學(xué)習(xí)化學(xué)知識(shí)的目的是為了解決生活中的相關(guān)問(wèn)題,而問(wèn)題的有效解決與所用的方法密不可分, 正確的方法可以達(dá)到事半功倍的效果,學(xué)會(huì)根據(jù)具體的問(wèn)題特點(diǎn)采用相應(yīng)的解題方法十分重要。本文結(jié)合例題, 談?wù)劯咧谢瘜W(xué)中常用到的幾種解題方法。
一、守恒法
化學(xué)反應(yīng)的實(shí)質(zhì)是舊化學(xué)鍵的斷裂和新化學(xué)鍵的生成,以及原子之間的重新組合,原子之間在進(jìn)行重新組合的過(guò)程中,不會(huì)改變?cè)拥姆N類(lèi)和數(shù)目。氧化還原反應(yīng)的本質(zhì)是在反應(yīng)中有電子的轉(zhuǎn)移,但是電子在發(fā)生轉(zhuǎn)移的過(guò)程中總數(shù)是保持不變的。在電解質(zhì)溶液中,陽(yáng)離子所帶電荷數(shù)與陰離子所帶的電荷數(shù)相等。在一個(gè)化學(xué)反應(yīng)中,反應(yīng)前后某原子的質(zhì)量是保持不變的。所以,在一切化學(xué)反應(yīng)中都存在著原子守恒,電子守恒,電荷守恒,質(zhì)量守恒。
1.原子守恒
化學(xué)反應(yīng)前后原子的種類(lèi)和數(shù)目不會(huì)改變,這種方法叫原子守恒法。
例1:向一定量的Fe、FeO、Fe2O3的混合物中,加入200 mL 2 mol/L的鹽酸,恰好完全反應(yīng)并放出標(biāo)準(zhǔn)狀況下224 mL氣體;向所得溶液中加入KSCN溶液后無(wú)血紅色出現(xiàn),則所得溶液中Fe2+的物質(zhì)的量濃度為(假設(shè)反應(yīng)后溶液體積仍為200mL)多少?
試題分析:根據(jù)題意可知反應(yīng)后的溶液為FeCl2溶液,根據(jù)Cl原子守恒可得2n(FeCl2)= 0.2 L×2 mol/L=0.4 mol,所以n(FeCl2)=0.2mol,c(Fe2+)=n/V=0.2 mol/0.2 L=1 mol/L。
2.電子守恒
在氧化還原反應(yīng)中,氧化劑得電子總數(shù)等于還原劑失電子總數(shù),這種方法叫電子守恒法。
例2:用30?mL 0.1?mol?/?L的Na2SO3溶液,恰好將2×10-3?mol的XO4-還原,則元素X在還原產(chǎn)物中的化合價(jià)是是多少?
試題分析:SO32-將被氧化SO42-為,SO32-失去電子的總數(shù)等于XO4-得到電子的總數(shù),所以0.1×30×10-3×2=2×10-3×(7-x),x=4?。
3.電荷守恒
在電解質(zhì)溶液中,所有陽(yáng)離子所帶的電荷總數(shù)等于所有陰離子所帶的電荷總數(shù),這種方法叫電荷守恒法。
例3:由K2SO4、Al2(SO4)3和H2 SO4組成的混合溶液,其pH=1,c(Al3+)=0.4?mol/L,c(SO42-)=0.8?mol/L,則c(K+)為多少?
試題分析:混合溶液中共存在5種離子,它們分別是:H+、Al3+、K+、SO42-、
OH-,電荷守恒式如下:c(K+)?+?c(H+)?+?3c(Al3+)
=c(OH-)?+?2c(SO42-),由pH=1可知,c(H+)
=10-1?mol·L-1,則c(OH-)=10-13 mol·L-1,帶入守恒式得c(K+)=0.3?mol·L-1
4.質(zhì)量守恒
在一個(gè)化學(xué)反應(yīng)中,參加反應(yīng)的各物質(zhì)的質(zhì)量總和,等于反應(yīng)后生成的各物質(zhì)的質(zhì)量總和,這種方法叫做質(zhì)量守恒。
例4:在化學(xué)反應(yīng)A+2B=3C中,2.5gA與足量的B充分反應(yīng)后生成9.5gC,參加反應(yīng)的B的質(zhì)量為多少?
