山東 金三勝 孫 晶

創(chuàng)設(shè)思維 妙解鹵素

在解答一些鹵素題目時，能夠根據(jù)不同的題目情境合理地創(chuàng)設(shè)思維方式，對我們解題思路的敏捷性、過程的簡潔性和結(jié)果的準確性都大有裨益。下面介紹幾種常用的思維方法，希望對同學(xué)們有所啟發(fā)。

一、估算法

方法導(dǎo)引：估算法是解客觀型計算題常用的思維方法，該方法其實就是在合理的前提下，根據(jù)以往的化學(xué)原理和經(jīng)驗進行合理、科學(xué)的推斷，從而不經(jīng)過計算而得到答案的方法。

例1在密閉容器中，有H2、O2、Cl2的混合氣體，點燃后容器中的三種氣體恰好完全反應(yīng)，冷卻到室溫后得到液體產(chǎn)物的溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)是33.6%，則容器中原H2、O2、Cl2的體積比是

( )

A.2∶1∶1 B.9∶4∶1

C.4∶2∶2 D.9∶4∶3

答案：B

二、平均值法

方法導(dǎo)引：結(jié)合題給條件，可求出混合物中某個物理量的平均值，該值一定介于各成分的同一物理量數(shù)值之間——換言之，混合物的兩個成分中的該物理量數(shù)值只有一個比平均值大，一個比平均值小，才能符合要求。

例2由兩種金屬組成的合金50 g與氯氣反應(yīng)，耗氯氣71 g，則該合金的可能組成是

( )

A.Na、Zn B.Na、Al

C.Fe、Mg D.Ca、Cu

解析：由題意，平均結(jié)合1 mol Cl原子消耗合金的質(zhì)量為25 g，而對應(yīng)Na、Zn、Al、Fe、Mg、Ca、Cu的質(zhì)量分別為 23 g、32.5 g、9 g、56/3 g、12 g、20 g、32 g。根據(jù)平均值的意義，選項中的兩種金屬結(jié)合1 mol Cl原子消耗金屬的質(zhì)量若一種大于25 g，一種小于25 g或都等于25 g，才符合題意。則AD符合題意。

答案：AD

三、差量法

方法導(dǎo)引：差量法是根據(jù)化學(xué)反應(yīng)前后的某些“差量”(如固體的質(zhì)量差、溶液質(zhì)量差、氣體體積差等)與反應(yīng)物或生成物的變化量成正比而建立的一種解題方法。

例3將13.4克KCl和KBr的混合物，溶于水配成500 mL溶液，通入過量的Cl2，反應(yīng)后將溶液蒸干，得固體11.175克，則原混合物中含鉀的質(zhì)量分數(shù)為________。

解析：將溶液蒸干后，Br2揮發(fā)，所得的固體是KCl?？衫貌盍糠ń忸}。

2 mol 2×(80-35.5) g

n(KBr) 13.4 g-11.175 g

n(KBr)=0.05 mol

n(KCl)=(13.4 g-0.05 mol×119 g·mol-1)/ 74.5 g·mol-1=0.1 mol

則原混合物中含鉀的質(zhì)量分數(shù)為0.15 mol×39 g·mol-1÷13.4 g=43.7%。

四、守恒法

方法導(dǎo)引：守恒法的建立就是以化學(xué)反應(yīng)過程中存在的某些守恒關(guān)系如質(zhì)量守恒、元素原子守恒、得失電子守恒等作為依據(jù)，尋找氧化還原反應(yīng)中氧化劑與還原劑得失電子總數(shù)相等等作為解題的基本思路。

1.電荷守恒

例4不同的鹵素原子之間可化合形成一系列化合物，這類化合物叫鹵素互化物?，F(xiàn)將4.66 g BrCln溶于水后，通入足量SO2氣體發(fā)生如下反應(yīng)：

再用堿將溶液調(diào)至中性后加入過量Ba(NO3)2溶液，充分反應(yīng)后濾出沉淀物，再向濾液中加過量的AgNO3溶液，最后得15.46 g鹵化銀沉淀。

試確定BrCln中的n值。

解析：由題意知4.66 g BrCln全部轉(zhuǎn)移到15.46 g 鹵化銀沉淀中，由電荷守恒知：

n(Ag+)=n(Br-)+n(Cl-)

解得：n=3

答案：n=3

【另解】本題還可采用別的方法解答，如差量法：

BrCln～ (n+1)AgNO3

(80+35.5n) g (n+1) mol

4.66 g 0.1 mol

2.電子守恒

( )

A.21∶5 B.11∶3

C.3∶1 D.4∶1

化合價共升高16，即共失去16e-

則應(yīng)得到16e-，16Cl～16Cl-化合價降低1×16

而化合價升高被氧化，化合價降低被還原，所以被還原的氯元素與被氧化的氯元素的物質(zhì)的量之比為16∶(1+3)=4∶1。

答案：D

3.質(zhì)量守恒

例6向KI溶液中加入AgNO3溶液，直到剛好完全反應(yīng)為止，所得溶液的質(zhì)量恰好等于原碘化鉀溶液的質(zhì)量，則原AgNO3溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量百分比濃度是

( )

