高考化学运用终态分析法巧解计算题..docVIP

运用终态分析法巧解化学计算题 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，按部就班的进行计算，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、450mL B、500mL C、400ml D、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。 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、1g B、 3.725g C、 0.797g D、2.836g 分析：将样品加入到盐酸中发生反应①K2CO3+2HCl＝2KCl+CO2↑+H2OKOH+HCl＝KCl+H2OKOH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)＝＝·L-1＝＝·mol-1＝把a g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a g，则原合金中铁的质量分数为A．70% B．52.4% C．47.6% D．30% 铁铝合金粉末溶于足量盐酸中入过量NaOH溶液Fe(OH)2沉淀。过滤沉淀灼烧得到红棕色粉末＝＝·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， 则： n(MgCl2)=n[Mg(OH)2]＝＝·mol-1＝·L-1=0.02mol m(AlCl3)=0.02mol×133.5g·mol-1＝发生反应有：AlCl3＋3NaOH = Al(OH)3↓＋3NaCl、Al(OH)3＋NaOH =NaAlO2＋2H2ONaOH = Mg(OH)2↓＋NaCl；加入盐酸时，发生反应有： HCl＋NaOH =NaCl＋H2OHCl＋NaAlO2＋H2O=NaCl+Al(OH)3↓、2HCl＋Mg(OH)2=MgCl2＋2H2O、3HCl＋Al(OH)3=AlCl3＋H2O。如果循规蹈矩，按照以上方程式去求，必然会被这些反应所困扰，难于下手。 解答：用终态分析法，B点沉淀达到最大值，说明Mg2+、Al3+已完全变为沉淀，溶液中仅含NaCl。 则n(NaOH)=n(NaCl)=n(Cl—)=2n(MgCl2)+3n(AlCl3)+n(HCl) =2×0.02mol+3×0.03mol+0.03L×1.00mol·L-1=0.13mol，即混合物中 m(NaOH)=0.13mol×40g·mol-1=5.2g 。 C点：沉淀恰好完全溶解，溶液中溶质为AlCl3、 MgCl2、NaCl，与起始的AlCl3、MgCl2、NaOH相比，AlCl3、MgCl