要培养科学严谨的求学态度,尊重实验事实。中学的实验大多是验证性实验,每个实验都已有明确的实验结果。但同学们在实验操作时常常会遇到与课本叙述不相符的结果,这时切不可“文过饰非”,照抄课本有关内容,或是改凑有关实验数据,自欺欺人地填写不真实的实验结果;而应该实事求是,如实记录,并认真分析实验异常现象,追根索源,找出问题所在。科学上许多重大的发现,往往都是从异常的实验现象中获得的,同学们应该从小就养成尊重事实的习惯。
四、化学试题解题的思维方法
初中化学解题的一般思维方法有观察与比较、分析与综合、抽象与概括、判断与推理以及具体化等等。
1.观察与比较
观察是指研究者根据一定的研究目的、研究提纲或观察表象,用自己的感官和辅助工具去直接观察被研究的对象,从而获得知识的一种方法。
比较是人们在大脑中确定事物或现象之间相同点与不同点的思维过程,它可在同一事物或现象之间进行,也可以在不同类但是有某种关系与联系的事物或现象之间进行,它是为了解决诸如事物或现象之间的性质异同、数量多少、形式美丑、质量好坏、概念定位、定义差别、原理区分等问题时常用的方法。
2.抽象与概括
抽象是把同类事物或现象的本质属性抽取出来加以思考的思维过程。抽象在分析、比较的基础上进行,概括是把抽象出来的事物或现象的本质属性联系起来并推广到同类事物或现象中去的思维过程。概括是在抽象、综合的基础上进行的,它使人的认识由感性上升到理性,抽象与概括的结果,形成了概念、原理和理论。具体化则是把抽象、概括出来的概念、原理和理论运用到实际过程中的思维过程。它的作用在于帮助人们检验理论的真实性和可靠性。
3.分析与综合
分析与综合是最基本、最重要的思维方法之一。分析是指在思维中,把对象的整体分解为各个部分、方面、层次、因素,或把复杂的现象或事物分解为简单的要素,然后具体地考察研究它们在对象整体中各具有何种性质、各占何种地位、各起什么作用等等,从而了解这些部分、要素等各自具有的特殊本质,为了解思维对象的整体提供充实的根据。综合是与分析相对的一种思维方法,常常与分析同时起作用。综合是分析的继续,是在思维过程中,把思维对象被分析出来的各个部分、方面、层次、因素或其他要素,重新组合起来,作为一个统一整体加以考察研究的思维方法。
4.判断与推理
判断是对于事物有所肯定或否定的思维形式,它是由概念所组成的。判断作为一种思维形式对事物的评判可以是肯定的,也可以是否定的。判断的思维方法要求我们在学习的时候要注重对定义的推敲,从而深入理解概念或定律的内在涵义。如“催化剂”的定义:“在化学反应里能改变其他物质的化学反应速度,而本身的质量和化学性质在化学反应前后都没有改变的物质,叫催化剂”。其中,改变、前后、速度、质量、化学性质等关键词都要弄清楚,尤其是“改变”和“前后”两个词要特别注意,“改变”有加快与减慢双重含义,并不仅仅指“加快”。“前后”即“反应前”和“反应后”的缩写,它在定义中的本意是说催化剂的质量和化学性质,在反应前后是不变的,但并没有排除它在反应过程中发生变化。
推理是由一个或几个已知判断推出新判断的思维形式。推理的作用在于从已知的知识获取未知的知识,特别是可能得到仅靠感觉经验不可能获得的知识。推理有两种主要形式,即:归纳推理和演绎推理。归纳推理是指从个别事例或特殊性的前提推出一般性结论的方法。例如:“氢气和氧气反应生成水”、“钠和氯气反应生成氯化钠”、“木炭和氧气反应生成二氧化碳”。这些反应的反应物都不止一种,而生成物只有一种,可将这些反应归纳为化合反应,即“凡两种或两种以上的物质反应后生成一种物质的反应叫化合反应”。从一般性的结论前提推出个别现象,即将理论、原则应用于具体事例,就是演绎推理。例如:由锌、铁、镁等金属与稀硫酸或盐酸反应制氢气的反应归纳得“由一种单质和化合物反应生成另一种单质和化合物的反应叫做置换反应”,由此可知C+H2O=H2+CO和H2+CuOΔCu+H2O等即为置换反应。
由此可见,应用已有概念,进行判断和推理的学习活动,不论是归纳推理还是演绎推理,都是学习新知识的重要方法。
化学是一门以实验为基础的自然学科,通过对演示实验的观察、对比、归纳,一是要建立化学概念,了解物质的物理、化学性质;二是通过对有趣的、变化莫测的演示实验的观察,激发学习化学的兴趣和热情,通过对实验基本操作的练习,以动作思维来理解、掌握化学实验的技能和知识。在此基础上用观察、对比、归纳、操作的思维方式建立的知识点来解决初中化学中涉及到的学习问题和实验问题,这些思维方式在解题中是至关重要的。
例1下列变化属于物理变化的是()
A.冰溶化成水
B.碱式碳酸铜受热
C.二氧化碳使澄清石灰水变浑浊
D.铁矿石炼铁
分析:通过对B、C项演示实验的观察,它们都有新的物质生成,A、D选项根据常识,冰转化为水只是状态的改变,没有新物质产生,铁矿石转化为铁,有新的物质产生,观察、对比、归纳出物理变化、化学变化的显著区别是有无新物质生成。
答案:A.
