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高考化学解题方法与技巧系列7-9


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策略 7 碳族方面试题的解题方法与技巧 金点子: 碳族元素,作为元素化合物部分的重点内容,在近几年的高考试卷中,巳波及到新型无机非金 属材料及锗、锡、铅三种元素的内容。 此类试题中的常规题,其解法有过量分析、守恒分析、方程式的合并分析等。 此类试题中的信息题,其解法有迁移类比、现象剖析、效用比较等。 经典题:

例题1 : (1996年上海高考)某二价金属碳酸盐和碳酸氢盐的混合物跟足量盐酸反应,消耗H+ 和产生CO2的物质的量之比为6:5, 该混合物中碳酸盐和碳酸氢盐的物质的量之比为 A.1:1 B.1:2 C.1:3 D.1:4 ( )

方法:利用假想法。将消耗 H+和产生 CO2 的物质的量之比为 6:5 假想成消耗 6molH+和产生 5molCO2,然后再行分析求算。 捷径:设二价金属碳酸盐为 RCO3,碳酸氢盐为 R(HCO3)2,其物质的量分别为 x 和 y。根据题 意有:2x + 2y = 6mol ,x + 2y = 5mol 。解得 x = 1mol ,y = 2mol 。混合物中碳酸盐和碳酸氢盐 的物质的量之比为 1:2,选 B。 总结: 部分考生在解题时, 将混合物中碳酸盐和碳酸氢盐的物质的量之比理解成 CO32-和 HCO3


,而出现错选 D 选项的较多。 例题2 : (1996年全国高考)将1体积选项中的一种气体与10体积O2混和后,依次通过盛有足

量浓NaOH溶液的洗气瓶和盛有足量灼热铜屑的管子(假设反应都进行完全,最后得到的尾气可以 是 ( A.Cl2 ) B.CO C.CO2 D.N2
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方法:找对气体来源,分析好气体去路。通过剖析来龙去脉求解。 捷径:A.Cl2 与 O2 混合后,通过 NaOH,Cl2 全部被吸收,再通过热铜屑,O2 被全部吸收, 最后得不到尾气。 B.CO 与 O2 混合后,通过 NaOH 溶液,都不能被吸收,再通过热铜屑,发生反应:2Cu+O2 2CuO,CuO+CO Cu+CO2 最后得到的尾气是 CO2,故 C 选项为最后得到的尾气。

C.CO2 与 O2 混合后,通过 NaOH 溶液,CO2 被吸收,再通过热铜屑,O2 被全部吸收,最后 得不到尾气。 D.N2 与 O2 混合后,通过 NaOH 溶液,都没有被吸收,再通过热铜屑,O2 被吸收,最后得到 尾气 N2,所以 D 选项也为最后得到的尾气。 故本题答案为 CD。 总结:本题的难点是对题意的理解。有学生误认为选项中的某种气体混入氧气后,再按题意依 次反应后的尾气仍然是原选项中的气体。这是对题意的片面理解。正确的理解是,尾气可以是原选 项,也可以是其他选项。对于这种设问尽管比较少见。但只要认真阅读,题中的设问是可以理解明 白的。 例题 3 : (2000 年全国高考)向下列溶液中通入过量 CO2,最终出现浑浊的是( A.氢氧化钙饱和溶液 C.醋酸钠饱和溶液 方法:分别分析,逐步淘汰。 捷径:分析 A 选项:把 CO2 气体通入氢氧化钙饱和溶液,发生反应为 Ca(OH)2+CO2(少量) = CaCO3↓+H2O,CaCO3+CO2(足量)+H2O=Ca(HCO3)2 沉淀溶解,最终不能出现浑浊。 分析 B 选项:把 CO2 气体通入苯酚钠饱和溶液,发生反应为 +H2O+CO2(足
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)

B.苯酚钠饱和溶液 D.氯化钙饱和溶液

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量)→

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+ NaHCO3,由于苯酚在常温时溶解度小,最终出现苯酚浑浊。

分析 C、D 选项:把 CO2 气体通入醋酸钠溶液和氯化钙溶液不发生反应(因为较弱的酸不能制 取较强的酸) 。 以此得答案为 B。 总结:此题中四种溶液均为饱和溶液,部分考生因忽视这一点而出现错误。 例题 4: (1998 年全国高考)已有 BGO 是我国研制的一种闪烁晶体材料,曾用于诺贝尔奖获 得者丁肇中的著名实验,它是锗酸铋的简称。若知:①在 GBO 中,锗处于其最高价态 ②在 GBO 中, 铋的价态与铋跟氯形成某种共价氯化物时所呈的价态相同, 在此氯化物中铋具有最外层 8 电子 稳定结构 ③GBO 可看作是由锗和铋两种元素的氧化物所形成的复杂氧化物,且在 GBO 晶体的化 学式中,这两种氧化物所含氧的总质量相同。请填空: (1)锗和铋的元素符号分别是 (2)GBO 晶体的化学式是 和 。 。 。

(3)GBO 晶体中所含铋氧化物的化学式是 方法:价态分析法。

捷径:由条件①可知 Ge 为+4 价。因为锗处于元素周期表的第四主族,最高正价为+4 价。铋 处于第五主族,其正价有+3、+5 价。根据条件②,铋应为+3 价。因为 BiCl3 中 Bi 具有最外层 8 电 子稳定结构。由条件③可知该化合物可写成 mBi2O3·nGeO2,由于两种氧化物中含氧的总质量相 等,所以 m︰n=2︰3。锗酸铋写成 2Bi2O3·3GeO2,也可写成盐的形式 Bi4(GeO4)3,其中锗酸根 为—4 价。以此得答案为: (1)Ge、Bi (2)Bi4Ge3O12 或 2Bi2O3·3GeO2 或 Bi4(GeO4)3 (3) Bi2O3 总结:该题解答的关键是对 例题 5 : 1995 年全国高考) ( Ge、Bi 两元素价态的确定。 图(Ⅰ)中瓶 a 放入 20 mL 6
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mol·L-1 盐酸,b 是未充气的气球,里边放有 4 g 碳酸钙粉末,将它紧套在瓶 a 口上,胶管 c 套在 瓶的侧口,并用弹簧夹 d 夹紧(瓶口与侧口不漏气)。将图(Ⅰ)的装置在托盘天平上称量,质量为W1 g。 根据实验现象填写下列空白: (1)把气球 b 中的碳酸钙粉末小心倒入瓶中,立即产生许多气泡,气球逐渐胀大(图 II),反应结 束后,再将其称量,质量为W2 g,则W1 与W2 的关系是 。

(2)取 25 mL 6 mol· -1 NaOH 溶液,先用滴管取少量 NaOH 溶液,滴管插入胶管 c 口(为便于操 L 作,可以适当倾斜瓶 a,注意防止漏气),打开 d,将溶液挤入瓶中,立即夹紧 d,可看到瓶内产生 少量白色沉淀,轻轻摇动瓶 a,沉淀随即消失。用同样的方法再加入少量 NaOH 溶液,又产生白色 沉淀,轻摇,沉淀又消失,使沉淀消失的反应的化学方程式是 (3)将全部 NaOH 溶液很快加入瓶中,夹紧 d,瓶内产生大量白色沉淀,不再溶解,此时瓶内 温度 (填“不变”“降低”或“升高”)

(4)继续轻摇瓶 a,气球逐渐缩小,直至恢复反应前的下垂状,写出此时发生反应的化学方程 式 。 方法:对现象与反应进行综合分析。解题时,必须先弄清题中反应的实质,然后再解答。 捷径:(1)由题意可知:整个装置气密性完好,当 CaCO3 与 HCl 反应时,产生的气体虽然使气 球膨胀,但并没有气体逸出,根据质量守恒定律,反应前质量W1 与反应后的质量W2 应该相等。 (2)在第一步中,CaCO3 与 HCl 反应,两者的量是已知的,生成多少 CO2 气体要考虑其量的多 少: HCl 为 0.02 L×6 mol· -1=0.12 mol, L CaCO3 为
4g 100 g ? mol ?1

= 0.04 mol。 CaCO3+2HCl = CaCl2 由

+CO2↑+H2O 反应可知: 盐酸过量 0.04

mol, 生成 CaCl2 和 CO2 均为 0.04 mol。 当加入 0.025 L× 6

mol· -1=0.15 mol NaOH 后, L 先中和剩余的盐酸, 过量的 0.11 mol NaOH 与 CaCl2 发生反应: CaCl2
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+2NaOH = Ca(OH)2↓+2NaCl,生成 0.04 mol 微溶于水的 Ca(OH)2 ,还剩余 0.03 mol NaOH。在 第三步反应中是 0.04 mol CO2 跟 Ca(OH)2 和 NaOH 混合物的反应, 碱过量, 故生成碳酸盐而不是酸 式碳酸盐。 (3)明白了上述反应原理后,该题中的(2)、(3)、(4)问就不难解决了。第(2)问:当从侧口加入少 量 NaOH 时, 出现少量白色沉淀, 这是因为局部 NaOH 过量, CaCl2+2NaOH = Ca(OH)2↓+2NaCl, 轻摇瓶 a 时,白色沉淀消失,是溶液中剩余的盐酸将 Ca(OH)2 溶解了: Ca(OH)2+2HCl = CaCl2+ H2O;第(3)问:由于酸碱中和反应是放热的,故瓶内温度升高;第(4)问:由上述解析(2)可知,摇 瓶 a 时,在碱性条件下 CO2 被吸收,气球逐渐变小,直至恢复反应前的下垂状,方程式为:2NaOH +CO2= Na2CO3+H2O, Ca(OH)2+CO2 = CaCO3↓+H2O。 以此得答案为:(1)W1=W2 (2)Ca(OH)2+2HCl = CaCl2+2H2O (3)升高 (4)2NaOH+CO2 = Na2CO3+H2O;Ca(OH)2+CO2 = CaCO3↓+H2O 总结:该题文字量大,涉及化学反应多,内涵丰富,思考容量大,要求考生在较短时间里,通 过阅读题干, 准确理解题意, 迅速捕捉有用的关键信息, 通过加工处理, 找出解答问题的正确途径。 例题 6 : (2000 年上海高考)某天然碱可看着由 CO2 和 NaOH 反应后的产物所组成。称取天 然碱样品四份,溶于水后,分别逐滴加入相同浓度的盐酸溶液 30mL,产生 CO2 体积(标准状况) 如下表: Ⅰ 盐酸溶液的体积 (mL) 样品(g) 二氧化碳的体积 3.32 672 4.15 840 5.18 896 7.47 672 30 Ⅱ 30 Ⅲ 30 Ⅳ 30

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(mL)

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(1)由第Ⅰ组数据中的 CO2 体积与样品质量之比,可以推测用 2.49g 样品进行同样的实验时, 产生 CO2 mL(标准状况) 。

(2)另取 3.32g 天然碱样品于 300℃加热分解至完全(300℃时 Na2CO3 不分解) ,产生 112mL (标准状况)和水 0.45g,计算并确定该天然碱的化学式。 (3)已知 Na2CO3 和 HCl(aq)的反应分下列两步进行: Na2CO3+HCl → NaCl+NaHCO3 NaHCO3+HCl → NaCl+CO2↑+H2O 由上表中第Ⅳ组数据可以确定所用的 HCl(aq)的浓度为 mol/L。

(4)依据上表所列数据以及天然碱的化学式,讨论并确定上述实验中 CO2(标准状况)体积 V(mL)与样品质量 W(g)之间的关系式。 方法:充分依靠表中和题中数据,将反应隔离分割后,再综合分析。 捷径: (1)3.32︰672=2.49︰V(CO2) V(CO2)=504(mL) , (2)由题意天然碱样品于 300℃加热能分解可知:天然碱含 NaHCO3、Na2CO3 。


