利用典型實(shí)例培養(yǎng)學(xué)生解決化學(xué)問題的三種觀念

王國華

[摘要]微粒觀、量化觀、守恒觀是化學(xué)學(xué)科的基本觀念。在化學(xué)教學(xué)中，通過典型實(shí)例可以很好地培養(yǎng)學(xué)生的微粒觀、量化觀和守恒觀，幫助學(xué)生更有效地解決化學(xué)問題。

[關(guān)鍵詞]微粒觀；量化觀；守恒觀；典型實(shí)例

[中圖分類號(hào)]G633.8 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]A [文章編號(hào)]1674-6058（2017）05-0084-03

A.消耗硫酸亞鐵銨的物質(zhì)的量為n（2-x）mol

B.處理廢水中Cr₂O^2-₇的物質(zhì)的量為nx/2mol

C.反應(yīng)中發(fā)生轉(zhuǎn)移的電子的物質(zhì)的量為3nxmol

D.在FeO·Fe_yCr_xO₃中3x=y

解析：由鉻元素守恒知廢水中Cr₂O^2-₇的物質(zhì)的量為nx/2mol，反應(yīng)中發(fā)生轉(zhuǎn)移的電子的物質(zhì)的量為nX/2mol×6=3nxmol，故B、C項(xiàng)正確；由得失電子守恒知：ny×1=3nx，即y=3x，D項(xiàng)正確。由鐵元素守恒知消耗硫酸亞鐵銨的物質(zhì)的量為n×（1+y）mol=n（1+3x）mol，因此選項(xiàng)A錯(cuò)誤。

3.氨和聯(lián)氨（N₂H₄）是氮的兩種常見化合物，在科學(xué)技術(shù)和生產(chǎn)中有重要的應(yīng)用。根據(jù)題意完成下列計(jì)算：

（1）聯(lián)氨用亞硝酸氧化可生成氮的另一種氫化物，該氫化物的相對分子質(zhì)量為43.0，其中氮原子的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.977，計(jì)算確定該氫化物的分子式。

該氫化物受撞擊則完全分解為氮?dú)夂蜌錃狻?.30 g該氫化物受撞擊后產(chǎn)生的氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為____L。

（2）聯(lián)氨和四氧化二氮可用作火箭推進(jìn)劑，聯(lián)氨是燃料，四氧化二氮作氧化劑，反應(yīng)產(chǎn)物是氮?dú)夂退Ｓ陕?lián)氨和四氧化二氮組成的火箭推進(jìn)劑完全反應(yīng)生成72.0kg水，計(jì)算推進(jìn)劑中聯(lián)氨的質(zhì)量。

（3）氨的水溶液可用于吸收NO與NO₂混合氣體，反應(yīng)方程式為：6NO+4NH₃=5N₂+6H₂O；6NO₂+8NH₃=7N₂+12H₂O。

NO與NO₂混合氣體180 mol被8.90×10³ g氨水（質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.300）完全吸收，產(chǎn)生156 mol氮?dú)狻Ｎ蘸蟀彼芏葹?.980 g·cm^-3。計(jì)算：①該混合氣體中NO與NO₂的體積比。②吸收后氨水的物質(zhì)的量濃度（答案保留1位小數(shù)）。

解析：（1）利用氫化物的相對分子質(zhì)量直接求出組成該氫化物兩種元素的原子數(shù)，而后求得分子式。N原子數(shù)=43.0×0.977÷14=3，H原子數(shù)=43.0×0.023÷1=1，故分子式為HN3。因?yàn)樵摎浠锓纸馍傻膬煞N氣體都是雙原子分子，根據(jù)N原子、H原子守恒可求得混合氣體體積。4.30 g HN3為0.1 tool，氮?dú)夂蜌錃饣旌蠚怏w體積為0.1 mol×4÷2×22.4 L·mol^2-1=4.48L。

（2）依題意知N₂H₄被氧化生成H₂O，根據(jù)氫元素守恒可求得N₂H₄質(zhì)量：（72.0÷18×2÷4×32）kg=64 kg。

（3）①根據(jù)N原子守恒可求得參加反應(yīng)的氨的物質(zhì)的量：n（NH₃）+180mol=156mol×2，n（NH₃）=132mol。根據(jù)氧化還原反應(yīng)中得失電子守恒可求得NO與NO₂的物質(zhì)的量。設(shè)NO的物質(zhì)的量為x，NO₂的物質(zhì)的量為（180 tool—z），則132 mol×3=xmol×2+（180-x）mol×4，x=162mol，（180mol-x）=18mol，NO與NO₂的體積比為162：18=9：1。

②根據(jù)質(zhì)量守恒可求得反應(yīng)后的溶液質(zhì)量：8.90×103 g+162tool×30g·mol^-1+18mol^-1×46g·mol^-1-156 mol×28g·mol^-1=10220 g，其溶液體積為10220 g÷0.980 g·cm^-3=10428 cm^-3=10428 mL=10.428 L，反應(yīng)后溶液中剩余溶質(zhì)氨的物質(zhì)的量是：8.90×10³g×0.300÷17 g·mol^-1-132 mol=25.058 mol，吸收后氨水的物質(zhì)的量濃度為：25.058 tool÷10.428 L=2.4 tool·L。

（責(zé)任編輯 羅艷）