由一道表格類計算題引發的思考

■虞旭東 陳曉勇

浙江省學考化學學科試題的命題靈活性大、綜合性強，能夠凸顯對學生化學核心素養的考查。要適應新高考，在規定的時間內解決這類靈活性大、綜合性強的題目，學生的素養如果不到位是非常困難的。這些題目中，尤以第29題計算題最為靈活，并且難度很大。現以2016年10月學考第29題為例，說明如何通過不同的思維方式來解決這類問題。

例題為確定Na2CO3和NaHCO3混合物樣品的組成，稱取四份該樣品溶于水后分別逐滴加入相同濃度的鹽酸30.0mL，充分反應，產生CO2的體積(已折算成標準狀況下的體積，不考慮CO2在水中的溶解)如表1。請計算：

表1

(1)樣品中n(Na2CO3)∶n(NaHCO3)=______。

(2)c(HCl)=______。

解法1：(1)假設n(Na2CO3)=a，n(NaHCO3)=b，利用第Ⅰ組數據，可得106g·mol-1a+84 g·mol-1b=2.96g，a+，解得a=0.02mol，b=0.01mol。故n(N a2CO3)∶n(NaHCO3)=2∶1。(2)利用第Ⅳ組數據，由于=2.25，所以在6.66g樣品中含有0.045moln a2CO3和 0.0225 molNaHCO3，可求得n(HCl)=0.045mol+=0.075mol。故c(HCl)=2.50mol·L-1。

評析：這種解法是高考結束后即將升入高三的高二學生做試卷時部分學生給出的，那么為什么要采用第Ⅰ組和第Ⅳ組的數據，難道其余兩組數據就沒有用嗎?第Ⅰ組數據鹽酸過量，第Ⅳ組數據鹽酸不足量，那第Ⅱ組和第Ⅲ組鹽酸的情況呢?一些學生提出了這些問題。分析這種解法后可以看出這樣的解答只是為了得出答案而解題，并沒有挖掘出題目所要考查的更深層次的能力。那么還有其他的解法嗎?我們將這個問題留給了這些高二學生。

解法2：將數據進行初步的計算及換算，以第Ⅰ組數據為基礎(2.96g看成1份固體樣品)，則數據可表示為表2。

表2

從數據中分析可以得到，第Ⅰ組和第Ⅱ組成比例，故鹽酸過量，第Ⅲ組和第Ⅳ組不成比例，故鹽酸不足量。此時鹽酸過量與否的疑惑已經得到解決，但又如何利用好另外兩組數據呢?通過分析能夠發現利用數形結合的方式可以尋找出數據之間的關系，畫出樣品份數與CO2的物質的量之間的關系，如圖1所示。

圖1

通過圖像可以清楚地看到，CO2的量隨著樣品份數的增加呈現先增加后減少的趨勢，所以更要充分利用好第Ⅲ組和第Ⅳ組的數據，因為此時根據圖像可知這兩組都是鹽酸過量的狀態，到此就可以利用數據之間的差值進行運算了。

令第Ⅲ組數據為初始狀態，第Ⅳ組數據相當于在第Ⅲ組實驗的基礎上再加入0.5份樣品，此時CO2氣體減少0.01mol，這時候有些學生會提出疑問，為什么新加進去樣品，CO2氣體會減少?學生之間通過交流分析得出是由于新加樣品后發生了反應Na2CO3+CO2+H2O══2NaHCO3，造成CO2的體積減少，故從第Ⅲ組到第Ⅳ組相當于再加入(6.66-5.18)g=1.48g固體，CO2減少