發(fā)散思維與化學(xué)解題

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上發(fā)散思維與化學(xué)解題 江西省吉安縣二中 潘榮范 郵編：發(fā)散思維是對所要解決的一個新問題從多方面加以思考，并提出許多新假設(shè)和新答案的一種思維方式。這種思維的特點是思路可以從一點發(fā)散到四面八方，突破思維定勢的局限，重新組合已有知識經(jīng)驗，找出許多新的可能答案。這種開放性的思維沒有固定的方向和范圍，允許“標新立異”、“異想天開”，是一種打破舊框框、解放思想的創(chuàng)造思維方式。所以它具有敏捷性、變通性和獨創(chuàng)性。一、敏捷性：發(fā)散思維能在較短的時間內(nèi)較快地找出新的解決方法。例1： 已知某無色透明的溶液中含有的離子僅是NH4+、Cl等4種離子，請回答下列問題：該溶液所含的離子中除了上述兩種

2、外，還應(yīng)有兩種離子(填離子符號)。請你用離子濃度符號如c(NH4+)和“>”“=”等符號，將這4種離子的物質(zhì)的量濃度按從大到小的順序把它們大小之間關(guān)系的各種可能都表示出來(有多少種，填多少種)，并寫出相對應(yīng)的溶液中溶質(zhì)的化學(xué)式及溶液的酸堿性。解析：由于水的電離平衡的存在，在任何溶液中都含有H+和OH。這是一道發(fā)散型試題，此問很多學(xué)生寫不完整，有的是溶質(zhì)成分分析不全，有的是忽略了同溶質(zhì)時離子濃度大小關(guān)系的多種可能，這除了由于學(xué)生思維不嚴謹以外，還與學(xué)生選擇的解決問題的方法有關(guān)。要做到準確快速地寫出包含的所有可能關(guān)系，可假設(shè)下列過程：在室溫下向一定量的稀氨水中逐滴加入物質(zhì)的量濃度相同的稀鹽酸

3、，直至鹽酸過量。等濃度的鹽酸滴入一定量的稀氨水中，發(fā)生的離子反應(yīng)為NH3H2O+H+=NH4+H2O，但隨稀鹽酸的逐漸滴入，反應(yīng)液中離子濃度的大小順序有如下七種情況：稀鹽酸滴入量較少，溶質(zhì)為NH3H2O和生成的較少量的NH4Cl，此時顯然是NH3H2O的電離占優(yōu)勢，溶液顯堿性，離子濃度大小順序為c(NH4+)>c(OH)>c(Cl)>c(H+)。稀鹽酸滴入量增加少量，意味著c(Cl)的增大和c(OH)的減小，此時的離子濃度大小順序為：c(NH4+)>c(OH)=c(Cl)>c(H+)，溶質(zhì)仍為NH3H2O和NH4Cl，溶液顯堿性。在上述稀鹽酸滴入量的基礎(chǔ)上再少量增

4、加，c(Cl)再少量增大，c(OH)再少量減小，此時溶液中離子濃度大小順序為： c(NH4+)>c(Cl)>c(OH)>c(H+)，溶質(zhì)仍為NH3H2O和NH4Cl，溶液顯堿性。稀鹽酸滴入量的再適量增加，c(Cl)可與c(NH4+)相等，運用電荷守恒式，顯然c(H+)=c(OH)，溶質(zhì)仍為NH3H2O和NH4Cl，溶液此時顯中性，NH4Cl的水解和NH3H2O的電離程度相同。溶液中離子濃度為c(NH4+)=c(Cl)>c(OH)=c(H+)。隨著稀鹽酸滴入量的再少量增加，意味著c(Cl)和c(H+)的增加，故此時離子濃度為c(Cl)> c(NH4+)>c(H

5、+)>c(OH)，溶質(zhì)仍為NH3H2O和NH4Cl，溶液此時顯酸性，NH4Cl的水解占優(yōu)勢。這一時段稀鹽酸與氨水完全反應(yīng)，溶質(zhì)為NH4Cl，溶液顯酸性，離子濃度大小為c(Cl)> c(NH4+)>c(H+)>c(OH)。鹽酸的滴入量進一步增加，c(Cl)和c(H+)也增大，溶液中離子濃度為c(Cl)> c(H+)>c(NH4+)>c(OH)，鹽酸過量，溶質(zhì)變?yōu)镹H4Cl和HCl，溶液當(dāng)然顯酸性。二、變通性：發(fā)散思維可以從不同的方向和角度以及較多的渠道和較大的范圍去靈活地考慮問題，即一題多解、一題多變。例2：某未知溶液加入醋酸鈉晶體后，測得C(Na+)和

