高三化學(xué)攻關(guān)三十六法之――開放型化學(xué)試題

開放型化學(xué)試題，答案往往不惟一，或者條件過剩，或者條件缺乏，都具有一定難度。

●難點(diǎn)磁場(chǎng)

請(qǐng)?jiān)囎鱿铝蓄}目，然后自我界定學(xué)習(xí)本篇是否需要。

將Fe、Cu、FeCl₃、CuCl₂四種固體放在燒杯中，加入適量水，攪拌，完全反應(yīng)后溶液中仍存在Cu^2＋，則還可能存在的物質(zhì)有：

①

②

③

④

(可不填滿，也可補(bǔ)充)。

●案例探究

[例題]計(jì)算以下兩小題時(shí)，除必須應(yīng)用所有給出的數(shù)據(jù)外，還各缺少一個(gè)數(shù)據(jù)，指出該數(shù)據(jù)的名稱(分別以a和b表示)，并列出計(jì)算式。

(1)在溫度為t℃和壓強(qiáng)為p Pa的情況下，19.5 g A與11.0 g B恰好完全反應(yīng)，生成固體C和3.00 L的D氣體，計(jì)算生成的C的質(zhì)量(m)。

缺少的數(shù)據(jù)是：____________，計(jì)算式為：m=____________。

(2)0.48 g金屬鎂與10 mL鹽酸反應(yīng)，計(jì)算生成的H₂在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積[V(H₂)]。

缺少的數(shù)據(jù)是：____________，計(jì)算式為：____________。

命題意圖：考查學(xué)生對(duì)缺少條件的判定及補(bǔ)充條件后的計(jì)算能力。

知識(shí)依托：質(zhì)量守恒定律、根據(jù)化學(xué)方程式的計(jì)算。

錯(cuò)解分析：忽視題干條件，補(bǔ)充出2個(gè)數(shù)據(jù)而出錯(cuò)；忽視氣體的密度與溫度等條件的關(guān)系，補(bǔ)充數(shù)據(jù)不補(bǔ)充數(shù)據(jù)存在的條件而出錯(cuò)；忽視所求V(H₂)并不一定是在標(biāo)準(zhǔn)狀況之下，補(bǔ)充出n(H₂)而出錯(cuò)。與題意不符。

解題思路：本題就解題內(nèi)容而言是兩個(gè)較簡(jiǎn)單的題目，它采用了新的設(shè)問方法，每小題給出的信息中都缺少一個(gè)數(shù)據(jù)，要求考生先找出缺少的數(shù)據(jù)，再列式計(jì)算。為了防止答案過于分散，作了兩項(xiàng)限制：①只準(zhǔn)補(bǔ)充一個(gè)數(shù)據(jù)；②必須用到其他所有已知的條件。這樣，可以避免考生將已知條件棄之不顧，而另外再設(shè)立若干條件，從而違背原題的立意。

第(1)小題給出反應(yīng)物A和B的質(zhì)量，以及氣體產(chǎn)物D的體積，要計(jì)計(jì)算產(chǎn)物C的質(zhì)量。由于該反應(yīng)不涉及具體物質(zhì)，因而不可能從反應(yīng)物和產(chǎn)物的物質(zhì)的量和摩爾質(zhì)量來計(jì)算，只能從反應(yīng)前后總質(zhì)量相等著手。反應(yīng)物的質(zhì)量是已知的，而對(duì)產(chǎn)物D，則只知道其體積，要求算它的質(zhì)量，必須知道該溫度(t℃)和壓強(qiáng)(p Pa)下氣體的密度。將D的體積乘以該密度即得D的質(zhì)量。

m(C)=m(A)＋m(B)－m(D)。

第(2)小題要求計(jì)算反應(yīng)中生成的H₂在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積。題中給出了金屬鎂的質(zhì)量和鹽酸的體積，可是僅有鹽酸的體積是無法確定其中HCl的質(zhì)量或物質(zhì)的量的，必須同時(shí)知道它的濃度(b mol?Ｌ^－1)才行。

然而，即使補(bǔ)充了濃度，已知條件已經(jīng)齊備，但是要計(jì)算生成H₂的體積，還需要先判定Mg和HCl何者過量。

若HCl過量：

≥

則生成H₂的體積應(yīng)根據(jù)鎂的量按下式計(jì)算：

V(H₂)=×22.4 L?mol^－1

若金屬M(fèi)g過量：

＞

則生成H₂的體積應(yīng)根據(jù)HCl的量按下式計(jì)算：

V(H₂)=×22.4 L?mol^－1

答案：(1)在t℃和p Pa下的氣體密度(a)

m(C)=19.5 g＋11.0 g－3.00 L×a[或m(C)=30.5 g－3.00a L]

(2)鹽酸的物質(zhì)的量濃度(b mol?Ｌ^－1)

V(H₂)=×22.4 L?mol^－1或V(H₂)=×22.4Ｌ?mol^－1

●錦囊妙計(jì)

