一题多解与一题多变
对于同一
化学问题,从不同的角度进行分析处理往往会导出许多不同的解法,引导学生用多种思路解题,既能使学生灵活地运用知识和思路,形成立体的思维网络;又能通过比较选择最合理、最简捷的思路,培养思维的灵活性。
例题1:向100mL 1mol/L的AlCl3 溶液中加入70 mL 5mol/LNaOH溶液,充分反应后,则铝元素以两种形式存在,其物质的量之比为多少?
[解析]此题属“铝三角”的有关计算,是中学
化学计算的难点之一。首先应考虑铝元素的两种形式,即Al3+、Al(OH)3还是AlO2--、Al(OH)3?要对Al3+和OH--的量进行过量判断。n(OH--):n(Al3+)=5×70×10-3:1×100×10-3=3.5 处于3和4之间,所以铝元素以AlO2--、Al(OH)3形式存在。要计算n(AlO2--):n[Al(OH)3]的值,有以下几种解法。
方法一:常规法 先将所有的0.1molAl3+完全沉淀,消耗0.3mol OH—,生成0.1mol Al(OH)3沉淀.过量的0.05mol OH—又溶解0.05mol Al(OH)3,生成0.05mol AlO2--。
∴n(NaAlO2):n[Al(OH)3]=0.05:(0.1-0.05)=1:1
方法二:总方程法 n(AlCl3)=0.1mol , n(NaOH)=0.35mol
n(AlCl3):n(NaOH)=2:7按此值写出
化学方程式。2Al3+ +7OH--=xAlO--2 +(4-x)Al(OH)3+yH2O 利用电荷守恒x=1 ∴n(NaAlO2):n[Al(OH)3]= 1:1
方法三:守恒法 充分反应后溶液为NaAlO2和NaCl。利用电荷守恒得n(Na+)=n(AlO2--)+n(Cl--) 即 n(AlO2--) =n(Na+)- n(Cl--)=0.35-0.3=0.05mol又根据铝元素守恒n(Al3+)=nAl(OH)3+n(AlO2--)即nAl(OH)3 =n(Al3+ )-n(AlO2--)=0.1-0.05=0.05mol
∴n(NaAlO2):n[Al(OH)3]= 1:1
方法四 图象法
根据Al3+ +3OH--=3Al(OH)3 Al(OH)3+OH--=AlO--2
把所发生的特征
化学方程式用图象来表示,使其更具体、更直接。(图中横坐标表示的NaOH物质的量,纵坐标表示生成Al(OH) 3的物质的量)
方法一为一般解法,计算比较麻烦,方法二、三、四比较巧妙,计算简单,体现了一种灵活运用知识的能力,因而既合理又简捷。
[变一] 将等体积AlCl3 溶液和NaOH溶液混合后,沉淀物中含铝元素的物质的量与溶液中含铝元素的物质的量相等,则原AlCl3 溶液与NaOH溶液的物质的量之比是____。
答案:2:3或2:7
[变二] 往100mL 1mol/L的AlCl3 溶液中滴加5mol/LNaOH溶液,充分反应后,得3.9g沉淀,则加入NaOH溶液的体积可能是_____。
答案:30mL或70mL
通过变换题目的条件或要求,由一题发散成多题,对学生进行一题多变训练,不仅能够强化对基础知识的理解和记忆,而且能够拓宽、深化解题思路,探索解题规律,培养创新能力和思维品质,增强应变能力,从而达到举一反三,触类旁通的目的。
例题2:把一块镁铝合金投入到1mol/L HCl溶液中,待合金完全溶解后,往溶液中加入1mol/LNaOH溶液,生成沉淀的物质的量随加入NaOH溶液体积的关系如图所示。求a的范围。
[解析]此题属Al3+ 3OH- Al(OH)3 OH- AlO2—转化图象题,关键抓住沉淀Al3+和溶解Al(OH)3所需NaOH溶液体积的关系。(a-0)mL 表示中和H+所需NaOH溶液体积,(80-a)mL表示沉淀Al3+和Mg2+所需NaOH溶液体积,(90-80)mL 表示溶解Al(OH)3所需NaOH溶液体积,(80-a)mL>3(90-80)mL即a的范围0≤a<50
[变一]原题不变图象改为如下图所示,求a的范围。
图一解:3(90-a)mL>(a-30)mL 图二解:3(a-80)mL>(80-30)mL
即a的范围75<a<90 即a的范围a<290/3
[变二]如图二,求原盐酸的体积?
析:可能发生的反应有:Mg+2H+=Mg2++H2 2Al+6H+=2Al3++3H2 H++OH-=H2O Mg2++ 2OH-= Mg(OH)2 2Al3++6 OH-= 2Al(OH)3 由于当加入80mLNaOH溶液时,沉淀的量达到最大,此时溶液为NaCl溶液,所以根据电荷守恒nNa+=n(Cl-) 即原盐酸的体积为80mL。
一题多解与一题多变是发散思维在
化学上的具体体现,应该说,通过一题多解与一题多变的训练,学生的解决问题上的能力会进一步提高和优化,但一题多解的最终目的不是来展示有多少种解决问题的途径,也不是所有的题目都需要用多种方法去解决,而是要寻找一种最佳、最近的途径,也就是说,掌握一题多解的最终目的是为了一题一解。因此,教学中教师不仅要善于诱导学生去发现问题,更要善于帮助他们总结归纳问题,使其认知水平有所提高。