數學思想在化學教學中的應用

◎席四化

一、滲透數形結合思想，培養學生思維的嚴密性

在化學教學中，數據與圖形的結合有利于學生對化學知識的深入理解。從心理學的角度看，是視覺與抽象的結合，感知與思維的結合，能拓寬學生視野，深化學生思維，培養學生的嚴謹態度。

例．向100ml1mol／L的AlCl3溶液中加入200mL某未知濃度的NaOH溶液，結果產生了39g沉淀。則所加NaOH溶液的濃度可能是（ ）

A．0．75mol／L B．1mol／L C．1．25mol／L D．1．75mol／L

解析：AlCl3與NaOH發生的反應為：

AlCl3＋3NaOH＝Al（OH）3↓ ＋3NaOH；

Al（OH）3＋NaOH＝NaAlO2＋2H2O

以NaOH物質的量為橫坐標，以沉淀的質量為縱坐標可得下圖（圖1）。

從圖1可以看出，沉淀質量是39g，答案應為2種。題目中AlCl3是100ml1mol／L即0．1 mol，0．1 mol AlCl3與 NaOH反應最多能產生 0．1 mol即7．8g Al（OH）3沉淀。結合反應方程式，從圖2可以得出 a1＝0．15mol；a2＝0．35mol。答案應選A和D。這種數據和圖形結合的方法可以使思維更清晰、更深刻。在化學教學中，數形結合的思想除了可以進行計算，也可用于概念理解、過程分析，如化學平衡圖像、滴定曲線、溶解度曲線等等，高考中都會有這一思想的體現。

二、滲透類比思想，培養學生思維的開闊性

類比思維是一種非常重要的思維形式，它是把更廣泛的、相似的相關事物聯系起來。能使學生更加靈活運用知識，從而增加聯想的跨度，擴大學生的思維延伸。而不會只孤立地看待某個問題。

例．已知Fe3O4可以寫成FeO·Fe2O3，若看成一種鹽時，又可以寫成Fe〔FeO2〕2。根據化合價規律和這種書寫方法，若Pb3O4用上述氧化物的形式表示，可以寫成_______，看成鹽時又可寫成_______。Fe3O4和Pb3O4分別在一定條件下與濃鹽酸反應時，高價鉛能把鹽酸氧化而放出氯氣，而高價的鐵卻不能，試寫出Fe3O4和Pb3O4分別與鹽酸反應的方程式________，______。

解析：處理該題時首先要注意Fe3O4和Pb3O4的相似性、特殊性和相關性。結合Fe3O4的書寫方法和化合價的規律，可以把Pb3O4類比Fe3O4。因為Fe3O4中有一個＋2價的鐵原子和兩個＋3價的鐵原子，而Pb3O4中有兩個＋2價的鉛原子和一個＋4價的鉛原子。通過以上分析可以得到：Pb3O4用氧化物的形式表示應為2PbO·PbO2，看成鹽的話可寫成Pb2〔PbO4〕。Fe3O4和Pb3O4與鹽酸反應的化學方程式分別為：

Fe3O4＋8HCl＝FeCl2＋2FeCl3＋4H2O；

Pb3O4＋8HCl＝3PbCl2＋Cl2↑ ＋4H2O。

三、滲透化歸思想，培養學生思想的深刻性

化歸思想是課堂教學中一種最基本的思維策略，它在課堂教學中的作用為：化難為易、避繁從簡、化生為熟、轉暗為明。能培養學生思維的深刻性，提高他們分析問題、解決問題的能力。

例．在相同的條件下（T＝600K），有體積相同的甲、乙兩容器，甲容器中充入1 mol SO2和1 mol O2，乙容器中充入2 mol SO2和2 mol O2，對于以上所述下列說法錯誤的是（ ）

A．平衡后SO2的體積分數：甲＜乙

B．平衡后O2的濃度：甲＜乙

C．平衡后SO2的轉化率：甲＜乙

D．兩容器中化學反應速率：甲＜乙

解析：可以把乙容器中的反應等效為與甲容器中情況相同的反應，不防設最初乙容器的體積是甲容器體積的2倍。反應達到平衡后，兩容器中的平衡狀態相同。然后再將乙容器的體積減少為原來一半，此時乙容器中的壓強增大，反應2SO2（氣）＋O2（氣）?2SO2（氣）向正反應方向移動，所以答案應選A。

總之，在化學教學中運用數學知識和方法，滲透數學思想，可以幫助學生加深理解，提高他們解決實際問題的能力。因此，加強學科之間的交叉和滲透，特別是在其它學科中滲透數學思想，可以有效的開發學生智力，培養學生的科學態度，訓練學生的科學方法，從而提高學生的綜合應用能力。

參考文獻：

［1］李娟．數學思想在化學教學中的應用［C］／／中國教育學術論壇．2006．

［2］馬學梅．數學思想方法在化學教學中的應用［J］．中學生數理化：教與學，2007（12）．