化學(xué)計(jì)算題的巧解
會(huì) 考 中 化 學(xué) 計(jì) 算 題 的 巧 解
化學(xué)會(huì)考中，計(jì)算題一直是考生比較頭的一類題目，也是他們最難得分的題目之一。根據(jù)幾年會(huì)考下來(lái)的經(jīng)驗(yàn)，化學(xué)會(huì)考最后兩道計(jì)算題能很好的體現(xiàn)學(xué)生的學(xué)科水平—— 一般情況下，能做對(duì)第一道計(jì)算題的學(xué)生，通過(guò)會(huì)考是不成問(wèn)題的；而做對(duì)第二道計(jì)算題則是學(xué)生水平的體現(xiàn)，也是能否取得B檔甚至A檔的關(guān)鍵。所以能選用最合適的方法準(zhǔn)確而快速地解決計(jì)算題，特別是較難的第二道計(jì)算題，對(duì)于提高學(xué)生的思維能力，從而提高學(xué)生會(huì)考的優(yōu)秀率，有著重要意義。
選用合適的方法解計(jì)算題，不但可以縮短解題的時(shí)間，還有助于減小計(jì)算過(guò)程中的運(yùn)算量，盡可能地降低運(yùn)算過(guò)程中出錯(cuò)的機(jī)會(huì)。而化學(xué)計(jì)算往往逃不過(guò)“三大守恒”定律，既原子守恒（質(zhì)量守恒）、電子得失總數(shù)守恒、電荷守恒。
原子守恒指的是在化學(xué)反應(yīng)前后，原子的種類和數(shù)目是不變的，具體應(yīng)用時(shí)，這里的原子還可以延伸為原子團(tuán)和離子。電子得失總數(shù)守恒簡(jiǎn)稱電子守恒，是指氧化還原反應(yīng)中氧化劑所得的電子總數(shù)等于還原劑所失的電子總數(shù)。電荷守恒指的是由于溶液不帶電，故溶液中陽(yáng)離子所帶正電荷的總電量等于陰離子所帶負(fù)電荷的總電量。
下面就列舉近幾年浙江省會(huì)考化學(xué)試卷的第二道計(jì)算題加以說(shuō)明。
（2000年，分流）在500mLCuSO4和Fe2(SO4)3的混合溶液中，加入16.8g鐵粉，攪拌并充分反應(yīng)后，經(jīng)過(guò)濾、洗滌、干燥，可得6.4g銅。要使濾液中SO42－完全沉淀，需要加入2.0mol·L－1BaCl2溶液500mL。已知Fe3＋的氧化性比Cu2＋強(qiáng)，求：
（1）原混合溶液中SO42－的物質(zhì)的量濃度；
（2）原混合溶液中硫酸銅的物質(zhì)的量濃度。
常規(guī)解法
分析：
CuSO4
BaSO4 6.4gCu
Fe2(SO4)3
∵Fe3＋的氧化性比Cu2＋強(qiáng)；
∴Fe2(SO4)3完全反應(yīng)，而CuSO4是否完全反應(yīng)則未知。
解：
（1）SO42－ ＋ Ba2＋ == BaSO4↓
1mol 1mol
C(SO42－)×500mL 2.0mol·L－1×500mL ∴C(SO42－)== 2.0mol·L－1
（2）CuSO4＋Fe==FeSO4＋Cu Fe2(SO4)3 ＋ Fe==3FeSO4
56 64 1 56
m 6.4g m==5.6g n 16.8－5.6 n==0.2mol
∴C(CuSO4)==( 2.0mol·L－1×0.5L－0.2mol×3)÷0.5L==0.8mol·L－1
巧解
分析：本題難在第2步，很多學(xué)生會(huì)誤以為CuSO4完全反應(yīng)掉了，而用銅直接算CuSO4，這里發(fā)生的氧化還原反應(yīng)，如果能夠想到電子得失守恒的話，這里也就不難了。
解：設(shè)CuSO4的物質(zhì)的量為x，F(xiàn)e2(SO4)3的'物質(zhì)的量為y。
（1）同上
（2） x＋3y==1 (SO42－離子守恒)
2y＋6.4÷64×2==16.8÷5.6×2 (電子得失總數(shù)守恒)
解得： x==0.4mol ∴C(CuSO4)==0.4mol÷0.5L==0.8mol·L－1
y==0.2mol
（2003）取一定量的NH4NO3和(NH4)2SO4固體混合物，分成質(zhì)量相等的兩份，一份與足量NaOH溶液共熱，在標(biāo)況下收集到6.72L NH3，另一份加水完全溶解后，加入過(guò)量的BaCl2溶液，得到白色沉淀。試計(jì)算：
（1）原固體混合物中(NH4)2SO4的質(zhì)量；
（2）原固體混合物中氮元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。
常規(guī)解法
分析：
NH4NO3
6.72L NH3(標(biāo)況)
BaSO4 （11.65g） (NH4)2SO4
解：設(shè)NH4NO3物質(zhì)的量為2x，(NH4)2SO4物質(zhì)的量為2y，(NH4)2SO4產(chǎn)生的氨氣為V
(NH4)2SO4＋BaCl2== BaSO4↓＋2NH4Cl
1mol 233g
y 11.65 g y==0.05mol
∴原固體混合物中(NH4)2SO4的質(zhì)量為：0.05mol×2×132g/mol==13.2g
