论文部分内容阅读
高中化学教学中，应用化学计算中的思维技巧进行化学题的求解，可收到化繁为简、化难为易、准确快速解题的效果。进行经常性的思维技巧训练，有利于开发学生的智力，培养学生的创造能力。
方法一：极值法（平均值法）
极值法就是先将思路引向极端，使问题简化以顺利得出结论，然后再回头来认识现实问题的方法，常用来判断混合物的组成。实际计算时常根据题目给出的条件求出混合物中某个物理量的平均值。混合物的两个成分中肯定有一个大于平均值，一个小于平均值才符合条件，从而可判断出混合物的可能组成。
例1.某温度时CuSO的溶解度是25g，若温度不变，将32g无水CuSO粉末撒入mg水中，形成饱和溶液并有CuSO4.5H2O晶体析出时，则m的取值范围是（ ）
A 18g≤m≤128g B 36g 解析：mg水一部分作为溶剂水，一部分作为结晶水。可采用极值法思想，用假设的方法讨论m的上限和下限，从而确定m的取值范围。
假设全部为溶剂水则25g：100g=32g：mg
假设全部为结晶水则160g：90g=32g：mg
因为mg水是一部分作为溶剂水，另一部分作为结晶水，所以答案为18g 例2. 两种金属混合物共15克，投入足量的盐酸，充分反应得11.2LH2（标准状况），则原混合物组成中肯定不能为（ ）
A 、Mg Al B、Zn Cu C、Al Zn D、Mg Al
解析：可假设一种二价金属。利用二价金属与产物H2建立关系式，计算出金属的平均相对原子量，按照平均值去判断。设金属混合物的平均摩尔质量为a则
M ∽ H2
a ∽22.4L.mol-1
15g ∽ 11.2 L
a=30g/mol
可将选项中的金属的相对原子量与平均相对原子量30比较，均小于30或大于30都不合理。若有不与盐酸反应得金属则另一参加反应的金属，那么另一参加反应的金属的必须小于30。所以答案为B、D
方法二：差量法
不考虑变化过程，利用生成物与反应物的量的变化来求解的方法叫差量法。因为不用考虑变化的过程，所以可使问题简化。但应注意，只有当差量与始态或终态量存在比例关系时，且化学计量的差值必须是同一物理量，才能用差量法。其关键是分析引起差量的原因。
（1）差量法是根据题中的相关量或对应量的差值求解的方法。
（2）差量法是把化学变化中引起的一些物理量的增量或减量放在化学方程式的右端，作为已知量或未知量，利用各对应量成比例求解。
（3）对固体、液体而言，差量可以是质量差、粒子个数差；对气体而言，差量还可以是同温同压下的体积差；差量还可以是物质的量差。
例3. 氧气、二氧化碳和一氧化碳的怀念、混合气体18ml，点燃爆炸后恢复到原来温度，体积减少了2ml，在通过足量石灰水，气体体积又减少了10mL，则原混合气体中O2、CO、CO2的体积比可能为多少？
解析：根据混合气体间发生的反应能分析反应前后的体积之差。注意本题还存在反应物过量问题。
2CO+O22CO2 △V减少
2 1 2 1
a b c 2ml
a=4ml b=2ml c=4mL
因为与石灰水反应的CO2总共10mL减去反应生成的4ml，则原有6mL原来CO和O2共12mL比参加反应的CO和O2总体积6mL多，这说明必有一种气体剩余，讨论
（1） CO剩余则CO的体积为10mlO2的体积为2mlCO2的体积为6ml
（2） O2剩余 CO的体积为4mlO2的体积为8mlCO2的体积为6ml
所以体积比可能为1：5：3或4：2：3
例4.炭和碳酸钙的混合物在空气中受强热后，碳酸钙完全分解，炭完全氧化，若生成的二氧化碳总质量等于原混合物的总质量，则混合物中炭与碳酸钙的质量比为______
