高二理(18) 刘克军
在日常学习中,我们经常遇到一些有关化学反应中反应物过量和不足的题目。这类题目的特点是难度系数高,考查知识点多和计算复杂,因此很容易在做题时失分。其实,解决此类题目,如果能掌握巧妙的解题方法并熟练地运用,很快便可以得出正确答案。
通常,有两种方法可以运用,第一种为恒法,如原子守恒、化合价守恒和电荷守恒。这类方法较为简单,只需列出等式即可,计算较为快速。第二种方法为分类讨论,这种方法解的题目难度高,用一般方法难以解出,而且计算量大,解此类题时必须有耐心才行。
下面以一道节选自北京的高考题为例,探讨这种方法:
为测定该铵盐(NH4HSO4和(NH4)2SO4的混合物)中的氮元素质量分数,将不同质量的铵盐分别加入到50ml相同浓度的NaOH溶液中,沸水加热至气体全部逸出(此温度下铵盐不分解),该气体经干燥后用浓硫 酸吸收完全,测定浓硫酸增加的质量。
部分测量结果:铵盐质量为10g时和20g时,浓硫酸增加的质量相等,铵盐质量为30g时,浓硫酸增加的质量为0.68g,铵盐质量为40g时,浓硫酸质量不变。
计算:该铵盐氮元素质量分数为。
解:上述实验涉及下列方程式
2NH4HSO4+2NaOH=(NH4)2SO4+2H2O+2Na2SO4
(NH4)2SO4+2NaOH = 2NH3↑+2H2O+Na2SO4
若利用守恒法难度较大,而用分类讨论法较为简单。我们发现,碱先与酸式根反应后与铵盐反应,由于NaOH的量是一定的,而铵盐是递加的,以至于NaOH从过量变为不足,产生的氨气越来越少,最后为0。因为10g和20g时浓硫酸增加量相同,这说明10g时碱过量,20g时碱不足。
我们设10g铵盐中含NH4HSO4为a mol,含(NH4)2SO4为b mol,NaOH物质的量浓度为
