解决化学问题的协调方法--让你用一半的努力就能得到两倍的结果_盐酸论文

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坐标在数学中的应用相当广泛,若把其应用在高中化学的解题过程中,可达到事半功倍的效果,令人有豁然开朗的感觉。请看下面几道例题:

例1 等质量的金属钠、铁、铝各m克,在室温下分别与V L 4mol·的盐酸充分反应,试推断,在下列三种情况下,m值的取值范围(用含V的数学式表达)。

①铝与盐酸反应放出的氢气最多;

②钠与盐酸反应放出的氢气最多;

③铝、铁分别与V L盐酸反应放出的氢气一样多。

解析:此题若采用常规分段讨论法,其步骤为:选点—分段讨论—归纳—得出答案,此法非常烦琐。若开动脑筋,采用坐标法,则有以下步骤:

(1)建立坐标系(即确定两轴分别所表示的变量的含义);横轴:表示金属质量m的变化;纵轴:表示充分反应所放出氢气的物质的量(mol)。

(2)分析作图

(3)观察作答:

①当m<92V或V>m/92时,铝与盐酸反应放出的氢气最多;

②当m>92V或V<m/92时,钠与盐酸反应放出的氢气最多;

③当m≥112V或V≤m/112时,铝、铁分别与V L盐酸反应放出的氢气一样多。

变式练习1 等物质的量的钠、镁、铝(均为X mol)与1L 1mol·的盐酸充分反应,放出的氢气在相同状况下分别为:V(Na)、V(Mg)、V(Al),当X取不同值时,填写下列各空。

①当X<1/2时,V(Na)、V(Mg)、V(Al)之间的大小关系是:____________。

②当1/2≤X<1时,V(Na)、V(Mg)、V(Al)之间的大小关系是:____________。

③当_________(填X的取值范围)时,V(Na)>V(Mg)=V(Al)。

④当____________(填X的取值范围)时,V(Na)=V(Mg)=V(Al)。

例2 在已平衡的托盘天平左右两盘上各放一只等质量的烧杯,并分别往烧杯中注入5mol·的盐酸60mL,向左盘中加入a g 粉末;向右盘中加入X g 粉末,充分反应后天平仍保持平衡。

①当a≤15时,X的值为_________(用含a的代数式表示,以下同)。

②当18.6≥a>15时,X的值为____________。

③当a>18.6时,X的值为____________。

解析:采用坐标法,则有以下步骤:

(1)建立坐标系(即确定两轴分别所表示的变量的涵义);横轴:表示固体的质量(a和X)的变化;纵轴:表示充分反应后烧杯中质量的净增值(Y)。

(2)分析作图

(3)观察作答

①当a≤15时,即在纵轴0~8.4之间任意一横线,有两函数表达式相等,即0.56a(40/84)X,解得X的值为1.176a。

②当18.6≥a>15时,即在纵轴8.4~12之间任意划一横线,有两函数表达式相等,即a-6.6=(40/84)X,解得X的值为2.1a-13.86。

③当a>18.6时,即在纵轴12以上任意划一横线,有两函数表达式相等,即a-6.6=X-13.2,解得X的值为a+6.6。

总结:虽然以上两例题的分析过程看似繁杂,但那仅仅是准备过程,即思考过程,真正在卷面上作图及解答的步骤却不多!因此,笔者把坐标法总结为:

用坐标的横轴和纵轴分别表示化学分析中的两个变量,在坐标系中画出其中一个变量随另一个变量的变化趋势图,不但可以大大简化思维过程,清晰思维路线,令人一目了然,而且可以减少出错率、重复计算率,不失为一种好的解题方法!

附:变式练习提示及答案:

变式练习1:根据等物质的量的钠、镁、铝与足量的盐酸充分反应,放出的氢气在相同状况下分别为:V(Na)<V(Mg)<V(Al),以及当盐酸不足时,钠还可以与水反应放出氢气,用横轴表示金属的物质的量;用纵轴表示放出氢气的体积,如图3。

图3

答案:

①V(Na)<V(Mg)<V(Al)

②V(Na)<V(Mg)<V(Al)

③X>1

④X=1

变式练习2:根据题中所给数据,用横轴表示样品的质量;用纵轴表示放出的体积,如图4。

图4

提示:利用相似三角形对应边长之比相等的原理,有:

①672/OX=3.32/2.49;OX=504

②672/336=3.32/0G;OG=1.66

或:1008/336=(12.45-4.98)/(12.45-OE);OE=9.96

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