2NaHCO3==Na2CO3+CO2↑+H2O 2mol x x = 0.01 mol n(Na2CO3)= 22.4L 18g 0.112L y y = 0.09 g — 0.01 = 0.02 (mol) = 0.02 (mol)

n(H2O)=

∴天然碱组成:2Na2CO3·NaHCO3·2H2O
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×2 +

(3)30 mL HCl(aq)中所含 HCl 物质的量:n(HCl)= = 0.075 (mol) c(HCl) = = 2.5 (mol/L)

(4)样品和 30 mL HCl(aq)完全反应生成 CO2 的样品质量:

×332= 4.98(g)

样品中 Na2CO3 和盐酸反应完全生成 NaHCO3 时(没有 CO2 放出时) ,样品的质量为: × 332 = 12.45(g) 。 当 0 ﹤W ≤ 4.98 时,V(CO2)= × 3 × 22400 = 202.4W(mL) 。

当 4.98 ﹤W﹤12.45 时,盐酸首先和 Na2CO3 反应生成 NaHCO3,剩余的盐酸再和 NaHCO3 反应放出 CO2 气体, V 即 (CO2) =[0.075 — 当 12.45≤W 时,V(CO2)= 0 总结:Na2CO3 和 HCl(aq)的反应分两步进行,是解答该题的关键。在解题时可先找出完全 反应的点,再根据完全反应的点确定范围。 金钥匙: 例题 1 :把 xmol CO2 通入含 ymol Ca(OH)2 的石灰水中,充分反应后,下列叙述不正确的是 ( ) A.当 x≤y 时,生成 100xg 沉淀 C.当 y<x<2y 时,生成 100(2y-x)g 沉淀 B.当 x≥y 时,生成 100yg 沉淀 D.当 2y≤x 时,无沉淀生成 × 2] × 22400 = 1680 — 134.9W(mL)

方法:该题要求在 CO2 通入石灰水中发生反应:Ca(OH)2 + CO2 = CaCO3↓+ H2O, CaCO3 + CO2 +H2O = Ca(HCO3)2 的基础上,运用过量问题进行求解。
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捷径:如果 x≤y, 则 Ca(OH)2 过量或恰好完全反应,此时生成的沉淀由 CO2 决定,质量为 100 xg。如果 y<x<2y, 则过量的 CO2 使部分 CaCO3 溶解,剩余的沉淀为沉淀总量减去沉淀的溶解量, 即 100yg-100(x-y) g = 100(2y-x)g。当 2y≤x 时, CO2 过量或恰好使生成的沉淀全部溶解,故此时 无沉淀生成。叙述不正确的是 B。 总结:此题要求考生从一个简单的实验,运用过量问题去判断分析。 例题 2 :纯净的碳酸氢钙试样可在高温下分解,当剩余的固体物质的质量为原试样质量的一 半时,碳酸氢钙的分解率是( A.50% B.75% ) C.92.7% D.100% CaCO3 + H2O + CO2↑,CaCO3 CaO + CO2

方法:根据反应方程式:Ca(HCO3)2 ↑,从定性作出判断。

捷径:Ca(HCO3)2 的化学式量为 162,CaCO3 的化学式量为 100,当 Ca(HCO3)2 完全分解时, 其质量为原试样质量的 61.7%,而此时剩余的固体质量为原试样质量的一半,说明巳有部分 CaCO3 发生了分解,以此碳酸氢钙的分解率为 100%。 总结:若用差量法进行计算,就会选择 75%这个选项,要是没有领会题意的实质,随意进行 估算的话,则又会错选 50%。唯有熟悉反应本质,从方程式分析方可得到正确结果。 例题 3 :向 100 mL0.3 mol / L 的 Ca(OH)2 溶液中通入 CO2 气体,当得到 1g 沉淀时,通入 CO2 的物质的量是:( A.0.015 mol ) B.0.01 mol C.0.025 mol D.0.05 mol

方法:从过量与不过量两方面去进行分析。此题有多种解法。 捷径:解法一:CO2 通入石灰水中发生如下反应:Ca(OH)2+CO2=CaCO3?+H2O 过量的 CO2 与 生成物 CaCO3 继续反应:CaCO3+CO2+H2O=Ca(HCO3)2,使沉淀又溶解,在 100ml 0.3mol/L 的石灰
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水中,通入 CO2 产生 CaCO3 的克数与 CO2 的物质的量关系如右图,当产生 1g 沉淀时,消耗 CO2 的量在曲线上有 CO2 的物质的量有两个交点 A、B,即为所求。 Ca(OH)2 溶液中含 Ca(OH)2 的物质的
n Ca(OH) 2 ? 100 ? 0.3 ? 0.03(mol) 1000

量为:

(1)CO2 不足,生成的沉淀没有溶 CaCO3——CO2 100 1 x 1 x=0.01(mol) 故选 B



(2)CO2 过量,生成的沉淀部分溶解,最后剩余 1g 沉淀。 Ca(OH)2)——CO2——CaCO3 1 0.03 1 0.03 1 0.03 0.03-0.01=0.02(mol) 沉淀溶解:

CaCO3+CO2+H2O=Ca(HCO3)2 0.02 0.02 ∴共用 CO2:0.03+0.02=0.05(mol) 故选 D 解法二:设通入 CO2 为 xmol,产生 Ca(HCO3)2 yml、H2Ozml ∵方程式中各物质的物质的量变化是由系数比决定的 ∴由下列关系式 0.03Ca(OH)2+xCO2 = 0.01CaCO3? + yCa(HCO3)2 + zH2O 根据原子个数守恒得关系式
?0.03 ? 0.01 ? y (Ca 原子守恒 ) ?x ? 0.05 解得 ? ? ?y ? 0.02 ?x ? 0.01 ? 2 y (C 原子守恒 )

以此得答案为 B、D。 总结:凡是两种反应物之间由于量的不同而得不同产物时,此类题的计算皆可采用此种方法,
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例如 P 在 Cl2 中燃烧可得 PCl3 和 PCl5。H2S 在 O2 中燃烧得 S 和 SO2。 例题 4 :向某二价金属 M 的氢氧化物的澄清溶液 100mL 中加入过量的碳酸氢钠溶液生成 MCO3 沉淀,过滤,将沉淀置于足量盐酸中,在标准状况下收集到 4.48L 气体。将滤液加水稀释至 250mL,取出 25.0mL 恰好与 20.0mL 盐酸完全反应并收集到 1.12L(标准状况下)气体。 (1)若欲计算 M 的相对原子质量,你认为还必须提供下列哪组数据 A.M 的氢氧化物溶液的浓度(设为 2.00mol·L—1) B.MCO3 沉淀的质量(设为 39.4g) C.与 MCO3 反应的盐酸的浓度(设为 1.00mol·L—1) D.题设条件充足,不需补充数据 (2)根据你的选择,求算 M 相对原子质量和加入的 NaHCO3 溶液中含 NaHCO3 的质量。 方法:根据题设要求判断缺省数据,再根据所得数据进行计算。 捷径:根据反应 M2++2OH—+2HCO3—=MCO3↓+2H2O+CO32—,MCO3+2H+=M2++H2O+CO2↑知, 生成的沉淀 MCO3 为:n(MCO3)=n(CO2)= (填代号)

= 0.200mol,过滤

所得的滤液中成分为 Na2CO3 和过量的 NaHCO3。根据 C 原子守恒可得加入的 NaHCO3 溶液中含 NaHCO3 物质的量为 × ×

+0.200mol=0.700mol,

其质量为 58.8g。而要求算 M 的相对原子质量(即原子量) ,必须知道某些物质的质量,如 MCO3 或 M(OH)2 的质量。根据题设选项,首先排除 D,而 A 选项为重复数据,C 选项为无效数据, 只有 B 选项与物质的质量相联系,故选 B。 根据所选 MCO3 沉淀的质量 39.4g 和求得的 MCO3 沉淀的物质的量 0.200mol,可得 MCO3 的摩
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尔质量为 197g/mol。以此得 M 的相对原子质量为 137。

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总结:数据缺省项的选择必须在了解已知条件的前提下,根据最终目的而确定。该题以获得 M 的相对原子质量为目的,在求得 MCO3 的物质的量的基础上,必须明确物质的质量为求解的必 备条件,只有提供 MCO3 或 M(OH)2 的质量方可获得结果。此类试题对考查考生的数据处理能 力、统摄思维能力、知识迁移能力特别有效。 例题 5 :三硅酸镁被用来治疗胃溃疡,是因为该物质不溶于水,服用后能中和胃酸,作用持 久。把三硅酸镁(Mg2Si3O8·nH2O)改写成氧化物形式为 方程式: 。 ,写出它中和胃酸(HCl)的化学

方法:依据金属在前,非金属在后,水在最后的原则,改写成氧化物形式,再根据氧化物形式 写出与 HCl 反应的化学方程式。 捷径:其改写结果为:2MgO·3SiO2·nH2O,反应方程式为: 2MgO·3SiO2·nH2O+4HCl = 2MgCl2+3SiO2+(n+2)H2O 总结:本题如果直接写三硅酸镁跟盐酸的反应,往往无从下手或写错方程式,但如果将此硅酸 盐改写成氧化物的形式,便可看出该反应可看做是判断碱性氧化物(MgO)和酸性氧化物(SiO2)能否 跟盐酸反应的问题。 例题 6:称取一定质量的硅和铝分别与足量的 NaOH 溶液完全反应后,现两者产生的气体在相 同条件下体积相同,则硅和铝质量之比为多少。 方法:根据反应过程中转移的电子的物质的量相等找关系并列式计算。 捷径:由于硅铝和 NaOH 溶液反应均产生 H2,当产生 H2 体积相等时,说明硅、铝失电子数相 等,由反应式(或反应产物)知 1 mol 硅完全反应转移 4 mol 电子,而 1 mol 铝完全反应后转移了 3 mol 电子,由此可得关系:3Si ~ 4Al。
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要使硅和铝分别与 NaOH 反应产生等量 H2,则:

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总结:产生气体的体积相等,即转移的电子物质的量相等是解答此题的关键。 例题 7 :将一块已被严重锈蚀而部分变为铜绿〔Cu2(OH)2CO3〕的铜研磨成粉末,充分灼烧成 CuO,发现固体质量没有发生增减。求铜被锈蚀的百分率。 方法:与本题有关的两个反应是:Cu2(OH)2CO3 2CuO + H2O + CO2↑,2Cu + O2

2CuO。常见的解法是根据 Cu2(OH)2CO3 分解产生的 H2O 和 CO2 的质量等于铜与氧气反应消耗的 O2 的质量,列出恒等式求算。但此种求解仅是对 Cu2(OH)2CO3 百分含量的求算,若要求算铜被锈 蚀的百分率,还需对原金属铜的锈蚀率进行换算,不仅繁杂,而且极易出错。如果利用锈蚀过程和 灼烧过程中 Cu 元素物质的量守恒,可迅速获得结果。 捷径: 设原固体中 Cu2(OH)2CO3 为 xmol, CuO 为 ymol, 根据灼烧前后固体质量没有增减可得: 222x + 64y = 80( 2x + y ),x = 以此铜被锈蚀的百分率。 , 。

总结: 铜被锈蚀的百分率应以被锈蚀的铜的质量除以原有铜的总质量。 部分考生由于未理解题 意,而将铜绿的质量除以混合物的总质量而出错。 例题 8 :若把 Fe3O4 看着“混合氧化物”时可以写成 FeO·Fe2O3,若看作一种盐时又可写成 Fe(FeO2)2。 根据化合价规则和这种书写方法, 3O4 可以写成 Pb 和 。 等物质的量的 Fe3O4

和 Pb3O4 分别和浓盐酸反应时,所消耗 HCl 的物质的量相等,不同的是,高价的铅能将盐酸氧化而 放 出 氯 气 。 试 写 出 式: 、 Fe3O4 、 Pb3O4 分 别 和 浓 盐 酸 反 应 的 化 学 方 程 。

