三種解法 三個(gè)思維層次 三種能力高度

■鄭州外國語學(xué)校 梁國順

經(jīng)常有學(xué)生問:“我也會(huì)把題正確地做出來,就是速度比較慢,怎么辦?”我們通過例題來體驗(yàn)感悟一下。

例題硝酸工業(yè)尾氣中氮的氧化物(NO、NO2)是主要的大氣污染物之一。可用以下方法進(jìn)行治理,其主要原理可表示如下:

①2NO2+2NaOH==NaNO3+NaNO2+H2O

②NO2+NO+2NaOH==2NaNO2+H2O

現(xiàn)有一定量的含NO2和NO的硝酸工業(yè)尾氣(不含其他氣體),若用過量的NaOH吸收后,溶液中NaNO3和NaNO2的物質(zhì)的量之比恰好與原尾氣中NO和NO2的物質(zhì)的量之比相等。若用NOx表示該尾氣中氮的氧化物的平均組成,試求x的值。

解析：下面用三種方法解答。

方法1:由于NO只參加②的反應(yīng),NO2參加①②的反應(yīng)。假設(shè)硝酸工業(yè)尾氣中n(NO)=amol,n(NO2)=bmol,則②中消耗的NO2的物質(zhì)的量為n(NO2)=amol,剩余的NO2的物質(zhì)的量為n(NO2)=(b-a)mol,剩余的NO2全部參加反應(yīng)①。根據(jù)過量計(jì)算的方法,解法如下:

溶液中NaNO3和NaNO2的物質(zhì)的量之比恰好與原尾氣中NO和NO2的物質(zhì)的量之比相等。

解得:b=3a,則混合物中氮原子的物質(zhì)的量為n(N)=4amol,氧原子n(O)=7amol。

方法2:由于NaOH溶液過量,所以尾氣中的NO2和NO完全被吸收。生成物主要是NaNO3和NaNO2。根據(jù)化學(xué)學(xué)科思想中整體思想(只研究反應(yīng)物和最終生成物的定量關(guān)系,不研究反應(yīng)過程的思想就是整體思想),依據(jù)題意中NaNO3和NaNO2的物質(zhì)的量之比恰好與原尾氣中NO和NO2的物質(zhì)的量之比相等,得式:。

由電荷守恒知OH-的計(jì)量數(shù)為:b+a,由H守恒知的計(jì)量數(shù)為:,由O守恒知:,解得:b=3a,則x=1.75。

方法3:通過觀察把 ①和②直接相加恰好符合題意:NaNO3和NaNO2的物質(zhì)的量之比恰好與原尾氣中NO和NO2的物質(zhì)的量之比相等。可知,可得:x=1.75。

上述三種方法中,最簡單用時(shí)最少的是方法3,根據(jù)要解決的問題的要求,通過觀察、比較和分析,找出規(guī)律,從而迅速解決問題,體現(xiàn)的是綜合應(yīng)用能力。其次是方法2,它是化學(xué)學(xué)科思想中整體思想和化學(xué)學(xué)科觀念中守恒觀的有機(jī)結(jié)合的應(yīng)用。方法1,是基本方法和基本技能的應(yīng)用。