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计算型推断题是利用题目所提供的实验数据,依据质量守恒或元素种类守恒等化学原理对数据进行处理和分析,然后通过计算推导出物质的组成的一类题型。这种题目有利于培养学生严密的逻辑推理能力,科学的思维方法。在教学工作中我发现学生面对这种题目时经常不知道如何去思考。因此我对常见的几种计算型推断题的解题思路进行了总结。
计算型推断题常考到的主要有以下几种:(1) 有机物组成的推断题;(2) 密闭容器内相关反应的推断题;(3) 实验数据分析型推断题。
一、 有机物组成的推断题
例将4.6克有机物在氧气中充分燃烧,生成8.8克二氧化碳和5.4克水,判断该有机物的组成元素。
分析如果不告诉我们反应前后各物质的质量,我们只能根据化学反应前后元素的种类不变判断出:该有机物中一定含碳、氢元素,氧元素不一定存在。如果提供了各物质的质量,我们必须根据数据判断出该有机物是否含有氧元素。
解题思路有机物中的碳元素全部转化到二氧化碳中,氢元素全部转化到水中。如果有机物中只含碳、氢元素,则二氧化碳中碳元素质量和水中氢元素质量之和等于有机物的质量。如果计算出生成的二氧化碳中碳元素质量和水中氢元素质量之和小于有机物的质量,则有机物中多出来的质量就是氧元素的质量。
二、 密闭容器内相关反应的推断题
例密闭容器内有A、B、C、D四种物质,在一定条件下充分反应,测得反应前后各物质的质量如下:下列说法错误的是()
A. C一定是化合物,D可能是单质
B. C物质中元素的种类,一定等于A、B、D三种物质中元素的种类
C. 反应过程中,物质B与物质D变化的质量比为87∶36
D. 若物质A与物质C的相对分子质量之比为197∶158,则反应中A与C的化学计量数之比为1∶2
分析在密闭容器中发生的化学反应遵循质量守恒定律,解这类题型有固定的四个步骤:
1. 利用质量守恒求出待测物质质量;
2.要据各物质反应前后的变化特点判断出反应物和生成物;
3. 计算出参加反应的物质和生成物质的质量;
4. 根据提供的条件,利用化学方程式判断物质的化学计量数之比。
解题思路(1)反应前总质量=19.7g+8.7g+31.6g+0.4g=60.4g待测质量=60.4g-17.4g-3.6g=39.4g
(2) 反应物要被消耗所以反应后质量减少的是反应物,反应后质量增加的是生成物。
表格中只有C的质量增加了,因此反应物只有C一种,A、B、D都是生成物。
那么该反应一定是化合反应,表达式可写成CA+B+D,A、B选项都正确。
(3) 参加了化学反应的物质的质量既不是反应前物质的质量,也不是反应后的物质质量,而是反应前后改变的质量。所以参加反应的C的质量=31.6g,生成的A物质质量=39.4g-19.7g=19.7g,生成的B质量=17.4g-8.7g=8.7g,生成的D质量=3.6g-0.4g=3.2g,则反应过程中,物质B与物质D变化的质量比=8.7g∶3.2g=87∶32C选项错误。
(4) 利用A和C的相对分子质量之比,求A和C的化学计量数之比,则是利用化学方程式计算的逆运算来解题。
A与C的相对分子质量之比为197∶158,就可以将A的相对分子质量看成197,B的相对分子质量看成159设A的化学计量数为m,C的化学计量数为n。
可得到下列关系式
所以D选项正确。
答案选C。第4步中也可以利用相同的原理,利用两种物质的化学计量数之比求出它们的相对分子质量之比。
三、 实验数据分析型推断题
例为了测定某种铁的氧化物的化学式,某化学兴趣小组用如图装置进行实验,将23.2该氧化物粉末放入玻璃管充分反应
实验前后测得剩余固体质量为16.8克判断这种铁的氧化物的化学式。
分析判断物质化学式的关键是求出化合物中各种元素的质量,然后利用元素的质量之比求出化合物中各原子个数的最简比。
解题思路本题要能正确理解实验过程中测出来的数据。利用实验数据求出铁的氧化物中铁元素和氧元素的质量。
根据反应实质是氢气夺走了铁的氧化物中的氧元素,所以反应后固体质量减少,减少的质量=23.2g-16.8g=6.4g就是铁的氧化物中氧元素的质量,剩余固体质量16.8g就是铁元素的质量,设该氧化物的化学式为FexOy。
56x∶16y=16.8g∶6.4g
x:y=3∶4
所以该化合物的化学式是Fe3O4
这种题型一般还会结合物质的除杂、物质的检验的形式给出,但解题的思路依旧是要求出各元素的质量,利用元素质量之比求原子的个数之比。
