淺談化學(xué)綜合計(jì)算取值技巧

化學(xué)綜合題計(jì)算的成敗，不在于計(jì)算者數(shù)學(xué)水平有多高，關(guān)鍵是能否從題給信息中找到所需要的數(shù)據(jù)，找準(zhǔn)了數(shù)據(jù)就找到了解決問(wèn)題的關(guān)鍵，所以掌握一定的取值技巧，是開啟化學(xué)綜合計(jì)算大門的金鑰匙。下面筆者以幾道中考試題和大賽題為例對(duì)化學(xué)綜合計(jì)算取值技巧進(jìn)行分析，原題中不涉及取值問(wèn)題的不進(jìn)行分析。

一、題干中數(shù)據(jù)較多的題型的取值技巧——取差值

解題思路：分別求出反應(yīng)前和反應(yīng)后的總質(zhì)量，再求出兩者的差。

【例1】 （2010，北京，35）將Na2CO3和NaCl固體混合物32.9g放入燒杯中，此時(shí)總質(zhì)量為202.9g，加入326.9g鹽酸，恰好完全反應(yīng)，待沒有氣泡逸出后再次稱量，總質(zhì)量為521.0g。計(jì)算所得溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)（CO2的溶解忽略不計(jì)）

分析：本題中共有4個(gè)數(shù)值，一般學(xué)生容易發(fā)暈，不知道哪個(gè)數(shù)值能代入化學(xué)方程式進(jìn)行計(jì)算，事實(shí)上，只要我們找出反應(yīng)前有哪些數(shù)值，反應(yīng)后有哪些數(shù)值，問(wèn)題也就迎刃而解了。反應(yīng)前總質(zhì)量為（202.9g+326.9g）＝529.8g，反應(yīng)后總質(zhì)量為521.0g，兩者的差值即為能代入化學(xué)方程式計(jì)算的數(shù)值。

解：生成二氧化碳的質(zhì)量為529.8g-521.0g=8.8g，設(shè)Na2CO3的質(zhì)量為x，生成NaCl的質(zhì)量為y，則：

所得溶液的質(zhì)量=32.9g+326.9g-8.8g=351g，溶液中氯化鈉的質(zhì)量=32.9g-21.2g+23.4g=35.1g。所以，所得溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：35.1g/351g×100%=10%。

差值法在化學(xué)計(jì)算中有廣泛用途，除這類文字題外，一些圖像題和表格類題也常用差值法來(lái)解題。

二、同時(shí)給出反應(yīng)物和生成物質(zhì)量的題型的取值技巧——取生成物的質(zhì)量(某些圖像題中也有這種情形，用類似方法解決)

【例2】 （2010，濟(jì)寧，8）長(zhǎng)期飲用溶有較多鈣、鎂離子的水容易引起結(jié)石病癥，加熱可使水中鈣、鎂離子轉(zhuǎn)變?yōu)槌恋怼福闹饕煞质荂aCO3、Mg(OH)2。為確定水垢的成分，社會(huì)實(shí)踐小組進(jìn)行了下面實(shí)驗(yàn)：

①稱取5g水垢樣品研碎后放入l00mL燒杯中，然后注入50g×l0%的稀鹽酸；

②反應(yīng)停止后，反應(yīng)混合物的質(zhì)量共減少1.54g;

③另取少量水垢放入實(shí)驗(yàn)②的混合液中，有氣泡產(chǎn)生。

請(qǐng)根據(jù)以上信息回答：

(l)實(shí)驗(yàn)③的目的是____；

(2)計(jì)算水垢樣品中碳酸鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)(要求根據(jù)化學(xué)方程式計(jì)算，計(jì)算結(jié)果精確到0.01)。

分析:水垢中加入稀鹽酸發(fā)生兩個(gè)反應(yīng)，一是碳酸鈣與鹽酸反應(yīng)生成氯化鈣、水和二氧化碳；一個(gè)是氫氧化鎂與鹽酸反應(yīng)生成氯化鎂和水，因此質(zhì)量減少的是生成二氧化碳的質(zhì)量，因此在這三個(gè)數(shù)據(jù)“水垢樣品5g、50g×10%的稀鹽酸和質(zhì)量共減少1.54g”中，5g水垢為混合物，50g×10%稀鹽酸中含氯化氫5g是反應(yīng)物質(zhì)的量，反應(yīng)后質(zhì)量共減少1.54g是生成氣體的質(zhì)量，由于加入的物質(zhì)在反應(yīng)中可能有剩余，因此應(yīng)取生成物的質(zhì)量進(jìn)行計(jì)算。

解：(2)設(shè)水垢中碳酸鈣的質(zhì)量為x，則：

三、圖像題取值技巧——取最值

在圖像計(jì)算題中，橫軸一般表示反應(yīng)過(guò)程，縱軸一般表示反應(yīng)結(jié)果，大致有以下三種類型：一是橫軸上有數(shù)值而縱軸上沒有數(shù)值；二是縱軸上有數(shù)值而橫軸上沒有數(shù)值；三是兩種坐標(biāo)軸上都有數(shù)值。

解題思路：只有橫軸上有數(shù)值時(shí)，取縱坐標(biāo)恰好反應(yīng)時(shí)對(duì)應(yīng)的橫軸上最小值，并要乘以它的純度，然后代入方程式；兩坐標(biāo)軸上都有數(shù)值時(shí)，若縱軸上的數(shù)值為生成物的質(zhì)量，用該數(shù)值代入方程進(jìn)行相關(guān)計(jì)算。

