一道化学竞赛题的三种解法 |
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| 来源：不详 更新时间：2010-10-27 11:03:44 |
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题目：甲、乙、丙三位同学用下列试剂分别进行实验，均恰好反应完全。所用试剂及质量见下表。
试剂及质量
反应后所得溶液质量
甲
CaO(固)a1克
10%盐酸b1克
C1克
乙
Ca(OH)2（固）a2克
10%盐酸b2克
C2克
丙
CaCO3(固)a3克
10%盐酸b3克
C3克
已知：a1+a2+a3=23.04克，b1+b2+b3=189.8克，现将甲、乙、丙三同学所得溶液全部倒入一个容器内，称得此溶液为206.16克，试求此混合溶液的溶质质量分数。（精确到0.1%）
解析：这是2000年全国奥林匹克初中化学竞赛山东赛区初赛35题。通过阅卷发现，此题对学生来说难度较大，能得满分的考生非常少，大部分考生只求出了碳酸钙与盐酸反应生成氯化钙的质量。分析发现此题有灵活多变的解法，下面用不同方法予以解答。
1常规解法：
解：CaCO3和盐酸反应生成CO2的质量为：
189.8克+23.04克206.16克6.68克
设：生成6.68克CO2需盐酸中HCl的质量为x，需CaCO3质量为y，生成CaCl2的质量为z
CaCO3+HClCaCl2+CO2↑+H2O
1007311144
yxz6.68克
和CaO、Ca(OH)2反应的盐酸中的HCl为：
189.8克×10%-11.08克7.9克
CaO、Ca(OH)2的质量为：
23.04克15.18克7.86克
设：CaO的质量为M，需盐酸中的HCl的质量为m1,生成CaCl2的质量为m2,则Ca(OH)2的质量为（7.86克-M），需盐酸中HCl的质量为m3,生成CaCl2的质量为m4。
CaO+2HClCaCl2+H2O
5673111
Mm1m2
Ca(OH)2+2HClCaCl+2H2O
7473111
7.86克-Mm3m4
解得M=0.46（克）
那么Ca(OH)2的质量为：7.86克0.46克7.40克
生成CaCl2的总质量为：16.85克+0.91克+11.10克=28.86克
CaCl2的溶液的溶质质量分数为：
答：略
评点：有90%以上的考生受根据化学方程式计算格式的定势影响，采用上述方法解答，引方法计算思路有章可循，但计算繁琐，未知量多，花费时间长，难以得到正确答案。
2改进解法：
解：由CaO+2HCl=CaCl2+H2O
Ca(OH)2+HClCaCl2+2H2O
CaCO3+2HClCaCl2+CO2↑+H2O
得出2HCl→CaCl2
设：反应共生成CaCl2的质量为x
2HCl→CaCl2
73111
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