妙用极值巧做化学判断题

妙用极值３：５做化学判断题　张苓珍　（乐亭县第一中学，河北乐亭０６３６００）　极值思想是一种重要的数学思想方法。化学上所谓的“极　Ａ．Ｎａ　Ｂ．Ｋ　Ｃ．Ｒｂ　Ｄ．Ｌｉ　值法”主要是解决因题中数据不足而感到无从下手的计算题　分析若用常规思路列方程计算．很难解答此题．但若将　或混合物组成的判定题．采用极端假设方法分析解决化学问　１．４０ｇ￥￣合物假设成全部是碱金属或氧化物，即可很快算出碱　题，常能够把问题化繁为简、化难为易，达到事半功倍的效果。　金属相对原子质量的取值范嗣，进一步即可确定是那一种碱　现将常见题型归纳如下　金属。　１．判定反应物　①假设１．４０ｇ物质全部是金属单质（设为Ｒ）　例１：某碱金属单质与其普通氧化物的混合物共１．４０ｇ，与　则：Ｒ一一一一一一一一一一ＲＯＨ　足量水完全反应后生成１．７９ｇ碱，则此碱金属可能是（　）。　Ｍ　Ｍ＋１７　的疑问：为何没有见到白色沉淀？此时我们引导学生探究　酸钡不溶于盐酸，而碳酸钡、亚硫酸钡均可溶于盐酸，为什么？　原因：＋２价态的铁易被空气中的０　氧化成＋３价态的铁。问题：　④当未知试样中加入氯化钡溶液有白色沉淀生成，再加入盐　“如何操作才能制备Ｆｅ（ＯＨ）　白色沉淀？”学生设计方案，并动　酸，沉淀不消失，可以证明试样巾一定含有硫酸根离子吗？⑤　手操作，将滴管插入试管里的溶液下面慢慢挤出ＮａＯＨ溶液。　怎样正确地检验未知试样中含有硫酸根离子？在设置问题时　现象：滴人后还是产生灰绿色沉淀，过一段时间后变成红褐色　教师要抓住教材的重点、难点和关键，问题的内容应潜伏着教　沉淀。让学生书写方程式，得出结论。　材内容的内在联系和符合知识积累的逻辑顺序，一环扣一环．　类似如此的教学．如钠与水反应的实验教学．取一只大试　由浅入深，由简单到复杂，叩开学生思维的大门，使学生感到　管，加入６ｍＬ的蒸馏水，滴人１—２滴酚酞试液，溶液呈无色。再　新颖，造成连续的思维，形成持久的内驱力，引起学生思想上　往试管中加入５ｍＩ　的煤油，此时试管里油、水分层，界线分明，　的共鸣，活跃课堂气氛，有效地调动每个学生的思维积极性．　上层为煤油，下层为水。另取一绿豆大小的金属钠（表面氧化　这样可以收到预想不到的效果。只有遵循学生主体地位与教　膜除去）投入上述试管混合液中，可见银白色的金属钠迅速在　师主导作用的互动原则，才能建立起和谐协调的师生互动关　煤油里往下沉，进入到油、水分界面时，与水接触部位的钠立　系，而这种和谐协调的师生互动关系，乃是开展和谐教学的一　即反应，有气泡产生，马上将钠浮起来，脱离水面，冒出气泡。　个必要的前提条件。　然后钠又在煤油层里向下沉去，再次在油、水界面处与水反　四、利用化学学科的特点，构建学校、家庭、社会三方教育　应，此时，下层溶液逐渐变为红色。　的和谐关系　让学生边观察边回答下列问题：钠为什么在煤油巾下沉？　学校要实施和谐教育，就要充分发挥家庭教育所具有的　钠接触水后激烈反应的产物是什么？钠、水、煤油三者的密度　优势，可以通过鼓励学生与家长一起完成家庭小实验，例如在　关系如何？钠可以保存在什么物质里？　学完《金属及其化合物》后，要求学生通过家庭小实验检验胃　学生在以上四个问题的引导下，通过逻辑思维，层层剖　舒平的成分，教师可以提供简单试剂，使他们对化学知识的学　析．就能很快地作出合理的解答，并总结归纳出钠的性质和保　习和了解过程融于亲情教育之中．营造了一个适合学生个性　存方法。　特征的微观环境和氛围。　这说明．教师通过对某些实验方法的改进可以充分地调　社会环境对学生的教育影响是不可忽视的，社会公德、家　动学生的思维活动，使学生将感性认识上升到理性认识（由形　庭美德和公民道德的作用也潜移默化深人学生的心灵。