一道化学计算题的多解及反思,本文主要内容关键词为:计算题论文,化学论文,此文献不代表本站观点,内容供学术参考,文章仅供参考阅读下载。
化学计算中的一题多解是培养学生深入了解化学概念,发展学生思维能力的重要方法。教学中我们要引导学生从基本概念、基本方法入手,多角度深入剖析,寻找尽可能多的解题方法,并做好解题后的归纳与反思,掌握各种解题方法的特点及其应用时的适宜题型,以达举一反三之功效。现举一例以说明。
例题 氯化钾与碘化钾的混合物中含钾的质量分数为0.371,求混合物中碘元素的质量分数。
解法1:从质量分数的概念入手,质量分数为0,371,即相当于100g混合物中含钾元素的质量为37.1g,因此可根据方程组列式求解。
解 设混合物中含KCI x mol,KI y mol,则有:
74.5x+166y=100g,
39(x+y)=37.1g,
解之得x=0.633,y=0.318
则碘的质量分数为:
解后反思:本题相当于二元混合物的计算,当已知混合物的总质量及与混合物组成或与混合物反应相关的另一个量时,均可用类似的列方程组的方法解决。
例如 (1993年高考试题)将70 g过氧化钠和氧化钠的混合物跟98 g水充分反应后,所得氢氧化钠溶液的质量分数为50%。试分别写出过氧化钠和氧化钠跟水反应的化学方程式,并计算原混合物中过氧化钠和氧化钠的质量各为多少克。
答:略。
解法2:KCl、KI的化学式中均只含一个K[+],故可设混合物的化学平均组成为KX,从化学平均组成的式量角度入手,利用十字交叉法求出混合物中KI、KCl的物质的量之比,进而求解。
解 设混合物的平均组成为KX,其中K的质量分数为0.371,则混合物的平均式量为:
39/37.1×100=105.1。
由十字交叉法:
即混合物中KCl与KI的物质的量之比是2/1。所以混合物中I元素的质量分数为:
(127/166+74.5×2)=0.404。
解法3:先求混合物中KCl、KI中各自的K元素的质量分数,再根据十字交叉法求出混合物中两种组成部分的质量比,进而求解。
解 KCl中K元素的质量分数为
(39/74.5)=0.523,
KI中K元素的质量分数为(39/166)=0.235。
则由十字交叉法得:
即混合物中KI和KCI的质量比是152比136。混合物中I元素的质量分数为
解后反思:由解法2、3对比分析可知,使用十字交叉法求解两种成分的混合物组成比值时较为方便,但要注意两个问题:一是比值的含义。即要搞清建立十字交叉法的关系依据是什么?解法2是根据1 mol物质的式量为基准使用的十字交叉法,因此所得比值是物质的量之比,解法3是根据一定质量的物质中含K的质量分数为基准使用的十字交叉法,因此所得比值是物质的质量之比。二是只有符合混合体系的总量等于二组分的分量之和的习题才能使用十字交叉法。如混合两种不同浓度的溶液的计算,因为混合后溶液的总体积不等于各组分溶液体积之和,所以不能使用十字交叉法,再如混合两种不同pH的溶液,因混合后溶液的pH不等于混合前两组分的pH之和,也不能使用十字交叉法。
解法4:对比两个分子式,将KI改写成KI(35.5/127)I(91.5/127),则KI(35.5/127)与KCl两个式子中K与其它部分的质量比均为39∶35.5,则I元素的质量分数为:
解后反思:本解法应用于已知混合物中某一共同组成元素的含量,求解另一种元素的含量的计算,方法是将其中一个组成较为复杂的分子式重组变形成与简单的分子式组成相同的部分,从而利用比例关系求解。
例如 已知乙烯与乙醇的混合物中的碳元素的质量分数为x%,求混合物中氧元素的质量分数。
分析:乙烯分子式是C[,2]H[,4],乙醇分子式是C[,2]HC[,6]O,将C[,2]H[,6]O变形为C[,2]H[,4](H[,2]O)后可发现两者均有C[,2]H[,4]部分,无论它们按何种比例混合,其共同部分C[,2]H[,4]的组成关系不变,而且乙醇的残余部分(H[,2]O)中不含碳元素,则根据碳元素的含量可求出这一部分氢元素的含量,余下的为(H[,2]O)的质量分数,再根据水中氢氧元素的质量关系求出氧元素的质量分数。即:
混合物中氧元素的质量分数
=(1-x%-(1/6)x%)×(8/9)
以上四种解题方法,均为中学化学计算中的常用方法,所解决的也是中学化学中的常见问题,细细品味,你将受益匪浅。