在中學化學中,有一類求“混合物中元素質量分數”的計算題,如果按常規思維方法去求解,則解法復雜,且易出錯;但若打破常規的思維方法,另辟蹊徑,抓住混合物中各組分的固有組成,采用化歸思想,從分析元素(或原子團)的質量入手求解,則極為便捷。
一、 等價代換,將復雜的問題轉化為簡單問題。
例1 由NaHS、MgSO4、NaHSO3三種物質組成的某固體混合物中硫元素的質量分數為a%,則該混合物中氧元素的質量分數為()
A.a% B.2a% C.(1-1.75a)%D.(1-0.75a)%
解析:分析混合物中各組分的固定組成(化學式),不難發現“NaH”與“Mg”摩爾質量相等,故NaHS、MgSO4、NaHSO3在質量關系上看成MgS、MgSO4、MgSO3的混合,不論原物質按何比例混合Mg和S(或NaH與S)的質量比均為定值:m(Mg):m(S)=24:32=3:4;依題知,w(S)=a% ,則w(Mg)=a%×3/4=0.75%,故w(O)=1-w(S)-w(Mg)=1-a%-0.75a%=(1-1.75a)%,故答案為C。
二、 特定組合,將零散問題轉化為組合問題
例2由Na2SO4、Na2SO3、Na2S三種物質組成的混合物中,測得氧元素的質量分數為22%,則其中鈉元素的質量分數為()
A.23%B.46%C.32.6%D.無法確定
解析:分析混合物中各組分的化學式,均含Na、S兩種元素,而題目只提供混合物中氧元素的質量分數,要求其他元素的質量分數,好似乎缺少條件,不能求解,但是,如果我們運用化歸思想,將前二者的化學式巧作轉化,Na2SO4的化學式表示為:Na2S·O4,Na2SO3的化學式表示為:Na2S·O3,顯然,三者的混合物中除氧元素外,其余部分為Na2S的特定組合,故w(Na2S)=1-22%=78%,而Na2S中m(Na):m(S)=46:32,由于M(Na2S)=78,故w(Na)=46%[或w(Na)=w(Na2S)×46/78=46%],答案為B。
三、 組成變形,將特殊問題歸結到已掌握(或熟知)的一般問題上
例3某甲醛的水溶液中,氫元素的質量分數為10%,則碳元素的質量分數為()
A.80%B.20%C.10%D.無法計算
解析:此題乍一看,各元素間似乎沒有聯系,但只要抓住某一組分的固有組成(化學式)依次對其他組分的化學式稍加變形,則與前兩例有類似的地方,CH2O變形為C·H2O,溶液中H2O的組成看做“固定”,則m(H):m(O)=1:8,當w(H)=10%時,w(O)=w(H)×8=80%,則w(C)=1-10%-80%=10%,答案為C。
顯而易見,這類題考查的是學生的化歸思想和求異思維能力,只要在教學中注意題型、解法的比較,并進行針對性的強化訓練,其解題能力自然會得到提高。
(通渭縣常河中學)