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难点27 一类无机推断题
有类无机推断题，以化学实验为基础，突破口较隐蔽，学科内交叉性较强，因而较难。
●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。
A、B、C、D分别是NaCl、Ba(NO3)2、NaAlO2和HCl四种溶液中的一种，现利用一种盐溶液X，用下图所示的方法，即可将它们一一确定(X仅由短周期元素组成)。
试确定A、B、C、D、X各代表什么溶液。
A：____________B：____________C：____________D：____________X：____________
●案例探究
[例题]A、B、C和D分别是NaNO3、NaOH、HNO3和Ba(NO3)2四种溶液中的一种，现利用另一种溶液X，用如下图所示的方法，即可将它们一一确定。
试确定A、B、C、D、X各代表何种溶液。
A：____________B：____________C：____________D：____________X：____________
命题意图：考查学生根据实验现象推断物质名称的能力。
知识依托：酸、碱、盐之间的相互转化。
错解分析：单由框图或题给物质都不能顺利得出答案，答案的得出是以上两方面协调作用的结果。
解题思路：由框图知，NaNO3、NaOH、HNO3、Ba(NO3)2分别与X溶液混合，出现两种沉淀。这只能是由NaOH和Ba(NO3)2分别与X混合生成的。因NaNO3和HNO3与任何物质反应也不会有沉淀生成。则B和D为HNO3和NaNO3，A和C为NaOH和Ba(NO3)2(突破口)。NaOH和X反应生成的沉淀——碱，必被HNO3溶解，而不能被NaNO3溶解，所以A为NaOH；D为HNO3，B为NaNO3，那么C为Ba(NO3)2。由C即Ba(NO3)2与X作用生成的沉淀不溶于HNO3知X中含SO，结合X与过量A即NaOH作用生成白色沉淀(碱)，可推出X为MgSO4。
答案：A：NaOH B:NaNO3 C:Ba(NO3)2 D:HNO3 X:MgSO4
●锦囊妙计
无机推断题解决的关键是寻找突破口，这类无机推断题突破口的寻找应注意以下几个方面：
1.题给物质易生成沉淀、易放出气体的有哪些。
2.框图中线路有没有与众不同的地方。
3.将题给物质与框图线路结合起来分析。
●歼灭难点训练
1.(★★★)A、B、C、D分别是HCl、FeCl3、MgCl2、AlCl3溶液中的一种，某实验小组用另一种溶液X与它们进行了如下图所示的实验：
试推断A、B、C、D、X代表的物质(写化学式)。
A：____________B：____________C：____________D：____________X：____________
2.(★★★★)A、B、C、D分别是稀盐酸、稀硫酸、碳酸钠和硝酸钠四种无色溶液中的一种。现用另一种无色溶液X与它们进行了如下图所示的实验：
(1)试写出A、B、C、D代表物质的化学式。
A：____________B：____________C：____________D：____________。
(2)X可能是 、 或 ；若X是盐，应如何确定其成分？
3.(★★★★)A、B、C、D分别是氢氧化钾、硝酸钡、氨水和盐酸四种无色溶液的一种，现用另一种溶液X与它们进行了如下图所示的实验：
(1)通过上述实验可判断出的物质及其对应的编号(填A、B、C、D、X)为：
编号
物质
(2)若有不能判断的物质，检验它们的简单方法是(若都能判断，此问不答)： 。
4.(★★★★★)A、B、C、D分别代表硝酸银、偏铝酸钠、稀盐酸、浓氨水四种无色溶液中的一种。甲、乙两同学分别用两两混合的方法进行了如下图所示的实验，现象有的相同，有的不同，不同部分已标出。
试写出A、B、C、D所代表物质的化学式：
A：____________B：____________C：____________D：____________
附：参考答案
难点磁场
解析：X(aq)中加过量D得到的白色沉淀A溶解(此线索与众不同，可作为突破口)，说明A是盐酸，D为NaAlO2，X溶液显酸性，是强酸式盐(如NaHSO4)或强酸弱碱盐[如Al2(SO4)3]。X能与过量B生成白色沉淀，且该沉淀不溶于A(盐酸)，则B为Ba(NO3)2，C为NaCl。
答案：盐酸 Ba(NO3)2 NaCl NaAlO2 NaHSO4或Al2(SO4)3
歼灭难点训练
1.HCl MgCl2 FeCl3 AlCl3 NaOH(其他强碱亦可)
2.提示：能与题给四种物质中的两种物质生成沉淀，X应当提供了Ba2＋，可能是Ba(OH)2、BaCl2、Ba(NO3)2中的一种；在得到的沉淀BaSO4和BaCO3中，稀盐酸可以溶解BaCO3。
答案：(1)HCl H2SO4 NaNO3 Na2CO3
(2)Ba(OH)2 BaCl2 Ba(NO3)2
加AgNO3(aq)有白色沉淀生成，则证明是BaCl2(aq)，无现象发生，则证明是Ba(NO3)2(aq)。
3.解析：突破方法有多种。X中分别加过量A、B、C、D产生两种白色沉淀，分析A、B、C、D成分，可生成沉淀的离子只有Ba2＋和OH－，其中一种沉淀不溶于A、C，另一种沉淀可溶于A、C，这样，X可为Al2(SO4)3，A、C可为NaOH和盐酸，两种白色沉淀分别是Al(OH)3和BaSO4；结合框图知B可为Ba(NO3)2，D可为NH3·H2O，A、C无法确定。
答案：(1)B：Ba(NO3)2 D:NH3·H2O X:Al2(SO4)3(A、C无法判断)
(2)用酸碱指示剂或焰色反应
4.提示：题给四种物质中，浓氨水与AgNO3(aq)混合，可能生成沉淀AgOH(会有部分分解为Ag2O)，也可能生成无色Ag(NH3)(aq)；NaAlO2(aq)与HCl(aq)混合，可能生成Al(OH)3沉淀，也可能生成无色AlCl3(aq)。Al(OH)3沉淀溶于HCl(aq)，但不溶于氨水；AgOH(含Ag2O)沉淀溶于氨水，但在HCl(aq)中沉淀并不消失。这样，可知B、D为NaAlO2(aq)和AgNO3(aq)，B遇A(氨水或稀盐酸)无现象，则B为NaAlO2，A为氨水，C为稀盐酸，D为AgNO3。
答案：NH3·H2O NaAlO2 HCl AgNO3
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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 1.00 mol· L－1的 H2SO4（aq）100.0 mL，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a g和b g），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 。
●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) = 1.00 mol·L－1×0.100 L = 0.100 mol
Mg ＋ H2SO4 ==== MgSO4 ＋ H2↑ Δm
24 g 1 mol 2 g 22 g
a g
2 Al ＋ 3 H2SO4 ====Al2(SO4)3 ＋ 3 H2↑
54 g 3 mol 6 g
0.100 mol
(波纹线上为求出数值，下同)。根据题意：
①＜ 0.100 (H2SO4 过量)
②b＞1.80 (Al 过量)
③b g－0.200 g =g (净增值相等)
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)11 a = 12 b － 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.(★★★)10.0 mL 某气态烃在 50.0 mL O2 中充分燃烧，得到液态水和 35.0 mL 的气体混合物(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.CH4 B.C2H6 C.C3H8 D.C3H6
2.(★★★★)用 H2 还原 x g CuO，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z g H2，此时生成水的质量为( )
A.(x－y) g B.(x － y) g C.9 z g D. z g
3.(★★★★)总压强为 3.0×107 Pa 时，N2、H2 混合气体(体积之比为 1∶3)通入合成塔中，反应达平衡时，压强降为 2.5×107 Pa，则平衡时混合气体中 NH3 的体积分数为( )
A.35% B.30% C. D.
4.(★★★★★)已知 NH3 和 Cl2 相遇，发生下列反应：
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 a L 和 y L。则：
(1)x 的取值范围是__________________；
(2)y 与x 的函数关系是__________________。
附：参考答案
难点磁场
提示：题设条件下，H2SO4过量，则：
Mg ＋ H2SO4====MgSO4＋ H2↑ Δm
24 g 1 mol 2 g 22 g
a g
2 Al ＋ 3 H2SO4====Al2(SO4)3＋3H2↑ Δm
54 g 3 mol 6 g 48 g
b g
由反应前后天平都平衡得：，即：32 b = 33 a ①
＜ 0.100 ①
由 H2SO4过量知：
＜0.100 ②
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)32 b= 33 a (2)a＜1.75 b＜1.80
歼灭难点训练
1.提示：用体积差进行计算：
CxHy(g)＋(x＋)O2(g)点燃x CO2(g)＋H2O(l) V前－V后
1 L 1＋
10.0 L 25.0 L
y = 6。
答案：BD
2.提示：用固体质量差进行计算：
H2＋CuOCu＋H2O Δm
80 g 64 g 18 g 16 g
x g－y g
不可用 z g H2 进行计算，因为用掉的 H2 并非全都参加了反应；不可只用 x g 进行计算，因为 CuO未全部参加反应；不可只用 y g 进行计算，因为 y g 是 CuO 和 Cu 的质量和。
答案：B
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＋3 H2 2 NH3 Δp
1 3 2 2
p(NH3) 3.0×107 Pa－2.5×107 Pa，
p(NH3) = 0.5×107 Pa，
(NH3)==。
答案：D
4.解析：NH3 过量，Cl2 不足，只发生反应①：
8 NH3＋3 Cl2==== N2＋6NH4Cl ΔV
8 L 3 L 1 L 10 L
L a L·x L L
则：＜a(1－x)L x＜
y L = a L－L。
答案：(1)0＜x＜3/11 (2)y=a－
高温、高压
催化剂
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难点21 切割法
晶体结构微观，如何确定晶体内指定粒子的数目，需要通过想象而完成，因此显得特别难。切割法是突破这一难点的一种方法。
●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。
根据图21—1推测，CsCl晶体中：
图21—1
(1)每个Cs＋周围距离相等且最近的Cs＋数目为___________；
(2)每个Cs＋周围距离相等且次近的Cs＋数目为___________；
(3)每个Cs＋周围相邻的Cs＋数目为___________。
●案例探究
[例题]图21—2中直线交点处的圆圈为氯化钠晶体中Na＋或Cl－所处的位置，请将其中代表Na＋的圆圈涂黑，以完成氯化钠晶体结构示意图，图中每个Na＋周围与它最接近且距离相等的Na＋共有______个。
命题意图：本题主要考查学生对图形的观察能力和三维空间想象能力。
知识依托：NaCl的晶体结构，三维空间。
错解分析：不清楚NaCl晶体中Na＋、Cl－个数比为1∶1，不知道NaCl晶体中Na＋和Cl－交替出现，从而不能准确将代表Na＋的圆圈涂黑；甚至有人面对众多圆圈，觉得 图21—2
无从下手。没有准确的开始，必然导致错误的结果。
解题思路：NaCl晶体是由Na＋和Cl－互相结合在一起而堆积起来的，因为同性相斥，异性相吸，阴、阳离子肯定是交替出现的。题中所给出的晶体的9个平面，每个平面的中心是1个离子，其上、下、前、后、左、右共有6个与之相反电荷的离子，平面的4个角上则是4个与之相同电荷的离子。按照这种认识，只要将题示图中任何一个圆圈涂黑(即认为它是Na＋)，然后再将与之相间隔的一个圆圈涂黑，就得到了NaCl晶体示意图。
但是，这样的涂黑，会得到两种不同的图形：一种处于立方体中心的是Na＋，另一种则是处于立方体中心的是Cl－。
如果得到前一种图形，对这两个问题的回答将比较方便；如果得到后一种图形，回答第二个问题时将会困难一些。为方便观察，首先应该把处于立方体中心的那个圆圈涂黑，让它表示Na＋。
居于立方体中心的Na＋，实际上共有3个平面通过。这样，我们可对该图形沿x—平面、y—平面、z—平面分别进行切割，得到如下三个平面：
图21—3
从图21—3中可以清楚地看出，在通过中心Na＋的3个平面内，每个平面都有4个Na＋居于平面的4个角上(也即4个顶点上)，这4个Na＋与中心Na＋距离最近且距离相等，符合题目要求。因此，在NaCl晶体中，每个Na＋周围与它最接近且距离相等的Na＋数目是12个。
答案：或 12。
●锦囊妙计
使用切割法的关键是选择合适的切入点，得到理想的切割面，而非乱切一气。?
