尋找“差量”的影蹤

張軍

《初中化學(xué)》教材中有關(guān)化學(xué)計(jì)算部分是大多數(shù)學(xué)生感到學(xué)習(xí)困難的知識點(diǎn)，也是學(xué)習(xí)化學(xué)的分化點(diǎn)。許多學(xué)生因?yàn)閷瘜W(xué)計(jì)算產(chǎn)生了畏懼心理而導(dǎo)致化學(xué)學(xué)習(xí)興趣的減弱甚至喪失，造成學(xué)習(xí)的退步。

在解題的眾多技巧方法之中“差量法”是一類最簡便但是對初學(xué)者而言較難理解掌握的解題方法。下文就是筆者運(yùn)用“差量法”在解題時(shí)的心得體會小結(jié)。

一、“差量法”適用的情境

1.反應(yīng)物和生成物的質(zhì)量不是純量且反應(yīng)前后質(zhì)量不等時(shí)。

2.反應(yīng)物為純量但未全部參加反應(yīng)，生成物為混合物的質(zhì)量或反應(yīng)物為混合物的質(zhì)量，生成物為純量但不是生成的純量且反應(yīng)前后質(zhì)量不等時(shí)。

綜上所述，如果題中所給各物質(zhì)質(zhì)量由于不是純量或不是參加化學(xué)反應(yīng)的純量以及不是生成物的純量而不能帶入化學(xué)方程進(jìn)行相關(guān)計(jì)算。

3.反應(yīng)物和生成物分別為氣體時(shí)，如果反應(yīng)前后體積發(fā)生變化，此時(shí)根據(jù)阿伏加德羅定律：“同溫、同壓下相同體積的任何氣體都含有相同數(shù)目的分子”。尋找出“差量法”解題決難題。

以上三個(gè)方面是使用“差量法”解題的情境，根據(jù)題干所給的信息具體分析題意，找到“差量法”的切入點(diǎn)。

二、“差量”的尋找途徑

1.固體物質(zhì)反應(yīng)“差量”的尋找

（1）如果物質(zhì)間反應(yīng)有氣體生成，一般反應(yīng)前后的質(zhì)量差即為生成氣體的純量。

例如：用氯酸鉀和二氧化錳的混合物16g，加熱制氧氣，待完全反應(yīng)，冷卻后稱量，得到11.2g固體物質(zhì)，計(jì)算原混合物中二氧化錳的質(zhì)量？（后面的問題省略，下面各題類似）

差量尋找：由于題中所給各量均為混合物的質(zhì)量且不能換算成純量，所以不可以帶入化學(xué)方程，通過對質(zhì)量前后變化分析，生成固體質(zhì)量比反應(yīng)前減少的原因是失去了生成O2的質(zhì)量，這樣就找到了物質(zhì)的純量，mO2=16g—11.2g=4.8g，即可順利完成計(jì)算。

（2）如果物質(zhì)間反應(yīng)無氣體生成，這種情境下應(yīng)緊緊抓住化學(xué)方程式中固體物質(zhì)分析，從固體物質(zhì)的化學(xué)式比較得出固體物質(zhì)增重或減輕的原因，因?yàn)樵斐晌镔|(zhì)質(zhì)量增重或減輕的量并不是某種物質(zhì)的質(zhì)量，而是某種元素的得失。所以在化學(xué)方程式后應(yīng)加一項(xiàng)△m ，用△m和其它物質(zhì)列比例進(jìn)行相關(guān)計(jì)算。

例如：現(xiàn)有Cu和CuO的混合物10g，通入足量的H2加熱反應(yīng)，待固體全部變成亮紅色后停止加熱，至試管冷卻后稱量固體質(zhì)量為9.6g。試求：混合物中氧化銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)？

