将辩证思想融入化学解题

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  化学是一门以实验为基础的自然科学,揭示物质的组成、结构及性质,奥妙无穷;辩证法则告诉我们世界是运动的、普遍联系的,是矛盾的集合体。在辩证法发展的历史中,化学就为其提供着充足的营养。而在学习化学的时候,我们则应该运用辩证思想来审视化学。当我们用一个辩证的观点和角度观察化学问题时,新的收获总是不期而至,有些无从下手、复杂繁琐的问题往往迎刃而解。将辩证思融入化学学习和解题中,会让我们在思维上高屋建瓴,会让我们在视角上豁然开朗。下面几点看法是笔者的粗浅之见,以期抛砖引玉。
  
  一、化繁为简
  
  事物有着本质与表象,表象中存在真相与假象。同样,一道化学题按照正常的思路,可能解答的中间过程很复杂。但是题目要求解的答案,所涉及的重要性质和数据往往只跟初末状态有关。我们不妨从初末状态入手,直切主题,找出关系,解决问题。
  [例1]羟胺(NH2OH)是一种还原剂,能将某些氧化剂还原。现用25.00 mL 0.049 mol/L羟胺的酸性溶液跟足量Fe2(SO4)3溶液在煮沸时反应,生成的Fe2+恰好与24.50mL 0.020mol/L 酸性KMnO4溶液完全作用,已知:2KMnO4+10FeSO4+8H2SO4=5 Fe2(SO4)3+K2SO4+2MnSO4+8H2O
  则上述反应中羟胺的氧化产物是( )。
  A.N2 B.N2O C.NO D.NO2
  [解析]羥胺(NH2OH)将Fe3+还原成Fe2+,Fe2+又被酸性KMnO4溶液氧化,MnO4-转化成Mn2+。我们可以认为是KMnO4直接将NH2OH氧化,从而根据化合价升降得出结果。
  [答案]B
  
  二、化直接为间接
  
  例1告诉我们可以直截了当化繁为简,好些时候却是欲速则不达, 这时候我们可以拐个弯儿,化直接为间接,寻找一个转换思维的支撑点,通过支点作为过渡寻找结果。阿基米德说过:“给我一个支点,我可以撬起整个地球。”
  [例2]在一个真空密闭容器中盛有1 mol PCl5,加热到200℃时发生如下反应:
  PCl5(g)PCl3(g)+Cl2(g) 反应达到平衡时,混合气体中PCl5所占体积分数为M%。若在同一温度和同一容器中,最初投入的是2 mol PCl5,反应达平衡时,混合气体中PCl5所占体积分数为N%,则M和N的关系为()。
  A.大于 B. 小于 C.等于D.不能肯定
  [解析]若直接想象:再往已达平衡的体系中加入1 mol PCl5,由于PCl5的物质的量增加,其体积分数有增大的趋势;但平衡右移,发生转化的PCl5的量也增大,其体积分数又有减小的趋势。结果到底如何?很难说清楚。
  若我们这样想象:在甲、乙两个完全相同的容器中都加入1 mol PCl5,在相同的条件下达到平衡,此时,甲、乙中的体积分数均为M%。然后把乙中的平衡混合物移入甲中,由于压强增大,平衡左移, PCl5的体积分数要增大,故M< N。
  [答案]B
  
  三、化抽象思维为形象思维
  
  抽象思维是人类精神活动的高级形态,在化学学习中运用抽象思维解题就是仅靠文字、数据、符号、公式、定理或关系式等,进行一系列的由此及彼、由表及里、由浅入深的层层推进的演绎和推理,由最初的已知条件,得出最终的结果。而形象思维运用到化学解题中就是通过对题目进行物化,建立模型、图象等形象,进行观察、分析、总结,找出其性质和规律,加以解决。抽象思维法要求解题者对规律、性质有着深刻的认识,同时对该类题目有着娴熟的技巧,但是对于我们的学生来说,面对构造和立意日益新颖的题目,形象化思维有着广泛的用武之地。
  [例3] 等量的钠、镁、铝与等物质的量的盐酸作用产生氢气,产生氢气的体积会出现下列四种情况:
  ①V(Na)>V(Mg)=V(Al) ②V(Na) =V(Al)=V(Mg)
  ③V(Mg)=V(Al) >V(Na)④V(Al)>V(Mg) >V(Na)
  若盐酸中所含HCl均为1mol时,将满足上述四种情况所需x , y的量填入下表(见表1)。
  [解析] 这个问题不难,但比较繁杂,涉及到的头绪比较多。若按一般的思路来解决,容易出错,得出的结果欠严密。若把整个反应过程在坐标系中用图象表示出来,按图索骥,很易奏效。如图(见图1):
  
  四、化一般为极限
  
  例3体现了化抽象为形象,与之相对的是返璞归真。在部分化学题目中,尤其是涉及有机高聚物的题目,我们需要通过对单体和高聚物进行认真的观察,依其变化趋势发现其内在规律,而后大胆推理,把这种一般的状况推向极至,便会走出迷雾,重见光明。
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