用“一题多解”培养学生化学逻辑思维

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  高中化学与初中化学比较,难度加深,理解性题型所占比重大幅度增加,教师教学的教法就应发生相应的转变。培养学生的理科思维,对于高中化学的学习具有重要的作用。一题多解,就是一道题从不同途径进行分析,最终解出答案,拓宽学生思路。逻辑思维方法有多种,教师应随教学进度的推进,逐一进行演绎与传授。笔者以以下两例,谈谈一题多解的妙处。
  例1 欲配制1mol/L溶液250ml,需质量分数为98%,密度为1.84g/ml的浓H2SO4的体积的计算式_________。
  针对该问题,建立一题多解模型,至少可采用三种方法求解,如下:
  法一:公式法。根据《人教版普通高中课程标准实验教科书》必修一第17页介绍的关于浓溶液配制稀溶液时的计算公式:C(浓溶液)·V(浓溶液)=C(稀溶液)·V(稀溶液),即稀释前后溶液中溶质的物质的量不变。建立关系式,设浓H2SO4的体积为xL即稀释前的溶质的物质的量可表示为:,稀释后的物质的量可表示为:250mL×10-3×1mol/L。两式计算结果相等,即可解出答案。
  法二:守恒法。根据《人教版九年级化学教材》下册第44页,稀释前后溶质质量守恒。建立等式即:xL×103×1.84g/ml×98%=250mL×10-3×1mol/L×98g/mol,即可解出答案。
  法三:逆向思维法。从结论出发,顺藤摸瓜,逐渐找出所需的解答的问题,详细解析如下:V(浓硫酸)=,而分母ρ(浓硫酸)为已知,找出分子m(浓硫酸)即可。m(浓硫酸)=,而ω为已知,即只需找出m(溶质)即可,根据稀释定律,溶质质量不会发生变化,即再由等式m(溶质)=250mL×10-3×1mol/L×98g/mol,即可解出m(溶质)的值,再将计算结果逐一带入前式,即能推导出正确答案。
  例2 200mL 0.8mol/L H2SO4溶液(ρ=1.08g/cm3)和100mL 98%浓硫酸(ρ=1.84g/cm3)混合,所得H2SO4稀溶液的密度为1.2g/cm3,则混合后稀H2SO4的物质的量浓度?
  培养学生的逻辑思维方法,就必须教会学生分析问题,找到解决问题的途径比如何解决问题更为重要,具体解析如下:
  法一:逆向思维法。根据《人教版普通高中课程标准实验教科书》必修一第15页介绍的关于物质的量浓度计算公式,可得:C=,不难发现,分子分母均为未知量。顺藤摸瓜,溶质的物质的量为混合前两种溶质的物质的量的总和,即n=200mL×10-3×0.8mol/L (100mL×1.84g/cm3×98%)÷98g/mol,即可算出n的值。而混合后溶液的体积V(aq)=m(aq)÷ρ(aq),而ρ(aq)为已知量,从而只需找出混合后溶液的质量m(aq)即可,得出m(aq)= 200mL×1.08g/cm3 100mL×1.84g/cm3。再将计算结果带入V(aq)=m(aq)÷ρ(aq)即可计算出溶液的体积V(aq),再将计算结果带入C=,即可得出C的值。
  法二:公式法与逆推法结合。根据推导公式C=,能够看出,ρ与M均为已知量,解决该题的关键处在于找出ω。递推发现,根据公式ω=×100%,从而找出解决办法,建立等式,即m(溶质)=200mL×10-3×0.8mol/L×98g/mol 100mL×1.84g/cm3×98%,而m(溶液)= 200mL×1.08g/cm3 100mL×1.84g/cm3,从而解出溶质质量分数ω,将ω的值带入公式C=,即可得出答案。
  初学物质的量浓度的计算,学生解答此类问题的难点在于思路混乱,不知从何下手。教师建立一题多解途径的意义在于:梳理学生的思路,建立多元化解题途径,从而运用多种方法解答出问题的答案。总而言之,教师在教学中应注意,在某些化学问题上进行细化引导,就能训练学生的思辨能力,打开学生思路,从而让学生自己选择最佳方法,解出最佳答案,从而培养学生的化学逻辑思维。
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