使用切割法的目的是将抽象、复杂的三维图形切割成形象、简单的平面图形，使通过想象难以完成的作业变得形象、具体，化难为易。
●歼灭难点训练
1.（★★★）石墨晶体结构如图21—4所示。每个C原子周围离它最近且距离相等的C原子个数是( )
A.3 B.4 C.5 D.6
图21—4 图21—5
2.（★★★★）图21—5所示结构是干冰晶体中具有代表性的最小重复单元。则每个CO2分子周围距离相等且最近的CO2分子数目为( )
A.6 B.8 C.10 D.12
3.(★★★★)如图21—6，是钾、氧两元素形成的一种晶体在高温时的立体结构。该结构是具有代表性的最小重复单元。试问：每个钾离子周围最近且距离相等的钾离子、氧离子数目分别是________和________。
图21—6
4.(★★★★★)钼有一种含氧酸根[MoxOy]z－，式中x、y、z都是正整数；Mo呈＋6价，O呈－2价。可按下面的步骤来理解该含氧酸根的结构：
A.所有Mo原子的配位数都是6，形成[MoO6]n－，呈正八面体，称为“小八面体”(图21—7，只画出部分，下同)；
B.6个“小八面体”共棱连接可构成一个“超八面体”(图21—8)；
C.“孪超八面体”可由两个“超八面体”共用2个小八面体形成(图21—9)。
图21—7 图21—8 图21—9
(1)小八面体的化学式[MoO6]n－的n=___________。
(2)超八面体的化学式是 。
(3)“孪超八面体”的化学式是 。
附：参考答案
难点磁场
解析：(1)、(2)(切割法)沿x、y、z三平面分别切割得：
其中标号(1～6)原子(有重复)与中心原子距离相等且最近(6个)未标号原子(没有重复)与中心原子距离相等且次近(12个)。
(3)题图所列周边Cs＋都与中心Cs＋相邻，其数目为9×3－1=26。
答案：6 12 26
歼灭难点训练
1.A
2.解析：可以想象，干冰晶体中，图示图形的周围紧密堆着许多正方体——每个面和棱上都连着1个，共计个数：6＋12=18。
选取某个顶点上的CO2分子为研究对象，则离它最近的CO2是与它相连的每个侧面中的CO2分子。以该CO2分子为中心沿x、y、z平面分别进行切割得如下三个平面：
由此可知答案。
答案：D
3.解析：将两个相邻的氧离子看作一个质点，此结构即为NaCl晶体结构，仿照例题可得第一空答案。
选定一个钾离子为研究对象，通过该钾离子沿x、y、z三轴对晶体进行切割(想象出未画出部分)，得下图：
可见，每个钾离子周围有12个氧离子。
答案：12 12
4.解析：(1)根据分子中化合价代数和为零，即可求得n值；
n=｜＋6＋6×(－2)｜=｜－6｜=6。
(2)(3)对超八面体和孪超八面体进行切割(想象补充出未画出部分)，使抽象的立体结构变为简单的点线结构，答案直观明了。如下图。
超八面体化学式为[Mo6O19]2－。“孪超八面体”化学式为[Mo10O28]4＋。
答案：(1)6 (2)[Mo6O19]2－ (3)[Mo10O28]4＋
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难点30 商余法
“商余”是除法运算的结果，商余法是利用除法运算的结果由式量求有机物化学式的方法。
●难点磁场
请用商余法试做下题，然后自我界定学习本篇是否需要。
某饱和烃相对分子质量为114，且其一氯代物没有同分异构体，则该烃的结构简式是_____，名称是________。
●案例探究
[例题]若A是相对分子质量为128的烃，则其分子式只可能是 或 ；若A是易升华的片状晶体，则其结构简式是____________；若A为饱和脂肪醛，则A的分子式为____________。
命题意图：由分子式求相对分子质量是简便易行的。本题反其道而行之，考查学生的逆向思维能力，试题开放，答案不具惟一性。
知识依托：同分异构体的写法，萘的物理性质。
错解分析：本文只给出1个数字，若不会用商余法，胡凑乱写，一不小心，就会得出错误答案。
解题思路：先求A分子中有多少个“CH2”基团和此外的H原子数目。
128÷14=9…2 [Mr(CH2)=14]
可见，A分子中有9个“CH2”基团和除此以外的2个H原子，则A分子式可为C9H20;由于12个H原子质量与1个C原子质量相当，所以A分子式又可为C10H8。其中萘(C10H8)是片状晶体易升华；用1个O原子代替1个“CH4”基团可得一种辛醛：C9H2O—CH4＋O====C8H16O。
答案：C9H20 C10H8 C8H16O
●锦囊妙计
由式量求化学式可用商余法，步骤如下：
1.由除法得商和余数，得出式量对称烃的化学式，注意H原子数不能超饱和。
2.进行等量代换确定出同式量其他烃或烃的衍生物的化学式：
(1)1个C原子可代替12个H原子；
(2)1个O原子可代替16个H原子或1个“CH4”基团；
(3)1个N原子可代替14个H原子或1个“CH2”基团，注意H原子数要保持偶数。
●歼灭难点训练
1.(★★★)某有机物A，式量为156。若A为烃，且其一溴代物只有两种，则A的分子式为____________，结构简式为____________。
2.(★★★★)某有机物的式量为180，则：
(1)该有机物____________(填“可能”或“不可能”)是饱和烃。
(2)若该有机物含氧，且烃基饱和，则可能____________或____________(写名称)。
3.(★★★★)已知某有机物A的式量为92。
(1)若A不能使溴水褪色，但能使酸性高锰酸钾溶液褪色，则A分子式为____________，结构简式为____________。
(2)若A为油脂水解产物，且知A与浓硫酸和浓硝酸的混合物反应可制得烈性炸药，则A的分子式是____________，结构简式是____________。
4.(★★★★★)有机物A的式量为128，燃烧只生成CO2和H2O。
(1)写出A的可能的三种化学式____________、____________、____________。
(2)若A能与纯碱溶液反应，且分子结构中含有一个六元碳环，环上的一个氢原子被氨基取代所得产物为B，B的同分异构体甚多，其中含有一个六元环和一个硝基的同分异构体有_____种。
附：参考答案
难点磁场
解析：由于114÷14=8…2，可见，该烃分子式可为C8H18或C9H6，但后者不饱和，故舍去。C8H18的同分异构体，一氯代物没有同分异构体，表明其结构对称完整，试写可得答案。
2.解析：180÷14=12…12
(1)若为烃，则分子式为C12H36，超饱和，显然不可能。进行替换，得C13H24，是不饱和烃。
(2)若含氧，根据Ar(O)=Mr(CH4)，则可为C11H32O(超饱和)、C10H28O2(超饱和)、C9H24O3(超饱和)、C8H20O4(超饱和)、C7H16O5(饱和)、C6H12O6(为葡萄糖或果糖)。
答案：(1)不可能 (2)葡萄糖 果糖
3.解析：92÷12=7…8[Ar(C)=12]
可见A分子式可为C7H8，若C7H8分子中不含苯环，如
高锰酸钾溶液褪色而不能使溴水褪色。
油脂水解产物为高级脂肪酸和甘油，A式量决定了A只能是甘油，即C3H8O3，经验证其式量为92亦符合题意。
答案：(1)C7H8
(2)C3H8O3 CH2OH—CHOH—CH2OH
4.解析：通过“例题”之解析可知，A可为C9H20或C10H8；而一个“CH4”的质量与一个O原子质量相当，则有机物A也可为C8H16O(醛或酮)或C7H12O2(羧酸或酯)。
易被遗漏，大大增加了本问之难度。
答案：(1)C9H20、C10H8、C8H16O、C7H12O2中任选三种。
(2)5
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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________。
A.2c(Na＋)＋c(H＋)====c(S2－)＋c(HS－)＋c(OH－)
B.c(Na＋)＋c(H＋)====2c(S2－)＋c(HS－)＋c(OH－)
C.c(H＋)＋c(HS－)＋2(H2S)====c(OH－)
D.c(Na＋)====2c(S2－)＋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
A.1.0×10－7 mol·Ｌ－1 B.1.0×10－6 mol·Ｌ－1
C.1.0×10－2 mol·Ｌ－1 D.1.0×10－12 mol·Ｌ－1
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。
解题思路：先分析pH=12的溶液中c(H＋)、c(OH－)的大小。由c(H＋)=10－pH得：
c(H＋)=1.0×10－12 mol·L－1
c(OH－)=1.0×10－2 mol·L－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＋)=1.0×10－12 mol·Ｌ－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－)=1.0×10－2 mol·Ｌ－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： ；
(3)根据(NH4)2CO3中，C、N原子个数关系，写出一个含有c(NH＋4)和c(CO)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。
错解分析：不清楚CO与其所带电荷的关系而错解(1)；不清楚H2CO3、HCO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：
(NH4)2CO3====2NH＋CO
H2OH＋＋OH－
NH＋H2ONH3·H2O＋H＋
CO＋H2OHCO＋OH－
HCO＋H2OH2CO3＋OH－
以上所列粒子，除(NH4)2CO3外都存在，共有8种。
虽然NH与CO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。
(1)由于1个CO带2个负电荷，即c(CO)所带负电荷可表示为：2c(CO)，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HCO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(HCO)＋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NH俘获存在于NH3·H2O中，被NH＋4俘获的OH－数与它们结合生成的NH3·H2O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(NH3·H2O)。
(3)(NH4)2CO3中，N(N)∶N(C)=2∶1。(NH4)2CO3中的N原子，有的存在于NH中，有的存在于NH3·H2O中，其总数以浓度形式可表示为：c(NH)＋c(NH3·H2O)。(NH4)2CO3中的C原子，有的存在于CO中，有的存在于HCO中，还有的存在于H2CO3中，其总数以浓度形式可表示为：c(CO)＋c(HCO)＋c(H2CO3)。依据N、C原子个数比答案可得。
答案：8 (1)c(NH)＋c(H＋)====c(OH－)＋c(HCO)＋2c(CO)
(2)c(H＋)＋c(HCO)＋2c(H2CO3)====c(OH－)＋c(NH3·H2O)
(3)c(NH)＋c(NH3·H2O)====2c(CO)＋2c(HCO)＋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：
c水(H＋)=
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－)=
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＋)＋[HiA(n－i)－]=10－pH＋[HiA (n－i)－]
(An－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]
(Mn＋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( )
A.107 B.5.56×108
C.1.0×10－14 D.55.6
2.(★★★★)常温下，在pH都等于9的NaOH和CH3COONa两种溶液中，设由水电离产生的OH－浓度分别为A mol·L－1与B mol·L－1，则A与B的关系为( )
A.A＞B B.A=10－4 B
C.B=10－4A D.A=B
3.(★★★★)在室温下，某溶液中由水电离出的H＋浓度为1.0×10－13 mol·L－1，则此溶液中一定不可能大量存在的离子组是( )
A.Fe3＋、NO、Cl－、Na＋ B.Ca2＋、HCO、Cl－、K＋
C.NH、Fe2＋、SO、NO D.Cl－、SO、K＋、Na＋
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(PO)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对。根据Na2S中，Na＋个数是S2－的两倍，可知D对。
答案：BCD
歼灭难点训练
1.提示：常温下，c(H＋)=1.0×10－7 mol·L－1，即每升水中已电离的水的物质的量是1.0×10－7 mol，而每升水的物质的量是，则：
n=mol∶10－7 mol=5.56×108
答案：B
2.提示：本题有两种解法。
方法1(常规解法)：NaOH(aq)中：
c水(OH－)=c水(H＋)=mol·L－1=1.0×10－5 mol·L－1
CH3COONa(aq)中：
c′水(OH－)=c′总(OH－)=10－9 mol·L－1
则A∶B=10－4
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
3.提示：c水(H＋)=1.0×10－13 mol·L－1，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＋＋PO
H2OH＋＋OH－
PO发生系列水解：
PO＋H2OHPO＋OH－
HPO＋H2OH2PO＋OH－
H2PO＋H2OH3PO4＋OH－
答案：8
(1)c(Na＋)＋c(H＋)==c(OH－)＋3c(PO)＋2c(HPO)＋c(H2PO)
(2)c(H＋)＋c(HPO)＋2c(H2PO)＋3c(H3PO4)==c(OH－)
(3)c(Na＋)==3c(PO)＋3c(HPO)＋3c(H2PO)＋3c(H3PO4)
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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19.7 g由Fe、FeO、Al、Al2O3组成的混合物，将它完全溶解在540 mL 2.00 mol·L－1的H2SO4溶液中，收集到标准状况下的气体8.96 L。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2.70 mol·L－1的NaOH(aq)体积是________。
●案例探究
［例题］将 CaCl2 和 CaBr2 的混合物 13.400 g溶于水配成 500.00 mL 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 11.175 g。则原配溶液中，c(Ca2＋)∶c(Cl－)∶c(Br－)为
A.3∶2∶1 B.1∶2∶3 C.1∶3∶2 D.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 3.48 g Fe3O4 完全溶解在 100 mL 1.00 mol/L 的 H2SO4(aq) 中，然后加入 K2Cr2O7(aq)25.00 mL，恰好使 Fe2＋全部转化为 Fe3＋，且 Cr2O全部转化为 Cr3＋。则 K2Cr2O7 的物质的量浓度为__________。
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 ：90.00%。取此样品 1.00 g 放入 46.00 mL 1.00 mol·L－1 的 HCl(aq) 中，过量的 HCl 可用 1.070 mol/L KOH(aq)中和至中性，蒸发中和后的溶液可得固体_______克。
3.(★★★★)A、B、C三种物质各15 g，发生如下反应：
A＋B＋CD
反应后生成D的质量为30 g。然后在残留物中加入10 g A，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B 9 g
B.第一次反应停止时，剩余C 6 g
C.反应中A和C的质量比是5∶3
D.第二次反应后，C剩余5 g
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O2－的核间距离为a×10－8cm，计算NiO晶体的密度(已知NiO摩尔质量为74.7 g·mol－1)。
图1—1
(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1—1所示的缺陷：一个Ni2＋空缺，另有两个Ni2＋被两个Ni3＋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Ni3＋与Ni2＋的离子数之比。
附：参考答案
难点磁场
提示：根据 Na 原子守恒和 SO守恒得如下关系：
2NaOH ~ Na2SO4~ H2SO4
则：n(NaOH) = 2n(H2SO4)
c(NaOH)·V [NaOH(aq)] = 2c(H2SO4)·V [H2SO4(aq)]
V [NaOH(aq)]可求。
答案：800 mL
歼灭难点训练
1.提示：Fe3O4中 ＋2 价铁所失电子物质的量与 Cr2O 中＋6 价铬所得电子物质的量相等。
×(3－2)= 0.02500 L×c(Cr2O)×(6－3)×2。
答案：0.100 mol·L－1
2.提示：根据 Cl 原子守恒得：
n(KCl) = n(HCl) = 1.00 mol·L－1×0.04600 L = 4.60×10－2 mol，m(KCl) 易求。
答案：3.43 g
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) = (15 g＋10 g)∶15 g = 5∶3
第一次反应耗 B 的质量mB为：15 g∶mB=5∶3，mB=9 g
即第一次反应后剩余B质量为：15 g－9 g=6 g。
可见(A)选项不正确。
根据mA＋mB＋mC=mD ，可知生成30 g D时消耗C的质量。
mC=30 g－15 g－9 g=6 g
