有些反應涉及多種物質的多種反應,也有時涉及多種物質之間的某些關系。遇到紛雜交織情況難于判斷時,常用到極限思維法。如:
(1)判斷反應物過量和生成物種類
可把某物質設為混合物中占100%或某反應中某物質100%反應,據(jù)以與題給數(shù)據(jù)比較,找出過量關系和生成物或剩余物的種類。
[例8]由Na2S04與Na2S03混合而成的粉末6克,與50毫升1摩/升的稀硫酸反應后,再加入足量的BaCl2溶液,得到白色沉淀17475克。求原混合粉術中Na2S03和Na2S04各重幾克?
思路:
設所有混合粉末全是Na2S03,求出所需H2S04的值。與題設H2S04值相比較,如求出與Na2S03作用的H2S04值小于或等于50毫升/摩/升時,則硫酸過量,故17475克沉淀應全是BaS04。若求出H2S04的值人于題給的H2S04量,則H2S04不過量,故生成的17475克沉淀必為BaS04與BaS03的混合物。
Na2S03~H2S04
1261
6x極
解之,x極=0048(摩)
今有H2804:005×1?005(摩)超過x極,則H2S04過量,所以白色沉淀物質全是Bas04,其物質的量是17475/233?0075(摩)
則原混合物中Na2s04的物質的量為:
0075一005=0025摩,其重為0025×142=355(克)
Na2S03重=6-355=245(克)
(2)求一大系列化合物某成分的含量
遇到一大系列刊系物或類似同系物的元素百分含量的求解,可以將最簡單的化合物為基礎,找到相鄰化合物間的關系,推到“無限”,用極限思維解題。
(例9]在瀝青的蒸汽中,含有稠環(huán)芳烴,其中一些成分可視為同系物。假如它們是萘(A)、芘(B)和蒽并蒽(c),以此順推,則還可以有(D)、(E)……等。試求該系列化合物中,碳的最大百分含量。并寫出該系列化合物的通式。
(A)(B)(C)
思路:從A、B、C等相鄰稠環(huán)芳烴問的Cc、H增加數(shù)目入手,如C10H8、C16H10、C22Hl2……問依次相著C6H2。所以“同系物”通式可以萘的ClOH8為基礎寫成C10+6nH8+2n。即在n=O、1、2、3……時得出從萘開始該系列中的各依次增大的物質。
找到每次遞增的C6H2關系后,可列式為:limno。(10+6n)c(10+6n)c+(8+2n)H×lOO%
一12×(10+6n)12×(10+6n)+1×(8+2n)×lOO%
一7274×100%一973%
若更加簡化,可把相鄰化合物逆增的差C6H2,簡化為c3H,不論該系列的如何無限加長,此關系都是不變的,按最后到無限大的思路訓算,應為:C%=12×312×3+1×lOO%=973%
(3)某些取值范圍的判斷
近年取值范圍型題經常出現(xiàn),糟用極限思維找出“極值”關系,則較易找到思路。例如兩化合物可能發(fā)生兩種反應,甲、乙過量反應各異?砂褍煞磻謩e作為“極值”關系,即反應物在前一反應甲適當或過量,后一反應乙適量或過量。以此為兩個標準,在其上必甲過量,在其下必乙過量,在兩極值之問的區(qū)域,也可找到對應的量的關系。
[例lO]向含有a摩明礬的溶液里,不斷滴加含有b摩氫氧化鋇的溶液。當a與b的比值不同時,各應生成哪些沉淀?并用含a、b的數(shù)或式表示這些沉淀各自物質的量。
思路:
題述過程應為明礬與氫氧化鋇的反應,生成氫氧化鋁沉淀漸多,至最人量后又溶于過量堿直至完全溶解,硫酸鋇沉淀隨明礬中硫酸根的消耗而Bas04漸多,至硫酸根耗盡達最人極值。
解題時寫出生成Al(OII)3和Bas04使KAl(s04)2中A13+與s02?4恰沉淀完全的化學方程式作為一個極限。再寫出Al(OH)3完全恰溶解,而S02?4恰全沉淀時的另一化學方程式作為另一個極限。圖示為(反應物比數(shù)單位為摩,下同):
2:3
2KAl(S04)2+3Ba(0H)22Al(0H)3+3Bas04+K2S04
明礬過量
l:2
KAl(S04)2+2Ba(OH)22BaS04+KAl02+2H20
氫氧化鋇過量
氫氧化鋇過量
先以兩方程的極值為準,找到等量關系,再由過量找出某物質過量的關系,用“>”或“一”表示;找出極值后,根據(jù)恰反應找等量關系,再按過量寫出“<”關系。即:
①a:b=2:3時,生成BaS04b,Al(0H)323b,注意用b不用a,是因為a:b≥2:3時,明礬過量以Ba(OH)2b值為準計算。于是a:b>2:3,因Ba(OH)2消耗完仍為a:b=2:3時的沉淀量。由此摒極值(1)解完。
②a:b≤l:2時,因Ba(OH)2過量,要以明礬的a值計算為準,所以數(shù)據(jù)要用a的關系。生成沉淀只有Bas04,其量由KAl(S04)2計應為2aS02?4即2aBas04。
⑧找兩極值之間區(qū)域,Al(0H)3漸溶時的關系,即找a:b在兩標準反應之間的比例關系,實際由①②綜合即得;
2:3≥a:b≥l:2時
(a)生成Bas04的量,因明礬S02?4耗盡,沉淀Bas04量仍為①所得,即b。
(b)生成Al(0H)3被溶后剩余的量:原有由①來a(摩)AL(0H)3,它在生成要消耗OH一為(摩)。即相當于把原b(摩)Ba(OH)2,用去32a(摩)。所以多余的Ba(OH)2為b一32a(摩),即多余0H一為2b一3a(摩)。
由反應Al(OH)3+0H?A10?2+21120可知多余的(2b一3a)OH一要溶去(2b一3a)Al(OH)3。
剩余Al(OH)3為a一(2b一3a)=4a一2b
把上述關系整理后的答案是(單位:摩):
a:b≥2:3時,生成Al(OH)3為23b,Bas04為b
2:3≥a:b≥1:2時,生成Al(OH)3為4a一2b,Bas04為b
a:b≤1:2時,生成Bas042a
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