高中化學(xué)關(guān)于化學(xué)方程式及其生成物計算的解題方法研究

劉 幫

(江蘇省鹽城市射陽縣高級中學(xué),江蘇 鹽城 224300)

高中階段的化學(xué)學(xué)科,關(guān)于化學(xué)方程式及其生成物的計算,其理論知識相對來說比較抽象,學(xué)生在掌握關(guān)于這些知識的學(xué)習(xí)方法時比較困難,導(dǎo)致在解題技巧的訓(xùn)練上也比較不足,影響學(xué)生的解題效率以及解題正確性[1].因此學(xué)生在學(xué)習(xí)和理解這類知識時,更應(yīng)該針對不同的題型加強訓(xùn)練,積累解題的經(jīng)驗,總結(jié)不同的解題方法,在這個過程中學(xué)生還能對自己的化學(xué)思路進(jìn)行一個有效的梳理,加深對化學(xué)知識的印象與理解.因此,本文針對在化學(xué)方程式及其生成物計算中應(yīng)用比較常見的解題方法進(jìn)行說明,為提高學(xué)生解題技巧提供方向.

1 基于化學(xué)方程式,聯(lián)系守恒法

學(xué)習(xí)化學(xué)知識的過程中,掌握守恒定律是一個必需的過程,它基于質(zhì)量守恒、電荷守恒等守恒原理,可以在關(guān)于化學(xué)方程式解題過程中給予學(xué)生方向[2].學(xué)生在面對關(guān)于化學(xué)方程式有關(guān)的題型時,要學(xué)會迅速找出隱藏在題目給出條件中的守恒關(guān)系,在這個關(guān)系的基礎(chǔ)上針對化學(xué)方程式進(jìn)行深入的挖掘,這樣不僅可以加強學(xué)生對解題技巧的訓(xùn)練,還可以加深相關(guān)知識的理解[3].

例1取一定物質(zhì)的量濃度的NaOH溶液100 mL,向其通入一定量的CO2氣體,得到溶質(zhì)為Na2CO3和NaHCO3的溶液A,向A中逐滴緩慢加入2 mol·L-1的鹽酸,產(chǎn)生CO2的體積與所加鹽酸的體積之間關(guān)系如圖1所示.(假設(shè)產(chǎn)生的CO2全部逸出)

圖1 CO2的體積變化

(1)加入鹽酸0～50 mL時發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為____.

(2)Na2CO3與NaHCO3的物質(zhì)的量之比是____.

(3)通入的CO2的物質(zhì)的量為____.

(4)原NaOH溶液的物質(zhì)的量濃度是____.

解析(1)加入鹽酸0～50 mL時發(fā)生反應(yīng):

反應(yīng)離子方程式為:

(3)根據(jù)碳原子守恒可知,n(CO2)=n(Na2CO3)+n(NaHCO3)=0.1 mol+0.1 mol=0.2 mol.故答案為:0.2 mol.

(4)根據(jù)鈉離子守恒,n(NaOH)=2n(Na2CO3)+n(NaHCO3)=0.1 mol×2+0.1 mol=0.3 mol,故c(NaOH)=3 mol/L.故答案為:3 mol/L.

2 基于生成物,善用分段法

在大多數(shù)化學(xué)方程式及其生成物的計算中,形成的生成物不止一種,它會基于反應(yīng)物的濃度以及外界環(huán)節(jié)等因素而出現(xiàn)不同的情況[4].在分析這類化學(xué)方程式以及生成物時,學(xué)生就要針對這些因素對其進(jìn)行分段,將不同情況下的反應(yīng)都考慮到.在這個過程中,學(xué)生可以形成一個縝密的邏輯性思維,對于化學(xué)反應(yīng)的理解也會更深一層.

例2現(xiàn)有mg的鈉、鎂、鋁分別與100 mL 1 mol/L的鹽酸反應(yīng),產(chǎn)生的氣體在相同條件的體積分別為V1、V2、V3,則V1∶V2∶V3之比正確的有幾個( ).

A．5 B．4 C．3 D．2

(4)當(dāng)m=2.3 g時,鈉與鹽酸恰好反應(yīng),鎂、鋁均剩余,產(chǎn)生H2的物質(zhì)的量均為0.05 mol,根據(jù)阿伏加德羅定律,V1∶V2∶V3=1∶1∶1,故④符合;

(5)當(dāng)m>2.3 g時,鈉、鎂、鋁均剩余,而鹽酸過量,產(chǎn)生的H2的物質(zhì)的量均為0.05 mol,根據(jù)阿伏加德羅定律,V1∶V2∶V3=1∶1∶1,故④符合.

故選C.

3 掌握特殊現(xiàn)象,巧用推斷法

在化學(xué)方程式的學(xué)習(xí)中,有些反應(yīng)條件及其反應(yīng)現(xiàn)象是比較特殊的,比如反應(yīng)條件是加熱或催化,反應(yīng)現(xiàn)象會出現(xiàn)有顏色的沉淀物等.學(xué)生要善于積累并掌握這些特殊的現(xiàn)象,在這個基礎(chǔ)上進(jìn)行推斷,進(jìn)而推理出整個聯(lián)合反應(yīng),實現(xiàn)正確解題[5].

例3A、B、C分別是硫酸、鹽酸、硝酸鋇三種溶液中的一種,將它們按一定順序滴入碳酸鈉溶液中至恰好完全反應(yīng),有以下現(xiàn)象:

(1)加入A時生成白色沉淀.

(2)向(1)中沉淀加入B時,沉淀溶解,并有氣體逸出.

(3)向(2)中生成溶液里加入C時,又有白色沉淀生成.

根據(jù)以上事實判斷,A是____C是____(寫化學(xué)式),并寫出(2)(3)反應(yīng)的離子方程式____.

分析在解題時,學(xué)生要抓住碳酸鈉與不同物質(zhì)反應(yīng)后的特殊現(xiàn)象,即硫酸與碳酸鈉反應(yīng)生成氣體,鹽酸與碳酸鈉反應(yīng)生成氣體,只有硝酸鋇與碳酸鈉反應(yīng)生成碳酸鋇白色沉淀,碳酸鋇能全部溶解在鹽酸中,從而推斷出向氯化鋇中加硫酸會生成硫酸鋇沉淀,以此來推理分析確定每一種物質(zhì),并利用發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)來書寫離子方程式.

解答硫酸、鹽酸、硝酸鋇三種溶液中,只有硝酸鋇滴入到碳酸鈉溶液中會生成碳酸鋇白色沉淀,所以A是硝酸鋇,向碳酸鋇中加入鹽酸,生成氯化鋇和水以及二氧化碳,實質(zhì)是:

向氯化鋇中加入硫酸會生成硫酸鋇白色沉淀,即

所以B是鹽酸,C是硫酸.

故答案為:Ba(NO3)2;H2SO4;

4 總結(jié)

在高中化學(xué)有關(guān)化學(xué)方程式以及生成物的計算中,其涉及的知識層面比較廣泛,難度也比較大.學(xué)生在學(xué)習(xí)和理解這類知識時,應(yīng)該針對不同的題型加強訓(xùn)練,積累解題的經(jīng)驗,總結(jié)不同的解題方法.教師可以通過基于化學(xué)方程式聯(lián)系守恒法、基于生成物善用分段法、掌握特殊現(xiàn)象巧用推斷法等方法,引導(dǎo)學(xué)生強化解題思路,全面提升學(xué)生的化學(xué)解題能力.