怎样处理化学计算中的“虚设”数据?

时间:2022-07-03 02:01:47

怎样处理化学计算中的“虚设”数据?

在有些化学计算题中,会出现一些似乎与计算无关的数据,我们可以将其称为“虚设”数据。那么,在解答化学计算题时,应该怎样处理这些“虚设”数据呢?请看下面的例题。

一、无用的数据

1.干扰数据

例1往装有2.5g铜粉和氧化铜混合物的试管中不断通入干燥的氢气,并加热到质量不再减少为止,冷却后称得残留固体的质量为2.18g。若用去氢气0.05g,则原混合物中氧化铜的质量分数是________。

解析:由于氢气还原氧化铜的实验操作要领是“先通氢,后加热;先撤灯,后停氢。”因此题中用去氢气的质量0.05g是一个虚设的干扰数据,对正确解题毫无用处。

设CuO的质量为x,反应前后固体质量减少了2.5g-2.18g=0.32g,则

解得x=1.6g

则原混合物中氧化铜的质量分数为1.6g/2.5g×100%=64%。

2.用则繁的数据

例2将2.4g石墨(不含杂质)在适量的氧气中燃烧(石墨无剩余),反应后气体中不含氧气.让该气体通过足量灼热的氧化铜后,再通入足量的石灰水中,最后无气体剩余,同时有6.4g铜生成。求理论上最后生成________g沉淀。

解析:解答本题的关键是弄清题中的化学变化过程中发生的一系列化学反应。由题意可知,石墨在氧气中燃烧,生成了CO和CO2两种气体。让生成的CO和CO2的混合气体,通过足量灼热的CuO,混合气体中的CO与CuO发生反应,生成Cu和CO2;然后将全部CO2气体通入足量的石灰水中,反应生成CaCO3沉淀和H2O。如果根据铜的质量(6.4g)进行推导计算,计算过程比较繁琐;而根据碳元素质量守恒可知,石墨的质量与沉淀CaCO3中碳元素的质量相等,据此可求得CaCO3的质量为2.4g/12/100=20g。

3.“陷阱”数据

例3将CaCO3含量为80%的石灰石200t,高温煅烧一段时间后(假设杂质不发生反应),得到固体134t,则得到的固体中CaO的质量分数是________。

解析:题中给出石灰石中CaCO3的含量为80%,容易诱使同学们产生错误的解题思路――根据石灰石中CaCO3的质量(200t×80%=160t)来求CaO的质量。实际上,高温煅烧后CaCO3并没有完全分解,80%这个数据只是命题者设置的一个“陷阱”。正确的解题思路如下。

反应生成的CO2的质量为200t-134t=66t,设反应生成的CaO的质量为x,则

二、有用的数据

1.隐含信息的数据

例4把一定质量、溶质质量分数为20%的某溶液蒸发掉10g水后,再冷却到20℃,有2g溶质析出,此时溶液中溶质的质量分数为24%,则该物质在20℃时的溶解度为()。

A.31.58gB.15.78g

C.47.37gD.23.69g

解析:题中并未说明20%的溶液是不是饱和溶液,因此不能以“蒸发掉10g水后,再冷却到20℃,有2g溶质析出”作为解题的依据,也就是说20%,10g,2g这三个值都是虚设数据。但这些虚设数据并不是毫无用处,而是暗示了溶质质量分数为24%的溶液是饱和溶液。因此,可知该物质在20℃时的溶解度为24g/100g-24g×100g=31.58g。故选A。

2.能用于分析的数据

例5为了测定某铜锌合金中锌的质量分数,某同学用该合金与稀硫酸反应,进行了三次实验,所得相关的实验数据记录如表1所示(实验误差忽略不计)。

分析表1数据可知,当所取合金与所用稀硫酸的质量比为______时,表明合金中的锌与稀硫酸恰好完全反应。试计算该铜锌合金中锌的质量分数。

解析:本题是一道数据分析题。对比第一次实验和第二次实验的数据,将稀硫酸的质量由100g增加到120g,仍然只生成0.4g氢气,说明25g合金中的锌已完全反应。再对比第二次实验和第三次实验的数据,将合金的质量由25g增加到50g,仍然只生成0.4g氢气,说明100g稀硫酸已完全反应。故当所取合金与所用稀硫酸的质量比为25g∶100g=1∶4时,合金中的锌与稀硫酸恰好完全反应。

设合金中锌的质量为x,则

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