解放思想開拓思路學(xué)法指導(dǎo)不分本

解放思想 開拓思路談?wù)凬O2和O2混合氣體溶于水的計算張生芳 解題過程中，如果我們只以單一的思維方法解決問題、思維定勢化，解題方法可能會繁瑣不堪，一旦思維受阻更是一籌莫展。相反如果我們在平時的解題訓(xùn)練中能夠從多角度、多層次、多方面去考慮問題，把特殊問題一般化，注意掌握多種解題方法，掌握多條解題思路，經(jīng)常進(jìn)行靈活多變的一題多解的訓(xùn)練，那么思路拓寬了，解決問題的辦法就會更多、更合理、更簡化。如NO、NO2和O2混合氣體溶于水的計算就有多種方法。 例題：將標(biāo)準(zhǔn)狀況下NO2、O2的混合氣體100mL通入水中充分溶解，剩余氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下測定為20mL，計算原混合氣體中NO2、O2的體積比。 解析：方法一、根據(jù)化學(xué)方程式計算 NO2和O2的混合氣體溶于水，發(fā)生反應(yīng)為：3NO2+H2O=2HNO3+NO；生成的NO再與氧氣反應(yīng)2NO+O2=2NO2，生成的二氧化氮再與水反應(yīng)，由此，不斷循環(huán)，將方程式疊加得到4NO2+O2+2H2O=4HNO3。 所以剩余氣體有兩種情況： （1）如果剩余20mL氣體是NO，則按3NO2+H2O=2HNO3+NO反應(yīng)的NO2為60mL，按4NO2+O2+2H2O=4HNO3反應(yīng)的氣體共40mL，所以其中NO2體積為：，O2體積為：。 （2）如果剩余20mL氣體是O2，則按4NO2+O2+2H2O=4HNO3反應(yīng)的氣體共80mL，所以其中NO2體積為：，O2體積為：。 方法二、等效變換計算 因為剩余的氣體是NO或O2，所以可以把NO2轉(zhuǎn)化為等量的NO和O2后計算。 設(shè)原氣體中含NO2 xmL，則相當(dāng)于NO x mL和O2 （1）如果剩余20mL氣體是NO，則按4NO+3O2+2H2O=4HNO3有 得NO2體積x=92mL，O2體積：100mL92mL=8mL。 （2）如果剩余氣體20mL是O2，則按4NO+3O2+2H2O=4HNO3有： x mL： 得NO2體積x=64mL，O2體積：100mL64mL=36mL。 方法三、根據(jù)原子守恒計算 NO2、O2混合氣體和水反應(yīng)生成HNO3，相當(dāng)于N2O5和水反應(yīng)生成HNO3。設(shè)原氣體中NO2為x mL，則O2=（100x）mL，共有氮原子x mL，氧原子。 （1）如果剩余20mL氣體是NO，則混合氣體中參加反應(yīng)的氮原子和氧原子之比為2：5，根據(jù)原子守恒得： 得NO2體積x=92mL，O2體積：100mL92mL=8mL。 （2）如果剩余20mL氣體是O2，根據(jù)原子守恒得 得NO2體積x=64mL，O2體積：100mL64mL=36mL。 方法四、根據(jù)電子守恒計算 由化合價變化可知，NO2、O2混合氣體和水反應(yīng)生成HNO3，1mol NO2失去1mol e，1mol O2得到4mol e；NO2變成NO，1mol NO2得到2mol e。 設(shè)原氣體中NO2為xmL，則O2為（100x）mL （1）如果剩余20mL氣體是NO，則得到電子有，失去電子有。根據(jù)電子守恒得： 得NO2體積x=92mL，O2體積：100mL92mL=8mL。 （2）如果剩余20mL氣體是O2，則得到電子有，失去電子有。根據(jù)電子守恒得： 得NO2體積x=64mL，O2體積：100mL64mL=36mL。 下列練習(xí)可以幫助我們鞏固這幾種方法： 1. 將amL NO、bmL NO2、xmL O2的氣體混合于同一試管里，將試管倒插入水中，充分反應(yīng)后試管內(nèi)氣體全部消失，則x對a、b的函數(shù)關(guān)系式是（ ） A. B. C. D. 2. 1.92g Cu投入到一定量的濃HNO3中，Cu完全溶解，生成氣體的顏色越來越淺，共收集到標(biāo)準(zhǔn)狀況下672mL氣體，將盛有此氣體的容器倒扣在水槽中，通入標(biāo)準(zhǔn)狀況下一定體積的O2，恰好使氣體完全溶于水，則通入O2的體積為（ ） A. 504mLB. 336mLC. 224mLD. 168mL 3. 在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，將O2與NO按體積比3：4混合后充滿燒瓶，將燒瓶倒置于水中，假設(shè)溶質(zhì)不擴(kuò)散，最后燒瓶內(nèi)溶液的物質(zhì)的量濃度約為（單位：molL-1）（ ） A. 0.045B. 0.036C. 0.026D. 0.018 4. 