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高中化學(xué)計算解題的基本思維方式詳解

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  在化學(xué)的學(xué)習(xí)中,學(xué)生需要注意化學(xué)的計算題,下面學(xué)習(xí)啦的小編將為大家?guī)砀咧谢瘜W(xué)的計算題的解題的思維介紹,希望能夠幫助到大家。

  高中化學(xué)計算解題的基本思維方式

  化學(xué)計算題千變?nèi)f化,千差萬別,解法不一. 解題雖然沒有一成不變的方式方法,卻應(yīng)建立解題的基本思維方式. 題示信息+基礎(chǔ)知識+邏輯思維+心理素質(zhì),就是這樣一種思維方式. 它強調(diào)解題應(yīng)按一定的基本步驟進行,其中最不可缺少的4個步驟是:

  1?認(rèn)真閱讀,挖掘題示信息 認(rèn)真審題,明確條件和要求,挖掘題示和信息,弄清要解決的問題. 有些關(guān)鍵題示往往成為解題的突破口.

  2?靈活組合,運用基礎(chǔ)知識 弄清題意后,在明確化學(xué)涵義的基礎(chǔ)上,需選擇、調(diào)用貯存在自己腦中的基礎(chǔ)知識塊,使之分解、遷移、轉(zhuǎn)換、重組. 化學(xué)基礎(chǔ)知識的融會貫通、組合運用是解決化學(xué)問題的基礎(chǔ).

  3?充分思維,形成解題思路 融入思考,運用化學(xué)知識,找出已知項與未知項在量方面的內(nèi)在聯(lián)系;找出突破口,并抓準(zhǔn)解題的關(guān)鍵環(huán)節(jié);廣開思路,使隱蔽的關(guān)系項變明顯,最終形成正確的解題思路,并靈活選擇適合的方法將題解出.

  4?調(diào)整心態(tài),提高心理素質(zhì) 一旦形成解題答案后,有些學(xué)生或因盲目沖動、或因焦慮程度過高、或因"暗示"干擾等等,忽視了對解題過程的監(jiān)控和答案合理性驗算,這些都與學(xué)生的心理因素有關(guān). 尤其是化學(xué)計算,需要逐步認(rèn)識和消除心理性失誤造成對解題成績的影響,才可能考出最佳水平. 以上4個步驟是解題思維的四個基本步驟. 從某種意義上講,它也是一種能力,反映了解決化學(xué)問題的基本能力要求,所以我們有時稱"題示信息+基礎(chǔ)知識+邏輯思維+心理素質(zhì)"為解題的能力公式.

  示例 (2002年春季高考題)三聚氰酸C3N3(OH)3可用于消除汽車尾氣中的氮氧化物(如NO2). 當(dāng)加熱至一定溫度時,它發(fā)生如下分解:C3N3(OH)3=3HNCO.

  (1)寫出HNCO和NO2反應(yīng)的化學(xué)方程式. 分別指明化合物中哪種元素被氧化,哪種元素被還原,標(biāo)出電子轉(zhuǎn)移的方向和數(shù)目.

  (2)若按上述反應(yīng)式進行反應(yīng),試計算吸收1.0kgNO2所消耗的三聚氰酸的質(zhì)量.

  解析 (1)步驟:寫出HNCO和NO2反應(yīng)方程式?配平?確定化合價變化?確定N、C、O、H化合價?確定HNCO的結(jié)構(gòu)式(H-NCO),問題得解. (審題、挖掘題示信息) (2)分析反應(yīng):H+→+CO2+H2O,反應(yīng)前后H、O、N化合價不變,根據(jù)化合價升降數(shù)相等,配平. 根據(jù)氧化還原反應(yīng)概念形成另一答題點. (基礎(chǔ)知識) (3)根據(jù)共價化合物化合價概念,可從結(jié)構(gòu)式判斷HNCO中各元素的化合價. 反應(yīng)中元素化合價升高(或降低)數(shù)=元素原子失去(或得到)電子數(shù). 由配平的方程式確定計算關(guān)系式:C3N3(OH)3~3HNCO~9/4NO2. (邏輯思維) (4)檢索審題:知識、方法、計算是否有疏漏, 答案的合理性(如得、失電子數(shù)是否相等,有效數(shù)據(jù)取舍等,解題規(guī)范性等). (心理素質(zhì)) HNCO中的氮元素被氧化,NO2中的氮元素被還原. (2)1.2kg.

