培養發散思維能力 提高化學復習效率

江蘇

印志林

化學教學中必須培養學生的創造性思維，思維的創造性又以發散性思維為核心。發散思維就是人們對同一問題從不同角度、不同側面和不同層次進行分析和探索的思維方法。通過發散構成點、線、面、體的立體知識網絡，能最大限度地激發學生的潛能，增強興趣，發展能力，提高素質。

在注重提高學生科學素養和創新能力的今天，化學復習更應該將發散思維貫穿于教學的全過程。為說明問題起見，現以高考中的熱點知識二氧化硫為例，談談如何在化學復習中培養學生的發散思維能力。

一、橫向發散，擴展知識點

橫向發散是指在知識網絡中平行知識點之間的發散。通過這種發散，能弄清平行知識點之間的聯系，分辨相關概念和原理的適用條件。

復習時先引導學生理清SO2的性質：毒性、水溶性、酸性氧化物、氧化性、還原性、漂白性，然后要求學生思考下列問題：

1．中學化學中有哪些有毒的氣體？

2．比較相同條件下SO2、NH3、Cl2、HCl在水中溶解度的大小。

3．從性質上看，氧化物有哪些類型？各類氧化物有哪些通性？

4．比較H2SO3、H3PO4、CH3COOH、H2CO3、H2S、HClO的酸性強弱。

5．元素的價態與其氧化性和還原性之間存在怎樣的關系？

6．中學化學中哪些物質有漂白性？漂白的原理有什么不同？

以上問題從SO2的性質出發，橫向聯系到常見氣體的溶解度、氣體的毒性與大氣污染、氧化物的性質與分類、常見酸的酸性強弱、元素的價態與其性質的關系等基本知識點，比較了容易混淆的幾種物質的漂白機理，牽一發而動全身，引導學生由此及彼地聯想，通過小組間比賽式的問答，激發了學生的學習熱情，也教會了學生復習的方法。

二、縱向發散，延伸知識線

縱向發散是指在知識網絡不同層次的知識點之間的發散。通過這種發散，能認識不同層次知識點之間的聯系與發展。

SO2的化學性質豐富，其中的重點和難點是其還原性。對于SO2的還原性，教材中只給出了SO2與O2的反應，學生僅僅了解這一點是遠遠不夠的。復習中應從分析該反應的反應原理入手，從兩個方面進行發散。

1．從氧氣到其他氧化劑

SO2的還原性較強，除O2外，其他很多氧化劑都能與之反應，以下反應都很常見。

2．從SO2到其他含硫化合物

亞硫酸、亞硫酸鹽、亞硫酸氫鹽都具有較強還原性，能被氧氣等氧化劑氧化，所以這些物質都很容易變質。

上述問題從SO2的還原性入手，由淺入深地縱向發散，讓學生深刻地領會到+4價的硫元素有較強的還原性，能與氧氣反應，更能與比氧氣的氧化性強的物質反應，且反應的結果都是+4價的硫元素被氧化為+6價。雖然上述反應離子方程式的形式有所不同，但本質都是體現了+4價硫元素的還原性，可謂“形散而神不散”。通過這種發散，能促使學生抓住本質，對于知識的理解也更加深刻。

三、遷移發散，編結知識網

1．從價態上分析，此反應有什么特點？

2．歸中反應的本質是什么？中學化學中學過哪些歸中反應？

3．將H2S通入濃硫酸中，在不加熱和加熱時分別如何反應？

4．實驗室配制亞鐵鹽(如FeSO4)溶液時，為什么要向溶液中加入少量的鐵粉？

5．實驗室常用濃鹽酸和氯酸鉀反應(不需加熱)制氯氣，寫出該反應的化學方程式。

6．工業上可將高濃度NOx氣體(含NO、NO2)通入Na2CO3溶液中以制備NaNO2，寫出該反應的化學方程式。

( )

A．①③ B．③⑥

C．②④⑥ D．①②④⑤⑦

8．在一定的條件下，NO和NH3可以發生反應生成無污染性的物質。現有NO和NH3的混合物1 mol，充分反應后所得的產物中，若經還原得到的N2比經氧化得到的N2多1.4 g。

