另類思維巧解化學計算題
所謂另類思維即非常規性思維。在某些化學計算中可以不用常規的計算方法,而轉換思維角度,另闢蹊徑,則能找到更佳的解題方法。另類思維強調的是思維換位,需要對思維物件的融會貫通的理解。下面幾道例題的解法,是從數學的思維角度轉換到概念的思維角度,因此必須以堅實的化學知識為基礎,否則易繁瑣或出現失誤。
例1.相同溫度壓強下,1體積HCl和9體積H2O***氣***組成的混合氣體,經完全冷凝後,所得鹽酸的質量百分比濃度為*** ***
A.10% B.18.4% C.4.9×10-4% D.80.2%
常規思維:根據阿伏加德羅定律,1體積HCl和9體積H2O***氣***可以看作1mol HCl和9mol H2O***氣***,利用溶液中溶質的質量分數的計算公式來進行計算。
另類思維1:在發現了 HCl和 H2O 的式量比約為2:1後,可將溶質的質量分數的計算,改換為的HCl分子個數比的計算。即:1 / ***1+4.5***,估算得B。
另類思維要依據堅實的化學知識
例2.在一定溫度下,將等物質的量A和B充入一密閉容器中,發生如下反應:A***氣***+2B***氣***===2C***氣***,反應達到平衡時,若A和B的物質的量之和與C相等,則此時A的轉化率為******
A.50 % B.60 % C.40 % D.70 %
常規思維:根據化學平衡的一般計算方法,設A、B、C三種物質的變化濃度分別為x、2x、2x,然後利用“A和B的物質的量之和與C相等”,列出方程式,解出A的變化濃度x,從而求出A的轉化率。
另類思維:按非可逆反應考慮,設均為1mol的A、B,則只有0.5molA參加反應,轉化率為50%,但由於是可逆反應,所以A的轉化率應小於50%, 選C。
例3.R2O8n-在一定條件下可以把Mn2+氧化成MnO4-,若反應後R2O8n-變為RO42-,又知反應中氧化劑與還原劑的物質的量之比為5 : 2,則n的值為*** ***
A.1 B.2 C.3 D.4
常規思維:根據氧化還原反應中,得失電子數守恆的原則,2mol還原劑Mn2+ 氧化成MnO4-,失去電子的總數為10mol,那麼5mol氧化劑R2O8n-變為RO42-,應得到電子為10mol,由此解出n值。
另類思維:由於氧化劑R2O8n- 還原為RO42-,R2O8n- 中R的化合價要降低,已知RO42-中的化合價為 +6,所以R2O8n- 中R的化合價 > +6 、且< +8,選B。
例4.向50 mL 18 mol·L-1 H2SO4溶液中加入足量的銅片並加熱,充分反應後,被還原的H2SO4的物質的量是******
A.小於0.45 mol B.0.45 mol
C.在0.45 mol和0.90 mol之間 D.大於0.90 mol
一般思維:根據銅與濃硫酸反應的化學方程式:Cu + 2H2SO4 == CuSO4 + SO2 +
H2O,2mol H2SO4中有1mol H2SO4作氧化劑被還原,50 mL 18 mol·L-1 H2SO4溶液中有H2SO4 0.9mol,則被還原的H2SO4為0.45mol。但答案錯誤,是由於思維不到位。
另類思維:隨著濃硫酸與銅反應的進行,溶液的濃度不斷稀釋,而稀硫酸不與銅反應。則被還原的H2SO4一定小於0.45mol。選A。
例5.密度為0.91g·cm-3的氨水,質量分數為25 %,該氨水用等體積的水稀釋後,所得溶液的質量分數為*** ***
A.等於12.5 % B.大於12.5 %
C.小於12.5 % D.無法確定
常規思維:按100g氨水計算,其中NH3為25g。加水稀釋後,NH3的質量不變,利用稀釋公式或溶質的質量分數公式來計算。如用溶質的質量分數公式,方法如下:氨水的體積為100g / 0.91g·cm-3,與氨水等體積的水的質量為
1.00 g· cm-3×100g / 0.91g·cm-3,則稀釋後的氨水中溶質的質量分數
另類思維:可假設向氨水中加入等質量的水,溶質的質量分數等於25%的一半為12.5%。 但由於氨水和水的密度不同,且r NH 3< r H2O,所以加入等體積的水後溶質的質量分數一定小於12.5%。
[能力訓練]
1.將Mg、Zn、Al三種金屬的混合物與足量的稀H2SO4反應,生成標準狀況
下的H22.8L,則原金屬混合物三種金屬物質的量之和是*** ***
A.0.125 mol B.0.10 mol C.0.15 mol D.0.20 mol
2.與2.7g Al完全反應的稀HNO3最多溶解Fe的質量為*** ***
