解答元素推斷題的方法與技巧

張愛永

〔關鍵詞〕 元素;推斷題;解法;技巧

〔中圖分類號〕 G633.8〔文獻標識碼〕 C

〔文章編號〕 1004—0463(2009)10(A)—0052—02

元素推斷題在歷年高考中頻頻出現,且體現出很好的區分度和選拔功能。解答元素推斷題,不僅要求學生熟練掌握元素化合物基礎知識,還要求學生具有較強的自學能力、綜合分析能力、邏輯思維能力。因此,我們必須重視此類題目的解答。在教學過程中,筆者探索總結出以下三種解法。

一、直覺法

直覺,就是一種對問題直接的、有意識的、不經嚴密邏輯推理的思維。它可以跨越復雜的推理過程,直接得出結論。但由于目前的教學過分強調嚴密的邏輯推理過程,學生的思維存在某種定勢,只有當條理清晰、因果關系分明時才敢確認結果。因此,對于直覺這種非理性的、離散的思維形式常常感到無從下手。其實直覺是以對經驗的共鳴和理解為依據的,來自于厚實而清晰的知識積累和豐富而熟練的思維經驗。所以扭轉學生思維形式上的某種定勢,打破因有因果鏈,通過適當的方法訓練引發學生的直覺思維,是實現思維突破的重要途徑。

例1. A、B、C、D四種短周期元素,原子序數依次增大。A、D同族,B、C同周期。A、B組成的化合物甲為氣態,其中A、B的原子數之比為4∶1,由A、C組成的兩種化合物乙、丙都是液態,乙中A、C原子數之比為1∶1,丙中A、C原子數之比為2∶1,由D、C組成的兩種化合物丁和戊都是固體,丁中D、C原子數之比為1∶1,戊中D、C原子數之比為2∶1,寫出下列物質的分子式:

甲_________,乙_________,丙_________,丁_________,戊_________。

分析:此題若要依據元素化合物知識來進行推理判斷,確定各種物質,過程相當復雜,但根據原子個數比為4∶1的氣態化合物之題意,憑此直覺將甲假設為CH4,并以此假設在原題中驗證。若甲為CH4,則A為氫,B為碳,根據B、C同周期,結合A、C形成的化合物特點,可以判斷C為氧,則乙為H₂O₂,丙為H₂O。根據A、D同主族,結合D、C形成的化合物特點,可以推斷D為鈉,丁為Na₂O₂,戊為Na₂O。

由此例可見,豐富的知識積累是直覺產生的重要前提,但由于直覺產生的結論只是一種可能的猜測,因此,只有對結論進行嚴格的邏輯論證和檢驗,才能得出正確的答案。

二、論證法

邏輯論證是人們從不同的假設中獲取最合理答案的重要手段,也是培養學生智力發展,提高思維能力的重要途徑。

學生在運用元素化合物綜合知識解決實際問題時總感到無從下手,答題時缺乏嚴密性和完整性。實際上,對一些背景復雜的元素推斷題,只要從題中找出特殊性質及特殊現象,作為解題的突破口,進行全面分析,再列出一種或幾種假設,這時就可以運用論證法,將可能的假設一一代入原題,與題中條件進行驗證,若結論與原題條件相符,則為正確答案,反之,則否定。

例2. A、B兩種固體,都由甲、乙兩種元素組成。在A、B中,甲、乙兩種元素的原子個數比分別為1∶1和1∶2,高溫煅燒A、B時,產物都是C(固體)和D(氣體)。由D可制得E(酸)。E和另一種酸組成的混合液跟甲苯反應可生成三硝基甲苯。C與E的稀溶液反應得到溶液F,往F溶液中加入氫氧化鈉溶液,有紅褐色沉淀生成,該沉淀經灼燒后轉變成C。往F溶液中加入甲元素的單質得到溶液G。試根據以上信息填寫下列空白:

(1)A的化學式(分子式)是_________。

(2)B煅燒生成C和D的化學方程式是_________;甲元素的單質與F溶液反應的離子方程式是_________。

(3)往G溶液中加入NaOH溶液發生的現象是_________ 。

分析:紅褐色沉淀一定是氫氧化鐵,灼燒后轉變成的C一定是氧化鐵,由E和另一種酸組成的混合液跟甲苯反應可生成三硝基甲苯。可知此兩種酸一定是硫酸和硝酸,再由已知條件A、B兩種固體和甲、乙兩種元素的原子個數比分別為1∶1和1∶2,高溫煅燒A、B時,產物都是C(固體)和D(氣體)得出A是FeS,B是FeS₂。

由此例可見,在解題時,只要挖掘“題眼”,順藤摸瓜,便可一舉攻克。論證法是假設與結論的橋梁,是實現思維突破的關鍵,也是解答元素推斷題的重要方法。

三、位置圖示法

解答元素推斷題要求學生具有一定的抽象思維能力,而學生現有的實際思維水平與這一要求有著較明顯的差距,要縮短這一差距,教師不僅要在平時教學中培養學生的抽象思維能力,而且必須注意引導學生學會由形象思維向抽象思維的過渡。位置圖示法就是實現這一過渡的一種基本方法。所謂圖示法就是采用圖形或圖表對題目條件進行形象化的展示,直觀地揭示題目條件間的內在聯系和變化規律,使學生把握解題的關鍵。

例3. W、X、Y和Z都是周期表中前20號元素,已知:

①W的陽離子和Y的陰離子具有相同的核外電子排布,且能形成組成為WY的化合物;

②Y和Z屬同族元素,它們能形成兩種常見化合物;

③X和Z屬同一周期元素,它們能形成兩種氣態化合物;

④W和X能形成組成為WX₂的化合物;

⑤X和Y不在同一周期,它們能形成組成為XY2的化合物。

請回答:

(1)W元素是_________ ;Z元素是_________。

(2)化合物WY和WX₂的化學式分別是_________和_________。

(3)Y和Z形成的兩種常見化合物的分子式是_________和_________。

(4)寫出X和Z形成的一種氣態化合物跟WZ反應的化學方程式是_________。

分析:這類推斷題,題中條件滲透交叉,相互干擾,很難從抽象的描述中直接找到具體的元素,這時我們可以利用題中的暗示條件,逐漸縮小范圍,并充分考慮各元素的相互關系,用位置圖示法分析。首先根據W與Y的關系確定W與Y在周期表中的相對位置,其次由Y與Z 的位置和性質確定其為硫和氧,再根據X和Z的位置和性質得出,它們是碳和氧,最后根據其他已知條件可得出結論,則X為碳,Y為硫,Z為氧,W為鈣。

通過以上圖示分析,發現原來錯綜復雜的條件變得清晰明朗,原來的抽象推理過程轉化為形象分析過程,從而大大簡化思維過程,降低了題目的難度。

綜上所述,解答元素推斷題,應注意發揮思維的潛在功能,靈活運用平時積累的元素及化合物知識,并充分考慮各元素的相互關系,認真分析題意,找準“題眼”, 化繁為簡,化難為易。