巧合并 妙解題

王冬梅 彭步榮

摘要：對(duì)多反應(yīng)的綜合計(jì)算題，若不同反應(yīng)中的反應(yīng)物、生成物各物質(zhì)間有著固定的粒子個(gè)數(shù)關(guān)系，根據(jù)這一關(guān)系就可將不同反應(yīng)合并到一起寫出一個(gè)特殊的化學(xué)方程式，利用該化學(xué)方程式可使復(fù)雜的計(jì)算得以簡(jiǎn)化，過程變得簡(jiǎn)單，從而達(dá)到快速、準(zhǔn)確解題的目的.

關(guān)鍵詞：巧;合并;妙;解題

縱觀近幾年中考化學(xué)，有這樣一類壓軸計(jì)算題，題中發(fā)生多個(gè)反應(yīng)，而不同反應(yīng)中有同一反應(yīng)物或同一生成物，且反應(yīng)物、生成物各物質(zhì)間隱含著固定的粒子個(gè)數(shù)關(guān)系.解答這類試題時(shí)，若按常規(guī)解法較為繁瑣，容易出錯(cuò);若能根據(jù)題中所給條件找出這一隱含的固定粒子個(gè)數(shù)關(guān)系就可將不同反應(yīng)合并到一起，得到一個(gè)特殊的化學(xué)方程式.利用該化學(xué)方程式計(jì)算，可以使復(fù)雜的計(jì)算得以簡(jiǎn)化，過程變得簡(jiǎn)單，從而達(dá)到事半功倍之效.

例1 （2018.貴港）某鹽酸中混有少量的MgCl2，小明為了測(cè)定該鹽酸混合液中HCI的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，進(jìn)行如圖1實(shí)驗(yàn)：

請(qǐng)結(jié)合如圖實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，完成以下計(jì)算：

（1）坐標(biāo)中a的數(shù)值為____;

（2）所加NaOH溶液的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為____;

（3）該鹽酸混合液中HCI的質(zhì)量分?jǐn)?shù)（寫出計(jì)算過程）.

解析分析題給條件知，題中先后發(fā)生HCl +NaOH=NaCI+H20和2NaOH+MCl2=Mg （OH）2↓+2NaCl兩個(gè)反應(yīng)，兩反應(yīng)共消耗NaOH溶液200g，其中第一個(gè)反應(yīng)消耗了160g的NaOH溶液，第二個(gè)反應(yīng)消耗了200g -160g=40g的NaOH溶液，可見兩反應(yīng)消耗NaOH溶液的質(zhì)量比為160g： 40g=4：1，進(jìn)而知兩反應(yīng)中NaOH粒子個(gè)數(shù)比也為4：1，據(jù)此題中的反應(yīng)可用合并的化學(xué)方程式表示為8HCl+10NaOH+MgCl2=lONaCl+Mg（OH）2↓+8H20.又由質(zhì)量守恒定律知，ag+297.lg=lOOg+200g，由此可得a=2.9.

設(shè)200gNaOH溶液中含有溶質(zhì)的質(zhì)量為x，鹽酸混合液中HC1的質(zhì)量為y，則有：

例2（2018.荊州）取氯化鈣和鹽酸的混合溶液51.88g，逐滴滴加10.6%的碳酸鈉溶液.所加入碳酸鈉溶液的質(zhì)量和混合溶液pH變化關(guān)系如圖2所示，回答下列問題：

（1）BC段反應(yīng)的化學(xué)方程式為____.

（2） CD段溶液pH >7的原因是____.

（3）計(jì)算充分反應(yīng)至C點(diǎn)時(shí)所得溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)（寫出計(jì)算過程，計(jì)算結(jié)果精確至0.1%）.

解析分析圖像可知，題中先后發(fā)生了兩個(gè)反應(yīng)：AB段發(fā)生的反應(yīng)為Nd2C03+2HCI=2NaCl+H20+C02↑;BC段發(fā)生的反應(yīng)為CaCl2+Na2C03一CaC03↓+2NaCl.C點(diǎn)為CaCI2和Na2C03恰好完全反應(yīng);CD段為所加Na2C03溶液過量，因Na2 C03溶液顯堿性，故CD段溶液pH >7.

