高中化学解题方法归纳难点16水的电离

高中化学解题方法归纳难点16水的电离

高中化学解题方法归纳

难点16水的电离

如何判断(或计算)溶液中c水(H)或c水(OH)的大小，如何找出c水(H)与c水(OH)的物料守恒关系，是本篇解决的问题。

●难点磁场

请试做下列题目，然后自我界定学习本篇是否需要。Na2S(aq)中，下列说法正确的是________。

＋＋2－－－

A.2c(Na)＋c(H)====c(S)＋c(HS)＋c(OH)

＋＋2－－－

B.c(Na)＋c(H)====2c(S)＋c(HS)＋c(OH)

＋－－

C.c(H)＋c(HS)＋2(H2S)====c(OH)

＋2－－

D.c(Na)====2c(S)＋2(HS)＋2c(H2S)●案例探究

－

[例1]室温下，在pH=12的某溶液中，由水电离生成的c(OH)为

－7－1－6－1

A.1.0×10molＬB.1.0×10molＬ

－2－1－12－1

C.1.0×10molＬD.1.0×10molＬ

命题意图：考查学生对不同条件下水电离程度的认识，同时考查学生思维的严密性。知识依托：水的离子积。

错解分析：pH=12的溶液，可能是碱溶液，也可能是盐溶液。忽略了强碱弱酸盐的水解，就会漏选D。

＋－＋－pH

解题思路：先分析pH=12的溶液中c(H)、c(OH)的大小。由c(H)=10得：c(H＋)=1.0×10－12molL－1c(OH－)=1.0×10－2molL－1

再考虑溶液中的溶质：可能是碱，也可能是强碱弱酸盐。最后进行讨论：

＋

(1)若溶质为碱，则溶液中的H都是水电离生成的：c水(OH－)=c水(H＋)=1.0×10－12molＬ－1

－

(2)若溶质为强碱弱酸盐，则溶液中的OH都是水电离生成的：c水(OH－)=1.0×10－2molＬ－1答案：CD

[例2](NH4)2CO3(aq)中存在________种粒子。试完成下列问题：(1)根据电荷守恒，写出一个用离子浓度表示的等式：；

＋－

(2)根据水的电离，写出一个含有c(H)和c(OH)的等式：；

2(3)根据(NH4)2CO3中，C、N原子个数关系，写出一个含有c(NH4)和c(CO3)的等

＋＋－＋－

式：。

命题意图：考查学生对电荷守恒和物料守恒的认识；考查学生分析、解决、归纳水解问题的能力。

知识依托：盐类的水解。

2错解分析：不清楚CO3与其所带电荷的关系而错解(1)；不清楚H2CO3、HCO3中氢的来

源及他们与水电离的OH的关系而错解(2)；不清楚(NH4)2CO3中C、N原子个数比为1∶2，及碳、氮的具体存在形式而错解(3)。

－解题思路：(NH4)2CO3(aq)中存在以下几种水解和电离方程式：

2(NH4)2CO3====2NH4＋CO3

H2ONH4＋H2O

H＋OH

NH3H2O＋H

HCO3＋OH

－＋

＋－

2CO3＋H2OHCO3＋H2O

H2CO3＋OH

－

以上所列粒子，除(NH4)2CO3外都存在，共有8种。

2虽然NH4与CO3的水解能够相互促进，但不够剧烈，故水解反应不能进行到底。222(1)由于1个CO3带2个负电荷，即c(CO3)所带负电荷可表示为：2c(CO3)，根据正

负电荷总数相等可得答案。

＋－＋

(2)水电离出的H与OH是相等的，但水电离出的H不全部独立的存在于溶液中，有的

存在于HCO3中，有的存在于H2CO3，故由水电离出的H总数可以浓度形式表示为：c(H)＋

＋＋

－c(HCO3)＋2c(H2CO3)。同样，水电离出的OH也不全部独立存在于溶液中，有的被NH4俘获

存在于NH3H2O中，被NH4俘获的OH数与它们结合生成的NH3H2O数是相等的，故由水电

－－

离出的OH总数可以用浓度形式表示为：c(OH)＋c(NH3H2O)。

(3)(NH4)2CO3中，N(N)∶N(C)=2∶1。(NH4)2CO3中的N原子，有的存在于NH4中，有的存在于NH3H2O中，其总数以浓度形式可表示为：c(NH4)＋c(NH3H2O)。(NH4)2CO3中的C原

2子，有的存在于CO3中，有的存在于HCO3中，还有的存在于H2CO3中，其总数以浓度形式2可表示为：c(CO3)＋c(HCO3)＋c(H2CO3)。依据N、C原子个数比答案可得。

＋－

答案：8

2(1)c(NH4)＋c(H)====c(OH)＋c(HCO3)＋2c(CO3)

＋－

(2)c(H)＋c(HCO3)＋2c(H2CO3)====c(OH)＋c(NH3H2O)

＋－

2(3)c(NH4)＋c(NH3H2O)====2c(CO3)＋2c(HCO3)＋2c(H2CO3)

●锦囊妙计＋－

一、c水(H)[或c水(OH)]的求解规律1.强酸溶液：

c水(H＋)×c酸(H＋)=Kw[或c水(H＋)=

弱酸溶液中：

KW]c酸(H)c水(H＋)=

KW

c酸酸KW]c碱(OH)2.碱溶液中：

c水(OH－)c碱(OH－)=Kw[或c水(OH－)=

对于弱碱中的氨水溶液：

c水(OH－)=

KW

c(NH3H2O)(NH3H2O)＋

－

3.盐溶液中，c水(H)、c水(OH)的求解规律：

＋－

(1)常温下，强碱弱酸盐溶液中，c水(H)或c水(OH)的求解规律分别是

c水(OH－)=10pH－14

c水(H)=c溶液(H)＋

＋＋

ic[HA

in(n－i)－

]=10

－pH

＋

i1ic[HA

in(n－i)－

]

i1(A代表弱酸根离子)

