■钟文锋

在高考化学中,涉及计算的问题占据较大的分值。所以同学们只有对化学计算的常见方法加以掌握,才能在高考中取得较好的成绩。本文旨在对高中化学计算中常见的几种解法加以归类分析,希望能给同学们提供一些帮助。

一、守恒法

一般情况下,在化学计算这个环节中,守恒法主要运用在质量守恒、电子守恒及元素守恒等中。运用守恒法解题,不仅能够提高解题速度,还能够提高解题的准确率。

例1假设向100mL0.25mol·L-1的氯化铝溶液中添加一定量的金属钠,反应恰好生成了只包含NaCl及Na[Al(OH)4]的澄清溶液,则添加的金属钠的实际质量为多少?

分析：本题涉及的反应有2Na+2H2O==2NaOH+H2↑与AlCl3+4NaOH==Na[Al(OH)4]+3NaCl。解答该问题时,若是通过方程式展开研究,不仅会花费很多时间与精力,还很容易出现错误。但如果通过元素守恒展开计算,可以发现金属钠反应后,最终的生成物为NaCl及Na[Al(OH)4],并且在这两个生成物中,Na+与Cl-,Na+和[Al(OH)4]-之比均是1∶1,所以根据0.025mol的AlCl3,可以很快求出加入的钠的质量为23×(0.025×3+0.025)=2.3(g)。

二、讨论法

若是题设条件十分充足,那么我们可以针对已知条件直接加以求解。若是已知条件并不充足,此时我们便可通过讨论法进行求解。

例2先在量程是30mL的量筒中盛装二氧化氮与氧气的混合气体,再将量筒倒扣在水中,让气体充分发生反应,最终剩余气体5mL。则原混合气体中包含多少氧气?

分析：对于成绩中等及偏下的同学来说,解答此题时存在一定的困难。此时可以借助小组形式对这道题进行分析讨论,这样不仅能够激发同学们的学习兴趣,同时还能调动大家解题的积极性。

三、极值法

极值法属于一种数学思想分析方法。在化学领域中,将问题条件无限放大,通过极端思维对问题加以思考并探究,由不确定的一些条件放大到极端条件,可以对未知结论进行求解。如判断混合物具体组成的问题时,可以运用极值法,对混合体系中包含的各个物质的质量分数或体积分数等加以确定。

例3在一定条件下,将钠与氧气反应生成的1.5g物质溶于水,所得溶液恰好能被80mL0.5mol·L-1的HCl溶液中和,则生成物的成分是()。

A.Na2O B.Na2O2

C.Na2O和Na2O2D.Na2O2和Na

分析：由题意可知,n(HCl)=0.04mol。先利用极值法把生成物假设为某一种氧化物进行计算。当产物只有Na2O时,m(Na2O)=0.02mol×62 g·mol-1=1.24 g。当产物只有Na2O2时,m(Na2O2)=0.02mol×78g·mol-1=1.56g。再结合平均值原理可推出,该反应的生成物是Na2O和Na2O2的混合物。答案为C。

四、平均值法

平均值法主要是借助于平均值加以计算解题的一种方法。针对一些问题,如果我们可以借助平均值法进行求解,便能化难为易,快速得出问题的答案。

例4一混合物的质量是1.2g,其中包含铁和另外一种金属,和足量的稀硫酸发生反应后,生成了0.1g的氢气,则原混合物中包含的另外一种金属是()。

A.Al B.Fe C.Cu D.Z n

分析：先估算出生成0.1g的氢气所需的四种金属的质量,分别为2.8gFe、0.9gAl、3.25gZn及3.2gCu。再根据平均值原理进行分析,混合物一共为1.2g,包含2.8gFe,这比1.2g大很多,因此另外一种金属的质量一定比1.2g小,所以只能是Al。答案为A。