在化學(xué)教學(xué)過程中,常常要進行例題講評。在對例題進行分析和解答后,應(yīng)注意發(fā)揮例題以點帶面的功能,有意識地在原例題的基礎(chǔ)上進一步引申和拓展,挖掘問題的內(nèi)涵與外延,編擬新情境下的問題進行探討。這樣,學(xué)生就能從不同角度去理解同一題目所涉及的知識,從而提高運用知識解決實際問題的能力。
變換與拓寬例題的形式多種多樣,現(xiàn)舉例說明,并與大家一起探究。
例一:500克三氧化二鐵中含鐵 克, 克三氧化二鐵中含鐵700克。
分析:此題是有關(guān)化學(xué)計算的一道基本題,根據(jù)關(guān)系式FeO~2Fe,將已知量、待求量帶入即可求得,即300克和1000克,但如將已知量、待求量稍作變換,就會使題目變得具有迷惑性。
1.500克含三氧化二鐵90%的鐵礦石中含鐵 克, 含三氧化二鐵為90%的鐵礦石可煉得含雜質(zhì)為2%的生鐵200克。
2.500克某赤鐵礦石,經(jīng)冶煉后得到含雜質(zhì)為2%的生鐵310克,則此鐵礦石的純度為 ;500克含三氧化二鐵90%的赤鐵礦石,經(jīng)冶煉得320克生鐵,則生鐵的純度為 。
3.已知某赤鐵礦石中鐵元素的百分含量為65%,則此鐵礦石中三氧化二鐵的百分含量為 ;已知某三氧化二鐵樣品的純度為90%,則此樣品中鐵元素的百分含量為 。
以上各題是把物質(zhì)與元素之間量的互算和純度計算結(jié)合起來命題的,初看不好下手,但只要運用:“純凈物=不純物×純度”,以上問題就會迎刃而解。這類題目的命題策略是將“物質(zhì)量×純度”和“元素量×純度”四個量中任意給出三個量,就可求得另外一個量。而解題關(guān)鍵只需將“物質(zhì)量×純度”和“元素量×純度”代入關(guān)系式即可求得結(jié)果。
當然,以上各題是將關(guān)系式中的含量160和112當做定量,而把物質(zhì)和元素的量當做變量來命題的。如果我們反過來把物質(zhì)和元素的量當做已知量,而把關(guān)系式中的量當做待求量來命題,就仍然屬基本題型的變換,只是思維方式要發(fā)生較大的變化。
4.500克某鐵的氧化物中含鐵350克,則此鐵的氧化物的化學(xué)式為 。
分析:求化學(xué)式題的關(guān)鍵是設(shè)出化學(xué)式,再依題意進行有關(guān)計算,此題可設(shè)化學(xué)式為FeO,得關(guān)系式FeO~xFe,將已知量代入,即可求得X、Y的值,確定此氧化物的化學(xué)式為FeO。
5.某金屬R的氧化物的化學(xué)式為RO,10.2克RO中含金屬R45.4克,且知R的原子核內(nèi)有14個中子,則R的相對原子質(zhì)量為 ,R元素的名稱是 。
分析:此題只要設(shè)出相對原子質(zhì)量為x就可依關(guān)系式RO~2R求的x=27,再根據(jù)相對原子質(zhì)量=質(zhì)子數(shù)+中子數(shù),求得質(zhì)子數(shù)為27,元素的名稱就是鋁。
以上訓(xùn)練可使學(xué)生從本質(zhì)上把握質(zhì)量與元素量之間的互算的命題和解題的基本方法,有利于培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散思維能力。同時,教師還應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生進行變換物質(zhì)、變換變量、變數(shù)字為字母等形式的變式計算,以培養(yǎng)學(xué)生的應(yīng)變能力和抽象思維能力。
例二:將含有CO、CO、H、N、HO(g)的混合氣體依次通過灼熱的氧化銅、澄清的石灰水、濃硫酸,最后剩余的氣體是 。
分析:此題為實驗中的一個小題型,重在考查物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì),也是對學(xué)生思維的邏輯性和嚴密性的一個檢驗。將混合氣體通過灼熱的氧化銅時,反應(yīng)掉CO和H,則剩余的氣體是CO、N和HO(g),這里容易被忽視的是:此時混合氣體中的CO和HO(g),已不完全是原混合氣體中的CO和HO(g),而是包括CO和H與氧化銅反應(yīng)生成的CO和HO(g),再通過澄清的石灰水時,吸收掉二氧化碳,再通過濃硫酸時吸收掉水蒸氣,則最后剩余的就是N。
此題可變式為:如果我們將上題中的灼熱的氧化銅和澄清的石灰水變換一個位置,那么最后剩余的氣體是什么呢?
