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类推致误探缘由

2022-04-15 11:39:52公文范文
边永平摘要:化学学科素养中明确提出要培养学生的证据推理与模型认知能力,要求学生要具有一定的证据意识,

边永平

摘 要:化学学科素养中明确提出要培养学生的证据推理与模型认知能力,要求学生要具有一定的证据意识,能够通过分析和推理的方法认识物质的组成、结构及变化规律.然而在学习过程中,学生经过推理往往得出了错误的结论.通过实例分析,揭示类推致误产生的根源.

关键词:学科素养;推理;错解分析;高中化学

中圖分类号:G632文献标识码:A文章编号:1008-0333(2021)25-0107-03

化学学科素养中明确提出,要培养学生的证据推理与模型认知能力,要求学生要具有一定的证据意识,能够通过分析和推理的方法认识物质的组成、结构及变化规律.然而在学习过程中,学生经过推理往往得出错误的结论.究其根源,在于学生对解决问题的证据掌握得不充分,观点、结论和证据之间的没有建立起必然的逻辑关系.此外对化学基本概念的内涵和外延把握不准,对一些基本规律的一般性和特殊性认识不清,也是常见原因.下面列举数例类推致误的实例并作分析,供参考.

1. 向NaClO溶液中通入少量CO2,离子反应为:ClO-+CO2+H2OHClO+HCO3-.(正确)

向NaClO溶液中通入少量SO2,离子反应为:ClO-+SO2+H2OHClO+HSO-3.(错误)

错解分析 由于 HClO有强氧化性,能将H2SO3氧化,产物应为SO2-4.

2.向Ca(ClO)2溶液中通入少量CO2,生成HClO和CaCO3.(正确)

向C6H5ONa溶液中通入少量CO2,生成C6H5OH和Na2CO3.(错误)

错解分析 虽然酸性关系:H2CO3>HClO>HCO-3,但HCO-3电离出的CO2-3能和Ca2+沉淀,则最终生成CaCO3;而由于酸性关系:H2CO3>C6H5OH>HCO-3,HCO-3不能和苯酚钠反应生成苯酚.

3.将Al2(SO4)3溶液蒸干,得到Al2(SO4)3固体.(正确)

将Al(NO3)3溶液蒸干,得到Al(NO3)3固体.(错误)

错解分析 Al2(SO4)3溶液蒸干过程中,由于H2SO4 为难挥发性酸,抑制Al3+的水解,最终仍得到Al2(SO4)3固体;而Al(NO3)3溶液蒸干过程中,水解生成HNO3挥发,促进水解,最终得到的是Al(OH)3 .

4.CO2通入Na2SiO3溶液中,产生Na2CO3和H2SiO3,说明碳酸酸性比硅酸强.(正确)

SiO2和Na2CO3在高温下反应,产生Na2SiO3和CO2,说明硅酸酸性比碳酸强.(错误)

错解分析 前者是在溶液中进行的复分解反应,符合较强酸制取较弱酸的原理;后者不是在溶液中进行,且不是在常温下发生,本质是用难挥发性的酸酐制取挥发性的酸酐.

5.因为H2SO4酸性强于H2S,则反应FeS+H2SO4FeSO4+H2S↑能发生.(正确)

因为H2SO4酸性强于H2S,则反应CuS+H2SO4CuSO4+H2S↑能发生.(错误)

错解分析 CuS的溶度积常数很小,故溶解度极小,电离出的很小浓度的S2-和H+结合,达不到挥发的程度,因此,CuS既不溶液于水,也不溶于一般的稀酸,相反,反应CuSO4+H2SCuS↓+H2SO4却可以发生.

6.CO2为分子晶体,熔沸点较低.(正确)

因硅和碳为同主族元素,则SiO2也为分子晶体,熔沸点较低.(错误)

错解分析 CO2为分子晶体,而SiO2为原子晶体,呈空间网状结构,熔沸点较高,硬度较大.

