化学式计算中的假设策略

wangluo

湖北省洪湖市实验中学 陈 新




    化学式计算是初中化学计算中的一个重要组成部分。但有些化学式计算题若按照常规的方法求解，不仅过程繁琐，计算量较大，而且容易出现错误。如果我们转换思维角度，采用不同的假设策略，常常能化繁为简，巧妙解题。




一、极端假设



极端假设就是将混合物的组成假设为多种极端情况，并针对各种极端情况进行计算分析，从而得出正确的判断。



例1.一定量的木炭在盛有氮气和氧气混合气体的密闭容器中充分燃烧后生成CO和CO2，且测得反应后所得CO、CO2、N2的混合气体中碳元素的质量分数为24%，则其中氮气的质量分数可能为（    ）



A.10%              B.30%             C.50%             D.70%



解析：本题采用极端假设法较易求解，把原混合气体分两种情况进行极端假设。



（1）假设混合气体只含N2和CO。设混合气体中CO的质量分数为x,则12/28=24%/x



x=56% ,则混合气体中N2的质量分数为：1—56%=44%



（2）假设混合气体只含N2和CO2。设混合气体中CO2的质量分数为y,则12/44=24%/y



y=88% ,则混合气体中N2的质量分数为：1—88%=12%



由于混合气体实际上由CO、CO2、N2三种气体组成，因此混合气体中N2的质量分数应在12%～44%之间，故符合题意的选项是B。



二、中值假设



中值假设就是把混合物中某纯净物的量值假设为中间值，以中间值为参照，进行分析、推理，从而巧妙解题。



例2.仅含氧化铁（Fe2O3）和氧化亚铁(FeO)的混合物中，铁元素的质量分数为73.1%，则混合物中氧化铁的质量分数为（    ）



A.30%               B.40%           C.50%            D.60%



解析：此题用常规法计算较为复杂。由化学式计算可知：氧化铁中氧元素的质量分数为70.0%，氧化亚铁中氧元素的质量分数为约为77.8%。假设它们在混合物中的质量分数各为50%，则混合物中铁元素的质量分数应为：（70.0%+77.8%）/2 =73.9%。题给混合物中铁元素的质量分数为73.1%＜73.9%,而氧化铁中铁元素的质量分数小于氧化亚铁中铁元素的质量分数，因此混合物中氧化铁的质量分数应大于50%，显然只有选项D符合题意。



三、等效假设



等效假设就是在不改变纯净物相对分子质量的前提下，通过变换化学式，把复杂混合物的组成假设为若干个简单、理想的组成，使复杂问题简单化，从而迅速解题。



例3.已知在NaHS、NaHSO3和MgSO4组成的混合物中硫元素的质量分数为a%，则混合物中氧元素的质量分数为 ____________。



解析：解此类题用常规方法显然不行，必须巧解，把五种元素质量分数的计算转化为只含三种元素质量分数的计算。由于Na和H的相对原子质量之和等于Mg的相对原子质量，所以可以将“NaH”视为与“Mg”等效的整体，据此，我们就可以将原混合物假设为由MgS、MgSO3和MgSO4三种化合物组成。通过对混合物中各成分的化学式观察可以看出，无论三种纯净物以何种质量比混合，混合物中Mg、S的原子个数比固定为1：1，混合物中Mg、S元素的质量比固定为24：32，因为混合物中硫元素的质量分数为a%，则混合物中Mg的质量分数为：(24/32)a%=3a%/4，所以混合物中氧元素的质量分数为1—a%—3a%/4=1－1.75a%。



四、赋值假设



赋值假设就是在有关化学式的无数据计算、以比值形式作已知条件或求比值的问题中，赋予某些特定对象具体的量值，化抽象为具体，以使问题顺利解决。



例4.青少年应“珍爱生命，远离毒品”。海洛因是一种常用的毒品，其元素的质量分数分别为：C：68.29%   H：6.23% O：21.68% ,其余为氮。若已知其相对分子质量不超过400，则一个海洛因分子中氮原子个数为（   ）



A.4                  B.3              C.2             D.1



解析：本题单纯从元素质量分数的角度出发，却很难找到一条明确的答题思路。依题意可知：海洛因中氮元素的质量分数为：1－68.29%－6.23%－21.68%=3.8% ，比海洛因中其它元素的质量分数都小，且氮原子的相对原子质量又较大，因此我们不妨假设一个海洛因分子中氮原子的个数为1，可计算海洛因的相对分子质量为：14/3.8%=368＜400，恰好符合题意，故一个海洛因分子中氮原子的个数为1，此题的答案应选D.

hao123456

化抽象为具体

园丁

如此简单