极端假设法在化学计算中的不同体现

下面笔者结合教学实践就假设法在高中化学解题过程中的应用进行一些归纳。

1 应用于判断混合物的组成

例1:将1 8.4克N a H C O3和N a O H的固体混合物, 放在密闭容器中加热到250℃, 经充分反应后, 冷却后称得剩余固体质量为1 6.6克, 试计算原混合物中N a H C O3的质量分数。

解析:N a H C O3和N a O H两种固体混合物在2 5 0℃加热时, 发生的反应有:N a H C O3+N a O H=N a2C O3+H2O↑;还可能发生2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O↑。对于分析第二个反应是否发生及剩余的固体成份, 可采用中值假设法进行判断。

假设N a O H和N a H C O3两种固体恰好完全反应, 则

124∶18=m∶1.8∴m=12.4 (克) <1 8.4, 显然剩余的固体质量不再减轻, 所以反应中NaOH过量。因此m (NaHCO3) =84×=8.4克。

则ω (NaOH) =。

例2:把2 2.4 g铁完全溶解于某浓度的硝酸中, 反应只收集到0.3 m o l N O2和0.2molNO。下列说法正确的是 () 。

A.反应后生成的盐只有F e (N O3) 3

B.反应后生成的盐只有Fe (NO3) 2

C.产物中Fe (NO3) 2和Fe (NO3) 3的物质的量之比为1∶3

D.产物中Fe (NO3) 2和Fe (NO3) 3的物质的量之比为3∶1

解析:用极限法判断:2 2.4 g铁如完全转化为Fe (NO3) 3转移1.2mol电子;如完全转化为Fe (NO3) 2转移0.8mol电子, 反应中实际转移0.3×1+0.2×3=0.9 mol电子, 所以产物中既有F e (N O3) 2又有F e (N O3) 3这, 分别设Fe (NO3) 2和Fe (NO3) 3的物质的量分别x、y则 (据得失电子守恒有) :

解之:x=0.3 y=0.1答案选D。

2 应用于判断取值范围

例3:在一定温度下, CuSO4在水中溶解度为25克, 该温度下将32克白色CuSO4粉末投入m g水中形成饱和溶液, 同时有胆矾析出, 则m的取值范围为 () 。

解析:有些同学看完题后, 对选项中出现的18g莫名其妙, 其实它是通过极值分析得来的。

若3 2克C u S O4溶于水全部形成晶体时, m=90/160×32=18g;

若32克CuSO4溶于m g水水恰好形成饱和溶液时m=100/25×32=128g;

故m的取值范围为1 8 g

3 应用于一些无数据的计算题

例4:向某N a I溶液中逐滴加入未知浓度的A g N O3溶液, 至反应恰好完全进行, 经测定滤去沉淀后溶液的质量 (假设无损失) 恰好与反应前NaI溶液质量相等, 求A g N O3溶液的质量分数。

解析:本题是一道无数字计算, 解题时可假设原NaI溶液中NaI的物质的量为1mol, 则滴加入的A g N O3溶液含溶质物质的量也为1 m o l, 就溶质而言, 1 m o l N a I变成1molNaNO3, 质量减轻了65克, 此部分的质量差即是所加入的AgNO3溶液中水的质量。经过赋值分析, 很明显此Ag NO3相当于是170克溶质溶解在6 5克水中, 从而求出A g N O3的质量分数为2 7.7%。

例5:将一定量的炭与一定量的氧气充分反应, 若生成的气体为炭和氧气的质量之和, 则炭和氧气的质量之比等于多少?

解析:假设炭和氧气的质量分别为m g, n g, 则生成的气体的质量为 (m+n) g。

(1) 假设炭全部转化为CO2, 则

(2) 假设炭全部转化为C O则

因此当炭和氧气反应时, 炭和氧气的质量之比应在3/8到3/4之间, 即

在化学问题的分析中也有很多地方用到极端假设法, 比如在化学平衡分析中, 在离子浓度大小比较分析中极端假设法都起着很重要的作用。

摘要：极端假设法是利用假设的方式, 设定过程中的极端或中端的数值为参考依据进行推理, 分析计算的一种解题方法。假设法是化学计算中常用的思维方法, 也是化学解题中常用的技巧和策略。是教师和学生解较为复杂的难题, 经常借助的一种特殊的“工具”, 在适当的时机运用适当的假设法加以解决一些较难的化学试题, 显得既方便又快捷。这不仅能给试题的解决方式带来新意, 同时, 也对培养学生的思维能力提供了有效的途径和方法。

关键词：化学计算,假设法