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在化学计算中有一类看似繁琐,解答起来似乎无从下手的题目,如果在审题时能理清物质之间的关系,对题目所给的信息进行整理,筛选,再加工,充分利用思维品质,尤其是收敛思维品质,分析化学反应的实质,问题则可迎刃而解。下面是我在实际学习中积累的几种类型的题目,和大家共同探讨。
例1 在通常情况下,NO2与SO2很容易发生反应,生成NO和SO3,该反应为不可逆反应。先将NO和SO2的混合气体通入100 mL容器中,充满后,用带有导管的塞子塞紧,向里通O2,则
1.向容器中通入O2的体积X在______范围内,压强保持不变;
2.若容器中只有NO2和SO3,则必须通入O2 ______ mL;
3.若向容器中通入O2 40mL后才开始有红棕色,且不褪色,则原混合气体中NO体积为______ mL(气体在同温同压下测定,此时SO3为气体,不考虑2NO2←→N2O4)。
解析 拿到题目似乎无从下手,我们可以先把发生和可能发生的化学反应列出:
NO2+SO2=NO+SO3 ①
NO+O2=NO2 ② →信息整理过程。
这时不难看出:一旦有O2通入,就会发生反应②,混合气体中NO转化为NO2又会继续发生反应①,继续通O2,②继续进行,NO、NO2就像一辆运货卡车源源不断地将SO2转化为SO3。联想到NO、NO2在其中起的催化剂作用,得出反应实质,即:2SO2+O2=2SO3 ③,问题就可以迎刃而解了。 →收敛思维的运用,即信息加工和提纯升华过程。
第一问根据③,当通入氧气不过量时,2体积SO2生成2体积SO3,前后气体压强不变,假设100 mL混合气体全部为SO2,需要O2最多50 mL,所以当0 mL<X<50 mL时,氧气不过量,前后气体压强不变。
第二问依据题意,可以得出方程式:NO+SO2+O2=NO2+SO3。其中NO、SO2、O2的计量系数比为1∶1∶1,那么体积比也为1∶1∶1,则需要O2 50 mL。
第三问依据③,说明40 mL O2正好将SO2转化成SO3,那么原混合气体中有SO280 mL,NO 20 mL。
这种类型的题目,对培养同学们从错综复杂的信息中提炼有用信息的能力很有帮助。
例2 将一定量的钠铝合金置于水中,合金全部溶解,得到20 mL pH=14的溶液,然后用1 mol/L的盐酸滴定至沉淀量最大时,消耗盐酸40 mL,则原合金中钠的质量为多少?
解析 本题涉及反应:
合金全部溶解时
2Na+2H2O=2NaOH+H2↑
2NaOH+2H2O+2Al=NaAlO2+3H2↑ →信息整理过程。
题目已知溶液pH=14,说明反应后NaOH过量,溶液中溶质为NaAlO2、NaOH。
向溶液中滴加盐酸时
NaOH+HCl=NaCl+H2O
NaAlO2+H2O+HCl=NaCl+Al(OH)2
合金中的钠最后全部与盐酸中的氯结合。 →信息加工,提纯升华过程。
钠的物质的量等于盐酸的物质的量,有
我们在进行发散思维训练的同时,也要注意收敛思维的培养。通过上述题目的训练,可以培养我们严谨的治学态度和科学的思维品质,从而在训练中掌握一些解题的技巧。
练习
1.向一定量铁和铁的氧化物中加入2 mol/L的硝酸溶液250 mL,反应完成后,一氧化氮有1.12 L(标准状况下),再向反应后的溶液中加入1 mol/L氢氧化钠溶液,若要使铁元素完全沉淀下来,所加氢氧化钠溶液的体积最少是多少?