A.27.7% B.72.3%

C.70.6% D.29.4%

答案：B

五、類推法

方法導(dǎo)引：類推類的試題往往是在題干給出信息，而后在設(shè)問中通過物質(zhì)的組成、性質(zhì)、結(jié)構(gòu)、規(guī)律等作出合理的遷移和判斷的方法。類比思維具有一定的局限性，千萬不可進行機械類比，一定要結(jié)合物質(zhì)自身的特殊性合理進行類比。

已知硫氰化學(xué)式為(SCN)2，其分子及陰離子(SCN-)的性質(zhì)都與鹵素相似。下列關(guān)于硫氰的敘述不正確的是

( )

A.與水反應(yīng)可生成兩種酸

B.與氫氧化鉀溶液反應(yīng)產(chǎn)物之一為KSCN

C.NaSCN與AgSCN受熱發(fā)生分解

D.HSCN濃溶液與MnO2共熱可生成(SCN)2

解析：因為(SCN)2及陰離子(SCN-)性質(zhì)都與鹵素相似，所以可把硫氰看作鹵素氯元素，聯(lián)想Cl2及Cl-的性質(zhì)類推可知，A、B、D正確。C選項中NaSCN與NaX性質(zhì)相似，不易分解。

答案：C

六、區(qū)間討論法

方法導(dǎo)引：使用區(qū)間討論法需要根據(jù)題意寫出因反應(yīng)物相對量不同而可能發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)方程式，并分別計算找出二者恰好完全反應(yīng)時的特殊點，然后確定范圍、計算判斷。即以恰好完全反應(yīng)的點為基準，討論大于、小于或等于的情況，從而劃出相應(yīng)的區(qū)間，確定不同范圍，進行相對計算的方法。

例8某NaBr、NaI混合液中，含NaBr 0.1 mol，NaI 0.2 mol。通入VL(標準狀況)氯氣后，將溶液蒸干并充分灼燒，得到固體剩余物質(zhì)。

(1)當(dāng)V的取值范圍為0lt;Vlt;2.24 L時，固體剩余物質(zhì)成分是________；

(2)當(dāng)固體剩余物質(zhì)成分是NaCl時，V的取值范圍為________；

(3)當(dāng)固體剩余物質(zhì)成分是NaCl和NaBr時，V的取值范圍為________。

解析：本題綜合考查碘易升華的特性、鹵素單質(zhì)的氧化性以及相關(guān)的計算能力。解答本題的關(guān)鍵在于弄清反應(yīng)的先后順序：氯氣首先置換出碘，然后才置換出溴。

(2)當(dāng)固體剩余物質(zhì)成分是NaCl時，說明0.1 mol NaBr和0.2 mol NaI都和氯氣發(fā)生置換反應(yīng)，則V≥3.36 L均可。

(3)當(dāng)固體剩余物質(zhì)成分是NaCl和NaBr時，說明 0.2 mol NaI全部和氯氣發(fā)生置換反應(yīng)，而NaBr有部分和氯氣發(fā)生置換反應(yīng)，則V的取值范圍為2.24 L≤Vlt;3.36 L。

答案：NaBr、NaI、NaClV≥3.36 L 2.24 L≤Vlt;3.36 L

七、多步關(guān)系式法

方法導(dǎo)引：對于多步反應(yīng)，可根據(jù)各種關(guān)系(主要是化學(xué)方程式，守恒等)，列出對應(yīng)的關(guān)系式，快速地在要求的物質(zhì)的數(shù)量與題目給出物質(zhì)的數(shù)量之間建立定量關(guān)系，從而免除了涉及中間過程的大量運算，不但節(jié)約了運算時間，還避免了運算出錯對計算結(jié)果的影響。

例9把11.7g食鹽與足量濃硫酸、二氧化錳的混合物共熱，充分反應(yīng)后生成的氣體通入足量的碘化鉀溶液中，得到碘的質(zhì)量是

( )

A.0.1 mol B.25.4 g

C.12.7 g D.0.05 mol

解析：本題包括多步反應(yīng)的計算，如果一步一步計算，比較煩瑣，可以通過觀察反應(yīng)，找出一步計算關(guān)系式，直接列比例計算。

由上述反應(yīng)關(guān)系可得如下一步計算關(guān)系式：

2NaCl ～ Cl2～________I2

2×58.5 2×127

11.7 gm(I2)

m(I2)=25.4 g

答案：B

八、特征顏色法

方法導(dǎo)引：化學(xué)中一些物質(zhì)具有特征的顏色，如通常情況下碳、二氧化錳、四氧化三鐵、氧化銅為黑色固體，硫、過氧化鈉為淡黃色固體，氯水為黃綠色溶液，溴水為橙色溶液，碘遇淀粉變藍，高錳酸鉀為紫色固體，硫酸鋇、碳酸鈣、氯化銀等許多物質(zhì)為白色固體，牢記這些物質(zhì)的特征顏色對于解答推斷題可以提高準確率和縮短解題時間。

例10根據(jù)下圖的轉(zhuǎn)化關(guān)系完成下列有關(guān)問題。

(1)寫出①的離子反應(yīng)方程式:

。

寫出②的離子反應(yīng)方程式:

。

(2)推出下列物質(zhì)或溶液中溶質(zhì)的化學(xué)式:E________；I________。

(3)在上述轉(zhuǎn)化過程中，判斷B、C、F、H氧化能力由弱到強的順序:

(寫化學(xué)式)。

山東省安丘市第二中學(xué)，山東省日照市莒縣第四中學(xué))