即第一次反应后剩余C质量为：15 g－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=15 g∶9 g∶6g=5∶3∶2
(C)选项不正确。
答案：D
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：
N(Ni2＋) =N(O2－) =×4 ==N(NiO)
由密度公式得：
ρ(NiO) =。
(2)(电荷守恒法)设 1 mol Ni0.97O 中含Ni3＋物质的量为x，则Ni2＋的物质的量为(0.97 mol－x)；根据电荷守恒得：
3x＋2×(0.97 mol－x)=1 mol×2 x=0.06 mol
N(Ni3＋)∶N(Ni2＋)=0.06 mol∶(0.97 mol－0.06 mol)=6∶91
答案：(1) (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.XY B.X2Y C.X2Y3 D.X2Y5
●案例探究
［例题］在 100 mL 0.10 mol·L－1的 AgNO3(aq) 中，加入 100 mL 溶有 2.08 g BaCl2 的溶液，再加入 100 mL 溶有 2.50 g CuSO4·5H2O 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(Cu2＋) = 0.01 mol·L－1
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：Ba2＋ 与 SO、Ag＋ 与 Cl－ 的反应及过量计算。
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＋) = 0.100 L×0.10 mol·L－1 = 0.010 mol
n(Ba2＋) = n (BaCl2) = = 0.0100 mol
n(Cl－) = 2n(BaCl2) = 0.0200 mol
n(SO) = n(CuSO4·5H2O) = = 0.0100 mol
首先 Cl－ 与 Ag＋ 发生反应生成白色 AgCl 沉淀：
Ag＋ ＋ Cl－ ==== AgCl↓
0.010 mol 0.010 mol 0.010 mol
反应后剩余 Cl－：0.0200 mol－0.010 mol = 0.010 mol。其次 Ba2＋ 与 SO发生反应生成白色 BaSO4 沉淀：
Ba2＋ ＋ SO==== BaSO4↓
0.010 mol 0.010 mol 0.010mol
生成BaSO4 0.010 mol。反应后溶液中含 Cu2＋，其浓度为：
c(Cu2＋) == 0.033 mol·L－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 CuSO4·5H2O 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－、Ba2＋与SO的反应，所以也不会逸出气体，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.8 B.7 C.2 D.3
2.(★★★★)将质量分数为 0.052(5.2%)的 NaOH(aq)1 L(密度为 1.06 g·cm－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( )
NaOH的质量分数 阳极析出物的质量/g 阴极析出物的质量/g
A 0.062(6.2%) 19 152
B 0.062(6.2%) 152 19
C 0.042(4.2%) 1.2 9.4
D 0.042(4.2%) 9.4 1.2
3.(★★★★)氢型阳离子交换树脂的主要反应可用下式表示：2R — H ＋ M2＋MR2 ＋ 2H＋，若将 100 mL 水经过氢型阳离子交换树脂交换后，流出液用 0.10 mol·L－1的 NaOH 溶液中和，完全反应后用去 NaOH 溶液 20 mL，若此水中存在的阳离子只有 Ca2＋，则 100 mL 水中含有 Ca2＋为( )
A.20.03 mg B.40 mg C.80.16 mg D.160.32 mg
4.(★★★★★)图2—1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∶1 B.1∶2 C.1∶1 D.任意比
图2—1
附：参考答案
难点磁场
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
歼灭难点训练
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.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
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.提示：首先排除任意比。由图可知： 1 mol A 耗用 0.5 mol O2，1 mol B 耗用2 mol O2；若 A、B以1∶1混合，则 1 mol C 耗用 1.25 mol O2，而图中 1 mol C 耗用1 mol O2，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
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难点28 最低系列原则
所谓最低系列原则是：给主链编号从哪一端开始，要以支链位号最小为原则，如果有多个支链时，可从不同端点编号，然后将位号逐位对比，最早出现差别的那位数中，取位号小的那种编号法编号。
●难点磁场
根据最低系列原则，写出下列有机物的名称，然后自我界定学习本篇是否需要。
某有机物的结构简式为：
对其下列命名正确的是( )
A.2，2，7，8，9—五甲基—8—乙基癸烷
B.2，2，7，8—四甲基—8—异丙基癸烷
C.3，4，9，9—四甲基—3—异丙基癸烷
D.2，3，4，9，9—五甲基—3—乙基癸烷
●案例探究
[例题]下列有机物的命名，正确的是
A.2，3，3，8，8——五甲基壬烷
B.2，2，7，7，8——五甲基壬烷
C.2，3，3，5，5——五甲基戊烷
D.2，2，4，4，5——五甲基戊烷
命题意图：考查学生判定有机物名称正确与否的能力。
知识依托：有机命名的最低系列原则。
错解分析：依据早已摒弃的有机命名要遵循的“支链序号之和最小”的原则，而误选A。不注意4个“CH2”基团的存在，而误选C或D。
解题思路：首先确定主链，主链上有9个而非5个碳原子，C、D不可选。然后编号，若从左向右编，则支链编号为：2，3，3，8，8；若从右向左编，则支链编号为：2，2，7，7，8。将以上两种编号逐位对比，第一位相同，第二位不同。根据最低系列原则可知，后者是正确的，即所列有机物的名称是：2，2，7，7，8—五甲基壬烷。
答案：B
●锦囊妙计
对于有机物的命名，现在我国执行的是1980年公布的新《原则》，为与国际命名相接轨，抛弃了源于前苏联的1960年公布的旧《原则》中的“序号之和最小原则”，代之以为“最低系列原则”。
两种方法比较，序号之和最小原则通过计算才能确定编号的起点和方向，最低系列原则只需进行观察就能确定编号的起点和方向，显然后者更直接、更简捷。
●歼灭难点训练
1.(★★★)下列有机物的正确命名是____________。
2.(★★★★)萘环上碳原子的编号如(Ⅰ)式，根据系统命名法，(Ⅱ)式可称为2—硝基萘，则化合物(Ⅲ)的名称为____________。
A.2，6—二甲基萘 B.1，4—二甲基萘
C.4，7—二甲基萘 D.1，6—二甲基萘
3.(★★★★)根据萘环上的编号原则，写出下列有机物的名称____________。
4.(★★★★★)某有机物的结构简式如下：
试写出其名称____________。
附：参考答案
难点磁场
提示：根据有机物命名的最低系列原则，可排除C、D；根据有机物命名时支链宜多不宜少的原则，可知答案。
答案：A
歼灭难点训练
1.2，4，5，7—四甲基—3，3，4—三乙基辛烷
2.解析：由题意，将(Ⅰ)式上下左右翻转，可知萘环上的下列编号方式与(Ⅰ)式是一致的：
所以(Ⅱ)式可称为2—硝基萘，于是(Ⅲ)的编号有以下四种方式：
根据最低系列原则，第三种编号正确，则(Ⅲ)名称为1，6—二甲基萘。
根据序号之和最小原则，似乎1，6—二甲基萘和2，5—二甲基萘都是正确答案，这显然是不可能的，因为按系统命名法，一种有机物只有一种名称。本题备选项的设置，避开了“2，5—二甲基萘”这一名称，是有意降低试题难度。
除选拔功能外，本题最大的作用是向中学化学界通报了“序号之和最小原则”已被弃用的信息，以引起中学化学教学的注意。
答案：D
3.提示：编号顺序为：
答案：
答案：1，3，8—三氯萘。
4.解析：依据烯烃的命名原则，该有机物有如下两种编号方式：
根据最低系列原则，可知前者正确，后者错误。于是其名有以下两种：
①3—乙基—4，5—二甲基—1—环己烯
②4，5—二甲基—3—乙基—1—环己烯
根据书写名称时甲基在前，乙基在后的原则，则可知①错误，②正确。
答案：4，5—二甲基—3—乙基—1—环己烯
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难点24 电解原理
电解池既能与学科内知识交叉，也可在学科间形成知识交叉，因而其题相对较难。
●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。
有一电解池，电极为惰性电极，内装Na2SO3(aq)，通以直流电，惰性电极上发生化学反应。
(1)阴极上的反应为： ；
(2)阳极上的反应为： 。
●案例探究
[例题]某学生试图用电解法根据电极上析出物质的质量来验证阿伏加德罗常数值，其实验方案的要点为：
①用直流电电解氯化铜溶液，所用仪器如图24—1。
②强度为I A，通电时间为t s后，精确测得某电极上析出的铜的质量为m g。
图24—1
试回答：
(1)这些仪器的正确连接顺序为(用图中标注仪器接线柱的英文字母表示，下同)
E接____________，C接____________，____________接F。
实验线路中的电流方向为________→_______→________→C→________→________
(2)写出B电极上发生反应的离子方程式____________，G试管中淀粉KI溶液变化的现象为____________，相应的离子方程式是____________。
(3)为精确测定电极上析出铜的质量，所必需的实验步骤的先后顺序是____________。
①称量电解前电极质量 ②刮下电解后电极上的铜并清洗 ③用蒸馏水清洗电解后电极 ④低温烘干电极后称量 ⑤低温烘干刮下的铜后称量 ⑥再次低温烘干后称量至恒重
(4)已知电子的电量为1.6×10－19 C。试列出阿伏加德罗常数的计算表达式：NA=____________。
命题意图：考查学生对电解原理的理解及完成电解实验的能力。
知识依托：电解原理。
错解分析：电解CuCl2(aq)发生如下反应：
Cu2＋＋2Cl－Cu＋Cl2↑
Cl2有毒，须作处理，装置中G，作用即此，如果不注意观察，忽略了或猜不透G的作用，就会得出错误的答案。不能排除②⑤干扰，也会得出错误答案。
解题思路：(1)B电极上应产生Cl2：
2Cl－－2e－====Cl2↑
B极上流出电子，电子进入直流电源的正极，即F极，由此可得仪器连接顺序及电流方向。
(2)B中产生Cl2，Cl2进入G中与KI反应，有I2生成，I2使淀粉变蓝色。
(3)镀在A电极上的Cu是没必要刮下的，也无法刮干净，还能将A电极材料刮下，故②⑤两步须排除在外。
(4)由电学知识，可求电量Q：
Q=I A×t s=It C
由此可求出通过的电子个数：
N(e－)=
其物质的量为：
n(e－)=
而电子个数与Cu的关系为：
Cu2＋＋2e－====Cu
根据生成Cu m g得：
=×
NA可求。
答案：(1)D A B F B A D E
(2)2Cl－－2e－====Cl2↑ 变蓝色 Cl2＋2I－====2Cl－＋I2↓
(3)①③④⑥
(4)NA=mol－1
●锦囊妙计
1.电解时，要注意阴离子的放电顺序：
S2－＞Ｉ－＞Br－＞Cl－＞低价含氧酸根＞OH－＞高价含氧酸根＞F－
若用比Ag活泼的金属作电极进行电解时，金属阴极被保护，金属阳极被腐蚀，即其放电能力大于S2－。
2.电镀和电解精炼都属于电解，可应用电解原理解决该类问题。
3.电解与电学相联系，电子与电流的关系为：
n(e－)=
●歼灭难点训练
1.(★★★)下列关于铜电极的叙述正确的是( )
A.铜锌原电池中铜是正极
B.用电解法精炼粗铜时粗铜作阴极
C.在镀件上电镀铜时可用金属铜作阳极
D.电解稀H2SO4制取H2、O2时铜作阳极
2.(★★★★)用Pt电极电解AgF(aq)，电流强度为a A，通电时间为t min，阴极增重m g，阳极上生成标准状况下的纯净气体V L，以q C表示一个电子的电量，Mr表示Ag的相对原子质量，则阿伏加德罗常数NA可表示为( )
A.mol－1 B.mol－1
C. D.以上答案都不对
3.(★★★★)用图24—2所示的装置进行电解。通电一会儿，发现湿润的淀粉KI试纸的C端变为蓝色。则：
图24—2
(1)A中发生反应的化学方程式为__________________。
(2)在B中观察到的现象是________、________、________。
(3)室温下，若从电解开始到时间t s，A、B装置中共收集到标准状况下的气体0.168 L，若电解过程中无其他副反应发生，经测定电解后A中溶液体积恰为1000 mL，则A溶液的pH为______。
4.(★★★★★)将羧酸的碱金属盐电解可得烃类化合物。例如：
2CH3COOK＋H2OCH3—CH3↑＋2CO2↑＋H2↑＋2KOH
(阳) (阳) (阴) (阴)
据下列衍变关系回答问题：
ClCH2COOK(aq)A(混合物)
(1)写出电极反应式
阳极 ，阴极 。
(2)写出下列反应方程式
A→B： ，B→C： 。
(3)D和B在不同条件下反应会生成三种不同的E，试写出它们的结构简式 、
、 。
附：参考答案
难点磁场
解析：电解池中存在四种离子：H＋、OH－、Na＋和SO，阴极吸引阳离子H＋和Na＋，H＋得到电子成为H2逸出；阳极吸引阴离子OH－和SO，SO失去电子成为SO。
答案：①2H＋＋2e－====H2↑ ②SO－2e－＋H2O====SO＋2H＋
歼灭难点训练
1.AC
2.提示：若认为逸出气体是F2，则会误选A；若粗心未把t min转化为60t s进行计算，则会误选B；若忽视单位则会误选C。正确答案应是：mol－1
答案：D
3.提示：可以认为线路中串联了3个电解池。当选定一个为研究对象时，另外的2个可看作是线路或是电阻。
先选定湿润的淀粉KI试纸为研究对象。由于C端变为蓝色，可知C端有I2生成：
2I－－2e－====I2
I2使淀粉变蓝色。该反应是在电解池的阳极发生的反应，由此可以断定外接电源的E端为负极，F端为正极。
(1)(2)选A(或B)为研究对象，可忽略B(或A)和淀粉KI试纸的存在。
(3)由题意可得如下关系式：
4H＋~O2＋2H2
根据气体的体积可求出n(H＋)、c(H＋)及pH。
答案：(1)4AgNO34Ag＋O2↑＋4HNO3
(2)石墨极有气泡产生 Cu极周围变蓝色 溶液中有蓝色沉淀生成
(3)2
4.解析：准确理解题给信息是解决问题的关键。电解CH3COOK(aq)时，阳极吸引阴离子：CH3COO－和OH－，事实上放电的是CH3COO－，2CH3COO－－2e－2CO2↑＋CH3－CH3↑，阴极吸引阳离子：H＋和K＋，放电的是H＋，2H＋＋2e－====2H2↑
答案：(1)2ClCH2COO－－2e－CH2Cl－CH2Cl＋2CO2↑ 2H＋＋2e－====H2↑
(2)CH2Cl－CH2Cl＋2KOHCH2(OH)－CH2(OH)＋2KCl
CH2(OH)－CH2(OH)＋O2OHC－CHO＋2H2O
?
△
浓 H2SO4
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难点23 燃料电池
燃料电池两电极都不参加反应，反应的是通到电极上的燃料和氧气，电极反应式的书写有难度。
●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。
熔融盐燃料电池具有高的发电效率，因而受到重视，可用Li2CO3和Na2CO3的熔融盐混合物作电解质，CO为阳极燃气，空气与CO2的混合气为阴极助燃气，制得在650 ℃下工作的燃料电池，完成有关的电池反应式：
负极反应式：2CO＋2CO4CO2＋4e－
正极反应式： 。
总电池反应式： 。
●案例探究
[例题]某原电池中盛有KOH浓溶液，若分别向________(填“正”或“负”，下同)极通入可燃性气体，向________极通入O2，则电路中就有电流通过，试完成下列问题：
可燃性气体 正极反应 负极反应 电池总反应 pH变化
(1) H2
(2) H2S
(3) CO
(4) CH4
(5) C2H4
(6) C2H2
命题意图：考查学生书写燃料电池电极反应的能力。
知识依托：原电池原理和氧化还原反应原理。
错解分析：忽视电解质溶液是KOH溶液，误以为负极能放出酸性气体。
解题思路：燃料电池中，负极通入的气体具有可燃性，在反应中失去电子，被氧化到较高价态：氢元素将被氧化到最高价：＋1价，在碱性溶液中产物不是H＋，而是H2O——H＋与OH－结合的产物。
H2S中硫元素，含碳物质中的碳元素将被氧化到＋4价，而＋4价的硫(或＋4价的碳)又不能单独存在，在其常见形式SO2和SO (或CO2和CO)中，因周围环境显碱性生成酸性氧化物是不可能的，产物应为SO (或CO)，O2－由谁来提供？显然是OH－，提供O2－后裸离的H＋怎么办？与别的OH－结合生成H2O。若燃料中含有＋1价的氢元素，则它反应前后的价态不变(都是＋1价)，氢元素反应前在含碳燃料中，反应后在生成物水中。负极电极反应式可根据电荷守恒而配平。
燃料电池中，正极通入的O2得电子被还原，成为O2－。
O2－4e－====2O2－
O2－被H2O分子俘获变为OH－：
H2O＋O2－====2OH－
将正、负两极电极反应式叠加，可得电池总反应。根据电池总反应可判定电解质溶液pH的变化。
答案：
正极反应 负极反应 电池总反应 pH变化
(1) O2＋4e－＋2H2O====4OH－ H2－2e－＋2OH－====2H2O 2H2＋O2====2H2O 变小
(2) H2S－6e－＋8OH－====SO＋5H2O 2H2S＋3O2＋4OH－====2SO＋4H2O 变小
(3) CO－2e－＋4OH－====CO＋2H2O 2CO＋O2＋4OH－====2CO＋2H2O 变小
(4) CH4－8e－＋10OH－====CO＋7H2O CH4＋2O2＋2OH－====CO＋3H2O 变小
