要善于从解题过程中总结规律
2016-05-11晏理容
晏理容
摘 要 学会总结某些解题过程中的规律,就会产生能迅速解一类题的功效,这是跳出题海战术的有效办法。
关键词 总结规律 解题效率 总复习
中图分类号:G633.6 文献标识码:A
在总复习中做一定量的练习题,是学生巩固、应用已学知识的一条重要途径,如果仅凭已有的知识机械地解一题了一题,那就只能沉浸于无法自拔的题海中。如果学会总结某些解题过程中的规律,就会产生能迅速解一类题的功效,这是跳出题海战术的有效办法。现就此举几例以示之。
例1:有10.0 g平均摩尔质量为9.4 g.mol-1的CO和H2的混合气体,在足量O2中充分燃烧后(H2O为气体),将所得气体通入盛有足量Na2O2固体的密闭容器中(假设完全吸收),则固体增加的质量为( )g。
A、10.0 B 、9.4 C、 4.3 D、无法判断
解析:解此题的一般思路是先利用平均相对分子量求出CO和H2的物质的量之比,再利用总质量10.0g分别求出CO和H2的具体质量(或物质的量)再利用如下反应:
①2H2+O2=2H2O;②2CO+O2=2CO2;
③2H2O+2 Na2O2=4NaOH+O2↑;
④2 Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2
连锁反应方程式①、③叠加得:⑤Na2O2+ H2=2NaOH;
同理②、④叠加得:⑥Na2O2+CO=Na2CO3
由⑤、⑥式可知:无论是CO还是H2完全燃烧后的产物通过足量Na2O2固体,固体增加的质量均为原CO或H2的质量,所以,当气体为CO和H2的混合气体时燃烧产生的CO2、H2O2与Na2O2固体反应后固体增重量与原气体总质量相同,则固体增重10.0g.正确答案为A
总结规律1:CO2、H2O与Na2O2固体反应后固体增重量相当于等物质的量的“C0”或“H2”的质量。应用此规律则能迅速解答下列问题。
例2:使n g含C、H、O三种元素的某有机物充分燃烧后的产物通过足量的Na2O2固体,恰好使固体增重n g,试确定该有机物的通式。
解析:
有机物生成CO2、H2O增重x个“CO”、y个“H2”,因为有机物质量与Na2O2固体增重质量相等,即有机物质量=m(CO)+m(H2)
故根据原子守恒(质量守恒)该有机物的通式为CxH2yOx
又一规律2:烃的含氧衍生物中只要分子组成中n(C)=n(H)时,该有机物完全燃烧后的生成物被足量的Na2O2固体吸收后Na2O2固体增加的质量等于该有机物的质量。即当有机物的化学式可改写为:(CO)P(H2)q时Na2O2固体增加的质量与该有机物的质量相同。
规律3:扩展思考:若C原子数大于O原子数如何?即有机物改写为(CO)P(H2)qxC时如何?
解析:此时前面改写出来的部分(CO)P(H2)q不会引起质量的额外变化,而多余的C原子最终仍然以“CO”方式增加,而其中的O原子则由外界提供,此时固体增重应大于原有机物的质量。反之,若C原子数小于O原子数,Na2O2固体增重应小于原有机物质量(因为多余的O原子被排出体系)。
请试用上述3条规律解下列3题:
(1)若使m g乙烷完全燃烧后的产物与Na2O2充分反应,则固体可增重多少克?
解析:把乙烷的燃烧过程表示如下:C2H6~2CO2+3H2O~2CO+3H2
由上述过程及规律1得:1mol C2H6会引起Na2O2固体额外增重2 mol O的质量。
设固体增重y y=m g/(30g.mol-1)€?€?6 g.mol-1+ m g
解得y =11m/5 g 答略。
(2)以电火花点燃盛有C2H6和氧气及Na2O2固体的密闭容器,充分反应后,若容器中压强为零、温度为200℃。试求原混合气体中乙烷和O2的体积比为多少?
解析:由题意温度为150℃,压强为零说明反应后无任何气体,原混合气体乙烷和O2燃烧后所得气体恰好被Na2O2吸收完全,由规律2可知乙烷中C原子数与O2中O原子数相同。即n(C2H6)=n(O2),则V(C2H6):V(O2)=1:1
(3)将xg C12H22O11(蔗糖)完全燃烧后的产物用足量Na2O2吸收后,固体增加的质量( )
A 、﹥x B 、﹤x C、 =x D、无法确定
由规律3及蔗糖的化学式可知C原子数大于O原子数,则固体增重应大于xg。所以选A。
另举有关合金的两个例子以飧读者。
例3:将一定质量的镁、铜合金加入到一定量稀硝酸中,合金恰好完全反应,假设反应过程中稀硝酸还原产物全是NO,向反应后的溶液中加入3mol/LNaOH溶液至沉淀达最大值,测得生成沉淀的质量比原镁、铜合金的质量增加5.1g,下列有关叙述正确的是( )
A、加入合金的质量不可能为6.4g
B、参加反应的NaOH物质的量为0.1mol
C、沉淀达最大值时消耗NaOH溶液体积为150ml
D、溶解合金时收集到气体体积为2.24L(标况)
解析:本题主要考点为金属与硝酸反应后所得溶液与NaOH溶液反应相关规律的运用,主要用到电荷守恒(下转第48页)(上接第46页)与物质质量变化间的关系:
从上述关系可知沉淀质量比原来的金属质量增加部分为质量,而OH-的物质的量与金属失去的电子物质的量相同,镁和铜都为二价金属。则n(e-)=n(OH-)=5.1g/(17g.mol-1)=0.3mol, n(金属)=0.3mol/2=0.15mol,0.15mol€?4g/mol〈m(金属) 〈0.15mol€?4g/mol,即3.6g〈m(金属)〈9.6g所以答案A错误;
因为产生沉淀所需NaOH的物质的量已经为0.3 mol,还可能中和剩余的HNO3所以NaOH的物质的量已经应大于等于0.3 mol,答案B错误;
沉淀完全时消耗NaOH溶液体积V≥0.3 mol/(3mol/L) =0.1L=100ml,答案C错误;
V(NO)= n(e-)/3€?2.4L/mol=0.3mol/3€?2.4L/mol=2.24L,
例4:10.6gFe3O4加到100ml某浓度的盐酸中,再加入10.0g铁粉,反应结束后,溶液中无残余固体。向溶液中滴加KSCN溶液,无明显变化,为了中和多余的HCl(忽略HCl的挥发)并使铁元素完全转化为Fe(OH)2,共消耗160ml 4.0mol/LNaOH。求原HCl的物质的量浓度为( )mol/L。
A、2 B、4 C、6 .4 D、8
解析:
Fe3O4Fe2+、Fe3+(可能有 HCl剩余)Fe2+(可能有 HCl剩余)Fe(OH)2
从上面的反应流程可以看出,如果逐一计算就使过程非常复杂,而从反应最终所得物质为Fe(OH)2和NaCl及元素守恒可得:C(HCl)€譜(HCl)=C(NaOH) €譜(NaOH),
C(HCl)= 160ml€?4.0mol/L€?00ml=6.4mol/L,则答案为C。