金属及其化合物解题技巧归纳
杨旺
物质的化学变化过程是一个复杂的过程。同学们要在学习化学的过程中逐渐积累新的知识。总结在特定条件下物质的变化规律和特征,从而使所学的理论知识得到升华,找出更加适合于我们的时间短、准确率高的解题方法和技巧。下面举出几种常用的解题方法共同探讨。
一、守恒法
物质的组成和转化均遵循着守恒原则。如:质量、原子个数、电子数、化合价、电荷等都存在守恒关系。这些守恒关系不随微粒的组合方式和转化历程而改变,所以不用考虑中间过程,直接利用守恒关系进行计算。该方法就是守恒法。
例1:有8克Na2O2、Na2O、Na2CO3、NaOH的混合物与200g质量分数为3.65%的盐酸恰好完全反应,将所得溶液蒸干。最终得到固体的质量为
A.8g B.15.5g
C.11.7g D.无法计算
解析:
2Na2O2 + 4HCl == 4NaCl+2H2O+O2↑
X mol 2x mol 2x mol
Na2O + 2HCl == 2NaCl + H2O
y mol 2y mol 2y mol
Na2CO3 + 2HCl == 2NaCl+H2O+CO2↑
Zmol 2Zmol 2Zmol
NaOH + HCl == NaCl + H2O
kmol kmol kmol
可知:最终产物为NaCl 而nNaCl= nHCl
所以:最终固体质量为:(200×3.65% )÷36.5×58.5=11.7g
答案为C
例2:把7.4g由Na2CO3·10H2O和NaHCO3组成的混合物溶于水配置成100mL溶液,其中C(Na+)=0.6mol/L.若把等质量的上述混合物加热至恒重,则固体的质量将减少 ( )
A.3.18g B.2.21g
C.5.28g D.4.22g
解析:
加热:2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑
Na2CO3.10H2O Na2CO3+10H2O ↑
因为加热至恒重时产物为Na2CO3且Na+守恒
故:2n( Na2CO3)=n( Na+)
M(Na2CO3)=(0.1×0.6) ÷2×106=3.18g
固体质量减少:7.4—3.18=4.22g
答案为D
例3:取两份等量的铝粉分别与足量的盐酸、浓氢氧化钠溶液反应,在相同状况下产生气体的体积之比为 ( )
A.1:1 B.1:2
C.1:3 C.3:2
解析:
2Al+6HCl=2AlCl3+3H2 ↑
2mol 3mol
Xmol 3/2xmol
2Al + 2NaOH + 2H2O = 2NaAlO2 + 3H2 ↑
2mol 3mol
ymol 3/2ymol
由电子守恒可知:x=y x=y
所以氢气体积比为1:1
答案为A
二、平均值法
就是结合题给条件,求出混合物的某个物理量(如:密度、体积、相对分子质量、相对原子质量、化合价等)的平均值该值一定介于各成分的同一物理量之间。即混合物中该物理量数值,一个比平均值大,一个比平均值小,才能符合要求。这就是平均值法。
例4:在一定条件下,将钠与氧气反应的生成物1.5g溶于水,所得溶液恰好能被80ml0.50mol/L的HCl溶液中和,则该生成物的成分是 ( )
A.Na2O B. Na2O2
C.Na2O和Na2O2 D. Na2O2和NaO2
解析:
若生成物为Na2O
则有: Na2O + 2HCL==2NaCl+H2O
62g : 2mol
X : 0.5×0.08
X=1.24g
若生成物为Na2O2
则有:2Na2O2 + 4HCl ==4NaCl+2H2O+O2↑
2×78 : 4mol
y : 0.5×0.08
y=1.56g
所以为两种物质的混合物
答案为C
例5:将10g由锌、铁、铝、镁四种金属中的两种组成的混合物与足量的盐酸反应产生的氢气在标准状况下的体积为11.2L则混合物中一定含有的金属是( )
A.锌 B.铁
C.铝 D.镁
解析:
Zn + 2HCl === ZnCl2 + H2 ↑ Fe + 2HCl === FeCl2 + H2 ↑
65g : 22.4L 56g : 22.4L
X=32.5g : 11.2L y=28g : 11.2L
