例?將78克碳酸鈣和氧化鈣的混和物,加熱至質量不在減少為至,冷卻后放入200克溶質質量分數(shù)為36.5%的鹽酸中,恰好反應,最后所得溶液的質量為265克,計算所得溶液的溶質質量分數(shù).(結果保留一位有效數(shù)字)
解法一?常規(guī)推理法
思路分析:引導學生從常規(guī)方法想起,從結論入手,最后所得256克溶液是氯化鈣溶液,要求溶液的溶質質量分數(shù),再知道溶質氯化鈣即可,氯化鈣的來源是碳酸鈣加熱分解產(chǎn)生的氧化鈣和原有氧化鈣與鹽酸反應得到的,如果找到78克混合物中碳酸鈣和氧化鈣分別為多少,就可以算出加熱后生成的氧化鈣,也就知道了原有氧化鈣,通過氧化鈣和鹽酸反應,利用氧化鈣的質量算出氯化鈣的質量。啟發(fā)學生分析,78克碳酸鈣和氧鈣的混合物與200克鹽酸的質量和,為什么比最后所得溶液的質量少?(78克?200克?256克?22克)。不難發(fā)現(xiàn)則22克是碳酸鈣加熱分解產(chǎn)生的二氧化碳,這就是解題的關鍵。
解:設78克混合物中碳酸鈣質量為x,生成氧化鈣的質量為y,生成氯化鈣的質量為z。
由題意可知,加熱分解碳酸鈣產(chǎn)生二氧化碳的質量為:78克?200克?256克?22克。 CaCO3 = CaO ? CO2↑
100 56 44
x y 22克
? x??50克
? y??28克
則混合物中氧化鈣的質量為:78克?50克?28克
CaO ? 2HCl = CaCl2 ? H2O
56 111
28克?28克 z
? z??111克
所以:所得溶液的溶質質量分數(shù):×100%≈43.4%
解法二?元素守衡法
思路分析:根據(jù)題意,200克溶質質量分數(shù)為36.5%的鹽酸與氧化鈣完全反應生成氯化鈣,由質量守衡定律可知氯化鈣中的氯元素全部來自鹽酸,則鹽酸中氯元素的質量等于氯化鈣中氯元素的質量,通過氯元素的質量利用化學式算出氯化鈣的質量。
解:200克36.5%的鹽酸中HCl的質量為:200克×36.5%?73克
氯化氫中氯元素的質量為:73克××100%?71
氯化鈣的質量為:71克÷×100%?111克
氯化鈣溶液的溶質質量分數(shù):×100%≈43.4%
解法三?元素守衡法
思路分析:根據(jù)質量守定律,碳酸鈣加熱分解后生成氧化鈣,碳酸鈣中鈣元素進入氧化鈣中,氧化鈣和鹽酸反應生成氯化鈣,最終鈣元素進入氯化鈣中,因此,不論是碳酸鈣中的鈣,還是氧化鈣中的鈣,最終都進入氯化鈣中,我們可以根據(jù)鈣元素守衡,根據(jù)解法一,算出碳酸鈣的質量和原來氧化鈣的質量,計算出碳酸鈣和原來氧化鈣中鈣的質量,則碳酸鈣和原來氧化鈣中鈣的質量等于氯化鈣中鈣的質量,再通過氯化鈣的化學式,求的氯化鈣的質量,進而可以算出氯化鈣溶液中氯化鈣的質量分數(shù)。
解:設78克混合物中碳酸鈣的質量為x,則原有氧化鈣的質量為78克?x。
由題意知:加熱分解碳酸鈣產(chǎn)生二氧化碳的質量為78克?200克?256克?22克。
CaCO3 = CaO + CO2↑
100 44
x 22克
? x??50克
則原混合物中氧化鈣的質量為:78克?50克?28克
碳酸鈣中鈣的質量為:50克××100%?20克
氧化鈣中鈣的質量為:28克××100%?20克
氯化鈣中鈣元素的質量為:20克 ? 20克?40克
則氯化鈣的質量為:40克÷×100%?111克
所以,氯化鈣溶液中溶質的質量分數(shù)為:×100%?43.4%
答:所得溶液中溶質的質量分數(shù)3.4%。
在平時教學中教師要善于引導學生拓開思路,尋求問題的多種解法,要善于將習題變化拓展,為學生的思維和創(chuàng)新創(chuàng)設寬闊的情景,這些做法很大程度上提高了學生的思維能力和解題能力。
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