(1)寫出反應的化學方程式并標出電子轉移的方向和數目。

(2)若以上反應進行完全，試計算反應混合物中NO和NH3的物質的量可能是多少。

以上問題從分析SO2和H2S的反應特征著手，總結了常見歸中反應的類型，將中學階段的歸中反應盡收其中。在學生的思維高度發散時，又要求歸納歸中反應的本質特征，要求將歸中反應的規律遷移到實驗設計和化學計算中，培養了學生用所學知識解決實際問題的能力；設計的問題密切聯系生活和生產實際，讓學生感到化學知識就在自己身邊，增強了學習化學的興趣。

四、比較發散，完善知識面

比較發散是指在知識網絡中相關聯的知識間進行縱橫對比的發散。通過這種發散，能深刻理解知識的內涵和外延。

SO2是酸性氧化物，從分子組成形式到化學性質都與CO2有很多相似之處。為了防止CO2的知識對學習SO2的性質造成負遷移，可設計如下問題：

1．寫出少量的SO2通入苯酚鈉溶液的化學方程式。

2．如何除去CO2中少量的SO2？

3．將少量的SO2通入Ca(ClO)2溶液，寫出該反應的化學方程式。

5．下圖是檢驗某無色氣體A是SO2和CO2的混合氣體的裝置圖，請回答下列問題。

(1)B中加入的試劑是_________________，作用是___________________。

(2)C中加入的試劑是___________________，作用是___________________。

(3)D中加入的試劑是___________________，作用是___________________。

(4)實驗時，C中應觀察到的現象是___________________。

五、綜合發散，培植知識樹

綜合發散是在知識網絡中進行分析、歸納、運用的發散。通過這種發散使知識系統化，克服思維定式，做到理論聯系實際。

化學復習應密切聯系生產生活實際，強調知識的靈活運用。為此可設計下列問題：

1．什么是酸雨？酸雨產生的原因有哪些？采取哪些措施可以減少酸雨？

2．傳統的煤、石油作燃料，其主要缺點是什么？與傳統的煤、石油燃料相比，哪種物質可作為新的能源？主要優點又是什么？

3．收集一份雨水樣品，將每隔一定時間測定的雨水樣品的pH值記錄如下表：

測定時間/h01234…8雨水的pH值4.734.624.564.554.55…4.55

寫出酸雨開始呈酸性的化學方程式。這種雨水的pH值逐漸減小,其原因何在?

4．SO2會對環境和人體健康帶來極大的危害，工業上采取下列方法減少SO2的排放。

方法2：用氨水除去SO2

5．中華人民共和國國家標準(GB2760-2011)規定葡萄酒中SO2最大使用量為0.25 g/L。某興趣小組用下圖所示裝置(夾持裝置略)收集某葡萄酒中SO2，并對含量堿性測定。

(1)儀器A的名稱是________，水通入A的進口為________。

(2)B中加入300.00 mL葡萄酒和適量鹽酸，加熱使SO2全部逸出并與C中H2O2完全反應，其化學方程式為___________________。

(3)除去C中過量的H2O2，然后用0.090 0 mol·L-1NaOH標準溶液進行滴定。若滴定終點時溶液的pH=8.8，則選擇的指示劑為___________________；若用50 mL滴定管進行實驗，當滴定管中的液面在“10”處，則管內液體的體積________(填序號：①=10 mL，②=40 mL，③<10 mL，④>40 mL)

(4)滴定至終點時，消耗NaOH溶液25.00 mL，該葡萄酒中SO2含量為________g/L。

(5)該測定結果比實際值偏高，分析原因并利用現有裝置提出改進措施___________________。

上述問題涉及SO2的污染、防治及其應用，綜合了SO2的性質、化學實驗和化學計算等多方面的知識，強調化學知識的實際應用，學生在解題過程中能體會到SO2的弊與利，學會辯證地分析問題，體現了發散思維的流暢性、變通性和獨特性。