【摘 要】近年來(lái),隨著新課程改革的不斷深入,理化計(jì)算題的難度也在逐步降低,開(kāi)始側(cè)重于考查學(xué)生的解題思路和技巧方面。滴定類(lèi)化學(xué)計(jì)算是中學(xué)化學(xué)教學(xué)的重點(diǎn)和難點(diǎn),也是學(xué)生在化學(xué)考試中最難得分的一類(lèi)題型,需要學(xué)生具備較強(qiáng)的靈活性、變通性和創(chuàng)造性。在化學(xué)教學(xué)中,常用的滴定類(lèi)計(jì)算題解題方法有酸堿中和反應(yīng)滴定、氧化-還原反應(yīng)滴定、測(cè)電動(dòng)勢(shì)滴定。本文試圖歸納此類(lèi)計(jì)算題的解題思維模型和滴定類(lèi)型,并對(duì)各類(lèi)滴定計(jì)算問(wèn)題舉例進(jìn)行解析。
【關(guān)鍵詞】化學(xué)題型;滴定類(lèi)計(jì)算題;解題分析
【中圖分類(lèi)號(hào)】G633.8 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】1671-8437(2019)10-0166-02
近幾年來(lái),滴定類(lèi)計(jì)算題越來(lái)越多地在高考試題中呈現(xiàn),這類(lèi)問(wèn)題不僅只涉及常規(guī)的酸堿中和反應(yīng)滴定知識(shí),在酸堿中和滴定基礎(chǔ)上已拓展到其他滴定反應(yīng)類(lèi)型,這樣就增大了此類(lèi)問(wèn)題的陌生度和難度,很多考生看到此類(lèi)問(wèn)題往往會(huì)主動(dòng)放棄,這類(lèi)計(jì)算題已成考生獲得化學(xué)高分的最大障礙之一[1-2]。下面結(jié)合高中化學(xué)考題實(shí)例探析化學(xué)計(jì)算題的解題技巧。
1 解題思維模型
第一步:寫(xiě)出滴定過(guò)程中的核心反應(yīng)。
第二步:確定各物質(zhì)(或微粒)之間的關(guān)系式(通過(guò)多步反應(yīng)式、各類(lèi)守恒關(guān)系構(gòu)建)。
第三步:利用相關(guān)知識(shí)、原理開(kāi)展分析及計(jì)算。
2 各類(lèi)滴定分類(lèi)解析
2.1 酸堿中和反應(yīng)滴定
例1:(2015.北京高考卷節(jié)選)海水中溶解無(wú)機(jī)碳占海水總碳的95%以上,其準(zhǔn)確測(cè)量是研究海洋碳循環(huán)的基礎(chǔ),測(cè)量溶解無(wú)機(jī)碳,可采用滴定方法:將吸收液吸收的無(wú)機(jī)碳轉(zhuǎn)化為NaHCO3,再用xmol/L HCl溶液滴定,消耗y ml HCl溶液,海水中溶解無(wú)機(jī)碳的濃度=____mol/L。
解析:
第一步:根據(jù)題給信息,寫(xiě)出滴定核心反應(yīng)
NaHCO3+HCl==NaCl+CO2↑+H2O
即碳酸氫鈉與鹽酸的物質(zhì)的量之比為1:1。
第二步:抓碳元素守恒,確定關(guān)系式
碳元素守恒:NaHCO3的碳原子源自CO2,確認(rèn)n(CO2)=n(HCO3-),該滴定過(guò)程物質(zhì)轉(zhuǎn)化的關(guān)系式為CO2~HCO3-~HCl,解得n(CO2)=n(HCl)=xy×10-3mol。
第三步:利用相關(guān)知識(shí)、原理解決問(wèn)題
由n(CO2)=xy×10-3mol,得c(CO2)=xy/z mol/L。
2.2 氧化-還原反應(yīng)滴定
例2:(2018·全國(guó)高考卷Ⅲ節(jié)選)硫代硫酸鈉晶體(Na2S2O3·5H2O,M=248g·mol-1)可用作定影劑、還原劑。利用K2Cr2O7標(biāo)準(zhǔn)溶液定量測(cè)定硫代硫酸鈉的純度,測(cè)定步驟如下:
滴定:取0.00950 mol·L-1的K2Cr2O7標(biāo)準(zhǔn)溶液20.00mL,硫酸酸化后加入過(guò)量KI,發(fā)生反應(yīng):Cr2O72-+6I-+14H+===3I2+2Cr3++7H2O。然后用硫代硫酸鈉樣品溶液滴定至淡黃綠色,發(fā)生反應(yīng):I2+2S2O32-===S4O62-+2I-。加入淀粉溶液作為指示劑,繼續(xù)滴定,當(dāng)溶液____,即為終點(diǎn)。平行滴定3次,樣品溶液的平均用量為24.80 mL,則樣品純度為_(kāi)___%(保留1位小數(shù))。
解析:
第一步:根據(jù)題中信息,寫(xiě)出滴定核心反應(yīng)
加入淀粉作指示劑,淀粉遇I2變藍(lán)色,加入的Na2S2O3樣品與I2反應(yīng),當(dāng)I2消耗完后,溶液藍(lán)色褪去,即為滴定終點(diǎn)。可確定核心反應(yīng)為:Cr2O72-+6I-+14H+==3I2+2Cr3++7H2O、I2+2S2O32-==S4O62-+2I-;
第二步:根據(jù)兩步滴定反應(yīng),確定關(guān)系式
第三步:利用相關(guān)知識(shí)、原理解決問(wèn)題
則配制的100mL樣品溶液中硫代硫酸鈉的濃度為:
樣品的純度為:
=95%
2.3 測(cè)電動(dòng)勢(shì)滴定
例3(2015.浙江高考卷節(jié)選)某學(xué)習(xí)小組按如下實(shí)驗(yàn)流程探究海帶中碘含量的測(cè)定。
實(shí)驗(yàn)(一)碘含量的測(cè)定,如圖1。
取0.0100 mol·L-1的AgNO3標(biāo)準(zhǔn)溶液裝入滴定管,取100.00 mL海帶浸取原液至滴定池,用電勢(shì)滴定法測(cè)定碘含量。測(cè)得的電動(dòng)勢(shì)(E)反映溶液中c(I-)的變化,部分?jǐn)?shù)據(jù)如表1。
請(qǐng)回答:該次滴定終點(diǎn)時(shí)用去AgNO3溶液的體積為_(kāi)___mL,計(jì)算得海帶中碘的百分含量為_(kāi)___%。
解析:第一步:寫(xiě)出滴定核心反應(yīng)式
Ag++I-===AgI↓
第二步:根據(jù)滴定反應(yīng),確定關(guān)系式
該滴定過(guò)程轉(zhuǎn)化的關(guān)系式為Ag+~I(xiàn)-
n(I-)=0.0100 mol/L×20×10-3L×500/100=1×10-3
mol
第三步:利用相關(guān)知識(shí)、原理解答問(wèn)題
海帶中碘的百分含量為:
×100%=0.635%。
【參考文獻(xiàn)】
[1]胡華.走近綜合的化學(xué)計(jì)算[J].中學(xué)生理科月刊,2005(14).
[2]楊明生.學(xué)會(huì)尋找關(guān)系 簡(jiǎn)化化學(xué)計(jì)算[J].中學(xué)生數(shù)理化(高中版),2005(1).
【作者簡(jiǎn)介】
邱紹謙(1965~)男,漢族,湖南南縣人,學(xué)歷:本科,高中教師,中學(xué)高級(jí),研究方向:中學(xué)化學(xué)教學(xué)。