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一題多解和一題多變
化學計算題是中學生在化學學習中比較頭痛的一類題目,也是他們在測驗和考試中最難得分的一類題目,能選用最合適的方法準確而快速地解決計算題,對于提高學習成績,增強學習效率,有著重要意義. 選用合適的方法解計算題,不但可以縮短解題的時間,還有助于減小計算過程中的運算量,盡可能地降低運算過程中出錯的機會.例如下題,有兩種不同的解法,相比之下,不難看出選取合適方法的重要性:
例 題： mg的銅與適量濃硝酸反應，銅全部作用后。共收集到22．4mL（標準狀況）氣體，反應消耗硝酸的物質的量可能是（ ）
A．1．0×10—3mol
B．1．6×10—3mol
C．2．2×10—3mol
D．2．4×10—3mol
解析：根據題意可知，濃硝酸是適量的，開始產生的是NO2氣體，隨著反應的進行，氣體會由開始的NO2氣體變為NO氣體，產生的22．4mL氣體，應是NO2和NO的混合氣體。
解法一 分解法
根據硝酸在反應中所起的作用，將硝酸分為兩部分，一部分起酸性作用變成Cu(NO3)2；一部分起氧化性，生成NO2和NO的混合氣體。所以硝酸的物質的量等于氣體的物質的量與Cu(NO3)2物質的量的2倍之和。
即：n(HNO3)==n(被還原的HNO3)+n(酸性的HNO3)==n(氣體)+2n[Cu(NO3)2]

解法二 方程式法
設產生NO2的物質的量為a，產生NO的物質的量為b
Cu+4HNO3(濃 )==Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O
1 4 2
a/2 2a a
3Cu+8HNO3(稀 )==3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O
3 8 2
3b/2 4b b
∴a=0．9×10—3mol
b=0．1×10—3mol
∴n(HNO3)==2a+4b=2×0．9×10—3mol+4×0．1×10—3mol
=2．2×10—3mol
∴答案 C
變形1
mg的銅與適量濃硝酸反應，銅全部作用后。共收集到NO2和NO的混合氣體22．4mL（標準狀況），則混合氣體中NO2和NO的體積分別是多少？
解析：根據電荷守恒。銅與硝酸的反應是一個氧化還原反應，在反應中得失電子數目相等。即反應中銅生成硝酸銅失去的電子數目等于硝酸生成NO2和NO的混目。設產生NO2的物質的量為a，產生NO的物質的量為b。由題意知失電子的數目為，得電子數目為a+3b==1．2×10—3mol，而
∴ a=0．9×10—3mol
b=1．0×10—3mol
∴ NO2的體積為0．9×10—3mol×22．4mol/L=20．16×10—3L
NO的體積為0．1×10—3mol×22．4mol/L=2．24×10—3L
變形2 有一含0．04molH2SO4和0．04molHNO3的混合稀溶液，加入足量的銅粉，加熱充分反應，最終可產生氣體的物質的量是（ ）
A．0．01mol
B．0．03mol
C．0．04mol
D．0．01mol~0．03mol
解析：學生在這道題目上，會根據0．04mol的稀HNO3 來直接計算產生的氣體體積而錯選A。此題中還有H2SO4，H2SO4會提供H+，而使溶液中NO3—仍然具有氧化性，最終，所有0．04mol的稀HNO3全部被還原為NO氣體。所以應選C。
變形3 常溫下，在100ml12mol·L—1的濃HNO3中加入足量的鐵粉，最終產生標準狀況下氣體的體積為（不考慮NO2轉化為N2O4）（ ）
幾乎無氣體產生
等于6．72L
等于13．44L
介于6．72L至13．44L之間
解析：許多同學在此題上往往會由于思維定勢的影響，通過計算而錯選D，忽略了常溫下，濃HNO3能將鐵粉鈍化這一問題，所以答案應為A。
合氣體得到電子的數

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