＋－

(2)常温下，强酸弱碱盐溶液中，c水(H)、c水(OH)的求解规律分别是

c水(H＋)=10－pH

c水(OH－)=c溶液(OH－)＋c[M(OH)n－1]

n＋

(M代表弱碱阳离子)

二、有关溶液的物料守恒1.强酸弱碱盐溶液中：

c(H＋)=c(OH－)＋c(被弱碱阳离子结合的OH－)2.强碱弱酸盐溶液中：

c(OH－)=c(H＋)＋c(被弱酸根结合的H＋)

3.对所有盐溶液而言都可根据溶质的分子组成列出一个阴、阳离子浓度的关系式。●歼灭难点训练

1.(★★★)水是一种极弱的电解质，在室温下平均每n个水分子中只有1个分子发生电离，则n值是()

78

A.10B.5.56×10

－14

C.1.0×10D.55.6

2.(★★★★)常温下，在pH都等于9的NaOH和CH3COONa两种溶液中，设由水电离产－－1－1

生的OH浓度分别为AmolL与BmolL，则A与B的关系为()

－4

A.A＞BB.A=10B

－4

C.B=10AD.A=B

＋－13－1

3.(★★★★)在室温下，某溶液中由水电离出的H浓度为1.0×10molL，则此溶液中一定不可能大量存在的离子组是()．．．．．

A.Fe、NO3、Cl、Na

3＋

－＋

n－

B.Ca、HCO3、Cl、K

2＋

－＋－

C.NH4、Fe、SO4、NO3

2＋

2

D.Cl、SO4、K、Na

2＋＋

4.(★★★★★)Na3PO4(aq)中有多种分子和离子，其总数为种。试完成下列问题。

(1)写出一个以离子浓度表示的电荷守恒等式：。

－＋

(2)写出一个含有c(OH)和c(H)的等式：。

(3)根据Na3PO4中Na、P原子个数关系，写出一个含有c(Na)和c(PO34)的等

＋

式：。附：参考答案难点磁场

＋－

提示：根据电荷守恒，可知A错B对。根据由水电离产生的H和OH个数相等，可知C

＋2－

对。根据Na2S中，Na个数是S的两倍，可知D对。

答案：BCD歼灭难点训练

＋－7－1

1.提示：常温下，c(H)=1.0×10molL，即每升水中已电离的水的物质的量是1.0×10mol，而每升水的物质的量是

－7

1000g，则：-118gmoln=

1000－78

mol∶10mol=5.56×1018答案：B

2.提示：本题有两种解法。

方法1(常规解法)：NaOH(aq)中：

1.01014－1－5－1

c水(OH)=c水(H)=molL=1.0×10molL910－

＋

CH3COONa(aq)中：

c′水(OH－)=c′总(OH－)=10－9molL－1

－4

则A∶B=10

方法2(巧解法)：NaOH(aq)中，水的电离被抑制；CH3COONa(aq)中，水的电离被促进；故A＜B。

答案：B

＋－13－1

3.提示：c水(H)=1.0×10molL，则该溶液可能是强碱性溶液，也可能是强酸性溶液，总之，水的电离被抑制。因而“一定不可能大量存在”是指酸性和碱性条件下都不能大量存在。

答案：BC

评注：若去掉题干中的“不可”，则选D。若去掉题干中的“一定不”，则选AD。4.提示：Na3PO4完全电离，水部分电离：

Na3PO4====3Na＋PO4H2O

3＋

3H＋OH

＋－

PO4发生系列水解：PO4＋H2OHPO4＋H2O

23HPO4＋OHH2PO4＋OH

－

2－H2PO4＋H2O答案：8

H3PO4＋OH

－

2(1)c(Na)＋c(H)==c(OH)＋3c(PO3)＋2c(HPO)＋c(HPO2444)

＋＋－

(2)c(H)＋c(HPO24)＋2c(H2PO4)＋3c(H3PO4)==c(OH)

＋－

2(3)c(Na)==3c(PO34)＋3c(HPO4)＋3c(H2PO4)＋3c(H3PO4)

＋

扩展阅读：高中化学解题方法归纳(难点1~6)

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高中化学解题方法归纳(难点1~6)

难点1.守恒法

守恒法是高考中常考常用的一种解题方法。系统学习守恒法的应用，对提高解题速率和破解高考难题都有很大的帮助。

●难点磁场

请试做下列题目，然后自我界定学习本篇是否需要。

现有19.7g由Fe、FeO、Al、Al2O3组成的混合物，将它完全溶解在540mL2.00molL－

1

的H2SO4溶液中，收集到标准状况下的气体8.96L。已知混合物中，Fe、FeO、Al、Al2O3的

质量分数分别为0.284、0.183、0.274和0.259。欲使溶液中的金属阳离子完全转化为氢氧化物沉淀，至少应加入2.70molL－1的NaOH(aq)体积是________。

提示：根据Na原子守恒和SO2守恒得如下关系：42NaOH~Na2SO4~H2SO4则：n(NaOH)=2n(H2SO4)

c(NaOH)V[NaOH(aq)]=2c(H2SO4)V[H2SO4(aq)]V[NaOH(aq)]可求。

答案：800mL

●案例探究

［例题］将CaCl2和CaBr2的混合物13.400g溶于水配成500.00mL溶液，再通入过量的Cl2，完全反应后将溶液蒸干，得到干燥固体11.175g。则原配溶液中，c(Ca2＋)∶c(Cl－)∶c(Br－)为

A.3∶2∶1B.1∶2∶3C.1∶3∶2D.2∶3∶1

命题意图：考查学生对电荷守恒的认识。属化学教学中要求理解的内容。知识依托：溶液等有关知识。

错解分析：误用电荷守恒：

n(Ca2＋)=n(Cl－)＋n(Br－)，错选A。

解题思路：1个Ca2＋所带电荷数为2，则根据溶液中阳离子所带正电荷总数等于阴离子所带负电荷总数，知原溶液中：

2n(Ca2＋)=n(Cl－)＋n(Br－)