2AI + 6HCl === 2ALCl3 + 3H2 ↑ Mg + 2HCl === MgCl2 + H2 ↑
54g : 3× 22.4L 24g : 22.4L
Z=9g : 11.2L k=12g : 11.2L
所以混合物中一定有铝
答案为C
三、差量法
是根据物质变化前后某种量发生变化的关系找出“差量”(如:质量差、物质的量差、体积差等)该“差量”由化学反应方程式、关系式找出,从而建立差量关系并求解
例6:现有一包混有少量碳酸氢钠的碳酸钠固体称量其质量为10.00g。若将该混合物加热至固体质量不再发生变化时,称得剩余固体的质量为9.38g,则原混合物中碳酸钠的质量分数为 。
解析:
2NaHCO3Na2CO3+H2O ↑ +CO2↑
2×84 : ( 18 + 44)
x=1.68g : (10.00-9.38)g
所以Na2CO3 %=(10.00-1.68)÷10.00×100% =83.2%
四、叠加法
物质通过几步化学反应而得到产物,我们把几个化学反应方程式进行相加,从而直接得到在反应物与最终产物的关系式进行求解
例7:将CO和H2组成的混合气体7.2g在足量O2中充分燃烧后,立即通过足量的Na2O2固体,固体的质量增加( )
A.2.1g B.3.6g
C.7.2g D.无法确定
解析:
①.2H2+O2=2H2O
②. 2H2O + 2Na2O2 = 4NaOH+ O2↑
③.2CO+O2=2CO2
④. 2CO2 + 2Na2O2 = 2Na2CO3+ O2
①+②得:2H2 + 2Na2O2 = 4NaOH
③+④得:2CO + 2Na2O2 = 2Na2CO3
所以固体增加的质量为7.2克。
答案为C
五、关系式法
用于多步反应,根据化学反应方程式、守恒关系式等快速在题中给出的物质数量与题中要求的物质数量间建立定量关系,进行求解。优点为:1.避免设计中间过程的大量运算2.避免了中间运算的近似处理,对计算结果的影响
例8:将钠、氧化钠和过氧化钠组成的混合物3.72g与足量水反应,在标准状况下生成672mL混合气体。将该混合气体用电火花点燃,恰好完全反应,则原混合物中钠、氧化钠和过氧化钠的物质的量之比为( )
A.3:2:1 B.4:2:1
C.1:1:1 D.2:1:1
解析:
2Na + 2H2O == 2NaOH + H2↑
Na2O + H2O == 2NaOH
2Na2O2+2H2O == 4NaOH + O2↑
2H2+O2 2H2O
所以,只要Na和Na2O2的物质的量之比为2:1即可。
答案为D
例9:等体积、等物质的量浓度的盐酸、氢氧化钠溶液分别在甲、乙两个烧杯中,各加入等质量的铝粉,生成氢气的体积在相同条件下为2:3,则下列有关甲、乙两烧杯中反应情况的叙述中正确的是( )
A.甲、乙中均是铝过量
B.甲中铝过量,乙中碱过量
C.甲中酸过量,乙中铝过量
D.甲中酸过量,乙中碱过量
解析:
2Al+6HCl=2AlCl3+3H2
2 :6 : 3
2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2
2 : 2 : 3
因为Al的质量相等,
若酸和碱过量,Al完全反应,
由电子守恒可知,产生氢气的体积比为1:1
若Al过量,
则:2Al+6HCl=2AlCl3+3H2↑
6 : 3
2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑
2 : 3
6 : 9
生成氢气体积比为1:3。
因为,生成的氢气体积比为2:3
所以,应是:酸中铝过量,碱中碱过量
答案为B
良好的解题方法,可以提高解题速度增加准确率。高考中理综试卷共用时150分钟。由学科分值可分配为:物理60分钟、化学50分钟、生物40分钟。从学科的知识结构和特征上看,化学最多用时不能超过50分钟。否则会影响其它学科的答题。如果只用基本的解题方法。即使考题都会,也会因时间不足而降低高考成绩。因此找到好的解题方法和技巧既可以节约答题时间。又能提高答题的准确率。把化学节约下来的时间与其它学科综合利用。从而提高整个理科综合试卷的成绩。所以熟练应用良好的解题方法和技巧,提高解题能力,对于提高高考成绩非常重要。