由于AB段和BC段反應(yīng)消耗的Na2C03溶液的質(zhì)量之比為20g：（30g - 20g）=2：1，故兩反應(yīng)中的Na2C03粒子個(gè)數(shù)比也為2：1.于是題中的反應(yīng)可用合并的化學(xué)方程式表示為：3Na2C03+CaCl2+4HC1一6NaCl+ CaC03↓+2H20 +2C02↑.

設(shè)反應(yīng)至C點(diǎn)時(shí)所得溶液中NaCI的質(zhì)量為x，生成C02的質(zhì)量為y，CaC03的質(zhì)量為z，則有：

例3 （2018.柳州）有一袋已部分變質(zhì)的Ca（ OH）2（含雜質(zhì)CaC03）固體樣品，把該樣品投入足量水中，充分?jǐn)嚢韬笸ㄈ攵趸?，沉淀質(zhì)量與反應(yīng)的二氧化碳質(zhì)量關(guān)系如圖3所示.

[提示：C02 +Ca（OH）2=CaC03↓+H20、C02+CaC03 +H20=Ca（HC03）2]

請(qǐng)回答下列問題：

（1）生成沉淀最多時(shí)，參加反應(yīng)的氣體質(zhì)量為___-g;

（2）計(jì)算樣品中碳酸鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù).（要求寫出計(jì)算過程，結(jié)果精確到0.1%）

解析 由題意可知，題中先后發(fā)生C02 +Ca（OH）2=CaC03↓+H20和C02 +CaC03 +H0=Ca（ HC03）2兩個(gè)反應(yīng)，兩反應(yīng)共消耗llgC02，其中第一個(gè)反應(yīng)消耗了4. 4gC02.此時(shí)生成沉淀最多，第二個(gè)反應(yīng)消耗了11g -4. 4g=6.6gC02，可見兩反應(yīng)中消耗C02的質(zhì)量比4. 4g：6. 6g=2：3，粒子個(gè)數(shù)比也為2：3，據(jù)此題中的反應(yīng)可用合并的化學(xué)方程式表示為SC02 +2Ca（ OH）2+3CaC03 +3H20一2CaC03↓+3Ca（HC03）2 +2H0即為SC02 +2Ca（ OH）2 +CaC03 +H20=3Ca（HC03）2.

由反應(yīng)SCO2+2Ca（ OH）2+CaC03+H20=3Ca（ HC03）2可知，樣品中CaC03和Ca（ OH）2的質(zhì)量比為100：（2x74） =25：37，故樣品中碳酸鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)=25/25+37×100%≈40. 3%.

說明本題也可根據(jù)llgC02的質(zhì)量，利用5C02+2Ca（ OH）2+CaC03+ H20= 3Ca（ HC03）2分別求出樣品中CaC03和Ca（OH）2的質(zhì)量為5g和7.4g，于是可求得樣品中碳酸鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)- 5g /5g+7.4g×100%≈40.3%.

例4 （2016.泰安）某?；瘜W(xué)興趣小組在參加社會(huì)實(shí)踐活動(dòng)時(shí)，環(huán)保組監(jiān)測(cè)到一濕法冶銅廠排放的廢水中含有硫酸和硫酸銅兩種污染物，為測(cè)定該廢水中各污染物的含量，給冶銅廠提供處理廢水的參考，環(huán)保組的同學(xué)進(jìn)行了以下實(shí)驗(yàn)：取廢水300g，向其中加入溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20qo的氫氧化鈉溶液，測(cè)得沉淀質(zhì)量與所加入的氫氧化鈉溶液的質(zhì)量關(guān)系如圖4，請(qǐng)分析計(jì)算：

（1）實(shí)驗(yàn)中生成氫氧化銅的質(zhì)量為____g;

（2）300g該廢水中硫酸銅的質(zhì)量;

（3）該廢水中硫酸的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù).（計(jì)算結(jié)果精確到0. 1%）