将各备选项数值代入上式进行检验可知答案。答案：D

●锦囊妙计

化学上，常用的守恒方法有以下几种：1.电荷守恒

溶液中阳离子所带正电荷总数等于阴离子所带负电荷总数。即：阳离子物质的量(或浓度)与其所带电荷数乘积的代数和等于阴离子物质的量(或浓度)与其所带电荷数乘积的代数和。

2.电子守恒

化学反应中(或系列化学反应中)氧化剂所得电子总数等于还原剂所失电子总数。3.原子守恒

系列反应中某原子(或原子团)个数(或物质的量)不变。以此为基础可求出与该原子(或

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原子团)相关连的某些物质的数量(如质量)。

4.质量守恒

包含两项内容：①质量守恒定律；②化学反应前后某原子(或原子团)的质量不变。此外，还有物料平衡，将编排在第16篇水的电离中。●歼灭难点训练

1.(★★★)将3.48gFe3O4完全溶解在100mL1.00mol/L的H2SO4(aq)中，然后加

2入K2Cr2O7(aq)25.00mL，恰好使Fe全部转化为Fe，且Cr2O7全部转化为Cr。则K2Cr2O7

2＋

3＋

3＋

的物质的量浓度为__________。

21.提示：Fe3O4中＋2价铁所失电子物质的量与Cr2O7中＋6价铬所得电子物质的量

相等。

3.48g232gmol12×(3－2)=0.02500L×c(Cr2O7)×(6－3)×2。

答案：0.100molL－1

2.(★★★)某露置的苛性钾经分析含水：7.62%(质量分数，下同)、K2CO3：2.38%、KOH：

－1

90.00%。取此样品1.00g放入46.00mL1.00molL的HCl(aq)中，过量的HCl可用1.070mol/LKOH(aq)中和至中性，蒸发中和后的溶液可得固体_______克。

2.提示：根据Cl原子守恒得：

n(KCl)=n(HCl)=1.00molL－1×0.04600L=4.60×10－2mol，m(KCl)易求。

答案：3.43g

3.(★★★★)A、B、C三种物质各15g，发生如下反应：A＋B＋CD

反应后生成D的质量为30g。然后在残留物中加入10gA，反应又继续进行，待反应再次停止，反应物中只剩余C，则下列说法正确的是()

A.第一次反应停止时，剩余B9g

B.第一次反应停止时，剩余C6gC.反应中A和C的质量比是5∶3

D.第二次反应后，C剩余5g

3.解析：第一次反应A不足，因为第一次反应后加入A又能进行第二次反应。第二次反应后，只剩余C，说明A、B恰好完全反应。则：

m反(A)∶m反(B)=(15g＋10g)∶15g=5∶3

第一次反应耗B的质量mB为：15g∶mB=5∶3，mB=9g即第一次反应后剩余B质量为：15g－9g=6g。可见(A)选项不正确。

根据mA＋mB＋mC=mD，可知生成30gD时消耗C的质量。

mC=30g－15g－9g=6g

即第一次反应后剩余C质量为：15g－6g=9g。又见(B)选项不正确。

易见反应消耗A、B、C质量之比为：mA∶mB∶mC=15g∶9g∶6g=5∶3∶2

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(C)选项不正确。

答案：D

4.(★★★★★)

(1)中学教材上图示了NaCl晶体结构，它向三维空间延伸得到完美晶体。NiO(氧化镍)晶体的结构与NaCl相同，Ni2＋与最近O的核间距离为a×10cm，计算NiO晶体的密度(已知NiO摩尔质量为74.7gmol

图11

(2)天然的和绝大部分人工制备的晶体，都存在各种缺陷，例如在某种NiO晶体中就存在如图11所示的缺陷：一个Ni空缺，另有两个Ni被两个Ni所取代。其结果晶体仍呈电中性，但化合物中Ni和O的比值却发生了变化。某氧化镍样品组成为Ni0.97O，试计算该晶体中Ni与Ni的离子数之比。

4.提示：由题得NiO晶体结构(如右图)。其体积为：V=(a×10－8cm)3

右图向三维空间延伸，它平均拥有的Ni2＋、O2－数目为：

3＋

2＋

2＋

2＋

3＋

－1

2－

－8

)。

N(Ni2＋)=N(O2－)=

由密度公式得：ρ(NiO)=

18×4=

12=N(NiO)

m(NiO)V(NiO)M(NiO)Vm(NiO)74.7gmol(a10-831cm)2NA。

(2)(电荷守恒法)设1molNi0.97O中含Ni3＋物质的量为x，则Ni2＋的物质的量为(0.97mol－x)；根据电荷守恒得：

3x＋2×(0.97mol－x)=1mol×2

1x=0.06mol

N(Ni3＋)∶N(Ni2＋)=0.06mol∶(0.97mol－0.06mol)=6∶91

答案：(1)

74.7gmol(a1083cm)2N

A(2)6∶91

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难点2.估算法

估算就是不算，估算法是通过推理、猜测得出答案的一种方法。

●难点磁场

不要计算，请推测下列题目的答案，然后自我界定学习本篇是否需要。

甲、乙两种化合物都只含X、Y两种元素，甲、乙中X元素的百分含量分别为30.4%和25.9%。若已知甲的分子式是XY2，则乙的分子式只可能是()

A.XYB.X2YC.X2Y3D.X2Y5

解析：由于甲分子中含X：30.4%，且N(X)∶N(Y)=1∶2，现乙分子中含X：25.9%，小于A中X的百分含量，故可估算出乙分子中，N(X)∶N(Y)必小于1∶2，只有D选项中

