基于“化歸”思想的高中化學(xué)審題能力訓(xùn)練例析

沈 雪

(江蘇省沭陽高級中學(xué) 223600)

審題是正確解題的關(guān)鍵和前提，歷年高考實(shí)踐證明，在考試中因?qū)忣}不當(dāng)而導(dǎo)致十分的學(xué)生屢見不鮮.化學(xué)學(xué)科以“理科中的文科”著稱，其知識點(diǎn)冗繁，且題目中含有大量的信息，學(xué)生只有剔除其中的多余信息，弄清楚問題的本質(zhì)，才能尋找到問題解決的正確思路.利用高中生數(shù)學(xué)學(xué)科中已有的“化歸”思想方法進(jìn)行有效遷移，可以達(dá)到“化繁為簡、化難為易”的目的，有利于突破學(xué)生的審題障礙.

一、巧用“化歸”思想，促使復(fù)雜問題簡單化

復(fù)雜問題簡單是化學(xué)問題分析中最普遍的一種思想方法.而“簡單化”正是化歸思想的首要原則，將一個難以直接解決的復(fù)雜問題，通過深入觀察與研究，轉(zhuǎn)化為簡單的問題迅速進(jìn)行求解.在高中化學(xué)審題過程中，如果有了回歸思想，就能更深層次的揭示知識的內(nèi)在聯(lián)系，幫助學(xué)生發(fā)現(xiàn)真實(shí)的問題，從中提煉出有用的信息，為順利解題做好鋪墊.

例1已知在乙酸、丙酸和甲醛的混合物中，氧元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為48%，求碳元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù).

分析由于混合物中的三種物質(zhì)：乙酸(C2H4O2)、丙酸(C3H6O2)和甲醛(CH2O)都含有C、H、O三種元素，但已知條件中只給出了氧元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為48%，那么要想求得碳元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，就必須求氫元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，如何進(jìn)行計算呢？很多學(xué)生在分析到這一步時就戛然而止了，好像缺少條件無法計算.但此時，若能巧用的運(yùn)用“化歸”思想，解題障礙就能得到快速攻破了.可以將三種物質(zhì)的化學(xué)式進(jìn)行巧妙的轉(zhuǎn)化可得到：C2H4O2→(CH2)2·O2；C3H6O2→(CH2)3·O2；CH2O→CH2·O，通過觀察，發(fā)現(xiàn)這三種物質(zhì)的化學(xué)式可用一個通式來表示：(CH2)m·On,所以這樣三種物質(zhì)的混合物就可以看作是氧元素和(CH2)原子團(tuán)的組合，氧元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為48%，可得：(CH2)原子團(tuán)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為52%，然后根據(jù)原子團(tuán)中C和H元素的比例，C的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為44.75%，此時，題目就能得到順利求解.

二、巧用“化歸”思想，促使未知問題已知化

化歸思想是數(shù)學(xué)思想的重要組成部分，是幫助學(xué)生從未知領(lǐng)域向已知領(lǐng)域轉(zhuǎn)化的重要手段，便于學(xué)生從中找到知識之間的本質(zhì)聯(lián)系，從而尋找到有效解決新問題的一種方法.任何新知，都是經(jīng)過舊知的不斷轉(zhuǎn)化和發(fā)展而形成.化學(xué)解題中審題過程中，巧妙利用“化歸”，可以實(shí)現(xiàn)化學(xué)知識從某一形式向另一種形式轉(zhuǎn)變，從而將陌生、未知的問題轉(zhuǎn)化為熟悉的、已知的問題，讓學(xué)生利用已有知識和方法進(jìn)行求解，促使其提高解題效率.

分析這是一道有關(guān)化學(xué)平衡反應(yīng)的題目.很多學(xué)生在遇到這類題目時，往往會感到比較茫然，甚至無從下手.通過審題，可以發(fā)現(xiàn)由于形成百分含量對應(yīng)相等的化學(xué)平衡狀態(tài)時三種物質(zhì)起始狀態(tài)之間應(yīng)該滿足的條件的是未知的，所以無法直接通過列化學(xué)方程式進(jìn)行求解.

