巧用逆向思維解化學題例題詳解
逆向思維是逆著習慣的、常規的思維方向進行的思維活動,屬于創造性思維。許多情況下將問題倒過來想一想,在思維過程中‘反其道而行’.能使人得到許多通常思路所得不到的思維成果。少年司馬光破缸救同伴的故事,就是巧用逆向思維的典型例子。下面本人就談談在化學解題過程中巧用逆向思維。
一、用逆向思維巧判斷
逆向思維是培養學生善于從問題的正面思考再到它的反面或對立面的一種思維方式,它可以幫助我們對概念的理解判斷。
例如,在學完化合價后,往往會遇到這樣的的概念判斷:
一種元素在一種化合物里顯一種化合價。( )
「解析」這時只要反過來思考一下:有沒有一種元素在一種化合物里顯幾種化合價呢?比如想到在硝酸銨中氮元素分別顯-3價和+5價,我們就很容易做出正確的判斷,這句話是錯的。
這種逆向思維的方法在其它基本概念的學習也經常用到。如對下列說法正誤做出判斷:
(1)若兩種化合物反應生成另外兩種化合物的化學反應一定是復分解反應。( )
只要從逆向思維的角度,找出實例2NaOH+CO2==Na2CO3+H2O,也是化合物與化合物反應生成另外兩種化合物的反應,但在反應過程中沒有交換成分,即可做出判斷。
(2)具有相同質子數的微粒一定是同種元素。( )
只要能舉出同時具有相同質子數的微粒不是同一種元素來反駁這個命題即可。如具有10個質子數的微粒有H2O 、NH3 、Na等,它們就不是同一種元素。
二、用逆向思維巧選擇
化學中有一部分題要根據所給的條件通過逆向思維來發現解題關鍵,確定解題方案。善于利用逆向思維去解題,不僅解題速度快,而且方法好。
例如:鋅粉、鐵粉、鎂粉的混合物4 g與一定質量25%的稀H2SO4 恰好完全反應,蒸發水分后,得固體物質100 g,則生成的氫氣質量為( )?
A、2 g B、3 g C、4 g D、5 g?
「解析」本題如果采用正向思維將鋅、鐵、鎂的質量分別設未知數進行分析、計算,則過程非常復雜,頭緒也較多。而采用逆向思維按以下思路分析:反應前后各元素的質量不變,由題意可知:鋅、鐵、鎂三種金屬全部參加反應,分別生成了硫酸鋅、硫酸鐵、硫酸鎂,則蒸發水分后所得100 g固體物質(硫酸鋅、硫酸鐵、硫酸鎂的混合物)中,包含鋅、鐵、鎂三種元素總質量為4 g,其它的96 g則為SO4 的質量,繼而根據反應中H2與SO4的關系,求得生成的氫氣的質量為2 g.
由此可見逆向思維對培養思維的靈活性和敏感性是非常有益的。
三、用逆向思維巧填空
例如:等質量的兩種金屬M和N分別與足量的稀硫酸反應,都生成+2價金屬的硫酸鹽和氫氣。生成的氫氣質量m(縱坐標)與反應時間t(橫坐標)的關系如右圖( )
(1)比較M、N兩種金屬的活動性強弱
(2)由圖中的兩條直線還可以得出的結論有
「解析」本題給出的是金屬與酸反應時生成的氫氣質量與時間的曲線,很多學生會感到無從下手,若是逆向思考:曲線上升得越快,說明金屬與稀鹽酸反應得越劇烈,該金屬的活動性越強。同時從圖中可以看出M產生的氫氣質量比N多,完全反應所需時間少。
四、用逆向思維巧推斷
初中化學中涉及物質相互轉化為主要內容的推斷,用逆向思維來推斷是非常有效的,解題思路:抓住突破口→層層上推→得出結論
例如:根據以下圖推斷(假設能發生反應的均反應完全)
(1)若B是水,則A是 ;(填化學式)
(2)若B是酸溶液,則A是 ;(填化學式)
(3)寫出C與BaCl2溶液反應的化學方程式: .
「解析」本題如果順著變化方向解題較困難,若是逆向思維,即從變化的終點來解題就容易多了。解決元素化合物推斷題,要抓住物質特征反應作為解題的突破口,紅褐色沉淀F F為Fe(OH)3;進而復分解反應的特點黃色溶液為FeCl3;而有色溶液C與BaCl2溶液反應生成白色沉淀D和FeCl3溶液且白色沉淀D不溶于稀硝酸白色沉淀D為BaSO4,有色溶液C為Fe2(SO4)3 .從而問題迎刃而解。
五、用逆向思維巧計算
解題必先審題,審題中我們運用逆向思維的方法,從問題入手來思考,求得該問題還需要什么條件,所需條件題中有沒有,未給的條件能否依題設條件來求得等等,這樣倒過去一環扣一環就能順利地找到解題的方法和途徑。
例如:在CO和CO2的混合氣體中,氧元素的質量分數為64%,將該混合氣體5┧通過足量的灼熱的氧化銅,充分反應后,氣體再全部通入足量的澄清石灰水中,得到的白色的沉淀的質量是多少?
「解析」本題如果按部就班,涉及到的反應較多,數據較多,計算繁瑣,易于出錯。而如果把握住最終反應產物是碳酸鈣,采用逆向思維,找出碳酸鈣和起始反應物CO和CO2的混合氣體之間所存在的C-CaCO3守恒關系,則極易走出“山重水復”,迎來“柳暗花明”。
六、用逆向思維巧讀生活
生活中充滿了科學知識,生活中的一些現象往往能提示我們去思考。如:為什么肥皂能去污?為什么會產生煤氣中毒?為什么爛蘋果(土豆、地瓜等)有酒精味?你騎的自行車有幾種防銹措施?節日的焰火為什么呈現五顏六色?為什么用藍黑墨水寫的字先顯藍色后變黑?只要我們做一個生活的有心人,用心觀察思考,總能把問題引向“逆向”,提高逆向思維能力,使我們馳騁于逆向思維的王國。
逆向思維法是相對于習慣思維而言的,也就是從相反的方向來考慮問題的思維方法,它常常起到出奇不意的效果。體現了正向思維處于“山窮水盡疑無路”的困境時,通過逆向思維往往會出現“柳暗花明又一村”的美景。
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