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方法:运用迁移类比解题。

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捷径:与铁元素相比,其价态不同,铁呈+2、+3 价,而铅呈+2、+4 价。分别和浓盐酸反应时, 根据题中信息,Fe3O4 为非氧化还原反应,而 Pb3O4 为氧化还原反应。故答案为 2PbO·PbO2 和 Pb2PbO4 , FeO· 2O3 + 8HCl = FeCl2 + 2FeCl3 + 4H2O , Pb3O4 + 8HCl = 3PbCl2 + Cl2↑+ 4H2O 。 Fe 总结:该题在知识迁移时,既要考虑相似点,又要分析不同之处。 例题 9 :某学生设计了一个实验以证明 PbO 中含有氧,反应方程式如下: ① PbO + C ② PbO + CO Pb + CO (主要) Pb + CO2 〔Cu (NH3 )3〕Ac·CO;△H<0

③ 〔Cu (NH3 )2〕Ac + CO +NH3 试根据下图回答问题:

(1) 盛澄清石灰水的试管开始一段时间可能没有现象,其原因是 (2) 烧杯中醋酸二氨合铜 (〔Cu (NH3 )2〕Ac ) 的作用为

。 。 。 。

(3) 实验后的醋酸二氨合铜经适当处理又可再生,适宜于再生的生产条件是 (4) 若用空气代替干燥的 N2,行吗? ,其理由是

方法:(1)可从信息方程式①中主要产物来分析;(2) 应由信息方程式③中的反应情况获知。(3) 可由信息方程式③逆向分析。(4) 要从空气中成分去分析。 捷径: (1)澄清石灰水只有遇到 CO2(或 SO2)时才能变浑浊, 开始时无现象, 从信息方程式①知,
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是高温下 PbO 跟碳反应生成的主要产物是 CO 的缘故。

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(2) 由信息方程式③知,CO 可跟醋酸二氨合铜溶液反应,所以烧杯中醋酸二氨合铜 (〔Cu (NH3 )2〕Ac ) 的作用为用来吸收 CO 气体,防止污染空气。 (3) 由信息方程式③知, 〔Cu (NH3 )2〕Ac 吸收 CO 气体的反应为一气体体积减小的放热反应, 欲使醋酸二氨合铜溶液再生,即要使平衡向逆反应方向移动,故适宜于再生的生产条件是高温、低 压。 (4) 不行。因为在高温下空气中的 O2 要与碳反应生成 CO,另外空气中也有少量的 CO2,空气 中的水蒸气与碳反应也可产生 CO。 总结:该题属信息类实验题,解题时既要考虑题中信息,又要依靠课本知识,还要注意到化学 物质间的相互联系。 例题 10 :(1)现代海战中为了进行隐蔽,常喷放 SiCl4 和液氨,形成很浓的烟雾。写出反应方 程式 、 。在实验室常用硅和氯气高温下反应制得 SiCl4,如

果用 MnO2 和浓盐酸反应制得的 Cl2 来与硅反应制 SiCl4,对所制得的 Cl2 应作何处理? (2)硅也常用于制造新型无机非金属材料,如氮化硅陶瓷和碳化硅陶瓷等。在高纯硅的制取过
Cl2 高温 H2 高温

程中,也有一中间产物为 SiCl4,请写出以石英沙(SiO2)为原料,通过 SiO2 SiCl4 Si,制得高纯硅的化学方程式。

→Si

方法:将现象与反应相联系,充分运用联系观去解题。 捷径:(1) SiCl4 和液氨形成烟雾的反应,要联系到隐含信息——海战,故海面上空气中的水蒸 气参于反应,使 SiCl4 先水解,产生的氯化氢再与氨气作用形成为为烟雾。其反应方程式为: SiCl4+3H2O=H2SiO3+4HCl;NH3+HCl=NH4Cl。由于 SiCl4 易水解,故制取时所用氯气必须进行干燥 处理。

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(2) 根据题中过程书写即可。SiO2+2C + 4HCl 。

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SiCl4,SiCl4 +2H2 Si

Si+2CO ,Si+2Cl2

总结:此题为一信息处理题,将题中信息与课本知识相联系是解答出此题的关键。 聚宝盆: 1.在解题时要注意碳族元素的化合价及稳定价态。碳族元素的化合价主要有+2 和+4 两种价 态,碳、硅、锗、锡的+4 价化合物是稳定的,而铅的+2 价化合物是稳定的。 2.CO2——温室效应;CO——与血红蛋白结合使人中毒;SiO2 粉尘——长期接触会使人患硅 肺病(旧称矽肺) ;铅的化合物——主要由含铅汽油燃烧所致,是大气污染物之一半导体材料―― 硅、锗等应用性知识,在考题中经常出现,此点必须引起重视。 热身赛: 1.某无色混合气体可能含有 CO2、CO、H2O(水蒸气) 2 中的一种或几种,依次进行如下 、H 处理(假定每次处理均反应完全) :①通过碱石灰时,气体体积变小,②通过赤热的氧化铜时,固 体变为红色,③通过白色硫酸铜粉末时,粉末变为蓝色,④通过澄清石灰水时,溶液变得浑浊。由 此可以确定混合气体中 ( )

A.一定含有 CO2、H2O,可能含有 H2、CO B.一定含有 H2O、CO,可能含有 CO2、H2 C.一定含有 CO、CO2 ,可能含有 H2O、H2 D.一定含有 CO、H2 ,H2O 和 CO2 至少有一种 2. 如图所示装置持续通入 X 气体,并在 清石灰水浑浊.X、Y 可能是 ( )
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导管口 P 处点燃,实验结果使澄

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A.H2 和 NaHCO3 B.CO 和 Na2CO3 C.CO 和 CuO D.H2 和 Fe2O3

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3.通常情况下,向一定量的饱和 Na2CO3 溶液中不断通入 CO2 气体,下列 pH 值变化的曲线图 中,正确的是 ( )

4.潮湿的酸式盐 A 与化合物 B 在研钵里混合研磨时,会生成 C、D 两种气体和固体 E。C 遇 浓盐酸时冒白烟;D 在空气中燃烧时产生浓烟,且有一种生成物与 E 在高温下分解的气体产物 F 相同;C 与 F 混合后通入氯化钙溶液中会生成白色沉淀 E。 请填写下列空白: (1)A 是 ,B 是 。

(2)潮湿的 A 与 B 混合研磨时,有关反应的化学方程式是

(3)C 与 F 的混合气体通入 CaCl2 溶液中生成沉淀 E 的离子方程式是

5.要分离一氧化碳、二氧化碳并分别得到干燥的气体,某学生设计如图装置, 其中 a 是铁夹,b 是分液漏斗玻璃活塞。 (1)甲容器中盛______溶液;乙 容器中盛_____溶液; 丙容器中盛

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_______溶液。

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(2)实验时关闭_____(a、b),打开______(a、b),发生反应的化学方程式是_____ _____这样得 到的气体是_______________。 (3)当分离完一种气体后,关闭___,打开_____,发生反应的化学方程式是___________,这样 得到的气体是______________。 6.在没有现成的 CO2 气体发生器的情况下,请选用下图中部分仪器装配成一个简易的,能随 开随用、随关随停的 CO2 气体发生装置。

(1)应选用的仪器是(填编号字母)____。 (2)若用上述装置制取 CO2,而实验室只有稀 H2SO4、浓 HNO3、块状纯碱和块状大理石。比较 合理的方案,应选用的药品是____。 7.人类目前对煤和石油的过渡应用,使空气中 CO2 浓度不断增大,导致地球表面温度升高, 形成温室效应。科学家对 CO2 的增多带来的负面影响较为担忧,于是提出将 CO2 通过管道输送到 海底。这可减缓空气中 CO2 浓度的增加。请你根据 CO2 的性质回答: (1) (2) 这样长期下去,将会给海洋造成什么样的影响? 你认为消除这些影响的最好方法是什么?

8.环保检测中,有害气体的浓度常用 1L 有害气体的毫克值(mg ? L-1)来表示。如对某气体 样品中所含 CO 的浓度进行测定,其方法和实验步骤如下: ①首先将 2.00L 的气体样品通过盛有 I2O5 固体的加热管,反应后生成 CO2 和 I2;②用 30.0 mL
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5.00×10-3mol ? L-1 的硫代硫酸钠溶液吸收所产生的碘,发生的反应为:I2 + 2S2O32- = 2I- + S4O62- ; ③将②中溶液取出 1/5,加入 1.00m L 1.00×10-2 mol ? L-1 的碘水,正好将所取溶液中过量的硫代硫 酸钠完全氧化。 ⑴写出步骤①中 CO 通过 I2O5 加热管中有关反应的化学方程式。 ⑵计算样品中 CO 的浓度。 9.一氧化碳在加热加压条件下能跟氢氧化钠作用生成甲酸钠,将甲酸和浓硫酸的混合物加热 生成一氧化碳跟水。 用上述反应与碳酸脱水和二氧化碳跟 NaOH 的反应相比较, 发现 CO 并不是甲 酸的酸酐。其理由主要是? 10.化合物 A、D、F 是中学化学中常见的物质,其中 D 在常温下为气体,A 的焰色反应呈黄 色,化合物 B、C、E 中含有两种相同的元素。这些化合物之间存在如下图的关系。其中 A 和 B 的 反应是一种重要化工生产中的主要反应之一。

(1)在 A、C、F 中含有相同的元素是 (2)化合物 C 的化学式是 (3)C 的水溶液和 D 能否发生反应? 反应方程式 。



,其理由是 。

,如能反应,请写出离子

11. 碳酸氢铵和熟石灰共热时可能发生如下反应: 4HCO3+Ca(OH)2 NH +NH3↑(反应Ⅰ) ,NH4HCO3 NH3↑+CO2↑+H2O(反应 Ⅱ)

CaCO3+2H2O

在密闭容器中加热碳酸氢铵和熟石灰的混合物共 0.1mol,充分反应后得到固体剩余物 a g。试
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求: (1)当二者以等物质的量相混合时,a=_______ g ;

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(2)若以 b(mol)表示混合物中碳酸氢铵的物质的量,试通过计算分别确定 b 在下列取值范 围时,a 值随 b 值变化的数学表达式。 (A)当 0<b<0.05 时:____________ (B)当 0.05<b<0.1 时,________________ 大检阅: 1.D 2.AC 3.A 4.(1)NH4HCO3 (2)CaC2+2H2O CaC2 Ca(OH)2+C2H2?

NH4HCO3+Ca(OH)2==CaCO3+NH3?+2H2O
? (3)NH3+CO2+Ca2?+H2O==CaCO3?+2NH 4

5.(1)氢氧化钠溶液(符合题意的其他物质均可,下同) (2) b (3) a b a CO2+2NaOH==Na2CO3+H2O 一氧化碳

浓硫酸

稀硫酸

Na2CO3+H2SO4==Na2SO4+H2O+CO2?

