用观察的方法来解化学计算题|化学计算题
〔关键词〕 观察;计算题;化学式;方程式;关系;图像 〔中图分类号〕 G633.8〔文献标识码〕 C 〔文章编号〕 1004―0463(2008)07(B)―0053―01
一、观察化学式
这些习题往往会涉及多个化学式,或者是化学教学中没见过的化学式,因此,解此类题时只要仔细观察所给出的化学式,找出其特征或相互间的共同点、不同点,并利用必要的变形处理等方法,便可找出解题的途径,甚至发现简单解法。
[例1]下列各组中的两种物质无论以何种比例混合,其中氯元素的质量分数都不变的是()
A.NaClO和NaClB.KClO和KCl
C.NaClO4和KClO3D.NaCl和KCl
[解析]要使两种物质无论以何种比例混合,氯元素的质量分数都不变,那么这两种物质中氯元素的质量分数就应相等。若要计算,则需计算六个数据,但若仔细观察,便可知各计算式均为×100%,很显然A、B、D不可以,C选项中可将NaClO4变形为NaO(ClO3),然后与KClO3相比,便可知两者氯的质量分数相等,故选C。
二、观察化学方程式、离子方程式
这种类型的习题可应用关系式法来进行计算和观察,且观察要细致,需特别注意其规律和联系。
[例2]2.1 g平均分子量为7.2的CO和H2组成的混合气体与足量氧气充分燃烧后,立即通入足量的Na2O2固体中,固体质量增加多少克?
[解析]观察有关化学方程式,可知固体物质的变化关系分别为:当Na2O2与CO2反应时,Na2O2~Na2CO3~CO(增);当Na2O2与H2O反应时,Na2O2~2NaOH~H2(增)。即固体增加的质量分别为原CO和H2的质量,所以为2.1 g。也就是说,通式符合(CO)m(H2)n(m=0,1,2,……;n=0,1,2,……)的物质W g在O2中燃烧,将其产物通过足量的Na2O2固体,反应完毕,固体增重W g。
三、观察隐含信息和各信息间的关系
有些题目所给予的信息,不是太明显,属隐含条件,但这些隐含条件却往往是解题的关键,需仔细观察,挖掘其内涵,以便顺利解题。
[例3]向一定物质的量的Fe和Fe3O4的混合物中加入50 ml 2 mol/L的H2SO4溶液,在一定条件下混合物恰好完全溶解,放出448 ml(标况)气体。在所得溶液中加入KSCN溶液,无红色出现。那么,用足量的CO在高温下与相同质量的此混合物反应,得到的铁的质量是()
A.5.6 gB.11.2 gC.8.4 gD.4.48 g
[解析]本题涉及的化学反应较多,若按常规方法求解则太繁。若通过观察来分析,此题便可看为取等量的混合物分别进行两次实验,第一次向混合物中加H2SO4溶液,最终得FeSO4液,第二次用CO还原。既然两次混合物的质量相等,那么Fe的质量也应该相等,由此可知题目隐含了FeSO4中铁的质量与CO还原得到的铁相等这一事实。知道这一隐含条件后,解题自然就容易多了。FeSO4中铁的物质的量与H2SO4的物质的量相等,为0.1 mol,则Fe的质量为5.6 g。
四、观察实验装置、转化图、图像等
观察不只限于实验,有些化学计算题中设计的图像更需细致观察。在明确其含义、特征及联系的基础上便能很快得出答案。
[例4]在混有少量HNO3的MgSO4溶液中逐滴加入Ba(OH)2溶液,所得沉淀的物质的量(n沉淀/mol)随Ba(OH)2溶液中溶质的物质的量(n甲/mol)变化的曲线如右图所示。试计算原溶液中MgSO4的物质的量浓度。(设其体积为500 ml)
[解析]准确观察所给图像是解这道题的基础。纵观整个图像,沉淀达到的最大量是6 mol,这6 mol沉淀是Mg(OH)2和BaSO4的混合物,由守恒关系可知Mg(OH)2~MgSO4~BaSO4,即Mg(OH)2的物质的量与BaSO4的物质的量应相等,各为3 mol,也就是说MgSO4的物质的量为3 mol, 则其浓度C(MgSO4) = =6 mol・L-1。
观察是思维活动的门户,思维活动几乎都以观察作为前提和基础,习题解答中尤其如此。观察的要点和方法是找联系、辨异同、抓特征。观察要细致、周全、敏锐,才能达到化繁为简的目的。
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