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解题后的思维优化艺术

2014-09-09赵辉昌

中学化学 2014年5期
关键词:优化质量

赵辉昌

一、定性向定量优化

将定性分析上升到定量研究,才能全面而准确地反映物质的性质与特点,同时提高思维的缜密性。

例1在FeBr2与FeI2等物质的量的混合溶液中,通入过量的氯气。请按还原性强弱顺序写出反应的离子方程式。[提示:HXO3(X=Cl、Br、I)皆为强酸]

解析因为还原性强弱顺序是I->Fe2+>Br->I2,所以离子反应顺序为:

2I-+Cl2Cl-+I2

2Fe2++Cl22Fe3++2Cl-

2Br-+Cl2Br2+2Cl-

I2+5Cl2+6H2O12H++2IO-3+10Cl-

定量优化:

优化1,氯气与溴化亚铁溶液作用的两个临界反应:6FeBr2+3Cl22FeCl3+4FeBr3

2FeBr2+3Cl22FeCl3+2Br2

优化2,确定两个临界反应的三个区间。

设:n(Cl2)n(FeBr2)=a。当0

全部被氧化;12

例2若向400 mL的溴化亚铁溶液中通入标准状况下的氯气6.72 L,测得溶液中的氯离子与溴离子的物质的量浓度相等。

(1)求原溴化亚铁的物质的量浓度[分别用①化学方程式法;②得失电子守恒法;③溶液电荷守恒法(忽略Fe3+水解);④元素守恒法]

(2)完成图像中c(Br-)、c(Cl-)浓度的变化曲线。

解析(1)由优化1、2知,当c(Cl-)=c(Br-)时,反应在12

设溶液中溴化亚铁的物质的量为x。

①化学方程式法:

依c(Cl-)=c(Br-)得化学方程式:

4FeBr2+3Cl22FeCl3+2FeBr3+Br2

43

x0.3

x(FeBr2)=0.4 mol则c(FeBr2)=1.0 mol·L-1

②得失电子守恒法:

由于n(失e-)=n(得e-)

故n(Fe2+)+n(Br-)-0.6=2n(Cl2)

x+(2x-0.6)=0.6x=0.4 mol

c(FeBr2)=1.0 mol·L-1

③电荷守恒法:

n(总正电荷)=n(总负电荷)

即3n(Fe3+)=n(Cl-)+n(Br-)

3x=0.6+0.6x=0.4 mol

c(FeBr2)=1.0 mol·L-1

④元素守恒法:

由题意已知溶液中:

n(Cl-)=n(Br-)=0.6 mol

由铁元素守恒,有:

n(FeBr2)=n(FeBr3)+n(FeCl3)=0.4 mol

c(FeBr2)=1.0 mol·L-1

解题思路的形成是一个认识过程,上述解题思路是从不同角度立意分析,每种解法各具特色,其中②、③、④构思巧妙,简明快捷,但要求具备较高的基础知识。

(2)先确定图像中的以下相关量

原来溶液中c(Fe2+)=1.0 mol·L-1

c(Br-)=2.0 mol·L-1n(反应Fe2+)=0.4 mol

n(反应Br-)=0.8 mol-0.6 mol=0.2 mol

n(耗Cl2)=0.2 mol

=0.1 mol

c(Cl-)=c(Br-)=0.6 mol0.4 L=1.5 mol·L-1

由(1)可知,反应后溶液中c(Fe2+)=1 mol/L,

c(Cl-)=c(Br-)=1.5 mol/L

图1二、特殊向普遍优化

在特殊题解的基础上,找出其普遍性的结论,训练思维的广阔性。

例3将20%与30%的硫酸溶液等体积混合,所得溶液的溶质质量分数w。

A.等……

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