二氧化碳

6.(1)a、c、d、e (2)浓 HNO3、水、块状大理石 7.(1)根据影响气体的溶解因素可知,CO2 在海底的溶解量将大大增加,溶于海水中的 CO2 将 与水发生反应:CO2 + H2O H2CO3 H+ + HCO3-,据平衡移动原理,CO2 的溶解量增大,

与水发生反应的程度增大, 生成的碳酸增多, 使整个平衡向右移动, 所以海水的酸性也将大大增强, 这将破坏海洋的生态系统, 带来不堪设想的后果 (如使一些海洋动植物难以生存, 某些岩石溶解等) 。 (2)减少对煤和石油产品的用量,开发新能源,大量种植绿色植物等。
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8.⑴5CO + I2O5 I2 + 5CO2

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⑵用于吸收 CO 还原出的碘的硫代硫酸钠为:30.0 ×10-3L ×5.00×10-3mol ? L-1 - 1.00×10-3 L ×1.00×10-2 mol ? L-1×2×5 = 5×10-5mol。 根据关系式:5CO ~ I2 ~ 2 S2O32- 得:n(CO) = 2.5n(S2O32-) = 2.5×5×10-5mol = 1.25×10-4mol, 以此可求得样品中 CO 的浓度为 1.75mg ? L-1。 9.酸在失水生成酸酐时,应由—OH 基中的氢氧提供失去的水,而 HCOOH 失去的 H2O 是由 一 OH 和—CH 上的氢而来的。所以不是酸酐。 10.(1)钠 (2)Na2SiO3 (3)能 C 的水溶液和 D(CO2)反应生成酸性更弱的硅酸
2 2 SiO 3 ? +CO2+H2O==H2SiO3↓+CO 3 ? 2 或 SiO 3 ? +2CO2+2H2O===H2SiO3↓+2HCO 3?

11. (1)当 NH4HCO3 和 Ca(OH)2 以等物质的量(各为 0.05mol)相混合时,二者恰好完全 反应,生成的固体只有 CaCO3(0.05mol) ,其质量为 5g,即 a=5g (2)如果二者不以等物质的量混合,则有两种情况: (A)0<b<0.05 时,NH4HCO3 全部参加反应Ⅰ,计算以 NG4HCO3 为准,生成的 CaCO3 是 bmol,剩余的 Ca(OH)2 为: (0.1-2b)mol,则剩余固体共为:a=100b+74(0.1-2b)=7.4 -48b(g) (B)0.05<b<0.1 时,NH4HCO3 反应Ⅰ后还有剩余,但在反应Ⅱ中无固体剩余物,这时剩余 固体只有 CaCO3,计算以 Ca(OH)2 为准: ∵Ca(OH)2 有(0.1-b)mol ∴CaCO3 有(0.1-b)mol 则 a=(0.1-b)× 100=10-100b(g)

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策略 8 氮族方面试题的解题方法与技巧 金点子: 氮族元素,作为元素化合物部分的重点内容,在近几年的高考试卷中所占比例较大。其主要内 容有氮族概念的分析与判断、氮的氧化物的分析与计算、硝酸及硝酸的性质分析与计算、磷及磷的 化合物的分析与应用等。 此类试题中的常规题,其解法有过量分析、守恒分析、方程式的合并分析、工业生产中的用量 比较等。 此类试题中的信息题,其解法有迁移类比、现象剖析、效用比较等。 经典题: 例题1 : (2001年上海高考综合)金属加工后的废切削液中含2% ~ 3%的NaNO2,它是一种环
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境污染物。人们用NH4Cl溶液来处理废切削液,使NaNO2转化为无毒物质,该反应分两步进行: 第一步:NaNO2+NH4Cl = NaCl+NH4NO2 第二步:NH4NO2 N2+2H2O

下列对第二步反应的叙述中正确的是 ①NH4NO2 是氧化剂 ②NH4NO2 是还原剂 ③NH4NO2 发生了分解反应 ④只有氮元素的化 合价发生了变化 ⑤NH4NO2 既是氧化剂又是还原剂 A.①③ B.①④ C.②③④ D.③④⑤ ( )

方法:根据方程式,对照叙述,从化合价、反应类型等方面综合分析。 捷径:NH4NO2==N2+2H2O 这是分解反应,又是氧化还原反应,NO2—被 NH4+还原生成 N2,显 然都是氮元素的化合价发生了变化。以此得答案为 D。 总结:同一元素,如果一种显正价的微粒,另一种显负价的微粒,若它们发生氧化还原反应, 则往往生成该元素的单质,如 2H2S+SO2==3S+2H2O,NaH+H2O==NaOH+H2 等。 例题2 : (1997年全国高考) 某金属单质跟一定浓度的硝酸反应,假定只产生单一的还原产物。 当参加反应的单质与被还原硝酸的物质的量之比为2:1时, 还原产物是 ( A.NO2 B.NO C.N2O D.N2 )

方法:据题可知,2mol 金属失去的电子给了 1mol HNO3。可采取讨论试算的方法确定选项。 捷径: 令金属为+1 价,失 2 mol 电子,N 被还原后显+3 价。 令金属为+2 价,失 4 mol 电子,N 被还原后显+1 价。令金属为+3 价,失 6 mol 电子,N 被还 原后显—1 价。选项只有 C 符合。 总结:金属与 HNO3 反应后的价态,是该题求解的关键。部分考生因难以确定金属的价态,而 造成无法获得结果。

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).

例题3 : (1996年全国高考)关于磷的下列叙述中, 正确的是 ( A.红磷没有毒性而白磷剧毒 B.白磷在空气中加热到260℃可转变为红磷 C.白磷可用于制造安全火柴 D.少量白磷应保存在水中 方法:逐项分析,分类判断。

捷径:分析 A 选项.红磷没有毒性而白磷剧毒,正确。B 选项中,因白磷在空气中受热会燃 烧生成 P2O5,故白磷只有在隔绝空气的条件下加热到 260℃才可转变为红磷,故 B 项错误。分析 C 选项,白磷易自燃且有毒,故不能用于制造安全火柴,用于制造安全火柴的是红磷,C 选项错。D 选项,因白磷的燃点低,所以少量白磷应保存在水中。综合得答案为 AD。 总结:此题为概念性试题,虽然难度不大,但由于知识点较多,也极易出错。 例题 4 : (1999 年全国高考)Murad 等三位教授最早提出 NO 分子在人体内有独特功能,近年 来此领域研究有很大进展, 因此这三位教授荣获了 1998 年诺贝尔医学及生理学奖,关于 NO 的下 列叙述不正确的是 ( )
Pt

A.NO 可以是某些含低价 N 物质氧化的产物 C.NO 可以是某些含高价 N 物质还原的产物 方法:从物质的性质,对照选项进行分析。

B.NO 不是亚硝酸酐 D.NO 是红棕色气体

△ 捷径:NO 是无色的有毒气体。它是 NH3 的氧化产物 4NH3+5O2 == 4NO+6H2O,也 △

可以是 HNO3 或 NO2 的还原产物 3Cu+8HNO3(稀)= Cu(NO3)2+2NO+4H2O。NO 不是亚硝酸酐, N2O3 才是亚硝酸酐。因此得答案为 D。 总结:此题虽设置了新情境,但仔细分析可发现,所设新情境与解题并无关系。
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例题5 : (1994年全国高考)

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方法:通过信息迁移获解。 捷径:含氧酸中的氢原子,只有在与氧原子结合成—OH 后,才具有酸的性质,也才可以和重 水中的 D 原子进行交换。由题意可知磷酸是三元酸,次磷酸是一元酸,因而在结构式中只有一个

—OH 结构。A 是二元酸,C D 结构式中氧周围有三个键,因而这种结构式一定是错误的。以此只 有 B 选项符合题意。 总结:题中所给磷酸分子的结构式是给一个信息,该信息告诉我们,含氧酸中只有与 O 原子 直接结合的 H 原子才可能电离出 H+,即题中所说的与 D2O 中的 D 原子发生氢交换。把该信息迁 移到 H3PO2 中,由于 NaH2PO2 不能与 D2O 进行氢交换,所以 H3PO2 只是一元酸,因而其结构式中 只有一个—OH,再应用 O 原子只能有两个共价键(或说有二根短线)的基础知识,就不难作出选 择。 例题6 : (1996年全国高考)某化合物的化学式可表示为Co(NH3)xCly(x,y均为正整数)。为确 定x和y的值, 取两份质量均为0.2140 g 的该化合物进行如下两个实验。 将一份试样溶于水, 在硝酸存在的条件下用AgNO3溶液滴定(生成AgCl沉淀), 共消耗24.0 mL
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0.100 mol/L的AgNO3溶液。在另一份试样中加入过量NaOH溶液并加热, 用足量盐酸吸收逸出的 NH3,吸收NH3共消耗24.0mL 0.200 mol/LHCl溶液。 试通过计算确定该化合物的化学式。 (本题可能用到的原子量:H 1.0 N 14.0 Cl 35.5 Co 58.9 ) 方法:利用原子个数守恒及质量守恒求解。 捷径:设用n表示物质的量, m表示质量。则: n(NH3)=0.200×24.0×10-3=4.80×10-3(mol) m(NH3)=4.80×10-3×17.0=8.16×10-2(g) n(Cl-)=0.100×24.0×10-3=2.40×10-3(mol) m(Cl-)=2.40×10-3×35.5=8.52×10-2(g) m(钴离子)=0.2140-8.16×10-2-8.52×10-2=4.72×10-2(g)

n(钴离子):n(NH3):n(Cl-)=1:6:3 该化合物的化学式为CO(NH3)6Cl3 总结:分清反应过程中各种物质间量的关系,是运用守恒法解题的前提。 金钥匙: 例题 1 :在汽车引擎中,N2 和 O2 进行反应会生成污染大气的 NO,N2+O2=2NO;△H>0。据 此有人认为废气排出后,温度即降低,NO 分解,污染也就会自行消失。事实证明此说法不对,其 主要原因可能是 ( )

A.常温常压下 NO 分解速率很慢
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B.空气中 NO 迅速变为 NO2 而不分解 C.空气中 O2 与 N2 浓度高,不利于平衡向左移动 D.废气排出压力减小,不利于平衡左移 方法:从速率、平衡及后续反应综合分析。

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捷径:污染不会自行消失,说明 NO 很难分解成 N2 和 O2,其原因有 A、B、C,而主要原因则 由 NO 分解成 N2 和 O2 与 NO 转化成 NO2 的速率决定。温度降低后,NO 分解很慢,而其转化成 NO2 的速率却很快。故正确答案为 A、B。 总结:该题不少考生错误认为:根据勒沙特列原理,增大反应物浓度,平衡将向正反应方向移 动,以此其主要原因可能是 C。出错的原因是未能对题中温度降低进行深入思考之故。 例题 2 :一定条件下,将等体积 NO 和 O2 的混合气体置于试管中,并将试管倒立于水槽中, 充分反应后剩余气体的体积约为原总体积的( A. 1/4 B. 3/4 ) C. 1/8 D.3/8

方法:此题为循环反应,可通过合并方程式后再分析。 捷径:本题涉及的化学方程式为:方程式(1)2NO + O2 = 2NO2↑,方程式(2)3NO2 + H2O = 2HNO3 + NO↑。如果此时纠缠 NO 或 NO2 的局部反应,按常规的关系式法求解,计算十分繁杂。 相反,若此时将两步反应合并求解,计算十分简便。由于 NO2 的量与题设和结果均无关,将(1) 式×3 和(2)式×2 合并,可得方程式(3)为 4NO + 3O2 + 2H2O = 4HNO3。 (3)式明显地提供了 混合气体与剩余气体之间的体积关系。当 NO 和 O2 等体积(等物质的量)混合时,O2 必然过量。 利用上述(3)式,假设 4 体积 NO 和 4 体积 O2 混合,完全反应后,必剩余 1 体积 O2 。即剩 余气体的体积只能占原总体积的 1/8 。得答案为 C。 总结:此题为一常规题,在此提出便于学生掌握其方法。