“萬變不離其宗.”只有抓住了其中的化學(xué)本質(zhì)，學(xué)生也就找到了解題思路.此時，采用“化歸”思想，將這種未知的關(guān)系變成已知關(guān)系，解題就變得簡單了.經(jīng)過認(rèn)真審題，由于在反應(yīng)前，氣體分子數(shù)是不相等的，要讓同一反應(yīng)兩個平衡動態(tài)下的混合物氣體百分含量彼此對應(yīng)相等，該反應(yīng)又是可逆反應(yīng)，所以，就必須在平衡狀態(tài)下氣體的濃度也對應(yīng)相等.由于兩個密閉容器的體積相等，這樣，在平衡狀態(tài)下混合物氣體的物質(zhì)的量是對應(yīng)相等.根據(jù)物質(zhì)量的守恒定律，2mol SO2、1mol O2中的S、O元素的物質(zhì)的量，必定與amol、bmol、cmol的SO2、O2和SO3中的S、O元素的物質(zhì)的量相等，這樣通過層層分析和轉(zhuǎn)化，就將一個未知的化學(xué)平衡關(guān)系，轉(zhuǎn)化為題目中已知元素物質(zhì)的量的關(guān)系，此時學(xué)生根據(jù)手燈定律，就能輕易的列出a,b,c的關(guān)系，根據(jù)題意，列出兩個方程式，由硫元素相等，可得：a+c=2(1)；由氧元素相等，可得：2a+2b+3c=6(2),將式(1)代入式(2) 可得：2b+c=2.從上述過程可以清晰地看到一個“未知問題”是如何被逐步化歸為“已知問題”的，在從條件到結(jié)論、從未知到已知的轉(zhuǎn)化過程中，“聯(lián)想”發(fā)揮了極大的作用.

三、巧用“化歸”思想，促使抽象問題具體化

相比于初中化學(xué)，高中化學(xué)不再局限于簡單的方程式分析，而需要從復(fù)雜的數(shù)量關(guān)系中抓住化學(xué)的本質(zhì)，才能順利的解題.在審題過程中，借助數(shù)形結(jié)合思想，根據(jù)題目中的“數(shù)”和“形”的關(guān)系，將“數(shù)”的問題轉(zhuǎn)化為“形”進(jìn)行觀察或?qū)ⅰ靶巍鞭D(zhuǎn)化“數(shù)”進(jìn)行思考，能夠幫助學(xué)生輕松的挖掘出題目中的化學(xué)原理，將抽象的知識直觀化、具體化.以形解數(shù)、以數(shù)賦形的轉(zhuǎn)化思想常常用于解決化學(xué)問題，使得題目解答更加便捷.

例3將一定濃度的NaOH溶液滴入1L HCl酸化的AlCl3溶液，當(dāng)加入amL時，AlCl3溶液出現(xiàn)沉淀，當(dāng)加入bmL和cmL(c>b>a)出現(xiàn)沉淀一樣多，當(dāng)加入多少毫升NaOH溶液時能出現(xiàn)最大量沉淀？

分析對于這道習(xí)題，常規(guī)的解法是寫出化學(xué)方程式后，根據(jù)物質(zhì)量的濃度來計算最大量沉淀.由于題目中給出的條件數(shù)據(jù)是參數(shù)，比較抽象化.在教學(xué)實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)大部分學(xué)生對此類問題求解存在困難.如果運(yùn)用數(shù)學(xué)中“化歸”的思想，將題目中“數(shù)”的關(guān)系，轉(zhuǎn)化為“形”進(jìn)行觀察，則可簡便求解.因此，在審題時，在理清題中的數(shù)量關(guān)系后，引導(dǎo)學(xué)生畫出沉淀質(zhì)量與加入NaOH溶液體積之間的關(guān)系圖，如圖1所示.

圖1

其中，A點(diǎn)表示加入amL NaOH溶液剛出現(xiàn)沉淀，M點(diǎn)和N點(diǎn)分別表示加入bmL和cmL NaOH溶液時對應(yīng)的沉淀量.此時，OA=a,OD=b,OF=c.要求出現(xiàn)沉淀質(zhì)量最大時NaOH溶液的用量，C點(diǎn)對應(yīng)的橫坐標(biāo)，即OE.根據(jù)數(shù)學(xué)中的平面幾何關(guān)系，DF=MN=c-b.

總之，學(xué)科間的相互滲透是當(dāng)代課程教學(xué)的主流趨勢，化歸思想作為數(shù)學(xué)中的一種重要思想方法，在化學(xué)審題中的有效運(yùn)用，可使學(xué)生觸類旁通，從而達(dá)到化繁為簡、化生為熟、化難為易、化隱為顯的目的，使得題目求解難度降低，這對于提高學(xué)生解題效率具有重要意義.