7.SO2通入品红溶液中,溶液褪色,表现了SO2的漂白性.(正确)

将SO2通入酸性高锰酸钾溶液中,溶液褪色,表现了SO2的漂白性.(错误)

错解分析 SO2能使酸性高锰酸钾溶液、氯水、溴水、碘水褪色,均表现了SO2的还原性.

8.因酸性硝酸强于碳酸,将稀硝酸加入碳酸钠溶液中,能产生二氧化碳气体.(正确)

因硝酸强于亚硫酸,将稀硝酸加入亚硫酸钠溶液中,能产生二氧化硫气体.(错误)

错解分析 硝酸具有强氧化性,而亚硫酸盐有较强的还原性,能被硝酸氧化成硫酸根离子,而稀硝酸被还原成NO气体.

9.因浓硫酸有难挥发性,则可用浓硫酸和氯化钠固体共热制氯化氢气体.(正确)

因浓硫酸有难挥发性,则可用浓硫酸和溴化钠固体共热制溴化氢气体.(错误)

错解分析 由于溴化氢还原性较强,在加热时能被浓硫酸氧化成溴单质,故不能用浓硫酸和溴化钠制取溴化氢气体,同理,也不能用浓硫酸和碘化钠共热制取碘化氢.制取溴化氢和碘化氢气体,一般用浓磷酸和溴化钠、碘化钠共热.

10.Al2O3既能和硫酸反应,又能和氢氧化钠反应,Al2O3为两性氧化物.(正确)

SiO2既能和氢氟酸反应,又能和氢氧化钠反应,则SiO2为两性氧化物.(错误)

错解分析 两性氧化物是指既能和酸作用,又能和碱作用,产物均为盐和水的氧化物,SiO2和氢氟酸作用,产物为SiF4和水,该反应表现了氢氟酸的特性,而其它酸不与SiO2作用.

11.铁的活泼性强于铜,铁和硫酸铜溶液反应,有铜析出.(正确)

钠的活泼性强于铜,钠和硫酸铜溶液反应,有铜析出.(错误)

错解分析 钠的活泼性较强,钠加入到硫酸铜溶液中,钠先和水反应,生成氢氧化钠和氢气,接下来氢氧化钠再和硫酸铜反应,生成氢氧化铜沉淀和硫酸钠.

12.Na2O2和CO2反应,生成Na2CO3和O2.(正确)

Na2O2和SO2反应,生成Na2SO3和O2.(错误)

错解分析 当Na2O2和无还原性的物质CO2反应时,Na2O2发生自身氧化还原反应,而当Na2O2遇到还原剂SO2时,Na2O2只作氧化剂,生成物为Na2SO4.

13.工业上电解熔融态的氯化镁制取镁.(正确)

工业上电解熔融态的氯化铝制铝.(错误)

错解分析 氯化铝为共價化合物,熔融时不导电,工业上制取铝采用的是电解熔融态的氧化铝(加入冰晶石降低熔点).制取镁不采用电解熔融态氧化镁,是因为氧化镁熔点高,能耗高.

14.碳在少量氧气中燃烧,生成CO,在足量氧气中燃烧,生成CO2.(正确)

硫在少量氧气中燃烧,生成SO2,在足量氧气中燃烧,生成SO3.(错误)

错解分析 硫在氧气中燃烧,不管氧气少量还是足量,产物均为SO2,硫和氧气反应,不能直接得到SO3.

15.NaCl的水溶液能导电,NaCl属于电解质.(正确)

NH3的水溶液能导电,NH3属于电解质.(错误)

错解分析 NH3的水溶液能导电,是因为NH3和水反应,生成的NH3·H2O是电解质,能电离出离子导电,而NH3本身并未电离.

16.将Cl2通入NaBr溶液中,生成NaCl和Br2.(正确)

将F2通入NaCl溶液中,生成NaF和Cl2.(错误)

错解分析 F2通入NaCl溶液中,F2和水反应,生成HF和O2.