  高考化學(xué)知識點計算訓(xùn)練

  1?以微觀的質(zhì)子數(shù)、中子數(shù)、電子數(shù)、質(zhì)量數(shù)、核外電子數(shù)、陰、陽離子的電荷數(shù)、原子序數(shù)為主的有關(guān)原子結(jié)構(gòu)的計算. 2?判斷氧化產(chǎn)物、還原產(chǎn)物的價態(tài),以反應(yīng)過程中原子守恒為主的有關(guān)化合價計算. 3?以物質(zhì)的量、質(zhì)量、氣體體積、微觀粒子數(shù)為主的有關(guān)阿伏加德羅常數(shù)的計算. 4?以多角度、多綜合為主的有關(guān)化學(xué)反應(yīng)速率及化學(xué)平衡的計算. 5?以物質(zhì)的量濃度、pH、H+濃度、粒子濃度為主的有關(guān)電解質(zhì)溶液的計算. 6?有關(guān)溶解度、溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)、物質(zhì)的量濃度相互關(guān)系的計算. 7?以確定有機物分子組成為主的計算. 8?以處理圖表數(shù)據(jù)、定量實驗結(jié)果等為主的應(yīng)用性計算.

  題型訓(xùn)練例釋 ?

  1? 今有0.1mol·L-1Na2SO4溶液300 mL,0.1mol·L-1MgSO4溶液200mL和0.1mol·L-1A12(SO4)3溶液100mL,這三種溶液中硫酸根離子濃度之比是( ).

  A? 1∶1∶1 B? 3∶2∶1 C? 3∶2∶3 D? 1∶1∶3 (濃度的計算及思維的敏捷性測試.

  答:D

  2? 6.4g銅與過量的硝酸(8mol/L 60mL)充分反應(yīng)后,硝酸的還原產(chǎn)物有NO、NO2,反應(yīng)后溶液中所含H+為nmol,此時溶液中所含NO3-的物質(zhì)的量為( ).A? 0.28mol B? 0.31mol C? (n+0.2)mol D? (n+0.4)mol (化學(xué)方程式計算、守恒法運用. 答:C. )

  3? 在一固定容積的密閉容器中,充入2molA和1molB發(fā)生如下反應(yīng):2A(g)+B(g)?xC(g),達到平衡后,C的體積分?jǐn)?shù)為W%;若維持容器體積和溫度不變以0.6molA、0.3molB和1.4molC為起始物質(zhì),達到平衡后,C的體積分?jǐn)?shù)也為W%,則x的值為( ). A? 4 B? 3 C? 2 D? 1 (等效平衡計算、思維多向性等.

  答:B、C. )

  4? C8H18經(jīng)多步裂化,最后完全轉(zhuǎn)化為C4H8、C3H6、C2H6、C2H4、CH4五種氣體的混合物. 該混合物的平均相對分子質(zhì)量可能是( ). A? 28 B? 30 C? 38 D? 40 (平均相對分子質(zhì)量計算、守恒法和極端假設(shè)法運用等.   答:B、C. )

  5? 如圖1表示金屬X,Y以及它們的合金Z分別與足量鹽酸反應(yīng)時產(chǎn)生氫氣量的情況,其中橫坐標(biāo)表示消耗金屬的物質(zhì)的量,縱坐標(biāo)表示產(chǎn)生氫氣的體積(標(biāo)準(zhǔn)狀況). 下列有關(guān)Z的組成判斷正確的是( ). A? n(Na)∶n(Fe)=2∶1 B? n(Mg)∶n(K)=1∶2 C? n(Na)∶n(Al)=1∶3 D? n(K)∶n(Al)=1∶1 氣體摩爾體積計算、圖像計算,平均值法和十字交叉法運用等.

  答:D.

