多元化解題思路提高高中化學解題效率

丁高芳

(江蘇省高郵市臨澤高中 225600)

化學與其他理工科課程相比，需要記憶的化學物質、性質、反應原理、定性定量分析內容較多，同時還要探索學習和解題思路，壓力較大.教師應當將常用的方法思路進行整合，結合典型題目進行點撥，提升解題效率.

1 合理運用守恒原則形成解題思路

1.1 方法的特征和運用要點

利用守恒的原則定律來解決高中化學中的相關題目，是常用的一種解題方式之一.該方法在運用過程中，有著較為合理詳細的程序步驟，通常要嚴格遵守，才能確保守恒法在對應的題目分析和解答中發(fā)揮出應有的作用.它的特征是可以更快地找到等量關系，便于列出計算式，幫助學生建立清晰的解題思路.在應用步驟上應當注意，首先是要明確題目中已知化學物質的化學反應和變化規(guī)律，其次是要做好物質在反應中的微觀粒子變動的數(shù)量關系的計算分析，最后結合對應的數(shù)量關系列出方程進行計算.

1.2 主要類型與依據(jù)

該方法中提到的守恒包含多種層次，主要有質量守恒、元素種類守恒、核外電子守恒和化合價守恒等，總依據(jù)仍然是在化學反應前后的總質量、總能量始終是一個常數(shù)且恒定，結合這個基本原則才衍生出來不同類的方法.

質量守恒定律即參加化學反應的各種物質的質量總和與反應后生成的各物質的質量總和相等.通常來說，以該定律作為基礎，可以在解題的時候用到以下的幾個等式：反應物的質量總和=生成物的質量總和、反應物減少的總質量=生成物增加的總質量、反應體系中固體質量的增加或者減少=氣體質量的減少或者增加.利用這些等式可以使題目得以更好地解決.如題“在2L硫酸銅和硫酸鐵的混合溶液中加入30g的鐵粉，最后得到2L 0.25 mol/L的硫酸亞鐵溶液以及26g的固體沉淀物，請計算原混合溶液中硫酸鐵和硫酸銅的物質的量的濃度.”在解決這道題目的時候，先將硫酸鐵和硫酸銅的物質的量設為X和Y，根據(jù)質量守恒定律可得出兩個等式關系，即反應前后鐵和銅的質量守恒和反應前后硫酸根離子的物質的量守恒.利用這兩個等式聯(lián)立求解，可將硫酸鐵和硫酸銅的物質的量算出來.

在化學反應的過程當中，在一定程度上可以認為是原子重新組合的過程，所以在反應的過程之中，某一種元素的原子在反應前后必須保持兩種守恒關系，即原子質量守恒和原子物質的量守恒，這個就是元素守恒關系.這種守恒關系在具體解題方法當中的運用如下，“向一定量的氧化鐵、鐵、四氧化三鐵的混合物中加入100mL 1 mol/L的鹽酸，恰好能夠使混合物完全溶解并且放出22.4mL(標準狀況)的氣體.在所得到的溶液當中加入KSCN溶液，沒有出現(xiàn)血紅色.如果用足量的一氧化碳在高溫下還原相同質量的混合物，所得到的鐵的質量是多少？”在這一題目當中，可以發(fā)現(xiàn)反應后的溶液只有氯化亞鐵的存在，所以根據(jù)元素守恒可以得出關于鐵元素的等式，進而就可以計算出鐵的質量.

教師在平時的授課過程中，應該鍛煉學生對于題目的提煉能力，使學生能夠準確地找到什么樣的題目，適合用什么樣的守恒法，進而幫助學生更加快速正確的解題.

2 “化合價” 方法的應用

2.1 利用化合價升降解決化學方程式配平難題

在高中化學當中，一些較為復雜的化學方程式的配平是廣大學生化學學習中的攔路虎.而引入了化合價的概念之后，可以進行試算配平.比如在簡單的氧氣和紅磷發(fā)生氧化反應時生成的五氧化二磷，氧原子和磷原子的化合價分別是-2和+5，那么他們的最小公倍數(shù)是10，就可以把化學方程式的系數(shù)進行確定，對化學方程式中的氧元素進行第一次配平，P+5O2→2P2O5, 而后再對磷元素進行配平，能獲取最終化學方程式.

2.2 氧化還原反應中的應用

以蘇教版化學教材中關于氧化還原反應中的相關化學方程式的配平為例.因為該反應總體的規(guī)律是還原劑轉移出去的電子數(shù)要與氧化劑獲得的電子數(shù)相等.在整體的化學方程式配平之前，先把氧化劑和還原劑的反應關系列出來，并對元素的化合價變化情況進行計算.這其中主要是利用了電子數(shù)量守恒的原則，實質上還是守恒法其中的一種，相對氧化和還原劑的反應進行分析配平，再整體配平化學方程式，這樣能夠幫助學生快速的找到關鍵點，從而提高解題的效率.

