◇　河北　赵春娟



"金属与硝酸反应的计算"一课引发的思考

◇河北赵春娟

氧化还原反应中金属与硝酸的反应是一类典型反应,这方面的计算用到的知识多,难度也不小．

习题课的教学模式一般情况是老师为主要讲解者,学生听讲、做笔记．这是最常见的课堂教学,因为这部分内容比较难,学生刚接触,找不到合适的方法．而在学校课改环境下,讲解这部分习题,笔者打破传统教学,让学生成为主力军,学生讲他们的解法,若需补充笔者再讲解．讲到某题时,还没等笔者解释,学生们就举起了手,跃跃欲试．笔者把讲台让给他们,讲解气氛非常活跃．4名同学分别采用不同方法对该题进行讲解．这道题是这样的:

学生利用“在同一溶液中,微粒的物质的量浓度之比等于物质的量之比”,把题干的已知条件转化成2种铁元素对应的离子的物质的量之比为1∶1.下面就是学生展示的情况．

3Fe+8HNO3=3Fe(NO3)2+2NO+2H2O,

①

Fe+4HNO3=Fe(NO3)3+NO+2H2O,

②

要想n(Fe3+)∶n(Fe2+)=1∶1,把方程式②扩大3倍得到

3Fe+12HNO3=3Fe(NO3)3+3NO+6H2O,

③

综合①、③可知，所需

n(Fe)∶n(HNO3)=6∶(8+12)=3∶10.

第2名学生发表他的看法:利用得失电子守恒解题．

由n(Fe3+)∶n(Fe2+)=1∶1可得

n(Fe3+)=n(Fe2+)=a/2mol,

HNO3+3e-=NO,

Fe-2e-=Fe2+，Fe-3e-=Fe3+,

2×a/2+3×a/2=3(b-(2×a/2+3×a/2)).

解得b/a=10∶3.

第3名学生是从反应过程切入:该反应铁粉少量时,硝酸直接把Fe2+氧化成Fe3+;之后,过量的铁粉再与Fe3+反应生成Fe2+．

Fe+4HNO3=Fe(NO3)3+NO+2H2O,

①

Fe+2Fe(NO3)3=3Fe(NO3)2,

②

设n(Fe2+)=3 mol,式②中n(Fe)=1 mol.由n(Fe3+)=n(Fe2+)可得，式①中

n(Fe3+)=3 mol+2 mol=5 mol,

n(Fe)=5 mol,

n(HNO3)=20 mol.

所以b/a=(5+1)/20=3/10.

这时,笔者以为方法就够多了,讲到此就可以了．谁知,又有一位同学举手,说他的想法跟其他3位不同．大家一致邀请他到讲台前讲解．此时的课堂气氛尤为活跃,大家都带着求知的目光等着．该方法是这样的:设未知数求解.

设n(Fe3+)=n(Fe2+)=xmol

3Fe+8HNO3=3Fe(NO3)2+2NO+2H2O,

①

Fe+4HNO3=Fe(NO3)3+NO+2H2O,

②

x4xx

在上课的过程中……