化学解题技巧与应试策略系列9.docx

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化学解题技巧与应试策略系列9

化学解题技巧与应试策略系列9

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。

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：

向50mL18mol/LH2SO4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  　　　　　　　　　　　B．等于0.45mol 

C．在0.45mol和0.90mol  　　　　　　　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，H2SO4的浓度越来越稀，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H2SO40.90mol的一半，即0.45mol（中间值），但由于随着反应的进行，H2SO4的浓度越来越稀，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：

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  （   ）

A．H2SO4•  H2O B．H2SO4•H2O C．H2SO4•SO3  D．SO3•   H2O

方法：

质量假想法。

捷径：

假设原98%硫酸的质量为100g，则98%浓H2SO4中有纯H2SO498g，水2g。

则H2SO4与H2O的物质的量之比为   ︰    =1︰  ，可判断A正确，BC错误。

D

项是A项略作变形，H2SO4• H2O → SO3•H2O• H2O → SO3•   H2O，以此得答案为AD。

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：

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 ②把工厂烟囱造高 ③燃料脱硫 ④在已酸化的土壤中加石灰 ⑤开发新能源

A．①②③      B．②③④⑤       

C．①③⑤        D．①③④⑤

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：

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

2．O3和O2是    （    ）.

A．同分异构体 B．同系物   

C．氧的同素异形体    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：

（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 　　 H2O+NH2Cl（一氯氨），NH2Cl较HClO稳定。

试分析加液氨能延长液氯杀菌时间的原因：

                                         。

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。

若HClO浓度大，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：

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                    （多选扣分）

a．开发新能源    b．使用电动车    c．植树造林     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                   B．通入品红溶液

C．用带火焰的木条检验               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。

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，一个氧为－2价，结合CO2和H2O2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）    Ca2++CO32－，Ca（OH）2（ｓ）     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、学以致用、人与自然、社会协调发展的现代意识。

 例题5：

含FeS280%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     ～      2H2SO4

120　 　　　　　　196

200ｔ×80%×98%  　x×98.3%

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mg铁粉和ng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bmol/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1.6g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2.24L，其原因是                   。

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：

                                ，，                    。

根据Fe∽H2S，Fe∽H2得：

（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2.24L。

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3mol/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10.8g铝，向另一个烧杯中加入10.8g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）=0.4mol n（Mg）=0.45mol

与铝完全反应需硫酸：

0.4×  ×   =0.2L

与镁完全反应需硫酸：

0.45×     =0.15L

（1）当V（H2SO4）≥0.2L时，硫酸足量。

0.4mol铝置换出0.6mol氢气，0.45mol镁置换出0.45mol氢气，铝置换出H2多，因此，放铝一端的天平升高。

（2）当V（H2SO4）≤0.15L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0.15L﹤V（H2SO4）﹤0.2L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0.45mol，铝与酸反应产生的H2大于0.45mol，小于0.6mol，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。

热身赛：

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                      B．丙=甲＞乙       

C．乙＞丙＞甲                      D．甲=乙=丙

2．下图是一套检验气体性质的实验装置。

装置中缓慢地通入气体X，若关闭活塞K，则品红试液无变化，而澄清的石灰水变浑浊；若打开活塞K，则品红试液褪色。

据此判断气体X和洗气瓶内液体Y可能是  （  ）

 A B C D

X H2S SO2 CO2 Cl2

Y 浓H2SO4 饱和NaHCO3溶液 Na2SO3溶液 饱和NaHCO3溶液

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）                  B．

（1）、（4）、（5）

C．

（1）、（3）、（4）、（6）              D．

（1）、

（2）、（3）、（5）、（6）

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VmL，加热另一份，使其中的Om全部分解成O2，则气体体积增加VmL（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_________。

5．A、B、C是常见的三种化合物，各由两种元素组成，转化关系如右图。

（1）在A、B、C中，必定含有乙元素化合物的是       。

（2）单质乙必定是       （填“金属”或“非金属”）；其理由是                                                                 。

（3）单质乙的分子式可能是     ，则化合物B的分子式为       。

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）白色沉淀沉淀不溶解

乙：

试样（无色溶液）白色沉淀仍有白色沉淀

丙：

试样（无色溶液）无沉淀白色沉淀

（1）根据中学化学知识判断   （填甲、乙、丙）实验方案是正确的。

（2）在不正确的    （填甲、乙、丙）实验方案中，无色溶液中可能含有   离子；

 在不正确的    （填甲、乙、丙）实验方案中，无色溶液中可能含有   离子。

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。

8．有两种气体单质Am和Bn。

已知2.4gAm和2.1gBn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5m3/h的速率通过五氧化二矾催化剂层与20L/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5m3/h的速率与20L/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8×103t，其中80%的硫转化为SO2进入大气，设某天这些SO2中有20%未能扩散而随大约8×106m3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Wg，测得氧气