17.因活泼性铁大于铜,在铁-铜-稀硫酸原电池中,铁作负极(正确)

因活泼性铁大于铜,在铁-铜-浓硝酸原电池中,铁作负极(错误)

错解分析 因常温下铁遇浓硝酸发生钝化,则铜作负极.

18.用惰性电极电解CuCl2溶液(足量)一段时间后,加入CuCl2固体可使溶液恢复原来浓度.(正确)

用惰性电极电解NaOH溶液(足量)一段时间后,加入NaOH固体可使溶液恢复原来浓度.(错误)

错解分析 用惰性电极电解NaOH溶液时,实质是电解水,因此需要加水才能使溶液恢复原来浓度.

19.恒温、恒容条件下,进行可逆反应:2A(g)+B(g)2C(g),当容器内总压强不再改变时,反应达平衡状态.(正确)

恒温、恒容条件下,进行可逆反应:2A(g)+B(g)3C(g),当容器内总压强不再改变时,反应达平衡状态.(错误)

错解分析 可逆反应:2A(g)+B(g)3C(g)是一个反应前后气体体积不变的反应,即反应到任意时刻,容器内气体总压均相等,故不能由此判定是否达平衡状态.

20.恒温、恒容条件下,可逆反应3A(g)B(g)+C(g)从反应物开始建立平衡后,再加入一定量A气体,A的转化率增大.(正确)

恒温、恒容条件下,可逆反应A(g)B(g)+C(g)从反应物开始建立平衡后,再加入一定量A气体,A的转化率增大.(错误)

错解分析 可逆反应A(g)B(g)+C(g)反应后气体减小,平衡后再加入A,相当于加压,平衡逆向移动,则A的转化率减小.

21.恒温、恒容条件下,可逆反应3A(g)B(g)+C(g)达平衡后,再加入一定量稀有气体,A的转化率不变.(正确)

恒温、恒压条件下,可逆反应3A(g)B(g)+C(g)达平衡后,再加入一定量稀有气体,A的转化率不变.(错误)

错解分析 由于是恒温、恒压条件,平衡后再加入稀有气体,会使体系的总体积增大,相当于减压,即平衡向逆向移动,则A的转化率减小.

22.可逆反应FeCl3+3KSCNFe(SCN)3+3KCl达平衡后,再加入少量KSCN,体系颜色加深.(正确)

可逆反应FeCl3+3KSCNFe(SCN)3+3KCl达平衡后,再加入少量KCl,体系颜色变浅.(错误)

错解分析 该反应的本质为:Fe3++3SCN-

Fe(SCN)3,故加入KCl对平衡没有影响.

23.常温下,将pH=3的稀硫酸加水稀释10倍,pH=4.(正确)

常温下,将pH=3的醋酸加水稀释10倍,pH=4.(错误)

错解分析 强酸溶液,由于酸完全电离,稀释10倍,pH增加一个单位;而弱酸溶液,存在电离平衡,在稀释过程中,又电离出氢离子,故pH增长不足一个单位.

24.常温下,物质的量相等的盐酸和氢氧化钠混合,恰好中和,溶液pH=7.(正确)

常温下,物质的量相等的醋酸和氢氧化钠混合,恰好中和,溶液pH=7.(错误)

错解分析 醋酸为弱酸,反应后得到醋酸钠,属于强碱弱酸盐,醋酸根离子发生水解,使溶液呈碱性,即pH>7.

25.读取量筒中液体读数时,仰视刻度线,读数偏小.(正确)

读取滴定管中液体读数时,仰视刻度线,计数偏小.(错误)

错解分析 根据滴定管的构造特点可知,读数越往下越大,故仰视时,读数偏大.

26.向一定量稀盐酸中加入氢氧化钠固体至恰好中和,溶液的导电性变化不大.(正确)

向一定量稀醋酸中加入氢氧化钠固体至恰好中和,溶液的导电性变化不大.(错误)

错解分析 醋酸为弱酸,微弱电离,溶液中自由移动的离子浓度较小,导电性较弱.加入氢氧化钠固体至恰好中和后,得到醋酸钠溶液,醋酸钠为强电解质,完全电离,溶液导电性明显增强.

