【題1】 2008年北京市高中學(xué)生化學(xué)競賽試題(高一)第八題（共10分）
Ag+和Cl-反應(yīng)，每次反應(yīng)生成的AgCl均有10%見光分解成單質(zhì)Ag和Cl2。Cl2又可在水溶液中歧化生成HClO3和HCl。形成的Cl-與剩余的Ag+ 作用生成AgCl，…。這樣循環(huán)往復(fù)直到反應(yīng)完全。
(1)請寫出上述各步反應(yīng)的化學(xué)方程式。(5分)
(2)現(xiàn)有含1.1mol?L-1的NaCl溶液，加入足量的AgNO3溶液，最后反應(yīng)可生成多少克Ag和AgCl的混合物，若溶液為1L，則H+ 濃度為多少？(5分)
【思路點撥之一】化學(xué)方程式是化學(xué)中的一種特殊語言，蘊含著許多信息，既有定性關(guān)系又有定量關(guān)系，是解決化學(xué)問題的重要條件，許多競賽題可以借助化學(xué)方程式直接解題。此題(1)問，依題意直接正確書寫有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式。而(2)問解題關(guān)鍵在于10%AgCl見光分解形成的Ag和AgCl的混合物是個循環(huán)過程，無法按照循環(huán)往復(fù)計算，要用整體思維的方法將AgCl分解的循環(huán)過程看作一個整體，利用(1)問書寫的方程式疊加得到一個總反應(yīng)式，然后依據(jù)總反應(yīng)式中的定量關(guān)系分別計算混合固體的質(zhì)量和溶液中的H+ 濃度。
【思路點撥之二】化學(xué)式中的定量組成或物質(zhì)變化過程中的微粒守恒往往是解決化學(xué)問題的突破口，許多競賽題可以借助化學(xué)式定量關(guān)系或微粒守恒關(guān)系通過轉(zhuǎn)換思維轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)學(xué)模型直接解題。此題題設(shè)的化學(xué)反應(yīng)無論怎樣進(jìn)行產(chǎn)物最終結(jié)果是反應(yīng)完全且得到混合固體AgCl和Ag，可知每次反應(yīng)生成的AgCl均有10%見光分解形成Ag，故混合固體中的AgCl和Ag的物質(zhì)的量之比必定滿足n(AgCl)∶n(Ag)=9∶1，根據(jù)Cl2在水溶液中歧化生成HClO3、HCl和電子守恒，可知HClO3和HCl的物質(zhì)的量之比必定滿足n(HCl)∶n(HClO3)=5∶1，有了以上比例關(guān)系，再由Cl原子守恒列恒等式可求出各量，從而求得混合固體的質(zhì)量。
【解】(1)Ag++Cl-==AgCl↓，2AgCl2Ag+Cl2，
3Cl2+3H2O==5HCl+HClO3
(2)方法一：有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式為①AgNO3+NaCl==AgCl↓+NaNO3，②2AgCl==2Ag+Cl2，③3Cl2+3H2O ==5HCl+HClO3；依據(jù)循環(huán)反應(yīng)原理知Cl2完全反應(yīng)，故②式的Cl2要乘以3倍與③式的Cl2消去，又有根據(jù)10%AgCl見光分解形成的Ag和AgCl，①式的AgCl要乘以60倍與②式的6AgCl消去，這樣，可得總反應(yīng)式：
60AgNO3+55NaCl+3H2O==6Ag+54AgCl+HClO3+55NaNO3+5HNO3
由此式中的定量關(guān)系可分別求得：n(Ag)=1.1mol×6/55=0.12mol，n(AgCl)= 1.1mol×54 /55=1.08mol，n(H+)=1.1mol×6/55=0.12mol，故m(Ag+AgCl)= 0.12mol×108g?mol-1+1.08mol×143.5g?mol -1=167.9g，c(H+)=0.12 mol?L-1。
方法二：根據(jù)n(AgCl)∶n(Ag)=9∶1，設(shè)AgCl的物質(zhì)的量為9xmol，Ag的為xmol，則AgCl分解產(chǎn)生的物質(zhì)的量Cl2的為x/2mol；根據(jù)n(HCl)∶n(HClO3)=5∶1，知n(HClO3)= x/6mol；根據(jù)Cl原子守恒，知9x+x/6=1.1，可求得x=0.12；9x=1.08，故m(Ag+ AgCl)=0.12 mol×108g?mol-1+1.08mol×143.5 g?mol -1=167.9g。
【題2】2009年北京市高中學(xué)生化學(xué)競賽試題(高一)第10題(10分)
在真空中將CuO和硫粉混合加熱可生成S2O和固體A，1mol CuO反應(yīng)電子轉(zhuǎn)移數(shù)為1mol。
