孫青
摘 要:運用終態(tài)法解題能夠簡化解題過程,從而快速簡便地解答題目,收到事半功倍的效果。
關(guān)鍵詞:終態(tài)法;選擇題;圖象題
所謂終態(tài)法就是抓住化學反應后的最終產(chǎn)物中所含的某種原子個數(shù)的守恒而進行計算的一種解題方法,其實質(zhì)就是守恒法中的元素守恒法。這種解題方法特別適用于反應過程復雜而產(chǎn)物很簡單,甚至產(chǎn)物常常只有一種的題型。靈活運用終態(tài)法解題能夠簡化解題過程,從而快速簡便地解答題目,收到事半功倍的效果?,F(xiàn)將此種解題方法歸納如下:
一、終態(tài)法快速解選擇題
例1.一定量的Fe和Fe2O3的混合物投入250 mL 2 mol/L的硝酸溶液中,反應完成后,生成1.12 LNO(標準狀況下),再向反應后的溶液中投入1 mol/L的NaOH溶液,并使鐵元素完全沉淀下
來,所加入的NaOH溶液的體積最小是( )
A.450 mL B.500 mL
C.400 mL D.不能確定
解析:當鐵元素完全沉淀后溶液中只有NaNO3,n(HNO3)=2 mol/L
×0.25 L=0.5 mol,而被還原的HNO3為■=0.05 mol,則溶液中還有NO3-的物質(zhì)的量為0.5 mol-0.05 mol=0.45 mol,則n(NaNO3)=0.45 mol,而Na+都由NaOH提供,故n(NaOH)=0.45 mol,V(NaOH)=450 mL
故選A。
例2.有200 mL氯化鎂和氯化鋁的混合溶液,其中c(Cl-)為1.3 mol/L,要使Mg2+、Al3+恰好全部沉淀,應加入4 mol/L的NaOH溶液體積為( )
A.40 mL B.65 mL
C.80 mL D.72 mL
解析:Mg2+、Al3+全部沉淀后溶液中只有NaCl,(NaCl)=n(Cl-),而NaCl中的Na+由NaOH提供,即n(NaOH)=n(NaCl)=n(Cl-)=
1.3 mol/L×0.2 L=0.26 mol,
則V(NaOH)=65 mL
故選B。
二、終態(tài)法在圖象題中的應用
例3.把NaOH、MgCl2、AlCl3三種固體組成的混合物溶于足量水后,產(chǎn)生1.16 g白色沉淀,再向所得濁液中逐滴加入1.00 mol/L
HCl溶液,加入HCl溶液的體積與生成沉淀的關(guān)系如下圖所示:
試回答:
■
(1)A點的沉淀物的化學式為__________
理由是______________________________
(2)寫出A點至B點發(fā)生反應的離子方程式:
______________________________
(3)原混合物中AlCl3的物質(zhì)的量為:__________
(4)C點時所加入HCl溶液的體積為__________mL
解析:(1)據(jù)題意:剛開始加入1.00 mL HCl沉淀的質(zhì)量不變,說明原反應中NaOH過量,此1.00 mLHCl中和過量的NaOH,所以沉淀中沒有Al(OH)3,只有Mg(OH)2
(2)A點到B點反應的實質(zhì)是HCl使NaAlO2轉(zhuǎn)化為Al(OH)3,離子方程為:
H++AlO2-+H2O=Al(OH)3↓
(3)由方程式HCl+NaAlO2+H2O=NaCl+Al(OH)3↓可知NaAlO2的物質(zhì)的量等于A點到B點消耗的HCl的物質(zhì)的量n(HCl)=
0.02 mol,則n(NaAlO2)=n(AlCl3)=0.02 mol
(4)由B點可知,此時溶液中只有HCl,根據(jù)鈉元素守恒,
n(NaOH)=n(NaCl)=n(HCl)+2×n(MgCl2)+3×n(AlCl3)
而C點溶液中含有NaCl、MgCl2、AlCl3,此時HCl恰好將NaOH轉(zhuǎn)化為NaCl即n(NaOH)=n(HCl)=0.13 mol
則V(NaOH)=130 mL
總結(jié):終態(tài)法經(jīng)常運用于其他元素恰好形成沉淀時,因為此時溶液中所含成分往往為一種,容易符合終態(tài)法的適用條件。
三、終態(tài)法用于計算題
例4.把NaHCO3與Na2CO3·10H2O的混合物6.5 g溶于水制成100 mLNa+濃度為0.5 mol/L的溶液,如果將相同質(zhì)量的這種混合物加熱到質(zhì)量不再變化為止,質(zhì)量減少了多少克?
解析:NaHCO3和Na2CO3·10H2O加熱到質(zhì)量不再變化,生成
的固體只有Na2CO3,而且Na+的物質(zhì)的量就等于原混合物中Na+的物質(zhì)的量,也等于溶液中Na+的物質(zhì)的量。
n(Na+)=0.05 mol,則n(Na2CO3)=0.025 mol
m(Na2CO3)=106 g/mol×0.025mol=2.65 g
m(減)=6.5 g-2.65 g=3.85 g
綜上所述,運用終態(tài)法解題的關(guān)鍵,就是要淡化反應的過程,注重反應的結(jié)果,敏銳地找出終態(tài)以及終態(tài)和需要求解的問題之間的聯(lián)系,要做到這一點需要學生在平時的訓練中不斷總結(jié),培養(yǎng)自己分析問題、解決問題的能力。
參考文獻:
周維清.運用終態(tài)分析法 巧解化學計算題[J].中學生數(shù)理化,2009(4).
(作者單位 江蘇省靖江市濱江學校)