www.dearedu.com 运用终态分析法巧解化学计算题 终态分析法是利用逆向思维方式，以与待求量相关的物质（离子、分子或原子）在变化终态的存在形式为解题的切入点，找出已知量与待求量之间的关系，不考虑中间变化过程的一种快捷有效的解题方法。在一些多步反应或多种混合物的计算中，由于涉及到反应繁多、数据不一或变化过程复杂，解题时如果逐一去分析这些反应或过程，按部就班的进行计算，往往会纠缠不清，导致思维混乱，不但费时费力，而且极易出错，甚至无法解答。但如果我们淡化中间过程，关注最终组成，利用守恒关系进行整体分析，就会简化思维，从而快速求解。 一、 分析反应产物，利用元素守恒求解 例1：向一定量Fe、Fe2O3的混合物中加入250mL2mol·L-1的HNO3溶液，反应完成后生成1.12LNO（
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状况），再向反应后溶液中加入1mol·L-1NaOH溶液，要使铁元素完全沉淀下来，所加入NaOH溶液的体积最少是（ ） A、450mL B、500mL C、400ml D、不能确定 分析：此题涉及多个反应，若全部写出化学方程式来计算显得十分繁琐，要使铁元素完全沉淀，但不能确定铁元素最终以Fe(OH)2或Fe(OH)3出现，HNO3是否过量也不能确定，因而顺向求解比较困难。若忽略中间反应过程，运用终态寻求守恒关系，即可迅速求解。 解答：要使铁元素恰好完全沉淀，最后溶液必为NaNO3溶液，由原子守恒有n(NaOH)=n(NO3—)=n(HNO3)－n(NO)， 即0.25L×2mol•L-1－ ＝V(NaOH)×1mol·L-1，所以V(NaOH)＝0.45L＝450mL。
答案
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为A 。 例2：有一在空气中暴露过的KOH固体，经分析知其含水2.8%，含K2CO337.3%，其余为KOH。现取1g样品加入到25mL2mol·L-1的盐酸中，多余盐酸用1.0mol·L-1KOH溶液33.9mL恰好完全中和，蒸发中和后溶液可得到固体（ ） A、1g B、 3.725g C、 0.797g D、2.836g 分析：将样品加入到盐酸中发生反应①K2CO3+2HCl＝2KCl+CO2↑+H2O、②KOH+HCl＝KCl+H2O，反应后盐酸剩余，加入KOH又发生反应②。该题虽涉及反应不多，但数据较多，用常规方法很难解答。运用终态法分析： 思路1：始态K2CO3、KOH，终态KCl，利用K守恒求解； 思路2：始态HCl，终态KCl，利用Cl守恒求解。 在思路1中要注意K有2个来源：一是样品中，二是后来加入的KOH (容易忽略)，这种方法涉及到多步计算，既有物质的量的运算又有质量的运算，比较繁且易出错。因此采用思路2中的Cl守恒一步到位，比较简单。 解答：据题意反应结束后溶质只有KCl可知： n(KCl)＝n(Cl—)=n(HCl)＝0.025L×2mol·L-1＝0.05mol m(KCl)＝0.05mol×74.5g·mol-1＝3.725g。答案为B。 例3.把a g铁铝合金粉末溶于足量盐酸中，加入过量NaOH溶液。过滤出沉淀，经洗涤、干燥、灼烧得到红棕色粉末的质量仍为a g，则原合金中铁的质量分数为（ ） A．70% B．52.4% C．47.6% D．30% 分析：把铁铝合金粉末溶于足量盐酸中，生成了Al3+和Fe2+，再加入过量NaOH溶液，Al3+转化为AlO2—留在溶液中；Fe2+生成Fe(OH)2沉淀。过滤后对沉淀进行灼烧得到红棕色粉末为被氧化和分解生成的Fe2O3。在此过程中涉及反应多且无具体数据，按常规方法计算容易出错。 