鈉元素及其化合物計算題方法小結

穆麗輝

摘 要：元素及其化合物部分內容是高中教學中的重點和難點，尤其是涉及計算的時候，更是學生和老師頭疼的內容，本文以鈉及其化合物為例小結此處常用的幾種解題方法。

關鍵詞：鈉;計算題;解題方法

在“3+X”高考中，理科的物理、化學、生物三科為綜合卷，考生在考場上面臨著大量的閱讀量和解題及數據處理量，更快、更正確的解題是取得高分的唯一途徑。掌握一些技巧來解化學計算型選擇題，可以節省解題時間，縮短思維長度，提高解題的正確率。本文以元素及其化合物部分內容中鈉及其化合物涉及的計算為例小結此處常用的幾種解題方法。

方法一：公式法

例：（2009年上海卷10）9.2 g金屬鈉投入到足量的重水中，則產生的氣體中含有（ ?）

A.0.2 mol中子 B.0.4 mol電子

C.0.2 mol質子 D.0.4 mol分子

【分析】選B。題中涉及鈉與水反應產生的氣體是氫氣，其原子全部來源于水分子。本題中將H2O換為D2O，則產生的氣體為D2，結合定量分析，共產生0.2 molD2，則含0.4 mol質子，0.4 mol中子，0.4 mol電子，0.2 mol分子，故選B答案。

【方法小結】此類題屬于較容易題，需要注意的是：必須明確反應的實質。

方法二：極值法

例：（2007年全國理綜卷II）在一定條件下，將鈉與氧氣反應的生成物1.5 g溶于水，所得溶液恰好能被80 mL濃度為0.50 mol/L的HCl溶液中和，則該生成物的成分是（ ?）

A.Na2O B.Na2O2

C.Na2O和Na2O2 D.Na2O2和NaO2

【分析】選C。由于鈉與氧氣反應產物不確定，若用常規法對可能存在產物作逐一嘗試，逐一淘汰求解是很繁難的，故本題采取極值法把生成物假設為某一種可能的氧化物加以討論。反應后溶質為氯化鈉，則有n（Na+）=n（Cl-）=0.08 L×0.5 mol/L=0.04 mol;鈉元素

守恒

當產物只有Na2O時，m（Na2O）=0.02 mol×62 g/mol=1.24 g;

當產物只有Na2O2時，m（Na2O2）=0.02 mol×78 g/mol=1.56 g。

結合平均值原理可推出該反應生成物是Na2O和Na2O2的混合物。

【方法小結】極值法是一種重要的數學思想和分析方法。化學上所謂“極值法”就是對數據不足而感到無從下手的計算或混合物組成判斷的題目，采用極端假設（即為某一成分或者為恰好完全反應）的方法以確定混合體系中各物質的名稱、質量分數、體積分數，這樣使一些抽象的復雜問題具體化、簡單化，可達到事半功倍之效果。極值法解題的優點是將某些復雜的、難以分析清楚地化學問題假設為極值問題，使解題過程簡化，解題思路清晰，把問題化繁為簡，由難變易，從而提高了解題速度。

方法三：差量法

例（2009年全國卷Ⅰ）為了檢驗某含有碳酸氫鈉雜質的碳酸鈉樣品的純度，現將w1克樣品加熱，其質量變為w2克，則該樣品的純度（質量分數）是（ ?）

A.■ B.■

C.■ D.■

【分析】選A。此題是關于化學方程式的簡單計算，解題時先寫出相關化學方程式，觀察各物質之間的質量和量的關系。對含有碳酸氫鈉雜質的碳酸鈉樣品加熱，碳酸氫鈉受熱分解，化學方程式為：2NaHCO3■Na2CO3+H2O+CO2，反應前的固體為碳酸氫鈉和碳酸鈉，反應后全部為碳酸鈉，即固體質量的差值是由反應中水與二氧化碳的生成引起的，故反應中水與二氧化碳的質量總和=w1-w2

2NaHCO3■Na2CO3+H2O+CO2△m↓

168……62

x……w1-w2

即168/x=62/（w1-w2），解得x=84（w1-w2）/31，則該樣品的純度（質量分數）是W（Na2CO3）=（w1-x）/w1=（84w2-53w1）/31w1，故選A。

【方法小結】差量法是依據化學反應前后的某些“差量”（固體質量差、溶液質量差、氣體體積差、氣體物質的量之差等）與反應物或生成物的變化量成正比而建立的一種解題法。用差量法解題的關鍵是正確找出理論差量。本法適用于反應不完全或有殘留物的反應。在這種情況下，差量反映了實際發生的反應，消除了未反應物質對計算的影響，使計算得以順利進行。另外反應前后存在差量，且此差量易求出。這是使用差量法的前提。只有在差量易求得時，使用差量法才顯得快捷，否則，應考慮用其他方法來解。

方法四：元素守恒法

例：有8 gNa2O2、Na2O、Na2CO3、NaOH的混合物與200 g質量分數為3.65%的鹽酸恰好反應，蒸干溶液，最終得固體質量為（ ?）

A.8 g B.15.5 g C.11.7 g D.無法計算

【分析】選Cn（HCl）=200g×3.65%÷36.5g/mol=0.2mol，由題意知，在整個反應過程中，所得溶液中的溶質只有NaCl，根據元素守恒得：氯化鈉的物質的量應該等于氯離子也就是鹽酸中HCl的物質的量，則n（NaCl）=0.2 mol，所以蒸干溶液后最終得固體質量為：m（NaCl）=n（NaCl）×M（NaCl）=0.2 mol×58.5 g/mol=11.7 g，故選C項。

【方法小結】守恒思想是重要的化學思想，利用守恒法解答化學問題是中學化學中重要的解題方法。守恒思想的核心是元素守恒，利用元素守恒有助于從本質上理解物質在轉化過程中一些物理量發生變化的根本原因，從而能夠抓住問題的本質，達到快速解題、事半功倍的效果。例如上題，此題中發生的反應很多，但仔細分析可知，蒸干溶液后所得固體為NaCl，其Cl-全部來自于鹽酸中的Cl-，在整個過程中Cl-守恒，則存在n（NaCl）=n（HCl）。

參考文獻：

陳躍林.化學中納元素極其化合物計算方式.讀寫算.

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