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例题 3 : 铵盐受热分解的过程就是铵根离子(NH4+)把质子转移给酸根的过程,对于相同类 型的铵盐,可根据上述反应判断其热稳定性。NH4F、NH4Cl、NH4Br、NH4I 的热稳定性由强到弱 的顺序为 方法:根据信息类推。 捷径: 本题的 “热稳定性” 是指酸根离子接受 NH4+释放出一个 H+, 生成卤化氢和 NH3 的过程。 该反应越容易发生,此铵盐越稳定。又酸根离子半径越小,结合 H+能力越强,则盐就越不稳定。 以此其热稳定性顺序为:NH4I﹥NH4Br﹥NH4Cl﹥NH4F。 总结:该题解答的关键在于正确运用所给信息,再根据所学知识进行推理、分析、判断,从而 得出正确结论。又如: 已知 2NO2+H2O=HNO3+HNO2,结合已有知识推断,下列结论中正确的是 ( ①HNO2 比 HNO3 更不稳定 NO 和 H2O A.只有① 答案应选 C。 本题极易错答为根据非金属性 F﹥Cl﹥Br﹥I 来判断热稳定性为 NH4F﹥NH4Cl﹥NH4Br﹥ NH4I。错答的原因是将铵盐的热稳定性与气态氢化物的稳定性混为一谈。 例题 4 :设 NO2 和 O2 混合气体中,NO2 的体积百分含量为 x%,取 50mL 量筒盛满该混合气 体并倒立于水中,足够时间后量筒内剩余气体 VmL,试作 V 随 x 变化图象,并利用该图象,求若 最终剩余气体 10mL,原混合气体中 NO2 的体积百分比可能是多少? 方法:根据反应式:3NO2 + H2O = 2HNO3 + NO,4NO2 + O2 + 2H2O = 4HNO3。首先找出起点 ( x=0 )、 拐点( 完全反应的点, x=80 )和终点( x=100 ), 然后以点带面, 通过三点作出连线即得图象,
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,理由是





②HNO2 的分解产物为 NO 和 H2O ③HNO2 的分解产物为 NO2、

B.①②

C.①③

D.②③

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再通过图象分析混合气体中 NO2 的体积百分比。 捷径:根据上述反应,列表求值。 x V 0 50 80 0 0 7 16. 10

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以 x 为横坐标,V 为纵坐标建立坐标系,找出并顺次连接以上各点,所得图象即为所求。
V(mL) 50

A 10 0

B

20

80

100x (%)

过 V=10 作 x 轴的平行线,交图象于 A、B 两点,其相应横坐标依次为 64 和 92。以此得答案 为:若最终剩余 10mL 气体,原混合气体中 NO2%为 64%或 92%。 总结:图象中三点的分析,是解答该题的重点,部分考生由于对点分析欠缺而出错。 例题 5 :把 Cu 片投入到盛有过量浓 HNO3 的烧瓶中,使它充分反应。将产生的气体导入容 器 A 内,反应后的溶液倒入蒸发皿内小心蒸干,再把固体全部转移到试管中,加热使它完全分解。 假设将分解的气体也收集到 A 容器内,然后将 A 倒立在水槽中,待反应停止后,测得此容器内剩 余气体 0.448L(标准状况) 。求参加反应的 Cu 的质量(假设收集气体过程中无其他气体进入容器 内,且 A 容器恰好集满) 。[提示:Cu(NO3)2 分解生成 CuO、NO2 和 O2] 方法:根据题意,发生的化学反应方程式为 Cu+4HNO3(浓)= Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O


2Cu(NO3)2 = 2CuO+4NO2↑+O2↑
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4NO2+O2+2H2O=4HNO3 , 3NO2+H2O=2HNO3+NO

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其中 Cu NO3)分解产生的 NO2 与 O2 物质的量之比为 4︰1, ( 全部被水吸收, 最后剩余的 0.448L 2 气体为 NO,是 Cu 与浓 HNO3 反应产生的 NO2 转化而来的。可直接根据 NO 的体积,计算 Cu 的 质量。 捷径:3Cu ~ 6NO2 3×64g m(Cu) m(Cu)= ~ 2NO 2×22.4L 0.448L =1.92g

总结:最后剩余的气体应为 NO,不能误认为是 NO2,应考虑 NO2 溶于水转化为 NO。剩余气 体与 Cu(NO3)2 无关是简捷求解本题的关键。此题也可通过得失电子守恒求解。 例题 6 :某工厂由 NH3 制取硝酸铵。在氧化炉中,NH3 有 3.1%损失,在以后氮氧化合物转化 为硝酸的过程中, 氮元素的利用率是 95%, 最后将硝酸与氨化合, 氨又损失 3.1%, 现有 1950 kg NH3, 可制取 NH4NO3 多少千克? 方法:这里 NH3 的反应分两路,一路是 NH3 → NO → NO2 → HNO3,另一路是 NH3 与硝 酸化合,问题在于两路中氮元素的损失率不同。因此首先要求出 1950 kg NH3 在两路中的合理分配 问题,然后再根据任一路线求出 NH4NO3。 捷径:根据题意,NH3 参与的反应,可表示如下:
NO NH3 NO2 HNO3 NH4NO3

设用于制 HNO3 的 NH3 为 a kg,用于与 HNO3 化合的 NH3 为(1950 — a )kg 。为充分利用 NH3,应有:
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a × (1 — 3.1%)× 95% = (1950 — a)×(1 — 3.1%) 解之得:a = 1000 (kg) 即 1950 kg NH3 中有 1000 kg 用于制取 HNO3。 根据此过程即可计算 NH4NO3 的产量为: 1000 × (1 — 3.1%) × 95% × 80 / 17 = 4332(kg) (式中 80 与 17 分别为 NH4NO3 和 NH3 的摩尔质量) 。 总结:将两路过程通过图示进行分解,既方便明了,又提高了解题的速率。 例题 7 :取三份 1.5mL0.02 mol/L 的石灰水,均加入 0.02mol/L 的 H3PO4 溶液,恰好完全反应, 分别生成 Ca3(PO4)2、CaHPO4、Ca(H2PO4)2,所需加入的 H3PO4 溶液体积比为多少? 方法:将三种钙盐 Ca3(PO4)2、CaHPO4、Ca(H2PO4)2 按等钙离子进行拆分,找出 Ca∽P 之 间的关系,再依据 P 原子守恒求解。 捷径:分析三种钙盐 Ca3(PO4)2 、CaHPO4 、Ca(H2PO4)2 其 Ca、P 原子个数比依次为 3 : 2 、 : 1 : 将钙离子定为 3, 1 1、 2, 可变为 3 : 3 : 3 : 以此其化学式可变为: 3(PO4)2 、 2 3 6, Ca Ca3(HPO4)3 、Ca3(H2PO4)6,则 P 元素的原子个数比应为 2 :3 :6,由于 H3PO4 浓度已定,要 提供如上比例的 P 原子,其物质的量的多少决定于体积,故体积比为 2 :3 :6 。 总结:直接用化学方程式求解很麻烦,采用化学式拆分便使解题变得简单。 例题 8 :把浓度为 16% 的 NaOH 溶液 300g 与浓度为 5mol/L 的 H3PO4 溶液 200 mL 混合,求 所得物质的名称及质量(不考虑水的生成) 。 方法: 3PO4 是三元酸, H NaOH 是一元碱, 该中和反应的产物可能是 NaH2PO4、 NaHPO4、 3PO4 Na 三种盐中的某一种,也可能是其中某两种盐的混合物,可逐步用三态分析法作计算。 捷径:先算出两种反应物的物质的量 n(NaOH) = [16%×300g]/40g·mol-1 = 1.2mol
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n(H3PO4) = 5mol/L×0.2L = 1mol

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第一步,NaOH 与 H3PO4 反应生成 NaH2PO4 ,剩余 NaOH0.2mol。 第二步, 起始(mol) 转化(mol) 终态(mol) NaOH + NaH2PO4 = Na2HPO4 + H2O 0.2 0.2 0 1 0.2 0.8 0 0.2 0.2

两种酸式盐互不反应,故最终产物是 NaH2PO4 和 Na2HPO4 的混合物,其质量分别是: m(NaH2PO4) = 120 g/mol×0.8mol = 96 g m(Na2HPO4) = 142 g/mol×0.2mol = 28.4g 总结:该题除利用三态分析外,还可通过设未知数列方程求解。 例题 9 :将 20mLNO2 和 NO 的混合气体,通入倒立在水槽中盛满水的量筒内,结果发现量筒 内剩下 11mL 气体。求原混合气体中 NO2 和 NO 各多少 mL? 方法:根据反应前后体积之差求解。 捷径:设原混合气体中 NO2 所占体积为 x ,则 NO 的体积为 20 mL— x 反应前后体积差为:20 mL — 11 mL = 9 mL 根据题意和化学方程式 3NO2 + H2O = 2HNO3 + NO↑知,每有 3mLNO2 气体参与反应,就生 成 1mLNO,体积减少 2mL;现体积减少了 9mL, 通过列比例式可求得 NO2 的体积为: mL:2 ,3 mL =x:9 mL;x=13.5mL,则 NO 体积为 20 mL — 13.5 mL = 6.5 mL。 总结:此题还可从另一角度:求新生成 NO 气体的量用同样的方法求解。 例题 10 :在标准状况下,由 NO2、NH3、H2 组成的混合气体 10 L,通过稀硝酸溶液,溶液的 质量增加了 12.5 g,气体的体积缩小到 3.28 L,求混合气体各成分的体积。
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方法:混合气体通过稀 HNO3,其中的 H2 不发生作用,NO2 与 NH3 分别和 H2O 与 HNO3 反应, 结果都使原混合气体体积减少和溶液质量增加。据此,利用差值关系,通过反应前后混合气体总体 积减少值和溶液总质量的增加值建立等式求算即可。 捷径:设 NO2 的体积为 aL,NH3 为体积为 bL。 , 3NO2 + H2O = 2HNO3 + NO 3L aL NH3 + HNO3 = NH4NO3 1L bL 3NO2 + H2O = 2HNO3 + NO 138g (a/22.4)×46g NH3 + HNO3 = NH4NO3 17g (b/22.4)×17g 根据题意得: 2/3a+b=10 — 3.28 ① ② 30g 1L 气体体积减少值 (3 — 1)L = 2L 2/3aL 气体体积减少值 1L bL 溶液质量增加值 108g (108×46×a)/(138×22.4)g 溶液质量增加值 17g (b/22.4)×17g

(108×46×a)/(138×22.4)+(b/22.4)×17=12.5 解①②两式得:a=6.72L,b=2.24L 所以氢气的体积为: (10 — 6.72 — 2.24)L = 1.04L。

总结:在同一试题中可能同时出现多个差量,如能分别予以剖析,便能正确作答。

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聚宝盆:

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合并反应和后续反应是氮族部分的重点和难点, 某些学生在解题时, 由于未及深入地观察事物 和思考问题,忽视对题中隐含条件的分析造成描述不完整、答案残缺不全,对于与问题相关的多个 因素顾此失彼等而产生错误的现象在这一类试题中出现得较多。如当题中出现 NO2 时,便要考虑 其后续反应,即 NO2 热身赛: 1.14g 铜、银合金与足量的某浓度的硝酸反应,将放出气体与 1.12L(标准状况)氧气混合,通 入水中恰好全部吸收,则合金中铜的质量是 A.9.6g B.6.4g C.3.2g D.1.6g ( ) N2O4。

2.氢化铵(NH4H)与氯化铵结构相似,又已知 NH4H 与水反应有氢气产生。下面叙述不正确 的 ( ) 是

B.NH4H 溶于水后,形成的溶液显酸性 C.NH4H 中的 H-离子半径比锂离子半径大 D.NH4H 固体投入少量水中,有两种气体产生 3. Na3N 是离子化合物,它与水强烈作用可产生 NH3,下列叙述中,正确的是 ( A.Na3N 和盐酸反应可产生两种盐 B.在 Na3N 与水反应中,Na3N 作还原剂 C.Na+与 N3-的电子层结构都与氩原子结构相同
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D.Na3N 中 Na+半径比 N3-半径小

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4.从某性质来看:NH3 与 H2O,NH4+和 H3O+,NH2-和 OH-,N3-和 O2-,两两对应相似,判断 下列反应方程式 (1)2Na+2NH3====2NaNH2+H2↑ (2)CaO+2NH4Cl (3)3Mg(NH2)2 CaCl2+2NH3↑+H2O Mg3N2+4NH3↑

