运用终态法 速解化学计算题(已发表).doc

运用终态分析法巧解化学计算题
周维清1杨兴多2
(1腾冲天津中学云南腾冲6791002腾冲五中云南腾冲679100)
摘要：终态分析法是一种忽略中间变化过程，以反应起始态和终态间守恒关系为切入点的整体思维方法。本文结合例题分析了终态法在化学计算中的运用。
关键词：终态分析法化学计算
终态分析法是利用逆向思维方式，以与待求量相关的物质（离子、分子或原子）在变化终态的存在形式为解题的切入点，找出已知量与待求量之间的关系，不考虑中间变化过程的一种快捷有效的解题方法。在一些多步反应或多种混合物的计算中，由于涉及到反应繁多、数据不一或变化过程复杂，解题时如果逐一去分析这些反应或过程，按步就班的进行计算，往往会纠缠不清，导致思维混乱，不但费时费力，而且极易出错，甚至无法解答。但如果我们淡化中间过程，关注最终组成，利用守恒关系进行整体分析，就会简化思维，从而快速求解。
一、分析反应产物，利用元素守恒求解
例1：向一定量Fe、Fe2O3的混合物中加入250mL2mol·L-1的HNO3溶液，反应完成后生成1.12LNO（标准状况），再向反应后溶液中加入1mol·L-1NaOH溶液，要使铁元素完全沉淀下来，所加入NaOH溶液的体积最少是（）
A、450mLB、500mLC、400mlD、不能确定
分析：此题涉及多个反应，若全部写出化学方程式来计算显得十分繁琐，要使铁元素完全沉淀，但不能确定铁元素最终以Fe(OH)2或Fe(OH)3出现，HNO3是否过量也不能确定，因而顺向求解比较困难。若忽略中间反应过程，运用终态寻求守恒关系，即可迅速求解。
1.12L
22.4L·mol-1
解答：要使铁元素恰好完全沉淀，最后溶液必为NaNO3溶液，由原子守恒有n(NaOH)=n(NO3—)=n(HNO3)－n(NO)，即0.25L×2mol•L-1－＝
V(NaOH)×1mol·L-1，所以V(NaOH)＝0.45L＝450mL。答案为A。
例2：有一在空气中暴露过的KOH固体，经分析知其含水2.8%，含K2CO337.3%，其余为KOH。现取1g样品加入到25mL2mol·L-1的盐酸中，多余盐酸用1.0mol·L-1KOH溶液33.9mL恰好完全中和，蒸发中和后溶液可得到固体（）
A、1gB、3.725gC、0.797gD、2.836g
分析：将样品加入到盐酸中发生反应①K2CO3+2HCl＝2KCl+CO2↑+H2O、②KOH+HCl＝KCl+H2O，反应后盐酸剩余，加入KOH又发生反应②。该题虽涉及反应不多，但数据较多，用常规方法很难解答。运用终态法分析：
思路1：始态K2CO3、KOH，终态KCl，利用K守恒求解；
思路2：始态HCl，终态KCl，利用Cl守恒求解。
在思路1中要注意K有2个来源：一是样品中，二是后来加入的KOH(容易忽略)，这种方法涉及到多步计算，既有物质的量的运算又有质量的运算，比较繁且易出错。因此采用思路2中的Cl守恒一步到位，比较简单。
解答：据题意反应结束后溶质只有KCl可知：
n(KCl)＝n(Cl—)=n(HCl)＝0.025L×2mol·L-1＝0.05mol
m(KCl)＝0.05mol×74.5g·mol-1＝3.725g。答案为B。
例3.把ag铁铝合金粉末溶于足量盐酸中，加入过量NaOH溶液。过滤出沉淀，经洗涤、干燥、灼烧得到红棕色粉末的质量仍为ag，则原合金中铁的质量分数为（）
A．70%B．52.4%C．47.6%D．30%
分析：把铁铝合金粉末溶于足量盐酸中，生成了Al3+和Fe2+，再加入过量NaOH溶液，Al3+转化为AlO2—留在溶液中；Fe2+生成Fe(OH)2沉淀。过滤后对沉淀进行灼烧得到红棕色粉末为被氧化和分解生成的Fe2O3。在此过程中涉及反应多且无具体数据，按常规方法计算容易出错。
112
160
解答：根据始态合金与终态Fe2O3的质量相等，而铁在整个反应过程中守恒，所以合金中铝的量等于Fe2O3中氧的量，即w(Fe)＝×100%＝70%，选A。
10.0
30.0
C
B
0

V(HCl)/ml
沉淀质量
m/g
1.16
A
例4.将NaOH、MgCl2、AlCl3三种固体的混合物放入足量水中，得到浑浊液。向该浑浊液中逐滴加入1.00mol·L-1HCl，生成沉淀的质量与所加体积的关系如图所示。则原混合物中含MgCl2____g，含AlCl3____g，含NaOH____g，C点所加盐酸的体积为_____mL。
分析：由图象可知，三种
固体的混合物放入水中时，NaOH过量，
1.16g
58g·mol-1
则：
n(MgCl2)=n[Mg(OH)2]＝＝0.02mol
m(MgCl2)=0.02mol×95g·mol-1＝1.90g
n(AlCl3)=n(AlO2—)=n