N(X)∶N(Y)=1∶2.5符合题意。

答案：D

●案例探究

［例题］在100mL0.10molL－1的AgNO3(aq)中，加入100mL溶有2.08gBaCl2的溶液，再加入100mL溶有2.50gCuSO45H2O的溶液，充分反应。下列说法中正确的是

A.最终得到白色沉淀和无色溶液

B.最终得到的白色沉淀是等物质的量的两种化合物的混合物C.混合过程中，逸出无色气体

D.在最终得到的溶液中，c(Cu)=0.01molL

命题意图：考查学生对离子反应的认识及进行相关计算的能力。

知识依托：Ba与SO2、Ag与Cl的反应及过量计算。42＋

＋－

2＋

－1

错解分析：数字运算失误。

解题思路：本题有以下两种解法。

方法1(计算法)：n(Ag＋)=0.100L×0.10molL－1=0.010mol

n(Ba2＋)=n(BaCl2)=

2.08g208gmol-1=0.0100mol

n(Cl－)=2n(BaCl2)=0.0200mol

n(SO2)=n(CuSO45H2O)=42.50g250gmol-1=0.0100mol

首先Cl－与Ag＋发生反应生成白色AgCl沉淀：Ag＋＋Cl－====AgCl↓0.010mol

0.010mol

0.010mol

2反应后剩余Cl－：0.0200mol－0.010mol=0.010mol。其次Ba2＋与SO4发生反应生成白色BaSO4沉淀：

Ba

2＋

＋SO4====BaSO4↓

20.010mol0.010mol0.010mol

生成BaSO40.010mol。反应后溶液中含Cu2＋，其浓度为：

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c(Cu2＋)=

0.010mol0.100L3=0.033molL－1

与备选项对照，可知答案。

方法2(估算法)：最后Cu2＋留在溶液中，溶液浅蓝色，A项不可选。由CuSO45H2O的质量是3位有效数字，及溶液的体积也是3位有效数字可推知c(Cu2＋)应为3位有效数字，D

项不可选。由于溶液混合时，只发生Ag与Cl、Ba与SO2的反应，所以也不会逸出气4＋

－

2＋

体，C项不可选。

答案：B

评注：就解题效率而言，估算法大大优于计算法。

●锦囊妙计

估算法虽可大大提高解题效率，但其使用范围有一定的局限性，绝大多数计算题是不能用估算法解决的。尝试用估算法解题是好的，但面对每一个题都想用估算法解决，有时也会贻误时间。

●歼灭难点训练

1.(★★★)有规律称：强酸溶液每稀释10倍pH增加1，强碱溶液每稀释10倍pH减小1，但此规律有一定的局限性。试问将pH=3的H2SO4(aq)稀释105，其pH为()

A.8B.7C.2D.3

1.提示：酸不可能稀释为碱，也不可能稀释后pH变小或不变。答案：B

2.(★★★★)将质量分数为0.052(5.2%)的NaOH(aq)1L(密度为1.06gcm－3)用铂电极电解，当溶液中NaOH的质量分数改变了0.010(1.0%)时停止电解，则此时溶液中应符合的关系是()

ABCDNaOH的质量分数0.062(6.2%)0.062(6.2%)0.042(4.2%)0.042(4.2%)阳极析出物的质量/g阴极析出物的质量/g191521.29.4152199.41.22.解析：电解NaOH(aq)的实质是电解水。随溶液中水的减少，w(NaOH)逐渐增大，因而C、D项不可选。电解时阳极产生O2，阴极产生H2，其质量前者大，后者小，故B项为正确答案。

答案：B

MR23.(★★★★)氢型阳离子交换树脂的主要反应可用下式表示：2RH＋M2＋＋2H＋，若将100mL水经过氢型阳离子交换树脂交换后，流出液用0.10molL－1的NaOH溶液中和，完全反应后用去NaOH溶液20mL，若此水中存在的阳离子只有Ca2＋，则100mL水中含有Ca为()

A.20.03mg

B.40mg

122＋

12C.80.16mgD.160.32mg

3.提示：由题意：n(Ca2＋)=n(H＋)=n(NaOH)，根据数据可断定n(Ca2＋)数值为两

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位有效数字。又：m(Ca2＋)=n(Ca2＋)×M(Ca2＋)，则m(Ca2＋)数值为两位有效数字。

答案：B

4.(★★★★★)图21中横坐标表示完全燃烧时耗用可燃气体X(X=A、B、C)的物质的量n(X)，纵坐标表示消耗O2的物质的量n(O2)，A、B是两种可燃性气体，C是A、B的混合气体，则C中：n(A)∶n(B)为()

A.2∶1C.1∶1

B.1∶2D.任意

4.提示：首先排除任意比。由图可知：1molA耗用0.5

molO2，1molB耗用2molO2；若A、B以1∶1混合，则1molC耗用1.25molO2，而图中1molC耗用1molO2，可见A、B混合物中，n(A)∶n(B)＞1∶1。观察备选项可知答案。

答案：A

难点3.差量法

利用化学反应前后物质间所出现象的差量关系解决化学问题的方法就是差量法。●难点磁场

请试做下列题目，然后自我界定学习本篇是否需要。

在天平左右两盘上各放一只同等规格的烧杯，烧杯内均盛有1.00molL－1的H2SO4（aq）100.0mL，调节天平使其处于平衡状态，然后向两只烧杯内分别放入少量的镁粉和铝粉（设．．镁、铝的质量分别为ag和bg），假定反应后天平仍处于平衡状态，则：