(5) C2H4－12e－＋16OH－====2CO＋10H2O C2H4＋3O2＋4OH－=====2CO＋4H2O 变小
(6) C2H2－10e－＋14OH－====2CO＋8H2O 2C2H2＋5O2＋8OH－====4CO＋6H2O 变小
●锦囊妙计
燃料电池的负极反应，一般较难写出，而正极反应和电池总反应却较易写出。用电池总反应减去正极反应可得负极反应，这是写负极反应式的一种巧妙方法。
●歼灭难点训练
1.(★★★)将例题中的惰性电极改为Al电极和Mg电极，并停止通气体，则：
(1)正极反应为： ；
(2)负极反应为： ；
(3)电极总反应式为：________；电解质溶液的pH变化为：________(填“增大”“不变”或“变小”)。
2.(★★★★)将例题中的“KOH(aq)”改为：稀H2SO4，其他同例题，试回答前(4)问。
3.(★★★★)将Al、Fe两电极分别插入盛有稀HNO3的电解质溶液中组成原电池，试回答1题中三个问题。
4.(★★★★★)将Al、Cu两电极分别插入盛有18.4 mol·L－1的H2SO4(aq)中组成原电池，试回答1中三问。
附：参考答案
难点磁场
提示：原电池中，正极上富余电子，通入正极上的O2得到电子：
O2＋4e－====2O2－
O2－半径很小，在熔盐中不能单独存在，被CO2分子俘获：
CO2＋O2－====CO
将正、负两极上的电极反应式叠加，可得总反应方程式。
答案：O2＋2CO2＋4e－====2CO
2CO＋O2====2CO2
歼灭难点训练
1.提示：碱性溶液中，Al比Mg活泼，负极上Al失去电子。正极上H2O得电子，逸出H2，生成OH－。
答案：(1)6H2O＋6e－====6OH－＋3H2↑(或6H＋＋6e－====3H2↑)
(2)2Al－6e－＋8OH－====2AlO＋4H2O
(3)2Al＋2OH－＋2H2O====2AlO＋3H2↑ 变小
2.提示：负极上，H2、H2S、CO、CH4失电子，分别生成H＋、H＋和SO2、CO2、H＋和CO2，产物中O原子由H2O提供。正极上，O2得电子变为O2－，O2－与H＋结合生成H2O。
如果有水生成，溶液的浓度和pH都会发生变化。
答案：
正极反应 负极反应 电池总反应 pH变化
(1) O2＋4e－＋4H+====2H2O H2－2e－===2H+ 2H2＋O2====2H2O 变大
(2) H2S－6e－＋2H2O====SO2↑＋6H+ 2H2S＋3O2====2SO↑＋2H2O 变大
(3) CO－2e－＋H2O====CO2↑＋2H+ 2CO＋O2====CO2↑ 不变
(4) CH4－8e－＋2H2O====CO2↑＋8H+ CH4＋2O2====CO2↑＋2H2O 变大
3.提示：活泼金属Al失电子变成Al3＋，电子由负极流向正极，正极上NO (而非H＋)得电子变成NO逸出，同时有H＋参加反应，与NO的另外2个－2价的O原子结合成H2O分子。
答案：(1)4H＋＋NO＋3e－====2H2O＋NO↑
(2)Al－3e－====Al3＋
(3)Al＋4H＋＋2NO====Al3＋＋2H2O＋NO↑ 变大
4.解析：活泼金属Al在浓硫酸中钝化，Cu作负极失去电子成为Cu2＋，电子流向正极，正极上溶液中的H2SO4分子得到电子变为H2O和SO2。由于纯硫酸的电离度大于纯水的电离度。而在水参加的电极反应式中，H2O分子可拆为H＋和OH－，所以浓硫酸参加的电极反应式中，H2SO4分子可拆成H＋和SO；而依照离子方程式的写法，可知在电池反应中H2SO4分子不能拆分为离子。
因为电池反应中，H2SO4被消耗，且有H2O生成，所以H2SO4逐渐变稀，c(H＋)逐渐变大，pH逐渐变小，直至浓H2SO4变成稀H2SO4，Cu与稀H2SO4不再发生反应。但这时Al与稀H2SO4发生反应，负极上Al失电子变为Al3＋，正极上H＋得电子变为H2。稀H2SO4被消耗，c(H＋)变小，pH变大。
答案：(1)开始：4H＋＋SO＋2e－====2H2O＋SO2↑，后来：2H＋＋2e－====H2↑
(2)开始：Cu－2e－====Cu2＋，后来：Al－3e－====Al3＋
(3)开始：Cu＋2H2SO4(浓)====CuSO4＋2H2O＋SO2↑，后来：2Al＋3H2SO4(稀)====
Al2(SO4)3＋3H2↑ 先变小后变大
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难点8 虚拟法
所谓虚拟法，就是在分析或解决问题时，根据需要和可能，虚拟出能方便解题的对象，并以此为中介，实现由条件向结论转化的思维方法。
●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。
A、B、C、D为四种易溶物质，它们在稀溶液中建立如下平衡：
A＋2B＋H2OC＋D
当加水稀释时，平衡向_______(填“正”或“逆”)反应方向移动，理由是
。
●案例探究
［例题］600 K时，在容积可变的透明容器内，反应2HI(g)I2(g)＋H2(g)达到平衡状态A。保持温度不变，将容器的容积压缩成原容积的一半，达到平衡状态B。
图8—1
(1)按图8—1所示的虚线方向观察，能否看出两次平衡容器内颜色深浅的变化 并请说明理由。
答：
(2)按图8—1所示的实线方向观察(活塞无色透明)，能否看出两次平衡容器内颜色深浅的变化 并请说明理由。
答：
命题意图：考查学生对平衡移动及有色气体浓度被等知识的认识。
知识依托：勒夏特列原理。
错解分析：从实线方向观察，根据 A、B 两状态下的 I2 的浓度关系：
cB(I2)=2cA(I2)
误以为能观察到容器内颜色的变化。
解题思路：状态A与状态B的不同点是：pB＝2pA，但题设反应是气体物质的量不变的反应，即由状态A到状态B，虽然压强增大到原来的2倍，但是平衡并未发生移动，所以对体系内的任何一种气体特别是 I2(g) 而言，下式是成立的：cB［I2(g)］=2cA［I2(g)］。
对第(2)小问，可将有色气体 I2(g) 沿视线方向全部虚拟到活塞平面上——犹如夜晚看碧空里的星星，都在同一平面上。则视线方向上的 I2 分子多，气体颜色就深；反之，则浅。
答案：(1)可以观察到颜色深浅的变化。由于方程式两边气体物质的物质的量相等，容积减半，压强增大到2倍时，I2(ｇ)及其他物质的物质的量均不变，但浓度却增大到原来的2倍，故可以看到I2(ｇ)紫色加深。
(2)不能观察到颜色深浅的变化。因为由状态A到状态B，平衡并未发生移动，尽管 cB［I2(g)］=2cA［I2(g)］，但 vB［I2(g)］=vA［I2(g)］，即视线方向上可观察到的 I2(g) 分子数是相同的，故不能观察颜色深浅的变化。
●锦囊妙计
化学中，虚拟法的应用是广泛的，除可虚拟物质状态外，还有很多可用虚拟法解决的问题，如①配平复杂氧化还原反应时，可将复杂化合物中各元素的化合价皆虚拟为零；②虚拟出某些混合物的“化学式”；③虚拟出某些解题时用到的数据；④虚拟出解题需要的某些条件；⑤虚拟反应过程；⑥虚拟反应结果等等。
●歼灭难点训练
1.(★★★)在一密闭容器中发生如下反应：
aA(g)bB(g)
达平衡后，保持温度不变，将容器容积增加一倍，新平衡建立时，cB 是原来的 60%，则( )
A.平衡向正反应方向发生了移动 B.A 物质的转化率变小了
C.B 物质的质量分数增大了 D.a＞b
2.(★★★)在常温常压下，向5 mL 0.01 mol·L－1FeCl3(aq)中滴入0.5 mL 0.01 mol·L－1的NH4SCN(aq)，发生如下反应：
FeCl3＋3NH4SCNFe(SCN)3＋3NH4Cl ( )
所得溶液显红色，改变下列条件，能使溶液颜色变浅的是
A.向溶液中加入少量KCl晶体
B.向溶液中加入少量的水
C.向溶液中加入少量无水硫酸铜，变蓝后立即取出
D.向溶液中滴加2滴1 mol·L－1的FeCl3(aq)
3.(★★★★)在一定温度和压强下，某容器内存在如下平衡(平衡 A)：
2NH3(g)＋CO2(g)CO(NH2)2(s)＋H2O(g)
这是工业合成尿素的反应。如果将容器的容积缩小为原来的 1/3，则达到平衡时(平衡 B)下列说法一定正确的是( )
A.气体的平均式量比原来大 B.气体的平均式量比原来小
C.气体的平均式量与原来相等 D.依据题给条件无法确定
4.(★★★★★)CuCl2(aq) 因浓度不同，颜色往往不同。有的是黄色，有的是绿色，还有的是蓝色。已知 CuCl2(aq) 中存在如下平衡：
［Cu(H2O)4］2＋＋4Cl－［CuCl4］2－＋4H2O
蓝色 黄色
试回答下列问题：
(1)欲使溶液由黄色变为蓝色，可采取的两种方法为：① ；② 。
(2)欲使溶液由蓝色变为绿色，可采取的两种方法为：① ；② 。
附：参考答案
难点磁场
解析：可将水虚拟为容器，将 A、B、C、D 四种易溶物质虚拟为盛在“水——容器”中的气体物质。那么，加水稀释，“气体”的体积扩大，压强减小，根据勒夏特列原理，平衡向气体体积增大的方向，即上列平衡的逆反应方向移动。由此，可以得出结论：溶液稀释时，平衡向溶质粒子数增加的方向移动。
答案：逆 因为稀释后，单位体积内溶质的粒子总数(或总浓度)减小，根据勒夏特列原理，平衡向单位体积内溶质的粒子总数(或总浓度)增加的方向移动。
歼灭难点训练
1.提示：虚拟一种中间状态，假设平衡不移动，则新平衡建立时：cB 是原来的 50%，而事实上 cB 是原来的 60%，这表明扩大容积平衡向生成 B 的方向——正反应方向发生了移动。
答案：AC
2.解析：从反应实质来看，溶液中存在的化学平衡是：
Fe3＋＋3SCN－Fe(SCN)3
等系列反应。可见加入 KCl 晶体，对此平衡无影响；但加入 2 滴 1 mol·L－1 的 FeCl3(aq)，使溶液中 Fe3＋ 浓度增大，平衡则向正反应方向移动，溶液颜色变深。A、D 项皆不可选。
对于 B、C 选项，因平衡体系中的水量发生了改变，导致溶液中所有溶质的浓度或同等程度地增大，或同等程度地减小；若要判断平衡移动的方向，从浓度的改变来看，似无从下手。如果我们变换一下思路，将上列平衡体系中的 Fe3＋、SCN－ 和 Fe(SCN)3 均虚拟为气态物质(虚拟其状态)，则向平衡体系中加水，可认为增大了容器的容积，即减小了气体反应物的压强(或浓度)，平衡就向气体体积扩大的方向(即上列反应的逆反应方向)移动，这样液体颜色就会变浅。可见 B 项可选而 C 项不可选。
若采用极限思维，对于 B 选项，可作如下设想：加入的水不是很少而是很多，这样上列平衡体系中，Fe3＋与 SCN－ 相互碰撞结合成 Fe(SCN)3 分子的机会越稀越少，而 Fe(SCN)3 分子电离成 Fe3＋ 和 SCN－ 的机会则越来越多，无疑是加水的结果，平衡是向逆反应方向移动的，故而溶液颜色变浅。
答案：B
3.解析：容器容积缩小，反应气体压强增大，合成尿素[CO(NH2)2]的反应向正反应方向移动，由反应方程式知，气体物质的量每减少 2 mol，就有 60 g 尿素生成——固体质量增加60 g，气体质量减少60 g。那么，可将平衡向右移动的结果虚拟为：将 30 g·mol－1的气体从反应容器中移出。
由于原混合气体平均式量 r(A)介于Mr(NH3)、Mr(CO2)、Mr(H2O)中最大者(44)与最小者(17)之间，故有以下讨论：
(1)若 r(A)＞30，则移走 Mr=30的气体后，剩余气体平均式量增大，故有r(B)＞r(A)
(2)若r(A)=30，则r(B)= r(A)，
(3)若r(A)＜30，则r(B)＜r(A)
因为原混合气体的平均式量在题设条件下无法确定，所以新平衡建立后气体平均式量数值的变化无法确定。
答案：D
评注：若将“一定”改为：可能，则 A、B、C、D 四备选项都可选。
4.解析：(1)加入 Ag＋ 降低 Cl－ 浓度，可使平衡向左移动。
将水虚拟为容器，将离子虚拟为气体，则加“水——容器”容积扩大，平衡向气体体积扩大的方向，即本反应的逆反应方向移动。
(2)由美学知识可知，蓝黄相混可得绿色。这样 ，平衡向右移动，可使溶液由蓝变绿。由(1)知，加水 CuCl2 浓度降低，平衡向左移动；则增大 CuCl2 的浓度(或 Cu2＋ 的浓度，或 Cl－ 的浓度)平衡向右移动。
答案：(1)加水 加 AgNO3(s)[或 AgNO3(aq)]
(2)加 CuCl2(s)[或浓 CuCl2(aq)] 加NaCl(s)[或浓 NaCl(aq)等]
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难点22 均摊法
均摊是指每个图形平均拥有的粒子数目，均摊法是解决晶体的化学式、晶体中离子间距离的常用方法，使用不当，就会得出错误的结论。
●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。
纳米材料的表面粒子占总粒子数的比例极大，这是它有许多特殊性质的原因。假设某氯化钠纳米颗粒的大小和形状恰好与氯化钠晶胞的大小和形状相同(如图22—1所示)，则这种纳米颗粒的表面粒子数与总粒子数的比值为( )
A.7∶8
B.13∶14
C.25∶26
D.26∶27
●案例探究 NaCl晶体的晶胞
[例题]氯化钠晶体结构中，Na＋(●)和Cl－(○)都是等距离 图22—1
交错排列的(如图22—2)。
已知食盐摩尔质量为58.5 g·mol－1，密度为2.2 g·cm－3，阿伏加德罗常数为6.02×1023 mol－1。在食盐晶体中两个距离最近的Na＋中心间的距离接近于
A.3.0×10－8 cm
B.3.5×10－8 cm
C.4.0×10－8 cm
D.5.0×10－8 cm
命题意图：主要考查学生对图表的观察能力和空间想象能力。 图22—2
知识依托：密度公式。
错解分析：设有展开想象，不知道NaCl晶体是图示结构单元的向外延伸，误以为图示结构单元代表了14(或13，或13.5)个NaCl“分子”，从而计算出错误的结果。而不能将密度公式应用到本题中来，也就不会有正确的解题思路。
解题思路：从题给图中选出1个最小的正方体为研究对象(如图22—3)，则该小正方体平均拥有Na＋(或Cl－)数为：
N(Na＋)=N(Cl－)=1××4= 图22—3
而拥有个Na＋和Cl－的小正方体的密度与食盐密度相同。设食盐晶体中两个距离最近的Na＋中心间的距离为x，则该小正方体的体积为(x/)3，由密度公式得：
x=4.0×10－8 cm
答案：C
●锦囊妙计
应用均摊法解题，首先要搞清楚题给的图形是一个独立的结构单元，还是一个可以延伸的重复结构单元。若是一个独立的结构单元，那么图形上的所有粒子，都被该图形所拥有，不能与其他图形分摊。如果是一个可以延伸的重复结构单元，则处于图形边缘上的粒子不能归该图形独自拥有，应该与其相邻图形均摊。
●歼灭难点训练
1.(★★★)某物质由A、B、C三种元素组成，其晶体中粒子排列方式如图22—4所示，则该晶体的化学式为( )
A.AB3C3 B.AB3C C.A2B3C D.A2B2C
图22—4
2.(★★★★)最近发现一种由钛(Ti)原子和碳原子构成的气态团簇分子，分子模型如图22—5所示，顶角和面心的原子是钛原子，棱的中心和体心的原子是碳原子，它的化学式是( )
A.TiC B.Ti2C3 C.Ti14C13 D.Ti4C7
3.(★★★★)第28届国际地质大会提供的资料显示，海地有大量的天然气水合物，可满足人类1000年的能源需要。 图22—5
天然气水合物是一种晶体，晶体中平均每46个水分子构建成8个笼，每个笼可容纳1个CH4分子或1个游离H2O分子。
若晶体中每8个笼只有6个容纳了CH4分子，另外2个笼被游离H2O分子填充，则天然气水合物的平均组成可表示为：( )
A.CH4·14H2O B.CH4·8H2O
C.CH4·7H2O D.CH4·6H2O
4.(★★★★★)已知：正六边形的面积S=×a2×sin60°×6
其中a为正六边形的边长，而sin60°==0.866
试结合下列数据和图形回答有关问题。
(1)12.0 g石墨中，正六边形个数是__________；
(2)石墨晶体的密度是____________________。
石
墨的晶体结构俯视图
图22—6
附：参考答案
难点磁场
解析：一个NaCl纳米颗粒是一个独立的结构单元，不具延伸性。题给图形中的表面粒子数为26，总粒子数为27，其比为26∶27。
答案：D
歼灭难点训练
1.解析：本题有以下两种解法。
方法1(均摊法)：如图所示的每个单位，平均拥有A原子个数：1××8=1，平均拥有B个原子个数：1××6=3，平均拥有C原子个数：1，则其化学式为AB3C。
方法2(类比法)：若从晶体中去掉B原子便得CsC1晶体结构，可见该晶体中A、B原子个数比为1∶1，因而B为正确答案。
答案：B
2.提示：题给图形是一个独立的结构单元，不具重复性，不能用均摊法，不要误选A。
答案：C
3.解析：由题意，8个笼(即46个水分子)中容纳了6个CH4分子和2个H2O分子，则其化学总式为：46H2O·2H2O·6CH4，即48H2O·6CH4；其最简式为：8H2O·CH4或CH4·8H2O。
答案：B
4.解析：(1)(均摊法)：每个正六边形平均占有的C原子数为：×6=2
12.0 g石墨中C原子数为：×6.02×1023 mol－1=6.02×1023
则12.0 g石墨中正六边形个数为：=3.01×1023
(2)(切割法)：设想先将12.0 g石墨晶体切割成若干个小六棱柱，然后再将这若干个小六棱柱叠加在一起得到一个大六棱柱。则每个小六棱柱的底面积为：
S=×(1.42×10－8 cm)2×sin60°×6=5.24×10－16 cm2
由图知，每两个正六边形之间距离为3.35×10－8 cm，故切割后的小正六棱柱高之和约为：
h=3.35×10－8 cm×(3.01×1023－1)=1.01×1016 cm
12.0 g石墨晶体的体积为：
V=Sh=5.24×10－16 cm2×1.01×1016 cm=5.29 cm3；
石墨密度为：ρ==2.27 g·cm－3。
答案：(1)3.01×1023 (2)2.27 g·cm－3
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难点26 一类氧化还原反应的妙解
复杂氧化还原反应，氧化(或还原)数值的计算较难，但学会了本篇介绍的方法，它又显得很容易。
●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。
对于反应：
14CuSO4＋5FeS2＋12H2O====7Cu2S＋5FeSO4＋12H2SO4
下列各项判断正确的是( )
A.反应中的氧化剂只有CuSO4
B.7 mol CuSO4能氧化5 mol －1价的硫
C.被氧化的硫和被还原的硫物质的量之比是3∶7
D.FeS2既是氧化剂，又是还原剂
●案例探究
[例题]白磷放入热的CuSO4(aq)中发生如下反应
P＋CuSO4＋H2OCu3P↓＋H3PO4＋H2SO4
试计算160 g CuSO4所氧化磷的质量。
命题意图：在多氧化剂的氧化还原反应中，还原剂不是由一种氧化剂氧化的。本题已知一种氧化剂的质量，考查学生由这种氧化剂质量计算它能氧化的还原剂质量的能力。
