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怎样做化学元素推断题

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  元素推断题集基本概念、基础理论及元素化合物知识于一身,具有综合性强、思维容量大的特点,解答这些元素推断题,不仅要求学生掌握必要的知识,还要求学生具有相当的熟练程度;不仅要求学生有由此及彼的逻辑思维,还要求学生有亦此亦彼的辩证思维能力。因此应引起我们足够的重视。

  步骤/方法直觉法
  所谓直觉,就是一种对问题直接的、下意识的、不经严密逻辑推理的思维。它可以跨越复杂的推理过程,直接得出最终的结论。
  举例
  A、B、C、D四种短周期元素,原子序数依次增大。A、D同族,B、C同周期。A、B组成的化合物甲为气态,其中A、B的原子数之比为4∶1,由A、C组成的两种化合物乙、丙都是液态,乙中A、C原子数之比为1∶1,丙中A、C原子数之比为2∶1,由D、C组成的两种化合物丁和戊都是固体,丁中D、C原子数之比为1∶1,戊中D、C原子数之比为2∶1,写出下列分子式:甲_______,乙________,丙_________,丁________,戊________。
  分析
  此题如应用推理分析来确定各种物质,需逐一排除淘汰各种可能,过程相当繁杂,但根据中学化学知识的积累,原子个数比为4∶1的气态化合物很可能为甲烷。如凭此直觉推断甲为CH4,并以此假设进一步尝试分析,就会简便得多。若甲为CH4,则A为氢,B为碳,根据B、C同周期,结构A、C形成的化合物特点可判断C为氧,则乙为H2O2,丙为H2O。根据A、D同主族,结合D、C形成的化合物特点,可以推断D为钠,丁为Na2O2,戊为Na2O。
  点评
  广博深刻的知识积累、敏感冷静的思维品质是直觉产生的重要前提,但由于直觉产生的结论包含着假设、预测和经验,它所提供的只是一种可能的猜测,因此,只有当它与逻辑思维相结合,即通过对结论进行严格的逻辑论证和检验,才能弥补其自身的不足,得出正确的结论。

  论证法
  学生由于缺乏解答推断题的操作性知识和策略性知识,在元素推断题的分析和解答过程中,总有千头万绪,无从下手的感觉,于是答案往往具有盲目性、随意性,缺乏严密性和完整性。实际上,在一些背景复杂的元素推断题求解过程中,我们通过对题目背景的初步分析,得到的可能猜测不止一种,这时我们就可以运用论证法,将可能的假设一一代入原题,与题中的逻辑关系对照,若结论与原题条件相符,则为正确答案,反之,则结论有误。而不应随意筛选,盲目对答。
  举例
  今有A、B、C、D四种短周期元素,他们的核电荷数依次增大,A与C、B与D分别是同族元素,B、D两元素的质子数之和是A、C两元素质子数之和的两倍,这四种元素中有一种元素的单质易溶于CS2溶剂中,则这四种元素是A_______,B_______,C_________,D__________。
  分析
  中学阶段能溶于CS2溶剂的单质主要是白磷和硫,由于磷和硫均处于短周期的终结处,则可初步预测D可能为磷或硫。进一步确定D,我们可用论证法,将它们一一代入原题进行分析。若D为磷,B、D同族,B应为氮,根据质子数关系得:B+D=2(A+C),15+7=2(A+C)得A+C=11,且A、C同族,很明显短周期中无法找到这种两种元素,所以结论有误。若D为硫,则B为氧,则16+8=2(A+C),A+C=12(A<8,C>8)且A、C同主族,则A为氢,C为钠。所以这四种元素A为氢,B为氧、C为钠、D为硫。

  位置图示法
  所谓图示,就是采用图形或图表对题目条件进行形象化的展示,直观地揭示题目条件间的内在联系和变化规律,使学生形象简洁、系统完整地把握题目的关键,降低思维难度,培养学生掌握规律、分析问题、解决问题的能力。
  举例
  X、Y、Z、W四种短周期元素,若X的阳离子与Y的阴离子具有相同的电子层结构,W的阳离子氧化性强于等电荷的X阳离子的氧化性,Z的阴离子半径大于等电荷的Y的阴离子半径,且Z离子所带电荷数的绝对值是W离子的两倍,W离子与Z离子的电子层相差两层。试推断这四种元素X_______,Y_________,Z_________,W_______。
  分析
  这类推断题,题中条件渗透交叉,相互干扰,很难从抽象的描述中直接找到具体的元素,这时我们可以根据题意进行位置图示分析。首先,根据X与T的关系确定X与Y在周期表中的相对位置最后根据W与Z的电荷关系确定W与Z为IA族元素,Z与VIA族元素,且由于Z离子与W离子电子层相差两层,确定它们分别为第3周期和第2周期元素,则X为钠、Y为氧、Z为硫,W为锂。

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