例題的變換與拓寬

在化學(xué)教學(xué)過程中，常常要進(jìn)行例題講評。在對例題進(jìn)行分析和解答后，應(yīng)注意發(fā)揮例題以點(diǎn)帶面的功能，有意識地在原例題的基礎(chǔ)上進(jìn)一步引申和拓展，挖掘問題的內(nèi)涵與外延，編擬新情境下的問題進(jìn)行探討。這樣，學(xué)生就能從不同角度去理解同一題目所涉及的知識，從而提高運(yùn)用知識解決實(shí)際問題的能力。

變換與拓寬例題的形式多種多樣，現(xiàn)舉例說明，并與大家一起探究。

例一：500克三氧化二鐵中含鐵 克， 克三氧化二鐵中含鐵700克。

分析：此題是有關(guān)化學(xué)計(jì)算的一道基本題，根據(jù)關(guān)系式FeO～2Fe，將已知量、待求量帶入即可求得，即300克和1000克，但如將已知量、待求量稍作變換，就會(huì)使題目變得具有迷惑性。

1.500克含三氧化二鐵90%的鐵礦石中含鐵 克， 含三氧化二鐵為90%的鐵礦石可煉得含雜質(zhì)為2%的生鐵200克。

2.500克某赤鐵礦石，經(jīng)冶煉后得到含雜質(zhì)為2%的生鐵310克，則此鐵礦石的純度為 ；500克含三氧化二鐵90%的赤鐵礦石，經(jīng)冶煉得320克生鐵，則生鐵的純度為 。

3.已知某赤鐵礦石中鐵元素的百分含量為65%，則此鐵礦石中三氧化二鐵的百分含量為 ；已知某三氧化二鐵樣品的純度為90%，則此樣品中鐵元素的百分含量為 。

以上各題是把物質(zhì)與元素之間量的互算和純度計(jì)算結(jié)合起來命題的，初看不好下手，但只要運(yùn)用：“純凈物=不純物×純度”，以上問題就會(huì)迎刃而解。這類題目的命題策略是將“物質(zhì)量×純度”和“元素量×純度”四個(gè)量中任意給出三個(gè)量，就可求得另外一個(gè)量。而解題關(guān)鍵只需將“物質(zhì)量×純度”和“元素量×純度”代入關(guān)系式即可求得結(jié)果。

當(dāng)然，以上各題是將關(guān)系式中的含量160和112當(dāng)做定量，而把物質(zhì)和元素的量當(dāng)做變量來命題的。如果我們反過來把物質(zhì)和元素的量當(dāng)做已知量，而把關(guān)系式中的量當(dāng)做待求量來命題，就仍然屬基本題型的變換，只是思維方式要發(fā)生較大的變化。

4.500克某鐵的氧化物中含鐵350克，則此鐵的氧化物的化學(xué)式為 。

分析：求化學(xué)式題的關(guān)鍵是設(shè)出化學(xué)式，再依題意進(jìn)行有關(guān)計(jì)算，此題可設(shè)化學(xué)式為FeO，得關(guān)系式FeO～xFe，將已知量代入，即可求得X、Y的值，確定此氧化物的化學(xué)式為FeO。

5.某金屬R的氧化物的化學(xué)式為RO，10.2克RO中含金屬R45.4克，且知R的原子核內(nèi)有14個(gè)中子，則R的相對原子質(zhì)量為 ，R元素的名稱是 。

分析：此題只要設(shè)出相對原子質(zhì)量為x就可依關(guān)系式RO～2R求的x=27，再根據(jù)相對原子質(zhì)量=質(zhì)子數(shù)+中子數(shù)，求得質(zhì)子數(shù)為27，元素的名稱就是鋁。

以上訓(xùn)練可使學(xué)生從本質(zhì)上把握質(zhì)量與元素量之間的互算的命題和解題的基本方法，有利于培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散思維能力。同時(shí)，教師還應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行變換物質(zhì)、變換變量、變數(shù)字為字母等形式的變式計(jì)算，以培養(yǎng)學(xué)生的應(yīng)變能力和抽象思維能力。

例二：將含有CO、CO、H、N、HO（g）的混合氣體依次通過灼熱的氧化銅、澄清的石灰水、濃硫酸，最后剩余的氣體是 。

分析：此題為實(shí)驗(yàn)中的一個(gè)小題型，重在考查物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)，也是對學(xué)生思維的邏輯性和嚴(yán)密性的一個(gè)檢驗(yàn)。將混合氣體通過灼熱的氧化銅時(shí)，反應(yīng)掉CO和H，則剩余的氣體是CO、N和HO（g），這里容易被忽視的是：此時(shí)混合氣體中的CO和HO（g），已不完全是原混合氣體中的CO和HO（g），而是包括CO和H與氧化銅反應(yīng)生成的CO和HO（g），再通過澄清的石灰水時(shí)，吸收掉二氧化碳，再通過濃硫酸時(shí)吸收掉水蒸氣，則最后剩余的就是N。