試題分析:參加反應(yīng)的反應(yīng)物的總質(zhì)量是A的質(zhì)量與B的質(zhì)量之和,生成物的質(zhì)量是C的質(zhì)量,所以參加反應(yīng)的B的質(zhì)量為9.5-2.5=7g。
二、逆向思維法
逆向思維與常規(guī)思維不同,逆向思維是反過(guò)來(lái)思考問(wèn)題,是用絕大多數(shù)人沒(méi)有想到的思維方式去思考問(wèn)題。在化學(xué)中運(yùn)用逆向思維去解題,可以達(dá)到化難為易, 化繁為簡(jiǎn)的目的。
例5: X g Cu可與含有Y g HNO3的溶液恰好完全反應(yīng),若X∶Y=4∶10.5,則被還原的HNO3的質(zhì)量是多少?
試題分析:參加反應(yīng)的Cu為X/64 mol,起酸作用的HNO3為2X/64 mol,質(zhì)量為2X/64 molⅹ63 g /mol=126 X/64g,被還原的HNO3的質(zhì)量為Y-126 X/64(g),因X∶Y=4∶10.5,則被還原的HNO3的質(zhì)量為Y/4 g。
三、極端法
極端法是把研究的對(duì)象或過(guò)程,假設(shè)為不可能的理想的極端狀態(tài),從而使問(wèn)題得到簡(jiǎn)化處理的一種方法 。
例6:由8.1g堿金屬(R)及其氧化物(R2O)組成的混合物與水充分反應(yīng)后,蒸發(fā)反應(yīng)后的溶液,得到12g無(wú)水晶體,通過(guò)計(jì)算確定該金屬的名稱(chēng)。
試題分析:設(shè)堿金屬R的相對(duì)原子質(zhì)量為M,若8.1g全為堿金屬,有如下關(guān)系:
R~ ROH
M????M+17
8.1??? 12
由 M /8.1=(M+17)/12 解得??M=35.3
若8.1g全為氧化物,則有如下關(guān)系:
R2O~ 2ROH
2M+16???2(M+17)
8.1?????12
由(2M +16)/8.1=2(M+17)/12 解得??M=10.7
又因?yàn)榛旌衔锸怯蓧A金屬和其氧化物共同組成,故該堿金屬的相對(duì)原子質(zhì)量應(yīng)介于10.7和35.3之間,在此區(qū)間內(nèi)的堿金屬只有鈉。
作者簡(jiǎn)介:
崔存喜(1976~),男,內(nèi)蒙古豐鎮(zhèn)市人,學(xué)歷:大學(xué)本科,專(zhuān)業(yè):化學(xué),研究方向:高中化學(xué)教學(xué)。
endprint
學(xué)習(xí)化學(xué)知識(shí)的目的是為了解決生活中的相關(guān)問(wèn)題,而問(wèn)題的有效解決與所用的方法密不可分, 正確的方法可以達(dá)到事半功倍的效果,學(xué)會(huì)根據(jù)具體的問(wèn)題特點(diǎn)采用相應(yīng)的解題方法十分重要。本文結(jié)合例題, 談?wù)劯咧谢瘜W(xué)中常用到的幾種解題方法。
一、守恒法
化學(xué)反應(yīng)的實(shí)質(zhì)是舊化學(xué)鍵的斷裂和新化學(xué)鍵的生成,以及原子之間的重新組合,原子之間在進(jìn)行重新組合的過(guò)程中,不會(huì)改變?cè)拥姆N類(lèi)和數(shù)目。氧化還原反應(yīng)的本質(zhì)是在反應(yīng)中有電子的轉(zhuǎn)移,但是電子在發(fā)生轉(zhuǎn)移的過(guò)程中總數(shù)是保持不變的。在電解質(zhì)溶液中,陽(yáng)離子所帶電荷數(shù)與陰離子所帶的電荷數(shù)相等。在一個(gè)化學(xué)反應(yīng)中,反應(yīng)前后某原子的質(zhì)量是保持不變的。所以,在一切化學(xué)反應(yīng)中都存在著原子守恒,電子守恒,電荷守恒,質(zhì)量守恒。
1.原子守恒
化學(xué)反應(yīng)前后原子的種類(lèi)和數(shù)目不會(huì)改變,這種方法叫原子守恒法。
例1:向一定量的Fe、FeO、Fe2O3的混合物中,加入200 mL 2 mol/L的鹽酸,恰好完全反應(yīng)并放出標(biāo)準(zhǔn)狀況下224 mL氣體;向所得溶液中加入KSCN溶液后無(wú)血紅色出現(xiàn),則所得溶液中Fe2+的物質(zhì)的量濃度為(假設(shè)反應(yīng)后溶液體積仍為200mL)多少?
