文炜明
在化学计算题中有时会出现讨论型试题,即当两种反应物发生化学反应,由于参加反应的量不同而引起产物不同时,需要对反应物之间的量进行讨论。比如C在O2中燃烧,H2S在O2的燃烧,CO2气体通入NaOH溶液中等。在教学中引导学生用数轴法解此类习题,效果很好。
用数轴法解此类习题,一般需要按下列步骤去做:
1写出可能发生的反应方程式,确定出恰好反应的量;
2画数轴,确定变量,根据反应物质的量之间的关系在数轴上找出特殊点;
3判断各特殊点、各区间内的物质各是什么;
4确定讨论范围;
5根据题意列方程求解。
【例】将a mol H2S和1mol O2置于一个容积可变的容器内进行反应。在120℃、101KPa下测得反应前后容器内气体密度分别是d1和d2。若a的取值不同,则H2S的氧化产物可能有三种情况:
(1) 全部是SO2,此时a的取值范围是。
(2) 全部是S,此时a的取值范围是,并且d1d2。(填大于、小于或等于)
(3) 部分是SO2,部分是S,此时a的取值范围是,反应生成的SO2的物质的量为mol,容器内气体物质的量总和为mol。(用含a的代数式表示)(1996年高考第36题)
(2)建立数轴,在数轴上找到2和2/3两个特殊的点。
(3)判断各特殊点、各区间内的物质各是什么。
(4)讨论计算:根据数轴,作定量判断。
①当a≤2/3时,氧化产物只有SO2;
②當a≥2时,氧化产物只有S,此时d1大于d2;
(5)对于SO2的量可根据上述方程式设量计算为1-a/2;容器内共有气体1+a/2。
由此,我们可以看到,一条小小的数轴把数学知识与化学问题有机地结合起来,帮助学生建立了新的解题思维途径,这对学生学习方法的培养是有很大帮助的。
练习:向300mL KOH溶液中缓慢通入一定量的CO2气体,充分反应后,在减压低温下蒸发溶液,得到白色固体,请回答下列问题:
(1) 由于CO2通入量的不同,所得到的白色固体的组成也不同,试推断会有几种可能的组成,并列出。
(2) 若通入CO2气体的体积为224mL(标准状况),得到119克白色固体。请通过计算确定此白色固体是由哪些物质组成的,其质量各为多少?所用的KOH溶液的物质的量浓度为多少?
参考答案:(1)有4种可能;KOH和K2CO3, K2CO3, K2CO3和KHCO3,KHCO3;(2)固体由K2CO3和KHCO3组成,其中K2CO369克,KHCO3 5克;KOH的物质的量浓度为0.5mol/L。
(责任编辑罗艳)