  以高考Ⅱ卷為基準(zhǔn)的利用數(shù)學(xué)工具解決化學(xué)問題的化學(xué)計算思想方法訓(xùn)練

  近幾年高考化學(xué)試題Ⅱ卷中的化學(xué)計算試題,要求考生將題目中各種信息轉(zhuǎn)變成數(shù)學(xué)條件,邊計算邊討論足量、適量、過量、不過量等各種邊界條件,利用不等式、不定方程、幾何定理、數(shù)軸、圖像等數(shù)學(xué)工具,靈活機智地將化學(xué)問題抽象成為數(shù)學(xué)問題,或者是將隱含的信息變?yōu)閿?shù)學(xué)的邊界條件,以解決化 學(xué)問題. 高考化學(xué)試題中計算題使用的數(shù)學(xué)思想主要有函數(shù)思想、分類討論思想、數(shù)形結(jié)合思想等.

  1?函數(shù)思想:就是用運動、變化的觀點去分析和處理化學(xué)問題中定量與變量之間的相依關(guān)系,建立數(shù)學(xué)模型,解決化學(xué)問題.

  2?分類討論思想:按照一定的標(biāo)準(zhǔn)把復(fù)雜、綜合的計算題分解成幾個部分或幾種情況,然后逐個解決. 適用于連續(xù)、多步化學(xué)反應(yīng)過程的計算,一般使用"特值-數(shù)軸"法. 特值:按某個化學(xué)方程式恰好反應(yīng)的比值確定. 數(shù)軸:用變化的量或方程式中反應(yīng)物的比值作為數(shù)軸的變量畫出數(shù)軸,將連續(xù)分步化學(xué)反應(yīng)過程分解為某個范圍的特定反應(yīng)過程,分段討論,作出完整的答案.

  3?數(shù)形結(jié)合思想:就是將復(fù)雜或抽象的數(shù)量關(guān)系與直觀形象的圖形在方法上互相滲透,并在一定條件下互相轉(zhuǎn)化和補充的思想,以此開闊解題思路,增強解題的綜合性和靈活性,探索出一條合理而簡捷的解題途徑. 可分為利用數(shù)求解形的題目和利用形求解數(shù)的題目. 按現(xiàn)行高考化學(xué)計算主流題型,分類設(shè)計針對性訓(xùn)練如下.

  1?混合物反應(yīng)的計算

 ?、倩旌衔镉嬎闶腔瘜W(xué)計算中的一種最基本的類型. 混合物可以是固體、氣體或溶液,解題過程中必須仔細(xì)審題,理清各物質(zhì)之間的數(shù)量關(guān)系,必要時可采用圖示或簡捷的化學(xué)用語表示.

 ?、诙旌衔锸腔旌衔镉嬎阒凶钪匾沧罨镜囊环N類型,其一般解題思路是:設(shè)二個未知數(shù),然后根據(jù)有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式中物質(zhì)的量關(guān)系,列出二元一次方程組求解.

 ?、墼诮忸}過程中注意運用原子守恒、電荷守恒、極值法等方法,以簡化解題過程.

  題1 在含有7.16gNaHCO3和Na2CO3的溶液中加入1 mol·L-1的硫酸溶液70 mL,完全反應(yīng)后生成1.792L(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)CO2,計算原溶液中含Na2CO3的質(zhì)量.

  答:2.12g.

  2?過量問題的計算

  過量判斷的化學(xué)計算題出現(xiàn)較多,其判斷的方法因題型(即所給已知條件)不同而不同. 常見的有常規(guī)方法、極端假設(shè)法、產(chǎn)物逆推法等. 因此判斷的方法靈活多變,具有一定的難度.

  題2 在一定條件下,使H2和O2的混合氣體26g充分發(fā)生反應(yīng). 所得產(chǎn)物在適當(dāng)溫度下跟足量的固體Na2O2反應(yīng),使固體增重2g. 求原混合氣體中O2和H2的質(zhì)量.

  答:O2∶24g,H2∶2g或O2∶16g;H2∶10g.