2.3 利用化合價確定原子序數(shù)，推導化學物質

在蘇教版化學教材中有一個重點內容就是對化學物質進行推斷分析.而原子序數(shù)是物質推斷的一種有效的方式.通過對元素周期表中的主族元素的化合價的相關的規(guī)律進行研究，通常主族元素的最高化合價的變化規(guī)律是最為主要的.教師可以指導學生在具體的題目分析中側重該項規(guī)律的使用.以某化合物XY4為例，在元素周期表中的一個頂端，有兩個元素X與Y可以形成化合物XY4,二者的原子序數(shù)分別是a和b，若要按照該化合物的化合價不可同時為奇數(shù)或者偶數(shù)，那么就能運用主族元素的化合價規(guī)律求解，最終確定具體的原子序數(shù)的值.以最常見的活潑金屬和酸發(fā)生的反應為例，金屬為單質，化合價在反應前為零，反應后作為還原劑，化合價本身要升高，氫氣量是金屬單質量與化合價的乘積的一半.

3 圖像繪制法

高中化學教學實踐當中，有些題目的已知條件較多，邏輯關系也較復雜，有些關鍵點設置的比較隱蔽，如果單純是通過列計算式和化學方程式，是難以找出其中的規(guī)律，這時就可以借鑒數(shù)學學習中的類似于“數(shù)形結合”的方法——作圖法來把難以直觀理解的問題轉換為更加形象具體的內容，讓學生可以一目了然地了解.該方法在物質推斷、化學實驗等題目中都有著較為重要的價值作用.

一是該方法可以使相關的題目進一步地化簡，讓較為枯燥的文字性表述轉換為可以直觀認知的圖像，對反應規(guī)律和流程就會更清晰，讓表現(xiàn)形式更多樣，同時也提升了學生的學習興趣.讓學生從枯燥乏味的文字性表述中跳躍出來，認識到化學的美妙性和奇妙感，更能調動他們的學習主動性.學生結合圖像對一些化學方程式的理解會更全面深入，破解一些復雜的化學問題，成就感和滿足感也會提升，學習的信心也會得以增強.畫圖這種方式與傳統(tǒng)的教師講解題目的過程有不同之處，使學生能夠發(fā)現(xiàn)教師授課的變化，進而使學生對課程產(chǎn)生一定的好奇心，在好奇心的推動下學生的注意力可以更集中于課堂之中，緊跟教師的思路，進而在教師的帶領下，不斷地學習和掌握畫圖這種解題方式，提升解題速度和正確率.

二是通過畫圖的練習，學生對整個的化學邏輯思維有了更深的掌握，畫圖的過程就是個人對題目再理解、知識再整合、方法再鞏固的過程.既可以省略化學計算程序，也可以幫助學生更容易發(fā)現(xiàn)解題中的漏洞，以此增強解題的準確性.因此，教師平時在授課過程中可以帶領學生多多進行畫圖練習，提升學生畫圖能力，幫助學生在以后的解題過程中，能夠更好地進行畫圖繪制，為學生的解題提供有力工具.

三是該方法是促進學生學以致用能力提升的有效途徑.學生在實際的操作中不斷的動手、動腦，在解決實際問題中不斷地積累經(jīng)驗和方法，還可以鍛煉和開拓學生的化解題思路，形成獨立思考，敢于嘗試，善于借助不同工具的思維意識和習慣.以蘇教版教材中關于金屬的回收應用內容的講解為例，有一個案例是鈦鐵礦和濃硫酸的反應，因為礦石是混合物，包含了多種金屬和其它物質，需要探討反應后得到了哪些副產(chǎn)品，因為種類多、解題復雜程度高，所以可以考慮作圖法來簡化過程.具體的作圖流程如圖1所示，通過畫圖，學生對于一些金屬物質的化學性質和具體的反應原理有了更加深入的理解和掌握.

圖1

4 運用逆向思維解題

與其他階段相比，高中所涉及的化學試題內容更加廣泛，解題方法也是多種多樣的，有些題目不僅僅能從所給的已知條件的思路去進行解決，還可以轉換角度從逆向進行思考.在新課改的背景之下，就是應該更加注重培養(yǎng)學生多方位思考問題的能力，在平時的講題過程中，不斷引導學生運用逆向思維去思考問題、解決問題.逆向思維其實就是以問題的設問作為出發(fā)點去對整個題目進行思考，逆向思維的解題方法能使題目更加直觀.

例如，“xg Cu能夠和yg的硝酸溶液恰好反應，如果x與y的比值是4/10.5，請計算被還原的硝酸的質量是多少？”銅和硝酸在反應的時候，因為硝酸所具有的濃度不同，所以還原的產(chǎn)物也是不一樣的，通常來說，學生在思考這一問題的時候的思路會在思考反應的銅與被還原的硝酸之間的量的關系上遇到問題，但是如果這個題在最初思考的時候就去以未被還原的硝酸的量為出發(fā)點，那么解題思路會更加清晰，解題速度會更快.

總之，因為高中化學題目的綜合性強，涉及面廣，只有學生具備了基礎的知識理論，掌握了多元化的解題方法和思路(包括了化合價應用、守恒法、作圖法等等)，才能對題目有更精準全面的把握.教師在教學過程中，做好思路引導和方法知道，以此增強解題成效.