逍遥右脑 2018-01-23 18:18
众所周知，高考试题的特点是重视基础，凸显能力。但能力不是与生俱来，而是在后天形成的。其中的“一题多解、一题多变、多题同解、错例众评”是培养能力的重要途径之一。
【题目】
把3.84g铜投入到盛有一定量浓硝酸的试管中，当在标准状态下收集到1.68L气体时，金属铜全部消耗。求参加反应的硝酸的物质的量。
1、【分析】
参加反应的铜的物质的量为n（Cu）= =0.06mol；若铜发生的是下列反应：Cu+4HNO3(浓) =Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O。设生成NO2物质的量为X,根据题意 1：2=0.06：X X=0.12(mol)；而题中所给气体的物质的量为 =0.075mol。因此，可以推知，随着反应的进行，肯定还生成了NO，即开始是浓硝酸与铜反应，但随着反应的进行，硝酸浓度降低，后一段时间是铜与稀硝酸反应。即后一段时间发生了下列反应：3Cu+8HNO3=Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O
【点评】
解题的前提是审题，而审题的核心是思维。思维能力的培养要做题。但做题太多、太滥、食而不化只能是“背起磨子唱戏?费力不讨好”；同时“不吃三天斋，也想上西天”，不做一定数量的题是很难提高自己的思维能力。
2、解题方法
方法一：代数法 设跟浓硝酸反应的铜的物质的量为X，跟稀硝酸反应的铜的物质的量为Y，可得
Cu ～ 4HNO3 ～ 2NO2 3Cu ～8HNO3 ～ 2NO
1 4 2 3 8 2
X 4X 2X Y
依题意有 X + Y = =0.06 解之得 X =0.026(mol)
2X + = =0.075 Y=0.034(mol)
反应硝酸总物质的量为:n(HNO3)=4X + = 4×0.026 + ×0.034=0.195(mol)。
【点评】化学原理、数学处理或化学原理、物理知识、数学处理是解化学题的常用方法之一。在学习中，一定要带疑做题、以疑促思；寄神于题，题神合一。这样做，你的平时学习就是在做“长江撒下香饵钓，准备金钩钓巨鳌”。
方法二、整体观察法
从Cu+4HNO3(浓) =Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O, 3Cu+8HNO3=Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O 两个化学方程式可以看出，无论是铜跟浓硝酸反应，还是跟稀硝酸反应，硝酸所起的作用为两个：一是起酸的作用，与金属阳离子生成盐Cu(NO3)2 ；另一部分是起氧化剂的作用，本身被还原。从Cu(NO3)2的配比可以看出：铜离子与硝酸根离子的配比关系是n(Cu2+):n(NO3-)=1：2；被还原的HNO3 无论是被还原成NO2还是NO都存在n(HNO3) ～n(NO2)～n(NO )的等量关系。因此，可知参加反应的硝酸的物质的量为：n(HNO3)= ×2＋ =0.195(mol)
【点评】在考场上，不小同学一见到计算题,喜欢拿起笔来就做,表面上看,似乎争取了时间，实际上是要没有审清题意，没有找到解题的最优方法的情况下做题，表面上看，你是乎争取了时间，但结果，你是“背起磨子唱戏，费力不讨好”。因为，很多情况下，动脑比动手更快。
方法三、原子守恒法
从原子守恒角度分析，硝酸反应后生成Cu(NO3)2、NO2、NO ，参加反应的氮原子的物质的量与反应后生成物中氮原子的物质的量守恒，所以得到：
n(N参加反应的硝酸中氮原子) = n(N反应后生成物中的氮原子)= n(HNO3)= ×2＋ =0.195(mol)。
【点评】质量守恒、电子得失守恒、电荷守恒、能量守恒是解题中经常用到的四大守恒。一些同学平时也知道。但问题是“聪明一世、糊涂一时”，到了考试时就不知道如何活用方法。除了心理因素之外，重要的一点，就是缺乏做题前的分析，做题后的反思。中国武术上有一句名言：“拳只表其力，心才达其意”因此，做题时要用心思考，否则，高考时只能是“周朗妙计安天下，赔了夫人又折兵” 。
解法四、电子得失守恒法
根据HNO3→NO 得电子3；HNO3→NO2 得电子数为1。设生成NO2物质的量为X，则生成NO物质的量为 －X；得X×1+（ -X）×3 = 2× ，解之得X=0.0525(mol)。NO物质的量为 - X=0.075 -0.0525 = 0.0225(mol)。
又设作为浓硫酸参加反应的硝酸的物质的量为Y1，作为稀硝酸参加反应的硝酸的物质的量为Y2，得到以下关系式
4HNO3 ～ 2NO2 8HNO3 ～ 2NO
4 2 8 2
Y1 0.0525 Y2 0.0225
解之Y1 =0.105(mol) Y2 =0.0900 (mol)
消耗硝酸的物质的量n(HNO3)= 0.105＋0.0900=0.195(mol)
【点评】以上四种解法是“八仙飘海,各显神通”。这种一题多解，可培养发散思维；而其中的每一种解题方法，又可以作为某一类题的同解。如电子得失守恒法就是氧化还原反应类型题的“同解”。这种多题同解，又可以培养聚敛思维，并能免受题海之苦。总之，只要加强平时的有目的的训练，到了将来高考时，无论遇到什么情况，你将会上演一出《三国演义》“煮酒论英雄”描述的“巧借闻雷来掩饰，随机应变胜于神”。