  3?確定復(fù)雜化學(xué)式的計算

  該類題目的特點是:給出一種成分較為復(fù)雜的化合物及其發(fā)生某些化學(xué)反應(yīng)時產(chǎn)生的現(xiàn)象,通過分析、推理、計算,確定其化學(xué)式. 此類題目將計算、推斷融為一體,計算類型靈活多變,具有較高的綜合性,在能力層次上要求較高. 其解題的方法思路:一是依據(jù)題目所給化學(xué)事實,分析判斷化合物的成分;二是通過計算確定各成分的物質(zhì)的量之比.

  題3 為測定一種復(fù)合氧化物型的磁性粉末材料的組成,稱取12.52g樣品,將其全部溶于過量稀硝酸后,配成100 mL溶液. 取其一半,加入過量K2SO4溶液,生成白色沉淀,經(jīng)過濾、洗滌、烘干后得4.66g固體. 在余下的50mL溶液加入少許KSCN溶液,顯紅色;如果加入過量NaOH溶液,則生成紅褐色沉淀,將沉淀過濾、洗滌、灼燒后得3.20 g固體. (1)計算磁性粉末材料中氧元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù). (2)確定該材料的化學(xué)式.

  答:①20.45%. ②BaFe2O4(或BaO·Fe2O3).

  4?有機物計算

  推算有機物的分子式或結(jié)構(gòu)簡式,有機混合物的組成和含量的計算,有機物燃燒反應(yīng)有關(guān)量的討論及有機信息遷移等有關(guān)計算.

  題4 某含氧有機化合物可以作為無鉛汽油的抗爆震劑,它的相對分子質(zhì)量為88.0,含碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為68.2%,含氧的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為13.6%,紅外光譜和核磁共振氫譜顯示該分子中共有4個甲基. 請寫出其結(jié)構(gòu)簡式.

  答:(CH3)3COCH3.

  5?多步反應(yīng)的計算

  題目特征是化學(xué)反應(yīng)原理是多個連續(xù)反應(yīng)發(fā)生,起始物與目標(biāo)物之間存在確定的量的關(guān)系. 解題時應(yīng)先寫出有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式,再找出已知物和未知物之間的物質(zhì)的量關(guān)系,列出計算.

  題5 已知下列化學(xué)反應(yīng): 4FeS+7O22Fe2O3+4SO2 2H2S+SO2=3S+2H2O Na2SO3+SNa2S2O3用下列途徑制備海波(Na2S2O3·5H2O): (1)計算:原料FeS在反應(yīng)(a)和(b)中的理論分配比. (2)現(xiàn)有88gFeS,設(shè)NaOH溶液吸收SO2的吸收率為96%,問最多制備海波質(zhì)量為多少﹖

  答:①2∶1. ②120g

  6?范圍討論計算

  依據(jù)的化學(xué)原理是反應(yīng)物之間相對含量不同而產(chǎn)物不同(如H2S與O2反應(yīng)、多元酸與堿反應(yīng)、CuO與焦炭反應(yīng)、Na2O2與NaHCO3共熱、C12與NH3反應(yīng)等),所以,此類題目實際上是過量計算的演化和延伸. 范圍討論計算的解題方法思路是:

  (1)寫方程式、找完全點. 即寫出因反應(yīng)物相對量不同而可能發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)方程式并分別計算找出兩者恰好完全反應(yīng)時的特殊點.

  (2)確定范圍、計算判斷. 即以恰好完全反應(yīng)的特殊點為基準(zhǔn),討論大于、小于或等于的情況,從而劃出相應(yīng)的區(qū)間,確定不同范圍,然后分別討論在不同范圍內(nèi)推測判斷過量,從而找出計算根據(jù),確定計算關(guān)系.

  題6 向300 mL KOH溶液中緩慢通入一定量的CO2氣體,充分反應(yīng)后,在減壓低溫下蒸發(fā)溶液,得到白色固體. 請回答下列問題:

  (1)由于CO2通入量不同,所得到的白色固體的組成也不同,試推斷有幾種可能的組成,并分別列出.

  (2)若通入CO2氣體為2.24 L(標(biāo)準(zhǔn)狀況下),得到11.9g的白色固體. 請通過計算確定此白色固體是由哪些物質(zhì)組成的,其質(zhì)量各為多少?所用的KOH溶液的物質(zhì)的量濃度為多少?

