农村高中活用哲理思维解决化学问题的学习指导

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  纵观近几年的高考化学试题,高考命题经历了由“知识立意”到“能力立意”再到“三维目标”的转变,突出对化学科学探究能力的考查。因此,要在高考中取得好成绩,必须在培养学生的观察能力、思维能力、分析能力和解决问题的能力上下工夫,注重对知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观的教育。尤其注重对理论的学习,因为理论是解决问题、分析问题、探究问题的指挥棒,化学理论学习的好坏直接影响化学成绩的高低,化学理论不但是中学化学重要的内容,更是高考考查的重点和难点。在高考试题上占有一定的地位,它内容丰富,理论性强,难度大,出错的可能性也随之增大。农村高中学生起点低,逻辑思维能力弱,往往不能准确理解严密的理论知识,我就新课程下农村高中运用哲理思维解决化学问题提出以下指导。
  一、运用相对论,加强化学的理论学习
  在原电池复习中,学生一直对电池两极的判断存在误区,把活泼的一极,作为负极!怎样才算活泼?学生把活泼性和金属活动性顺序表连接起来,排在前面就是相对活泼,我个人认为两极的活泼是相对于电解质而言,因为大多数非燃料原电池的反应实质是负极材料与电解质的反应,所以容易跟电解质溶液反应的电极为负极。比如,Al-Mg-NaOH电池,Al-Cu-浓HNO3电池 ,它的负极应该分别是Al和Cu 。
  在生成物的制取中,同样涉及相对论的运用,不但强酸可以制弱酸,弱酸也可以制弱酸,这里的强弱也是相对的。比如漂白粉的应用,它是碳酸制次氯酸,两者都是弱酸,只是碳酸酸性稍强罢了。
  在盐的水解方面,同样涉及相对论的应用,弱酸强碱盐呈碱性,这里强与弱也是相对的,比如(NH4)2CO3呈碱性,是因为酸碱完全反应中氨水电离出来的OH-浓度大于碳酸电离出来的H 浓度。
  二、运用重点论,解析化学抽象理论思维
  在常温下酸碱的稀释里,学生一直不知道为什么酸无限稀释不能变碱,碱无限稀释也不能变酸,其实我个人认为这是重点论解决的范围,比如盐酸pH值是4,当它稀释10000倍的时候,有人认为它的H 浓度是1×10-8mol/L。为什么它的pH值不是8呢?这是因为这里的H 来自两方面,一方面来自酸的电离,一方面来自水的电离,在稀释前期由于水电离的H 浓度太小,所以溶液pH值重点在于酸中的H 浓度,稀释后期由于酸中H 浓度小于1×10-7mol/L,溶液的H 浓度重点在于水的H 浓度,所以溶液的总H 浓度会大于1×10-7mol/L,pH值小于7。同理,碱的稀释也如此。
  在弱酸酸式盐的水溶液中,呈什么性,主要看电离占重点,还是水解占重点,如KHC2O4水溶液电离程度远远大于水解程度,所以溶液呈酸性。
  混合溶液中离子浓度的大小比较,要考虑电离因素和水解因素等,CH3COOH与CH3COONa的混合溶液呈酸性,说明CH3COOH的电离占重点,而CH3COONa的水解占次要,所以[CH3COOH]<[CH3COO-],[CH3COO-]>[Na ]>[H ]>[OH-]。
  三、利用优胜劣汰论,讨论化学较深理论
  【例1】 在500mI 4mol/L AgNO3和3mol/L CuCl2混合溶液中,用石墨作电极电解此溶液,当电路中通过3mol电子时,求得到的Ag、Cu的物质的量是多少?解此题中,涉及Ag 的还原能力与Cu2 的还原能力,还有H 的还原能力的比较,由于Ag 的得电子能力大于其他两者,根据优胜劣汰原则,在反应中,Ag 首先参加反应,其他两者都不反应,根据题意2mol的Ag 先反应,生成2 mol的Ag单质,得到2 mol电子,余下Cu2 参加反应,由于还有1 mol电子,所以只有0.5 mol Cu2 得电子,而Cu2 总共是1.5mol。所以没有全部反应,根据优胜劣汰, H 没有参加反应。
  【例2】 向FeBr2溶液中通入Cl2,在溶液中存在Fe2 、Br-,由于其还原性Fe2 >Br-,所以Cl2先氧化Fe2 ,当把Fe2 氧化完毕后,再氧化Br-。
  【例3】 溴水的萃取,它用四氯化碳作萃取剂,它的原理也是优胜劣汰论,这里Br2是溶质,它遇到两种溶剂, 由于Br2在CCl4的溶解度远远大于在H2O的溶解度,所以Br2会从H2O中转移到CCl4中。
  四、巧用系统平衡论,解决离子浓度大小比较
  1.电荷守恒规律 
  电解质溶液中,不论存在多少种离子,溶液总是呈电中性的,即阴离子所带负电荷总数一定等于阳离子所带正电荷总数。如NaHCO3溶液中c(Na ) c(H )=c(HCO-3) c(OH-) 2c(CO2-3)。
  2.物料守恒规律 
  电解质溶液中,由于某些离子能够水解或电离,离子种类增多,但某些关键性原子总是守恒的,如KHS中HS-能电离生产S2-,也能水解生产H2S,故S元素以HS-、S2-、H2S三种形式存在,他们之间有以下守恒关系c(K )= c(HS-) c(S2-) c(H2S)。
  3.质子守恒规律
  溶液中酸碱反应的结果,得质子的产物得到质子的物质的量应该与失去质子后的产物失去质子的物质的量相等,如Na2CO3溶液中的质子守恒关系为:
  c(H ) c(HCO-3) 2c(H2CO3)=c(OH-)。
  考题:(2007年江苏)下列溶液中各微粒的浓度大小关系不正确的是()。
  A.0.1mol/L HCOOH溶液中:c(HCOO-) c(OH-)=c(H )
  B.1L 0.1 mol/L CuSO4
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