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摘 要:讨论十字交叉法在中学化学解题中易出现的误解原因进行分析,以提高学生的解题能力,培养学生的理解能力。
关键词:十字交叉法 误解 基准量 比值
十字交叉法是确定二元混合物组成的重要方法。在二元混合物体系中,各组分的特性数值具有可加性。在处理两组分(或相当于两组分)混合物的组成计算十分方便。如果在应用中能注意平均量的设计和判断、交叉相减后的差值之比,则十字交叉法应不仅方便快捷,而且还能提高答案的准确率,更能训练学生思维的敏捷性。但在实际解题过程中许多学生不能很好地理解十字交叉法中"比值"的化学含义,造成误解。下面就在教学中学生易出现的几种误解加以分析,找出出现误解的原因。
例一:把FeO与Fe2O3按一定比例混合后,铁、氧元素质量比为21 :8,则混合前FeO与Fe2O3物质的量之比为 。
解:二元方程式法正解:设FeO的物质的量为x,Fe2O3的物质的量为y。则:
x :y = 1 :1
十字交叉法误解1、铁、氧元素质量比,平均组成中m (Fe)平 :m (O)平 = 21 :8
FeO中m (Fe) :m (O) = 21 :6 Fe2O3中m (Fe):m (O) = 21 :9
FeO x
Fe2O3 y x :y = 1 :3
十字交叉法误解2:氧、铁元素质量比,平均组成中m (Fe)平:m (O)平 = 8 :21
FeO中m (O) :m (Fe) = 6 :21 Fe2O3中m (O) :m (Fe) = 9 :21
FeO x
Fe2O3 y x :y = 1 :2
十字交叉法误解3:铁、氧原子个数比,平均组成中n (Fe) :n (O) = 3 :4
FeO中n (Fe) :n (O) = 1 :1 Fe2O3中n (Fe) :m (O) = 2 :3
FeO x
Fe2O3 y x :y = 1 :3
十字交叉法误解4:氧、铁原子个数比,平均组成中n (O) :n (Fe) = 4 :3
FeO中n (O) :n (Fe) = 1 :1 Fe2O3中n (O) :n (Fe)= 3 :2
FeO x
Fe2O3 y x :y = 1 :2
以上四种十字交叉法中得到的比值1 :2和1 :3是FeO、Fe2O3的质量之比?还是物质的量之比?其实际含义是什么?错在哪里?
分析:十字交叉法解题,关键是定好基准量,找出分量和平均量。平均量与分量的差值之比为基准量对应物理量的比值。该题中以1g铁或1mol铁、1g氧或1mol氧为基准量,以FeO 、Fe2O3中铁、氧元素的质量比或原子个数比为分量。
误解1中,各比值为铁元素与氧元素质量之比,基准量为每含1克铁元素时氧元素的质量,比值1 :2含义为FeO 、Fe2O3中含铁元素的质量比为1 :2,也即铁原子个数比为1 :2,则FeO 、Fe2O3物质的量之比n(FeO) :n(Fe2O3) = 1 :1。误解3中,各比值为铁与氧原子个数(物质的量)之比,基准量为每含1个铁原子(物质的量)时氧原子个数(物质的量),比值1 :2含义为FeO 、Fe2O3中含铁原子(物质的量)的比为1 :2,则FeO 、Fe2O3物质的量之比n(FeO) :n(Fe2O3) = 1 :1。误解2,基准量为每含1克氧元素时铁元素的质量;误解4中,基准量为每含1个氧原子(物质的量)时铁原子个数(物质的量),比值1 :3含义为FeO 、Fe2O3中含铁原子个数比为1 :3,则FeO 、Fe2O3物质的量也为之比n(FeO) :n(Fe2O3) = 1 :1。
从上述两例中可看出,十字交叉法应用若能准确理解各组分量的关系及比值的含义,用起来比较简捷。但任何解题方法都有其局限性,十字交叉法也不例外,若不能准确区分有关量的关系,不仅不能起到简化作用,反而会造成误解。任何能用十字交叉法解题的,都能用二元一方程式法求解,因此应具体问题具体分析,恰当采用。
