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高考化學(xué)計算解題策略：銅與硝酸反應(yīng)
選用合適的方法解計算題，不但可以縮短解題的時間，還有助于減小計算過程中的運算量，盡可能地降低運算過程中出錯的機會。例如下題，有兩種不同的解法，相比之下，不難看出選取合適方法的重要性：
例1、 30 mL一定濃度的硝酸溶液與5.12克銅片反應(yīng)，當(dāng)銅片全部反應(yīng)完畢后，共收集到氣體2.24升(S.T.P)，則該硝酸溶液的物質(zhì)的量濃度至少為( )
A.9 mol/L B.8 mol/L C.5 mol/L D.10 mol/L
【解析】解法一：因為題目中無指明硝酸是濃或稀，所以產(chǎn)物不能確定，根據(jù)銅與硝酸反應(yīng)的兩個方程式：
(1)3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O
(2)Cu+4HNO3 (濃)=Cu(NO3) 2+2NO2↑+2H2O
可以設(shè)參與反應(yīng)(1)的Cu為x mol，則反應(yīng)生成的NO氣體為2/3xmol，反應(yīng)消耗的硝酸為8/3x mol，再設(shè)參與反應(yīng)(2)的Cu為y mol，則反應(yīng)生成的NO2氣體為2y mol，反應(yīng)消耗的硝酸為4ymol，從而可以列出方程組： (x+y)×64=5.12，[(2/3)x+2y]×22.4=2.24，求得x=0.045mol，y=0.035mol，則所耗硝酸為8/3x+4y=0.26mol，其濃度為(0.26/0.03)mol/L，在8-9之間，只能選A.
解法二：根據(jù)質(zhì)量守恒定律，由于銅片只與硝酸完全反應(yīng)生成Cu2+，則產(chǎn)物應(yīng)為硝酸銅，且其物質(zhì)的量與原來的銅片一樣，均為5.12/64=0.08摩，從產(chǎn)物的化學(xué)式Cu(NO3)2可以看出，參與復(fù)分解反應(yīng)提供NO3-的HNO3有2×0.08=0.16摩;而反應(yīng)的氣態(tài)產(chǎn)物，無論是NO還是NO2，每一個分子都含有一個N原子，則氣體分子總數(shù)就相當(dāng)于參與氧化還原反應(yīng)的HNO3的摩爾數(shù)，所以每消耗一摩HNO3都產(chǎn)生22.4L氣體(可以是NO或NO2甚至是兩者的混合物)，現(xiàn)有氣體2.24L，即有0.1摩HNO3參與了氧化還原反應(yīng)，故所耗硝酸為0.16+0.1=0.26摩，其濃度為(0.26/0.03)mol/L，在8-9之間，只能選A
【點評】從以上兩種方法可以看出，本題是選擇題，只要求出結(jié)果便可，不論方式及解題規(guī)范，而此題的關(guān)鍵之處在于能否熟練應(yīng)用質(zhì)量守恒定律，第二種方法運用了守恒法，所以運算量要少得多，也不需要先將化學(xué)方程式列出，配平，從而大大縮短了解題時間，更避免了因不知按哪一個方程式來求硝酸所導(dǎo)致的恐慌。
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