(4)NH4Cl+NaNH2 = NaCl+2NH3↑ 其中正确的是 A.只有(3) B.只有(2) C. (2)和(3) ( )

D.都正确

5.在 PCl3 中加入蒸馏水,微热,PCl3 完全水解,产物之一是亚磷酸(H3PO3)它的结构式为

。已知: a.H3PO3 与 NaOH 反应只能生成 Na2HPO3 和 NaH2PO3 两种盐; b.H3PO3 与碘水反应,碘水棕黄色褪去,再加入 AgNO3 有黄色沉淀。 c.盛 H3PO3 的试管中加 AgNO3 溶液,有黑色 Ag 沉淀,试管口处有棕红色气体出现。 则 H3PO3 是(a)强酸(b)弱酸(c)二元酸(d)三元酸(e)氧化性酸(f)还原性酸中的 A.(b)(d)(f) B.(c)(f) C.(a)(d)(e) D.(b)(c)(e) ( )

6.常温下 A 和 B 两种气体组成混合气体(A 的式量大于 B 的式量) ,经分析混合气体中只含 有氮和氢两种元素。而且,不论 A 和 B 以何种比例混合,氮和氢的质量比总大于 A为 ,B 为 ,其理由是 。 ;
14 。由此可确定 3

若上述混合气体中氮和氢的质量比为 7∶1, 则在混合气体中 A 和 B 的物质的量之比为 A 在混合物体中的体积分数为 %。

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7.一种火箭的主要燃料名为偏二甲肼。已知该化合物的分子量为 60,其含碳量为 40%,含氢 量为 13.33%,其余为氮。 (1) 偏二甲肼的分子中有一个氮原子是以-N-形式存在,该氮原子不与氢原子直接相连,则 偏二甲肼的结构简式为________________________。 (2) 偏二甲肼作为火箭燃料燃烧时,以 N2O4 为氧化剂,燃烧产物只有氮气、二氧化碳和水, 这一燃烧反应方程式为:________________________________。 8.在有机溶剂里若 m mol 五氯化磷跟 m mol 氯化铵定量地发生完全反应,生成 4 m mol 氯化氢, 同时得到一种白色固体 R。R 的熔点为 113oC,在减压下 50o C 即可升华,在 1Pa 下测得 R 的蒸气 密度换算成标准状况下则为 15.54g/L。请回答: (1)通过计算推导 R 化学式________。 (2)分子结构测定表明,R 分子为环状,且同种元素的原子在 R 分子中化合价相同,用单键 “-”和双键“=”把分子里的原子连接起来,写出 R 的分子结构式________。 9.实验室用下列装置所示的流程进行气体性质实验。图中用箭头表示气体的流向,A 为一种 纯净、干燥的气体,B 是另一种气体,己中有红棕色气体出现。实验中所用的药品只能从下列物质 中选取:Na2CO3、NaHCO3、Na2O、Na2O2、NaCl、无水 CaCl2、(NH4)2CO3、碱石灰等固体和蒸馏 水。

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根据图中装置和现象回答: (1)丙中发生反应的化学方程式____。

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(2)丁中应选用的干燥剂是____,为什么不选用所给的另一种干燥剂? (3)甲中发生反应的化学方程式________。 (4)戊中发生的主要反应的化学方程式____。此反应是吸热反应还是放热反应?____,估计 可看到什么现象足以说明你的判断?____。 (5)当己中充满红棕色气体后,停止给丙加热并关闭 a、b 两个活塞。若将己浸入冰水中,则 己中将有什么现象发生?简述发生此现象的原因。________。 10 . 已 知 NH3 和 Cl2 可 快 速 反 应 : 反应后总体积(V L)随原混合气体中 Cl2 的 试计算: (1)当反应结束如处于 A、B 两点时,原混合气中 Cl2 的体积分数各是多少? (2)当反应结束时处于 A、B 两点,混合气的总体积各是多少升? (3)若反应结束时气体总体积为 11L,则原混合物中 Cl2 的体积分数? 11. 某大洗衣店的含磷酸盐废水经澄清池沉淀后排入附近的湖中, 该废水带入水域中的磷酸盐 是藻类生长的制约因素。 ( 1 ) 定 量 分 析 得 知 海 藻 的 元 素 组 成 为 ( 质 量 百 分 比 ) C 35.80% H.7.37% N.6.31% 求海藻的化学式(式中 P 的个数为 1) O.49.50% P.0.8% 2NH3+3Cl2=N2+6HCl。下图为 体积分数 (x%) 而变化的曲线。

(2)写出海藻被 O2 完全氧化的化学方程式(N 和 P 均被氧化成最高价) (3) 多少天后湖水里溶解的氧气将被耗尽?设每天排入含 30% (质量) 三磷酸五钠 (Na5P3O10) 的洗涤剂 100kg,湖的大小为 103m2,平均水深为 20m,湖水里氧气的浓度为 9.1mg/L。
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大检阅: 1.C 2.B 3.AD 4.D 5.B 6. (1)NH3;N2;纯 NH3 气体中氮和氢的质量比 使氮和氢的质量比大于 7.
14 ;4∶1;80。 3

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14 ,在纯 NH3 中混入任何比例的 N2,都将 3

8.(1)mPCl5+mNH4Cl=4mHCl+(PNCl2)m M(R)=15.54× 22.4=348, m=348/PNCl2=348/116=3

(2)

9. (NH4)2CO3 (1)

2NH3↑+CO2↑+H2O

(2)碱石灰 因为另一种干燥剂的无水 CaCl2,只能吸收水,不能吸收 CO2,不能使氨气完 全净化。 (3)2Na2O2+2H2O = 4NaOH+O2↑ (4)4NH3+5O2 4NO+6H2O 放热,可以看到戊中铂丝比开始反应时更加红热

(5)己中的红棕色气体颜色变浅,因为当己浸入冰水中时,温度下降,红棕色的 NO2 能转化 成无色的 N2O4,2NO2 颜色变浅。 10. (1)Cl2、NH3 恰好生成 N2、NH4Cl 时为 A 点。w(Cl2)=27.27%。
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N2O4+Q。降低温度时平衡向右移动,[NO2]减小,[N2O4]增大,所以

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Cl2、NH3 恰好生成 N2、HCl 时为 B 点,w(Cl2)为 60%。 (2)A 点 5 L,B 点 77 L。 (3)24%或 30%。 11.(1)C∶H∶O∶N∶P≈106∶263∶110∶16∶1 海藻的化学式为 C106H263O110N16P (2)C106H263O110N16P+138O2 = 106CO2+122H2O+16HNO3+H3PO4 (3)由于 Na5P3O10 的排入导致海藻大量繁殖,从而耗 O2 关系式:Na5P3O10-3C106H263O110N16P-3× 180O2
0.3 ? 100 ? 10 3 每天耗氧 ? 138 ? 3 ? 32 ? 1.08 ? 10 6 ( g ) 366

湖中含氧:9.1× -3× 6× 103=182× 6(g) 10 10 20× 10 故耗尽氧的天数为:
182 ? 10 6 ? 169 (d ) 1.08 ? 10 6

策略 9 氧族方面试题的解题方法与技巧 金点子: 氧族元素包括了初中化学中氧气、水,高中化学中的臭氧、过氧化氢,硫及硫的化合物等。内 容多,知识广,且有时还可能扩展到硒、碲、钋等元素。因此对其解题方法的掌握尤其重要。 此类试题中的常规题,其解法有过量分析、守恒分析等。

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此类试题中的信息题,其解法有迁移类比、现象剖析、效用比较等。 由于浓硫酸与稀硫酸的性质不同,故在解题时,还必须注意,反应进行时浓度变化引起的反应 变化。 经典题: 例题 1 : (1997 年全国高考)向 50mL18mol/L H2SO4 溶液中加入足量的铜片并加热。充分反 应后,被还原的 H2SO4 的物质的量为 A.小于 0.45moL C.在 0.45mol 和 0.90mol ( ) B.等于 0.45mol D.大于 0.90mol

方法:根据方程式,将参加反应的硫酸分成两部分,一部分为氧化作用,一部分为酸性作用, 然后对其进行分析。 但又要注意随着反应的进行, 2SO4 的浓度越来越稀, H 稀硫酸不能与铜片反应, 以此被还原的 H2SO4 的物质的量小于依据化学方程式计算的值。 捷径:浓 H2SO4 与足量的铜反应的化学方程式为:2H2SO4(浓)+Cu CuSO4 + SO2↑+

2H2O,从方程式看,被还原的 H2SO4 应为所给 H2SO4 0.90 mol 的一半,即 0.45mol(中间值) ,但 由于随着反应的进行, 2SO4 的浓度越来越稀, H 反应停止, 故不可能等于 0.45mol, 一定小于 0.45mol。 故答案为 A。 总结:该题存在着一个隐含信息,即随着反应的进行,溶液的浓度逐渐降低,反应自行停止。 在解题时必须特别注意此类隐含信息。 例题 2 : (1995 年上海高考)为方便某些化学计算,有人将 98%浓硫酸表示成下列形式,其 中合理的是 ( ) H2O B.H2SO4·H2O C.H2SO4·SO3 D.SO3·

A.H2SO4·

H2O
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方法:质量假想法。

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捷径:假设原 98%硫酸的质量为 100g,则 98%浓 H2SO4 中有纯 H2SO4 98g ,水 2g。 则 H2SO4 与 H2O 的物质的量之比为 ︰ ,可判断 A 正确,B C 错误。D

= 1︰

项是 A 项略作变形,H2SO4· H2O → SO3·H2O· H2O → SO3· 为 A D。

H2O,以此得答案

总结:将化合物或混合物按其组成进行拆分,在无机及有机试题中均有出现。 例题 3 : (1997 年上海高考)你认为减少酸雨产生的途径可采取的措施是 ①少用煤作燃料 能源 A.①②③ B.②③④⑤ C.①③⑤ D.①③④⑤ ②把工厂烟囱造高 ③燃料脱硫 ( ) ⑤开发新

④在已酸化的土壤中加石灰

方法:从酸雨产生的物质 SO2 进行分析。 捷径:导致酸雨的主要原因是向大气中排放了大量的 SO2,因而少用含硫的煤做燃料,或使燃 料脱硫,及开发新能源,都能减少 SO2 的产生,从而减少酸雨的产生。以此知答案为 C。 总结:有关环境保护知识是最近高考命题的热点之一。 例题4 : (1996年全国高考)根据以下叙述, 回答1~2小题. 1995年诺贝尔化学奖授予致力于研究臭氧层被破坏问题的三位环境化学家.大气中的臭氧层 可滤除大量的紫外光,保护地球上的生物.氟利昂(如CCl2F2可在光的作用下分解,产生Cl原子,Cl原 子会对臭氧层产生长久的破坏作用(臭氧的分子式为O3)。有关反应为:

1.在上述臭氧变成氧气的反应过程中,Cl是( A.反应物 B.生成物 C.中间产物

).

