晏理容
摘 要 學(xué)會總結(jié)某些解題過程中的規(guī)律,就會產(chǎn)生能迅速解一類題的功效,這是跳出題海戰(zhàn)術(shù)的有效辦法。
關(guān)鍵詞 總結(jié)規(guī)律 解題效率 總復(fù)習(xí)
中圖分類號:G633.6 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A
在總復(fù)習(xí)中做一定量的練習(xí)題,是學(xué)生鞏固、應(yīng)用已學(xué)知識的一條重要途徑,如果僅憑已有的知識機械地解一題了一題,那就只能沉浸于無法自拔的題海中。如果學(xué)會總結(jié)某些解題過程中的規(guī)律,就會產(chǎn)生能迅速解一類題的功效,這是跳出題海戰(zhàn)術(shù)的有效辦法。現(xiàn)就此舉幾例以示之。
例1:有10.0 g平均摩爾質(zhì)量為9.4 g.mol-1的CO和H2的混合氣體,在足量O2中充分燃燒后(H2O為氣體),將所得氣體通入盛有足量Na2O2固體的密閉容器中(假設(shè)完全吸收),則固體增加的質(zhì)量為( )g。
A、10.0 B 、9.4 C、 4.3 D、無法判斷
解析:解此題的一般思路是先利用平均相對分子量求出CO和H2的物質(zhì)的量之比,再利用總質(zhì)量10.0g分別求出CO和H2的具體質(zhì)量(或物質(zhì)的量)再利用如下反應(yīng):
①2H2+O2=2H2O;②2CO+O2=2CO2;
③2H2O+2 Na2O2=4NaOH+O2↑;
④2 Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2
連鎖反應(yīng)方程式①、③疊加得:⑤Na2O2+ H2=2NaOH;
同理②、④疊加得:⑥Na2O2+CO=Na2CO3
由⑤、⑥式可知:無論是CO還是H2完全燃燒后的產(chǎn)物通過足量Na2O2固體,固體增加的質(zhì)量均為原CO或H2的質(zhì)量,所以,當(dāng)氣體為CO和H2的混合氣體時燃燒產(chǎn)生的CO2、H2O2與Na2O2固體反應(yīng)后固體增重量與原氣體總質(zhì)量相同,則固體增重10.0g.正確答案為A
總結(jié)規(guī)律1:CO2、H2O與Na2O2固體反應(yīng)后固體增重量相當(dāng)于等物質(zhì)的量的“C0”或“H2”的質(zhì)量。應(yīng)用此規(guī)律則能迅速解答下列問題。
例2:使n g含C、H、O三種元素的某有機物充分燃燒后的產(chǎn)物通過足量的Na2O2固體,恰好使固體增重n g,試確定該有機物的通式。
解析:
有機物生成CO2、H2O增重x個“CO”、y個“H2”,因為有機物質(zhì)量與Na2O2固體增重質(zhì)量相等,即有機物質(zhì)量=m(CO)+m(H2)
故根據(jù)原子守恒(質(zhì)量守恒)該有機物的通式為CxH2yOx
又一規(guī)律2:烴的含氧衍生物中只要分子組成中n(C)=n(H)時,該有機物完全燃燒后的生成物被足量的Na2O2固體吸收后Na2O2固體增加的質(zhì)量等于該有機物的質(zhì)量。即當(dāng)有機物的化學(xué)式可改寫為:(CO)P(H2)q時Na2O2固體增加的質(zhì)量與該有機物的質(zhì)量相同。
規(guī)律3:擴展思考:若C原子數(shù)大于O原子數(shù)如何?即有機物改寫為(CO)P(H2)qxC時如何?
解析:此時前面改寫出來的部分(CO)P(H2)q不會引起質(zhì)量的額外變化,而多余的C原子最終仍然以“CO”方式增加,而其中的O原子則由外界提供,此時固體增重應(yīng)大于原有機物的質(zhì)量。反之,若C原子數(shù)小于O原子數(shù),Na2O2固體增重應(yīng)小于原有機物質(zhì)量(因為多余的O原子被排出體系)。
請試用上述3條規(guī)律解下列3題:
(1)若使m g乙烷完全燃燒后的產(chǎn)物與Na2O2充分反應(yīng),則固體可增重多少克?