知识依托：氧化还原反应。
错解分析：认为所有还原剂都是由CuSO4氧化的，忽略白磷的歧化作用，从而得出错误答案。
不进行有效计算也是一种常见错误。
解题思路：题给反应方程式未配平是显而易见的。
标出反应中P元素的化合价
＋CuSO4＋H2OCu3＋H3O4＋H2SO4
可知，P发生了自身氧化还原反应。此条件隐蔽性较强。
注意：本题只求CuSO4氧化磷的质量，不求磷自身氧化的质量，也不求反应中被氧化的磷的总质量。欲求CuSO4氧化磷的质量，无须写出配平的化学方程式，只须找出CuSO4和被其氧化的磷的关系即可，其依据自然是二者氧化还原时得失电子总数相等。具体方法如下：
①写出如下关系式，并根据题给反应标出Cu元素化合价的降低及P元素化合价的升高；
②根据氧化还原方程式的配平原则，得出CuSO4和P的化学计量数5和1；
③计算出160 g CuSO4所氧化的磷的质量
5CuSO4 ～ P
800 g 31 g
160 g m(P)
m(P)=6.20 g。
答案：6.20 g
●锦囊妙计
氧化还原反应中，求一种物质氧化(或还原)的另一种物质的质量，有一种快捷方式：只须找出已知量和欲求量的关系即可，这种关系寻找的依据是化合价的升降总值相等。一般无须写出配平的化学方程式。
●歼灭难点训练
1.(★★★)高锰酸钾和氢溴酸溶液可以发生下列反应：
KMnO4＋HBrBr2＋MnBr2＋KBr＋H2O
其中还原剂是_____。若消耗0.1 mol 氧化剂，则被氧化的还原剂的物质的量是____mol。
2.(★★★★)根据例题反应，试求31.0 g磷做氧化剂时，所能氧化的磷的质量。
3.(★★★★)用热的稀HNO3与适量的Fe粉反应，反应后溶液中加入KSCN(aq)不显红色，收集到标准状况下的N2O气体4.48 L，试求被氧化Fe粉的质量。
4.(★★★★★)三氟化溴溶于水可发生如下反应：
BrF3＋H2OHBrO3＋Br2＋HF＋O2↑
(1)其中发生自身氧化还原反应的物质是____________；
(2)当有5.0 mol水参加反应时，由水还原的BrF3的物质的量为____________，由BrF3还原的BrF3的物质的量为____________；
(3)当有5.0 mol水作还原剂参加化学反应时，由水还原的BrF3的物质的量为____________，由BrF3还原的BrF3的物质的量为____________；
(4)当有5.0 mol水未参加氧化还原反应时，由水还原的BrF3的物质的量为____________，由BrF3还原的BrF3的物质的量为____________。
附：参考答案
难点磁场
1.提示：标出发生变化的元素化合价
由于反应前后SO的化学计量数分别为14和17(5＋12)，因此反应物中的SO并没有发生氧化还原反应，产物中多出的SO是FeS2中－1价的S被氧化的产物，可见FeS2发生了自身氧化还原反应，因此氧化剂不只是CuSO4，还有Fe2。可见，D可选，A不可选。
从化合价的升降来看，7×2 mol CuSO4能氧化1 mol 的FeS2，因为：
反应新产生的SO与产物Cu2S的物质的量关系，即是被氧化的硫和被还原的硫的物质的量的关系，由反应方程式知，其比为(5＋12－14)∶7=3∶7，C可选。
答案：CD
歼灭难点训练
1.解析：从化合价的升降变化(Mn:＋7→＋2，Br:－1→0)，可迅速作出判断：HRr是还原剂。
设消耗0.1 mol 氧化剂被氧化的HBr的物质的量为x，则：
答案：18.6 g
答案：44.8 g
4.提示：(1)标出化合价可得答案。
(2)配平后的化学方程式为：
3BrF3＋5H2O====HBrO3＋Br2＋9HF↑＋O2↑
当有5.0 mol 水参加反应时，只有2.0 mol 水作还原剂，发生氧化还原反应的水与BrF3的关系为：
由反应方程式可知，5.0 mol 水参加反应，共有2.0 mol BrF3被还原，则题设条件下被BrF3还原的BrF3的物质的量为：2.0 mol－1.3 mol=0.7 mol。
(3)由上分析：
被BrF3还原的BrF3的物质的量等于被还原的BrF3的总物质的量减去3.3 mol，即：5.0 mol－3.3 mol=1.7 mol。
[将(2)的结果放大2.5倍，得答案3.3 mol 和1.8 mol亦可]
(4)参加氧化还原反应的水与未参加氧化还原反应水的物质的量之比为2∶3。据此和(1)可得答案。
答案：(1)BrF3 (2)1.3 mol 0.67 mol (3)3.3 mol 1.7 mol(或1.8 mol)
(4)2.2 mol 1.1 mol
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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 19.6 g，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 12.6 g。则原混合物中(NH4)2CO3 和 NaOH 的物质的量之比为( )
A.＞1∶2 B.= 1∶2
C.＜1∶2 D.以上答案都不正确
●案例探究
［例题］18.4 g NaOH 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 16.6 g。试计算原混合物中 NaOH 的质量分数。
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：18.4 g－16.6 g = 1.8 g。
设固体失重 1.8 g 需恰好完全反应的 NaHCO3 和 NaOH 混合物质量为 x，则：
NaHCO3＋NaOHNa2CO3＋H2O

124 g 18 g
x 1.8 g
x = = 12.4 g＜18.4 g
可见，题设条件下反应发生后 NaOH 过量，过量 NaOH 质量为：
18.4 g－12.4 g = 6.0 g，
参加反应的 NaOH 质量为：×40.0 g·mol－1 = 4.00 g，
原混合物中 NaOH 质量为：6.0 g＋4.00 g = 10.0 g，
w(NaOH) = ×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 190.0 g，加热至质量不再减少为止，称量所得固体质量为 128.0 g。则原混合物中 Na2CO3 的质量分数为__________。
3.(★★★★)取 6.60 g NaHCO3 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 5.30 g。计算原混合物中 Na2O2 的质量分数。
4.(★★★★★)在一密闭容器中，放入(NH4)2CO3 和 NaOH 两种固体共 A g 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 B g，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)
附：参考答案
难点磁场
提示：固体混合物失重：19.6 g－12.6 g = 7.0 g，题设条件下发生的反应为：
(NH4)2CO32 NH3↑＋H2O↑＋CO2↑
2 NaOH＋CO2Na2CO3＋H2O↑
当(NH4)2CO3 与 NaOH 恰好完全反应时，固体失重 7.0 g，所需混合物的质量可求：
因为 17.6 g＜19.6 g，所以 NaOH 过量。
答案：C
歼灭难点训练
w(Na2CO3) == 11.58%。
答案：11.58%
3.解析：发生的反应有：2NaHCO3Na2CO3＋H2O＋CO2↑；
2Na2O2＋2 CO2====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：6.60 g－5.30 g = 1.30 g。
当 Na2O2 与 NaHCO3 分解生成的CO2 恰好完全反应时，设固体失重 1.30 g 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====Na2CO3＋CO2↑＋H2O＋O2↑
84.0a＋78.0b=6.60 (原混合物质量)
106×a＋2b2=5.30 (剩余固体质量)
解得：b=0.0200 mol (a可不求出)
w(Na2O2)=×100%=23.6%。
答案：23.6%
4.解析：加热时，容器内发生以下反应：
(NH4)2CO32NH3↑＋H2O＋CO2↑ ①
2NaOH＋CO2====Na2CO3＋H2O ②
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＋Na2CO3 ③
(1)当③反应发生，且(NH4)2CO3 和 NaOH 恰好完全反应时，
即当A=g时：
m[(NH4)2CO3]=g=g，或m[(NH4)2CO3]=g=B g；
m[NaOH]=g=g 或 m(NaOH)=g。
(2)当A＞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
80 g 106 g
g B g
m(NaOH)= g=g；m[(NH4)2CO3]=(A－) g。
(3)当 A＜时，③反应发生，且 NaOH 过量。
(NH4)2CO3＋2NaOH2NH3↑＋2H2O↑＋Na2CO3 Δm
96 g 80 g 106 g 70 g
g (A－B) g
m[(NH4)2CO3]=g=g；
m(NaOH)=A g－g=g。
答案：
A与B关系 m[(NH4)2CO3] m(NaOH)
A=
A＞ Ag－g g
A＜ g g
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难点25 较难氧化还原方程式的配平
氧化还原方程式的配平，技巧若不掌握，就会觉得很难；掌握了其配平技巧，就会觉得较易。
●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。
将红磷放在稀硝酸中加热，发生如下反应，所列方程式中还缺少一种反应物(或生成物，只添其一)，请完成下列化学方程式：
______P＋______HNO3＋__ ____________H3PO4＋______NO↑
●案例探究
[例题]配平下列化学方程式：
___PbN6＋___Cr(MnO4)2___Cr2O3＋___MnO2＋___Pb3O4＋___NO↑
命题意图：考查学生对氧化还原方程式的配平能力。属化学教学中要求掌握的内容。
知识依托：氧化还原方程式的配平。
错解分析：不能正确辨认PbN6和Cr(MnO4)2中各元素的化合价，可造成本题错解、难解，甚至不会解。
解题思路：本题有以下两种解法：
方法1(0价配平法)：对分子中含有难以确定元素化合价的物质，可选其为配平标准，并设该分子中各元素的化合价都为0(或在满足化合物内各元素化合价代数和为0的前提下设为其他数值)，对配平结果无影响：
①题给反应中PbN6和Cr(MnO4)2中Pb、N、Cr、Mn四元素的化合价难以确定，可选PbN6和Cr(MnO4)2为配平标准：
↑
↑ ↓
44/3 5
②5PbN6＋44/3Cr(MnO4)2 Cr2O3＋ MnO2＋ Pb3O4＋ NO↑
↑ ↓
44/3×5 5×44/3
③15 PbN6＋44 Cr(MnO4)2____Cr2O3＋____MnO2＋____Pb3O4＋____NO↑
④15 PbN6＋44 Cr(MnO4)2====22Cr2O3＋88 MnO2＋5 Pb3O4＋90 NO↑
方法2(万能配平法)：先设出化学方程式中某些物质的化学计量数，一般是方程式一边的化学计量数，即反应物(或生成物)的化学计量数，通常用1，x，y，z等数字和字母表示，然后根据原子个数守恒可求出x，y，z等未知数，这种方法几乎对所有化学方程式都是适合的，所以叫做万能配平法。
①1 PbN6＋x Cr(MnO4)2______Cr2O3＋______MnO2＋______Pb3O3＋______NO↑
②先根据Cr、Mn、Pb、N原子个数守恒，得出生成物的暂定计量数：
PbN6＋x Cr(MnO4)2x/2 Cr2O3＋2x MnO2＋1/3 Pb3O4＋6 NO↑
6 PbN6＋6x Cr(MnO4)23x Cr2O3＋12x MnO2＋2 Pb3O4＋36 NO↑
再根据O原子守恒得到下列等式，并求出x：
48x=9x＋24x＋8＋36
x=44/15
③15 PbN6＋44 Cr(MnO4)2====22 Cr2O3＋88 MnO2＋5 Pb3O4＋90 NO↑
答案：15 44 22 88 5 90
●锦囊妙计
较难氧化还原方程式的配平，经常用到以下方法：
1.0价配平法
当化学方程式中某些元素的化合价较难确定时，通常采用0价配平法，所选配平标准可以是反应物，也可以是生成物。
2.万能配平法
万能配平法所配平的化学方程式只是原子个数守恒，化合价的升降总值不一定相等，因而不一定正确，虽然中学阶段很少遇到这样的化学方程式，但在最后进行化合价升降总值是否相等的验证，还是必要的。
3.合并配平法
关键是找出发生氧化还原反应的两种物质间的某种数量关系，常用方法有：
(1)通过某种物质的分子中原子间的数量关系，确定其他两种(或多种)物质的数量关系。
(2)通过电荷守恒等方法确定其他两种(或多种)物质的数量关系。
4.拆分配平法
适合氧化剂和还原剂是同一种物质，且氧化产物和还原产物也是同一种物质的化学方程式的配平，其配平技巧是将氧化还原剂(或氧化还原产物)根据需要进行合理拆分。
●歼灭难点训练
1.(★★★)配平下列化学方程式
(1)______Ca(ClO)2＋______HCl______CaCl2＋______Cl2↑＋______H2O
(2)______H2S＋______H2SO4______S↓＋______SO2↑＋______H2O
2.(★★★★)配平下列氧化还原方程式
(1)_____H2PO＋_____Ag＋_____H2OH3PO4＋______Ag↓＋______H2↑
(2)____P4＋____CuSO4＋___________Cu3P↓＋_____H3PO4＋_____H2SO4
(3)____Na2Sx＋____NaClO＋_____NaOH_____Na2SO4＋____NaCl＋____H2O
(4)____PH4ClO4____PCl5＋____P2O5＋____H2O
3.(★★★★)在热的稀硫酸中溶解了11.4 g硫酸铁，当加入50 mL 0.50 mol·L－1硝酸钾溶液时，其中的亚铁离子完全转化为铁离子，并有氮氧化物逸出：
____FeSO4＋___KNO3＋ ________K2SO4＋___Fe2(SO4)3＋___NxOy↑＋___H2O
(1)配平该化学方程式(将含x、y的计量数和所缺物质填在横线上)
(2)反应中起氧化作用的物质是________(写化学式)
(3)推算出x、y的数值：x=________，y=________。
4.(★★★★★)三聚氰酸[C3N3(OH)3]可用于消除汽车尾气中的氮氧化物(如NO2)。当加热至一定温度时，它发生如下分解：
C3N3(OH)33HNCO
产物HNCO(异氰酸，其结构H—N==C==O)能与NO2反应生成N2、CO2和H2O。
(1)写出HNCO与NO2反应的化学方程式：________。
(2)写出氧化产物与还原产物的质量之比________。
(3)要消除1.0 kg NO2需三聚氰酸[C3N3(OH)3]多少千克？
附：参考答案
难点磁场
1.3 5 2 H2O 3 5
歼灭难点训练
1.(1)1 4 1 2 2 (2)1 1 1 1 2
2.(1)合并配平法：由于生成物中无离子，根据电荷守恒的原则可知，反应物H2PO和Ag＋的化学计量数应相等，所以，可将H2PO和Ag＋合并为一个整体“H2PO＋Ag＋”，再进行配平。
③11/4P4＋15CuSO4＋ 5Cu3P↓＋6H3PO4＋15H2SO4
④11P4＋60CuSO4＋ 20Cu3P↓＋24H3PO4＋60H2SO4
⑤11P4＋60CuSO4＋96H2O====20Cu3P↓＋24H3PO4＋60H2SO4
②Na2Sx＋(3x＋1)NaClO＋ NaOH Na2SO4＋ NaCl＋ H2O
↑ ↓
(6x＋2)×1 2×(3x＋1)
③Na2Sx＋(3x＋1)NaClO＋(2x－2)NaOH====xNa2SO4＋(3x＋1)NaCl＋(x－1)H2O
(4)将PH4ClO4拆分为PH和ClO，然后进行配平。
答案：(1)2 2 4 2 2 3
(2)11 60 96H2O 20 24 60
(3)1 3x＋1 2x－2 x 3x＋1 x－1
(4)5 1 2 10
3.提示：(1)由于反应在硫酸溶液中进行，因此可知所缺物质为H2SO4或H2O；由题给反应知H2O为生成物，故所缺物质为H2SO4。
n(FeSO4)=0.0750 mol，n(KNO3)=0.025 mol
则n(FeSO4)∶n(KNO3)=3∶1，(FeSO4)∶(KNO3)=3∶1
①3FeSO4＋1KNO3＋ H2SO4 K2SO4＋ Fe2(SO4)3＋ NxOy↑＋ H2O
②6FeSO4＋2KNO3＋4H2SO4====K2SO4＋3Fe2(SO4)3＋2/xNxOy↑＋4H2O
(3)方法1：由方程式②，根据氧原子守恒得：24＋6＋16=4＋36＋2y/x＋4
解得：y=x，则：NxOy为NO，即：x=1，y=1
方法2：设生成物NxOy中N元素的化合价为a，由上面方程式②得：
6×1=2×(5－a) a=2
则：NxOy为NO，即：x=1，y=1
方法3：设生成物NxOy中N元素的化合价为a，由题意得：
11.4 g÷152 g·mol－1×1=0.050 L×0.05 mol·L－1×(5－a)(化合价升降总值相等)
余略。
答案：(1)6 2 4H2SO4 1 3 2/x 4
(2)HNO3(答NO或KNO3亦可)
(3)1 1
4.提示：(1)根据异氰酸的结构式，先标出异氰酸中各元素的价态：
再分析生成物质：异氰酸(HNCO)中N元素－3价，NO2中N元素＋4价，二者将发生歧化反应生成N2，HNCO和NO2中C、H、O三元素反应前都呈稳定价态，故不参加氧化还原反应，反应后仍呈稳定价态，他们可组成的稳定化合物只能是CO2和H2O：
配平可得答案。
答案：(1)8HNCO＋6NO2====7N2＋8CO2＋4H2O (2)4∶3 (3)1.2 kg
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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 1.06 g 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 2.20 L，则该碳酸钠样品中所含杂质可能是
A.碳酸钡和碳酸钾 B.碳酸钾和碳酸氢钠?