D.催化剂
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2.O3和O2是 ( ). C.氧的同素异形体

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A.同分异构体 B.同系物

D.氧的同位素

方法:根据信息,结合定义求解。 捷径: (1)在反应过程中,Cl 原子在第一步反应中以反应物参与反应,又在第二步反应中以 生成物出现,总反应中 Cl 原子的质量及性质都没有改变,符合催化剂的定义,所以 Cl 原子是催化 剂。选 D。 (2)O3 和 O2 是氧的同素异形体。选 C。 总结:常见的同素异形体有:O2 与 O3,金刚石、石墨与 C60,白磷与红磷。注意 H2、D2 与 T2O、H2O,D2 与 T2 不互为同素异形体。 例题5 : (1996年上海高考)(1)为防治酸雨,降低煤燃烧时向大气排放的SO2, 工业上将生石 灰和含硫煤混合后使用。请写出燃烧时,有关“固硫”(不使硫化合物进入大气)反应的化学方程 式: ,

(2)近年来,某些自来水厂在用液氯进行消毒处理时还加入少量液氨,其反应的化学方程式为: NH3+HClO 间的原因: 方法:对照信息,迁移分析。 捷径: (1)根据题意:气态 SO2 与固态 CaO 反应生成固体 CaSO3,从而达到“固硫”的作用。 又因为亚硫酸根离子容易被氧化,生成硫酸盐。以此反应的化学为方程式为:CaO+SO2=CaSO3, 2CaSO3+O2=2CaSO4 。 (2) HClO 不稳定, 容易发生分解反应。 HClO 浓度大, 若 其反应速率必然也大。 为降低 HClO 反应速率,延长杀菌时间,应把 HClO 变成较稳定的 NH2Cl“储存”起来,待 HClO 消耗到一定程
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H2O+NH2Cl(一氯氨),NH2Cl较HClO稳定。试分析加液氨能延长液氯杀菌时 。

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度时,再转化为 HClO。而加液氨后,使 HClO 部分转化为较稳定的 NH2Cl。当 HClO 开始消耗后, 上述化学平衡向逆向移动,又产生 HClO,起杀菌作用。 总结:亚硫酸根离子易被氧化,从而生成硫酸盐。这一反应往往被考生疏忽。 例题 6 : (1998 年上海高考)汽车尾气(含有烃类、CO、SO2 与 NO 等物质)是城市空气污 染源。治理的方法之一是在汽车的排气管上装一个“催化转换器” (用铂、钯合金作催化剂) 。它的 特点是使 CO 与 NO 反应,生成可参与大气生态环境循环的无毒气体,并促使烃类充分燃烧及 SO2 的转化。 (1)写出一氧化碳与一氧化氮反应的化学方程式: (2) “催化转换器”的缺点是 (3)控制城市空气污染源的方法可以有 a.开发新能源 b.使用电动车 c.植树造林 (多选扣分) d.戴上呼吸面具

方法:信息迁移类比。 捷径: (1)根据题目提供的信息:CO 与 NO 反应,生成可参与大气生态环境循环的无毒气体。 这气体是 CO2 和 N2,以此其化学方程式为:2CO+2NO 2CO2+N2 。 (2)在一定程度上

提高了空气酸度的原因是 SO2 可被氧化成 SO3,SO3 与水蒸气形成硫酸酸雾。 (3)控制城市空气污 染方法中,植树造林这一选项具有一定迷惑性,植树造林能控制 CO2 量的增加,而对消除汽车尾 气中烃类、CO、SO2 与 NO 等物质没有直接的效果。故应选 a,b。 总结:本题所涉及的反应产物均隐含在题中,只有认真分析才能得出正确的结论。如,NO 与 CO 反应产物是参与大气生态循环的无毒气体, 排除 NO2 等有毒气体, 也排除生成生成单质硫固体, 也不可能是非常见气体,只能是空气中存在的 N2 和 CO2。又因催化转化器中铂、钯合金,应该是 SO2 与 O2 生成 SO3 反应的催化剂,这样会合理解释了空气酸度的增加。因而需要冷静分析题设条
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件,挖掘隐含在题设条件中的解答,是考生必需具备的技能和心理素质。 金钥匙: 例题 1 :用化学方法区别 CO2 和 SO2 两种气体,下列方法中,正确的是( A.通入澄清石灰水 C.用带火焰的木条检验 B.通入品红溶液 D.通入酸性 KMnO4 溶液 )

方法:CO2 和 SO2 都是酸性氧化物,有一些相似的化学性质,如水溶液都显酸性,都可与 Ca (OH)2 溶液反应生成难溶物,都不能助燃等;也有一些明显的性质差异,突出的是 SO2 具有漂白 作用,具有较强的还原性,而 CO2 不具有这些性质。所以本题 B 选项明显符合题意。D 选项中, SO2 通入酸性 KMnO4 溶液,由于 SO2 具有还原性,酸性 KMnO4 溶液具有强氧化性而使溶液褪色, 故 D 也符合题意。 捷径:SO2 具有明显的还原性,酸性 KMnO4 溶液具有强氧化性,这是学生已有的知识,但因 课本上没有直接介绍该反应,此题易出现漏选。 总结: “比较”是分析和解决问题常用的思维方法,也是学习常用的方法。 例题 2 :下列物质中,长久放置后因被空气中某物质氧化而变质的是 A.NaOH 溶液 B.Na2SO3 溶液 C.澄清石灰水 ( )

D.氯水

方法:从物质本身的性质和空气中的物质双方面结合进行分析。 捷径:NaOH 久置后会与空气中 CO2 反应生成 Na2CO3 而变质,澄清石灰水久置后,其中的溶 质 Ca(OH)2 会与空气中 CO2 反应生成 CaCO3 而变质。久置的氯水变质,是因为次氯酸不稳定而 分解:2HClO 2HCl+O2↑ 。Na2SO3 溶液长久放置后,会被空气中的氧气氧化:2Na2SO3+O2 =

2Na2SO4。故选 B。值得注意的是,氯水变质是由于自身发生氧化还原反应而分解变质,并非被空 气中的 O2 氧化而变质。
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例题 3 : 已知 CO2,H2O2 的结构式为 O=C=O,H—O—O—H,铬的最高价为+6。试推测过 氧化铬(CrO5)的结构式为 。

方法:因为铬的最高价为+6 价,故中氧的化合价既有-2 价,也有-1 价,再根据 CrO5 中五 个氧总共为-6 价推知,有四个氧为-1 价,一个 的结构式即可写出 CrO5 的结构式。 捷径:从 CO2,H2O2 的结构式可知,碳的最 高价为+4,有四个价键,氧有 氧为-2 价,结合 CO2 和 H2O2

两个价键,且氧氧间可形成过氧键。因此,既要保证铬的六个价键,又要保证氧的两个价键。故 CrO5 结构式应为(见右图) 。 总结: 此题为结构迁移,即将 CO2 和 H2O2 的结构迁移到 CrO5 中,迁移时要特别注意化合价 和价键。 通过对两个或两类不同的对象进行比较,找出其相似点或相同点,然后以此为依据,把其中某 一对象的有关知识或结论迁移到另一对象中去的一种思维方法。比较适合于信息给予题。 例题 4 :酸雨是英国化学家 R·A·Smith 在 1872 年最先提出的,一般是指 PH 小于 5.6 的雨、 雪等大气降水, 它是由工业生产过程中大量化石燃料的使用, 造成空气中硫的氧化物和氮的氧化物 增多而引起。已知碳酸钙和氢氧化钙在水中存在下列溶解平衡:CaCO3 (s) Ca(OH)2(s) Ca2++CO32-,

Ca2++2OH-。在火力发电厂燃烧煤的废气中往往含有 SO2、O2、N2、CO2 等。为

了除去有害气体 SO2 并变废为宝, 工业上常常用粉末状的碳酸钙或熟石灰的悬浊液洗涤废气, 反应 产物为石膏。 (1)写出上述两个洗涤废气的化学方程式。 (2)试说明用熟石灰的悬浊液,而不用澄清石灰水的理由。 (3)在英国进行的一项研究结果表明:高烟囱可以有效地降低地表面 SO2 的浓度,在本世纪
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60~70 年代的十年间,由发电厂排放的 SO2 增加了 35%,但由于建造高烟囱的结果,地表面 SO2 浓度却降低了 30%之多。请你从全球环境保护的角度分析,这种方法是否可取?简述理由。 (4)请根据你所学的生物、化学知识,对我国的酸雨防治提出合理化的建议(至少三条) 。 方法:通过迁移类比进行分析评价。 捷径:(1)将废气通入碳酸钙或氢氧化钙的悬浊液时,废气中的 SO2 与水反应生成 H2SO3,

H2SO3 电离出的 H+与 CO32-或 OH -反应,促使两种溶解平衡均向溶解方向移动,而生成的 SO32-又 与 Ca2+、H2O 结合生成石膏。其反应的化学方程式为: 2SO2+O2+2CaCO3+4H2O=2(CaSO4·2H2O)+2CO2 2SO2+O2+2Ca(OH)2+2H2O=2(CaSO4·2H2O) (2)因 Ca(OH)2 微溶于水,所以澄清石灰水中 Ca(OH)2 的浓度小,因而没有足够多的 Ca(OH)2 与 SO2 反应,不利于吸收 SO2。 (3)因 SO2 的排放总量没有减少,建造高烟囱,实际上是将产生的 SO2 由地表面转移至高空, 虽然地表面 SO2 浓度下降, 但高空中 SO2 浓度却增大, 由此其进一步形成的酸雨仍会造成对全球环 境的危害。所以该方法不可取。 (4)酸雨防治的根本方法是减少 SO2 的排放,而对被污染的空气,则实施净化。以此可得出的 建议有:①控制污染源;②化学、微生物脱硫;③改革工艺流程;④开发洁净能源;⑤大力开展绿 化,植树造林;⑥加强环境管理。 总结:人类的生存与自然环境密不可分,随着人们对自然环境认识的深入,保护环境、净化环 境的呼声越来越高。 “我们只有一个地球”“环境千年、行动起来吧! 、 ”世界环境日的这些主题也正 说明了这一点。该题以 SO2 为主线,将其吸收、排放、治理融为一体,要求考生从多角度、多层面 去思考、去评价某一种做法,并综合性、创造性地提出防治的建议,强调了理论和实践相结合、学

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以致用、人与自然、社会协调发展的现代意识。

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例题 5 :含 FeS2 80%的硫铁矿 200t,灼烧时硫损失 2%,问能制得 98.3%的硫酸多少吨? 方法:由于 FeS2 灼烧时其中的硫元素全部转移到 H2SO4 分子中去,根据原子个数守恒可得如 下关系:FeS2~2H2SO4,从而列式求解。 捷径:设生成 98.3%硫酸的质量为 x,根据题意可得: FeS2 120 200t×80%×98% 解之得:x = 260.5t 总结:反应物与生成物间元素是否守恒,要解题时要根据反应历程进行分析确定。 例题 6 : (1)将 m g 铁粉和 n g 硫粉均匀混合,在密闭容器中加热至红热,冷却后,加入多 少毫升 b mol/L 的盐酸就不再产生气体?若把已放出的气体收集起来, 在标准状况下的体积一共是 多少升? (2)把 0.1mol 铁粉和 1.6 g 硫粉均匀混合,铺在石棉网上用酒精灯加热引燃,完全反应后, 将残渣全部放入过量的稀 H2SO4 中充分反应,结果所产生的气体体积在标况下明显少于 2.24 L,其 原因是 。 ~ 2H2SO4 196 x×98.3%

方法:用联系观分析求解。 捷径: (1)根据化学反应方程式:Fe+S FeS、FeS+2HCl=FeCl2+H2S↑,得 Fe∽2HCl,Fe

∽H2S。可能过量的 Fe 粉与 HCl 反应:Fe+2HCl=FeCl2+H2↑,得 Fe∽2HCl,Fe∽H2。显然产生气 体的体积及所需盐酸的量与硫粉的量无关只与 Fe 的量有关。根据 Fe∽2HCl 得: , , 。

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根据 Fe∽H2S,Fe∽H2 得:

