29.初高中化学衔接——一种简捷的计算方法：差量法

初高中化学衔接——一种简捷的计算方法：差量法

第一部分：知识点讲解

知识点1：理解差量计算的原理

差量法是根据在化学反应中反应物与生成物的差量和造成这种差量的实质及其关系，列出比例式求解的解题方法。我们甚至把“差量”看成是化学方程式中的一种特殊产物。该差量的大小与参与反应的物质的有关量成正比。一般说来，化学反应前后凡有质量差、气体体积差、密度差、压强差等差量都可用差量法求解。

知识点2: 掌握差量法的适用条件：

（1）反应不完全或有残留物。 在这种情况下，差量反映了实际发生的反应，消除了未反应物质对计算的影响，使计算得以顺利进行。

（2）反应前后存在差量，且此差量易求出，这是使用差量法的前提。只有在差量易求得时，使用差量法才显得快捷，否则，应考虑用其他方法来解。

知识点3：掌握差量法解题步骤

①     根据化学方程式分析反应前后形成差量的原因（即影响质量变化的因素）.

②     找出差量与已知量、未知量间的关系，然后再列比例式（对应成比例，注意：单位要一致）。

③     求解。

第二部分：教材分析和处理建议

初中教材要求：

不作要求

高中要求：

差量法作为高中化学计算的一种重要方法，要求学生必须掌握

建议：

在高中化学第一册 第二章<<碱金属>>部分补充并强化练习差量计算

第三部分：教案     差量计算

知识目标：掌握差量计算法

能力目标：把握差量计算的实质

情感、态度与价值观：体验差量计算的简捷性

教学过程

一、固体差量

例1.将质量为100克的铁棒插入硫酸铜溶液中，过一会儿取出，烘干，称量，棒的质量变为100.8克。求有多少克铁参加了反应。

分析：Fe+CuSO4=FeSO4+Cu

    56            64

（离开铁棒）（回到铁棒）

由化学方程式可知，影响棒的质量变化的因素是参加反应的铁和生成的铜。每有56份质量的铁参加反应离开铁棒的同时，就有64份质量的铜回到铁棒上，则使棒的质量增加64-56=8（份）。现已知棒的质量增加100.8克-100克=0.8克，则可列比例求解。

解：设参加反应的铁的质量为x。

Fe+CuCO4=FeSO4+Cu 棒的质量增加（差量）

56　           64     64-56=8

x　               100.8克-100克=0.8克

56∶8＝x∶0.8克

答：有5.6克铁参加了反应。

二、液体差量

例2.用含杂质（杂质不与酸作用，也不溶于水）的铁10克与50克稀硫酸完全反应后，滤去杂质，所得液体质量为55.4克，求此铁的纯度。

分析：Fe+H2SO4 = FeSO4+ H2↑

　    56　            2

由化学方程式可知，影响溶液质量变化的因素是参加反应的铁和生成的氢气。每有56份质量的铁参加反应“进入”溶液中的同时，则可生成2份质量的氢气从溶液中逸出，故溶液质量增加56-2=54（份）。由题目给的差量 55.4克-50克=5.4克，据此便可列比例求解。

解：设此铁的纯度为x。

Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑溶液质量增加（差量）

56　          2　   56-2＝54

10x克            55.4克-50克= 5.4克

56∶54=10x克∶5.4克

答：此铁的纯度为56％。

三、气体差量

例3.将12克CO和CO2的混合气体通过足量灼热的氧化铜后，得到气体的总质量为18克，求原混合气体中CO的质量分数。

分析：CuO+CO= Cu+CO2

          28　   44

由化学方程式可知，气体质量增加的原因是CO夺取了氧化铜中的氧元素。每28份质量的CO参加反应，可生成44份质量的CO2，使气体质量增加44-28=16（份）。现已知气体质量增加 18克-12克=6克，据此便可列比例求解。

解：设原混合气体中CO的质量分数为x。

CuO+CO= Cu+CO2气体质量增加（差量）

    28　   44 　 44-28=16

12x克          18克-12克=6克

答：原混合气体中CO的质量分数为87.5％。

　四、其他

例4.在天平左右两边的托盘上，各放一个盛有等质量、等溶质质量分数的足量稀硫酸的烧杯，待天平平衡后，向两烧杯中分别加入铁和镁，若要使天平仍保持平衡，求所加铁和镁的质量比。

分析：①因硫酸足量，故铁和镁全参加反应。

Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑

Mg+H2SO4=MgSO4+H2↑

②由化学方程式可知，影响天平两端质量变化的因素是加入的金属和生成的氢气。[来源:学科网ZXXK]

③分别加入铁和镁后，只有当天平两端增加的质量相同时，天平才可仍保持平衡。[来源:学.科.网]

解：设所加铁与镁的质量分别为x、y（此时天平两端增加的质量均为a）。

Fe+H2SO4=FeSO4+ H2↑增加的质量（差量）

56　          2   56-2＝54

x　                  a

Mg+H2SO4=MgSO4+ H2↑增加的质量（差量）

24　          2     24-2＝22[来源:学科网]

y　                     a

56∶54= x∶a

24∶22＝y∶a

答：当酸足量时，所加的铁与镁的质量比为77∶81时天平仍保持平衡。

第四部分 习题

1   agNa2CO3和NaHCO3混合物加热至质量减少到bg，则混合物中NaHCO3的质量分数为多少 ?

2    将44g二氧化碳气体通入装有过氧化钠的硬质玻璃管，发现导出的气体变为38.4g，问此过程中发生了什么反应?有多少过氧化钠参加了反应?( 此过程中发生了过氧化钠与二氧化碳的反应；有15.6g过氧化钠参加了反应。)

3   在等质量的下列固体中，分别加入等质量的稀硫酸（足量）至反应完毕时，溶液质量最大的是（ ）
    A. Fe    B. Al    C.Ba（OH）2    D.Na2CO3

4   是实验室常用有机溶剂，取一定量在氧气中充分燃烧，生成和，若在中完全燃烧反应生成气体混合物在标准状况下的体积是（   ）。

A．6.72L  B．13.44L  C．15.68L  D．22.4L

解析：由于，可知（液）在氧气中燃烧时，反应前后气体的物质的量不变。本题燃烧后最后混合气体的物质的量仍为，在标况下其体积为。故正确答案D。

5天平两端各放一只质量相等的烧杯，内盛等体积等浓度的足量稀盐酸，将物质的量都为的铝和镁分别放入左盘和右盘的烧杯中，反应完毕后，在哪一盘的烧杯中加入多少克同种金属才能平衡。

解析：开始反应前和反应后均要求天平平衡，实质上是要求最终增加溶液的质量相等，即可利用溶液质量增加这一实质求解。[来源:学科网]

解：右盘：溶液质量增加

      2g   

左盘：   溶液质量增加

       6g   

由于，放入铝的左盘要净重克，设在右盘应再加入镁的质量为

右盘：  溶液反应增加[来源:学&科&网Z&X&X&K]

求得  

答：应在右盘烧杯中再加镁才能保持平衡。