解析分析圖像知，題中先后發(fā)生了兩個(gè)反應(yīng)：H2S04 +2NaOH=Na2S04 +2H20和CuS04 +2NaOH=Cu（ OH）2↓+Na2S04.兩反應(yīng)共消耗20%的NaOH溶液的質(zhì)量為80g，第二個(gè)反應(yīng)生成的Cu（ OH）2的質(zhì)量為4.9g，由此可見兩反應(yīng)中的NaOH和第二個(gè)反應(yīng)生成的Cu（OH）2粒子的個(gè)數(shù)比為80g×20% /40：4.9/98

說明 該題也可根據(jù)4. 9gCu（OH）2的質(zhì)量算出第二個(gè)反應(yīng)消耗的NaOH溶液的質(zhì)量為20g，可見第一個(gè)反應(yīng)消耗NaOH溶液的質(zhì)量為80g - 20g= 60g，于是可得，第一個(gè)反應(yīng)和第二個(gè)反應(yīng)消耗NaOH溶液的質(zhì)量比為60g：20g= 3：1，兩反應(yīng)中NaOH粒子個(gè)數(shù)比也為3：1，據(jù)此也可得出題中的反應(yīng)可用合并的化學(xué)方程式表示為CuS04+3H2S04+8NaOH=4Na2S04 +Cu（OH）2↓+6H20.

例5 （2017.大連）現(xiàn)有一包鋁和氧化鋁的混合物，向其中加入足量稀硫酸充分反應(yīng)，生成0.3g氫氣.反應(yīng)后測(cè)得溶液中有34. 2g硫酸鋁.計(jì)算原混合物的質(zhì)量.

解析 由題意知，題中發(fā)生兩個(gè)反應(yīng)：Al203+3H2S04 =Al2（S04）3+3H20和2AI+3H2S04=Al2（S04）3 +3H2↑.第二個(gè)反應(yīng)生成的H：和兩個(gè)反應(yīng)生成的Al2，（S04）3粒子個(gè)數(shù)比為0.3g/2：34.2g/342=3：2，于是題中的反應(yīng)可用合并的化學(xué)方程式表示為Al203+2A1 +6H2S04=2Al2（ S04）3+3H20 +3H2 ↑.

說明本題也可分別求出Al203和Al的質(zhì)量，再求出混合物的質(zhì)量.

例6 （2018.呼和浩特）實(shí)驗(yàn)室中發(fā)現(xiàn)一瓶因長(zhǎng)期放置而被氧化的鋁粉。取6.0克鋁粉樣品，將100克稀硫酸逐滴加入其中，固體質(zhì)量隨加入硫酸溶液質(zhì)量的變化情況如圖5所示，實(shí)驗(yàn)過程中測(cè)得產(chǎn)生氫氣0.1克.請(qǐng)計(jì)算：

（1）樣品中鋁單質(zhì)的質(zhì)量.（寫出計(jì)算過程）.

（2）硫酸溶液的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為____.

解析 由題意知，題中發(fā)生Al203+3H2S04=AI2（S04）3 +3H20和2AI +3H2S04=Al2（ S04）3+3H2↑兩個(gè)反應(yīng)，固體全部溶解時(shí)消耗了80g的H2S04溶液.

設(shè)樣品中鋁單質(zhì)的質(zhì)量為x，則有：

說明本題也可以根據(jù)Al203與H2的粒子個(gè)數(shù)比寫出合并的化學(xué)方程式.

綜上可知，在多反應(yīng)的計(jì)算中，對(duì)易于求出兩個(gè)不同反應(yīng)中同一物質(zhì)的粒子或同一物質(zhì)的粒子與其他物質(zhì)的粒子或不同物質(zhì)的粒子間的個(gè)數(shù)比的化學(xué)方程式綜合計(jì)算都可采用此法進(jìn)行求解.

參考文獻(xiàn)：

[1]彭步榮.巧用特殊的化學(xué)方程式快速解題[J].理科考試研究，2017，（20）：49 - 51.