有效突破計算題的方法——以關系式法在新課標卷中的應用為例

尉言勛

安徽

化學之所以是一門科學，是因為我們可以從定量角度去認識化學。每一年的全國高考理綜化學試題中，化學計算均是必不可少的考查內容之一。《考試大綱》中明確要求，學生要能正確書寫化學方程式和離子方程式，并能進行有關計算；掌握常見氧化還原反應的配平和相關計算，可見“計算”的重要性不言而喻。近幾年新課標卷實驗綜合題的最后一問，一般設計成計算題的形式，具有較好的區分度，符合《考試大綱》的要求以及新課程的理念。對于學生來說，有效解答化學計算題是能否取得高分的關鍵。有些學生感覺自己會計算，但又怕時間不夠，若能通過審題，選用最合適的方法準確而快速地求出結果，對于提高學生的成績，建立信心，具有重要的意義。筆者通過研究近年高考真題，發現在解答此類題目時，關系式法是一種經常使用的有效方法，下面對其做簡單介紹。

一、關系式法的簡單介紹

1.定義：關系式法是表示兩種或多種物質之間“物質的量”關系的一種簡化式子。在多步反應中，它可以把始態反應物與終態生成物之間的比例關系清晰的表示出來，把多步計算簡化成一步計算。把根據關系式確定數量關系進行化學計算的方法稱為關系式法。

2. 意義：不需要寫出所有的化學方程式，只需要通過關系式得出已知反應物與所有生成物之間的比例關系，使計算化繁為簡、化難為易、減小誤差，而且已知物質和目標物質，層次分明，有助于學生提高解題效率。

二、關系式法的解題模型

1. 根據題目給予的信息，比如反應條件、反應物的性質等，準確書寫各步驟相應的化學反應方程式，或者根據氧化還原反應中電子得失相等，寫出相應步驟的比例關系。

2.根據各物質的性質，以及化學方程式找出作為“樞紐”的物質，并最終確定起始反應物、“樞紐”物質、最終生成物之間的比例關系。

3. 結合題目信息確定所求物質與已知物質之間的比例關系，列出等式，運用數學方法進行計算，求得最后結果。

三、典例解析

1. 分析流程中反應物、產物的聯系，利用中間物質推出關系式

例1(2017年全國Ⅱ卷·26題節選)水泥是重要的建筑材料。水泥熟料的主要成分為CaO、SiO2，并含有一定量的鐵、鋁和鎂等金屬的氧化物。實驗室測定水泥樣品中鈣含量的過程如圖所示：

2. 避免其他元素干擾，根據實驗中核心元素得失電子守恒建立關系式

例2(2018年全國Ⅱ卷·28題節選)K3[Fe(C2O4)3]·3H2O(三草酸合鐵酸鉀)為亮綠色晶體，可用于曬制藍圖。測定三草酸合鐵酸鉀中鐵的含量。

①稱量mg樣品于錐形瓶中，溶解后加稀H2SO4酸化，用cmol·L-1KMnO4溶液滴定至終點。滴定終點的現象是____________________。

②向上述溶液中加入過量鋅粉至反應完全后，過濾、洗滌，將濾液及洗滌液全部收集到錐形瓶中。加稀H2SO4酸化，用cmol·L-1KMnO4溶液滴定至終點，消耗KMnO4溶液VmL。該晶體中鐵的質量分數的表達式為____________________。

3. 利用兩次滴定，通過中間“樞紐”建立關系式

例3(2018年全國Ⅲ卷·26題節選)硫代硫酸鈉晶體(Na2S2O3·5H2O，M=248 g·mol-1)可用作定影劑、還原劑。回答下列問題：利用K2Cr2O7標準溶液定量測定硫代硫酸鈉的純度。測定步驟如下：

①溶液配制：稱取1.200 0 g某硫代硫酸鈉晶體樣品，用新煮沸并冷卻的蒸餾水在燒杯中溶解，完全溶解后，全部轉移至100 mL的容量瓶中，加蒸餾水至凹液面最低處與刻度線相平。

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0.009 5 mol/L×0.02 Ln