思维是认识和解决问题的核心环节。高考中对思维能力的考查一直是摆在首要位置。良好的思维方式是一名优秀考生应具备的基本素质。有序思维是指思考和解决化学问题时遵循一定的顺序、按照特定的线索和步骤去探索的一种思维方式。这种思维方式有利于解决较复杂的开放性问题,避免盲目地或纯凭经验来解题。
一、有序分析,防止错解
对于一些分析讨论型的开放性问题,在分析其各种可能时,必须有序思考,否则往往会出现错解、少解,甚至误解。
例1 现有Fe、Cu组成的合金,其中Fe、Cu的总物质的量为a mol,Cu的物质的量分数为x;研成粉末后,全部投入含有b mol HNO3稀溶液中,微热使其充分反应,且硝酸的还原产物只有NO,试回答下列问题:
(1)用微粒的符号填写下列空白:溶液中金属阳离子和残留固体成分的可能组合有:
(2) 当溶液中金属离子只有Fe2+、Cu2+时,则b的取值范围是(用a、x表示) ______________
(3)当x=0.5时,溶液中Fe3+、Fe2+的物质的量相等时,在标准状态下共产生672mL气体,求a、b的值。
解析:(1)此题较为综合,没有一定的解题方法与技巧,很难完整地解决这个题目。我们可以找出一个合理的思考顺序,即思维的有序性,根据还原性Fe>Cu>Fe2+>Fe3+,再按硝酸的用量从多到少的顺序思考,即可得出正确的结论:
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① |
② |
③ |
④ |
⑤ |
⑥ |
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金属阳离子 |
Fe2+ |
Fe2+ |
Fe2+Cu2+ |
Fe2+ Cu2+ |
Fe3+ Fe2+ Cu2+ |
Fe3+ Cu2+ |
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残余固体 |
Fe 、Cu |
Cu |
Cu |
无 |
无 |
无 |
通过这样有序思考,防止了思维的无序性导致的漏写一两种,更能避免Fe3+/Cu这样的错误组合。
(2)3Cu + 8HNO3=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O
ax 8ax/3
3Fe + 8HNO3=3Fe2+(NO3)2+2NO↑+4H2O
a(1-x) 8a(1-x)/3
生成Fe2+、Cu2+时,总耗用硝酸的量: 
,铁恰好反应且生成Fe时消耗硝酸量: ,因此溶液中金属阳离子只有Fe2+、Cu2+时b的取值范围是 
(3) 根据得失电子守恒原理:0.5a×2+0.25a×3+0.25a×2=672/22400×3,解得a=0.04mol,根据硝酸中NO3-守恒可得b的值:
b= n[Fe(NO3)3] ×3+n[Fe(NO3)2] ×2+n (NO) =0.04mol×0.25×3+0.5×2×0.04mol + 672mL /22400mL/mol = 0.12mol
所以,合理的思维是解题正确无误的关键。
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