A.2.8g B.5.6g C.2.7g D.8.4g
3.某金屬單質與一定濃度的HNO3反應,假定只有單一的還原產物,當參加反應
的單質與被還原的HNO3物質的量之比為2:1時,還原產物為*** ***
A.NO2 B.NO C.N2O D.N2
4.在100 g 濃度為18 mol·L-1密度為ρ***g / cm3***的濃硫酸中加入一定量的水稀釋成9 mol·L-1的硫酸,則加入水的體積為*** ***
A.小於100 mL B.等於100 mL
C.大於100 mL D.等於100 /ρ
5.在25℃時,硫酸銅的溶解度為S g,把S g無水硫酸銅粉末加入到***100 +S***g飽和硫酸銅溶液中,得到一定量的藍色晶體。若將此晶體溶解成飽和溶液,應加水的質量為******
A.***100 +S***g B.100 g
C.***100 S9 / 25***g D.***100 s16 / 25***g
6.現有乙酸、乙醛、甲酸甲酯、2-甲基-2-戊烯組成的混合物中氧的質量分數為15.3%,則氫的質量分數為*** ***
A.84.7 % B.72.6 % C.12.1 % D.6.05 %
7.某種H2和CO的混合氣3.2g,其密度為相同條件下O2密度的1 / 2,將這種混合氣充入一盛有足量Na2O2密閉容器中,再通入過量O2,並用電火花點燃使其充分反應,最後容器中固體的質量增加了******
A.3.2 g B.4.4 g C.5.6 g D.*** g
8.將m1 g Zn加到m2 g 20 % HCl溶液中,反應結果共放出n L H2***SPT***,則被還原的HCl物質的量是******
A.m1 / 65 mol B.5m2 / 36.5 mol
C.m2 / 36.5 mol D.n / 11.2 mol
9.同溫同壓下,某燒瓶中充滿O2時,稱重為116g,當充滿 CO2氣體時,稱重為122g,若充滿某氣體時,稱重為114 g,則某氣體的式量為*** ***
A.28 B.60 C.32 D.44
10.FeO、Fe3O4、Fe2O3組成的混合物,測知Fe、O元素質量比為21∶8,則 FeO、
Fe3O4、Fe2O3 物質的量之比為*** ***
A.1∶1∶2 B.2∶1∶1 C.1∶3∶1 D.1∶1∶1
11.CS2在氧氣中燃燒生成CO2和SO2,今有0.228 g CS2在448 mL O2 ***標準狀況***燃燒,充分反應後,混合氣體在標準狀況下的體積為*** ***
A.112 mL B.224 mL C.336 mL D.448 mL
12.同溫同壓下,兩個等體積的乾燥圓底燒瓶中分別充滿①NH3 ②NO2進行噴泉實驗, 經充分反應後,瓶內溶液的物質的量濃度為******
A.① > ② B.① < ② C.① = ② D.不能確定
★13. 甲、乙兩個電解池均以鉑為電極,且互相串聯,甲池盛有AgNO3溶液,乙池中盛有一定量的某鹽溶液,通電一段時間後,測得甲池電極質量增加2.16g,乙池電極上析出0.24g金屬,則乙池中的溶質可能是******
A.CuSO4 B.MgSO4 C.Al***NO3***3 D.Na2SO4
[答案和提示]
1.B H2為0.125mol,金屬的物質的量必小於0.125mol。
2.D 由於Fe3+ 還要溶Fe,所以Fe的物質的量一定大於0.1mol。
3.C 不論是幾價金屬,由於它的物質的量為偶數,所以失電子總數一定為偶
數,則硝酸中+5價N得電子總數也應為偶數,但硝酸的物質的量是奇數,那麼N 由+5價需降為奇數價,得電子總數才會為偶數。
4.A 物質的量濃度大的硫酸,其密度大,物質的量濃度小的硫酸,其密度小,
但都會大於水的密度。
5.B 其實就是把S g 無水CuSO4直接加水配成飽和溶液。
6.C 乙酸、乙醛、甲酸甲酯、2-甲基-2-戊烯的分子中C、H的個數比均為1:2,其質量比為6:1。
7.A Na2O2與H2O反應生成NaOH,與CO2反應生成Na2CO3,從關係式
Na2O2→2NaOH 、Na2O2→Na2CO3,可發現固體增加的質量即為H2和CO的質量。
8.D 只有含n的選項是正確的。
9.A 該氣體的式量一定比O2和CO2小。
10.CD 根據Fe、O元素的質量比,得出Fe、O的原子個數比為3:4,所以只要FeO、Fe2O3的物質的量之比為 1:1即可。
11.D 反應前後氣體體積不變。
12.C 由於氣體的體積與溶液的體積相同,在標準狀況下,所得溶液的物質的量濃度是一個定值。
13.A 只有Cu2+參加電解反應生成Cu