2.在某100 mL混合酸中,HNO3的物质的量浓度为0.4 mol/L,H2SO4的物质的量浓度为0.2 mol/L,向其中加入2.56 g铜粉,微热,等充分反应后,溶液中Cu的物质的量浓度约为()。
A.0.15 mol/L B.0.3 mol/L C.0.225 mol/L D.无法计算
“本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文”。
例1 在通常情况下,NO2与SO2很容易发生反应,生成NO和SO3,该反应为不可逆反应。先将NO和SO2的混合气体通入100 mL容器中,充满后,用带有导管的塞子塞紧,向里通O2,则
1.向容器中通入O2的体积X在______范围内,压强保持不变;
2.若容器中只有NO2和SO3,则必须通入O2 ______ mL;
3.若向容器中通入O2 40mL后才开始有红棕色,且不褪色,则原混合气体中NO体积为______ mL(气体在同温同压下测定,此时SO3为气体,不考虑2NO2←→N2O4)。
解析 拿到题目似乎无从下手,我们可以先把发生和可能发生的化学反应列出:
NO2+SO2=NO+SO3 ①
NO+O2=NO2 ② →信息整理过程。
这时不难看出:一旦有O2通入,就会发生反应②,混合气体中NO转化为NO2又会继续发生反应①,继续通O2,②继续进行,NO、NO2就像一辆运货卡车源源不断地将SO2转化为SO3。联想到NO、NO2在其中起的催化剂作用,得出反应实质,即:2SO2+O2=2SO3 ③,问题就可以迎刃而解了。 →收敛思维的运用,即信息加工和提纯升华过程。
第一问根据③,当通入氧气不过量时,2体积SO2生成2体积SO3,前后气体压强不变,假设100 mL混合气体全部为SO2,需要O2最多50 mL,所以当0 mL<X<50 mL时,氧气不过量,前后气体压强不变。
第二问依据题意,可以得出方程式:NO+SO2+O2=NO2+SO3。其中NO、SO2、O2的计量系数比为1∶1∶1,那么体积比也为1∶1∶1,则需要O2 50 mL。
第三问依据③,说明40 mL O2正好将SO2转化成SO3,那么原混合气体中有SO280 mL,NO 20 mL。
这种类型的题目,对培养同学们从错综复杂的信息中提炼有用信息的能力很有帮助。
例2 将一定量的钠铝合金置于水中,合金全部溶解,得到20 mL pH=14的溶液,然后用1 mol/L的盐酸滴定至沉淀量最大时,消耗盐酸40 mL,则原合金中钠的质量为多少?
解析 本题涉及反应:
合金全部溶解时
2Na+2H2O=2NaOH+H2↑
2NaOH+2H2O+2Al=NaAlO2+3H2↑ →信息整理过程。
题目已知溶液pH=14,说明反应后NaOH过量,溶液中溶质为NaAlO2、NaOH。
向溶液中滴加盐酸时
NaOH+HCl=NaCl+H2O
NaAlO2+H2O+HCl=NaCl+Al(OH)2
合金中的钠最后全部与盐酸中的氯结合。 →信息加工,提纯升华过程。
钠的物质的量等于盐酸的物质的量,有
我们在进行发散思维训练的同时,也要注意收敛思维的培养。通过上述题目的训练,可以培养我们严谨的治学态度和科学的思维品质,从而在训练中掌握一些解题的技巧。
练习
1.向一定量铁和铁的氧化物中加入2 mol/L的硝酸溶液250 mL,反应完成后,一氧化氮有1.12 L(标准状况下),再向反应后的溶液中加入1 mol/L氢氧化钠溶液,若要使铁元素完全沉淀下来,所加氢氧化钠溶液的体积最少是多少?
2.在某100 mL混合酸中,HNO3的物质的量浓度为0.4 mol/L,H2SO4的物质的量浓度为0.2 mol/L,向其中加入2.56 g铜粉,微热,等充分反应后,溶液中Cu的物质的量浓度约为()。
A.0.15 mol/L B.0.3 mol/L C.0.225 mol/L D.无法计算
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