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一類無數(shù)據(jù)的化學(xué)計算題
一類無數(shù)據(jù)的化學(xué)計算題四川省南部縣光中鄉(xiāng)第一小學(xué) 張林茂
一提起化學(xué)計算題，學(xué)生會自然想到已知條件中一般會有數(shù)據(jù)。但也有一類計算題，整道題目都是用文字敘述，看上去沒有數(shù)據(jù)。這類無數(shù)據(jù)的計算題并不是真正的無數(shù)據(jù)，而是把數(shù)據(jù)隱含在題目中。解題時需要我們細致地分析題意，充分運用已知條件，努力挖掘隱含條件，找出數(shù)據(jù)的等量關(guān)系，根據(jù)關(guān)系式或化學(xué)方程式進行計算。
現(xiàn)舉例分析如下：
[例1]將一定質(zhì)量的Fe和Cｕ的混合物H2Sｏ4投入盛有足量稀的試管中，已知Cｕ不和H2Sｏ4稀反應(yīng)。將反應(yīng)后剩余固體濾出后洗凈、加熱高溫灼燒至質(zhì)量不變，此時質(zhì)量恰好與原Fe和Cｕ的混合物質(zhì)量相等，求混合物中Fe的質(zhì)量分數(shù)。
分析：此題涉及反應(yīng)和變化過程復(fù)雜，分別有反應(yīng)Fe+H2Sｏ4=FeSｏ4+H2↑和2Cｕ+ｏ2△2Cｕｏ。另外，此題無確切數(shù)據(jù)但要求具體的結(jié)果，難度更大，遇此類問題，只有冷靜分析，找準“題眼”。其實，題中隱含有“ｍ〔Fe〕+ｍ〔Cｕ〕=ｍ〔Cｕｏ〕”。Cｕ的質(zhì)量在整個過程中保持不變。根據(jù)質(zhì)量守恒，F(xiàn)e的質(zhì)量一定等于最后固體Cｕｏ中氧元素的質(zhì)量。顯然，Cｕｏ中氧元素的質(zhì)量分數(shù)就是原混合物中Fe的質(zhì)量分數(shù)。
解：Fe％=ｍ〔Fe〕/ｍ〔Fe+Cｕ〕 ×100％=ｍ〔ｏ〕/ｍ〔Fe+Cｕｏ〕 ×100％=16/80×100％=20％
答：混合物中Fe的質(zhì)量分數(shù)為20%。
[例2]若Cｏ和Cｏ2所含氧元素質(zhì)量相等時，則Cｏ的質(zhì)量是Cｏ2的質(zhì)量的多少倍？
分析：此題雖無數(shù)據(jù)，但氧元素質(zhì)量相等是聯(lián)系Cｏ和Cｏ2的“橋梁”。
解法一：設(shè)Cｏ的質(zhì)量為xg，Cｏ2的質(zhì)量為yg，則由題意得：
x×ｍ〔ｏ〕/ｍ〔Cｏ〕 ×100％=y×ｍ〔ｏ〕/ｍ〔Cｏ2〕×100％
x：y=16×2/44：16/28=1.27：1
解法二：利用關(guān)系式法，從化學(xué)式上可以看出，一個Cｏ分子中含有一個氧原子，一個Cｏ2分子中含有兩個氧原子，則兩個Cｏ分子與一個Cｏ2分子中所含氧的質(zhì)量相等。即：
2Cｏ——2ｏ——Cｏ2
56 32 44
則56：44=1.27：1
答：當Cｏ和Cｏ2所含氧元素質(zhì)量相等時，則Cｏ的質(zhì)量是Cｏ2的質(zhì)量的1.27倍。
[例3]取一定質(zhì)量石灰石樣品，高溫煅燒至完全分解后（雜質(zhì)不分解），測得其生成的Caｏ的質(zhì)量是石灰石質(zhì)量的一半，求該石灰石里CaCｏ3的質(zhì)量分數(shù)。
分析：高溫煅燒石灰石，石灰石的主要成分CaCｏ3分解成Caｏ和Cｏ2。從生成Cｏ的質(zhì)量是石灰石質(zhì)量的一半這一關(guān)鍵入手，即可找到解題的思路和列式計算的依據(jù)。
解：設(shè)xg石灰石樣品中含agCaCｏ3，分解生成x/2 gCｏ2.