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(2)因 n(S)=

,所以 Fe 粉过量,过量的 Fe

粉在受热时与空气中的 O2 反应生成了铁的氧化物,与 H2SO4 反应不再放出 H2,故放出的气体体积 小于 2.24 L。 总结:涉及化学方程式的计算,应充分利用各物质的量的关系,对于多步、复杂的化学反应, 要善于整体分析。 总结:在 Na2SO3、H2SO3 等化合物中,硫元素的化合价是+4 价,因此他们与 SO2 性质相似, 既具有一定的还原性,易被氧化,也具有一定的氧化性,能被还原。 例题 7 :向两个烧杯中各加入相同体积的 3 mol/L 的硫酸,置于天平的左右两个托盘上,调节 天平达到平衡。向一个烧杯中加入 10.8 g 铝,向另一个烧杯中加入 10.8 g 镁。反应完毕后,天平可 能会发生怎样的变化?试根据计算进行分析。 方法:本题涉及的化学知识颇为简单,但它是一道思维性较强的习题,题中给出了金属的质量 和酸的物质的量浓度, 但并未给出酸的体积, 因此必须考虑酸的体积与金属的相对量在不同的情况 下产生的不同的结果。 金属投入硫酸中可能会产生以下几种情况: (1)硫酸过量,两种金属均完全反应; (2)金属过量,硫酸的量不足,两种金属都未完全反应; (3)硫酸的用量对一种金属来说是足量的,对于另一种金属来说是不足量的。 捷径:n(Al)=0.4 mol n(Mg)=0.45 mol
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与铝完全反应需硫酸:0.4× 与镁完全反应需硫酸:0.45× × = 0.2 L

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= 0.15 L

(1)当 V(H2SO4)≥0.2 L 时,硫酸足量。0.4 mol 铝置换出 0.6 mol 氢气,0.45 mol 镁置换 出 0.45 mol 氢气,铝置换出 H2 多,因此,放铝一端的天平升高。 (2)当 V(H2SO4)≤0.15 L 时,两烧杯中的 H2SO4 均作用完,两种金属都过量,放出的氢 气量相等,天平仍平衡。 (3)当 0.15 L﹤V(H2SO4)﹤0.2 L 时,则镁完全反应酸有余,而铝有剩余酸不足,此时镁 与酸反应产生的氢气仍为 0.45 mol,铝与酸反应产生的 H2 大于 0.45 mol,小于 0.6 mol,放铝的一 端天平升高。 总结:不进行过量问题的分析和思考是解决此类问题的最大失误。审题必须细心,思维必须严 密。 聚宝盆: 1.硫是一种比较活泼的非金属元素,与可变价金属通常生成低价态金属硫化物。此点在解题 时必须引起重视。 2.硫的价态较多,有-2、-1、+2、+4、+6 等,在化学反应中,位于中间价态的硫,既具有 氧化性,又具有还原性。 3.在分析酸雨问题时,要懂得引起酸雨的原因,不仅有硫的氧化物,还有氮的氧化物,且雨 水的 pH 要小于 5.6。 4.对多步反应类试题,要尽可能找出题中关系,利用一步求解。 5.在过繁过难的计算中,如能动用守恒法,将可快速获解。
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1.有甲、乙、丙 3 瓶等体积、等物质的量浓度的硫酸。若将甲用水稀释,在乙中加入少量的 BaCl2 溶液,丙保持原状,然后用等浓度的 NaOH 溶液滴定,至恰好完全反应时,所需 NaOH 溶液 的体积关系是 A.丙>甲>乙 C.乙>丙>甲 2.下图是一套检验气体性质 入气体 X,若关闭活塞 K,则品红 变浑浊;若打开活塞 K,则品红试 气瓶内液体 Y 可能是 ( ) ( B.丙=甲>乙 D.甲=乙=丙 的实验装置。装置中缓慢地通 试液无变化,而澄清的石灰水 液褪色。据此判断气体 X 和洗 )

X Y

A H2S 浓 H2SO4

B SO2

C CO2

D Cl2 饱和 NaHCO3 溶 液

饱和 NaHCO3 溶 Na2SO3 溶 液 液

3.有一瓶无色气体可能含 CO2、HBr、HCl、SO2 中的一种或几种。将此气体通入稀氯水中, 恰好完全反应,得无色透明液体。把此溶液分成两份,分别加入盐酸酸化 BaCl2 的溶液和硝酸酸化 的 AgNO3 溶液,均出现白色沉淀。对此结论:(1)原气体中肯定有 SO2,(2)原气体中可能有 SO2, (3)原气体中肯定没有 HBr,(4)不能确定原气体中有无 HCl,(5)原气体中肯定无 CO2,(6)原气体中 肯定有 HCl,正确的是( A.(1)、(3)、(4) C.(1)、(3)、(4)、(6) ) B.(1)、(4)、(5) D.(1)、(2)、(3)、(5)、(6)
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4.现有两种氧的单质 O2 和 Om 的混和气体,从其中取出体积相同的两份。往其中一份中加松 节油,Om 被完全吸收,结果气体体积减少了 V mL,加热另一份,使其中的 Om 全部分解成 O2,则 气体体积增加 1 V mL(以上气体体积在相同温度和压强下测定)。根据以上数据推断 m 的值是
2

_________。 5.A、B、C 是常见的三种化合 关系如右图。 (1)在 A、B、C 中,必定含有 (2)单质乙必定是 是 (3)单质乙的分子式可能是 ,则化合物 B 的分子式为 。 乙元素化合物的是 (填“金属”或“非金属” 。 。 物,各由两种元素组成,转化

); 其 理 由

6.下面是甲、乙、丙三位学生提出的检验 SO42?的实验方案:
??? ? ??? ? 甲:试样(无色溶液) ?加BaCl 溶液? 白色沉淀 ?加足量稀盐酸? 沉淀不溶解
2

???? ? ??? ? 乙:试样(无色溶液) ?加Ba ( NO ) 溶液? 白色沉淀 ?加足量稀硝酸? 仍有白色沉淀
3 2

??? ? ??? ? 丙:试样(无色溶液) ?加足量稀盐酸? 无沉淀 ?加BaCl 溶液? 白色沉淀
2

(1)根据中学化学知识判断 (2)在不正确的 在不正确的

(填甲、乙、丙)实验方案是正确的。 离子; 离子。

(填甲、乙、丙)实验方案中,无色溶液中可能含有 (填甲、乙、丙)实验方案中,无色溶液中可能含有

7.荷兰是一个沿海的低地国家,在政府的支持下,地球化学家奥林夫·斯却林教授正在从事 用化学手段抬高沿海地区的海拔高度的研究, 以永久性地解决海水淹没陆地的威胁。 其方法是根据 分子数目相同的情况下, 硫酸钙比碳酸钙的体积大一倍的事实, 用废弃的硫酸灌入地下的石灰岩层 中实现的。写出反应的化学方程式和离子方程式。
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8.有两种气体单质 Am 和 Bn。已知 2.4 g Am 和 2.1 g Bn 所含的原子个数相同,分子个数之比却 为 2∶3。又知 A 原子中 L 电子层含电子数是 K 电子层的 3 倍。通过计算回答: (1)写出 A、B 的元素名称 A:_______,B:______ (2)Am 中 m 值是_________ (3)Am 的同素异形体的分子式是___________ 9.为了除去工业废气中的二氧化硫,查得一份“将二氧化硫转化为硫酸铵”的资料,摘录如 下: “一个典型实验:初步处理后的废气含 0.2%的二氧化硫和 10%的氧气(体积含量),在 400℃时 废气以 5 m3/h 的速率通过五氧化二矾催化剂层与 20 L/h 速率的氨气混合,再喷水,此时气体的温 度由 4000C 降到 2000C,在热的结晶装置中得到硫酸铵晶体。 ”(气体体积均已折算为标准状况)仔细 阅读上文,回答下列问题:(a)按反应中的理论值,二氧化硫和氧气的物质的量之比为 2∶1,该资 料中这个比值是多少?为什么?(b)通过计算说明为什么废气以 5 m3/h 的速率与 20 L/ h 的速率的氨 气混合?(c)若某厂每天排放 1 万 m3 这种废气,按上述方法该厂每月(按 30 天计算)可得(NH2)4SO4 多少吨?消耗氨气多少吨? 10.取某城区的煤样品 4.8g,完全燃烧后产生的 SO2 通入足量的氯气中,再加入 25mL0.1mol/L 的 BaCl2 溶液,取过滤的滤液用 0.1mol/L 的 Na2SO4 溶液滴定,当滴入 10.0mL 时,恰好将滤 液 中的 Ba2+ 完全沉淀出来。 (1)该城区用煤的含硫量是________。 (2)若该城区每天平均烧煤 8× 3t,其中 80%的硫转化为 SO2 进入大气,设某天这些 SO2 中有 10 20%未能扩散而随大约 8×106 m3 的雨水降落到地面上。计算此次酸雨的 pH 值为____________。 11.过二硫酸钾(K2S2O8)在高于 100℃的条件下能发生反应,其化学方程式为: 2K2S2O8 2K2SO4+2SO3↑+O2↑现称取一定量的 K2S2O8 固体(含有不分解杂质) ,进行如下实
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验: 加热使过二硫酸钾完全分解, 通过测定氧气的体积计算过二硫酸钾的纯度, 并且收集三氧化硫, 进行观察和检验。 (1)试从下图中选用几种必要的装置,连接成一套实验装置: 这些选用装置连接时,接口编号的连接顺序是____________________________。

(2)观察到的三氧化硫的颜色状态是____,将三氧化硫跟水反应,鉴定反应产生阴离子的方法 是____。 (3)若实验时称取过二硫酸钾的质量为 W g,测得氧气的体积(折算成标准状况)为 a mL,则 此过二硫酸钾的纯度为____%。 12.接触法制硫酸排放的尾气中含少量的二氧化硫。为防止污染大气,在排放前应对二氧化硫 进行吸收利用。 (1)某硫酸厂每天排放的 1 万 m3 尾气中含 0.2%(体积百分数)的 SO2。假设处理过程中硫 元素不损失, 问用氢氧化钠溶液、 石灰及氧气处理后, 理论上可得到多少千克石膏 (CaSO4· 2O) 2H ? (2)将一定量体积的尾气通入 100 mL2mol/L 的氢氧化钠溶液使其完全反应,经测定所得深 夜 16.7 g 溶质。试分析该溶液的成分,并计算确定各成分的物质的量。 (3)亚硫酸氢钠是工厂利用尾气制石膏过程中的中间产物。调节尾气排放的流量,可取得二 氧化硫与氢氧化钠间的最佳物质的量之比,从而提高亚硫酸氢钠的产量。现设 nso2、nNaOH、nNaHSO 3 分别为二氧化硫、氢氧化钠和亚硫酸钠的物质的量,且 nso2/nNaOH=x。试写出在 x 的不同取值范围 内,nNaHSO 3 与 nso2、nNaOH 间的关系(或 nNaHSO 3 的数值) :
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X nNaHSO 3

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大检阅: 1.D 2.BD 3.A 4.3 5. (1)A、B (2)非金属;A+B→2+C,所以乙在 A、B 中必有正负价

(3)S(或 N2) 2S(或 NH3) ;H 6.(1)丙 (2)甲、Ag?;乙、SO32?

7. (答案:CaCO3 + H2SO4 = CaSO4 +H2O +CO2↑;CaCO3 + 2H++SO42- =CaSO4 +H2O+CO2↑) 8.氧 氮;3;O2 (b)略 (c)(NH4)2SO4:3.54 吨,NH3:0.91 吨

9.(a)1:50

10.(1)含硫量为 1% , (2)酸雨 pH 值为 4 11.(1)I、G、H、F、E、J (2)无色晶体 加入 BaCl2 溶液产生白色沉淀,再加入少量 HCl,沉淀不溶解 (3)
540 a ? 100 22.4 ? 1000W

12. (1)153.6 kg (2)NaHSO3:0.1 mol,Na2SO3:0.05 mol (3)x≤1/2,0,1/2<x<1,nNaHSO 3 =2 nso2-nNaOH,x≥1,nNaHSO 3 = nNaOH(以横排为序)

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