分析:混合氣體先通過澄清的石灰水,則CO被吸收,再通過灼熱的氧化銅時,CO和H又被反應(yīng)掉,但同時又生成了CO和HO(g),這時混合氣體就變成了CO、N和HO(g),最后通過濃硫酸時吸收了水蒸氣,那剩下的就是CO和N。
還可變式為:如我們將混合氣體的成分改為空氣(主要成分N、O稀有氣體、CO、HO(g))而不通過物質(zhì)的順序,那結(jié)果又如何呢?
分析:空氣先通過灼熱的氧化銅時無物質(zhì)參加反應(yīng),再通過澄清的石灰水時吸收掉CO,經(jīng)過濃硫酸時又除去HO(g),這樣最后剩下的就是N、O和稀有氣體。
很顯然,如果把氣體通過的物質(zhì)也改一下,那么同樣會得出新的結(jié)果。
例三:若室溫時將pH=3的醋酸溶液與pH=13的NaOH溶液等體積混合,恰好完全反應(yīng),則此時醋酸的電離度為 。
分析:醋酸和NaOH屬一元酸、堿,等體積混合恰好完全中和時溶液的物質(zhì)的量濃度相等。NaOH是強堿,pH=13的NaOH溶液其物質(zhì)的量濃度為0.1mol/L。
pH=3的醋酸溶液中[H]=10mol/L,因為醋酸是弱酸,其溶液中[H]=Ca
∴此時醋酸的電離度a=([H]/C)×100%=(10/0.1)×100%=1%
該題綜合考查了電離度、溶液pH值、酸堿中和反應(yīng)等知識,可加以延伸,作如下演變。
1.室溫時,將電離度為1%的醋酸溶液與pH=13的NaOH溶液等體積混合,恰好完全反應(yīng),則此時醋酸溶液的pH值為 。
該題變換原題的條件和結(jié)論,可以考查學(xué)生逆向思維能力,學(xué)生只要掌握了解原題所涉及的知識內(nèi)容,就不難求得正確結(jié)果。(正確答案:pH=3)
2.若室溫時將pH=a的醋酸溶液與pH=b的NaOH溶液等體積混合,恰好完全反應(yīng),則醋酸的電離度可表示為 。
該題將原題的條件字母化,加大了難度。學(xué)生不僅要掌握好解原題所具有的知識,還要有熟練的字母運算能力,才能依據(jù)題意正確求解。
(正確答案:a=10%)
3.若室溫時將pH=a的氨水與pH=b的鹽酸等體積混合,恰好完全反應(yīng),則氨水的電離度可表示為 。
該題將原題中的條件改變,將弱酸、強堿換成強酸、弱堿,求弱堿的電離度。pH值是代表[H],而求弱堿的電離度須知[OH],學(xué)生必須明確溶液中和[OH]的換算關(guān)系,才能運用解原題的知識求解。(正確答案:a=10%)
教師在引導(dǎo)學(xué)生做多角度變換的同時,更要巧妙地激發(fā)學(xué)生主動地、自覺地進行基本題型的變式設(shè)計,使學(xué)生由被動學(xué)習(xí)豐富變?yōu)橹鲃犹剿?,有利于調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性、自主性、創(chuàng)造性,有利于學(xué)生從題型結(jié)構(gòu)上發(fā)現(xiàn)命題規(guī)律,把握命題人的意圖,從而盡快理清解題思路;同時,學(xué)生在做變式設(shè)計時,必須先對各知識點及知識點的相互聯(lián)系有較透徹的理解,這在客觀上也促進了學(xué)生對基礎(chǔ)知識的鞏固。