整体分析法在中学化学教学中的运用初探

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  摘 要:化学是一门比较深奥的学科,虽然伴随着教学改革的不断进行,很多学科的教育教学方法都在不断创新,但是很多的化学问题却还是难以得到根本的解决,针对化学问题展开化学教学方法探究是当前困扰中学化教学的难题之一。而整体分析法作为综合的逻辑思维方法,可以在解决化学问题的过程中,让问题思路更清晰,更容易解决。在中学化学教学当中,通过合理地应用整体分析法进行化学教学,可以帮助学生清晰解题思路,培养学生的探索思维,帮助学生深入挖掘教材中的探索性问题,十分值得在中学化学教学中实施与运用。
  关键词:整体分析法;化学教学方法;探索思维
  面对化学教学过程中出现的诸多难题,教师需要采用不同的方法进行针对性的解决。一个合理的教学方法可以使问题的解决过程变得更加简单清晰。教学方法的设计环节更是教学中的重要内容。教师在课堂上需要灵活应用讲授技巧以及课上的互动教学,然而,互动教学需要根据教学内容制定,伴随着教学活动的不断革新,教学内容也在不断变化,教师需要采用相应的教学方法进行配合。本文主要针对整体分析法在解决化学问题过程中的应用进行研究。
  一、 整体分析法在氧化还原问题上的应用
  关于氧化还原问题最主要的规律那便是守恒性,根据氧化还原的守恒性可知,应用整体分析法可以更好地解决氧化还原问题。大多数的氧化还原问题与连续反应有关。在连续反应过程中物质完成了一次循环,因为电子的得失而达到了动态的守恒。将化学变化看做一个整体,对整体分析电子的转移,可以将问题简单化。
  例题:在浓硝酸中加入0.64 g Cu,产生混合气体体积为0.009 mol(含NO、NO2和N2O4),且反应消耗0.032 mol浓硝酸。产生的气体和空气混合,氮氧化物被NaOH吸收,生成了NaNO2和H2O。计算大气中反应掉的O2在标况下的体积为多少毫升?
  由上述的题目大意可知,NxOy在HNO3得到的电子数与NaNO3产生时NxOy失去的电子数相等。因此也由此可以得知,Cu失电子数与O2得电子数相等。即:2Cu~O2,n(Cu)=0.01mol,n(O2)=0.005 mol,体积V=112 ml。
  整体分析法在氧化还原问题中的应用如上,针对硝酸与氮氧化物之间的电子转移进行整体分析,把握住Cu失电子数和HNO3得电子数相等这一重点。将问题综合考虑后可以避免题目中的其他因素干扰思考。
  二、 整体分析法与离子反应问题
  在化学教学当中,离子反应的问题当中,经常考验离子方程式的正误。所以,在判断离子方程式正误的过程中,需要考虑电荷守恒问题。很多学生在判断离子方程式的正误时过度关注离子共存问题,而忽略的电荷守恒问题。同时氧化还原问题也是判断离子方程式正误的关键。
  三、 整体分析法在盐类水解问题中的应用
  一个水解过程涉及很多反应,所以,这个时候就需要依靠整体分析法对盐类水解问题进行整体的思考。盐类水解问题中会考察离子反应的问题,涉及电荷守恒,物料守恒与质子守恒问题。整体分析法要求我们对于盐类水解问题的主体进行整体性的分析,忽略掉问题过程中阻碍我们思考的部分。
  四、 整体分析法在求混合气体平均分子量过程中的应用
  例题:当丁烷裂解为乙烯、乙烷、甲烷时所产生的气体平均分子量为多少?
  对这道例题展开思考时,我们需要从整体进行分析,1.0 mol丁烷分解后得到了1.0 mol的混合气体,计算可知是58 g的质量。两次裂解过程均为1.0 mol气体生成2.0 mol气体的反应。无论裂解过程如何进行,1.0 mol的丁烷定生成2.0 mol的混合气体,由此可知平均分子量为58的12,是29。
  五、 整体分析法在多步骤反应问题中的应用
  在多步反应问题中,关乎整体的质量守恒,即问题过程涉及多步反应。多步反应指的是在问题的始末过程中有多个反应参与。如A XB Y,C YD Z。如果题目中只关乎Z与A的关系,就需要我们对多步反应的整体进行分析,忽略掉其他过程。
  例题:将14 g Fe粉与10 g S粉进行混合,真空加热。将加热后的固体与足量HCl混合,生成的气体体积是多少克?
  根据题意可知,铁在反应过程中过量。第一步计算得到剩余铁的量,与反应生成的FeS的量。列出反应式,找到H2和H2S的质量,最后得到气体总量。
  由整体分析法可知,该反应过程中有多少步反应并不重要,关键的是对于反应物(Fe、S、HCL)的分析,反应的最后有哪些反应物(FeCl2、H2S、H2)。列出守恒式,设终态产生的气体质量为x克,可以得到14 10 14/56*2*36.5=14/56*127 x,得到x=10.5(g)。
  六、 整体分析法在电化学中的应用
  电化学问题的主要问题还是氧化还原问题与水解问题和电解问题的综合应用。该种题型涉及的知识内容比较广泛。主要的解题方法可以分为三种类型:由电子守恒法进行计算,由总方程式进行计算,由关系式进行计算等方法。整体分析方法的应用贯穿问题的始终。
  七、 结论
  整體分析方法在化学教学中有广泛的应用,可以帮助学生在分析题目的过程中理清思路,提高学习效率,帮助扩散其思维。整体分析法作为逻辑思维方法的一种,需要在平时的教学中对学生加以培养,学生需要多做题,多思考,熟练应用整体分析法。利用整体分析法帮助教学可以使学生所学知识更加结构化、策略化、整体化,在解决问题的过程中帮助学生利用发散性思维创新解题步骤。
  参考文献:
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  作者简介:童瑞风,江苏省扬州市,扬州市邗江区方巷镇中心中学。
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