此題可變式為：如果我們將上題中的灼熱的氧化銅和澄清的石灰水變換一個(gè)位置，那么最后剩余的氣體是什么呢？

分析：混合氣體先通過澄清的石灰水，則CO被吸收，再通過灼熱的氧化銅時(shí)，CO和H又被反應(yīng)掉，但同時(shí)又生成了CO和HO（g），這時(shí)混合氣體就變成了CO、N和HO（g），最后通過濃硫酸時(shí)吸收了水蒸氣，那剩下的就是CO和N。

還可變式為：如我們將混合氣體的成分改為空氣（主要成分N、O稀有氣體、CO、HO（g））而不通過物質(zhì)的順序，那結(jié)果又如何呢？

分析：空氣先通過灼熱的氧化銅時(shí)無物質(zhì)參加反應(yīng)，再通過澄清的石灰水時(shí)吸收掉CO，經(jīng)過濃硫酸時(shí)又除去HO（g），這樣最后剩下的就是N、O和稀有氣體。

很顯然，如果把氣體通過的物質(zhì)也改一下，那么同樣會(huì)得出新的結(jié)果。

例三：若室溫時(shí)將pH=3的醋酸溶液與pH=13的NaOH溶液等體積混合，恰好完全反應(yīng)，則此時(shí)醋酸的電離度為 。

分析：醋酸和NaOH屬一元酸、堿，等體積混合恰好完全中和時(shí)溶液的物質(zhì)的量濃度相等。NaOH是強(qiáng)堿，pH=13的NaOH溶液其物質(zhì)的量濃度為0.1mol/L。

pH=3的醋酸溶液中[H]=10mol/L，因?yàn)榇姿崾侨跛?，其溶液中[H]=Ca

∴此時(shí)醋酸的電離度a=（[H]/C）×100%=（10/0.1）×100%=1%

該題綜合考查了電離度、溶液pH值、酸堿中和反應(yīng)等知識，可加以延伸，作如下演變。

1.室溫時(shí)，將電離度為1%的醋酸溶液與pH=13的NaOH溶液等體積混合，恰好完全反應(yīng)，則此時(shí)醋酸溶液的pH值為 。

該題變換原題的條件和結(jié)論，可以考查學(xué)生逆向思維能力，學(xué)生只要掌握了解原題所涉及的知識內(nèi)容，就不難求得正確結(jié)果。（正確答案：pH=3）

2.若室溫時(shí)將pH=a的醋酸溶液與pH=b的NaOH溶液等體積混合，恰好完全反應(yīng)，則醋酸的電離度可表示為 。

該題將原題的條件字母化，加大了難度。學(xué)生不僅要掌握好解原題所具有的知識，還要有熟練的字母運(yùn)算能力，才能依據(jù)題意正確求解。

（正確答案：a=10%）

3.若室溫時(shí)將pH=a的氨水與pH=b的鹽酸等體積混合，恰好完全反應(yīng)，則氨水的電離度可表示為 。

該題將原題中的條件改變，將弱酸、強(qiáng)堿換成強(qiáng)酸、弱堿，求弱堿的電離度。pH值是代表[H]，而求弱堿的電離度須知[OH]，學(xué)生必須明確溶液中和[OH]的換算關(guān)系，才能運(yùn)用解原題的知識求解。（正確答案：a=10%）

教師在引導(dǎo)學(xué)生做多角度變換的同時(shí)，更要巧妙地激發(fā)學(xué)生主動(dòng)地、自覺地進(jìn)行基本題型的變式設(shè)計(jì)，使學(xué)生由被動(dòng)學(xué)習(xí)豐富變?yōu)橹鲃?dòng)探索，有利于調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性、自主性、創(chuàng)造性，有利于學(xué)生從題型結(jié)構(gòu)上發(fā)現(xiàn)命題規(guī)律，把握命題人的意圖，從而盡快理清解題思路；同時(shí)，學(xué)生在做變式設(shè)計(jì)時(shí)，必須先對各知識點(diǎn)及知識點(diǎn)的相互聯(lián)系有較透徹的理解，這在客觀上也促進(jìn)了學(xué)生對基礎(chǔ)知識的鞏固。