浅析四例与反应曲线相结合的计算题 总需求曲线名词解释
时间：2019-02-05 03:25:57 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
文章编号：1005－6629(2007)11－0066－03中图分类号：G633.8 文献标识码：B 例1.（04，济南）已知金属钠和水能发生以下反应：2Na+2H2O=2NaOH+H2↑。现取金属钠4.6g投入到100g水中，充分反应后，冷却到室温（20℃），得到一种不饱和溶液,向所得溶液中逐滴滴入MgSO4溶液，实验测得溶液的总质量与滴入MgSO4溶液的质量关系曲线如图1所示。根据题意回答下列问题：
(1)金属钠和水充分反应后，生成氢气的质量是多少______g。
(2)图中A点的纵坐标表示的溶液的质量是_______g。
(3)通过计算求出当滴入120gMgSO4溶液时，所得溶液中溶质的质量分数是多少？（计算结果精确至0.1�）
解析：此题中(1)、(2)两问根据化学方程式的计算和质量守衡法即可求得结果。难点是第(3)问， 要计算滴入120g MgSO4溶液时，所得溶液中溶质的质量分数，对反应曲线的分析就相当重要，尤其是B点前后曲线的变化趋势之截然不同是解题的关键；用化学反应的事实来描述就是：B点之前随着MgSO4溶液的滴入，由于生成 Mg（OH）2 的沉淀使得溶液质量增加缓慢；从B点开始，反应后溶液质量急剧增加，说明B点时反应已结束，反应后溶液质量随着MgSO4溶液的滴入成正比例增加。因此B点时NaOH反应完全，根据此就可计算出反应后所得溶液中溶质的质量分数。题目简解如下：
解：(1)设4.6g金属钠完全反应且生成H2和NaOH的质量分别为x、y；根据化学反应方程式可得：
列比例式求解可得：x=0.2g；y=8g。
(2)此反应可得反应后NaOH溶液质量(即A点纵坐标表示的溶液质量)为: 4.6+100-0.2=104.4(g)。
(3)设 NaOH和 MgSO4 反应生成的 Na2SO4、Mg（OH）2的质量分别为a和b；则有：
列比例式求解可得：a=14.2g；b=5.8g。
由此可得滴入MgSO4溶液质量为120g时，反应所得溶液中溶质的质量分数为：
14.2g/(104.4g+120g－5.8g)×100%＝6.5%
回答略。
此问貌似简单,但涉及的数据牵涉两步反应,稍有不慎,可能导致前功尽弃。因此，考生应试时应步步为营，谨慎应对。
例2.（2005，黑龙江课改实验区）硫酸厂排放的污水中通常含有硫酸杂质。为测定污水中硫酸的溶质的质量分数做如下实验：取10g该污水，向污水中逐滴滴加溶质质量分数为0.04的NaOH溶液，所滴加的NaOH溶液的质量与溶液pH变化关系如图2所示。
请根据实验计算，该污水中硫酸的溶质质量分数是多少？
解析：此题从实质上说是把参加反应的NaOH溶液的质量以反应曲线的方式给了出来。因此，只要看懂了图象所提供的信息，那就是：当硫酸恰好被完全中和时，所用ω=0.04的NaOH溶液的质量是5g；分析至此，此题已变成了一道已知反应物质量，求生成物质量的问题了。下面作以简解：
解：设该污水中硫酸的溶质质量分数是x。
列比例式求解可得：x=2.45%。
回答略。
例3. （2005，沈阳）氯化钠是一种重要的化工原料，电解氯化钠溶液可制得氯气、氢气、氢氧化钠等物质，发生的化学反应如下：
2NaCl+2H2OCl2↑+ H2↑+2NaOH
现取一定质量的溶质质量分数为0.01的氯化钠溶液进行电解，当氯化钠完全反应时，停止通电。生成氯气的质量与时间的关系如图3所示。请计算：
(1)参加反应的氯化钠是多少克？生成氢气多少克？
(2)完全反应后所得溶液中溶质的质量分数是多少？
解析：此题中的反应曲线与其它几例略有不同：图象为质量―时间曲线(反应速度曲线)；此类曲线的特点是反应完全后，生成物质量不再随时间而变化，图象变成了平行于时间轴的直线。由此可知，生成氯气7.1g时氯化钠已完全反应，据此就可算出氯化钠和氢气的质量。(2)小问若用质量守衡思想解决则更显快捷。题目简解如下：
解：(1)设参加反应的氯化钠质量为x，反应生成的氢气和氢氧化钠的质量分别是y、z。根据化学反应方程式可得：
列比例式求解可得：x=11.7g；y=0.2g；z=8g。
(2)要计算所得溶液的溶质质量分数，溶质质量已经算出，关键就是所得溶液的质量，而所得溶液的质量又无法直接计算。思考到此，对解题方法、解题思想训练较少或掌握较差的学生来讲，已是“山重水复疑无路”了；若学生能想到化学反应中的普适定律“质量守衡定律”，此问便可迎刃而解了。即：
反应前氯化钠溶液的质量=氯气质量+氢气质量+氢氧化钠溶液质量
而氯化钠溶液的质量=氯化钠质量/氯化钠溶液的质量分数
所以，氢氧化钠溶液的质量=(氯化钠质量/氯化钠溶液的质量分数)-(氯气质量+氢气质量)；故有：
所得溶液中溶质的质量分数=氢氧化钠质量/氢氧化钠溶液的质量
=8g/ [(11.7g/0.01) -（7.1g+0.2g）]
=0.073。
回答略。
例4.(2006，南和)研究性学习：探究实验室中久置的NaOH变质的程度。
［研究方案］先称取13.3gNaOH样品（杂质为Na2CO3），配成溶液，然后向溶液中逐滴加入质量分数0.146的稀盐酸，根据生成的CO2的质量测定Na2CO3的质量，从而进一步确定样品中NaOH的变质程度。
［解决问题］实验测得加入稀盐酸的质量与产生CO2气体的质量关系如图所示。填写下表：（计算结果取小数点后一位）
［继续探究］求实验过程中与NaOH反应所用盐酸的质量；
［发现问题］根据“与NaOH反应所用盐酸的质量”，对照图象，你发现了什么问题？
解析：此题将实验研究和化学计算结合在一起，增加了试题难度，又加上计算的已知条件用图表的形式给出，给学习基础较差的考生造成了较大的解题障碍。但考生若能考虑到此类试题的共同特点：“将生成物质量或反应物质量用图表形式给出”，此题的突破口便已找到：生成物CO2的质量为2.2g，所有计算据此就可展开。
解：设参加反应的Na2CO3的质量为x。则有：
列比例式求解可得：x=5.3g。
再设变质NaOH的质量为y。则有：
列比例式求解可得：y=4g。
由此可得NaOH的变质程度：4g/(13.3g－5.3g+4g)×100%=33.3%。
设实验过程中与NaOH反应所用HCl的质量为z；则有：
列比例式求解可得：z=7.3g。
据此可得HCl溶液质量为： 7.3g／14.6%=50g。
由此计算可知中和8gNaOH只需0.146的盐酸溶液50g即可，因此发现的问题应该是：为什么当NaOH完全中和时没有立即产生气泡？
综合上述几例，我们发现这类试题一般与反应物――生成物质量曲线、反应物(或生成物)质量――反应时间曲线和酸碱滴定曲线相结合，把反应物或生成物质量以反应曲线的形式给出，解题时只要读懂图象涵义即可。
注：“本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文。”
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