C.碳酸氢钠和碳酸氢钾 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。
(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 c mol·L－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 0.050 mol·L－1，密度为 1.08 g·cm－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 12 g，放入足量盐酸中，可得到标准状况下 H2 的体积为11.2 L，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10.0 g 麻黄素完全燃烧可得到 26.67 g CO2 和 8.18 g H2O，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 1.06 g 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 2.24 L；而题设条件下，1.06 g 含杂质的碳酸钠样品仅得到标准状况下干燥纯净的气体 2.20 L，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 1 mol 二氧化碳，则需要题中所列物质的质量分别是：
Na2CO3~CO2 BaCO3~CO2 K2CO3~CO2 NaHCO3~CO2
106 g 1 mol 197 g 1 mol 138 g 1 mol 84 g 1 mol
KHCO3~CO2 CaCO3~CO2 ZnCO3~CO2
100 g 1 mol 100 g 1 mol 125 g 1 mol
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 1 mol 二氧化碳所需碳酸钾和碳酸氢钠混合物的质量介于 84 g ~ 138 g 之间，所需碳酸钙和碳酸锌混合物的质量介于 100 g ~ 125 g 之间，都有小于 106 g 的可能，故 B、D 项都不可选。
答案：A
歼灭难点训练
1.提示：设 H2SO4(aq) 的体积为 1 L，则：
m(硫酸溶液)=c mol·L－1×1 L×98 g·mol－1÷w=98 c/w g
硫酸溶液的密度为：ρ(硫酸溶液)=98 c/w g÷1000 mL=0.098 c/w g·cm－3
答案：g·cm－3
2.提示：为方便计算，设有硫酸铜溶液 1 L，则硫酸铜的质量为：
m(硫酸铜)=0.050 mol·L－1×1 L×160g·mol－1=8.0 g
硫酸铜溶液的质量为：m(硫酸铜溶液)=1.08 g·cm－3×1000 mL=1.08×10－3 g
硫酸铜的质量分数为：w(硫酸铜)=8.0 g÷(1.08×103 g)=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 g·mol－1 表示。由题意：
n(H2)==0.500 mol
反应中得失电子的物质的量为：
n(e－)=1.00 mol则：
物质 Na Mg Al Fe 混合物
23 12 9 28 12
混合物的平均摩尔电子质量为 12 g·mol－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)==165 g·mol－1
由于：n(CO2)==0.6061 mol
n(H2O)= =0.454 mol
则 1 mol 麻黄素中：n(C)=×165 g=10.0 mol，
n(H)= ×165 g×2=15.0 mol
再设麻黄素的分子式为：C10H15NOx，则x=
=1.000 mol
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)
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难点20 等效平衡解题模式
等效平衡是指效果相同的平衡，即不论开始条件是否相同，只要平衡时各组分的质量分数相等。即可谓之等效平衡。
●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。
在一定条件下，将2.0 mol SO2和1.0 mol O2通入下列容器中：
图20—1
活塞与大气相通，维持容器内温度不变，平衡时SO2的质量分数为w。则该容器内充入下列物质，相同条件下达到平衡时，SO2的质量分数也为w的是________。
A.4.0 mol SO2和2.0 mol O2
B.2.0 mol SO2、1.0 mol O2和3.0 mol SO3
C.3.5 mol SO3
D.2.2 mol SO2和1.8 mol O2
E.4.5 mol SO2、4.5 mol O2和1.2 mol SO3
●案例探究
[例题]在一定温度下，把2 mol SO2和1 mol O2通入一个一定容积的密闭容器里，发生如下反应：
2SO2＋O2 2SO3
当此反应进行到一定程度时，反应混合物就处于化学平衡状态。现在该容器中，维持温度不变，令a、b、c分别代表初始加入的SO2、O2和SO3的物质的量(mol)。如果a、b、c取不同的数值，它们必须满足一定的相互关系，才能保证达到平衡时反应混合物中三种气体的百分含量仍跟上述平衡时的完全相同。请填写下列空白：
(1)若a=0，b=0，则c=___________，
(2)若a=0.5，则b=___________，c= 。
(3)a、b、c取值必须满足的一般条件是(用两个方程式表示，其中一个只含a和c，另一个只含b和c)：________，________。
命题意图：本题命题的基本意图在于以化学平衡这一重要的基本理论为出发点，来考查学生将具体事物抽象为一般规律的统摄思维的能力。而且由于规律是要求以数字来表示的，因而在一定程度上使试题的难度进一步增加。
知识依托：化学平衡的概念及其特点。
错解分析：本题切入容易——(1)问较易，深入难——(2)问较难、(3)问最难。试题很抽象，不能推断出第(2)问，也就不能推断出第(3)问。
解题思路：解决本题有两种思维方法：归纳思维和演绎思维，都是重要的科学思维方法。
方法1(归纳思维)：本题对化学平衡的考查由具体到抽象。这与中学现行通用教材介绍化学平衡的主导思想相一致。问题在于考生对化学平衡理解的程度。
本题设置了3个小问题，思维力度逐步提高。
第(1)问最容易，它可作为解答全题的基础。对于一个建立了化学平衡的可逆反应来说，无论反应是从正反应开始还是从逆反应开始，当反应进行到一定程度时，正向反应速度将与逆向反应速度相等，这样就建立了化学平衡。此时反应混合物中各成分的质量分数都保持不变。
对于平衡体系：2SO2＋O2 2SO3来说，无论是从2 mol SO2和1 mol O2的混合物开始反应，还是从2 mol SO3开始反应，都将达到完全相同的化学平衡状态。
按照上述分析，第(1)问的答案，显然是c=2。
第(2)问则有所不同，其反应的初始态既不是2 mol SO2和1 mol O2，也不是2 mol SO3，而是包含了SO2、O2、SO3三种气体物质，且已指定SO2为0.5 mol。
解这个问题的基本思路是：如果能够把加入的各初始物质的物质的量转换为等价于a=2、b=1、c=0时，就一定会使反应达到与题设相同的化学平衡状态，这样就实现了题目所提出的要求。
现在题目设定a=0.5，那么对于b，符合逻辑的推断当然应该是
b==0.25
接着，要判断c的值，与a=2、b=1、c=0的初始状态相比较。a、b的差值分别是
Δa=2－0.5=1.5
Δb=1－0.25=0.75
从化学方程式的化学计量数关系可知
Δc=1.5
由于题设的初始状态时c=0，此处Δc为零与1.5之差，也即在(2)中c=1.5(前已指出a=0.5，b=0.25)。
为回答第(3)问，需将(1)、(2)两问中的具体解“升华”为一般解，即将具体问题抽象成普遍规律。
从a=0、b=0、c=2和a=0.5、b=0.25、c=1.5两组关系中，不难发现下列两式可以成立：
a＋c=2
2b＋c=2
这是一组有普遍意义的关系式。它们相当于2 mol SO2和1 mol O2反应建立起的化学平衡或由2 mol SO3反应建立起的化学平衡时各组分的质量分数。当然，这两个式子也可以写成其他形式。
方法2(演绎推理)：还可以提出另外一种方法，可以通过一次计算使3个问题都得到解答。
设反应在题设条件(2 mol SO2与1 mol O2为起始反应物)达化学平衡时生成的SO3的物质的量为x mol，则：
2SO2＋O2 2SO3
起始时 2 1 0
平衡时 2－x 1－0.5x x
设SO2、O2和SO3为起始反应物，其物质的量分别为a mol、b mol和c mol，达化学平衡时生成的SO3的物质的量为y mol，则：
2SO2＋O2====2SO3
起始时 a b c
平衡时 a－y b－0.5y y＋c
由于上述两个化学平衡是等价的，下列关系应当成立，并构成了一个方程组：
2－x=a－y
1－0.5x=b－0.5y
x=y＋c
从上式可以得到
a＋c=2
2b＋c=2
这就是第(3)问的解。
若a=0，b=0，代入上式，得：c=2
这就是第(1)问的解。
若a=0.5，代入上式，得：
b=0.25，c=1.5
这就是第(2)问的解。
答案：(1)2 (2)0.25 1.5 (3)a＋c=2 2b＋c=2
●锦囊妙计
1.恒温恒容条件下的等效平衡
恒温恒容条件下，建立等效平衡的条件是：反应物投料量相当。如在t℃的V L恒温恒容甲、乙两容器中，甲中投入2 mol SO2和1 mol O2，乙中投入2mol SO3，平衡时两容器中SO3的体积分数相等。
若某平衡反应为：
mA(g)＋nB(g) pC(g)＋qD(g)
且m＋n=p＋q，则压强对平衡无影响，这时建立等效平衡的条件是：相同反应物的投料比相等；若投料物质不一样时，可依反应方程式转化后再作比较。如温度t℃、体积为V L的甲、乙两恒温恒容容器中，甲中充入1 mol的I2蒸气和1 mol的H2，乙中充入3 mol的I2蒸气和3 mol的H2，那么平衡时，甲、乙两容器中HI的体积分数相同。
2.恒温恒压条件下的等效平衡
恒温恒压条件下，建立等效平衡的条件是：相同反应物的投料比相等。若投料物质不相同时，可依反应方程式完全转化后作比较。如3 L带活塞的甲、乙两容器，保持 t℃和1标准大气压，甲中投入2 mol N2和5 mol H2，乙中投入4 mol N2和10 mol H2，建立平衡时，两容器中NH3体积分数相等。
●歼灭难点训练
1.(★★★)将2.0 mol SO2气体和2.0 mol SO3气体混合于固定体积的密闭容器中，在一定条件下发生反应：2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g)，达到平衡时SO3为n mol。在相同温度下，分别按下列配比在相同密闭容器中放入起始物质，平衡时SO3等于n mol的是( )
A.1.6 mol SO2＋0.3 mol O2＋0.4 mol SO3
B.4.0 mol SO2＋1.0 mol O2
C.2.0 mol SO2＋1.0 mol O2＋2.0 mol SO3
D.3.0 mol SO2＋1.0 mol O2＋1.0 mol SO3
2.(★★★★)在一固定容积的密闭容器中，充入2.0 mol A和1.0 mol B发生如下反应：
2A(g)＋B(g) xC(g)
达到平衡后，C的体积分数为(C)。若维持容器体积和温度不变，改为充入0.6 mol A、0.3 mol B和1.4 mol C为起始物质，反应达平衡后，C的体积分数也为(C)，则x可能为( )
A.1 B.2 C.3 D.4
3.(★★★★)在一个固定体积的密闭容器中，保持一定温度，进行以下反应：
H2(g)＋Br2(g) 2HBr(g)
已知加入1 mol H2和2 mol Br2时，达到平衡后生成a mol HBr(见下表的“已知”项)，在相同条件下，且保持平衡时各组分的含量不变，对下列编号(1)～(3)的状态，填写表中的空白。
编号 起始状态(mol) 平衡时HBr(g)物质的量(mol)
H2 Br2 HBr
已知 1 2 0 a
(1) 2 4 0
(2) 1 0.5 a
(3) m n(n≥2m)
4.(★★★★★)在一定温度下，把2.0体积N2和6.0体积H2通入一个带活塞的体积可变的容器中，活塞的一端与大气相通，如图20—2所示。容器中发生的反应如下：
N2＋3H22NH3(正反应放热) 图20—2
若反应达到平衡后，测得混合气体为7.0体积。试回答：
(1)保持上述反应温度不变，设a、b、c(a∶b=1∶3)分别代表初始加入的N2、H2和NH3的体积，如果反应达到平衡后，混合气体中各物质的体积分数仍与上述平衡完全相同。那么：
①若a=1.0，c=2.0，则b=___________。在此情况下，反应起始时将向___________方向进行(填“正”或“逆)。
②若规定起始时反应向逆方向进行，则c的范围是__________________。(用含a、b的式子表示)。
(2)在上述装置中，若需控制平衡后混合气体为6.5体积，则可采取的措施是__________，原因是___________________________________。
附：参考答案
难点磁场
提示：题设条件为恒温恒压，凡通入SO2和O2物质的量比与题干相同者都符合题意，不论SO3通入多少，都符合题意。
答案：ABC
歼灭难点训练
1.提示：依据恒温恒容下建立等效平衡的条件：投料量相等，将备选项中O2完全转化后，得如下数据：
A.1.0 mol SO2＋1.0 mol SO3
B.2.0 mol SO2＋2.0 mol SO3
C.4.0 mol SO3
D.1.0 mol SO2＋3.0 mol SO3
与题干比较，可知只有B符合题意。
答案：B
2.解析：恒温恒容条件下，建立等效平衡的条件有两种情况：①当反应物的计量数之和不等于生成物的计量数之和时，必须投料量相等(若投料物质不一样，则应依化学方程式转化后再作比较)；②当反应物的计量数之和等于生成物的计算数之和时，投料比相等亦可(若投料物质不一样，则应依化学方程式转化后再作比较)。依据前一种观点，可知B项可选；依据后一种观点，可知C项可选。
答案：BC
3.解析：“平衡不因压强的改变而移动”是此题一个很重要的已知条件。
H 2(g)+Br(g)2HBr(g) ~ n平（HBr）
(m＋0.5x)∶(n＋0.5x)∶y=1∶2∶a
解之，x=2(n－2m)，y=(n－m)a。
答案：(1)2a (2)0 0.5 (3)2(n－2m) (n－m)a