【例3】 （2011，煙臺(tái)，31）某環(huán)保小組監(jiān)測(cè)到一濕法冶銅廠排放的廢水中含有硫酸和硫酸銅兩種污染物，為測(cè)定該廢水中各污染物的含量，給冶銅廠提供處理廢水的參考，環(huán)保小組的同學(xué)進(jìn)行了以下實(shí)驗(yàn)。取廢水500g，向其中加入溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20％的氫氧化鈉溶液。測(cè)得沉淀質(zhì)量與所加入的氫氧化鈉溶液的質(zhì)量關(guān)系如下圖：

根據(jù)所得數(shù)據(jù)計(jì)算：

(1)500g該廢水中硫酸銅的質(zhì)量。

(2)該廢水中硫酸的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)。

分析：從圖上可以看出，剛加入氫氧化鈉溶液時(shí)沒有沉淀生成，是因?yàn)閺U水中有硫酸，當(dāng)硫酸全部反應(yīng)后，氫氧化鈉與廢水中的硫酸銅開始反應(yīng)，當(dāng)氫氧化鈉溶液累計(jì)加到120g時(shí)，恰好與500g廢水中的硫酸銅反應(yīng)完全，生成氫氧化銅19.6g（最大值）。這里19.6g沉淀是我們代入方程式計(jì)算的有用數(shù)據(jù)。

解：

(1)設(shè)廢水中硫酸銅的質(zhì)量為x，則：

四、表格題取值技巧——判斷完全反應(yīng)

題型一（如例題5）特點(diǎn)：取一定量樣品，分?jǐn)?shù)次加入等量的另一種物質(zhì)，每次加入后，剩余固體質(zhì)量按一定規(guī)律減小，取累計(jì)減少值。

題型二（如例題4）特點(diǎn):所取樣品和所加物質(zhì)的質(zhì)量均不完全相同，但生成氣體或沉淀質(zhì)量相同，取生成氣體或沉淀的質(zhì)量。

在解答這類型題時(shí)往往要先判斷哪一次是完全反應(yīng)，要點(diǎn)是：題型一，當(dāng)某次沒有呈現(xiàn)按規(guī)律減小時(shí)，這一次即為完全反應(yīng)；題型二，兩種物質(zhì)質(zhì)量均為較小的一組為完全反應(yīng)。

【例4】 (2008，天原杯?山西，33)我省某汽車配件廠新購(gòu)進(jìn)了一批黃銅（銅鋅合金）。為了測(cè)定這批黃銅中銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，化驗(yàn)人員將取來(lái)的樣品先加工成粉末，然后利用該粉末與稀硫酸在燒杯內(nèi)發(fā)生反應(yīng)，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。其實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)記錄如下表。在所進(jìn)行的三次實(shí)驗(yàn)中，只有一次所取用的稀硫酸與黃銅樣品是恰好完全反應(yīng)的。

請(qǐng)分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，并計(jì)算：

（1）該黃銅樣品中銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù);

（2）黃銅樣品與稀硫酸恰好反應(yīng)后所得溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。(計(jì)算結(jié)果精確到0.1%)

分析：從表中可以看出，第1、2兩次實(shí)驗(yàn)中，所用黃銅樣品均為10克，加入稀硫酸的質(zhì)量分別為100克和80克，但所得氣體質(zhì)量都是0.2克，說(shuō)明第1次實(shí)驗(yàn)中

加入稀硫酸過(guò)量；而在第2、3兩次實(shí)驗(yàn)中，所加稀硫酸均為80克，所取黃銅的質(zhì)量分別為10克和20克，生成氣體的質(zhì)量仍為0.2克，說(shuō)明第3次加入黃銅過(guò)量，由此得到，第2次所取黃銅的質(zhì)量和加入稀硫酸的質(zhì)量是恰好完全反應(yīng)。

【例5】 (2009，蘭州，40)某化工廠用氨堿法生產(chǎn)的純堿產(chǎn)品中含有少量氯化鈉雜質(zhì)，其產(chǎn)品包裝袋上注明：碳酸鈉≥96%。為測(cè)定該產(chǎn)品中含碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，進(jìn)行了以下實(shí)驗(yàn)：取12.0g純堿樣品放入燒杯中，稱得燒杯及所盛純堿樣品的總質(zhì)量為158.0g，再把100g稀鹽酸平均分成四份依次加入樣品中，每次均充分反應(yīng)。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄如下：

請(qǐng)你據(jù)此分析計(jì)算：

(1)第一次加入鹽酸充分反應(yīng)后，生成二氧化碳的質(zhì)量是___g。

(2)該產(chǎn)品中碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是否合格？（要求寫出計(jì)算過(guò)程，結(jié)果精確到0.1%）

分析：質(zhì)量減小即為生成二氧化碳的質(zhì)量，四次質(zhì)量減小的數(shù)值依次為1.8g，3.6g，4.4g和4.4g。若按第一、二兩次規(guī)律，第三次加入25g鹽酸時(shí)，質(zhì)量應(yīng)減小5.4g，而實(shí)際只減小了4.4g，說(shuō)明12.0g純堿樣品中碳酸鈉已全部反應(yīng)，所加鹽酸過(guò)量。因此，應(yīng)取第三次減小值代入計(jì)算。

學(xué)科內(nèi)容會(huì)因社會(huì)的需要而更新，題型會(huì)因?qū)W科內(nèi)容的更新而發(fā)展，因而解題方法與技巧也會(huì)隨之發(fā)生變化。隨著課程改革的不斷深入，題型也將不斷變化，一些陳舊、過(guò)時(shí)的題型將被逐步淘汰。貼近生活、貼近社會(huì)、貼近時(shí)代要求、有利于培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究能力的開放性新題型會(huì)不斷出現(xiàn)，新的解題技巧與方法等待我們?nèi)ミM(jìn)一步探索。

(責(zé)任編輯 羅 艷）