化学自习室移动版

对学生思维能力的培养考查一直是近几年高考命题的重要方向，由于化学思维的方式是推理，而中学化学推理的主要形式是逻辑推理和类比推理，因此在高考复习中要将这两种思维能力的培养放在重要位置。笔者在本文中尝试将类比推理在高考中的应用作一简要分析。

类比推理是通过对两个对象（如元素、化合物）的比较，根据它们的某些方面（结构、性质等）的相同或相似之处，推导出它们在其它方面的属性也可能相同的一种论证方法。如凯库勒在研究苯分子的结构时，通过类比（梦中）环状的蛇而得出苯分子的结构是环状的结论。由此可知，类比推理的基础是比较，关键是迁移，所以在化学高考复习中，应根据化学学科特点，掌握好教材中的相关基础知识，熟悉相关元素及其化合物的对应属性，这样，才能进行联想和类比。通过训练，通过对类比推理的运用，有利于培养学生的迁移类推能力，促进学生思维的发展。

通过对近几年高考试题的分析，可归纳出常见的几种类比推理思路。

一、依托元素周期表，寻找类比对象

元素周期表是学习和研究化学的一种重要工具，它是元素周期律的具体表现形式，反映了元素之间的内在联系，体现了“位置—结构—性质”三者的密切关系。过去，化学家门捷列夫曾用元素周期律来预言未知元素并获得了证实，此后，人们又利用它发展物质结构理论，发现和预测新元素的结构和性质，指导工农业生产等，其实这一切，主要应归功于类比推理的充分利用。

由于在化学学习中，我们对某一主族往往详细了解一种有代表性的元素，其余同族其它元素的性质主要通过“位—构—性”三者之间的关系进行类推，以获得对未知元素的了解。类推时应注意相关规律：

      1、同周期递变（从左到右）：原子半径减小；金属性减弱而非金属性增强。

      2、同主族类推（从上到下）：原子半径增大；金属性增强而非金属性减弱。

例1：（2002*上海*6）有人认为在元素周期表中，位于ⅠA族的氢元素，也可以放在ⅦA族，下列物质能支持这种观点的是（   ）

A．HF      B．H₃O⁺   C．NaH    D．H₂O₂

解析：氢元素的原子由于易失去一个电子表现出+1价，与碱金属元素性质相似，故排在ⅠA族。如果放在ⅦA族，就应该与卤族元素的性质相似。由卤族元素的性质：最外层有7个电子易得到一个电子而呈-1价。通过类比，氢元素也可得到一个电子而呈-1价（与He电子排布相同）。因此，支持氢元素放在ⅦA族观点的理由是NaH。  

二、挖掘新信息，迁移类比推理

中学化学中，教材对具体物质的介绍有限，有很多知识要到更高阶段才能学习，因此，信息题应运而生。通过创设新情景，给出一定信息，要求学生分析。因此，在解题中要学会挖掘新信息，将新知识类比于旧知识，从而构建新的知识体系得以解决新问题。实现这种类比的关键就是联系旧知识，从而发现新情景的生疏知识与熟悉知识本质上的类同性，将解决旧问题的能力迁移到新情景上。

例2：（2002*上海*16）某学生想制作一种家用环保型消毒液发生器，用石墨作电极电解饱和氯化钠溶液，通电时，为使Cl₂被完全吸收制得有较强杀菌能力的消毒液，设计了如图的装置，则对电源电极名称和消毒液的主要成分判断正确的是（    ）

A、a为正极，b为负极；NaClO和NaCl       B、a为负极，b为正极；NaClO和NaCl

C、a为阳极，b为阴极；HClO和NaCl        D、a为阴极，b为阳极；HClO和NaCl

解析：用石墨作电极电解饱和氯化钠溶液与教材中的氯碱工业原理一致，可以进行类比。氯碱工业电解方程式为：

2NaCl+2H₂O Cl₂↑+H₂↑ +2NaOH，在阳极获得氯气，阴极区域获得氢气和烧碱。由于新信息要求制取家用环保消毒液，通过与漂白粉比较，可知氯气不能直接使用，必须加以转化吸收，这样，产生的氯气只能与阴极区域的烧碱作用生成次氯酸钠溶液。从中推知电源a为负极，b为正极。所以正确答案为B。 