解答：根据始态合金与终态Fe2O3的质量相等，而铁在整个反应过程中守恒，所以合金中铝的量等于Fe2O3中氧的量，即w(Fe)＝ ×100%＝70%，选A。 例4. 将NaOH、MgCl2、AlCl3三种固体的混合物放入足量水中，得到浑浊液。向该浑浊液中逐滴加入1.00mol·L-1HCl，生成沉淀的质量与所加体积的关系如图所示。则原混合物中含MgCl2____g，含AlCl3____g，含NaOH____g，C点所加盐酸的体积为_____mL。 分析：由图象可知，三种 固体的混合物放入水中时， NaOH过量， 则： n(MgCl2)=n[Mg(OH)2]＝ ＝0.02mol m(MgCl2)=0.02mol×95g·mol-1＝1.90g n(AlCl3)=n(AlO2—)=n(H+)=0.02L×1.00mol·L-1=0.02mol m(AlCl3)=0.02mol×133.5g·mol-1＝2.67g 本题的难点是求NaOH的质量和C点盐酸的体积。因起始NaOH过量，则发生反应有：AlCl3＋3NaOH = Al(OH)3↓＋3NaCl、Al(OH)3＋NaOH =NaAlO2＋2H2O、MgCl2＋2NaOH = Mg(OH)2↓＋2NaCl；加入盐酸时，发生反应有： HCl＋NaOH =NaCl＋H2O、HCl＋NaAlO2＋H2O=NaCl+Al(OH)3↓、2HCl＋Mg(OH)2=MgCl2＋2H2O、3HCl＋Al(OH)3=AlCl3＋3H2O。如果循规蹈矩，按照以上方程式去求，必然会被这些反应所困扰，难于下手。 解答：用终态分析法，B点沉淀达到最大值，说明Mg2+、Al3+已完全变为沉淀，溶液中仅含NaCl。 则n(NaOH)=n(NaCl)=n(Cl—)=2n(MgCl2)+3n(AlCl3)+n(HCl) =2×0.02mol+3×0.03mol+0.03L×1.00mol·L-1=0.13mol，即混合物中 m(NaOH)=0.13mol×40g·mol-1=5.2g 。 C点：沉淀恰好完全溶解，溶液中溶质为AlCl3、 MgCl2、NaCl，与起始的AlCl3、MgCl2、NaOH相比，AlCl3、MgCl2未发生任何变化，而NaOH转变为NaCl。因此，C点所加HCl可看作中和原有的NaOH。所以C点的体积为0.13mol÷1mol•L-1=0.13L，即130mL。 二、分析反应过程中电子转移，根据氧化还原反应中电子守恒求解 例5：足量铜与一定量浓硝酸反应得到硝酸铜溶液和NO2、N2O4、NO 的混合气体，这些气体与1.68LO2（标准状况）混合后通入水中，所有气体完全被水吸收生成硝酸。若向所得硝酸铜溶液中加入5mol·L－1NaOH溶液至Cu2+恰好完全沉淀，则消耗NaOH溶液的体积是( ) A．60mL B．45mL C．30mL D．15mL 分析：根据题意可将题中的反应过程
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示如下： 从中我们可以看出：在整个反应过程中失电子的物质为Cu，而得电子的物质为O2，HNO3中的N元素在整个过程中最终没有变价（即反应前与反应后的价态相同）。因此利用氧化还原反应中得失电子守恒规律得出： n(Cu)×2=n(O2)×4，n(Cu)=2n(O2)= =0.15mol。 然后加氢氧化钠溶液时发生Cu2+＋2OH－=Cu(OH)2↓，所以n(OH－)=2n(Cu2+)，因此V(NaOH)= =0.06L=60mL。 终态分析法是一种整体思维方法，可以概括为“抓住反应本质，巧妙跨越中态，借助守恒关系，利用终态列式”。因只考虑起始和终态，从而可大大简化解题过程，提高解题效率。
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