一道競(jìng)賽試題的最佳解法

誘思教學(xué)法在化學(xué)競(jìng)賽解題中的應(yīng)用王昭華2010年第二十屆天原杯復(fù)賽試題第28題：取50.00g某質(zhì)量分?jǐn)?shù)濃度的NaOH溶液，向其中通入二氧化碳?xì)怏w后，再向溶液中逐滴滴入18.25%的鹽酸，產(chǎn)生CO2氣體的質(zhì)量（假設(shè)反應(yīng)后CO2完全逸出）與所加的鹽酸體積之間的關(guān)系如下圖所示：（1）計(jì)算原NaOH溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)濃度。（保留兩位小數(shù)）（2）求NaOH溶液中通入CO2后，所得溶液中的溶質(zhì)及其質(zhì)量。（保留兩位小數(shù)）解析：NaOH溶液中通入CO2，發(fā)生的反應(yīng)可能有下列兩種情況：2NaOH+CO2Na2CO3+H2O=1\*GB3①(NaOH過量)NaOH+CO2NaHCO3=2\*GB3②（CO2過量）故反應(yīng)后的溶液中的溶質(zhì)可能存在下列幾種情況：（1）NaOH溶液過量，溶質(zhì)為NaOH和Na2CO3；（2）恰好按=1\*GB3①式反應(yīng)，溶質(zhì)為Na2CO3；（3）恰好按=2\*GB3②式反應(yīng)，溶質(zhì)為NaHCO3；（4）上述兩個(gè)反應(yīng)都發(fā)生，溶質(zhì)為Na2CO3和NaHCO3。另外，向Na2CO3溶液中逐滴滴入稀鹽酸，發(fā)生反應(yīng)的具體情況為：Na2CO3+HClNaCl+NaHCO3NaHCO3+HClNaCl+CO2↑+H2O即向Na2CO3溶液中逐滴滴入稀鹽酸，只有當(dāng)溶質(zhì)全部為NaHCO3，才會(huì)產(chǎn)生氣體。根據(jù)上述兩個(gè)化學(xué)方程式中消耗鹽酸量的特點(diǎn)，可以用下列圖形來判斷NaOH溶液和CO2反應(yīng)后溶液中的溶質(zhì)情況：（1）若長(zhǎng)度：線段OA等于線段AB，則溶質(zhì)為Na2CO3；（2）若長(zhǎng)度：線段OA等于0，則溶質(zhì)全部為NaHCO3；（3）若長(zhǎng)度：線段OA大于AB，則溶質(zhì)為NaOH和Na2CO3；（4）若長(zhǎng)度：線段OA小于AB，則溶質(zhì)為Na2CO3和NaHCO3。結(jié)合本題的圖形，因（50－12.5）>12.5，故可判斷溶液中的溶質(zhì)為Na2CO3和NaHCO3。（1）當(dāng)加入鹽酸的質(zhì)量為50g時(shí)，溶液中的溶質(zhì)恰好為NaCl，可找到下列的對(duì)應(yīng)關(guān)系式：（Na原子守恒）NaOH～NaCl～HCl（Cl原子守恒）4036.550g×18.25%解得，=10.00g，故NaOH溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：=20.00%（2）結(jié)合鹽酸滴入Na2CO3溶液中的反應(yīng)特點(diǎn)，可將圖形分解如下：注意：原競(jìng)賽試題中的作圖不標(biāo)準(zhǔn)（原因：線段0—12.5不是線段0—50.0的）即0—12.5：Na2CO3+HClNaCl+NaHCO312.5—25.0：相當(dāng)于是上述反應(yīng)中生成的NaHCO3與HCl反應(yīng)25.0—50.0：相當(dāng)于是原有的NaHCO3與HCl反應(yīng)Na2CO3+HClNaCl+NaHCO310636.512.5g×18.25%解得，=6.63gNaHCO3