有效突破计算题的方法——以关系式法在新课标卷中的应用为例

尉言勋

安徽

化学之所以是一门科学，是因为我们可以从定量角度去认识化学。每一年的全国高考理综化学试题中，化学计算均是必不可少的考查内容之一。《考试大纲》中明确要求，学生要能正确书写化学方程式和离子方程式，并能进行有关计算；掌握常见氧化还原反应的配平和相关计算，可见“计算”的重要性不言而喻。近几年新课标卷实验综合题的最后一问，一般设计成计算题的形式，具有较好的区分度，符合《考试大纲》的要求以及新课程的理念。对于学生来说，有效解答化学计算题是能否取得高分的关键。有些学生感觉自己会计算，但又怕时间不够，若能通过审题，选用最合适的方法准确而快速地求出结果，对于提高学生的成绩，建立信心，具有重要的意义。笔者通过研究近年高考真题，发现在解答此类题目时，关系式法是一种经常使用的有效方法，下面对其做简单介绍。

一、关系式法的简单介绍

1.定义：关系式法是表示两种或多种物质之间“物质的量”关系的一种简化式子。在多步反应中，它可以把始态反应物与终态生成物之间的比例关系清晰的表示出来，把多步计算简化成一步计算。把根据关系式确定数量关系进行化学计算的方法称为关系式法。

2. 意义：不需要写出所有的化学方程式，只需要通过关系式得出已知反应物与所有生成物之间的比例关系，使计算化繁为简、化难为易、减小误差，而且已知物质和目标物质，层次分明，有助于学生提高解题效率。

二、关系式法的解题模型

1. 根据题目给予的信息，比如反应条件、反应物的性质等，准确书写各步骤相应的化学反应方程式，或者根据氧化还原反应中电子得失相等，写出相应步骤的比例关系。

2.根据各物质的性质，以及化学方程式找出作为“枢纽”的物质，并最终确定起始反应物、“枢纽”物质、最终生成物之间的比例关系。

3. 结合题目信息确定所求物质与已知物质之间的比例关系，列出等式，运用数学方法进行计算，求得最后结果。

三、典例解析

1. 分析流程中反应物、产物的联系，利用中间物质推出关系式

例1(2017年全国Ⅱ卷·26题节选)水泥是重要的建筑材料。水泥熟料的主要成分为CaO、SiO2，并含有一定量的铁、铝和镁等金属的氧化物。实验室测定水泥样品中钙含量的过程如图所示：

2. 避免其他元素干扰，根据实验中核心元素得失电子守恒建立关系式

例2(2018年全国Ⅱ卷·28题节选)K3[Fe(C2O4)3]·3H2O(三草酸合铁酸钾)为亮绿色晶体，可用于晒制蓝图。测定三草酸合铁酸钾中铁的含量。

①称量mg样品于锥形瓶中，溶解后加稀H2SO4酸化，用cmol·L-1KMnO4溶液滴定至终点。滴定终点的现象是____________________。

②向上述溶液中加入过量锌粉至反应完全后，过滤、洗涤，将滤液及洗涤液全部收集到锥形瓶中。加稀H2SO4酸化，用cmol·L-1KMnO4溶液滴定至终点，消耗KMnO4溶液VmL。该晶体中铁的质量分数的表达式为____________________。

3. 利用两次滴定，通过中间“枢纽”建立关系式

例3(2018年全国Ⅲ卷·26题节选)硫代硫酸钠晶体(Na2S2O3·5H2O，M=248 g·mol-1)可用作定影剂、还原剂。回答下列问题：利用K2Cr2O7标准溶液定量测定硫代硫酸钠的纯度。测定步骤如下：

①溶液配制：称取1.200 0 g某硫代硫酸钠晶体样品，用新煮沸并冷却的蒸馏水在烧杯中溶解，完全溶解后，全部转移至100 mL的容量瓶中，加蒸馏水至凹液面最低处与刻度线相平。

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0.009 5 mol/L×0.02 Ln