將標(biāo)準(zhǔn)狀況下NO2、NO、O2的混合氣體充滿容器，倒置于水中完全溶解，無氣體剩余，若產(chǎn)物也不擴(kuò)散，則所得溶液的物質(zhì)的量濃度的數(shù)值范圍是（ ） A. B. C. D. 無法確定 5. 硝酸工業(yè)尾氣中氮的氧化物（NO、NO2）是大氣污染物，可用基于下述反應(yīng)的方法治理：2NO2+2NaOH=NaNO2+NaNO3+H2O，NO2+NO+2NaOH=2NaNO2+H2O。 現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)狀況下aL NO2和bL NO的混合氣體（本題不考慮N2O4的存在），恰好可被200mL NaOH溶液完全吸收。 （1）欲保證工業(yè)尾氣全部被吸收，則a：b的值應(yīng)控制在_范圍內(nèi)。 （2）NaOH溶液的物質(zhì)的量濃度是_molL-1（用含a、b的代數(shù)式表示）。 （3）試討論a、b的值與生成的NaNO3和NaNO2的物質(zhì)的量（設(shè)分別為n1、n2）之間的關(guān)系（用含a、b的代數(shù)式表示）： 當(dāng)生成的產(chǎn)物全部為NaNO2時，n2與a、b的關(guān)系； 當(dāng)產(chǎn)物中兼有NaNO3和NaNO2時，n1、n2與a、b的關(guān)系。 （4）若在標(biāo)準(zhǔn)狀況下有NO、NO2的混合物恰好與50mL 2.0molL-1的NaOH溶液反應(yīng)完全，且生成NaNO2和NaNO3的物質(zhì)的量的比值為4：1，則在混合氣體中NO氣體的體積分?jǐn)?shù)為多大？ 參考答案及解析： 1. 解析：方法一，電子守恒：NO、NO2、O2的混合氣體和水反應(yīng)全部生成HNO3，由元素的化合價變化可知1mol NO失去3mol e、1mol NO2失去1mol e、1mol O2得到4mol e，根據(jù)電子守恒得： 3a+b=4x，解得 方法二，等效代換原子守恒：NO、NO2、O2的混合氣體和水反應(yīng)全部生成HNO3，相當(dāng)于N2O5和水反應(yīng)生成HNO3?；旌蠚怏w中氮原子和氧原子之比為2：5，根據(jù)原子守恒得。 解得： 答案為C項。 2. 解析：Cu和濃HNO3反應(yīng)，Cu失去電子生成Cu2+，HNO3中+5價的氮得到電子還原生成NO2和NO，NO2、NO和O2、H2O反應(yīng)時又將電子轉(zhuǎn)移給O2重新生成+5價氮（HNO3）： 相當(dāng)于： 2CuO2 264g 22400mL 1.92g V(O2) V(O2)=336mL 答案為B項。 3. 解析：O2與NO按體積比3：4混合時迅速發(fā)生反應(yīng)：2NO+O2=2NO2，所以充滿燒瓶的氣體變?yōu)镺2與NO2，等效于燒瓶中O2與NO2的體積比為1：4。4L NO2和1L O2反應(yīng)后相當(dāng)于生成4L HNO3蒸氣，溶解后形成5L溶液，所以溶液的濃度為。 答案為B項。 4. 解析：本題可以根據(jù)化學(xué)方程式采用“極值法”來解，因溶于水后無氣體剩余，若原混合氣體中無NO，則發(fā)生NO2+O2+2H2O=4HNO3的反應(yīng)，5mol氣體轉(zhuǎn)化為4mol HNO3，；若原混合氣體中無NO2，則發(fā)生4NO+3O2+2H2O=4HNO3的反應(yīng)，7mol氣體轉(zhuǎn)化為4mol HNO3，由于是混合氣體，則所得HNO3： 答案為B項。 5. 解析：（1）NO2能夠單獨被NaOH溶液吸收，NO2、NO按體積比1：1也能夠被NaOH溶液吸收，所以只要將a：b的值控制在大于或等于1：1的范圍內(nèi)就滿足題意。 （2）NO2和NO的混合氣體被200mL NaOH溶液完全吸收生成的物質(zhì)是NaNO3和NaNO2，兩種物質(zhì)中n(Na)：n(N)都是1：1，所以，。 （3）當(dāng)生成的產(chǎn)物全部為NaNO2時，只發(fā)生后一個反應(yīng)，。 當(dāng)產(chǎn)物中兼有NaNO3和NaNO2時，前一個反應(yīng)生成NaNO3和NaNO2，后一個反應(yīng)生成NaNO2，后一個反應(yīng)消耗NO、NO2各bL，生成NaNO2，前一個反應(yīng)消耗NO2（a-b）L，生成NaNO3和NaNO2各。 所以，。 （4）根據(jù)產(chǎn)物中Na、N元素的關(guān)系（物質(zhì)的量相等），有： NO、NO2和NaOH溶