(1)寫出上述反應(yīng)的化學(xué)方程式。(2分)
(2)若將S2Cl2與CuO加熱，在100～400℃時，也能生成S2O，試寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式。(2分)
(3)S2O在NaOH溶液中發(fā)生兩種歧化反應(yīng)，生成S2－、S2O42－、SO32－，請寫出這兩種歧化反應(yīng)的離子反應(yīng)方程式。(4分)
(4)S2O也能在水中發(fā)生歧化反應(yīng)，生成兩種酸(兩種酸酸性都不強(qiáng))，試寫出上述反應(yīng)的化學(xué)方程式。(2分)
【思路點撥】在正確書寫競賽題中的新化學(xué)方程式時，常用類比思維的方法，即自覺將所接觸的新物質(zhì)、新問題進(jìn)行歸類比較，根據(jù)同類物質(zhì)的性質(zhì)及遞變規(guī)律來認(rèn)識新物質(zhì)，找出物質(zhì)變化遵循的共同規(guī)律，利用“已知規(guī)律” 模仿同類問題的處理方法去解決“未知信息”。(1)問反應(yīng)的化學(xué)方程式可以類比氧化還原反應(yīng)規(guī)律來解決，CuO是氧化劑，還原劑S被氧化生成S2O，1mol CuO反應(yīng)電子轉(zhuǎn)移數(shù)為1mol，說明Cu元素從+2價變?yōu)?1價，還原產(chǎn)物固體A必是Cu2O。(2)問反應(yīng)的化學(xué)方程式可以類比復(fù)分解反應(yīng)規(guī)律來解決，S2Cl2生成S2O沒有發(fā)生元素化合價變化，顯然CuO只能通過交換成分生成CuCl2。(3)問或(4)問反應(yīng)是S2O分別在NaOH溶液中、水中發(fā)生歧化反應(yīng)，故有關(guān)反應(yīng)可以類比歧化反應(yīng)規(guī)律來解決，(3)問中兩種歧化反應(yīng)分別為S2O與NaOH生成硫元素價態(tài)一高一低的產(chǎn)物S2－與S2O42－以及S2－與SO32－，類比Cl2與NaOH反應(yīng)可寫出配平的離子方程式。(4)問中S2O與水的歧化反應(yīng)，生成兩種酸性都不強(qiáng)的酸，就不可能強(qiáng)酸H2SO4與中強(qiáng)酸H2SO3，依信息只能是H2S與H2S2O4兩種酸，類比Cl2與H2O反應(yīng)可寫出配平的化學(xué)方程式。
【答案】(1)2CuO+2S S2O+Cu2O
(2)S2Cl2+CuOS2O+CuCl2
(3)5S2O+14OH－==4S2－+3S2O42－+7H2O，
2S2O+8OH－==2S2－+2SO32－+4H2O
(4)5S2O+7H2O==4H2S+3H2S2O4
【題3】2010年北京市高中學(xué)生化學(xué)競賽試題(高一)第6題(9 分)
現(xiàn)有一份可能是由等物質(zhì)的量的Fe、Al、Cu、Mg、Na2SO4、BaCO3、MgCl2中幾種組成的固體混合物，對于此混合物做如下試驗。
(1)混合物中肯定存在的是___________；肯定不存在的是____。(3分)
(2)與生成沉淀(I)有關(guān)的離子方程式為：___________ 。(2分)
(3)向溶液(I)中加入足量的AgNO3后，發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是：____________ 。(2分)
(4)如溶液(III)的體積為0.20L，則使溶液(III)顯藍(lán)色的溶質(zhì)的最大濃度為_________ mol?L-1。(2分)
【思路點撥】這是一道既有定性分析又有定量計算的框圖推斷題，是高中化學(xué)競賽中的常見題型。解答思維方法常用正向思維和逆向思維，要根據(jù)已知條件通過猜測、驗證以及嚴(yán)密的邏輯推理得到正確結(jié)果。題設(shè)等物質(zhì)的量的七種可能物質(zhì)，加足量鹽酸得到沉淀(I)，結(jié)合(2)問信息“生成沉淀(I)”正向思維：必是溶于鹽酸的BaCO3轉(zhuǎn)化為不溶于鹽酸的BaSO4沉淀以及可能存在不溶于鹽酸的Cu，逆向思維：原混合物中可能含有BaCO3、Na2SO4或Cu；正向思維：加足量鹽酸產(chǎn)生的氣體1568ml(0.07mol)，通過足量的NaOH溶液后還剩余氣體1120ml(0.05mol)，說明混合氣體中一定含有CO2和H2，逆向思維：原混合物中含有0.02mol的 BaCO3以及Fe、Al、Mg等金屬中的若干種；正向思維：溶液(I)中加入足量的AgNO3，肯定與過量的鹽酸反應(yīng)生成沉淀(Ⅱ) AgCl和HNO3，逆向思維：由于此過程又有氣體生成，說明生成的HNO3要與還原性物質(zhì)反應(yīng)生成低價態(tài)的氮的氧化物，故溶液(I)中含有生成的FeCl2，則原混合物中一定含有Fe；正向思維：溶液(Ⅲ)顯藍(lán)色，必含Cu2+離子，逆向思維：沉淀(I)中一定有Cu，且分別與過量AgNO3溶液和生成Fe(NO3)3溶液在攪拌微熱條件下發(fā)生完全反應(yīng)，顯然要生成0.02molCu2+離子，白色沉淀(Ⅲ)為Ag；正向思維：0.05mol的H2由0.02molFe生成0.02mol，余下0.03molH2恰好由0.02molAl生成，推知原混合物中一定含有Al，不可能含有Mg。