例2在下列各反应中,属于化合反应的是,属于分解反应的是,属于氧化反应的是,既是化合反应又是氧化反应的是。
A.硫+氧气点燃二氧化硫
B.氯酸钾二氧化锰氯化钾+氧气
C.铜+氧气点燃氧化铜
D.氢气+氯气点燃氯化氢
E.碱式碳酸铜Δ氧化铜+二氧化碳+水
分析:通过对实验的观察,对概念的理解、比较、概括出化合反应是“多生一”,分解反应是“一生多”,强调的是物质的数量关系,氧化反应须有氧参加,包括物质中含有氧或有氧气。具体到该题时,可观察出B、E是“一生多”,A、C、D是“多生一”,但D没有氧参加反应。
答案:ACD、BE、AC、AC.
例38个P2O5分子中含有的氧原子数和多少个SO2分子中含有的氧原子数相等;8个SO2分子的质量与多少个氧分子的质量相等。
分析:原子、分子等微观粒子比较抽象,本题是在抽象思维的基础上,用数字具体化。同时,原子、分子的实际质量非常小,使用时不方便,我们用原子量或式量来表示原子、分子的相对质量,不仅方便,而且从量的角度体现了分子、原子的大小,使抽象的概念具体化。
观察化学式P2O5和SO2可知每个P2O5分子中含有5个氧原子,那么,8P2O5中含8×5=40(个)氧原子,又每个SO2分子中含有2个氧原子,则需402=20(个)SO2分子才与8个P2O5中氧原子数相等。
原子量表示原子的相对质量,分子的式量也可以表示分子的相对质量。由题意知8个SO2分子的相对质量为8×(32+16×2)=512,则x个O2的相对质量也为512,因此有如下关系式,xO2=512,x×16×2=512,x=16(个)
答案:需20个SO2分子与8个P2O5中氧原子数相等,需16个O2分子的质量才与8个SO2分子的质量相等。
运用分析与综合、抽象与概括,判断和推理等基本的思维方法可对有些化学问题一题多解,从而能拓宽解题思路,寻求解题规律、探索解题技巧,提高分析问题和解决问题的能力。
例4某元素R的+3价氧化物中R元素的质量分数为70%,试求R的相对原子质量(即原子量)。
分析一:由R的化合价可写出氧化物的化学式,再由化学式列出R元素的质量分数的表达式即可求解R的原子量。
方法与解一:依题意,可知该氧化物的化学式为R2O3
设R的相对原子质量(原子量)为x
R的原子量×2R2O3的式量×100%=70%
2x2x+16×3×100%=70%
解得:x=56
分析二:由R的化合价确定R的化学式,由化学式R的质量分数70%可确定O元素的质量分数,可先求出氧化物的式量,再根据R的质量分数列式求解得R的原子量。
方法与解二:依题意,可知该氧化物的化学式为R2O3
设R2O3的式量为x,R的原子量为y
O的原子量×3R2O3的式量×100%=1-70%
16×3x×100%=30%
解得:x=160
∵2y+16×3=160
解得:y=56
分析三:由R的化合价知氧化物的化学式,由化学式及两元素的质量分数列出两种元素的个数比的关系式求解得R的原子量。
方法与解三:依题意,可知该氧化物的化学式为R2O3
设R的原子量为x
70x∶3016=2∶3
x=16×70×330×2=56
分析四:由氧化物中R与O的原子个数及两种元素的质量分数列关系式求解得R的原子量。
方法与解四依题意,可知该氧化物的化学式为R2O3
设R的原子量为x