差量尋找：題中所給的質(zhì)量10g為混合物的質(zhì)量，9.6g雖為純凈物Cu的質(zhì)量，但不是生成物的純量（其中有一部分質(zhì)量為反應(yīng)物中未反應(yīng)的Cu的質(zhì)量），所有均無法帶入方程計(jì)算。從反應(yīng)前后固體質(zhì)量分析，固體質(zhì)量減少了，造成固體質(zhì)量減少的原因是CuO反應(yīng)中生成Cu失去了結(jié)合的氧元素，因而質(zhì)量減少且減少的質(zhì)量實(shí)質(zhì)上就是失去氧元素的質(zhì)量 得△m=80—64=16

2.固、液反應(yīng)中“差量”的尋找

（1）有氣體生成的固、液反應(yīng)

此類題中差量的尋找較為容易，通常反應(yīng)前后質(zhì)量的差值是因?yàn)樯傻臍怏w逸散造成的，因此反應(yīng)前后的質(zhì)量差即為生成氣體的純量。

例如：取碳酸鈉和氯化鈉的固體混合物13.6g，與質(zhì)量為73g的稀鹽酸恰好完全反應(yīng)，得到82.2g的溶液。計(jì)算：

固體混合物中碳酸鈉的質(zhì)量

差量尋找：通過前后的質(zhì)量之差得出：mCO2=13.6g+73g—82.2g=4.4g

（2）沒有氣體生成的固、液反應(yīng)

這種題型一般能分析出固體質(zhì)量反應(yīng)后質(zhì)量變化或溶液質(zhì)量變化，對于固體質(zhì)量的變化通過固體的溶解和固體的析出附著尋找差量；對于溶液質(zhì)量的變化則要通過溶液的進(jìn)出量來進(jìn)行分析。固體反應(yīng)物因反應(yīng)進(jìn)入溶液成為進(jìn)量，生成固體不溶物從溶液中析出而成為出量，二者的差值即是我們所尋覓的差量。

例如：將鐵片放入100gCuSO4溶液中，一段時(shí)間后將鐵片取出。溶液的質(zhì)量為98g。求：生成銅的質(zhì)量？

差量尋找：這道題如果沒有認(rèn)真思考，很容易認(rèn)為由于溶液質(zhì)量減少是由于銅的析出確認(rèn)銅的質(zhì)量為2g，而實(shí)際上，溶液的質(zhì)量減輕是因?yàn)檫M(jìn)入溶液的鐵的質(zhì)量小于從溶液中析出的銅的質(zhì)量使然。所以溶液質(zhì)量的增重△m=64—56=8，然后根據(jù)找到的差量和實(shí)際質(zhì)量差和待求量列比例計(jì)算。

3.氣體反應(yīng)物的“差量”的尋找

氣體差量的計(jì)算要用到阿伏加德羅定律，主要以信息題的形式出現(xiàn)，利用化學(xué)方程式中各氣體物質(zhì)間的分子數(shù)，計(jì)算出反應(yīng)前氣體分子總數(shù)和反應(yīng)后氣體總數(shù)的差值，得到體積的差值。

例如：已知同一狀態(tài)下，分子間的分子個(gè)數(shù)比等于氣體間的體積比?，F(xiàn)有CO、O2、CO2 混合氣體9ml，點(diǎn)火爆炸后恢復(fù)到原來狀態(tài)時(shí)，體積減少1ml……

差量尋找：

通過計(jì)算的到反應(yīng)物和生成物的體積，使問題迎刃而解。

4.液體物質(zhì)反應(yīng)的“差量”的尋找

液體物質(zhì)間反應(yīng)因?yàn)樯蓺怏w或沉淀而使溶液質(zhì)量增重或減輕，利用反應(yīng)前后質(zhì)量差值，就能算出氣體或沉淀之純量。本文就不再贅述。

總之，解題方法各種各樣，可以說解題多法，但貴在得法。通過本文，希望使我們的學(xué)生學(xué)會差量的推導(dǎo)，跨越學(xué)習(xí)中遇到的障礙，取得學(xué)習(xí)的進(jìn)步。