◎張卡娃
化學(xué)題目中隱藏條件的辨識(shí)
◎張卡娃
解決化學(xué)問(wèn)題,審題很關(guān)鍵,在審題過(guò)程中往往會(huì)因?yàn)楹鲆曤[含條件而導(dǎo)致答非所問(wèn),所以加強(qiáng)隱含條件的辨識(shí)尤為重要,本文結(jié)合一些典型化學(xué)問(wèn)題,分析了其中的隱含條件,僅供參考。
從隱含條件來(lái)說(shuō),它往往作為解決問(wèn)題的關(guān)鍵信息存在,如果辨識(shí)不出來(lái)往往會(huì)出現(xiàn)答非所問(wèn)的情況,所以解決帶有隱含條件的化學(xué)問(wèn)題,關(guān)鍵還是要學(xué)會(huì)辨識(shí)隱含條件??v觀歷年來(lái)的高考化學(xué)題目,命題者往往有以下幾種方式來(lái)設(shè)置隱藏條件。
有一類(lèi)題目,題干中看似給出了很多已知條件,實(shí)質(zhì)上確是一個(gè)陷阱,一旦不注意往往陷入復(fù)雜的計(jì)算當(dāng)中,或是直接找不到解題的突破口。
例如:FeSO4和Fe2(SO4)3的混合物當(dāng)中含硫a%,則含鐵()
A、2a% B、3a%
C、1-2a% D、1-3a%
解析:該題目中,隱含的條件就在于S和O的比例(1:4,存在形式SO4),這一比例在題目中是一個(gè)固定的恒量,也是一個(gè)限制條件,找到它問(wèn)題就迎刃而解。進(jìn)一步從物理量層面考量,可知S原子質(zhì)量為32,O原子質(zhì)量為16,可知S和O的質(zhì)量為1:2,進(jìn)一步計(jì)算可得到Fe為1-3a%。
例如,處于密閉狀態(tài)下的鋁和高錳酸鉀混合物,經(jīng)過(guò)充分加熱,發(fā)現(xiàn)發(fā)生反應(yīng)前后固體質(zhì)量不變,試求鋁和高錳酸鉀恰當(dāng)質(zhì)量比。
解析:通過(guò)審題,提取關(guān)鍵信息可知,加熱高錳酸鉀會(huì)讓發(fā)生分解,生成氧,而氧又可以和鋁發(fā)生反應(yīng)生成氧化鋁。問(wèn)題要求尋找鋁和高錳酸鉀的質(zhì)量比(恰當(dāng)),要保證反應(yīng)前后固體質(zhì)量不變,關(guān)鍵要使生成的氧氣與消耗掉的氧氣等質(zhì)量。這是比較典型的將恒量隱含在生成物與反應(yīng)物的質(zhì)量關(guān)系中。只要能夠?qū)㈦[含的條件挖掘出來(lái),該題目就會(huì)迎刃而解。
根據(jù)上述方程式,可知生成的氧氣與消耗的氧氣等質(zhì)量,則鋁和高錳酸鉀的恰當(dāng)質(zhì)量比為9:79。
一些化學(xué)反應(yīng)當(dāng)中,既有顯性的反應(yīng)過(guò)程,也有隱藏的反應(yīng)過(guò)程。命題者往往或利用這種情況,設(shè)置隱含條件,改變題目條件。
例如,一定溫度下,容積為V的密閉容器中,充入amol NO2,發(fā)生以下反應(yīng):2NO2(g)?N2O4(g)。達(dá)成平衡以后,再次充入amol NO2,比較原平衡和后續(xù)平衡,正確的選項(xiàng)是()
A、減小平均相對(duì)分子質(zhì)量
B、壓強(qiáng)比原來(lái)增加2倍
C、提高了NO2轉(zhuǎn)化率
D、顏色變淺
解析:根據(jù)題目要求可知反應(yīng)為可逆反應(yīng),基于此再現(xiàn)可逆反應(yīng)的相關(guān)性質(zhì),當(dāng)反應(yīng)平衡,容器內(nèi)各物質(zhì)的量的百分含量不變,反應(yīng)速率相同且不為零,各物質(zhì)濃度不隨時(shí)間變化。如果是氣體那么混合氣體的總壓強(qiáng)或總物質(zhì)的量或平均密度不隨時(shí)間變化,平均質(zhì)量不變,再次充入amol NO2,就相當(dāng)于在原平衡狀態(tài)下加壓然后達(dá)到新的平衡狀態(tài),此時(shí)可判斷向右平衡,然后采用排除法逐一排除可得答案為C。