  答(1)4種. ①KOH、K2CO3. ②K2CO3. ③K2CO3、KHCO3. ④KHCO3.

  (2)K2CO3∶6.9g, KHCO3∶5.0g;c(KOH)=0.50mol/L.

  7?信息遷移型計算

  題目材料給出與計算有關(guān)的新信息,為了將給出的信息遷移至題設(shè)情境中,需要調(diào)用苦干已有的知識,形成新的知識網(wǎng)絡(luò). 信息遷移題的出現(xiàn),有利于考查計算技能,有利于公平競爭.

  題7 參考下列(a)~(c)項的敘述并回答有關(guān)問題.

  (a) 皂化是使1g油脂皂化所需要的氫氧化鉀的毫克數(shù).

  (b) 碘值是使100g油脂加成碘的克數(shù).

  (c) 各種油脂的皂化值、碘值列表如下(假設(shè)下述油脂皆為(RCOO)3C3H5型的單甘油酯):

  (1)主要成分皆為(C17H33COO)3C3H5(相對分子質(zhì)理884)形成的油,其皂化值是_______.

  (2)硬化大豆油的碘值小的原因是_________.

  (3)使碘值為180的魚油100g硬化所需要吸收的氫氣在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積至少是_______L.

  (4)比較油脂的皂化值大小,可推知油脂_____.

  答:①190. ②主要為飽和脂肪酸甘油酸. ③15.9,④不同的油脂,所含的CC數(shù)不同.

  8?半定量計算

  將化學(xué)概念、原理的定性知識和化學(xué)定量計算結(jié)合的一類試題. 解答此類題應(yīng)注重對相關(guān)化學(xué)知識的理解、分析、應(yīng)用上,從而形成正確的解計算題的思想方法. 刪減繁雜的數(shù)學(xué)計算是高考化學(xué)命題的趨勢.

  題8 (1)由2個C原子、1個O原子、1個N原子和若干個H原子組成的共價合物,H的原子數(shù)目最多為_____個,試寫出其中一例的結(jié)構(gòu)簡式______.

  (2)若某共價化合物分子只含有C、N、H三種元素,且以n(C)和n(N)分別表示C和N的原子數(shù)目,則H原子數(shù)目最多等于_________. (3)若某共價化合物分子中含有C、N、O、H四種元素,且以n(C)、n(N)和n(O)分別表示C、N和O的原子數(shù)目,則H原子數(shù)目最多等于_________.

  答:①7;H2NCH2-CH2OH. ②2n(C)+n(N)+2. ③2n(C)+n(N)+2.

  9? 數(shù)據(jù)缺省型的計算

  數(shù)據(jù)缺省型題目的特點是:構(gòu)成計算要素的已知量缺省,要求學(xué)生根據(jù)計算要求補充這一缺省量,然后進行有關(guān)計算. 數(shù)據(jù)缺省型計算題是近幾年國家命題組開發(fā)出來的成功計算題型. 此類試題對考查學(xué)生邏輯思維能力及學(xué)習(xí)潛能特別有效.

  題9 一般情況下,較強的氧化劑[如 MnO2、KMnO4、KClO3、K2Cr2O7、Ca(ClO)2等]氧化濃鹽酸時,有如下反應(yīng)規(guī)律:氧化劑+濃鹽酸→金屬氯化物+水+氯氣. 將Ag漂粉精(過量)放入BLcmol/L濃鹽酸中. ①寫出發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式:_____、____;②欲測定鹽酸被漂粉精氧化的最低濃度D,缺少的條件是______(用字母表示,并說明字母含義),列出求D的計算式,D=_____(假設(shè)溶液體積不變). ①漂粉精與不同濃度的鹽酸的反應(yīng)為: Ca(ClO)2+4HCl(濃)=CaC12+2C12↑+2H2O, Ca(ClO)2+2HC1(稀)=CaC12+2HC10. ②需測定"標(biāo)準(zhǔn)狀況下生成C12的體積VL". D=, 或mol/L.

  10? 圖表型的計算

  本題型特點是解題條件隱含在圖表之中,旨在考查學(xué)生挖掘圖表信息能力、觀察能力與思維的深刻性等.