4.解析：(1)题设反应是在恒温恒压下进行的，恒温恒压建立等效平衡的条件是：相同物质的投料比相等(若投料物质不一样，可依化学方程式转化后再作比较)。就本题而言，不论向原平衡体系中充入任意体积的NH3，还是充入任意体积的比例符合V(N2)∶V(H2)=2.0∶6.0=1∶3的N2和H2的混合气体，建立新平衡后，混合气体中各气体的体积分数都与原平衡体系中同种物质的体积分数相同。
先求原平衡体系中N2、H2、NH3的体积：V(N2)、V(H2)、V(NH3)
N2 ＋ 3H2 2NH3 ～ ΔV
1 3 2 1＋3－2
2.0－V(N2) 6.0－V(H2) V (NH3) 2.0＋6.0－7.0
V(N2)=1.5，V(H2)=4.5，V(NH3)=1.0
则a=1.0，c=2.0时，b的求法为
N2 ＋ 3H2 2NH3
V平 1.5 4.5 1.0
① 1.0 b 2.0
因为NH3投入的多少对等效平衡无影响，所以 b=3.0
若求起始时，反应向逆反应方向进行的c的范围，须先求加入多少c平衡不移动，即在已充入a体积N2和b体积H2的前提下，先求c的平衡不动量。当然，这时a、b应为已知量。设平衡不移动时充入NH3的体积为x
N2 ＋ 3H2 2NH3
V平 1.5 4.5 1.0
② a b x
则当时，平衡不移动，解得：x= (或x=)
所以，当c＞(或c＞)时；起始时反应逆向进行。
答案：(1)①3.0 逆 ②c＞ (或c＞) (2)适当降温或加压 降温或加压，平衡向正反应方向移动，气体总物质的量减少
催化剂
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难点11 浓度不同产物异
化学上有许多产物，跟反应物浓度关系密切。鉴于高考常据此设计难题，本篇总结了这些反应。
●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。
30 g铜、银合金与80 mL 13.5 mol·L－1的HNO3溶液反应。合金全部溶解，放出气体6.72 L(标准状况下)，反应后溶液的pH=0(设反应前后溶液体积不变)
(1)计算HNO3被还原的物质的量；
(2)计算合金中银的质量分数。
●案例探究
[例题]38.4 mg铜跟适量浓硝酸反应，铜全部作用后，共收集到气体22.4 mL(标准状况)，反应消耗HNO3的物质的量可能是
A.1.00×10－3 mol B.1.60×10－3 mol
C.2.20×10－3 mol D.2.40×10－3 mol
(忽视NO2与N2O4的相互转化)
命题意图：考查学生对反应条件——浓度变化时产物种类变化的认识。属化学教学中要求具备的能力。
知识依托：Cu与浓、稀HNO3的反应。
错解分析：忽视了Cu与稀HNO3的反应，就会错选D；只运用Cu与稀HNO3反应解题，就会错选B。
解题思路：随着反应的进行，硝酸的浓度逐渐变小，产生的气体可能是纯净的NO2，也可能是NO2和NO的混合物。
n(Cu)=38.4 mg÷64.0 g·mol－1=0.600 mmol
n(g)=22.4 mL÷22.4 L·mol－1=1.00 mmol
这样，发生的反应可能是下列①一个，也可能是①②两个：
①Cu＋4HNO3(浓)====Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O
②3Cu＋8HNO3(稀)====3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O
于是，本题有以下多种解法。
方法1(极值法)：若产生的气体全部是NO2，由化学方程式①得：
n(HNO3)=4n(Cu)=0.600 mmol×4=2.40 mmol
n(NO2)=2n(Cu)=0.600 mmol×2=1.20 mmol
V(NO2)=1.20 mmol×22.4 L·mol－1=26.9 mL＞22.4 mL
可见，气体不全是NO2。
若产生的气体全部是NO，由化学方程式②得：
n(HNO3)=8/3n(Cu)=0.600 mmol×8/3=1.60 mmol
n(NO)=2/3n(Cu)=0.600 mmol×2/3=0.400 mmol
V(NO2)=0.400 mmol×22.4 L·mol－1=8.96 mL＜22.4 mL
由于气体是NO2和NO的混合物，8.96 mL＜V(g)＜26.9 mL，
所以1.60 mmol＜n(HNO3)＜2.40 mmol，
观察备选项可知答案。
方法2(守恒法)：根据反应前后N原子守恒和Cu原子守恒得：
n(HNO3)=n[Cu(NO3)2]×2＋n(NO2)＋n(NO) (N原子守恒)
=n(Cu)×2＋n(NO2)＋n (NO) (Cu原子守恒)
=0.600 mmol×2＋1.00 mmol
=2.20 mmol
方法3(写总反应方程式法)：设生成NO2的物质的量为x，则题设条件下的总反应为：
0.6Cu＋2.2HNO3====0.6Cu(NO3)2＋xNO2↑＋(1－x)NO↑＋1.1H2O
先写出反应物和生成物以及Cu、NO2和NO的化学计量数，再根据Cu原子守恒和N原子守恒得出Cu(NO3)2和HNO3的化学计量数，H2O的化学计量数可根据N原子守恒而得出(因与结果无关也可不算出)。
根据方程式及有效数字的运算规则，可知参加反应的HNO3物质的量为2.20 mmol。
方法4(平均分子式法)：设HNO3还原产物的平均分子式为NOx，则：
n(Cu)∶n(NOx)=0.600 mmol∶1.00 mmol=3∶5
Cu与HNO3的总反应方程式为：
3Cu＋11HNO3====3Cu(NO3)2＋5NOx↑＋？H2O
先写出反应物和生成物及Cu和NOx的化学计量数3和5，再根据Cu原子守恒和N原子守恒分别得出Cu(NO3)2和HNO3的化学计量数3和11，H2O的化学计量数因与结果无关可不算出，则：
n(HNO3)=11/3n(Cu)=0.600 mmol×11/3=2.20 mmol
答案：C
变式1：去掉备选项，将问题改为：求还原产物NO2和NO的物质的量之比，其他同例题，试解之。
解题思路：在前面“方法4”的基础上得到下式：
3Cu＋11HNO3====3Cu(NO3)2＋5NOx＋5.5H2O
根据O原子守恒得：
33=18＋5x＋5.5
x=1.9
即NOx为NO1.9。用十字交叉法：
V(NO2)∶V(NO)=9∶1
答案：9∶1
变式2：若例题条件下Cu与HNO3恰好完全反应，二者皆无剩余，欲求开始生成NO时HNO3溶液的浓度，还缺少的条件是________(用必要的文字和字母b表示)，开始生成NO时HNO3溶液的浓度为________(请写最后结果)。
解题思路：据变式1解题思路得：
V(NO2)=1.00 mmol×=0.900 mmol
V(NO)=0.100 mmol
生成NO消耗HNO3的物质的量可求：
8HNO3(稀)~2NO↑
8 2
n(HNO3) 0.100 mmol
n(HNO3)=0.400 mmol
欲求0.400 mmol HNO3的浓度，须知HNO3(aq)的体积——b：
c(HNO3)=
答案：开始生成NO时HNO3(aq)的体积b 4.00×10－4 mol/b
●锦囊妙计
当化学反应进行时，反应物不断被消耗。随反应的进行，反应物浓度不断改变，①有的会造成产物的不同。如，过量Cu放入少量浓HNO3中，开始生成的气体是NO2，后来生成的气体是NO；很稀的HNO3溶液与活泼金属反应还会有H2生成(非信息题可不考虑)。再如，过量活泼金属(如Zn)与少量浓H2SO4的反应，开始时生成的气体是SO2，后来生成的气体是H2。②有的反应不再发生。如，过量Cu与少量浓H2SO4的反应，随反应的进行，浓H2SO4变成了稀H2SO4，Cu与稀H2SO4不再发生反应。再如，过量MnO2与少量浓盐酸的反应，随反应的进行，浓盐酸变成稀盐酸，不再与MnO2发生氧化还原反应。③有些本来不能发生的反应，后来能够进行。如稀H2SO4溅在衣服上，水分蒸发后，变成浓H2SO4，也就能使布料脱水炭化。
●歼灭难点训练
1.(★★★)向50 mL 18 mol·L－1 H2SO4溶液中加入足量的铜片并加热，充分反应后，被还原H2SO4的物质的量( )
A.小于0.45 mol B.等于0.45 mol
C.在0.45 mol和0.90 mol之间 D.大于0.90 mol
2.(★★★★) 14.0 g铜银合金与足量某浓度的硝酸反应，将放出的气体与1.12 L(标准状况)氧气混合，通入水中恰好完全吸收，则合金中铜的质量为( )
A.9.6 g B.6.4 g C.3.2 g D.1.6 g
3. (★★★★)3.2 g 铜与过量硝酸(8 mol·Ｌ－1，30 ml)充分反应。硝酸的还原产物有NO2和NO，反应后溶液中所含H＋为a mol，则此时溶液中所含NO为________mol。
4.(★★★★★)使一定量锌与100 mL 18.5 mol·Ｌ－1浓H2SO4充分反应，锌完全溶解，同时生成标准状况下气体33.6 Ｌ。将反应后溶液稀释，测得其pH=1.0。
求：(1)生成气体的成分及体积(假设浓H2SO4与Zn反应还原产物只生成SO2)；
(2)锌的质量；
(3)开始生成H2时H2SO4的浓度(假设溶液体积无变化)。
附：参考答案
难点磁场
解析：题设条件下，发生的反应有：
Cu＋4HNO3(浓)====Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O
3Cu＋8HNO3(稀)====3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O
Ag＋2HNO3(浓)====AgNO3＋NO2↑＋H2O
3Ag＋4HNO3(稀)====3AgNO3＋NO↑＋2H2O
(1)n(被还原HNO3)=n(NO2)＋n(NO)==0.300 mol
(2)设合金中Cu和Ag的物质的量分别为x、y。则：
w(Ag)==0.36
答案：(1)0.30 mol (2)0.36
歼灭难点训练
1.A
2.提示：由题意知，Cu、Ag与HNO3反应所得还原产物与O2作用溶于水后又变为HNO3，因此可以认为Cu、Ag所失电子最终被O2而非HNO3所得。
设Cu、Ag物质的量分别为x、y，则：
解得：x=0.050 mol， m(Cu)=64 g·mol－1×0.050 mol=3.2 g
答案：C
3.提示：最后所得溶液中溶质分别是Cu(NO3)2和HNO3，依据N原子守恒得：
n(NO)=2n[Cu(NO3)2]＋n(HNO3)=2n(Cu2＋)＋n(H＋)
=2×＋a mol=(a＋0.10) mol
答案：(a＋0.10) mol
评注：在反应过程中HNO3有挥发，n(HNO3)－n(NO)=n(HNO3)－n(Cu)所得数值不准确。
4.提示：题设条件下发生如下反应：
Zn＋2H2SO4(浓)====ZnSO4＋SO2↑＋2H2O
Zn＋H2SO4(稀)====ZnSO4＋H2↑
答案：(1)生成SO2 6.7 L，生成H2 26.9 L
(2)97.5 g
(3)12.5 mol·L－1
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难点13 较难离子方程式的书写
某些离子方程式因受规定条件的限制，也就给书写带来了一定的困难，有的甚至很难写出。
●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。
1.将Al2(SO4)3(aq)逐滴滴入Ba(OH)2(aq)中，写出可发生反应的离子方程式。
(1)__________________________________；
(2)__________________________________；
(3)__________________________________(可不写满，也可补充)。
●案例探究
[例题]已知Br2水与FeCl2(aq)发生如下反应：
3Br2＋6FeCl2====4FeCl3＋2FeBr3
现将112 mL(标准状况)Cl2通入10.0 mL 1.0 mol·Ｌ－1的FeBr2(aq)中，写出发生反应的离子方程式__________________。
命题意图：考查学生离子方程式的书写及比较物质还原性强弱的能力。
知识依托：①物质氧化性(或还原性)强弱的比较。②Cl2的氧化性。③离子方程式的书写。
错解分析：不进行定量分析，误写出下列离子方程式：
2Fe2＋＋4Br－＋3Cl2====2Fe3＋＋2Br2＋6Cl－
不进行还原性比较，误写出下列离子方程式：
2Br－＋Cl2====2Cl－＋Br2
解题思路：通过题给反应可比较出Fe3＋与Br2的氧化性强弱(Br2强)，从而明确Cl2通入FeBr2(aq)中先与Fe2＋反应，若Cl2还有剩余再与Br－发生反应。
n(Cl2)＝＝5.00×10－3 mol
n(FeBr2)＝10.0×10－3 L×1.0 mol·Ｌ－1＝1.0×10－2 mol
这样，Fe2＋可失去1.0×10－2 mol的电子，而Cl2最多得1.0×10－2 mol的电子，得失电子应守恒，故Br－不失电子。
答案：2Fe2＋＋Cl2====2Fe3＋＋2Cl－
●锦囊妙计
较难离子方程式的书写要注意以下问题：
1.不是以自由移动离子参加反应的，不能写成离子的形式，包括难溶于水的强电解质、所有弱电解质和非电解质，都必须写成化学式的形式；这里特别需要指出的是某些易溶于水的强电解质，若没电离成自由移动的离子，也不能写成离子的形式，中学阶段常见的有：
①Cl2通入石灰乳中；
②用NaCl(或萤石)和浓H2SO4制取HCl(或HF)；
③加热NH4Cl和Ca(OH)2的混合物制取NH3。
2.离子方程式不仅遵循质量守恒定律，还遵循电荷守恒规律。水解相互促进离子方程式的配平，可先进行电荷守恒配平。
3.原电池和电解池两极上的电极反应式叠加不一定是电池总反应的离子方程式。
4.多离子溶液中，离子得失电子的能力也是应该注意的。如得电子能力：Br2＞Fe3＋＞I2。
●歼灭难点训练
1.(★★★)完成下列反应的离子方程式。
(1)将NaAlO2(aq)和AlCl3(aq)混合： (水解相互促进，反应进行到底，下同)；
(2)将10.00 mL 0.10 mol·L－1的NaHCO3(aq)与5.00 mL 0.10 mol·L－1的KAl(SO4)3(aq)混合： 。
2.(★★★★)(1)向NaHSO4(aq)中，逐滴加入Ba(OH)2(aq)至中性，写出发生反应的离子方程式_______________。
(2)在以上中性溶液中，继续滴加Ba(OH)2(aq)，请写出此步反应的离子方程式_______________。
3.(★★★★)已知还原能力：I－＞Fe2＋＞Br－，则：