試題分析:根據(jù)題意可知反應(yīng)后的溶液為FeCl2溶液,根據(jù)Cl原子守恒可得2n(FeCl2)= 0.2 L×2 mol/L=0.4 mol,所以n(FeCl2)=0.2mol,c(Fe2+)=n/V=0.2 mol/0.2 L=1 mol/L。
2.電子守恒
在氧化還原反應(yīng)中,氧化劑得電子總數(shù)等于還原劑失電子總數(shù),這種方法叫電子守恒法。
例2:用30?mL 0.1?mol?/?L的Na2SO3溶液,恰好將2×10-3?mol的XO4-還原,則元素X在還原產(chǎn)物中的化合價(jià)是是多少?
試題分析:SO32-將被氧化SO42-為,SO32-失去電子的總數(shù)等于XO4-得到電子的總數(shù),所以0.1×30×10-3×2=2×10-3×(7-x),x=4?。
3.電荷守恒
在電解質(zhì)溶液中,所有陽(yáng)離子所帶的電荷總數(shù)等于所有陰離子所帶的電荷總數(shù),這種方法叫電荷守恒法。
例3:由K2SO4、Al2(SO4)3和H2 SO4組成的混合溶液,其pH=1,c(Al3+)=0.4?mol/L,c(SO42-)=0.8?mol/L,則c(K+)為多少?
試題分析:混合溶液中共存在5種離子,它們分別是:H+、Al3+、K+、SO42-、
OH-,電荷守恒式如下:c(K+)?+?c(H+)?+?3c(Al3+)
=c(OH-)?+?2c(SO42-),由pH=1可知,c(H+)
=10-1?mol·L-1,則c(OH-)=10-13 mol·L-1,帶入守恒式得c(K+)=0.3?mol·L-1
4.質(zhì)量守恒
在一個(gè)化學(xué)反應(yīng)中,參加反應(yīng)的各物質(zhì)的質(zhì)量總和,等于反應(yīng)后生成的各物質(zhì)的質(zhì)量總和,這種方法叫做質(zhì)量守恒。
例4:在化學(xué)反應(yīng)A+2B=3C中,2.5gA與足量的B充分反應(yīng)后生成9.5gC,參加反應(yīng)的B的質(zhì)量為多少?
試題分析:參加反應(yīng)的反應(yīng)物的總質(zhì)量是A的質(zhì)量與B的質(zhì)量之和,生成物的質(zhì)量是C的質(zhì)量,所以參加反應(yīng)的B的質(zhì)量為9.5-2.5=7g。
二、逆向思維法
逆向思維與常規(guī)思維不同,逆向思維是反過(guò)來(lái)思考問(wèn)題,是用絕大多數(shù)人沒(méi)有想到的思維方式去思考問(wèn)題。在化學(xué)中運(yùn)用逆向思維去解題,可以達(dá)到化難為易, 化繁為簡(jiǎn)的目的。
例5: X g Cu可與含有Y g HNO3的溶液恰好完全反應(yīng),若X∶Y=4∶10.5,則被還原的HNO3的質(zhì)量是多少?