(1)a、b应满足的关系式为；

(2)a、b的取值范围为。提示：题设条件下，H2SO4过量，则：Mg＋H2SO4====MgSO4＋H2↑Δm24g

a241mol

mol

2g

11a1222g

gag

2Al54g

＋3H2SO4====Al2(SO4)3＋3H2↑

b18

8b9Δm48g

g

3mol

mol

8b9

11126g

bg

由反应前后天平都平衡得：a，即：32b=33a①

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由H2SO4过量知：a24b18＜0.100①

＜0.100②

①②联立，解得：b＜2.48。不满足③，舍去。①③联立，解得：a＜1.75。满足②，为正确答案。答案：(1)32b=33a(2)a＜1.75b＜1.80

●案例探究

［例题］将上题中的：“少量镁粉和铝粉”改为：少量镁粉、过量铝粉，其他不变，．．试求之。

命题意图：考查学生应用差量进行过量计算的能力。知识依托：Mg、Al与H2SO4的反应；过量计算。

错解分析：应用过量物质的数据进行计算得出错误的结果，忽视有效计算得出不确切的答案。

解题思路：反应前后天平都平衡，表明两烧杯内质量净增数值相等。则可根据反应前后的质量差进行计算。

n(H2SO4)=1.00molL－1×0.100L=0.100mol

Mg＋H2SO4====MgSO4＋H2↑Δm24g1mol2g22gag

a24mol

11a12g

2Al＋3H2SO4====Al2(SO4)3＋3H2↑54g

3mol

6g

1.80g0.100mol

0.200g

(波纹线上为求出数值，下同)。根据题意：①

a24＜0.100

11a12

(H2SO4过量)(Al过量)

(净增值相等)

②b＞1.80

③bg－0.200g=g

由①③得：b＜2.40，结合②可知b的范围。由②③得：a＞1.75，结合①可知a的范围。答案：(1)11a=12b－2.40(2)1.75＜a＜2.40，1.80＜b＜2.40●锦囊妙计

遇到下列情形，可尝试用“差量法”解题：1.反应前后固体或液体的质量发生变化时；

2.反应前后气体的压强、密度、物质的量、体积等发生变化时。●歼灭难点训练

1.(★★★)10.0mL某气态烃在50.0mLO2中充分燃烧，得到液态水和35.0mL的

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气体混合物(所有气体的体积都是在同温同压下测得的)，则该气态烃可能是（）

A.CH4B.C2H6

1.提示：用体积差进行计算：CxHy(g)＋(x＋1L

y4点燃

C.C3H8

y2

D.C3H6

)O2(g)点燃xCO2(g)＋

H2O(l)

V前－V后

1＋

y4

10.0L

y=6。答案：BD

25.0L

2.(★★★★)用H2还原xgCuO，当大部分固体变红时停止加热，冷却后得残留固体

yg，共用掉zgH2，此时生成水的质量为()

A.

89(x－y)gB.

98(x－y)gC.9zgD.

940zg

2.提示：用固体质量差进行计算：

H2＋CuOCu＋H2O

80g

Δm

16g

64g18g

98(xy)gxg－yg

不可用zgH2进行计算，因为用掉的H2并非全都参加了反应；不可只用xg进行计算，因为CuO未全部参加反应；不可只用yg进行计算，因为yg是CuO和Cu的质量和。

答案：B

3.(★★★★)总压强为3.0×107Pa时，N2、H2混合气体(体积之比为1∶3)通入合成

7

塔中，反应达平衡时，压强降为2.5×10Pa，则平衡时混合气体中NH3的体积分数为()

A.35%

B.30%

C.

14D.

15

3.提示：本题有多种解法，根据压强差计算尤为简捷：由于恒温恒容下，气体的压强比等于物质的量比，所以：

N2＋3H213

高温、高压催化剂

2NH32Δp

2

3.0×107Pa－2.5×107Pa，

p(NH3)

p(NH3)=0.5×107Pa，

(NH3)=

0.5102.51077PaPa=

15。

答案：D

4.(★★★★★)已知NH3和Cl2相遇，发生下列反应：

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①8NH3＋3Cl2====N2＋6NH4Cl(NH3过量)

②2NH3＋3Cl2====N2＋6HCl(Cl2过量)

今向过量的NH3中通入少量的Cl2。若开始时Cl2、NH3混和气体中Cl2的体积分数为x，混合气体反应前后的体积分别是aL和yL。则：

(1)x的取值范围是__________________；

(2)y与x的函数关系是__________________。4.解析：NH3过量，Cl2不足，只发生反应①：8NH3＋3Cl2====N2＋6NH4Cl8L3L1L

8ax3ΔV

10L

10ax3LaLx8ax3ax3L

311L

则：＜a(1－x)L

10ax3x＜

yL=aL－L。

10ax3答案：(1)0＜x＜3/11(2)y=a－

难点4.和量法

与差量法相反，为解决问题方便，有时需要将多个反应物(或生成物)合在一起进行计算。●难点磁场

用和量法尝试解下列题目，然后自我界定学习本篇是否需要。

在密闭容器中，放入(NH4)2CO3和NaOH的固体混合物共19.6g，将容器加热到250℃，充分反应后，排出容器中的气体，冷却称得剩余固体质量为12.6g。则原混合物中(NH4)2CO3和NaOH的物质的量之比为()

A.＞1∶2C.＜1∶2

B.=1∶2

D.以上答案都不正确

提示：固体混合物失重：19.6g－12.6g=7.0g，题设条件下发生的反应为：(NH4)2CO32NH3↑＋H2O↑＋CO2↑

2NaOH＋CO2Na2CO3＋H2O↑

当(NH4)2CO3与NaOH恰好完全反应时，固体失重7.0g，所需混合物的质量可求：

因为17.6g＜19.6g，所以NaOH过量。答案：C

●案例探究

［例题］18.4gNaOH和NaHCO3固体混合物，在密闭容器中加热到约250℃，经充分反应后排出气体，冷却，称得剩余固体质量为16.6g。试计算原混合物中NaOH的质量

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分数。

命题意图：考查学生的过量判断能力，及计算混合物所含成分质量分数的能力。知识依托：NaHCO3的不稳定性及碱与酸性气体的反应。错解分析：过量判断失误，导致计算过程和计算结果错误。