【答案】(1) Fe、Al、Cu、Na2SO4、BaCO3； Mg
(2) BaCO3+SO42－+2H+ ==BaSO4↓+H2O+CO2↑
(3) AgNO3+HCl==AgCl↓+HNO3
3Fe(NO3)2+4HNO3==3Fe(NO3)3+NO↑+2H2O
(4 )0.10 mol?L-1
【題4】 2011年北京市高中學(xué)生化學(xué)競賽試題(高一)第1題(3)小題(3分) P4S3的結(jié)構(gòu)研究表明，該分子中沒有不飽和鍵，且各原子的最外層均達(dá)到了8電子結(jié)構(gòu)。在該分子中含有的共價鍵個數(shù)是( )
A．7個 B．8個 C．9個 D．10個
【思路點撥】這是一道考查物質(zhì)結(jié)構(gòu)的選擇題，由于不了解P4S3的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，給解題帶來不便，這在競賽題中是很常見的�？梢岳弥庇X思維的方法，即未經(jīng)充分邏輯推理的直觀性思維，用跳躍方式經(jīng)合理的猜測和設(shè)想后取捷徑解題。依題意只知P4S3中的各原子均為單鍵形式，可猜測P4S3類似于P4分子結(jié)構(gòu)有6個P—P共價鍵，由于S原子最外層均達(dá)到8電子結(jié)構(gòu)，則每個S原子必有2個鍵，這樣，可猜測由3個S原子嵌入P4分子結(jié)構(gòu)中而成，即結(jié)合成P—S—P的共價鍵，故3個S原子增加3個鍵，共有9個鍵，選項C正確。
【答案】C
【題5】 2012年北京市高中學(xué)生化學(xué)競賽試題(高一)第1題(4)小題(5分，略有改編) NaH是離子化合物，與H2O反應(yīng)，有氣體生成，現(xiàn)有NaH與Al粉的混合物m g投入足量水中，生成n g H2。則原混合物中Al粉的最大質(zhì)量可能為( )
A．(36n?3m)g B．(m?24/5 n)g
C．(2n?m)g D．(24 m?5n)g
【思路點撥】題設(shè)“原混合物中Al粉的最大質(zhì)量可能為多少”是個暗示，此題很有可能不是單選題，這類競賽題往往要求應(yīng)用發(fā)散思維的方法解題，即從不同方向去思索尋求多樣性的思維過程，注意求異創(chuàng)新，善用此法，有利于全方位析題、解題。m gNaH與Al粉的混合物投入足量水中沒有強(qiáng)調(diào)完全溶解，就有可能有三種情況：一是NaH與Al粉在水中恰好完全反應(yīng)，二是過量的NaH產(chǎn)生的NaOH將Al粉完全溶解，三是不足量的NaH產(chǎn)生的NaOH不能將Al粉完全溶解。此題所涉及的化學(xué)方程式為：NaH+H2O==NaOH+H2↑，2Al+ 2NaOH+ 2H2O==2NaAlO2+3H2↑，這是解題的定量依據(jù)，借此可利用聯(lián)立方程解題。設(shè)NaH的物質(zhì)的量為xmol，Al的物質(zhì)的量為ymol，第一種和第二兩種情況NaH與Al粉均是完全溶解，可列式：24x+27y=m，x+3/2 y=n/2，解得y=(12n?m)/9，即m(Al)=(36n?3m)g，選項A正確；第三種情況Al粉未完全溶解，可列式：24x+27y=m，x+3/2 x=n/2，解得y=( m?24/5 n)/27，即m(Al)= (m?24/5 n)g，選項B正確。
【答案】AB
【感悟】參加高中化學(xué)競賽的同學(xué)，既要注重基礎(chǔ)知識的落實，更要重視思維品質(zhì)的訓(xùn)練和能力的培養(yǎng)，尤其要全面掌握發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的思維方法，全面培養(yǎng)綜合素質(zhì)，力爭在競賽中取得好成績。
來源：人教網(wǎng)
本文來自：逍遙右腦記憶 http://www.yy-art.cn/gaoyi/274754.html
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