“拆分法”在化学计算中的应用

陈宏伟

中图分类号：G633.8 文献标识码：B 文章编号：1672-1578（2018）02-0192-01

纵观近几年高考试题，化学计算问题的考查已不再是单纯数据运算的考查，而是考查学生对化学基础知识基本技能的理解和运用，对化学计算素养的再现。历年以来化学计算题都是学生在化学学习中比较难以理解和掌握的一类题目，也是在高考的考查过程中得分率较低的一类题目，但很多时候，在高考的计算考查中，很多题目除了常规的解法外，往往还有一定的技巧性解决办法。如果能够掌握这些技巧方法，既能使问题得到解决，又能达到事半功倍的效果。同时对于提高学习成绩，增强学习积极性，都有着重要的意义。拆分法是化学计算中的技巧方法之一，例如下题，有两种不同的解法，相比之下，不难看出使用拆分法的实用性：

拆分法是将题目所给出的数据或物质的组成结构，化学式等进行适当合理、有利于解决问题的方向进行拆分，拆分成为相互之间有所关联的几个数据或几种结构，从而便于形成等量关系或熟悉的结构进行比较，从而能将运算简化，容易进行求解.这种方法在有机物的结构性质比较、相关计算等问题上应用较为广泛，另外，在同一物质参与的多种反应，以及化学平衡有关的计算题的解决中也有不小的收获。

例一：将混合均匀的Cu、Cu2O和CuO固体混合物，分成两等份。将其中一份用足量的H2还原，反应完全后固体质量比原来减少了6.4g，向另一份加入500ml 3.2mol/L稀硝酸，固体恰好完全溶解（硝酸无剩余）且只收集到VL标准状况下的NO气体，则V的值为：

A、1.12 B、2.24 C、3.36 D、4.48

分析：若用常规方法解题，可設混合固体中Cu为amol、Cu2O为bmol，CuO为cmol，发生的反应方程式分别为：

3Cu+8HNO3=3Cu（NO3）2+2NO↑+4H2O

3Cu2O+14HNO3=6 Cu（NO3）2+2NO↑+7H2O

CuO+2HNO3= Cu（NO3）2+H2O

根据质量差列式： b+c=6.4/16 （1）

根据N元素守恒列式： 2（a+2b+c）+V/22.4=3.2×0.5 （2）

根据反应中电子守恒列式： 2a+2b=3×V/22.4 （3）

在三个方程式中，设计了四个未知数，一些考生认为无法计算就此放弃，实际上，若再仔细考虑可发现（1）中式子是关于b+c=0.4，（3）可转化成关于a+b=3V/44.8，再进行（1）+（3）可得a+2b+c=0.4+3V/44.8，代入（2）中得到只有V的式子：0.8+3V/22.4+ V/22.4=1.6，V的值就迎刃而解了，解得V的值为2.24，选择答案B。

针对这道题若用拆分法，问题就简单化了。观察三固体物质的化学式：Cu、Cu2O和CuO，发现Cu2O可拆成Cu和CuO，则三种固体就简化成了两种固体Cu和CuO。根据质量差为6.4g得出CuO物质的量为0.4mol；根据反应中电子守恒得：2n（Cu）=3×V/22.4；再根据N元素守恒：2n（Cu）+2×0.4+V/22.4=3.2×0.5，不难得出V的值为2.24.

拆分法还常用在混合物中元素的质量分数的计算问题。

例二：现有乙烯和乙醇组成的混合物，经过测定得知，碳元素的质量分数为60%，试求氧元素在混合物中的质量分数为多少？

分析：题目中所给的混合物中含有C、H、O三种元素，而题目中只给出了C%为60%，如果不找技巧方法是不能解出这道题的。观察混合物的化学式：乙烯化学式C2H4，乙醇化学式C2H6O，采用拆分法。乙醇化学式C2H6O可拆成C2H4和H2O，则混合物转化为C2H4和H2O的混合物，由C%为60%可知C2H4中H%为10%，则H2O%为30%，含O%为30%×16/18=26.7%，答案：氧的质量分数为26.7%。

例三：等物质的量的有机化合物A和B分别完全燃烧，消耗等体积的氧气并生成等体积的H2O（气体体积均在相同状况下测得），则A和B可能是（ ）

A.乙烯和乙酸 B.甲烷和乙酸 C.乙醇和乙酸 D.乙烯和乙醇

答案B

分析：如果运用有机物的燃烧通式固然能得出结果，但会浪费很多时间，如果将化学式进行以下拆分，可迅速解出：

A、乙烯和乙酸 拆分为CH4·C 和 CH4·CO2

B、甲烷和乙酸 拆分为 CH4 和 CH4·CO2

C、乙醇和乙酸 拆分为CH4·C·H2O 和 CH4·CO2

D、乙烯和乙醇 拆分为 CH4·C 和 CH4·C·H2O

可以看出只有B中H 原子相同，CO2均不耗氧，这样能迅速准确的找出答案。

高考中化学计算题的考查并不是考查学生的计算能力，而是化学思维的考查占主要地位。合理有效地运用一些解题技巧，针对题目的不同特点，选取最佳的解题方法和解题技巧，就能使解题过程迅速准确，同时也节省了大量的时间，为解决其他题目争得了时间，从而在整套试卷中取得更多的主动权，这样必然在高考中取得理想的成绩，为圆考生大学梦添砖加瓦。