三、理解实验原理，学会类比分析

化学实验是化学科学理论产生的源泉和检验标准，化学实验在高考中占有一定比重。近几年实验试题考察的内容是以元素化合物知识为依托，将实验原理、实验现象、基本操作有机地结合起来，出现了一些定性、定量设计简单实验或对提供的实验方案进行评价或改进的试题。故此，要求学生运用实验基本原理，结合题目要求类比教材中的常见实验，找出其相似与相通之处，根据具体物质的性质、答理分析，正确作答。

例3、（2003*理综*33）用下列两种方法可以制得白色的Fe(OH)₂沉淀。

方法一：用不含Fe³⁺的溶液与用不含O₂的蒸馏水配制的NaOH溶液反应制备。

（1）用硫酸亚铁晶体配制上述FeSO₄溶液时还需加入           。

（2）除去蒸馏水中溶解的O₂常采用        的方法。

（3）生成白色的Fe（OH）₂沉淀的操作是用长滴管吸取不含O₂的NaOH溶液，插入FeSO₄溶液液面下，再挤出NaOH溶液。这样操作的理由是               。

方法二：在如图装置中，用NaOH溶液、铁屑、稀硫酸等试剂制备。

（1）在试管Ⅰ里加入的试剂是          。

（2）在试管Ⅱ里加入的试剂是         

（3）为了制得白色Fe(OH)₂沉淀，在试管Ⅰ和Ⅱ中加入试剂，打开止水夹，塞紧塞子后 的实验步骤是                       

（4）这样生成的沉淀能较长时间保持白色，其理由是               

解析：该题是一个综合性很强的改进实验题。考查了有关氧化还原反应、水解、气体溶解、化学平衡、元素和化合物的性质等基础知识。

关于Fe(OH)₂的知识，在教材上有明确的表述和相应实验。对方法一可以回顾教材内容。

方法二可以与方法一进行类比。由于两者的目的一致，都是制备Fe(OH)₂，从化学原理看，也都只能用NaOH与可溶性的铁盐，都应防止被空气中的氧气所氧化。

类比1：方法二没有直接给出FeSO₄，从原料来看，可用铁屑与稀硫酸反应制备，但反应产生的氢气需作处理。

类比2：法一中通过滴管插入FeSO₄溶液液面下，再挤出NaOH溶液防止氧气干扰。从图知，装置内有空气，防止氧气干扰必须排出空气。这样结合类比1，产生的还原性气体排除了装置内的氧气。由气体流向，在试管Ⅰ里加入铁屑与稀硫酸，打开止水夹。

    类比3：法2也要加入NaOH，NaOH只能存放在试管Ⅱ中。由于FeSO₄与NaOH在不同的试管中，要考虑怎样使两者混合。此时注意Ⅰ中的长导管。当止水夹关闭时，Ⅰ就类似启普发生器（或量气瓶），反应继续产生的气体使Ⅰ中的溶液压入NaOH中，产生Fe(OH)₂的白色沉淀。 

四、纠正错误类比，形成正确认识

  由于类比从本质上讲只是一种推理，而非实验事实，对于其可靠性尚需验证，故在类比中一定要应用物质的相似性，大胆类比，依葫芦画瓢，也要注意到物质的递变性，领悟由于量变而引起质变的规律，更要注意到物质的特殊性，了解是否有这样的性质。因此，一定要掌握好基础知识，及时总结归纳，形成完整的知识体系，从而防止知识的负迁移。

例4：（2000春*京*11）下列对溴化钠的描述中，正确的是（    ）

A、是一种可溶于水的晶体

B、与硝酸银溶液反应可生成白色沉淀

C、跟浓硫酸反应是制取溴化氢气体的常用方法

D、其工业制法之一是将金属钠跟单质溴反应

分析：A由溶解性规律“钠盐均可溶”类推。B由AgX（X=Cl、Br、I）均不溶，颜色逐渐加深的相似递变判断。C中溴化氢气体与氯化氢类似，都是易挥发物质。氯化氢的制备是氯化钠与浓硫酸反应制备，但不能类推制取溴化氢也用浓硫酸，因为由卤族递变规律，还原性HBr>HCl，所以浓硫酸能氧化溴化氢，要用非氧化性难挥发酸浓磷酸。D类比氯化钠可知不用该法制备。

综上所述，高考复习的目的不仅仅是学会知识“应付”考试，更重要的是在复习中，培养学生思维能力，克服呆板的单一思考。通过诱导学生广泛迁移，类比推理，拓展思维的深度和广度，使学生对不同类知识上挂下连、广泛联系，以实现发展学生智力培养学生能力提高复习效果的目的。