ClO)2溶液，寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式。

5．下圖是檢驗(yàn)?zāi)碂o(wú)色氣體A是SO2和CO2的混合氣體的裝置圖，請(qǐng)回答下列問(wèn)題。

(1)B中加入的試劑是_________________，作用是___________________。

(2)C中加入的試劑是___________________，作用是___________________。

(3)D中加入的試劑是___________________，作用是___________________。

(4)實(shí)驗(yàn)時(shí)，C中應(yīng)觀察到的現(xiàn)象是___________________。

五、綜合發(fā)散，培植知識(shí)樹(shù)

綜合發(fā)散是在知識(shí)網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行分析、歸納、運(yùn)用的發(fā)散。通過(guò)這種發(fā)散使知識(shí)系統(tǒng)化，克服思維定式，做到理論聯(lián)系實(shí)際。

化學(xué)復(fù)習(xí)應(yīng)密切聯(lián)系生產(chǎn)生活實(shí)際，強(qiáng)調(diào)知識(shí)的靈活運(yùn)用。為此可設(shè)計(jì)下列問(wèn)題：

1．什么是酸雨？酸雨產(chǎn)生的原因有哪些？采取哪些措施可以減少酸雨？

2．傳統(tǒng)的煤、石油作燃料，其主要缺點(diǎn)是什么？與傳統(tǒng)的煤、石油燃料相比，哪種物質(zhì)可作為新的能源？主要優(yōu)點(diǎn)又是什么？

3．收集一份雨水樣品，將每隔一定時(shí)間測(cè)定的雨水樣品的pH值記錄如下表：

測(cè)定時(shí)間/h01234…8雨水的pH值4.734.624.564.554.55…4.55

寫出酸雨開(kāi)始呈酸性的化學(xué)方程式。這種雨水的pH值逐漸減小,其原因何在?

4．SO2會(huì)對(duì)環(huán)境和人體健康帶來(lái)極大的危害，工業(yè)上采取下列方法減少SO2的排放。

方法2：用氨水除去SO2

5．中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)(GB2760-2011)規(guī)定葡萄酒中SO2最大使用量為0.25 g/L。某興趣小組用下圖所示裝置(夾持裝置略)收集某葡萄酒中SO2，并對(duì)含量堿性測(cè)定。

(1)儀器A的名稱是________，水通入A的進(jìn)口為_(kāi)_______。

(2)B中加入300.00 mL葡萄酒和適量鹽酸，加熱使SO2全部逸出并與C中H2O2完全反應(yīng)，其化學(xué)方程式為_(kāi)__________________。

(3)除去C中過(guò)量的H2O2，然后用0.090 0 mol·L-1NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行滴定。若滴定終點(diǎn)時(shí)溶液的pH=8.8，則選擇的指示劑為_(kāi)__________________；若用50 mL滴定管進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，當(dāng)?shù)味ü苤械囊好嬖凇?0”處，則管內(nèi)液體的體積________(填序號(hào)：①=10 mL，②=40 mL，③<10 mL，④>40 mL)

(4)滴定至終點(diǎn)時(shí)，消耗NaOH溶液25.00 mL，該葡萄酒中SO2含量為_(kāi)_______g/L。

(5)該測(cè)定結(jié)果比實(shí)際值偏高，分析原因并利用現(xiàn)有裝置提出改進(jìn)措施___________________。

上述問(wèn)題涉及SO2的污染、防治及其應(yīng)用，綜合了SO2的性質(zhì)、化學(xué)實(shí)驗(yàn)和化學(xué)計(jì)算等多方面的知識(shí)，強(qiáng)調(diào)化學(xué)知識(shí)的實(shí)際應(yīng)用，學(xué)生在解題過(guò)程中能體會(huì)到SO2的弊與利，學(xué)會(huì)辯證地分析問(wèn)題，體現(xiàn)了發(fā)散思維的流暢性、變通性和獨(dú)特性。