對中學(xué)化學(xué)一些經(jīng)典試題答案的再探究

陳小梅

例11.00 mol·L-1的Na2S溶液中各種微粒的物質(zhì)的量濃度關(guān)系錯誤的是（ ）。

A.c（Na+）>c（HS-）>c（S2-）>c（H+）

B.c（Na+）>c（S2-）>c（HS-）>c（H+）

C.c（OH-）=c（H+）+c（HS-）+2c（H2S）

D.c（Na+）=c（S2-）+c（HS-）+c（H2S）

傳統(tǒng)答案：A、D。

傳統(tǒng)分析思路因為鹽的水解是部分水解，所以溶液中存在大量的S2-，應(yīng)該具備c（S2-）>c（HS-），c（S2-）>c（OH-）的結(jié)論，所以A選項錯誤，另外，根據(jù)質(zhì)子守恒，可得c（OH-）=

c（H+）+c（HS-）+2c（H2S），根據(jù)物料守恒可得

c（Na+）=2c（S2-）+2c（HS-）+2c（H2S），所以D選項錯誤。

錯誤探究比較電解質(zhì)溶液中各種微粒濃度的大小問題一直是中學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的難點之一，它涉及知識點較多且零碎，如不僅要考慮電離知識，還要考慮水解等反應(yīng)的影響，在比較各種微粒濃度的等式關(guān)系時，一般要從電荷守恒、物料守恒、質(zhì)子守恒等角度分析，而該試題所得出的傳統(tǒng)錯誤答案，其原因在于忽視了有些鹽的水解程度較大，在解答該類試題時又易犯想當(dāng)然性的錯誤。

定量探究Na2S的一級水解常數(shù)比二級水解常數(shù)大得多，達到水解平衡時，主要以第一步水解反應(yīng)為主，則此時我們可以得出1.00 mol·L-1的Na2S溶液中存在如下關(guān)系：

S2-+H2OHS-+OH-

Kh=KwKa2=1.00×10-141.20×10-15=8.33，Ka2為HS-的電離常數(shù)，

設(shè)達到水解平衡時，x=c（OH-）=c（HS-），所以有：x21.00-x=8.33，解答，得出x=0.902 mol·L-1，根據(jù)計算結(jié)果，顯然可以得出如下結(jié)論：c（OH-）>c（S2-），c（HS-）>c（S2-），這顯然與想當(dāng)然的結(jié)論截然不同！

正確答案：B、D。

例2不能用來鑒別Na2CO3和NaHCO3兩種白色固體的試驗操作是（ ）。

A.分別加熱這兩種固體物質(zhì)，并將生成的氣體通入澄清石灰水中

B.分別在兩種物質(zhì)的溶液中加入CaCl2溶液

C.分別在這兩種固體中加入同濃度的稀鹽酸

D.分別在這兩種物質(zhì)的溶液中，加入少量澄清石灰水

傳統(tǒng)答案：D

傳統(tǒng)分析思路A選項中，Na2CO3加熱不分解，而NaHCO3加熱易分解出CO2，所以選項A可以鑒別；B選項中，Na2CO3和CaCl2反應(yīng)有CaCO3白色沉淀，但NaHCO3溶液中CO2-3濃度極小，不和CaCl2反應(yīng)，沒有沉淀，所以也可以鑒別；C選項中，分別在這兩種固體中，加入同濃度的稀鹽酸，NaHCO3反應(yīng)的速度比Na2CO3更快，所以可以鑒別；D選項中，兩者與澄清石灰水反應(yīng)都會有白色沉淀，所以不能鑒別。

錯誤探究在溶液中準(zhǔn)確判斷能否生成沉淀關(guān)鍵是根據(jù)濃度商規(guī)則推斷，不是“想當(dāng)然”。

一般情況下，容易這樣認為，兩種鹽溶液混合后，會發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)，若是碳酸鹽溶液，生成CaCO3白色沉淀，若是NaHCO3溶液，則一定不會生成CaCO3白色沉淀！該試題的錯誤根源在于忽視了NaHCO3溶液中CO2-3濃度的相對大小，