解题思路：发生的反应有：①2NaHCO3Na2CO3＋H2O＋CO2↑，

②2NaOH＋CO2Na2CO3＋H2O(加热条件下，不生成NaHCO3)

通过极限思维可知，原固体混合物中，NaHCO3含量越大，固体失重越大，NaOH含量越大，固体失重越小。

判断NaHCO3受热分解产生的CO2能否被NaOH完全吸收是解决问题的关键，这首先需要写出NaHCO3与NaOH恰好完全反应的化学方程式。

题设条件下，固体失重：18.4g－16.6g=1.8g。

设固体失重1.8g需恰好完全反应的NaHCO3和NaOH混合物质量为x，则：

NaHCO3＋NaOHNa2CO3＋H2O

124gx

18g

1.8g

x=

124g1.8g18g=12.4g＜18.4g

可见，题设条件下反应发生后NaOH过量，过量NaOH质量为：18.4g－12.4g=6.0g，参加反应的NaOH质量为：

12.4g124gmol-1×40.0gmol－1=4.00g，

原混合物中NaOH质量为：6.0g＋4.00g=10.0g，

w(NaOH)=

10.0g18.4g×100%=54.3%。

答案：54.3%。

●锦囊妙计

遇到以下情形，可尝试用和量法解题：

1.已知混合物反应前后质量，求混合物所含成分质量分数时；

2.已知反应前后混合气体的体积，求混合物所含成分体积分数时；3.求反应前后气体的压强比、物质的量比或体积比时。

●歼灭难点训练

1.(★★★)某温度下，在体积一定的密闭容器中适量的NH3(g)和Cl2(g)恰好完全反应。若反应产物只有N2(g)和NH4Cl(s)，则反应前后容器中压强比应接近于()

A.1∶11

B.11∶1

C.7∶1

D.11∶7

2.(★★★)Na2CO3(s)和NaHCO3(s)的混合物190.0g，加热至质量不再减少为止，称量所得固体质量为128.0g。则原混合物中Na2CO3的质量分数为__________。

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w(Na2CO3)=

190.0g168.0g190.0g=11.58%。

答案：11.58%

3.(★★★★)取6.60gNaHCO3和Na2O2的固体混合物，在密闭容器中加热到250℃，经充分反应后排出气体，冷却后称得固体质量为5.30g。计算原混合物中Na2O2的质量分数。

3.解析：发生的反应有：2NaHCO3Na2CO3＋H2O＋CO2↑；2Na2O2＋2CO2====2Na2CO3＋O2↑；2Na2O2＋2H2O====4NaOH＋O2。若Na2O2不足，则Na2O2先吸收CO2，再吸收H2O。

首先确定水是否参加了反应。

题设条件下，固体失重：6.60g－5.30g=1.30g。

当Na2O2与NaHCO3分解生成的CO2恰好完全反应时，设固体失重1.30g需这样的混合物质量为x。则：

可见，原混合物中Na2O2并未将NaHCO3分解生成的CO2全部吸收，也就未吸收H2O。设原混合物中NaHCO3、Na2O2的物质的量分别是a、b，则：

aNaHCO3＋bNa2O2====

a2b2Na2CO3＋

a2b2CO2↑＋

a2H2O＋

b2O2↑

84.0a＋78.0b=6.60(原混合物质量)106×a＋2b2=5.30

(剩余固体质量)

1解得：b=0.0200mol(a可不求出)

w(Na2O2)=

78.0gmol0.0200mol6.60g×100%=23.6%。

答案：23.6%

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4.(★★★★★)在一密闭容器中，放入(NH4)2CO3和NaOH两种固体共Ag将容器加热到200℃，经充分反应后排出其中气体，冷却称得剩余固体质量为Bg，求出不同组合范围内的(NH4)2CO3和NaOH的质量填入下表。A与B关系m［(NH4)2CO3］m(NaOH)

4.解析：加热时，容器内发生以下反应：

(NH4)2CO32NH3↑＋H2O＋CO2↑

①

2NaOH＋CO2====Na2CO3＋H2O②

当①反应生成的CO2与NaOH固体完全反应时，可认为发生了以下反应：

(NH4)2CO3＋2NaOH2NH3↑＋2H2O＋Na2CO3③

(1)当③反应发生，且(NH4)2CO3和NaOH恰好完全反应时，

即当A=

88B53g时：

m[(NH96A4)2CO3]=176g=

6A11g，或m[(NH4)2CO96B3]=

106g=

4853Bg；

m[NaOH]=

80A5A80B176g=

11g或m(NaOH)=

40B106g53g。

(2)当A＞

88B53时，③反应发生，(NH4)2CO3过量，这时同时有①反应单独发生。(NH4)2CO3＋2NaOH2NH3↑＋2H2O＋Na2CO3

80g

106g

80B106g

Bg

m(NaOH)=

80Bg=40Bg；m[(NH40B106534)2CO3]=(A－53)g。

(3)当A＜

88B53时，③反应发生，且NaOH过量。

(NH4)2CO3＋2NaOH2NH3↑＋2H2O↑＋Na2CO3

Δm96g

80g106g70g

96(AB)70g

(A－B)g

18

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m[(NH4)2CO3]=

96(AB)7035g=

48(AB)3535g；g。

m(NaOH)=Ag－

答案：

48(AB)g=

48B13AA与B关系A=88B5388B5388B53m[(NH4)2CO3]6A11g或48B5353g5A11m(NaOH)g或40B53gA＞A＜Ag－40Bgg40B5335gg48(AB)3548B13A难点5.设一法