試題分析:參加反應(yīng)的Cu為X/64 mol,起酸作用的HNO3為2X/64 mol,質(zhì)量為2X/64 molⅹ63 g /mol=126 X/64g,被還原的HNO3的質(zhì)量為Y-126 X/64(g),因X∶Y=4∶10.5,則被還原的HNO3的質(zhì)量為Y/4 g。
三、極端法
極端法是把研究的對(duì)象或過(guò)程,假設(shè)為不可能的理想的極端狀態(tài),從而使問(wèn)題得到簡(jiǎn)化處理的一種方法 。
例6:由8.1g堿金屬(R)及其氧化物(R2O)組成的混合物與水充分反應(yīng)后,蒸發(fā)反應(yīng)后的溶液,得到12g無(wú)水晶體,通過(guò)計(jì)算確定該金屬的名稱(chēng)。
試題分析:設(shè)堿金屬R的相對(duì)原子質(zhì)量為M,若8.1g全為堿金屬,有如下關(guān)系:
R~ ROH
M????M+17
8.1??? 12
由 M /8.1=(M+17)/12 解得??M=35.3
若8.1g全為氧化物,則有如下關(guān)系:
R2O~ 2ROH
2M+16???2(M+17)
8.1?????12
由(2M +16)/8.1=2(M+17)/12 解得??M=10.7
又因?yàn)榛旌衔锸怯蓧A金屬和其氧化物共同組成,故該堿金屬的相對(duì)原子質(zhì)量應(yīng)介于10.7和35.3之間,在此區(qū)間內(nèi)的堿金屬只有鈉。
作者簡(jiǎn)介:
崔存喜(1976~),男,內(nèi)蒙古豐鎮(zhèn)市人,學(xué)歷:大學(xué)本科,專(zhuān)業(yè):化學(xué),研究方向:高中化學(xué)教學(xué)。
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學(xué)習(xí)化學(xué)知識(shí)的目的是為了解決生活中的相關(guān)問(wèn)題,而問(wèn)題的有效解決與所用的方法密不可分, 正確的方法可以達(dá)到事半功倍的效果,學(xué)會(huì)根據(jù)具體的問(wèn)題特點(diǎn)采用相應(yīng)的解題方法十分重要。本文結(jié)合例題, 談?wù)劯咧谢瘜W(xué)中常用到的幾種解題方法。
一、守恒法
化學(xué)反應(yīng)的實(shí)質(zhì)是舊化學(xué)鍵的斷裂和新化學(xué)鍵的生成,以及原子之間的重新組合,原子之間在進(jìn)行重新組合的過(guò)程中,不會(huì)改變?cè)拥姆N類(lèi)和數(shù)目。氧化還原反應(yīng)的本質(zhì)是在反應(yīng)中有電子的轉(zhuǎn)移,但是電子在發(fā)生轉(zhuǎn)移的過(guò)程中總數(shù)是保持不變的。在電解質(zhì)溶液中,陽(yáng)離子所帶電荷數(shù)與陰離子所帶的電荷數(shù)相等。在一個(gè)化學(xué)反應(yīng)中,反應(yīng)前后某原子的質(zhì)量是保持不變的。所以,在一切化學(xué)反應(yīng)中都存在著原子守恒,電子守恒,電荷守恒,質(zhì)量守恒。
1.原子守恒
化學(xué)反應(yīng)前后原子的種類(lèi)和數(shù)目不會(huì)改變,這種方法叫原子守恒法。
例1:向一定量的Fe、FeO、Fe2O3的混合物中,加入200 mL 2 mol/L的鹽酸,恰好完全反應(yīng)并放出標(biāo)準(zhǔn)狀況下224 mL氣體;向所得溶液中加入KSCN溶液后無(wú)血紅色出現(xiàn),則所得溶液中Fe2+的物質(zhì)的量濃度為(假設(shè)反應(yīng)后溶液體積仍為200mL)多少?
試題分析:根據(jù)題意可知反應(yīng)后的溶液為FeCl2溶液,根據(jù)Cl原子守恒可得2n(FeCl2)= 0.2 L×2 mol/L=0.4 mol,所以n(FeCl2)=0.2mol,c(Fe2+)=n/V=0.2 mol/0.2 L=1 mol/L。
2.電子守恒
在氧化還原反應(yīng)中,氧化劑得電子總數(shù)等于還原劑失電子總數(shù),這種方法叫電子守恒法。
例2:用30?mL 0.1?mol?/?L的Na2SO3溶液,恰好將2×10-3?mol的XO4-還原,則元素X在還原產(chǎn)物中的化合價(jià)是是多少?