解析:把乙烷的燃燒過程表示如下:C2H6~2CO2+3H2O~2CO+3H2
由上述過程及規(guī)律1得:1mol C2H6會引起Na2O2固體額外增重2 mol O的質(zhì)量。
設(shè)固體增重y y=m g/(30g.mol-1)€?€?6 g.mol-1+ m g
解得y =11m/5 g 答略。
(2)以電火花點燃盛有C2H6和氧氣及Na2O2固體的密閉容器,充分反應(yīng)后,若容器中壓強為零、溫度為200℃。試求原混合氣體中乙烷和O2的體積比為多少?
解析:由題意溫度為150℃,壓強為零說明反應(yīng)后無任何氣體,原混合氣體乙烷和O2燃燒后所得氣體恰好被Na2O2吸收完全,由規(guī)律2可知乙烷中C原子數(shù)與O2中O原子數(shù)相同。即n(C2H6)=n(O2),則V(C2H6):V(O2)=1:1
(3)將xg C12H22O11(蔗糖)完全燃燒后的產(chǎn)物用足量Na2O2吸收后,固體增加的質(zhì)量( )
A 、﹥x B 、﹤x C、 =x D、無法確定
由規(guī)律3及蔗糖的化學(xué)式可知C原子數(shù)大于O原子數(shù),則固體增重應(yīng)大于xg。所以選A。
另舉有關(guān)合金的兩個例子以飧讀者。
例3:將一定質(zhì)量的鎂、銅合金加入到一定量稀硝酸中,合金恰好完全反應(yīng),假設(shè)反應(yīng)過程中稀硝酸還原產(chǎn)物全是NO,向反應(yīng)后的溶液中加入3mol/LNaOH溶液至沉淀達(dá)最大值,測得生成沉淀的質(zhì)量比原鎂、銅合金的質(zhì)量增加5.1g,下列有關(guān)敘述正確的是( )
A、加入合金的質(zhì)量不可能為6.4g
B、參加反應(yīng)的NaOH物質(zhì)的量為0.1mol
C、沉淀達(dá)最大值時消耗NaOH溶液體積為150ml
D、溶解合金時收集到氣體體積為2.24L(標(biāo)況)
解析:本題主要考點為金屬與硝酸反應(yīng)后所得溶液與NaOH溶液反應(yīng)相關(guān)規(guī)律的運用,主要用到電荷守恒(下轉(zhuǎn)第48頁)(上接第46頁)與物質(zhì)質(zhì)量變化間的關(guān)系:
從上述關(guān)系可知沉淀質(zhì)量比原來的金屬質(zhì)量增加部分為質(zhì)量,而OH-的物質(zhì)的量與金屬失去的電子物質(zhì)的量相同,鎂和銅都為二價金屬。則n(e-)=n(OH-)=5.1g/(17g.mol-1)=0.3mol, n(金屬)=0.3mol/2=0.15mol,0.15mol€?4g/mol〈m(金屬) 〈0.15mol€?4g/mol,即3.6g〈m(金屬)〈9.6g所以答案A錯誤;
因為產(chǎn)生沉淀所需NaOH的物質(zhì)的量已經(jīng)為0.3 mol,還可能中和剩余的HNO3所以NaOH的物質(zhì)的量已經(jīng)應(yīng)大于等于0.3 mol,答案B錯誤;
沉淀完全時消耗NaOH溶液體積V≥0.3 mol/(3mol/L) =0.1L=100ml,答案C錯誤;
V(NO)= n(e-)/3€?2.4L/mol=0.3mol/3€?2.4L/mol=2.24L,
例4:10.6gFe3O4加到100ml某濃度的鹽酸中,再加入10.0g鐵粉,反應(yīng)結(jié)束后,溶液中無殘余固體。向溶液中滴加KSCN溶液,無明顯變化,為了中和多余的HCl(忽略HCl的揮發(fā))并使鐵元素完全轉(zhuǎn)化為Fe(OH)2,共消耗160ml 4.0mol/LNaOH。求原HCl的物質(zhì)的量濃度為( )mol/L。
A、2 B、4 C、6 .4 D、8
解析:
Fe3O4Fe2+、Fe3+(可能有 HCl剩余)Fe2+(可能有 HCl剩余)Fe(OH)2
從上面的反應(yīng)流程可以看出,如果逐一計算就使過程非常復(fù)雜,而從反應(yīng)最終所得物質(zhì)為Fe(OH)2和NaCl及元素守恒可得:C(HCl)€譜(HCl)=C(NaOH) €譜(NaOH),
C(HCl)= 160ml€?4.0mol/L€?00ml=6.4mol/L,則答案為C。