化学中的十字交叉法

时间:2008-10-4 16:00:51 来源:不详  作者:佚名(QQ群112020585(满)群216408759


  在中学化学中有三种“十字交叉”的方法。

       一、十字交叉相乘法

       这是利用化合价书写物质化学式的方法,它适用于两种元素或两种基团组成的化合物。其根据的原理是化合价法则:正价总数与负价总数的代数和为0(或正价总数与负价总数的绝对值相等)。现以下例看其操作步骤。

       1:写出+6价硫的氧化物的化学式。

       1.按正价元素写在左边,负价元素写在右边的顺序写出组成化合物的两种元素的符号,并在元素符号的上方标出化合价。

                        

       2.根据十字交叉法确定对角元素的原子个数。

                        

3.如果原子个数有公约数,应约成最简整数比。

                  3

       4.用化合价法则检验。

       二、十字交叉相比法

       我们常说的十字交叉法实际上是十字交叉相比法,它是一种图示方法。十字交叉图示法实际上是代替求和公式的一种简捷算法,它特别适合于两总量、两关系的混合物的计算(22型混合物计算),用来计算混合物中两种组成成分的比值。

       2CH4在一定条件下催化氧化可以生成C2H4C2H6(水和其它产物忽略不计)。取一定量CH4经催化氧化后得到一种混合气体,它在标准状况下的密度为0.780 g / L。已知反应中CH4消耗了20.0%,计算混合气体中C2H4的体积百分含量。(本题计算过程中保持3位有效数字) (MCE95.)

       解法一:设反应前CH41 mol,其中有x mol转化成C2H4,即生成  mol C2H4mol C2H6

       反应后混合气体的总物质的量 0.800 mol0.200 mol× 0.900 mol

         0.780 g / L

       解得   x 0.0800 mol          

       C2H4的体积百分含量 ×100% 4.44%  

       解法二:设反应后所得混合气体的相对平均摩尔质量为,反应生成的C2H4C2H6两者(C2Hx )的相对平均摩尔质量为

  0.780 g / L×22.4 mol / L 17.472 g / mol

       CH4 ————C2Hx

       0.2           0.1

       16×0.80.1×17.472        

       29.248

       (注:①式可用十字交叉图示和三角正弦图示来计算,如图三和图四。

       x 11.776   29.248)

       C2H4C2H6C2Hx中的物质的量分数分别为y1y2

则可得:28×y130×y229.248           

      

       (注:②式可用十字交叉图示和三角正弦图示来计算,如图五和图六。

 )

       CH4C2H4C2H6 0.8×5×3 6453

       C2H4% ×100% 4.17%

由上述分析可知,凡是用以上两种方法能解的二元混合物(涉及高、中、低三种量)的计算问题都可用十字交叉图示法解出,因此,十字交叉法只是代替上述两种算法的一种图示简捷算法,是一种数学模式;它们只不过比具体解二元一次方程组来得简捷方便而已。

       注:本人在“十字交叉法的用途和局限”(已在本站发表)有专门叙述。

       三、十字交叉消去法

    十字交叉消去法简称为十字消去法,它是一类离子推断题的解法,采用“十字消去”可缩小未知物质的范围,以便于利用题给条件确定物质,找出正确答案。下面通过具体实例加以说明。

    例:有ABCDE五种溶液,它们的阳离子分别是Ag+Na+Ba2+Al3+Fe3+,阴离子分别是Cl-OH-(都不重复),现进行如下实验:(上海88..4)

       (1) C溶液中加入纯铁粉,溶液质量增加。

       (2) AE溶液都呈碱性。测得0.1 mol / LA溶液pH值小于13

       (3) B溶液中逐渐加入氨水,出现沉淀,继续加入氨水,沉淀消失。

       (4) D溶液中加入硝酸钡溶液,无现象。

       由上述现象可推知各种溶液中所含的阴、阳离子是

 

A

B

C

D

E

阳离子

 

 

 

 

 

阴离子

 

 

 

 

 

       解析:由于题中阴、阳离子不能重复出现,可采用“十字消去法”求解。把阴离子写成一纵行,阳离子写成一横排,一种阴离子与一种阳离子可组成一种物质,不溶于水的用“—”划之。银盐中只有AgNO3溶于水,故可排除其余银盐和硝酸盐,以“—”划之。碳酸盐只可能是Na2CO3,其余碳酸盐以“—”划之。此时,OH-能与之结合生成强碱的就是Ba(OH)2,其余钡盐和碱又划去,构成十字交叉,最后剩下Al3+Fe3+(如下图所示)因此,按物质溶于水,通过逻辑推断,得出7种物质:AgNO3Na2CO3Ba(OH)2AlCl3Al2(SO4)3FeCl3Fe2(SO4)3

       由题意(2)可知A应是强碱弱酸盐,即Na2CO3E是强碱,即Ba(OH)2;由(3)B是银盐,而可溶性的银盐只有AgNO3;由(1)C应含Fe3+,故D应含Al3+;再由(4)D中无,故DAlCl3CFe2(SO4)3

       结论:

 

A

B

C

D

E

阳离子

Na+

Ag+

Fe3+

Al3+

Ba2+

阴离子

Cl-

OH-

      



  • 上一篇文章: 简便易行的差量法

  • 下一篇文章: 判断讨论计算题

    本站推荐

    特别推荐

    最新图片文章

    本类热门导航

    最新图片资料

    最新文字资料