27.Al3+与HCO-3在溶液中不能大量共存,是因为发生了双水解反应.(正确)

AlO-2与HCO-3在溶液中不能大量共存,是因为发生了双水解反应.(错误)

错解分析 双水解指的是弱酸根离子和弱碱阳离子在同一溶液中发生水解,而AlO-2与HCO-3均为弱酸根离子,二者不能大量共存是因为发生了反应:AlO-2+HCO-3+H2OAl(OH)3+CO2-3

28.由于Ksp(AgCl)>Ksp(AgBr),则AgCl的溶解度大于AgBr.(正确)

由于Ksp(AgCl)>Ksp(Ag2CrO4),则AgCl的溶解度大于Ag2CrO4.(错误)

错解分析 当难溶电解质的化学组成中,阴、阳离子个数比相同时,Ksp越小,则溶解度越小;如果组成中阴、阳离子个数比不同,则不能通过比较Ksp来判断溶解度的大小.本例中,虽然Ksp(AgCl)>Ksp(Ag2CrO4),但Ag2CrO4的溶解度大于AgCl.

29.常温下,在浓度均为0.1mol/L的CH3COOH和CH3COONa的混合溶液,呈酸性.(正确)

常温下,在浓度均为0.1mol/L的HCN和NaCN的混合溶液,呈酸性.(错误)

错解分析 由于HCN的酸性很弱,0.1mol/L的HCN和NaCN的混合溶液中,NaCN水解大于HCN的电离,使溶液呈碱性.

30.水中加入NH4HCO3固体,因NH+4的水解,促进水的电离.(正确)

水中加入NH4HSO4固体,因NH+4的水解,促进水的电离.(错误)

错解分析 由于NH4HSO4是硫酸的酸式盐,电离出的氢离子浓度较大,对水的电离产生抑制作用.

31.C2H6与C3H8在组成上相差一个CH2基团,二者互为同系物.(正确)

CH3OCH3與CH3CH2CH2OH在组成上相差一个CH2基团,二者互为同系物.(错误)

错解分析 构成同系物的前提条件是:结构相似,另外在组成上相差一个或若干个CH2基团.CH3OCH3与CH3CH2CH2OH结构不同,前者属于醚,后者属于醇.

32.单烯烃和环烷烃通式均为CnH2n,二者可形成同分异构体.(正确)

淀粉和纤维素的通式均为(C6H10O5)n ,二者互为同分异构体.(错误)

错解分析 淀粉和纤维素的通式均为(C6H10O5)n,但二者n值不同,不是同分异构体.

33.向蛋白质溶液中加入饱和硫酸铵溶液,有沉淀析出,加水后仍可溶解.(正确)

向蛋白质溶液中加入饱和硫酸铜溶液,有沉淀析出,加水后仍可溶解.(错误)

错解分析 前者是盐析过程,此过程可逆,属于物理变化,蛋白质仍保持生理活性.后者属于变性,是化学变化,此过程不可逆.

34.苯不溶于水,可以用苯萃取溴水中的溴.(正确)

己烯不溶于水,可以用己烯萃取溴水中的溴.(错误)

错解分析 己烯虽不溶于水,但能与溴发生加成反应,所以不能用己烯萃取溴水中的溴.选择萃取剂要注意:萃取剂和原溶剂互不相溶,萃取剂不和溶质反应,溶质在萃取剂中的溶解度要大于在原溶剂中的溶解度.

35.除去甲烷中的SO2,可以通过酸性高锰酸钾溶液洗气.(正确)

除去甲烷中的乙烯,可以通过酸性高锰酸钾溶液洗气.(错误)

错解分析 乙烯能被酸性高锰酸钾溶液氧化,生成二氧化碳,成为新杂质.可以通过溴水进行洗气.

参考文献:

[1]人民教育出版社,课程教材研究所,化学课程教材研究开发中心.普通高中课程标准实验教科书·化学[M].北京:人民教育出版社,2009.

[责任编辑:季春阳]

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