( 陕西省洋县中学)
关键词:十字交叉法 误解 基准量 比值
十字交叉法是确定二元混合物组成的重要方法。在二元混合物体系中,各组分的特性数值具有可加性。在处理两组分(或相当于两组分)混合物的组成计算十分方便。如果在应用中能注意平均量的设计和判断、交叉相减后的差值之比,则十字交叉法应不仅方便快捷,而且还能提高答案的准确率,更能训练学生思维的敏捷性。但在实际解题过程中许多学生不能很好地理解十字交叉法中"比值"的化学含义,造成误解。下面就在教学中学生易出现的几种误解加以分析,找出出现误解的原因。
例一:把FeO与Fe2O3按一定比例混合后,铁、氧元素质量比为21 :8,则混合前FeO与Fe2O3物质的量之比为 。
解:二元方程式法正解:设FeO的物质的量为x,Fe2O3的物质的量为y。则:
x :y = 1 :1
十字交叉法误解1、铁、氧元素质量比,平均组成中m (Fe)平 :m (O)平 = 21 :8
FeO中m (Fe) :m (O) = 21 :6 Fe2O3中m (Fe):m (O) = 21 :9
FeO x
Fe2O3 y x :y = 1 :3
十字交叉法误解2:氧、铁元素质量比,平均组成中m (Fe)平:m (O)平 = 8 :21
FeO中m (O) :m (Fe) = 6 :21 Fe2O3中m (O) :m (Fe) = 9 :21
FeO x
Fe2O3 y x :y = 1 :2
十字交叉法误解3:铁、氧原子个数比,平均组成中n (Fe) :n (O) = 3 :4
FeO中n (Fe) :n (O) = 1 :1 Fe2O3中n (Fe) :m (O) = 2 :3
FeO x
Fe2O3 y x :y = 1 :3
十字交叉法误解4:氧、铁原子个数比,平均组成中n (O) :n (Fe) = 4 :3
FeO中n (O) :n (Fe) = 1 :1 Fe2O3中n (O) :n (Fe)= 3 :2
FeO x
Fe2O3 y x :y = 1 :2
以上四种十字交叉法中得到的比值1 :2和1 :3是FeO、Fe2O3的质量之比?还是物质的量之比?其实际含义是什么?错在哪里?
分析:十字交叉法解题,关键是定好基准量,找出分量和平均量。平均量与分量的差值之比为基准量对应物理量的比值。该题中以1g铁或1mol铁、1g氧或1mol氧为基准量,以FeO 、Fe2O3中铁、氧元素的质量比或原子个数比为分量。
误解1中,各比值为铁元素与氧元素质量之比,基准量为每含1克铁元素时氧元素的质量,比值1 :2含义为FeO 、Fe2O3中含铁元素的质量比为1 :2,也即铁原子个数比为1 :2,则FeO 、Fe2O3物质的量之比n(FeO) :n(Fe2O3) = 1 :1。误解3中,各比值为铁与氧原子个数(物质的量)之比,基准量为每含1个铁原子(物质的量)时氧原子个数(物质的量),比值1 :2含义为FeO 、Fe2O3中含铁原子(物质的量)的比为1 :2,则FeO 、Fe2O3物质的量之比n(FeO) :n(Fe2O3) = 1 :1。误解2,基准量为每含1克氧元素时铁元素的质量;误解4中,基准量为每含1个氧原子(物质的量)时铁原子个数(物质的量),比值1 :3含义为FeO 、Fe2O3中含铁原子个数比为1 :3,则FeO 、Fe2O3物质的量也为之比n(FeO) :n(Fe2O3) = 1 :1。
从上述两例中可看出,十字交叉法应用若能准确理解各组分量的关系及比值的含义,用起来比较简捷。但任何解题方法都有其局限性,十字交叉法也不例外,若不能准确区分有关量的关系,不仅不能起到简化作用,反而会造成误解。任何能用十字交叉法解题的,都能用二元一方程式法求解,因此应具体问题具体分析,恰当采用。
( 陕西省洋县中学)