重视假设方法 关注推理思维

2019-08-01 12:02喻俊
理科考试研究·高中 2019年5期
关键词:化学方程式

摘要:本文结合案例呈现了假设法在解决“气体一溶液一沉淀”类题目、化学反应顺序和“可能”反应中的具体实践,为教师教学和学生学习提供方法参考,提高教学质量和学习效率.

关键词:化学推理;假设推理;推理思维;化学方程式;反应顺序

假设法是科学探究中的重要思想方法,大量应用于数学、物理、化学研究中,也是解决学习问题的一种思维方法.“假设法”是当某一可变因素的存在形式限定在有限种可能时,假设该因素处于某种情况,并以此为条件进行结果推理的一种方法.推理是从已知的判断推出新判断的思维形式.当遇到一些含有“因果”、“条件结果”关系题目,可以试图将有限的条件、过程和结果进行假设、列举,然后再结合已经掌握的知识和题目信息加以分析、推导,能有效简化我们的思维过程,降低长期知识记忆负担,而且还能降低解题难度[1].下文结合实例分析假设推理在解决不同类型题目中的应用.

1 假设推理让“反应现象”有律可依

例1将少量SO2通入下列溶液中,不会产生白色沉淀的是( )

A.Ca(OH)2溶液

B.BaCl2溶液

C.Ba( N03)2溶液

D.NaAIO2溶液

解析假设S02通入Ca( OH)2溶液中产生沉淀,化学方程式为:S02+Ca( OH)2=CaS03↓+2H20,产物CaS03难溶于水,故A错误;假设SO2通入BaC12溶液中产生沉淀,化学方程式为:SO2+BaCl2+H2O=BaS03↓+2HCl,产物BaS03会溶解在盐酸中,假设不成立,故B正确;假设S02通入Ba(N03)2溶液中产生沉淀,化学方程式为:S02+Ba(N03)2+H20一BaS03↓+2HN03,由于产物BaS03有还原性,HN03有氧化性,BaS03会被氧化为BaS04,C错误;假设S0:通入NaAlO2溶液中產生沉淀,化学方程式为:S02+2NaAlO2+3H20=2Al(OH)3↓+Na2S03,由于Al(OH)3只能溶于强酸或强碱溶液中,故沉淀不会溶解,D错误.

从上述解析可以看出,运用假设法将同一气体与不同溶液产生沉淀的方程式书写出来后,需要运用类比推理等不同的推理方法对方程式进行证实或证伪,为了解决类似问题,现将推理角度、相关化学反应原理及常见气体与溶液组合列于下表1:

将气体通入溶液中是否产生沉淀只有两种可能,要么产生沉淀,要么不产生.对于不同类型的气体和溶液体系,当运用假设法写出方程式后,在进行证实或证伪时用到的推理方法是有差异的,可能是单一的推理方法,也可能同时运用多种方法.根据上表思路,如:C02通入到BaCl2溶液中是否产生沉淀?首先根据BaCl2与CaCl2元素组成相似的特点,假设产生沉淀,可类比写出反应的化学方程式:C02+BaC12+H20=BaC03↓+2HCl,那么该反应是否符合化学反应原理呢?显然,碳酸盐(CaC03 BaC03)溶于盐酸,这意味着假设不成立.即将C02通入到BaCl2溶液中不会产生沉淀.

2 假设推理让“反应顺序”有法可循

例2 向HCl酸化的AIC13溶液中逐滴滴入NaOH溶液,下图正确的是( )

解析本题需要学生将文字信息转化为化学图像信息,抓住图像中的起点,拐点和变化趋势,开始时,NaOH与HCI发生反应,没有沉淀生成;NaOH溶液与AICl3溶液发生反应时,全部生成沉淀与沉淀全部溶解所需NaOH溶液的体积比为3:1,故正确选项为D.

在离子反应中,通常会遇到加入一种离子(A)可能会与溶液中的两种离子(B、C)甚至多种离子反应的情况,这时就会涉及到反应顺序的问题,即A+B或A+C哪个优先.这意味着,结果只有两种情况,同样可以利用假设法进行推理.以本题为例,向含大量A13+、H+的溶液中加入OH -,那么哪个离子先反应呢?

如表2所示,假设OH-先与Al3+反应,其反应产物Al(OH)3又与H+不能共存,这意味着假设不成立,即0H一应该先与H+反应,这就是中学阶段所谓“酸碱中和优先”规律.同理,可以得出部分常见阳离子与0H一反应的顺序:H+>Rn+(Rn+为金属离子,如Al3+/Fe3+/Mg2+)>NH4.除此之外,微粒发生氧化还原反应的顺序也可以运用上述方法得到.通过巧用假设推理,可以引导学生学会比较化学反应顺序的方法和程序,即使一时忘了反应顺序,也可以在较短的时间内准确地推导出来.

3 假设推理让“反应可能”有理可证

例3有一无色溶液,可能含K+、Al3+、H+、Br一、HSO3、SO4一、NO3,且离子浓度相同,对溶液进行实验结果是:

①测得溶液的pH=1;②往上述溶液中加入氯水,溶液变橙黄色;③继续加入Ba(OH):溶液,出现白色沉淀,对上述溶液描述正确的是( )

化学反应千变万化,头绪纷繁,如果仅靠生搬硬套去书写,势必脱离实际,谬误百出.针对这些问题,教师可以在教学中根据化学反应的客观规律,对某一类型的反应现象或产物进行假设推理,有助于引导学生从多个角度对其进行思考,这样才能更快获得正确的答案.

参考文献:

[1]喻俊.“假设法”在化学解题中的应用[Jl.新课程(下),2018 (09):71.

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