怎樣做化學元素推斷題

  元素推斷題集基本概念、基礎理論及元素化合物知識於一身,具有綜合性強、思維容量大的特點,解答這些元素推斷題,不僅要求學生掌握必要的知識,還要求學生具有相當的熟練程度;不僅要求學生有由此及彼的邏輯思維,還要求學生有亦此亦彼的辯證思維能力。因此應引起我們足夠的重視。

  步驟/方法直覺法
  所謂直覺,就是一種對問題直接的、下意識的、不經嚴密邏輯推理的思維。它可以跨越複雜的推理過程,直接得出最終的結論。
  舉例
  A、B、C、D四種短週期元素,原子序數依次增大。A、D同族,B、C同週期。A、B組成的化合物甲為氣態,其中A、B的原子數之比為4∶1,由A、C組成的兩種化合物乙、丙都是液態,乙中A、C原子數之比為1∶1,丙中A、C原子數之比為2∶1,由D、C組成的兩種化合物丁和戊都是固體,丁中D、C原子數之比為1∶1,戊中D、C原子數之比為2∶1,寫出下列分子式:甲_______,乙________,丙_________,丁________,戊________。
  分析
  此題如應用推理分析來確定各種物質,需逐一排除淘汰各種可能,過程相當繁雜,但根據中學化學知識的積累,原子個數比為4∶1的氣態化合物很可能為甲烷。如憑此直覺推斷甲為CH4,並以此假設進一步嘗試分析,就會簡便得多。若甲為CH4,則A為氫,B為碳,根據B、C同週期,結構A、C形成的化合物特點可判斷C為氧,則乙為H2O2,丙為H2O。根據A、D同主族,結合D、C形成的化合物特點,可以推斷D為鈉,丁為Na2O2,戊為Na2O。
  點評
  廣博深刻的知識積累、敏感冷靜的思維品質是直覺產生的重要前提,但由於直覺產生的結論包含著假設、預測和經驗,它所提供的只是一種可能的猜測,因此,只有當它與邏輯思維相結合,即通過對結論進行嚴格的邏輯論證和檢驗,才能彌補其自身的不足,得出正確的結論。

  論證法
  學生由於缺乏解答推斷題的操作性知識和策略性知識,在元素推斷題的分析和解答過程中,總有千頭萬緒,無從下手的感覺,於是答案往往具有盲目性、隨意性,缺乏嚴密性和完整性。實際上,在一些背景複雜的元素推斷題求解過程中,我們通過對題目背景的初步分析,得到的可能猜測不止一種,這時我們就可以運用論證法,將可能的假設一一代入原題,與題中的邏輯關係對照,若結論與原題條件相符,則為正確答案,反之,則結論有誤。而不應隨意篩選,盲目對答。
  舉例
  今有A、B、C、D四種短週期元素,他們的核電荷數依次增大,A與C、B與D分別是同族元素,B、D兩元素的質子數之和是A、C兩元素質子數之和的兩倍,這四種元素中有一種元素的單質易溶於CS2溶劑中,則這四種元素是A_______,B_______,C_________,D__________。
  分析
  中學階段能溶於CS2溶劑的單質主要是白磷和硫,由於磷和硫均處於短週期的終結處,則可初步預測D可能為磷或硫。進一步確定D,我們可用論證法,將它們一一代入原題進行分析。若D為磷,B、D同族,B應為氮,根據質子數關係得:B+D=2***A+C***,15+7=2***A+C***得A+C=11,且A、C同族,很明顯短週期中無法找到這種兩種元素,所以結論有誤。若D為硫,則B為氧,則16+8=2***A+C***,A+C=12***A<8,C>8***且A、C同主族,則A為氫,C為鈉。所以這四種元素A為氫,B為氧、C為鈉、D為硫。

  位置圖示法
  所謂圖示,就是採用圖形或圖表對題目條件進行形象化的展示,直觀地揭示題目條件間的內在聯絡和變化規律,使學生形象簡潔、系統完整地把握題目的關鍵,降低思維難度,培養學生掌握規律、分析問題、解決問題的能力。
  舉例
  X、Y、Z、W四種短週期元素,若X的陽離子與Y的陰離子具有相同的電子層結構,W的陽離子氧化性強於等電荷的X陽離子的氧化性,Z的陰離子半徑大於等電荷的Y的陰離子半徑,且Z離子所帶電荷數的絕對值是W離子的兩倍,W離子與Z離子的電子層相差兩層。試推斷這四種元素X_______,Y_________,Z_________,W_______。
  分析
  這類推斷題,題中條件滲透交叉,相互干擾,很難從抽象的描述中直接找到具體的元素,這時我們可以根據題意進行位置圖示分析。首先,根據X與T的關係確定X與Y在週期表中的相對位置最後根據W與Z的電荷關係確定W與Z為IA族元素,Z與VIA族元素,且由於Z離子與W離子電子層相差兩層,確定它們分別為第3週期和第2週期元素,則X為鈉、Y為氧、Z為硫,W為鋰。