若根據(jù)溶度積規(guī)則進行計算，結(jié)果會出現(xiàn)出乎意料的結(jié)果。

下面從定量角度分析加入CaCl2 或BaCl2 溶液真的能夠用于Na2CO3 、 NaHCO3 溶液的鑒別嗎？

定量探究假設(shè)取0.01 mol/L（較稀溶液）的NaHCO3 溶液10 mL，該溶液中CO2-3的濃度可以做如下計算。

HCO-3+H2OH2CO3+OH-

0.01-x x x

根據(jù)HCO-3的水解常數(shù)及其數(shù)學(xué)表達式，可得：Kh=x20.01-x

又由于HCO-3水解程度很小，所以0.01-x≈0.01，即：

Kh=x20.01-x≈x20.01=2.3×10-8

所以得出x=c（OH-）=1.52×10-5，此時溶液中氫離子濃度為：c（H+）=Kw/c（OH-）=1×10-14/1.52×10-5=0.658×10-9。

HCO-3H++CO2-3

0.01-y 0.658×10-9y

Ka=0.658×10-9y0.01-y

由于HCO-3電離程度較小，所以0.01-y≈0.01，根據(jù)其電離常數(shù)，可得：

Ka≈0.658×10-9y0.01 =5.61×10-11

所以y=c（CO2-3）=8.53×10-4

根據(jù)溶度積規(guī)則，向溶液中加入BaCl2、CaCl2，若要產(chǎn)生沉淀，則必須滿足：

c（Ba2+）c（CO2-3）≥Ksp（BaCO3）；c（Ca2+）c（CO2-3）≥Ksp（CaCO3）

再根據(jù)其Ksp的具體數(shù)據(jù)，可得：

（Ca2+）≥（4.96×10-9）/（8.53×10-4）=5.8×10-6

（Ba2+）≥（2.58×10-9）/（8.53×10-4）=3.02×10-6

顯然一般溶液中BaCl2 、CaCl2即使很稀時，也能夠使NaHCO3 溶液中產(chǎn)生沉淀。

所以，從理論上可以計算出，傳統(tǒng)答案中，認為“加入CaCl2或BaCl2試劑能夠用于Na2CO3、 NaHCO3溶液的鑒別”是個錯誤結(jié)論。

正確答案：B、D。

例3在一定體積的密閉容器中放入3 L氣體R和5 L氣體Q，在一定條件下發(fā)生反應(yīng)：

2R（g）+5Q（g）催化劑4X（g）+nY（g）

反應(yīng)完全后，容器溫度不變，混合氣體的壓強是原來的87.5%，則化學(xué)方程式中的n值是（）。

A.2 B.3 C.4 D.5

傳統(tǒng)答案：A

傳統(tǒng)分析思路根據(jù)題意，該化學(xué)反應(yīng)達到平衡后，氣體壓強變小，說明反應(yīng)后，氣體的總物質(zhì)的量一定變小，再依據(jù)該化學(xué)反應(yīng)方程式的特點，只有n的值為2，才符合題意，所以答案為A。

錯誤探究該高考試題設(shè)計巧妙，在所提供的四個選項中，唯有A選項符合題意，所以，學(xué)生容易借助解題的技巧，很輕松的得出唯一的一個答案，不過，細心的同學(xué)或許會進一步猜想，那如果n值為1，是否也符合題意呢？如果n=1也符合題意的話，那n=2則不是正確答案！該試題設(shè)計則不夠嚴謹，欠科學(xué)性。

定量探究假設(shè)該反應(yīng)達到平衡時，反應(yīng)物R的消耗量為2x L，則：

2R（g）+5Q（g）催化劑4X（g）+nY（g）

初始量（L） 3 5 0 0

轉(zhuǎn)化量（L） 2x 5x 4x nx

平衡量（L） 3-2x 5-5x 4x nx

根據(jù)題意，可得：（8-3x+nx）÷8=87.5%

化簡可得：（3-n）x=1

若n=1，則x=0.5；若n=2，則x=1。

顯然，當(dāng)n=1時符合事實，而當(dāng)n=2時，此時5-5x=0，反應(yīng)物Q已完全消耗完畢，這顯然不符合化學(xué)反應(yīng)限度的基本特點，所以可以得出，n值不應(yīng)該為2。

正確答案：無

（收稿日期：2015-21-10）