基于碱金属的化学计算

摘要：新课程考试大纲提出：“了解定量研究的方法是化学发展为一门科学的重要标志。”定量研究的思想和方法离不开具体的化学知识，所以应该把化学计算的学习融入到每一部分的化学知识中。

关键词：化学；碱金属；定量

中图分类号：G632.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2014）17-0086-02

新课程考试大纲提出：“了解定量研究的方法是化学发展为一门科学的重要标志。”定量研究离不开化学计算，所以在高考试题中化学计算的地位是非常突出的。定量研究的思想和方法离不开具体的化学知识，所以应该把化学计算的学习融入到每一部分的化学知识中。碱金属及其化合物是中学化学的主干知识，涉及碱金属的计算题涵盖了许多化学思想和方法，以下列举其中常见的计算方法。

一、差量法

例1：（2009年全国理综卷I・11）为了检验某含有NaHCO3杂质的Na2CO3样品的纯度，现将w1g样品加热，其质量变为w2g，则该样品的纯度（质量分数）是（？摇？摇）。

A.？摇■ B.■

C.？摇？摇■ D.■

解析：样品中只有杂质NaHCO3受热质量会发生变化，所以根据质量变化即可求出NaHCO3的质量。

2NaHCO3=Na2CO3+H2O+CO2质量差

168g？摇？摇？摇 106g？摇 ？摇？摇62g

x？摇？摇？摇？摇？摇？摇 ？摇（w1-w2）g

所以杂质的质量x=[84（w1-w2）/31]g，答案为A。

什么时候适合采用差量法呢？一般是已知量为混合物的时候，使用的差量一般为已知量之差。运用差量法的关键是找出产生差量的原因。

例2：将a克过氧化钠加入到93.8g水中，完全反应后的溶液为100g，则该溶液的质量分数为（？摇？摇）

A.4%？摇？摇？摇？摇B.4.2%？摇？摇？摇？摇C.8%？摇？摇？摇？摇D.12%

解析：93.8g变为100g的原因是加入了过氧化钠并释放了氧气，也可以根据质量守恒定律理解为ag+93.8g=100g+m（O2），所以100g-93.8g=6.2g为参加反应的过氧化钠与生成的氧气的质量之差。设生成NaOH的质量为x。

2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2？摇质量差

156g ？摇？摇？摇80g？摇？摇？摇 32g？摇？摇？摇124g

？摇 x？摇？摇？摇 6.2g

解得x=4g，答案A。

差量法不仅可以使用质量差，也常常运用体积差。

二、特殊值法

当问题的结果存在几种不同的可能时，常采用讨论法。使用讨论法的关键是找到特殊值或极限值，确定讨论区间。

例1：由NaOH和NaHCO3组成的混合物10.24g在260℃下充分反应后排出气体，冷却至室温后，称得剩余固体的质量为8.28g，则混合物中NaOH和NaHCO3的组成情况是（？摇？摇）。

A.n（NaOH）>n（NaHCO3）？摇？摇？摇B.n（NaOH）=n（NaHCO3）

C.n（NaOH）

解析：热重法是分析物质组成常用的方法，例如2011年新课标全国卷就有此类试题。该题中NaHCO3受热分解产生的CO2气体能和NaOH反应，若NaOH能将CO2气体全部吸收，则排出的气体只有水蒸气，否则为水蒸气和CO2气体。所以讨论的前提是确定CO2气体恰好被NaOH全部吸收时NaOH和NaHCO3的比例，可以得出：NaOH+NaHCO3=Na2CO3+H2O。若n（NaOH）=n（NaHCO3），则对应的质量关系为128g变为106g，按此比例，10.24g应该变为8.48g，所以排出的气体还含有CO2气体，即n（NaOH）

例2：向300mlKOH溶液中缓慢通入一定量的CO2气体，充分反应后，在减压低温下蒸发溶液，得到白色固体。请回答下列问题：

（1）由于CO2通入量不同，所得到的白色固体的组成也不同，试推断有几种可能的组成，并分别列出 、

、 、 。（可不填满，亦可补充）

（2）若通入CO2气体为2.24L（标准状况下），得到11.9g的白色固体。请通过计算确定此白色固体是由哪些物质组成的，其质量各为多少？所用KOH溶液的物质的量浓度为多少？

解析：（1）KOH溶液中通入CO2气体，气体的量不同，产物不同，对应的化学方程式是：2KOH+CO2=K2CO3+H2O；KOH+CO2=KHCO3。这就是讨论的起点：当n（CO2）/n（KOH）

（2）CO2气体的量、KOH的量、反应后所得固体的量，三者给出其中的两者，即可计算第三者的量。本题给出了CO2气体0.1mol，固体11.9g，首先要讨论固体的成分，所采用的方法是假设法。假定0.1molCO2气体全部生成K2CO3，可得碳酸钾0.1mol，质量为13.8g；假定0.1molCO2气体全部生成KHCO3，可得KHCO30.1mol，质量为10g；11.9g介于二者之间，所以固体成分为KHCO3和K2CO3的混合物。设固体中n（K2CO3）=xmol，n（KHCO3）=ymol，则有138x+100y=11.9，x+y=0.1。解方程组得：x=0.05，y=0.05。所以固体中含K2CO36.9g，KHCO35g；KOH溶液的物质的量浓度为（0.05×2+0.05）mol/0.3L=0.5mol/L。