(NH4)2SO4＋2NaOH===Na2SO4＋2 NH3↑＋2H2O
1mol 2×22.4L V==2.24L
0.05mol V
NH4NO3＋NaOH===NaNO3＋NH3↑＋H2O
1mol 22.4L
x (6.72－2.24)L x==0.2mol
∴原固體混合物中氮元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：
14×2×0.05＋14×2×0.2
132×0.05＋80×0.2
巧解
分析：(NH4)2SO4 BaSO4 過(guò)程中SO42－守恒，而在生成氨氣的過(guò)程中N元素守恒（不包括NO3－中的N元素）。
解：設(shè)NH4NO3物質(zhì)的量為2x，(NH4)2SO4物質(zhì)的量為2y。
x＋2y==6.72÷22.4 （NH4＋守恒） 解得 x==0.2mol
y==11.65÷223 （SO42－守恒） y==0.05mol
∴原固體混合物中(NH4)2SO4的質(zhì)量為：0.05mol×2×132g/mol==13.2g
∴原固體混合物中氮元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：
14×2×0.05＋14×2×0.2
132×0.05＋80×0.2
（2004）將一定質(zhì)量的鎂鋁合金樣品全部溶于100mL某濃度的鹽酸中。向所得溶液中滴加5.0mol/L得NaOH溶液，生成沉淀質(zhì)量與加入的NaOH溶液體積關(guān)系如右圖所示。
求：（1）19.4g沉淀中含有Al(OH)3的質(zhì)量；
（2）鹽酸得物質(zhì)得量濃度。
常規(guī)解法
分析：
Mg MgCl2 MgCl2
AlCl3 AlCl3
Al HCl H2O
Mg(OH)2 Mg(OH)2 (11.6g)
Al(OH)3 (共19.4g) NaAlO2
H2O H2O
解：設(shè)鎂的物質(zhì)的量為x，鋁的物質(zhì)的量為y；過(guò)量HCl的物質(zhì)的量為n。
（1）根據(jù)圖可知：Mg(OH)2的質(zhì)量為11.6g，Al(OH)3的質(zhì)量為（19.4－11.6）g==7.8g
（2）Mg ＋ 2HCl == MgCl2＋H2↑ 2Al ＋ 6HCl == 2AlCl3＋3H2↑
1mol 2mol 1mol 2mol 6mol 2mol
x 2x x y 3y y
MgCl2＋2NaOH==Mg(OH)2↓＋2NaCl AlCl3＋3NaOH==Al(OH)3↓＋3NaCl
1mol 58g 1mol 78g
x 11.6g y 7.8g
∴x==0.2mol，y==0.1mol
HCl ＋ NaOH == NaCl＋H2O
1mol 1mol
n 5.0mol/L×0.02L n==0.1mol
∴C(HCl)==(2×0.2mol＋3×0.1mol＋0.1mol)÷0.1L==8mol/L
巧解
分析：本題第二步計(jì)算較為麻煩，不過(guò)加NaOH過(guò)程中，當(dāng)沉淀最大的時(shí)候，溶液中就只剩下Na＋和Cl－兩種離子（H＋和OH－忽略），所以可以利用溶液中的電荷守恒來(lái)進(jìn)行求解。
解：（1）同上
（2）∵沉淀最大的時(shí)候n(Na＋)==n(Cl－)，（電荷守恒）
∴n(NaOH)==n(HCl)
∴C(HCl)==160mL×5.0mol·L－1÷100mL==8mol·L－1
從上面三個(gè)會(huì)考題的分析不難看出，選擇好的方法不僅能節(jié)約解題時(shí)間，還可以提高解題的準(zhǔn)確率。這就要求大家在平時(shí)就要養(yǎng)成一個(gè)好的習(xí)慣：拿到題目后不要急著做，而是先分析一下整個(gè)變化的過(guò)程。如果是在溶液中進(jìn)行的反應(yīng)，看看能不能用上電荷守恒，如果是氧化還原反應(yīng)，看看是不是可以用上電子守恒，還有整個(gè)過(guò)程哪些原子（原子團(tuán)）是守恒的。對(duì)整道題目有了總體的認(rèn)識(shí)以后再下筆，才能保證較高的準(zhǔn)確率。找到好的方法固然可以節(jié)約很多解題時(shí)間，但是沒(méi)有找到好方法也可以幫助大家形成一種良好的思維習(xí)慣。而作為老師的話，也應(yīng)當(dāng)在平時(shí)的分析過(guò)程中，注重幫學(xué)生養(yǎng)成巧解、一題多解的習(xí)慣。
“時(shí)間就是分?jǐn)?shù),效率就是成績(jī)”。總之，要想解題過(guò)程迅速準(zhǔn)確，必須針對(duì)題目的特點(diǎn)，選取最有效的解題方法，甚至是多種方法綜合運(yùn)用，以達(dá)到減少運(yùn)算量，增強(qiáng)運(yùn)算準(zhǔn)確率的效果，,從而取得更多的主動(dòng)權(quán)，才能在各種測(cè)試中獲取更佳的成績(jī)
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