设一法是赋值法的一种，是解决无数值或缺数值计算的常用方法。●难点磁场

请试做下列题目，然后自我界定学习本篇是否需要。

现向1.06g含杂质的碳酸钠样品中加入过量的氯化氢溶液，得到标准状况下干燥纯净的气体2.20L，则该碳酸钠样品中所含杂质可能是

A.碳酸钡和碳酸钾C.碳酸氢钠和碳酸氢钾

B.碳酸钾和碳酸氢钠D.碳酸钙和碳酸锌

●案例探究

［例题］吗啡和海洛因都是严格查禁的毒品。

(1)吗啡中含碳0.7158(质量分数，下同)、氢0.0667、氮0.0491，其余为氧。已知其相对分子质量不超过300，试求：

①吗啡的相对分子质量；②吗啡的分子式。

(2)已知海洛因是吗啡的二乙酸酯，试求：

①海洛因的相对分子质量；②海洛因的分子式。

命题意图：考查学生根据物质内所含元素质量分数，确定物质化学式的能力。知识依托：元素的质量分数与化学式的关系。

错解分析：不注意有效数字的位数，有效数字取舍不合理，再根据原子个数比列式就会得出错误的结果。

解题思路：(1)由吗啡中各元素的含量和相对分子质量，可以断定吗啡分子中所含N原子数最少，设吗啡分子中含有1个N原子，则：

Mr(吗啡)=14.0/0.0491=285＜300

符合题意；若吗啡分子中含有2个N原子，则：Mr(吗啡)=28.0/0.0491=570＞300

不符合题意。吗啡分子中含有2个以上的N原子更不可能，可见吗啡分子中只含有一个N原子，且吗啡的相对分子质量为285。

吗啡分子中所含C、H、O原子个数分别为：N(C)=285×0.7158÷12.0=17.0

N(H)=285×0.0667÷1.00=19.0

N(O)=285(1.0000－0.7158－0.0667－0.0491)÷16.0=3.00

吗啡的分子式为：C17H19NO3。

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(2)生成二乙酸酯的反应可表示为：

R(OH)2＋2HOOCCH3R(OOCCH3)2＋2H2O

显然，海洛因分子比吗啡分子多了2个C2H2O基团，则海洛因的分子式为：

C17H19NO3＋2C2H2O====C21H23NO5海洛因的相对分子质量为：

Mr(海洛因)=12×21＋1×23＋14×1＋16×5=369。

答案：(1)①285；②C17H19NO3。(2)①369；②C21H23NO5。●锦囊妙计

遇到下列情况，可用设一法：1.c、w、ρ间的相互转化；2.根据质量分数确定化学式；3.确定样品中杂质的成分。●歼灭难点训练

1.(★★★)某硫酸溶液的物质的量浓度为cmolL－1，溶质的质量分数为w，试求此溶液的密度。

2.(★★★)已知某硫酸铜溶液的物质的量浓度为0.050molL－1，密度为1.08gcm－3

，试求该溶液的质量分数。

3.(★★★★)称取可能含有Na、Mg、Al、Fe的金属混合物12g，放入足量盐酸中，可得到标准状况下H2的体积为11.2L，据此回答下列问题：

(1)以上四种金属，一定含有的是__________________；

(2)以上四种金属，可能含有的是__________________；(3)能否确定一定不含有某种金属？

4.(★★★★★)1924年，我国药物学家从中药麻黄中提出了麻黄素，并证明麻黄素具有平喘作用。将其予以合成，制作中成药，可解除哮喘病人的痛苦。

取10.0g麻黄素完全燃烧可得到26.67gCO2和8.18gH2O，并测得麻黄素中含N：8.48%。

(1)试确定麻黄素的最简式__________________。

(2)若确定麻黄素的分子式还缺少一个条件，该条件是__________________。附：参考答案

难点磁场

解析：若为1.06g纯净的碳酸钠经题设过程可得到标准状况下干燥纯净的气体2.24L；而题设条件下，1.06g含杂质的碳酸钠样品仅得到标准状况下干燥纯净的气体2.20L，可见，等质量的碳酸钠和杂质分别与过量盐酸作用，碳酸钠产生二氧化碳多，杂质产生二氧化碳少；则题设条件下产生等量的二氧化碳气体所需碳酸钠的质量小，所需杂质质量大。

为方便计算，设生成1mol二氧化碳，则需要题中所列物质的质量分别是：

Na2CO3~CO2

BaCO3~CO2

K2CO3~CO2NaHCO3~CO2

84g

1mol

106g1molKHCO3~CO2100g

1mol

197g1mol

CaCO3~CO2100g1mol

138g1mol

ZnCO3~CO2125g

1mol

所需碳酸钡和碳酸钾的质量都大于碳酸钠的质量，A项可选；所需碳酸氢钠和碳酸氢钾的质量都小于碳酸钠的质量，C项不可选；生成1mol二氧化碳所需碳酸钾和碳酸氢钠混合物的质量介于84g~138g之间，所需碳酸钙和碳酸锌混合物的质量介于100g~125g之间，都有小于106g的可能，故B、D项都不可选。

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答案：A

歼灭难点训练

1.提示：设H2SO4(aq)的体积为1L，则：

m(硫酸溶液)=cmolL－1×1L×98gmol－1÷w=98c/wg

硫酸溶液的密度为：ρ(硫酸溶液)=98c/wg÷1000mL=0.098c/wgcm－3答案：

0.098cwgcm

－3

2.提示：为方便计算，设有硫酸铜溶液1L，则硫酸铜的质量为：m(硫酸铜)=0.050molL－1×1L×160gmol－1=8.0g

硫酸铜溶液的质量为：m(硫酸铜溶液)=1.08gcm－3×1000mL=1.08×10－3g硫酸铜的质量分数为：w(硫酸铜)=8.0g÷(1.08×10g)=0.0074(或0.0073)。答案：0.0074(或0.0073)

