碱金属计算巧算法 差量法 新课标 人教版

碱金属计算巧算法 差量法

河北承德实验中学高一化学组 邮编067001 赵廷东

碱金属的化学计算，在中学化学计算中尤为重要。熟悉碱金属及其化合物的有关性质，能够写出正确的化学反应方程式，根据题中所给的有关数值，依据方程式，解答出该题。这样来做一定正确，但计算量会很大。如：

例 1 加热 3.24g Na 2CO 3和NaHCO 3的混合物至质量不再变化，剩余固体的质量巍

2.51g 。计算原混合物中Na 2CO 3的质量分数。

传统的计算方法是：

解：设原混合物中Na 2CO 3的质量为xg

↑++===∆

223232CO O H CO Na NaHCO

2×84 106

3.24－x 2.51－x

列式求解，2×84×（2.51－x ）＝106×（3.24－x ），解出x ＝1.26，解得Na 2CO 3的质量分数为：(1.26/3.24) ×100%＝39%

这样求解计算量太大，太麻烦，并且容易出现错误。能否有更简单的方法求解呢？ 化学反应前后，反应物与生成物之间质量的改变或气体体积的改变都是一个定值，称之为差值或差量。根据题意找出物质在反应前后增减数量（即差量）与欲求量之间的比例关系求解的方法，叫差量法，在化学计算中应用广泛。只要题中存在差量因素，能有效避开过量问题直接求解反应掉的量。只需利用反应终态和始态的某些量的变化，以差量和物质间反应的化学计量数列对应比例求解。

在碱金属的计算中，常见的差量类型有以下几种类型。

1、反应前后溶液质量的改变（或增或减）

如↑+==+22222H NaOH O H Na 中，向溶液中加入46g 钠，生成2g 氢气，则 真正进入溶液中的质量是46－2＝44g ，即 ↑+==+22222H NaOH O H Na 溶液质量增加量

46 2 △m ＝46－2＝44

例2 将23g 钠放入足量的mg 水中，再将24g 镁放入足量的mg 稀H 2SO 4中，发应得两溶液的质量分别为a 与b ，则a 与b 两数值的关系应是（ ）

A a>b

B a=b

C a

D 无法确定

解析：根据差量进行求解，

↑+==+22222H NaOH O H Na 溶液质量增加量

46 2 △m ＝46－2＝44

23 △m1=22

↑+==+2442H MgSO SO H Mg 溶液质量增加量

24 2 △m ＝24－2＝22

24 △m2=22

因为mH 2O= mH 2SO 4 ，所以△m1+mH 2O=△m2+ mH 2SO 4 ,故答案为B 。

2、反应前后固体物质质量的改变（或增或减）

如↑+==+2222422O NaOH O H O Na 中，Na 2O 2变成NaOH ，质量增加了4g ；232222222O CO Na CO O Na +==+中，Na 2O 2变成Na 2CO 3，质量增加了56g ；↑++===∆

223232CO O H CO Na NaHCO NaHCO 3变成Na 2CO 3，质量减少了62g 。即有如下的关系： ↑+==+2222422O NaOH O H O Na 固体质量增加量

2×78 4×40 △m ＝160－156＝4

232222222O CO Na CO O Na +==+ 固体质量增加量

2×78 2×106 △m ＝212－156＝56

↑++===∆

223232CO O H CO Na NaHCO 固体质量减少量

2×84 106 △m ＝168－106＝62

例3 将10g CO 2和CO 的混合气体，通过装有足量的Na 2O 2的干燥管，干燥管的总质量增加了5.6g ，则原混合气体中CO 2的质量分数（ ）。

A 32％

B 44％

C 56％

D 88％

解析：很明显，该题中能够跟Na 2O 2反应的气体为CO 2，故可根据差量法进行计算。设CO 2的质量为xg 232222222O CO Na CO O Na +==+ 固体质量增加量

2×44 56

x 5.6

列式求解：2×44×5.6＝56x ，得x ＝8.8g ，则CO 2质量分数为（8.8/10）×100％＝88％

返回来看例1，利用差量法可以简化计算过程。解：设反应的NaHCO 3质量为xg ，则：

↑++===∆223232CO O H CO Na NaHCO 固体质量减少量

2×84 62

x 3.24－2.51

列式求解：168×(3.24－2.51)=62x ，解得x ＝1.98，则原混合物中，Na 2CO 3的质量分数为：(3.24－1.98) ×100%/3.24＝39%

3、反应前后气体体积的改变（或增或减）

一般在化学反应方程式中，气体符号前的计量系数，可以看作是气体的体积数。那么，在化学反应前后，气体体积也可能存在变化。

如：在232222222O CO Na CO O Na +==+反应中，气体由CO 2的2体积变成O 2的1体积，则体积减少1体积，即：

232222222O CO Na CO O Na +==+ 气体体积减少量

2 1 △v ＝2－1＝1

例4 某容器中通入V L CO 2，再加入少量的Na 2O 2后，气体体积缩小到W L 则被吸收的CO 2的体积是（均为相同条件下）( )

A (V －W)L

B 2(V －W)L

C (2V －W)L

D 2W L

解析：由于反应后体积减少，故可以用气体体积减少量为x L

232222222O CO Na CO O Na +==+ 气体体积减少量

2 1

x V －W

列式求解，得x ＝2(V －W)L ，故答案为B 。

差量法在碱金属中的应用，可以简化计算过程，降低计算量，便于快速得到结论。在其他的化学计算中也常有应用，可以说差量法是一种灵巧的计算方法。