R的原子量×2O的原子量×3=7030
2x16×3=7030
x=16×3×702×30=56
分析五:根据化合物中氧元素化合价绝对值总和等于R元素化合价绝对值总和的原则列式计算。
方法与解五:设R的原子量为x
70x×3=3016×2
x=70×3×1630×2=56
答案:R的原子量为56
初中化学内容有许多基础知识容易混淆,有些概念之间既有区别又有联系,对易混淆的概念可用对比的方法找出它们的不同之处和相互联系。如饱和溶液与不饱和溶液、溶解度与溶液溶质质量分数两对有区别有联系又相互对立的概念的应用,就可用对比区别联系的思维方法,找出饱和溶液与不饱和溶液之间的区别,概念成立的条件以及相互间的联系——相互转化;对比出溶解度与溶液溶质质量分数概念的区别,涵义上的重大差异以及饱和溶液中溶解度与溶液溶质质量分数之间的换算关系。运用对比、区别、联系的方法进行思维训练,可达到准确掌握概念,突破难点,最终灵活运用概念解题的目的。
例5下列说法正确的是()
A.同一溶质的溶液,在一定温度下,饱和溶液比不饱和溶液浓度大
B.物质的溶解度随温度的升高而增大
C.任何物质的饱和溶液升高温度,都可以变为不饱和溶液
D.10℃时,50克水中最多能溶解40克NaNO3,在相同温度下,100克水中最多能溶解80克NaNO3,这说明随着溶剂量增加,溶质的溶解度也增大。
分析:用对比、区别、联系的方法掌握饱和溶液,不饱和溶液及两种溶液的相互转化方式,对这一相互对立又相互联系的两个概念的深刻理解,才会有解题的通畅思维。
选项A,是考查饱和溶液与不饱和溶液和浓稀溶液之间的关系。对于同一种溶质的溶液,在相同温度下,饱和溶液比不饱和溶液浓,A选项是对的;B选项考查对溶解度掌握的情况。一般情况下,物质溶解度随温度升高而升高,也有极少数物质溶解度随温度升高反而减少,如Ca(OH)2,故B选项忽略了特殊物质的溶解度情况;C选项是B选项知识点的延伸,即一般情况下,饱和溶液可以用升温的办法变为不饱和溶液,但Ca(OH)2升温反而会减小其溶解度,故C选项成立的前提是一般情况下,不能说任何物质;D选项再进一步考查学生对溶解度四要素中温度、溶剂的理解。在10℃时,50克水中最多溶解40克NaNO3和100克水中最多溶解80克NaNO3都在说明10℃时,NaNO3溶解度为80克,且当温度一定时,溶解度是一个定值。
答案:A.
在解答涉及物质化学性质的题目时,都应从观察到的实验现象、归纳出的性质规律入手,再采用演绎、推理的方法做出正确的解答。
例6下列反应的化学方程式正确的是()
A.4Fe+O2点燃2Fe2O3
B.2Fe+6HCI2FeCI3+3H2
C.Fe+H2SO4(稀)FeSO4+H2
D.2Fe+3CuSO4Fe(SO4)3+3Cu
分析:铁能与稀酸或铜盐溶液发生化学反应,这是通过观察实验而归纳出的铁的重要化学性质,但铁与稀酸能生成氢气的仅限于与硫酸和盐酸,发生的是置换反应,铁与铜盐溶液的反应也是置换反应,凡在置换反应中生成的铁的化合物中Fe均为+2价,所以选项中B、D是错的;观察铁与氧气的反应后,归纳出铁与氧气反应生成的是四氧化三铁而不是三氧化二铁,所以选项A也是错的;通过这样的多种思维推导出C是对的。
答案:C.
下篇如何从根本上提高初中生的学习成绩