6、c(CH3COO)之比為11，對原來未知溶液的判斷不正確的是（ ）A可能溶液呈堿性 B可能溶液呈酸性 C可能是中性溶液 D原未知溶液中C(Na+)c(CH3COO)< 11 E上述情況均有可能分析：顯然，命題者意在考查CH3COONa的水解情況，作為CH3COONa本身溶于水中，由于CH3COO水解的作用，使C(Na+)c(CH3COO)> 11，因此，原溶液若顯堿性，例如KOH溶液、Ba(OH)2溶液等(不可能是NaOH溶液)則對CH3COO的水解產(chǎn)生抑制，因此A是可能的；另外D選項，原未知溶液中C(Na+)c(CH3COO)< 11，例如CH3COOK溶液、CH3COON

7、H4溶液，或者它們與CH3COONa的混合液，這種情況也是可能的；對于B選項溶液顯酸性，使CH3COO減少更多；C選項中性溶液，對CH3COO水解無抑制作用，似乎答案為B、C，故易錯選B、C。但仔細推敲一下，若B選項溶液為較濃醋酸溶液，則溶液中c(H+)較大，溶液酸性較強，若醋酸和醋酸鈉比例適合，可使加入醋酸鈉后的溶液呈中性，即c(H+)=c(OH)，根據(jù)電荷守恒，有C(Na+)=c(CH3COO)，對于C選項，若中性溶液為醋酸和醋酸鉀的混合液，當(dāng)加入適當(dāng)量的醋酸鈉后，也可使C(Na+)=c(CH3COO)，因此，答案為E。例3：平衡體系H2SO3H+HSO3，HSO3H+SO32中使溶液的p

8、H值增大時，c(SO32)將（ ）A.增大 B.減小 C.不變 D.可能增大也可能減小解析：使溶液的pH值增大的方法有：加水(或與H+、H2SO3、HSO3、SO32都不反應(yīng)的溶液)稀釋、加堿、加可溶性亞硫酸鹽或亞硫酸氫鹽。加水稀釋，c(H+)減小，c(SO32)也減??；加堿時，OH中和H+，使c(H+)減小，但c(SO32)卻增大；加可溶性亞硫酸鹽如Na2SO3時，由于c(SO32)增大，抑制上述電離，故c(H+)減小，但平衡后c(SO32)還是增大；加可溶性亞硫酸氫鹽如NaHSO3時，由于c(HSO3)增大，抑制上述電離，故c(H+)減小，但平衡后c(SO32)卻增大。三、獨創(chuàng)性：發(fā)散思維

9、可以找到突破傳統(tǒng)的獨特、新穎的解決方法。例4：A是一種含碳、氫、氧三種元素的有機化合物。已知：A中碳的質(zhì)量分數(shù)為44.1%，氫的質(zhì)量分數(shù)為8.82%；A只含有一種官能團，且每個碳原子上最多只連一個官能團：A能與乙酸發(fā)生酯化反應(yīng)，但不能在兩個相鄰碳原子上發(fā)生消去反應(yīng)。請?zhí)羁眨海?）A的分子式是 ，其結(jié)構(gòu)簡式是 。（2）寫出A與乙酸反應(yīng)的化學(xué)方程式： 。（3）寫出所有滿足下列3個條件的A的同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡式。屬直鏈化合物；與A具有相同的官能團；每個碳原子上最多只連一個官能團。這些同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡式是 。解析：按一般方法由求化合物A中C、H、O三原子的個數(shù)比難以劃簡而不好計算。此時若轉(zhuǎn)換思維角度，分析題給數(shù)據(jù)44.1%和8.82%，剛好符合整數(shù)比51，因此可先求出有機物A中碳、氫原子個數(shù)之比n(N)n(H)= 512，即該物質(zhì)的結(jié)構(gòu)簡式為(C5H12)xOy。因為此最簡式中氫原子已飽和，所以x只能為1，A的分子式為C5H12Oy。由此可得A的相對分子質(zhì)量為，A中的氧原子數(shù)為：，所以A的分子式為C5H12O4。答案：（1）C5H12O4 （2）C(C