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历史上逆向思维的例子_运用逆向思维,巧解化学试题

发布时间:2019-02-03 03:53:26 影响了:

  化学是研究物质本质属性及其变化规律的一门学科,认识物质的本质是化学研究的基本要求,但事实上教师又只能首先从了解物质的外在现象人手。而真正了解物质的本质,就需要在了解外在现象的基础上,运用对比、归纳、实验等综合手段。多年的教学证明,要掌握好化学这门知识,单靠同向思维是远远不够的,要教会学生逆向思维。逆向思维又叫反向思维,是以结论推导出前提条件的一种思维方法。在化学研究和化学教学中,运用这种方法往往会收到意想不到的效果。
  
  一、 用逆向思维验证选择题
  
  化学中有一部分题要根据所给的条件通过逆向思维来发现解题关键,确定解题方案。善于利用逆向思维去解题,不仅解题速度快,而且方法好。
  例如:锌粉、铁粉、镁粉的混合物4g与一定质量25%的稀H2SO4恰好完全反应,蒸发水分后,得固体物质100g,则生成的氢气质量为()
  A、2gB、3gC、4g D、5g
  【解析】本题如果采用正向思维将锌、铁、镁的质量分别设未知数进行分析、计算,则过程非常复杂,头绪也较多。而采用逆向思维按以下思路分析:反应前后各元素的质量不变,由题意可知:锌、铁、镁三种金属全部参加反应,分别生成了硫酸锌、硫酸铁、硫酸镁,则蒸发水分后所得100g固体物质(硫酸锌、硫酸铁、硫酸镁的混合物)中,包含锌、铁、镁三种元素总质量为4g,其它的96g则为H2SO4的质量,继而根据反应中H2与H2SO4的关系,求得生成的氢气的质量为2g。
  由此可见逆向思维对培养思维的灵活性和敏感性是非常有益的。
  
  二、 用逆向思维验证推理题
  
  有些考生在遇到陌生题目时,常感到束手无策,不能尽快形成解题思路。遇到这种情况,考生应该根据题目给出的事实和条件,结合自己已有的知识,抽象、归纳相关信息,并进行逻辑推理、论证,进而作出正确判断。解决一些复杂的题目时,可以用正向思维与逆向思维相结合的方法,进行分析、综合与推理。
  例如,2001年高考上海卷化学试题第29题
  为扩大现有资源的使用效率,在一些油品中加入降凝剂K,以降低其凝固点,扩大燃料油品的使用范围。K是一种高分子聚合物,它的合成路线可以设计如下,其中B的氧化产物不发生银镜反应:
  
  试写出:
  1.反应类型:a__________、b__________、p__________;
  2.结构式: G__________、I__________;
  3.化学方程式:D→E__________,E+J→K__________。
  经过审题,获取题示信息后,回答题目中的三个问题之前,必须搞清框图中有关字母所代表的物质各是什么?若单纯按照框图中合成路线的方向进行推理(正向思维),则G→J几种物质不易判断。如由F→G,是1,3-丁二烯跟Cl2加成,可以有1,4-加成;1,2-加成;还可以有完全加成。究竟是哪种方式加成,产物G是什么,还须由产物K沿反合成方向逆推(逆向思维)。这就是正向思维与逆向思维相结合进行分析、推理、判断。由K推断E和J,实际上是由高聚物推单体(解聚),得出E是甲基丙烯酸十六烷(醇)酯,J则是2-丁烯二酸酐。再进一步推断出I是2-丁烯二酸,H为2-丁烯-1、4-二醇,G是1,4-二氯-2-丁烯。至此,就可以着手回答题中各问了。
  
  三、 用逆向思维验证计算题
  
  解题必先审题,审题中我们运用逆向思维的方法,从问题入手来思考,求得该问题还需要什么条件,所需条件题中有没有,未给的条件能否依题设条件来求得等,这样倒过去一环扣一环就能顺利地找到解题的方法和途径。
  例如:在CO和CO2的混合气体中,氧元素的质量分数为64%,将该混合气体5�通过足量的灼热的氧化铜,充分反应后,气体再全部通入足量的澄清石灰水中,得到的白色沉淀的质量是多少?
  【解析】本题如果按部就班,涉及到的反应较多,数据较多,计算繁琐,易于出错。而如果把握住最终反应产物是碳酸钙,采用逆向思维,找出碳酸钙和起始反应物CO和CO2的混合气体之间所存在的C-CaCO3守恒关系,则极易走出“山重水复”,迎来“柳暗花明”。
  
  四、 用逆向思维验证化学生活题
  
  生活中充满了科学知识,生活中的一些现象往往能提示我们去思考。如:为什么肥皂能去污?为什么会产生煤气中毒?为什么烂苹果(土豆、地瓜等)有酒精味?自行车有几种防锈措施?节日的焰火为什么呈现五颜六色?为什么用蓝黑墨水写的字先显蓝色后变黑?只要我们做一个生活的有心人,用心观察思考,总能把问题引向“逆向”,提高逆向思维能力,使我们驰骋于逆向思维的王国。
  例如:对麂皮翻毛皮洗涤后褪色的补救方法:
  有的麂皮翻毛皮,经过皂液或洗衣粉溶液洗涤时会出现不同程度的褪色现象。如果褪色比较严重,例如原来是棕色,洗涤后变成米色、深米色怎么办?唯一的补救方法是将其染色,补上原来的色泽。请注意此法,只适用与麂皮翻毛皮,不适用于光皮。操作时要注意浴温,不能用沸水煮染,只能用温水浸染,不断将其翻动。在肩胛、领、袋边较厚的地方,用手多捏几次,使燃料分子渗入内部。水温在40-50度之间。如果用酸性燃料浸染,在染缸内放些冰醋酸促使燃料分子加快吸收在纤维内部,时间一般用40分钟就够了。在染时看其颜色与原来的色泽相仿即可捞起整平甩干,用软刷子将绒毛顺刷,晾晒时晾在通风处阴干,不可暴晒,在晒时要把衣物抖松拉平整,干后就基本定型了,只须在较绉的地方熨烫一下。
  化学是一门以实验为基础的科学。中学化学中的许多基本概念、原理和规律以及物质的性质、制法等是由实验推导和验证的。化学学习过程中的实验,运用逆向思维,不仅有助于加深我们对化学概念、原理和物质性质的认识,也有助于提高我们的科学素养和创新精神,在这个过程中培养的实验能力也会为许多学生将来从事科学研究奠定良好的基础。

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