解析：本题为无数据计算题，但若挖掘隐含条件则发现是生成的二氧化碳总质量等于原混合物的总质量，用炭氧化生成的二氧化碳质量的增加值等于碳酸钙分解生成二氧化碳质量的减少量，从而建立解题关系。
解：设原混合物中炭的质量为x碳酸钙的质量为y
C+O2CO2 质量增▽m
12 44 32
X 32x/12
CaCO3CaO+CO2↑质量减▽m
100 44 56
Y 56y/100
所以32X/12=56Y/100即X/Y=21/100
方法三：守恒法
所谓“守恒”就是利用化学反应前后的某些量之间的恒定或等价关系，推理得到正确答案的方法。常用的守恒包括：
（3） 质量守恒；（2）元素守恒；（3）电子守恒；（4）电荷守恒；（5）化合物中化合价其中仅分析两种：
①元素守恒
例5.有一在空气中暴露过的KOH固体，经分析知其中含水7.12%，K2CO3 2.88%，KOH90%，若将此样品1克加入到46.00毫升的1.00mol.L-1的盐酸中，过量的酸在用1.07mol.L-1KOH溶液中和，蒸发中和后的溶液可得固体多少克？
解析：本题涉及的反应很多，但仔细分析可知：蒸发溶液后所得固体为氯化钾，其Cl-全部来自盐酸，根据Cl-守恒则：
n（KCl）=n（HCl）=0.046L╳1.00mol.L-1=0.046mol
m（KCl）=0.046L╳74.5g.mol-1=3.427g
②电子守恒
例6.将5.21克纯铁溶于过量的稀硫酸中，在加热条件下用2.53克硝酸钾将溶液中的亚铁离子氧化成铁离子，同时生成Nox，待反应完后，剩余的亚铁离子需12.00ml，0.3mol-1的高锰酸钾溶液才能完全氧化（高锰酸钾中的锰被还原为+2价）.求x的植。
解析：KmnO4中的Mn的化合价由+7→+2得电子数为5╳0.012╳0.3
KNO3中N的化合价由+5→2x 得电子数为（5-2x） 2.53/101
FeSO4中Fe的化合价由+2→+3失电子数为1╳5.21/56
所以1╳5.21/56=（5-2x） 2.53/101+5╳0.012╳0.3解的x=1
收稿日期：2013-01-13
方法一：极值法（平均值法）
极值法就是先将思路引向极端，使问题简化以顺利得出结论，然后再回头来认识现实问题的方法，常用来判断混合物的组成。实际计算时常根据题目给出的条件求出混合物中某个物理量的平均值。混合物的两个成分中肯定有一个大于平均值，一个小于平均值才符合条件，从而可判断出混合物的可能组成。
例1.某温度时CuSO的溶解度是25g，若温度不变，将32g无水CuSO粉末撒入mg水中，形成饱和溶液并有CuSO4.5H2O晶体析出时，则m的取值范围是（ ）
A 18g≤m≤128g B 36g
假设全部为溶剂水则25g：100g=32g：mg
假设全部为结晶水则160g：90g=32g：mg
因为mg水是一部分作为溶剂水，另一部分作为结晶水，所以答案为18g
A 、Mg Al B、Zn Cu C、Al Zn D、Mg Al
解析：可假设一种二价金属。利用二价金属与产物H2建立关系式，计算出金属的平均相对原子量，按照平均值去判断。设金属混合物的平均摩尔质量为a则
M ∽ H2
a ∽22.4L.mol-1
15g ∽ 11.2 L
a=30g/mol
可将选项中的金属的相对原子量与平均相对原子量30比较，均小于30或大于30都不合理。若有不与盐酸反应得金属则另一参加反应的金属，那么另一参加反应的金属的必须小于30。所以答案为B、D
方法二：差量法
不考虑变化过程，利用生成物与反应物的量的变化来求解的方法叫差量法。因为不用考虑变化的过程，所以可使问题简化。但应注意，只有当差量与始态或终态量存在比例关系时，且化学计量的差值必须是同一物理量，才能用差量法。其关键是分析引起差量的原因。
