創設思維 妙解鹵素

山東 金三勝 孫 晶

創設思維 妙解鹵素

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

一、估算法

方法導引：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，根據以往的化學原理和經驗進行合理、科學的推斷，從而不經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，冷卻到室溫后得到液體產物的溶質質量分數是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

方法導引：結合題給條件，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值之間——換言之，混合物的兩個成分中的該物理量數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，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，平均結合1 mol Cl原子消耗合金的質量為25 g，而對應Na、Zn、Al、Fe、Mg、Ca、Cu的質量分別為 23 g、32.5 g、9 g、56/3 g、12 g、20 g、32 g。根據平均值的意義，選項中的兩種金屬結合1 mol Cl原子消耗金屬的質量若一種大于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

方法導引：差量法是根據化學反應前后的某些“差量”(如固體的質量差、溶液質量差、氣體體積差等)與反應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，反應后將溶液蒸干，得固體11.175克，則原混合物中含鉀的質量分數為________。

解析：將溶液蒸干后，Br2揮發，所得的固體是KCl。可利用差量法解題。

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量分數為0.15 mol×39 g·mol-1÷13.4 g=43.7%。

四、守恒法

方法導引：守恒法的建立就是以化學反應過程中存在的某些守恒關系如質量守恒、元素原子守恒、得失電子守恒等作為依據，尋找氧化還原反應中氧化劑與還原劑得失電子總數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。現將4.66 g BrCln溶于水后，通入足量SO2氣體發生如下反應：

再用堿將溶液調至中性后加入過量Ba(NO3)2溶液，充分反應后濾出沉淀物，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的量之比為16∶(1+3)=4∶1。

答案：D

3.質量守恒

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

( )

A.27.7% B.72.3%

C.70.6% D.29.4%

答案：B

五、類推法

方法導引：類推類的試題往往是在題干給出信息，而后在設問中通過物質的組成、性質、結構、規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，一定要結合物質自身的特殊性合理進行類比。

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

( )

A.與水反應可生成兩種酸

B.與氫氧化鉀溶液反應產物之一為KSCN

C.NaSCN與AgSCN受熱發生分解

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-)性質都與鹵素相似，所以可把硫氰看作鹵素氯元素，聯想Cl2及Cl-的性質類推可知，A、B、D正確。C選項中NaSCN與NaX性質相似，不易分解。

答案：C

六、區間討論法

方法導引：使用區間討論法需要根據題意寫出因反應物相對量不同而可能發生的化學反應方程式，并分別計算找出二者恰好完全反應時的特殊點，然后確定范圍、計算判斷。即以恰好完全反應的點為基準，討論大于、小于或等于的情況，從而劃出相應的區間，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。

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

(2)當固體剩余物質成分是NaCl時，V的取值范圍為________；

(3)當固體剩余物質成分是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、鹵素單質的氧化性以及相關的計算能力。解答本題的關鍵在于弄清反應的先后順序：氯氣首先置換出碘，然后才置換出溴。

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

(3)當固體剩余物質成分是NaCl和NaBr時，說明 0.2 mol NaI全部和氯氣發生置換反應，而NaBr有部分和氯氣發生置換反應，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、多步關系式法

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

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

( )

A.0.1 mol B.25.4 g

C.12.7 g D.0.05 mol

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

由上述反應關系可得如下一步計算關系式：

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

方法導引：化學中一些物質具有特征的顏色，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、氯化銀等許多物質為白色固體，牢記這些物質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根據下圖的轉化關系完成下列有關問題。

(1)寫出①的離子反應方程式:

。

寫出②的離子反應方程式:

。

(2)推出下列物質或溶液中溶質的化學式:E________；I________。

(3)在上述轉化過程中，判斷B、C、F、H氧化能力由弱到強的順序:

(寫化學式)。

山東省安丘市第二中學，山東省日照市莒縣第四中學)