3.提示：摩尔电子质量法(设一法的一种)：金属的摩尔电子质量是指金属在反应中失去单位物质的量的电子的质量，其单位通常用gmol－1表示。由题意：

3

n(H2)=

11.2L22.4Lmol-1=0.500mol

反应中得失电子的物质的量为：n(e－)=1.00mol则：

物质摩尔电子质量gmol-1Na23Mg12Al9Fe28混合物12混合物的平均摩尔电子质量为12gmol－1，则一定含有比其摩尔电子质量小的物质(Al)，也一定含有比其摩尔电子质量大的物质(Na或Fe，不能确定)，是否含Mg也不能确定。

答案：(1)Al(2)Mg、Fe、Na(3)不能

4.提示：设麻黄素分子中含有1个N原子，则：

M(麻黄素)=

14.0gmol0.0848-1=165gmol－1

由于：n(CO2)=

26.67g44.00gmol-1=0.6061mol

n(H2O)=

8.18g18.0gmol-1=0.454mol

则1mol麻黄素中：n(C)=

0.6061mol10.0g×165g=10.0mol，

n(H)=

0.4541mol10.0g×165g×2=15.0mol

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再设麻黄素的分子式为：C10H15NOx，则x=

165g12.0gmol110.0mol1.00gmol115.0mol14.0gmol111.00mol16.0gmol=1.000mol

最简式可得。借鉴例题可知(2)答案，但已知麻黄素的式量范围不一定能求出麻黄素的化学式。

答案：(1)C10H15NO(2)M(麻黄素)(即麻黄素的式量)

难点6.奇偶数法

奇偶数法是利用数字间的奇、偶性规律，探讨试题答案的一种巧解方法。●难点磁场

试利用数字间的奇偶性规律巧解下面题目，然后自我界定学习本篇是否需要。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.NO2B.NOC.N2O

D.N2

●案例探究［例题］若短周期中的两种元素可以形成原子个数比为2∶3的化合物，则这两种元素的原子序数之差不可能是

A.1

B.3

C.5

D.6

命题意图：主要考查学生对元素周期表“奇偶数”规律的认识或考查学生对元素周期表特殊元素性质的认识。

知识依托：元素周期表。

错解分析：不了解元素周期表的奇偶性规律，利用其他方法解题得出错误答案。解题思路：本题有多种解题方法，其中最简捷的是奇偶数法。方法1(枚举法)：ⅡA族元素Be、Mg与ⅤA族元素N、P形成的化合物符合题干要求，其中Mg3N2中Mg与N原子序数差5。ⅢA族元素B、Al与ⅥA族元素O、S形成的化合物亦符合题干要求，其中Al2O3中Al与O原子序数差5，Al2S3中Al与S原子序数差3。欲找差值为1的化合物，需从变价元素中找，如N2O3中N与O原子序数差1。选D项。

方法2(奇偶数法)：由于两种元素形成的化合物中原子个数之比为2∶3，则可断定一种元素处于奇数族，另一种元素处于偶数族，奇数族原子序数为奇数，偶数族为偶数，奇数与偶数差值是奇数。观察备选项，可知选D项。

答案：D

●锦囊妙计

下列问题的解决过程中，可能用到奇偶数法：1.某些化学方程式的配平；

2.化合物的分子式与原子序数的推定；3.化学反应中化合价的升降数值；4.化合价与分子式的关系；5.有机分子中H等原子的个数。●歼灭难点训练

1.(★★★)配平下列化学方程式：(1)_____PH3====_____P＋_____H2

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(2)_____NH3＋____NO====_____N2＋______H2O

2.(★★★★)单质M能和热浓硫酸反应，若参加反应的单质与H2SO4的物质的量之比为1∶4，则该元素在反应后显示的化合价可能是()

A.＋4B.＋3C.＋2D.＋1

3.(★★★★)某金属元素R最高价氟化物的相对分子质量为M1，其最高价硫酸盐的相对分子质量为M2。设此元素最高正价为n，则n与M1、M2的关系可能是()

A.n=(M2－2M1)/58

B.n=(M2－M1)/29

C.n=(2M2－M1)/58D.n=(M2－M1)/58O4.(★★★★★)已知某有机物A的式量为128。(1)若A物质中只含有碳、氢、氧三种元素，且A分子中含有一个酯的结构(CO)，则A的分子式为__________，结构简式为____________(任写出一种)。

(2)若A物质中只含有碳、氢、氮三种元素，且A分子中氮原子数目最少，则A的分子式为__________，若A分子中有一个由氮原子和其他碳原子形成的六元环，则A的结构简式为__________(任写一种)。

附：参考答案难点磁场

解析：由题意知，2个金属原子失去的电子，将被1个HNO3分子中＋5价的N原子得到，由于2个金属原子失去的电子数一定是偶数，所以得到偶数个电子的这个＋5价的N原子反应后化合价一定是奇数。与备选项对照，可知C项可选。

答案：C

歼灭难点训练

1.(1)223(2)4656

2.解析：单质M和热浓H2SO4反应，H2SO4被还原为SO2，硫元素化合价降低总数必为偶数，则M元素化合价升高总数必为偶数。由题意知：n(M)∶n(H2SO4)=1∶4，可见M化合价变化应为偶数，这样可淘汰B、D项选项。具体分析A、C知A项(如单质碳)可选，而C项不可选。

答案：A

3.解析：此题须讨论n为奇、偶数两种情况。

(1)若n为奇数，则其氟化物和硫酸盐的化学式分别是：RFn、R2(SO4)n。

。

(2)若n是偶数，则其氟化物和硫酸盐的化学式分别是：RFn、R(SO4)n2。

答案：AB

4.提示：(1)含有一个酯键的A的分子式为C7H12O2，其结构有多种，如：

(2)A式量128是偶数，决定了A分子中氮原子数目是偶数，因为当A分子中氮原子数目是奇数时，不论氮原子存在于硝基还是氨基中，A式量都是奇数。则A分子中最少含

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有2个氮原子，A分子式可为C7H16N2，其结构简式有多种，如：

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