一些考查實(shí)驗(yàn)的題目中,往往會(huì)對(duì)一些客觀存在的實(shí)驗(yàn)事實(shí)進(jìn)行隱藏,一旦出現(xiàn)這種狀況,題目往往會(huì)變得比較復(fù)雜。
例如,實(shí)驗(yàn)室條件下,用氫還原CuO(mg),當(dāng)出現(xiàn)大部分紅色固體時(shí),停止加熱,量得固體質(zhì)量n g,此時(shí)氫用量為w g,問(wèn)生成水的質(zhì)量()
解析:題目考查氧化還原反應(yīng),題干中隱含著很多迷惑性的信息,乍一看題目給出的條件,好像比較簡(jiǎn)單,實(shí)質(zhì)上卻是陷阱。比如給定的氫氣消耗量。如果這樣去分析題目,就可能出現(xiàn)兩個(gè)答案。這樣就忽視了一個(gè)給定的限制條件——實(shí)驗(yàn)室條件下。要考慮到實(shí)驗(yàn)室條件下的實(shí)驗(yàn)事實(shí)——?dú)錃獾南牧渴且?jì)算排除的空氣、冷卻的Cu和CuO三個(gè)部分,也就是說(shuō)給定的w g氫,并不是實(shí)際用去的量,它就是一個(gè)陷阱。找準(zhǔn)這一點(diǎn)才是解決問(wèn)題的關(guān)鍵。所以氫還原CuO生成水和Cu,減少的固體的質(zhì)量相當(dāng)于水氧元素質(zhì)量,所以答案為B。
所謂可變性的隱含條件,就是一些題目具有開(kāi)放性,使得題目可變性大,會(huì)出現(xiàn)多個(gè)解。這種題目,就需要分類(lèi)討論,充分考慮可能隱含的可變條件。
例如:10mL容積的試管中充滿(mǎn)氧氣和二氧化氮的混合氣體,試管倒立于水槽中,充分反應(yīng)后,試管尚余1mLqiti ,試求,原混合氣體的體積。
解析:該題目的可變性比較強(qiáng),剩余的氣體可能是氧氣也可能是二氧化氮。題干沒(méi)有明確給定剩余哪種氣體,那么就需要分別尋找可能的隱含條件,即如果氧氣過(guò)量,那么氧氣就會(huì)剩余,此時(shí)體積為1mL。這種情況下分別計(jì)算可得出氧氣體積為2.8mL,二氧化氮為7.2mL;如果二氧化氮過(guò)量,剩余的氣體就是二氧化氮,體積同樣是1mL,此時(shí)計(jì)算可得出氧氣體積為1.4mL,二氧化氮為8.6mL。
例如,二氧化硫和硫化氫物質(zhì)的量相等,在常溫下的定容密閉容器中反應(yīng),待恢復(fù)常溫后,分析容器內(nèi)壓強(qiáng)是原壓強(qiáng)的多少()
解析:在慣性思維下,容易單純的考慮過(guò)量,按題目要求,本題需要先羅列方程式,分析反應(yīng)物的物質(zhì)的量,找出標(biāo)準(zhǔn),尋找可能發(fā)生的變化。方程式為:SO2+2H2S→3S+2H2O,二氧化硫和硫化氫的比例為1:2,壓強(qiáng)可視為0,假定兩氣體物質(zhì)的量為2mol,待反應(yīng)后二氧化硫剩余1mol,是原來(lái)的,可知壓強(qiáng)為阿伏伽德羅定律)。此時(shí)就可能選擇B,實(shí)質(zhì)上就忽視了物質(zhì)的溶解性,答案應(yīng)該為C。
化學(xué)題目當(dāng)中,隱含條件往往是解決問(wèn)題的關(guān)鍵所在。在實(shí)際解決問(wèn)題的過(guò)程中,必須認(rèn)真審題,準(zhǔn)確辨識(shí)出其中的隱含條件,才能準(zhǔn)確解題,筆者分享了一些比較典型的題目,可作為參考。
(作者單位:湖南省長(zhǎng)沙市第一中學(xué))