試題分析:SO32-將被氧化SO42-為,SO32-失去電子的總數(shù)等于XO4-得到電子的總數(shù),所以0.1×30×10-3×2=2×10-3×(7-x),x=4?。
3.電荷守恒
在電解質(zhì)溶液中,所有陽(yáng)離子所帶的電荷總數(shù)等于所有陰離子所帶的電荷總數(shù),這種方法叫電荷守恒法。
例3:由K2SO4、Al2(SO4)3和H2 SO4組成的混合溶液,其pH=1,c(Al3+)=0.4?mol/L,c(SO42-)=0.8?mol/L,則c(K+)為多少?
試題分析:混合溶液中共存在5種離子,它們分別是:H+、Al3+、K+、SO42-、
OH-,電荷守恒式如下:c(K+)?+?c(H+)?+?3c(Al3+)
=c(OH-)?+?2c(SO42-),由pH=1可知,c(H+)
=10-1?mol·L-1,則c(OH-)=10-13 mol·L-1,帶入守恒式得c(K+)=0.3?mol·L-1
4.質(zhì)量守恒
在一個(gè)化學(xué)反應(yīng)中,參加反應(yīng)的各物質(zhì)的質(zhì)量總和,等于反應(yīng)后生成的各物質(zhì)的質(zhì)量總和,這種方法叫做質(zhì)量守恒。
例4:在化學(xué)反應(yīng)A+2B=3C中,2.5gA與足量的B充分反應(yīng)后生成9.5gC,參加反應(yīng)的B的質(zhì)量為多少?
試題分析:參加反應(yīng)的反應(yīng)物的總質(zhì)量是A的質(zhì)量與B的質(zhì)量之和,生成物的質(zhì)量是C的質(zhì)量,所以參加反應(yīng)的B的質(zhì)量為9.5-2.5=7g。
二、逆向思維法
逆向思維與常規(guī)思維不同,逆向思維是反過(guò)來(lái)思考問(wèn)題,是用絕大多數(shù)人沒(méi)有想到的思維方式去思考問(wèn)題。在化學(xué)中運(yùn)用逆向思維去解題,可以達(dá)到化難為易, 化繁為簡(jiǎn)的目的。
例5: X g Cu可與含有Y g HNO3的溶液恰好完全反應(yīng),若X∶Y=4∶10.5,則被還原的HNO3的質(zhì)量是多少?
試題分析:參加反應(yīng)的Cu為X/64 mol,起酸作用的HNO3為2X/64 mol,質(zhì)量為2X/64 molⅹ63 g /mol=126 X/64g,被還原的HNO3的質(zhì)量為Y-126 X/64(g),因X∶Y=4∶10.5,則被還原的HNO3的質(zhì)量為Y/4 g。
三、極端法
極端法是把研究的對(duì)象或過(guò)程,假設(shè)為不可能的理想的極端狀態(tài),從而使問(wèn)題得到簡(jiǎn)化處理的一種方法 。
例6:由8.1g堿金屬(R)及其氧化物(R2O)組成的混合物與水充分反應(yīng)后,蒸發(fā)反應(yīng)后的溶液,得到12g無(wú)水晶體,通過(guò)計(jì)算確定該金屬的名稱(chēng)。
試題分析:設(shè)堿金屬R的相對(duì)原子質(zhì)量為M,若8.1g全為堿金屬,有如下關(guān)系:
R~ ROH
M????M+17
8.1??? 12
由 M /8.1=(M+17)/12 解得??M=35.3
若8.1g全為氧化物,則有如下關(guān)系:
R2O~ 2ROH
2M+16???2(M+17)
8.1?????12
由(2M +16)/8.1=2(M+17)/12 解得??M=10.7
又因?yàn)榛旌衔锸怯蓧A金屬和其氧化物共同組成,故該堿金屬的相對(duì)原子質(zhì)量應(yīng)介于10.7和35.3之間,在此區(qū)間內(nèi)的堿金屬只有鈉。
作者簡(jiǎn)介:
崔存喜(1976~),男,內(nèi)蒙古豐鎮(zhèn)市人,學(xué)歷:大學(xué)本科,專(zhuān)業(yè):化學(xué),研究方向:高中化學(xué)教學(xué)。
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