  題10 圖2是100mgCaC2O4·H2O受熱分解時,所得固體產(chǎn)物的質(zhì)量隨溫度變化的曲線. 試?yán)脠D2中信息結(jié)合所學(xué)的知識,回答下列各問題: (1)溫度分別為t1和t2時,固體產(chǎn)物的化學(xué)式A是_____,B是______. (2)由CaC2O4·H2O得到A的化學(xué)方程式為___________________________________. (3)由A得到B的化學(xué)方程式為________. (4)由圖計算產(chǎn)物C的相對分子質(zhì)量,并推斷C的合理的化學(xué)式. 答:①CaC2O4? CaCO3. ②CaC2O4·H2OCaC2O4+H2O↑. ③CaC2O4CaCO3+CO↑. ④56;CaO.

  11? STS計算

  計算背景材料為科學(xué)、技術(shù)與社會內(nèi)容,反映化學(xué)學(xué)科發(fā)展的時代性和發(fā)展性. 如最新科技、化工生產(chǎn)、環(huán)境治理等方面計算.

  題11 在氯氧化法處理含CN-的廢水過程中,液氯在堿性條件下可以將氰化物氧化成氰酸鹽(其毒性僅為氰化物的千分之一),氰酸鹽進一步被氧化為無毒物質(zhì).

  (1)某廠廢水中含KCN,其濃度為650 mg/L. 現(xiàn)用氯氧化法處理,發(fā)生如下反應(yīng)(其中N均為-3價): KCN+2KOH+C12→KOCN+2KC1+H2O 被氧化的元素是_________.

  (2)投入過量液氯,可將氰酸鹽進一步氧化為氮氣. 請配平下列化學(xué)方程式,并標(biāo)出電子移方向和數(shù)目: □KOCN+□KOH+□C12→□CO2+□N2+□KC1+□H2O

  (3)若處理上述廢水20L,使KCN完全轉(zhuǎn)化為無毒物質(zhì),至少需液氯______g.

  答:①C. ② ③33.5.

  題12 已知1mol e-轉(zhuǎn)移時所通過的電量為1法拉第(F),1F=96500C. 現(xiàn)有一個鉛蓄電池,最初有100gPb和100g PbO2加入過量的硫酸,發(fā)生如下反應(yīng): Pb+PbO2+2H2SO4PbSO4+2H2O 理論上,一個電池可以放電直到其中的一個電極完全耗盡為止. 假如現(xiàn)不再充電,電池工作到反應(yīng)完全,若該電池放電電流為1.00A. 通過計算求:

  (1)正、負(fù)極的電極材料,________極先消耗完.

  (2)理論上該電池放電最長時間是多少小時?答:①正. ②22.4h. 學(xué)生經(jīng)過以上化學(xué)計算題型訓(xùn)練,可形成化學(xué)計算解題技能,并逐步培養(yǎng)《考試說明》規(guī)定的"將化學(xué)問題抽象為數(shù)學(xué)問題,利用數(shù)學(xué)工具,通過計算和推理?結(jié)合化學(xué)知識 解決化學(xué)問題的能力".

  高中化學(xué)燃料電池的電極反應(yīng)式的書寫介紹

  一、電極反應(yīng)書寫常見錯誤舉例及錯因分析

  1.完成甲烷—硫酸構(gòu)成的燃料電池的電極反應(yīng)

  1正極:2O2+8e- +4H+=4OH-

  2正極:O2+8e- =O2-

  3正極:2O2+8e- +4H2O=8OH-

  4負(fù)極:CH4-8e- +2OH- =CO2+6H2O

  5正極:CH4-8e- +3OH- =CO32-+7H+

  錯因分析:在硫酸溶液顯酸性,其中有很多H+,那么OH-、O2-、 CO32-就不能存在的因此書寫電極反應(yīng)就應(yīng)關(guān)注溶液的酸性;24中還存在質(zhì)量不守恒電、荷不守恒的問題;5中CO32-與7H+本來就不能共存的,且沒有區(qū)分開正、負(fù)極

  2.完成甲烷—氫氧化鈉燃料構(gòu)成的燃料電池的電極反應(yīng)