授之以鱼,不如授之以渔。在化学教学中教师要注意培养学生科学的思维方法,提高学生分析问题解决问题的能力,才能真正将学生从题海中解放出来,提高学生的科学素质。
注:本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文
计算型推断题常考到的主要有以下几种:(1) 有机物组成的推断题;(2) 密闭容器内相关反应的推断题;(3) 实验数据分析型推断题。
一、 有机物组成的推断题
例将4.6克有机物在氧气中充分燃烧,生成8.8克二氧化碳和5.4克水,判断该有机物的组成元素。
分析如果不告诉我们反应前后各物质的质量,我们只能根据化学反应前后元素的种类不变判断出:该有机物中一定含碳、氢元素,氧元素不一定存在。如果提供了各物质的质量,我们必须根据数据判断出该有机物是否含有氧元素。
解题思路有机物中的碳元素全部转化到二氧化碳中,氢元素全部转化到水中。如果有机物中只含碳、氢元素,则二氧化碳中碳元素质量和水中氢元素质量之和等于有机物的质量。如果计算出生成的二氧化碳中碳元素质量和水中氢元素质量之和小于有机物的质量,则有机物中多出来的质量就是氧元素的质量。
二、 密闭容器内相关反应的推断题
例密闭容器内有A、B、C、D四种物质,在一定条件下充分反应,测得反应前后各物质的质量如下:下列说法错误的是()
A. C一定是化合物,D可能是单质
B. C物质中元素的种类,一定等于A、B、D三种物质中元素的种类
C. 反应过程中,物质B与物质D变化的质量比为87∶36
D. 若物质A与物质C的相对分子质量之比为197∶158,则反应中A与C的化学计量数之比为1∶2
分析在密闭容器中发生的化学反应遵循质量守恒定律,解这类题型有固定的四个步骤:
1. 利用质量守恒求出待测物质质量;
2.要据各物质反应前后的变化特点判断出反应物和生成物;
3. 计算出参加反应的物质和生成物质的质量;
4. 根据提供的条件,利用化学方程式判断物质的化学计量数之比。
解题思路(1)反应前总质量=19.7g+8.7g+31.6g+0.4g=60.4g待测质量=60.4g-17.4g-3.6g=39.4g
(2) 反应物要被消耗所以反应后质量减少的是反应物,反应后质量增加的是生成物。
表格中只有C的质量增加了,因此反应物只有C一种,A、B、D都是生成物。
那么该反应一定是化合反应,表达式可写成CA+B+D,A、B选项都正确。
(3) 参加了化学反应的物质的质量既不是反应前物质的质量,也不是反应后的物质质量,而是反应前后改变的质量。所以参加反应的C的质量=31.6g,生成的A物质质量=39.4g-19.7g=19.7g,生成的B质量=17.4g-8.7g=8.7g,生成的D质量=3.6g-0.4g=3.2g,则反应过程中,物质B与物质D变化的质量比=8.7g∶3.2g=87∶32C选项错误。
(4) 利用A和C的相对分子质量之比,求A和C的化学计量数之比,则是利用化学方程式计算的逆运算来解题。
A与C的相对分子质量之比为197∶158,就可以将A的相对分子质量看成197,B的相对分子质量看成159设A的化学计量数为m,C的化学计量数为n。
可得到下列关系式
所以D选项正确。
答案选C。第4步中也可以利用相同的原理,利用两种物质的化学计量数之比求出它们的相对分子质量之比。
三、 实验数据分析型推断题
例为了测定某种铁的氧化物的化学式,某化学兴趣小组用如图装置进行实验,将23.2该氧化物粉末放入玻璃管充分反应
实验前后测得剩余固体质量为16.8克判断这种铁的氧化物的化学式。
分析判断物质化学式的关键是求出化合物中各种元素的质量,然后利用元素的质量之比求出化合物中各原子个数的最简比。
解题思路本题要能正确理解实验过程中测出来的数据。利用实验数据求出铁的氧化物中铁元素和氧元素的质量。
根据反应实质是氢气夺走了铁的氧化物中的氧元素,所以反应后固体质量减少,减少的质量=23.2g-16.8g=6.4g就是铁的氧化物中氧元素的质量,剩余固体质量16.8g就是铁元素的质量,设该氧化物的化学式为FexOy。
56x∶16y=16.8g∶6.4g
x:y=3∶4
所以该化合物的化学式是Fe3O4
这种题型一般还会结合物质的除杂、物质的检验的形式给出,但解题的思路依旧是要求出各元素的质量,利用元素质量之比求原子的个数之比。
授之以鱼,不如授之以渔。在化学教学中教师要注意培养学生科学的思维方法,提高学生分析问题解决问题的能力,才能真正将学生从题海中解放出来,提高学生的科学素质。
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