例如：　象思维上升到逻辑思维）．从而掌握了事物的本质规律，培养　在学完必修１《非金属及其化合物》之后，我们可以鼓励学生做　了学生分析、综合、抽象、概括等逻辑思维的能力。由旧到新，　一些有关“化学与环境”、“化学与能源”等问题的社会调查。在　由浅人深，循序渐进，符合学生的认知规律，实现了认识新知　调查探究之中，让和谐社会的整体氛围去感染学生，培养学生　识的和谐过程。　关心他人、尊老爱幼、遵纪守法、明礼诚信等良好的美德。这些　三、师生互动和谐。　都形成了促进学生健康发展、和谐发展的教育环境，也为学校　新课程要求树立以人为本的学生观，教师必须自始至终　实施和谐教育奠定了坚实的社会基础。　把学生当主体看待　从而树立一切为学生、为一切学生的教学　总之，和谐教育就是以科学理论为指导，以社会发展需求　观念。课堂是实施素质教育的主阵地，必须千方百计地使学生　与人的自身发展需求相和谐为宗旨，协调并整体优化各种教　成为课堂的主人。久而久之，课堂上一直是教师唱主角，甚至　育因素。创设和谐的育人氛围，使教育节奏符合学生发展的规　是唱独角，师生关系极不和睹，课堂气氛也很不融洽，与高中　律，进而使“教”与“学”产生“谐振效应”，促进学生基本素质获　新课程强调的“从学生生活经验建构认知结构”“通过实验进　得全面和谐、充分发展的教育。　行科学探究”．以及重视“过程与方法”有悖。新课程改革下的　课堂教学应该让学生在课堂上当家作主，让教师的主导作用　参考文献：　得到充分发挥，形成和谐的师生互动课堂，达到“优质高效”的　『１］优化素质结构，促进小学生全面发展．北京师范大学　教学效能观。例如：在新教材的第一章第一节离子检验中，学　出版社．　生对硫酸根离子的检验不太容易搞清楚，我在实际教学中将　ｆ２１走进新课程一与课程实施者对话．北京师范大学出版社．　硫酸根离子的检验设计成以下几个问题：①一瓶无色的溶液　『３］丁建志．和谐教育．新华出版社出版．　是否含有硫酸根离子，如何检验？②加人氢氧化钡溶液有白色　『４］教育——财富蕴藏其中．联合国教科文组织的报告．　沉淀生成，是否可以证明该试祥中一定含有硫酸根离子？⑧硫　『５］黄济，王三主编．现代教育论．人民教育出版社．　２Ｏ１　■　１．４０　１．７９　　．ｍｏｌ的ｃ０转变生成三ｍ０１ＣＯ　时，平衡混合气体中ｃＯ，的体积分　３　２　Ｍ＝６１　②假没１．４ｏｇ全部足氧化物（设为Ｒ：０）　则：Ｒ　Ｏ　２Ｍ＋１６　１．４０　Ｍ＝２４．３　２Ｒ０Ｈ　数是：二ｘ１００％＝３３－３％，达平衡后又通入ｌｍｏｌＨ，Ｏ（气），可分　２　‘　２（Ｍ－Ｉ－１７）　１．７９　为两种极端情况加以讨论：　①假设再通入ｌｍｏ１Ｈ，０（气），ｃ０不再转变生成ｃ０　，ｃ０：的　２　实际上１．４０ｇ物质是Ｒ￣１１Ｒ，０的混合物，故Ｒ的相对原子质　量应介于２４－３—６１之间，题中已指明Ｒ是碱金属，相对原子质　量介于２４．３—６１之间的碱金属只有钾，其相对原子质量为３９，　答案为Ｂ　２．判定生成的产物　例２：含８．０ｇＮａＯＨ的溶液通人一定量的Ｈ　Ｓ后，得到的溶液　小心蒸千，称得无水物的质量为７．９ｇ，则该无水物中～定含有　的物质是（　）。　Ａ．Ｎａ　Ｓ　Ｂ．ＮａＨＳ　Ｃ．Ｎａ　Ｓ和ＮａＨＳ　Ｄ．ＮａＯＨ和ＮａＨＳ　分析：一定量的Ｈ　Ｓ，ＩＩ：ＩＮａＯＨ溶液反应涉及两个反应：　＠２ＮａＯＨ＋Ｈ，ｓ＝Ｎａ２Ｓ＋２Ｈ　０　（　ＮａＯＨ＋Ｈ　Ｓ＝ＮａＨＳ＋Ｈ　Ｏ　下面分两种极端情况加以讨论：　①当Ｈ，ｓ的量较少时，只发生反应①，假设８．０ｇＮａＯＨ完全　反应生成Ｎａ，Ｓ，可生成７．８ｇＮａ，Ｓ。　②当Ｈ，ｓ过量时，只发生反应②，假设８．ＯｇＮａＯＨ完全反应　生成ＮａｒｉＳ．可生成１１．２ｇ　ＮａＨＳ。　而题中溶液蒸干后得７．