例談?wù)w思維在解答化學(xué)問題中的應(yīng)用

羅淑娟

【關(guān)鍵詞】化學(xué)問題 整體思維

應(yīng)用策略

【中圖分類號】G 【文獻標(biāo)識碼】A

【文章編號】0450-9889（2013）05B-

0087-02

常規(guī)解題方法是將問題拆開分析，逐一解決。而在有多個變量的化學(xué)問題中，若對這些變量逐一分析往往費時又費力，某些問題甚至無法求解。此時教師不妨引導(dǎo)學(xué)生從整體上考慮，就是把問題作為整體看待，而不對問題進行拆分，抓住構(gòu)成問題的各個因素與整體問題間的關(guān)系以及在整體間的作用，直接列式解題。以下通過具體實例談?wù)務(wù)w思維在解決化學(xué)問題中的應(yīng)用。

一、整體配平：一種有效的氧化還原方程式配平技巧

例1：配平FeS2+O2-Fe2O2+SO2

【解析】在該反應(yīng)中，F(xiàn)eS2中Fe、S兩種元素均變價，且它們的化合價均升高，此時若將FeS2作為一個整體標(biāo)出升價總數(shù)，再按化合價升降總數(shù)相等配平。步驟如下：

①標(biāo)變價：+-+

②列變化：→

→2

升價：（3-2）+2×（4+1）=11

→2降價：2×（2-0）=4

③求倍數(shù)，配系數(shù)：11和4的最小公倍數(shù)為44，即化合價升降總數(shù)為44，因此，F(xiàn)eS2前配4，O2前配11再由原子守恒，F(xiàn)e2O3前配2，SO2前配8即得：

4FeS2+11O2=2Fe2O3+8SO2

例2：配平S+KNO3+C-K2S+N2+CO2

【解析】因為KNO3中K、N原子個數(shù)比為1∶1，為了保證產(chǎn)物中K、N原子個數(shù)比也為1∶1，K2S、N2的化學(xué)計量數(shù)必定相等，因此，可把K2S、N2組合為一個整體作為研究對象之一，CO2為另一研究對象。步驟如下：

①標(biāo)變價：+KO3+-K2+2+O2

②列變化：→ 升價：4-0=4

→

2→

降價：（2-0）+2×（5-0）=12

③求倍數(shù)，配系數(shù)：4和12的最小公倍數(shù)為12，即化合價升降總數(shù)為12，因此K2S和N2前均配系數(shù)1，CO2前配系數(shù)3，再由原子守恒配平其余物質(zhì)的計量系數(shù)。即得S+2NO3+3C=K2S+N2+3CO2。

二、整體劃分：獲得隱含條件的利器

例1：已知由Na2S、Na2SO3、Na2SO4組成的混合物中氧的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為a%，則此混合物中鈉和硫的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是多少？

【解析】設(shè)混合物中的鈉和硫的質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為x%和y%，x%+y%+a%=100%①

此為一個二元一次方程，由數(shù)學(xué)知識可知x，y為0～100之間的任意實數(shù)組，但我們注意到：Na2S、Na2SO3和Na2SO4中均含有“Na2S”若將它們看成一個整體，則在該“整體”中有：=②

聯(lián)解①②即得：

例2：由苯、乙炔和乙醛組成的混合物，經(jīng)測定其中含碳量為72%，則混合物中氧的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為（ ）。

A.19.6% B.20.8% C.22.0% D.24.8%

【解析】苯、乙炔和乙醛的分子式分別為：C6H6、C2H2、C2H4O，粗一看，無直接關(guān)系，但仔細審視，將C2H4O變形為C2H2·H2O，分離出“H2O”這一基團后，其余的C、H原子個數(shù)之比為1∶1，質(zhì)量比為12∶1。由于在100g混合物中碳為72g，則除“H2O”外的氫為6g。所以，混合物中“H2O”這一基團的質(zhì)量為100-72-6=22（g），氧的質(zhì)量為22×=19.6（g）。

三、全面思考：分析綜合性較強題目的手段

例1：將一塊生銹的鐵片置于稀HNO3中，反應(yīng)結(jié)束后收集到1.12L標(biāo)準(zhǔn)狀況的NO氣體，溶液中還有3g單質(zhì)鐵，取出鐵后向溶液中通入0.15molCl2恰好使Fe2+全部氧化（假設(shè)Cl2全與Fe2+反應(yīng)）。求生銹鐵片的質(zhì)量（鐵銹成分以Fe2O3·H2O記）。

【解析】本題看起來數(shù)據(jù)不多，但存在較為復(fù)雜的關(guān)系，因此要從整體的、全面的角度分析，過程如下：

①分析：生銹鐵片中的鐵單質(zhì)分為三部分：

第一部分：與稀HNO3反應(yīng)生成1.12L標(biāo)準(zhǔn)狀況下的NO，同時生成Fe3+；

第二部分：與生成的Fe3+（一部分來自Fe與稀HNO3反應(yīng)，另一部分來自Fe2O3與稀HNO3反應(yīng)）反應(yīng)生成Fe2+；

第三部分：剩余單質(zhì)鐵3g.

②解題：因2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-，通入Cl20.15mol，故通Cl2前溶液中Fe2+的物質(zhì)的量為0.3mol。又根據(jù)Fe+2Fe3+=3Fe2+知，與HNO3反應(yīng)后溶液中的Fe3+的物質(zhì)的量為0.2mol，即與Fe3+反應(yīng)的Fe的物質(zhì)的量為0.1mol.

與HNO3反應(yīng)的Fe的物質(zhì)的量等于NO的物質(zhì)的量，為0.05mol（此時Fe轉(zhuǎn)變?yōu)镕e3+）得：n（Fe2O3·H2O）=（0.2- 0.05）×=0.075mol。所以生銹的鐵片的質(zhì)量為：3+（0.1+0.05）×56+0.075×178=24.75（g）

例2：將19.2gCu投入一定量的濃硝酸中，Cu完全溶解，生成的氣體的顏色越來越淺，共收集到標(biāo)準(zhǔn)狀況下氣體6.72ml。將盛此氣體的容器倒扣在水中，求通入多少毫升標(biāo)準(zhǔn)狀況下的氧氣可使容器中充滿液體。

【解析】按一般解題方法解此題較為復(fù)雜。如果拋開細節(jié)，注意到他們間的反應(yīng)都是氧化還原反應(yīng)，把氧化劑和還原劑得失電子相等作為整體考慮，則可化繁為簡。濃硝酸將Cu氧化后自身被還原為低價氮的氧化物，而低價氮的氧化物又恰好被通入的氧氣氧化，最后變成硝酸。相當(dāng)于在整個過程中硝酸的化合價未變，即1.92gCu相當(dāng)于被通入的氧氣氧化。由電子得失守恒得

×2=×4

解之，V（O2）=0.336L，即通入336mlO2即可。

綜上所述，整體思維在解答化學(xué)問題中的應(yīng)用十分廣泛，若能合理地加以運用，將會大大提高學(xué)生分析問題、解決問題的能力。

（責(zé)編 林 劍）