開放型化學(xué)試題包含以下幾種情形：

1.條件過剩型：注意去偽存真，排除“假信息”的干擾，凸現(xiàn)“真信息”的作用。

2.條件不足型：要注意補(bǔ)充條件的準(zhǔn)確性和嚴(yán)密性。

3.答案不惟一型：要注意思維的嚴(yán)密性，運(yùn)用思維的序列性，謹(jǐn)防遺漏答案。

●殲滅難點(diǎn)訓(xùn)練

1.(★★★)現(xiàn)有含主族金屬元素A^n＋的溶液，c(A^n＋)=0.80 mol?L^－1。取該溶液10 mL恰好把20 mL 0.40 mol?L^－1的Na₂CO₃(aq)中的CO全部沉淀。已知上述10 mL溶液中含此金屬陽離子0.32 g，則該金屬的相對(duì)原子質(zhì)量為

A.24                                   B.32                                   C.40                                   D.64

2.(★★★★)在等物質(zhì)的量短周期金屬元素單質(zhì)A和B中，分別加入足量的酸，在A中加入鹽酸，在B中加入稀硫酸，反應(yīng)完全后，生成氫氣的體積分別為V(A)和V(B)，而且V(A)≠V(B)。若要確定反應(yīng)生成物中A和B的化合價(jià)，至少還需要知道的數(shù)據(jù)是

A.V(A)∶V(B)的值                                                 B.V(A)[或V(B)]的值

C.A(或B)的物質(zhì)的量                                      D.鹽酸和硫酸的物質(zhì)的量濃度

3.(★★★★)試設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明兩瓶顏色相近的氣體哪一瓶是Br₂蒸氣，哪一瓶是NO₂氣體。(表可不填滿，也可自行增加)

編號(hào)

方法和結(jié)論

①

②

③

4.(★★★★★)現(xiàn)有一份CuO和Cu₂O混合物，用H₂還原法測(cè)定其中CuO的質(zhì)量x(g)。實(shí)驗(yàn)中可以測(cè)定如下數(shù)據(jù)：W―混合物的質(zhì)量(g)，Ｗ(H₂O)―生成H₂O的質(zhì)量(g)、W(Cu)―生成Cu的質(zhì)量(g)、V(H₂)―消耗的H₂在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積(L)。(已知摩爾質(zhì)量：Cu₂O―144 g?mol^－1、H₂O―18 g?mol^－1、Cu―64 g?mol^－1、CuO―80 g?mol^－1)

(1)為了計(jì)算x，至少需要測(cè)定上述四個(gè)數(shù)據(jù)中的_______個(gè)，這幾個(gè)數(shù)據(jù)的組合共有_______種，請(qǐng)將這些組合一一填入下表空格中。[說明：①選用Ｗ、Ｗ(H₂O)、Ｗ(Cu)、V(H₂)表示，不必列出具體計(jì)算式。②每個(gè)空格中填一種組合，有幾種組合就填幾種，不必填滿]

(2)從上述組合中選寫一個(gè)含Ｗ的求x的計(jì)算式：x=__________________。

難點(diǎn)磁場(chǎng)

提示：先后發(fā)生下列3個(gè)反應(yīng)：

①2Fe^3＋＋Fe====3Fe^2＋

②2Fe^3＋＋Cu====2Fe^2＋＋Cu^2＋

③Fe＋Cu^2＋====Fe^2＋＋Cu

反應(yīng)可分以下幾種情況討論：(1)恰好完全反應(yīng)；(2)Fe^2＋有剩余；(3)Fe剩余；(4)Cu剩余。

答案：①Fe^2＋               ②Fe^2＋、Cu      ③Fe^2＋、Fe^3＋

殲滅難點(diǎn)訓(xùn)練

1.提示：排出20 mL和0.40 mol?L^－1等數(shù)據(jù)的干擾，可列出下式：

=40 g?mol^－1

答案：C

2.解析：在元素周期表中，短周期元素的金屬單質(zhì)在金屬活動(dòng)表中都排在氫之前，因而它們與鹽酸、稀硫酸都可以發(fā)生置換反應(yīng)。由于所用的酸都是過量的，因此用什么酸以及所用酸的濃度大小無關(guān)緊要，這樣，首先排除選項(xiàng)D。

金屬單質(zhì)與過量酸進(jìn)行置換反應(yīng)，當(dāng)金屬的物質(zhì)的量相同時(shí)，金屬元素的化合價(jià)不同，生成氫氣的體積也不同。這種判斷是解決本題的關(guān)鍵。

由上述判斷可知，只要知道了V(A)與V(B)之比，就可以知道兩種金屬元素的化合價(jià)。這是因?yàn)�，�?i>m、n分別為A、B化合價(jià)時(shí)，下式可成立：

由于A、B兩元素的化合價(jià)只可能是＋1、＋2或＋3，知道了它們的化合價(jià)之比，即能確定出它們的化合價(jià)。

答案：A

3.提示：根據(jù)Br₂、NO₂的性質(zhì)思考答案。

答案：①分別加入蒸餾水振蕩，溶液變?yōu)槌壬�者，原氣體為Br₂蒸氣；氣體顏色褪去但溶液為無色者，原氣體為NO₂。

②加入HNO₃酸化的AgNO₃(aq)，生成淺黃色沉淀者，原氣體為Br₂蒸氣，否則為NO₂氣體。

③將氣體吸入針筒加壓，氣體顏色先變深后又稍變淺者，原氣體為NO₂；氣體顏色只變深者為Br₂蒸氣。