无数据计算型选择题的分类解析

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  高中化学选择题中常有一类无数据计算型的选择题,此类题型在未出现一个数据的情况下,要求计算出百分含量、比值、化合价、物质的量浓度等具体数值,往往使学生因找不到数据觉得无从下手.其实此类题型虽未出现数据,但往往在题中暗藏信息或规律,甚至因未出现数据题目往往设置巧妙,使得解题方法更加简单.
  
  一、利用最简式相同解题
  
  例1 取一定量的甲醛气体溶于适量的冰醋酸中,再加入一定量的果糖得混合物甲;与含有一定量甲酸甲酯和葡萄糖的混合液乙以任意比例混合得丙.则丙中碳元素的质量分数是()
  
  (A) 20% (B) 35%(C) 40% (D) 55% 
  
  解析:该题乍一看感觉很复杂,所含物质较多,且各物质的准确量值并未告诉,使得题目看起来无法解答.此时应注意寻找题目中隐藏的信息或规律.所求问题为碳元素的质量分数,应与各物质的最简式有关.先写出各物质的分子式后认真分析:甲醛(CH2O)、冰醋酸(C2H4O2)、果糖(C6H12O6)、甲酸甲酯(C2H4O2)、葡萄糖(C6H12O6).不难发现所含物质均具有相同的最简式CH2O,所以各物质不论以何种比例混合,碳元素的质量分数均为40%.答案选(C).
  
  变式1:常压和100℃条件下,把乙醇汽化为蒸气,然后和乙烯以任意比例混合,将其完全燃烧,相同条件下消耗氧气的体积是原混合气体体积的几倍()
  
  (A) 1倍(B) 2倍(C) 3倍 (D) 无法计算
  
  解析:此题中将两种不同类别的物质混合后计算耗氧量,而且对两物质的比例未作限定,看似无法解答.但从耗氧量的角度对乙醇和乙烯进行分析后发现,乙醇和乙烯的耗氧量相同且均为其体积的3倍:C2H5OH+3O2=2CO2+3H2O、C2H4+3O2=2CO2+2H2O,所以答案选(C).
  
  点评:遇到此类题目应紧抓问题,从所问问题入手整理出基本信息,然后认真分析寻找相同点或规律解题.
  
  二、利用相等量解题
  
  例2 在一定量的NaCl溶液中逐滴加入某浓度的AgNO3溶液至沉淀完全.对沉淀进行过滤、洗涤、干燥后,测得沉淀的质量与原NaCl溶液的质量恰好相等.求原NaCl溶液的质量分数()
  
  (A) 34.5% (B) 40.8%(C) 45.8%(D) 无法计算
  
  解析:发生反应:NaCl+AgNO3=AgCl↓+NaNO3
  
  58.5 g 143.5 g
  
  由题意:生成沉淀的质量与NaCl溶液的质量相等可知若将沉淀AgCl的质量取为143.5 g,则NaCl溶液的质量也为143.5 g,根据方程式中量的关系可知生成143.5 g AgCl沉淀时须消耗58.5 g的NaCl,即NaCl溶液中溶质NaCl的质量应恰好为58.5 g,则原NaCl溶液的质量分数为58.5/143.5×100%=40.8%.答案选(B).
  
  变式2:把足量的铁粉投入到硫酸和硫酸铜的混合溶液中,充分反应后,残余固体的质量与原来加入的铁粉的质量相等,则原溶液中H+和SO2-4的物质的量之比为()
  
  (A) 1∶4(B) 2∶7
   (C) 1∶2 (D) 8∶31
  
  解析:根据题意残余固体的质量与原来加入的铁粉的质量相等,可知参加反应的铁粉与生成铜的质量相等,可找出等量关系:n(Fe)×56=n(Cu)×64,分析发生的反应Fe+ H2SO4=FeSO4+H2、 Fe+ CuSO4=FeSO4+Cu可知:①n(Fe)=n(H2SO4)+n(CuSO4),②n(Cu)=n(CuSO4)代入相等关系解得:n(H2SO4) n(CuSO4)=
  1 7,进而解得n(H+) n(SO2-4)=1 4.答案选(A).
  
  点评:遇到此类题目应紧抓相等量,可用相等量中的数据代换所求问题中的数据,也可从相等量入手找出问题所需关系进行解答.
  
  三、利用守恒规律解题
  
  例3 已知某反应的离子方程式为:M2Ox-7+3S2-+14H+=2M3++3S↓+7H2O,则M2Ox-7中M的化合价为()
  
  (A) +2(B) +3 (C) +4 (D) +6
  
  解法1:根据得失电子守恒规律求解,设M2Ox-7中M的化合价为+a,
  则有:2(a-3)=3×2 ,解得:a=6.
  
  解法2:根据电荷守恒规律求解,-x+(-2×3)+14=2×3解得:x=2,,所以M的化合价为+6. 答案选(D).
  
  变式3:V2O3和V2O5按不同的物质的量之比混合,可按化学计量数发生完全反应.今欲制备V8O17 ,则需V2O3和V2O5的物质的量之比应为()
  
  (A) 1∶2 (B) 2∶1
   (C) 3∶5(D) 5∶3 
  
  解析:设V2O3和V2O3 物质的量分别为x、y,则
  
  根据V原子守恒得:2x+2y=8,
  
  根据O原子守恒得:3x+5y=17,
  解得:
  
  x=15
  
  
  y=2.5,则x∶y=3∶5,答案选(C).
  
  点评:离子反应必须符合电荷守恒、氧化还原反应必须符合得失电子守恒、任何化学反应都必须符合原子守恒和质量守恒等等,若能训练学生很好的掌握这些守恒关系并熟练应用于解题可起到事半功倍的效果.
  
  四、取定某个量为恒量解题
  
  例4 150 ℃时,碳酸铵完全分解生成气态混合物,试求所得气态混合物的密度是相同条件下氢气密度的多少倍()
  
  (A) 96(B) 48 (C) 24(D) 12
  
  解析:该题中发生反应:(NH4)2CO3
  △2NH3↑+CO2↑+H2O↑
  
  根据阿伏伽德罗定律的推论:同温同压下,任何气体的密度之比等于摩尔质量之比,解此题须先计算出所得气态混合物的平均摩尔质量.因题目未给出任何数据,可先入为主取定受热分解的(NH4)2CO3的物质的量为1 mol,根据质量守恒可推知反应后气态混合物的总质量与反应前(NH4)2CO3的总质量是相等的均为96 g,再根据反应方程式可得反应后生成的气态混合物的总物质的量为4 mol,由此求出混合气体的平均相对分子质量为24,所以其密度是相同条件下氢气密度的12倍.答案选(D).
  
  变式4:标准状况下,用一充满氨气的烧瓶作喷泉实验,当水充满整个烧瓶后,烧瓶内氨水的物质的量浓度是()
  
  (A) 0.045 mol/L(B) 1 mol/L 
  (C) 0.029 mol/L (D) 0.45 mol/L
  
  解析:若取定烧瓶的体积为a L,则开始时氨气的体积为a L,氨气的物质的量为a L/22.4 L•mol-1,实验结束后氨水的体积也为a L,于是所得氨水的物质的量浓度为122.4 mol/L,即0.045 mol/L.答案选(A).
  
  点评: 在因缺少数据而无法解答时,可先入为主取定一到两个数据,利用取定的数据引出或代换解答题目所需的数据.
  
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