（1）差量法是根据题中的相关量或对应量的差值求解的方法。
（2）差量法是把化学变化中引起的一些物理量的增量或减量放在化学方程式的右端，作为已知量或未知量，利用各对应量成比例求解。
（3）对固体、液体而言，差量可以是质量差、粒子个数差；对气体而言，差量还可以是同温同压下的体积差；差量还可以是物质的量差。
例3. 氧气、二氧化碳和一氧化碳的怀念、混合气体18ml，点燃爆炸后恢复到原来温度，体积减少了2ml，在通过足量石灰水，气体体积又减少了10mL，则原混合气体中O2、CO、CO2的体积比可能为多少？
解析：根据混合气体间发生的反应能分析反应前后的体积之差。注意本题还存在反应物过量问题。
2CO+O22CO2 △V减少
2 1 2 1
a b c 2ml
a=4ml b=2ml c=4mL
因为与石灰水反应的CO2总共10mL减去反应生成的4ml，则原有6mL原来CO和O2共12mL比参加反应的CO和O2总体积6mL多，这说明必有一种气体剩余，讨论
（1） CO剩余则CO的体积为10mlO2的体积为2mlCO2的体积为6ml
（2） O2剩余 CO的体积为4mlO2的体积为8mlCO2的体积为6ml
所以体积比可能为1：5：3或4：2：3
例4.炭和碳酸钙的混合物在空气中受强热后，碳酸钙完全分解，炭完全氧化，若生成的二氧化碳总质量等于原混合物的总质量，则混合物中炭与碳酸钙的质量比为______
解析：本题为无数据计算题，但若挖掘隐含条件则发现是生成的二氧化碳总质量等于原混合物的总质量，用炭氧化生成的二氧化碳质量的增加值等于碳酸钙分解生成二氧化碳质量的减少量，从而建立解题关系。
解：设原混合物中炭的质量为x碳酸钙的质量为y
C+O2CO2 质量增▽m
12 44 32
X 32x/12
CaCO3CaO+CO2↑质量减▽m
100 44 56
Y 56y/100
所以32X/12=56Y/100即X/Y=21/100
方法三：守恒法
所谓“守恒”就是利用化学反应前后的某些量之间的恒定或等价关系，推理得到正确答案的方法。常用的守恒包括：
（3） 质量守恒；（2）元素守恒；（3）电子守恒；（4）电荷守恒；（5）化合物中化合价其中仅分析两种：
①元素守恒
例5.有一在空气中暴露过的KOH固体，经分析知其中含水7.12%，K2CO3 2.88%，KOH90%，若将此样品1克加入到46.00毫升的1.00mol.L-1的盐酸中，过量的酸在用1.07mol.L-1KOH溶液中和，蒸发中和后的溶液可得固体多少克？
解析：本题涉及的反应很多，但仔细分析可知：蒸发溶液后所得固体为氯化钾，其Cl-全部来自盐酸，根据Cl-守恒则：
n（KCl）=n（HCl）=0.046L╳1.00mol.L-1=0.046mol
m（KCl）=0.046L╳74.5g.mol-1=3.427g
②电子守恒
例6.将5.21克纯铁溶于过量的稀硫酸中，在加热条件下用2.53克硝酸钾将溶液中的亚铁离子氧化成铁离子，同时生成Nox，待反应完后，剩余的亚铁离子需12.00ml，0.3mol-1的高锰酸钾溶液才能完全氧化（高锰酸钾中的锰被还原为+2价）.求x的植。
解析：KmnO4中的Mn的化合价由+7→+2得电子数为5╳0.012╳0.3
KNO3中N的化合价由+5→2x 得电子数为（5-2x） 2.53/101
FeSO4中Fe的化合价由+2→+3失电子数为1╳5.21/56
所以1╳5.21/56=（5-2x） 2.53/101+5╳0.012╳0.3解的x=1
收稿日期：2013-01-13