初中化学无数据计算题解题方法

2017-07-08 08:16陈阳阳
中学生数理化·教与学 2017年7期
关键词:铁元素铁粉等量

陈阳阳

近年来,无数据计算题在中考中出现的频率越来越高.其实,无数据计算并不是真的没有数据,而是要学生通过阅读分析,找出隐含在题目中的数据,进而进行计算.用具体的数据作答纯文字描述的题目,许多学生会束手无策.现举例说明解决无数据计算题常用的方法.

一、极值法

极值法是一种特殊的思想方法,主要特点是“抓两边,定中间”.把研究的对象和问题,从原有的范围缩小到较小的范围或者个别情形.其基本的解题思路是把混合物成分的含量以两种极端情况考虑,由此推算判断各部分在整体中所占比例.

STHZ例1STBZ已知Fe2O3在高炉中有下列反应:Fe2O3+3COFY(=高温FY)2FeO+3CO2,反应形成的固体混合物中(Fe2O3、FeO)铁元素和氧元素的质量比m(Fe)DK∶m(O)不可能是().

A.21DK∶9

B.21DK∶7.5

C.21DK∶6

D.21DK∶8

解析:由于没有具体的数据,Fe2O3和FeO可以是任意比例.通过观察发现,Fe2O3和FeO的含氧量不同.那么,混合物中铁元素和氧元素的质量比就存在两种极限情况:全是Fe2O3或者全是FeO.当混合物全是Fe2O3时,铁元素和氧元素的质量比为21DK∶9.当混合物全是FeO时,铁元素和氧元素的质量比为21DK∶6.由Fe2O3和FeO按任意比例组成的混合物中,铁元素和氧元素的质量比都应介于这两种极限情况之间,因而选择A、C.

点评:当选择题或者填空题中出现要求两种物质或元素质量可能的比例或者比例的取值范围时,通常可以运用极值法,取两端的极限情况,确定所求比例的取值范围.

二、差量法

差量法是利用化学反应中的“增减量”解题的一种方法.解题的关键在于找出始态和终态的某些量的变化.对于固体和液体来说,通常是质量的变化.对于气体来说,可以是质量差,也可以是同温同压条件下的体积差.

STHZ例2STBZ把盛有等质量的盐酸的两个等质量的烧杯分别置于托盘天平的两端,分别在两烧杯中各放入一定量的铁粉和碳酸钙粉末,完全溶解后,天平仍保持平衡,则所加入的铁粉和碳酸钙粉末的质量比是多少?

解析:反应前后天平都保持平衡状态,其含义就是完全反应后,天平两端增加或者减少的质量相同.要写出两边发生的化学反应方程式,借助反应方程求解.分别写出化学反应方程式:Fe+2HClFY=FeCl2+H2↑,CaCO3+2HClFY=CaCl2+H2O+CO2↑,标出各物质的相对质量,得出溶液净增加量分别为56-2=54和100-44=56.设加入的铁粉和碳酸钙粉末质量分别为x、y,两边的溶液净增质量为m.则有:(56x)=(56m),(100y)=(56m).联立可解得(xy)=(392675),即所加入的铁粉和碳酸钙粉末的质量比是392DK∶675.

点评:用差量法解决问题时,一定要抓住反应的始末状态,找出其中的变化的量.本题中溶液质量的变化就是加入物质和产生的气体的质量差.

三、等量代换法

等量代换法是指把题目中的所求量代换成已知量进行求解.关键是要找出已知量和所求量之间的关系.常用于求混合物中某一元素的质量分数,当无法直接求解时,可以先求出该化合物中另一元素的质量分数,根据两种元素之间的比例关系,确定所求元素的质量分数.

STHZ例3STBZ若干克Cu粉和Fe粉的混合物,与足量盐酸反应后,过滤,将滤渣在空气中充分加热,加热后产物的质量恰好等于原混合物的质量,则原混合物中Fe的百分含量为().

A.20%B.40%C.50.4%D.80%

解析:本题涉及多个反应过程,且没有提供数据,直接根据化学反应方程式计算显然比较麻烦.分析可知,经过一系列反应后,加热后的产物为CuO.由于产物与原Cu粉和Fe粉的混合物质量相等,显然是氧元素和铁元素在质量上发生了等量代换.求原混合物中Fe的百分含量,即求CuO中氧元素的百分含量,为(1680)×100%=20%.因此,原混合物中Fe的百分含量为20%.答案为A.

点评:解答这类题目,要抓住一点:物质改变,质量未变.抓住反應的始末状态,找出等量代换的两个变量,将物质变化时相互关联的等量关系用相关量代替,可以简化计算过程,使问题迎刃而解.

总之,解决无数据计算题,大多还是类比有关化学方程式的计算题的解题思路和方法.遵循“解”“设”“写”“找”“列”“算”“答”的步骤.根据自己的理解找准关系式是解决这类问题的关键.

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