CaCｏ3≡Caｏ+Cｏ2↑
100 56
a 2x
100/56=a/x/2解得a=25x/28
CaCｏ3％=25x/28/x×100％=89.3％
答：該石灰石樣品CaCｏ3中的質(zhì)量分數(shù)為89.3%。
[例4]將金屬單質(zhì)和的混合物在空氣中充分灼燒，混合物的質(zhì)量在冷卻后并不變化，試求混合物中的質(zhì)量分數(shù)。
分析：充分灼燒Zn和Zn〔ｏH〕2的混合物時，其中的鋅被空氣中的ｏ2氧化成Znｏ，固體物質(zhì)量增加；Zn〔ｏH〕2受熱分解有水蒸氣逸出，(教學(xué)論文 www.gymyzhishaji.com)固體物質(zhì)量減少。根據(jù)題意，反應(yīng)前后固體混合物質(zhì)量不變，也就是反應(yīng)中增加的質(zhì)量和減少的質(zhì)量必然相等，即Zn奪取的ｏ2的質(zhì)量等于Zn〔ｏH〕2失去水的質(zhì)量。
解：設(shè)原混合物中Zn和Zn〔ｏH〕2以1：x的質(zhì)量比相混合，1份質(zhì)量的Zn奪取a份質(zhì)量的ｏ2，x份質(zhì)量的Zn〔ｏH〕2失去a份質(zhì)量的H2ｏ。
2Zn+ｏ2△2Znｏ
130 32
1 a
130/32 =1/a a=16/25
Zn〔ｏH〕2△Znｏ+H2ｏ
99 18
x a
99/18=x/a a=2x/11
由題意可得：16/25=2x/11
解得 x=1.354
Zn〔ｏH〕2％=1.354/1+1.354×100％=57.5％
答：混合物中Zn〔ｏH〕2的質(zhì)量份數(shù)為57.5%。
[例5]在稀硫酸和CｕSｏ4的混合溶液中加入足量的鐵粉，完全反應(yīng)后剩余固體物的質(zhì)量與所加鐵粉的質(zhì)量相等，求混合溶液中硫酸和CｕSｏ4的質(zhì)量比。
分析：由于加入的鐵粉是足量的，不僅可以跟稀硫酸完全反應(yīng)生成FeSｏ4和H2，而且可以把Cｕ從硫酸銅溶液里全部置換出來。根據(jù)反應(yīng)后剩余固體物的質(zhì)量與所加鐵粉的質(zhì)量相等，可以推知，生成銅的質(zhì)量應(yīng)等于跟稀硫酸反應(yīng)的鐵以及跟硫酸銅溶液反應(yīng)的鐵的質(zhì)量和。
解：設(shè)混合溶液中硫酸為xg，CｕSｏ4為ag，xgH2Sｏ4和ag鐵完全反應(yīng)，ygCｕSｏ4和鐵bg完全反應(yīng)生成cg銅。
Fe+H2Sｏ4=FeSｏ4+H2↑
56 98
a x
56/98=a/x a=4x/7
Fe+CｕSｏ4=FeSｏ4+Cｕ
56 160 64
b y c
56/160=b/y b=7y/20
160/64=y/c c=8y/20
依題意得：4x/7+7y/20=8y/20
x：y=7：80
答：混合溶液中硫酸和CｕSｏ4的質(zhì)量比為7：80。
從以上幾例可以看出，看似復(fù)雜的問題，只要思維到位，則可以迎刃而解，還能做到舉一反三，觸類旁通，收到事倍功半的效果。
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