摘 要:NA問題作為近年高考反復考查的重點和熱點內容,設題多樣,聯(lián)系廣泛,綜合性強區(qū)分度高。為提高學生解答有關NA問題的速度和質量,廣大教師要講究復習策略,訓練學生的有序思維過程,幫助他們系統(tǒng)掌握相關內容,更切實提升解題能力。
關鍵詞:NA;復習策略;有序思維;整合公式;轉化關系;隱含信息
中圖分類號:G427 文獻標識碼:A 文章編號:1992-7711(2013)11-066-2
有關阿伏加德羅常數(shù)(NA)概念理解與運用方面的測試,是近幾年高考反復考查的重點和熱點。這類試題設題多樣,聯(lián)系廣泛,涉及氣體摩爾體積、物質組成結構、氧化還原反應、電解質電離、鹽類水解、化學平衡、膠體、電化學等熱點知識,綜合性強區(qū)分度高。為提高考生解答有關NA問題的速度和質量,筆者從以下幾方面就這類試題的復習策略作如下歸納和總結。
一、整合相關公式
以阿伏加德羅常數(shù)為載體設計的試題,盡管覆蓋面廣,但大多與化學量有關,一般以“物質的量”作橋梁,涉及的原始公式有:
也即NA類試題常用于計算某種物質所含微粒數(shù)、化學鍵數(shù)或有關反應中轉移的電子數(shù)等。學生必須熟練掌握計算關系的上述公式(4個比值1個乘積),理解有關概念的內涵和外延。例如“25℃,PH=13的NaOH溶液中含有OH-的數(shù)目為0.1NA”不正確,其原因是NaOH溶液的體積V未知,無法求物質的量n即無法求微粒數(shù)目N。另外要注意計量對象、物質構成粒子與題設對象關系容易混淆,根據(jù)公式只能計算組成物質的粒子,不能忽視討論對象以外的成分。例如硫酸溶液里硫酸和水分子中都含有氧原子,“1L1mol/L硫酸溶液中含有的氧原子數(shù)為4NA”錯誤。
二、關注題設條件
當給定物質質量m或物質的量n時,可直接使用公式N=nNA=mMNA求解,此時無需考慮題設條件是否為標準狀況、是否為氣體。但是,當已知物質體積V時,則一定要注意題設條件:①是否為標準狀況,②標準狀況下所給物質是否確為氣體(或共存的氣體混合物)。這二者必須同時具備缺一不可,只有倆條件皆符合時才能使用公式求算,否則定出差錯。具體說來:
為2.24升不正確,此時不僅Fe與H2量的關系錯誤且未指明所處狀況,氣體體積無法確定。
另有1摩爾Cl2分別與下列物質反應①足量Fe(或KI、FeCl2)②足量的冷NaOH溶液③足量水,三種情況下轉移電子數(shù)依次分別為①2NA②NA③小于NA(溶于水的氯氣中只有一部分和水發(fā)生反應)。而1molNa2O2無論是與足量的H2O還是足量的CO2反應,都只能轉移電子數(shù)NA。1摩爾H2O2完全分解時轉移電子NA,而當1摩爾H2O2在酸性條件下與足量FeCl2溶液反應時則轉移電子數(shù)2NA。64克銅與足量Cl2反應轉移電子數(shù)2NA,與足量S反應則轉移電子數(shù)NA。
五、挖掘隱含信息
隱含在轉化關系中的信息,除弱電解質的電離、鹽類的水解外,可能還有隱含的其它反應,甚至隱含的反應為可逆反應。如1molNO2所含分子數(shù)為NA(錯),原因是NO2中隱含有反應2NO2N2O4,使得分子數(shù)小于NA。上述1mol氯氣完全溶于水轉移的電子數(shù)小于NA,也還是因為反應Cl2+H2OHCl+HClO為可逆反應,1molCl2不可能完全轉化。標況下22.4升H2S與224升SO2混合氣體所含氣體分子數(shù)為2NA(錯),原因是兩者發(fā)生反應2H2S+SO2=3S+2H2O而使氣體分子數(shù)減少。1摩爾FeCl3完全水解生成Fe(OH)3膠粒數(shù)目為NA(錯),其原因是許多Fe(OH)3分子必須聚合后才能形成顆粒直徑在1100nm的膠體粒子,即膠粒數(shù)目遠遠小于NA。再如:電解精煉銅時若導線上轉移2NA個電子,則陰極增重64克,陽極也溶解銅64克(錯),原因是:粗銅作為陽極,其發(fā)生的反應不止一個,其中活潑的鋅、鐵等金屬先溶解,后來才是銅開始溶解,故陽極溶解的銅不足64克。
六、重視量變過程
給定某反應物的量可能為定值,但在一些具體反應中,隨著反應的不斷進行,物質的量會減少從而導致濃度由高到低,此時反應會因“量變”甚至引發(fā)“質變”(產物種類改變或反應停止)。如含4molHCl的濃鹽酸與足量MnO2反應產生Cl2分子數(shù)NA(錯),原因是鹽酸變稀后反應停止,產Cl2分子數(shù)小于NA。足量鋅與含2molH2SO4的濃硫酸反應生成SO2所轉移的電子數(shù)為2NA(錯),原因是濃硫酸變稀硫酸后氣體產物由SO2變?yōu)镠2,故生成SO2轉移的電子數(shù)小于2NA。足量銅與含4molHNO3的濃硝酸完全反應生成NO2分子數(shù)為2NA(錯),因為濃硝酸變稀硝酸后產生的氣體不再是NO2而是NO,故生成的NO2分子數(shù)小于2NA。
要注意若將酸的量由定量改為足量,則情況不盡相同。如3molCu與過量濃硝酸完全反應,被還原HNO3的分子數(shù)為6NA,可收集的氣體分子數(shù)為5NA(正確)。此時,因為濃硝酸過量,被還原的HNO3只考慮轉化為NO2其分子數(shù)為6NA,收集到的氣體則因為存在進一步的反應2NO2N2O4而是不純凈的混合氣體,故氣體分子數(shù)由6NA減少為5NA(大于3NA)。
總之,面對NA這一近幾年高考反復考查的重點和熱點問題,廣大教師要講究復習策略,從上述幾方面有序訓練學生的思維過程,真正注意題目所給的可能陷阱,才能既系統(tǒng)掌握相關內容,更切實提升解題能力。