极端思维,让化学学习有效“中和”
2016-06-15顾春霞
顾春霞
高中化学是一种强调思想方法的学科,化学题目可以用多种常见的思想方法进行概括.其中,极端思维就是一种有用的思想方法.极端思维是将研究对象和反应过程作为一种设想的极端状态,从极致状态来看待反应中的可能状态的一种估算性的解题策略.本文从判定混合物质的成分、定量分析化学反应过量情况、判定平行反应的程度的角度进行极端思维的剖析,从实践的角度提供简捷高效的解题方案和巧妙的思维过程.
一、利用极端思维,判定混合物质的成分
在化学实验过程中,常常会因为反应物质添加的过量或不足,导致反应物中可能会存在不完全是所期望的反应物的情况.对此,需要对反应所得混合物进行物质成分的分析鉴定.在解答化学习题时,可以尝试采用极端思维进行理想情况下的物质组成分析,这种方法可以简化学生的思维量,提高解决问题的效率.这种解题方法是有一定的实际意义的,对于指导化学生产、确定反应比例等有着重要的作用.
例如,在实验室的K2CO3提取物中含有Na2CO3、KNO3和Ba(NO3)2三种物质中的一到两种.现将6.9g提取物溶解在于足量水里,发现溶液是澄清的.如果继续加入足量BaCl2溶液,可得4.5g沉淀.下面对提取物中所含物质的判断,正确的是( ).
A.肯定有KNO3和Na2CO3,没有Ba(NO3)2
B.肯定有KNO3,可能有Na2CO3,没有Ba(NO3)2
C.肯定没有Na2CO3和Ba(NO3)2,可能有KNO3
D.无法判断
解析:由题目中反应所得澄清溶液可知,样品中不含Ba(NO3)2.对物质量的关系可以用“极值法”进行分析:设提取物都是K2CO3,则加入足量BaCl2溶液沉淀的质量为5g;若6.9g全部都是Na2CO3,那么加入足量BaCl2溶液得到沉淀的质量为6.5g.显然,如果只含有Na2CO3一种杂质的话,产生杂质的质量将会大于5g;如果只含有KNO3,由于KNO3与BaCl2不会反应,沉淀的质量将会小于5g,可能等于4.5g.因此,样品中肯定有KNO3,可能有Na2CO3,没有Ba(NO3)2.答案为B.
由解答的过程可以发现,对于含有混合物的某物质而言,确定其中的物质成分的关键在于找到其中比较特殊的物质或离子所能发生的反应规律.通过极端思维对物质进行直观的分析,得到物质在纯净物的情况下所产生的产物,进而得到分析结果.
二、利用极端思维,定量分析化学反应过量情况
除了对于化学反应的定性分析,还常常需要对化学反应进行定量分析.定量分析是一种较为严格的判定物质反应情况的一种方法.常见的是由于气体挥发或者水的蒸发而带来的反应之后质量减少的情况,也有的是因为反应之后生成了沉淀物质而造成的液体质量减少的情况,也有可能是生成的沉淀之中含有多种成分,需要进行再反应进行消除的情况.无论是哪种情况,都需要对物质进行准确的判断,也就是定量分析.
对于需要定量分析的情况,首要要确定在反应物为单一物质的情况下,得出极端的反应结果,从而跟已知进行比较,得到解题的思路.通过列出化学方程式中的数量关系、比例系数、质量差等已知条件进行定量判别.化学学习应当是以思想方法为主的,极端思维的应用,可以将关系明朗化,从而得到准确的结果.
三、利用极端思维,判定平行反应的程度
化学平衡是高中化学中重要的教学内容,也是学生在学习过程中感到压力很大的一个模块,掌握这个模块的方法有很多种,最重要的一种就是运用极端思维处理问题的方法.平衡在于任何时候反应都不可能朝左边或右边进行完全,总是处于反应物与生成物动态共存的状态中,然而在做题中,常常要对反应的进行情况进行判定,这时运用极值的方法对反应进行分析可以收到较好的效果.
运用极端思维对于化学平衡进行分析主要从以下两个方面着手:反应物中较少的一种完全反应变成生成物或者生成物中较少的一种完全转化成反应物.从这两个角度进行把握,能够使学生掌握化学平衡的精髓.
总之,对于化学学习来讲,重要的是要掌握其中的解题的思想方法,这是区别于其他学科的一个重要特点.极端思维,可以有效地帮助学生从繁杂的已知条件中摆脱出来,跳出不定量的困扰,站在一个新的高度对待化学学习,有效“中和”学习路上的难题.