(1)少量Cl2通入FeI2(aq)中，反应的离子方程式是 ；
(2)过量Cl2通入FeI2(aq)中，反应的离子方程式是 ；
(3)将1.2 mol Cl2通入含有FeI2 1.0 mol的水溶液中： 。
4.(★★★★★)铝铵矾[NH4Al(SO4)2·12H2O]是一种重要的工业原料，将它溶于水配成溶液，然后逐滴滴入NaOH(aq)，已知：NH＋AlO＋H2O====Al(OH)3↓＋NH3↑，写出先后发生反应的离子方程式：
(1) ，
(2) ，
(3)NH3·H2ONH3↑＋H2O，
(4) 。
附：参考答案
难点磁场
提示：(1)开始滴入Al2(SO4)3(aq)，Al2(SO4)3不足，Ba(OH)2过量，Ba2＋完全转化为BaSO4↓，Al3＋完全转化为AlO
2Al3＋＋3SO＋3Ba2＋＋8OH－====3BaSO4↓＋2AlO＋4H2O
该反应持续至OH－消耗完毕，溶液中含有的阳离子是Ba2＋，阴离子是AlO，即为Ba(AlO2)2(aq)。
(2)继续滴入Al2(SO4)3(aq)，发生下列反应：
12H2O＋2Al3＋＋3SO＋6AlO＋3Ba2＋====3BaSO4↓＋8Al(OH)3↓
因为Al3＋与AlO水解相互促进，所以有H2O参加反应。
答案：(1)2Al3＋＋3SO＋3Ba2＋＋8OH－====3BaSO4↓＋2AlO＋4H2O
(2)12H2O＋2Al3＋＋3SO＋6AlO＋3Ba2＋====3BaSO4↓＋8Al(OH)3↓
歼灭难点训练
1.提示：先根据电荷守恒配平。
答案：(1)3AlO＋Al3＋＋6H2O==== 4Al(OH)3↓
(2)3HCO＋Al3＋====Al(OH)3↓＋3CO2↑
2.提示：(1)Na＋不参加反应，溶液呈中性时，HSO中的H＋与Ba(OH)2中的OH－皆无剩余：2HSO＋Ba2＋＋2OH－====2H2O＋BaSO4↓＋SO，或2H＋＋SO＋Ba2＋＋2OH－====2H2O＋BaSO4↓。
(2)上面所得中性溶液，实为Na2SO4(aq)，继续滴入Ba(OH)2(aq)发生以下反应：Ba2＋＋SO==== BaSO4↓。
答案：(1)2H＋＋SO＋Ba2＋＋2OH－====2H2O＋BaSO4↓
(2)Ba2＋＋SO====BaSO4↓
3.提示：还原性强的，首先要失电子，故(1)中只有I－失电子；而(2)中I－和Fe2＋都失电子，二者全部被氧化；(3)中I－全部被氧化，Fe2＋部分被氧化：
n(氧化I－的Cl2)=n(I－)=1.0 mol
n(氧化Fe2＋的Cl2)=n总(Cl2)－n(氧化I－的Cl2)=0.2 mol
n(被氧化的Fe2＋)=0.4 mol
n反(I－)∶n反(Fe3＋)∶n反(Cl2)=2.0 mol∶0.4 mol∶1.2 mol=5∶1∶3。
据此，可写出离子方程式。
答案：(1)2I－＋Cl2====2Cl－＋I2
(2)2Fe2＋＋4I－＋3Cl2====6Cl－＋2Fe3＋＋2I2
(3)2Fe2＋＋10I－＋6Cl2====2Fe3＋＋5I2＋12Cl－
4.提示：先比较NH与Al3＋结合OH－的能力：若NH先与OH－结合，则生成的NH3· H2O还是能与Al3＋结合释出NH，故结合OH－的先后顺序为：先Al3＋后NH。
再分析Al(OH)3与NH结合OH－的能力：由于NH3·H2O不能溶解Al(OH)3，故NH先于Al(OH)3与OH－结合。NH完全变为NH3·H2O后，随滴加的进行，c(OH－)渐大，c(OH－)至一定程度，Al(OH)3沉淀开始溶解产生AlO：
Al(OH)3＋OH－====AlO＋2H2O
答案：(1)Al3＋＋3OH－====Al(OH)3↓
(2)NH＋OH－NH3·H2O
(4)Al(OH)3＋OH－====AlO＋2H2O
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难点17 溶液的pH
溶液的pH，教材内容较为简单，考题却有一定的难度。本篇的设置以高考难度为准。
●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25 ℃时向V mL pH=a的盐酸中，滴加pH=b的NaOH(aq)10 V mL时，溶液中Cl－的物质的量恰好等于Na＋的物质的量，则a＋b的值是
A.13 B.14 C.15 D.不能确定
●案例探究
[例题]常温下，将100.10 mL 0.0010 mol·L－1的NaOH(aq)与99.90 mL 0.0010 mol·L－1的HCl(aq)混合均匀，然后滴入2滴酚酞试液，试通过计算说明溶液的颜色。
命题意图：考查学生计算pH的能力。
知识依托：酸碱中和反应及pH的变色范围。
错解分析：只依据碱过量，而判定溶液变红色。殊不知，pH小于8.2的酚酞溶液呈无色，pH介于8.2~10.0之间的酚酞溶液呈浅红色，只有pH大于10.0的酚酞溶液才呈红色。
解题思路：本题是一个有关pH的计算题，不是一个简单的过量判断题。由于碱过量，所以须先算出混合溶液的c(OH－)，再求pH。
c混(OH－)=
=1.0×10－6 mol·L－1
pOH=6
pH=14－6=8
滴入酚酞试液，溶液呈无色。
答案：无色
●锦囊妙计
溶液稀释或混合时，pH的变化规律及求解方法
(1)强酸溶液，每稀释10倍，pH增加1，但所得值不能大于7；弱酸溶液，每稀释10倍，pH增加值小于1，所得值也不能大于7。
强碱溶液，每稀释10倍，pH减小1，但所得值不能小于7；弱碱溶液，每稀释10倍，pH减小值小于1，所得值也不能小于7。
(2)酸酸混合，先求c混(H＋)，再求pH。
(3)碱碱混合，先求c混(OH－)，再求c混(H＋)[或pOH]，最后求pH。
(4)酸碱混合，酸过量时，先求c混(H＋)，再求pH； 碱过量时，先求c混(OH－)，再转化为c混(H＋)，最后求pH。
●歼灭难点训练
1.(★★★)为更好地表示溶液的酸碱性，科学家提出了酸度(AG)的概念，AG=lg，则下列叙述正确的是( )
A.中性溶液的AG=0
B.酸性溶液AG＜0
C.常温下0.1 mol·L－1氢氧化钠溶液的AG=12
D.常温下0.1 mol·L－1盐酸溶液的AG=12
2.(★★★★)在25℃时，分别用pH=9、pH=10的两种氨水中和同浓度、同体积的盐酸，消耗氨水的体积分别为V1和V2，则V1和V2的关系是( )
A.V1=10V2 B.V1＞10V2 C.V1＜10V2 D.V2＞10V1
3.(★★★★)弱酸HＹ溶液的pH=3.0，将其与等体积水混合后的pH范围是( )
A.3.0～3.3 B.3.3～3.5 C.3.5～4.0 D.3.7～4.3
4.(★★★★★)20℃时，若体积为Va，pH=a的某一元强酸与体积为Vb，pH=b的某一元强碱相混合，恰好中和，且已知Va＜Vb和a=0.5b，请填写下列空白：
(1)a值可否等于3(填“可”或“否”)_______，其理由是__________________。
(2)a值可否等于5(填“可”或“否”)_______，其理由是__________________。
(3)a的取值范围是_____________。
附：参考答案
难点磁场
解析：根据电荷守恒，反应后的溶液中：
c(Na＋)＋c(H＋)=c(OH－)＋c(Cl－)
由于c(Na＋)=c(Cl－)
所以：c(OH－)=c(H＋)
即酸所提供的n(H＋)等于碱所提供的n(OH－)：
10－a mol·L－1×V mL=10b－14 mol·L－1×10V mL
解得：a＋b=13。
答案：A
歼灭难点训练
1.AD
2.解析：因为pH1=9，所以c1(OH－)=10－5 mol·L－1；因为pH2=10，所以c2(OH－)=10－4　mol·L－1
根据题意得：c1(NH3·H2O)V1=c2(NH3·H2O)V2
由于弱电解质浓度越大，电离程度越小，则＞10，即V1＞10V2。
答案：B
3.解析：(虚拟法)：虚拟HY为强酸，则将其与等体积水混合后
c(H＋)=×10－3 mol·L－1 pH=3＋lg2=3.3
事实上HY为弱酸，随着水的加入，还会有部分H＋电离出来，故
c(H＋)＞×10－3 mol·L－1 pH＜3.3
答案：A
4.解析：(1)若a=3，则由a=0.5b推知b=6，这与pH=6的溶液是强碱溶液相矛盾，故答案为：否。
(2)若a=5，则ca(H＋)=10－5 mol·L－1
再由a=0.5b推知b=10，则cb(H＋)=10－10 mol·L－1，cb(OH－)=10－4 mol·L－1
由于酸碱相混恰好中和，所以
Va·ca(H＋)=Vb·cb(OH－)
=10＞1
这与题意Va＜Vb不符，故答案仍为：否。
(3)由题意知，Va·ca(H＋)=Vb·cb(OH－)，则
=10a＋b－14
因为Va＜Vb即＜1，则
10a＋b－14＜1=100 a＋b－14＜0
将a=0.5b代入得：a＜
又因为pH=b=2a＞7(碱性溶液)
所以，a＞；
总之，。
答：(略)
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难点18 溶液的蒸干与浓缩
将溶液蒸干，不一定能得到溶液中的溶质。究竟得到什么，要受水解平衡等条件的限制。
●难点磁场
请试做以下题目，然后自我界定学习本篇是否需要。
1.加热蒸干Al2(SO4)3(aq)，得到的固体物质是 (写化学式)。
2.加热蒸干NaHCO3(aq)，得到的固体物质是 (写化学式)。
●案例探究
[例题]把AlCl3(aq)蒸干灼热，最后得到的固体产物是什么 (用化学方程式表示，并配以必要的文字说明) 。
命题意图：主要考查学生对蒸干条件下水解平衡移动的认识。
知识依托：强酸弱碱盐的水解及HCl的挥发性。
错解分析：忽视了AlCl3的水解，认为得到AlCl3；忽视了题干中的“灼烧”二字，认为得到Al(OH)3。文字表述能力差，也是失分的一个主要因素。
解题思路：先写出AlCl3的水解方程式。再根据水解反应吸热判定受热条件下AlCl3水解平衡移动的方向，并判定H2O、HCl谁更易逸入空气。最后根据弱碱不稳定，可知灼烧产物是Al2O3。
答案：AlCl3(aq)中存在下列水解平衡：
AlCl3＋3H2OAl(OH)3＋3HCl
正反应是一个吸热反应，受热平衡向正反应方向移动。蒸干过程中，HCl比H2O更易逸出，HCl的逸出，使得AlCl3的水解加剧，生成Al(OH)3沉淀；同时，也有部分Al(OH)3发生了分解反应。灼烧所得固体时，Al(OH)3全部分解：
Al(OH)3Al2O3＋3H2O↑
最后所得固体为Al2O3。
评注：只是蒸干AlCl3(aq)，将得到Al(OH)3和Al2O3的混合物；蒸干并灼烧时只得到Al2O3固体。
●锦囊妙计
水解平衡，遵循勒夏特列原理，不同溶液的蒸干，具有一定规律。
1.强碱强酸盐不水解，加热蒸发其水溶液得其固体。
2.弱碱与易挥发性酸形成的盐，水解生成易挥发性酸，加热蒸发其水溶液有碱生成；若碱难溶解，则生成沉淀；若碱易挥发，则逸出气体。
3.弱碱与难挥发性酸生成的盐，水解生成难挥发性酸，若碱不挥发，则加热蒸发其水溶液得其盐的晶体。
4.多元弱酸的正盐，不论弱酸是不是易挥发，蒸干其水溶液，都得到原来的溶质，只要阳离子水解，产物不易挥发。
5.易挥发性弱酸的酸式盐，加热蒸干得其正盐，只要阳离子水解产物不挥发。
6.易被氧化的盐，加热蒸干过程中，盐被O2氧化。
●歼灭难点训练
1.(★★★)把FeCl3(aq)蒸干灼烧，最后得到的固体产物是( )
A.无水三氯化铁 B.氢氧化铁
C.氧化亚铁 D.三氧化二铁
2.(★★★)把Na2SO3(aq)蒸干，最后所得固体是( )
A.亚硫酸钠 B.硫酸钠
C.氢氧化钠 D.碳酸钠
3.(★★★★)把含有HCl和H2SO4各18 mmol的混合酸 100 mL，加热浓缩至1 mL，最后剩余液体是___________，其物质的量浓度为___________。
4.(★★★★★)二战期间，丹麦科学家玻尔被迫离开被德军占领的祖国时，为了表明一定要返回祖国的决心，就把自己获得的金质诺贝尔奖章放在盛有王水的玻璃瓶中留了下来：
Au＋HNO3＋3HCl===AuCl3＋NO↑＋2H2O
玻尔走后，纳粹分子窜进他的实验室，那瓶溶有金质奖章的溶液就在纳粹眼皮底下，纳粹分子却一无所知，多么高明的隐藏奖章的方法啊!德军战败后，玻尔回到自己的实验室，他从溶液中提取出金，重新铸成了诺贝尔奖章，新奖章显得更加光彩夺目。则下面所列方法中，你认为不能从溶有黄金的王水中提取出金的是________。
A.用铁置换 B.电解其水溶液
C.先蒸发水分后灼烧固体 D.渗析或过滤
附：参考答案
难点磁场
1.解析：加热蒸发，虽然Al2(SO4)3的水解平衡向右移动：
Al2(SO4)3＋6H2O2Al(OH)3＋3H2SO4
但是H2SO4并不挥发。相反，由于水分的挥发，H2SO4浓度逐渐增大；这样，又将Al(OH)3溶解。所以最终得到Al2(SO4)3固体。
答案：Al2(SO4)3
2.答案：加热蒸发水分，下列水解平衡向右移动：
NaHCO3＋H2ONaOH＋H2CO3
H2CO3分解逸出CO2，平衡进一步向右移动，同时又有水分挥发，所以NaOH浓度增大。NaOH浓度大到一定程度，就会与未水解的NaHCO3发生下列反应：
NaHCO3＋NaOH====Na2CO3＋H2O
水分蒸发完毕，最终得Na2CO3固体。
答案：Na2CO3
歼灭难点训练
1.D
2.提示：蒸干过程中，Na2CO3被氧化：
2Na2SO3＋O2====2Na2SO4
答案：B
3.提示：液体加热浓缩至1 mL时，c(H2SO4)==18 mol·L－1，稀H2SO4(aq)变为浓H2SO4(aq)，使得受热过程中未随H2O(g)一同逸出的HCl也不能存在，因为浓H2SO4具有强吸水性。
答案：浓H2SO4(aq) 18 mol·L－1
4.解析：题给反应是一很重要的信息，它告诉我们黄金溶于过量的王水中，得到了HNO3、HCl和AuCl3的混合溶液。
A.用铁置换是可以的：3Fe＋2AuCl3====3FeCl2＋2Au
B.电解其水溶液也是可以的：阳极：2Cl－－2e－====Cl2↑阴极：Au3＋＋3e－====Au
C.先蒸发水分再灼烧固体也是可以的。水分蒸发后得AuCl3固体(酸性条件下蒸发，可不考虑AuCl3的水解)，由2AgCl2Ag＋Cl2↑，而Au不如银活泼推知，2AuCl32Au＋3Cl2↑。AuCl3(aq)蒸发水解加剧，可得Au(OH)3、Au2O3固体、灼烧Au(OH)3变为Au2O3，Au2O3变为Au和O2，前面我们可由AlCl3溶液蒸干而推知，后者我们可由HgO受热分解而推知。
D.渗析和过滤都无法将其分开
答案：D
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