  1正極:O2+8e- +H2O=8OH-

  2正極:O2+8e- +H+=H2O

  3負(fù)極:CH4-8e- +OH- =CO2+6H2O

  錯因分析:在氫氧化鈉溶液顯堿性,其中有很多OH-+ ,那么H+、O2-、 CO2就不能存在的因此書寫電極反應(yīng)就應(yīng)關(guān)注溶液的堿性;1中還存在質(zhì)量不守恒、23同時存在質(zhì)量、電荷不守恒的問題。

  二、解題程序介紹

  例:完成甲醛——氫氧化鈉燃料電池的電極反應(yīng)

  1.純氧化還原反應(yīng)角度分析:

0 +4
HCHO + O2 → CO2 + H2O

  氧化反應(yīng):HCHO-6e→CO2+H+

  還原反應(yīng):O2+4e-→2O2-

  (暫不考慮電解質(zhì)的作用、也不必配平只考慮價態(tài)變化和得失電子)

  2.將負(fù)、正極與氧化還原、反應(yīng)對應(yīng)起來置換

  1理解好原電池的原理熟記下表關(guān)系

兩極
反應(yīng)
電子得失
電子流向
化合價變化
正極
還原反應(yīng)
得電子
電子流入
降低
負(fù)極
氧化反應(yīng)
失電子
電子流出
升高

  2借助干電池的正負(fù)極建立上述對應(yīng)關(guān)系

  負(fù)極(氧化反應(yīng)):HCHO-6e→CO2+H+

  正極(還原反應(yīng)):O2+4e-→2O2-

  3.檢查修正電極反應(yīng):

  第一步:分析電解質(zhì)溶液成分看有哪一些粒子能和上面的電極反應(yīng)式中的微粒結(jié)合

2-
NaOH溶液中主要有OH-、H2O、Na+,上述微粒中CO2、H+ 、O2-依次能和OH-、OH-、H2O結(jié)合成CO3 、H2O、 H2O

  負(fù)極:HCHO-6e-+ OH-→CO32-+ H2O

  正極:O2+4e-+ H2O→2OH-

  第二步:檢查電荷是否守恒

  負(fù)極:HCHO-6e-+8OH-→CO32-+H2O

  正極:O2+4e-+ H2O→4OH-

  第三步:檢查質(zhì)量是否守恒

  負(fù)極:HCHO-6e-+8OH-→CO3+5H2O

  正極:O2+4e-+ 2H2O→4OH-

  三、教學(xué)前瞻性設(shè)計

  由于本部分知識和氧化還原反應(yīng)、離子反應(yīng)有著不可分割的聯(lián)系所以在進行前兩部分教學(xué)和習(xí)題講評時就應(yīng)有意識地進行教學(xué)鋪墊比如:分析氧化還原反應(yīng)時將它分為氧化反應(yīng)部分,還原反應(yīng)部分;在進行離子方程式教學(xué)時進行電荷守恒訓(xùn)練,尤其是對氧化還原型離子方程進行分析時就可結(jié)合二都進行強化

  四、習(xí)題遷移訓(xùn)練

  15.(05廣東)一種新燃料電池,一極通入空氣,另一極通入丁烷氣體;電解質(zhì)是摻雜氧化釔(Y2O3)的氧化鋯(ZrO2)晶體,在熔融狀態(tài)下能傳導(dǎo)O2-。下列對該燃料說法正確的是()

  A. 在熔融電解質(zhì)中,O2-由負(fù)極移向正極

  B. 電池的總反應(yīng)是:2C4H10 + 13O2 → 8CO2 + 10H2O

  C. 通入空氣的一極是正極,電極反應(yīng)為:O2 + 4e- = 2O2-

  D. 通入丁烷的一極是正極,電極反應(yīng)為:C4H10 + 26e- + 13O2 = 4CO2 + 5H2O

  答案:BC提示:1、電解質(zhì)是摻雜氧化釔(Y2O3)的氧化鋯(ZrO2)晶體,在熔融狀態(tài)下能傳導(dǎo)O2-即電解質(zhì)混合物中的陰離子就是O2-陽離子就是金屬離子;2、O2+4e-→2O2-;C4H10只能失電子的


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