９ｇｆｆｄ水物，由以上计算可知，７．９ｇ　无水物的可能组成为ＮａＯＨ￣Ｎａ　Ｓ或Ｎａ　Ｓ和ＮａＨＳ，所以说该无　水物中一定含有的物质是Ｎａ，Ｓ，答案为Ａ。　３．判定混合物的成分　例３：在ＦｅＯ、Ｆｅ，Ｏ　￣ＣａＣＯ　的混合物中，已知铁元素的质　量分数为５６％，则ＣａＣ０　的质量分数可能是（　）。　Ａ．１　Ｏ％Ｂ．２５％Ｃ．３Ｏ％Ｄ．３５％　分析：要求ＣａＣＯ，的质量分数，可以先确定铁的氧化物的　质量分数范围．然后判定。　①假设铁的氧化物全部是ＦｅＯ，则其质量分数为：　５６＋１６—×５６％：７２％　５６　②假设铁的氧化物全部是Ｆｅ…０则其质量分数为：　５６ｘ２＋１６ｘ３　——ｘ５６％：８０％。　５６ｘ２　因此铁的氧化物质量分数在７２％－－８０％内，得：ｇＩｊＣａＣＯ　的　质量分数在２０％一２８％，答案为Ｂ。　４．判定反应进行的程度　例４：使１ｍｏｌＣＯ和１ｍｏｌＨ，Ｏ（气）在一定条件下发生反应　１　ＣＯ＋Ｈ２Ｏ．￣－ＣＯ　＋Ｈ２，达平衡时有÷ｍ０Ｊ　ｌ的ｃ０转变成ｃ０　，在其它　条件不变的情况下，再向反应器中充入１ｍｏ｜Ｈ，Ｏ（气），重新达　到平衡后，混合气体巾Ｃ０，的体积分数是（　）。　Ａ．２２．２％　Ｂ．２９．２％　Ｃ－３３－３％　Ｄ－３８．５％　１　分析：１ｍｏｌＣＯ和ｌｍｏｌＨ　Ｏ（气）反应达到平衡时，当有二　２０２　体积分数为＿．　ｘ１００％＝２２．２％。　２＋１　②假设再通人ｌｍｏｌＨ，Ｏ（气），ｃＯ完全转变生成ｃ０，，ｃ０，的　１　体积分数为—ｌ＿ｘ１００％＝３３－３％。　１＋２　事实上，在原平衡下再通人ｌｍｏｌＨ，Ｏ（气），平衡应向正反　应方向移动，ＣＯ的转化率增大，但不可能达到１００％，即不可能　将ｌｍｏＩＣＯ完全转化生成ｌｍｏＩＣＯ，，所以混合气体ｑｕＣｏ１的体积　分数应在２２－２％一３３＿３％之间，答案为Ｂ。　５．判定反应物或生成物的取值范围　例５：将Ｍｇ粉放人盛有ｃ０，和０，混合气体的密闭容器中充　分燃烧。　①若Ｍｇ粉的质量为６．０ｇ，反应后容器内Ｏ　剩余，则反应后　容器内的固体物质中一定含有　，该固体的质量为　。　②若Ｍｇ粉的质量为ａｇ，混合气体的体积为ｂＬ，反应后容器　内Ｏ　有剩余，则在ｂＬ混合气体中Ｖ（０。）的取值范围是　。　③若Ｍｇ粉的质量仍为ａｇ，混合气体的体积仍为ｂＬ，反应后　容器内无气体剩余，则反应后容器内固体物质质量的最大值　是　。（气体体积均已折算成标准状况下的数据）　分析：本题涉及的化学反应有：２Ｍｇ＋Ｏ，坚２Ｍｇ０，２Ｍｇ＋　Ｃ０　２Ｍｇ０＋Ｃ，又知Ｃ０，的氧化性ｔｇＯ，弱。　①当反应器内：ｒｆＯ，剩余时，则可推知Ｍｇ完全反应，ｃ０，没　有反应，即反应容器内的固体物质中一定ＭｇＯ，根据２Ｍｇ＋Ｏ，　２Ｍｇ０，计算可得ｎｌ（ＭｇＯ）＝１０ｇ。　②若求混合气体中ｖ（Ｏ，）的取值范围，就要用到极值法。　假设０　完全反应，，￣ｔＮ２Ｍｇ＋Ｏ２￣２ＭｇＯ，可求得Ｖ（０２）＝７ａ　Ｌ，　，　因而根据题意可知Ｖ（０　）的取值范围：｛　Ｌ＜Ｖ（Ｏ：）＜ｂＬ。　③求反应容器内固体物质质量的最大值时，可采用极端　假设法，设混合气体全部为Ｃ０　或０　。当全部为０　时，则容器内　固体物质的质量为ｍ：—ａ＋—３２　ｂ　ｇ：—ａ＋　１０ｂｇ，当全部为ｃ０２时，则容　２２．４　７　‘　器内固体物质的质量为ｍ＝　姜１１　　ｇＡ　＝　ａ＋１５Ｑ５　ｂｇ，然后经比较得到　反应后容器内固体物质质量的最大值是—ａ＋５５ｂ　—ｇ。　２　答案：①Ｍｇ０，ｌ０ｇ；＠￣－ＩＬ＜Ｖ（Ｏ２）＜ｂＬ；③百ａ＋５５ｂ　ｇ。　由上述解题过程不难发现．极值法只能找到符合题意的　可能的极大值或极小值，而无法确定实际值，但它弥补了中学　化学知识的不足，是解答某些选择题与半定量填空题的一把　金钥匙。