创设思维 妙解卤素

山东 金三胜 孙 晶

创设思维 妙解卤素

在解答一些卤素题目时，能够根据不同的题目情境合理地创设思维方式，对我们解题思路的敏捷性、过程的简洁性和结果的准确性都大有裨益。下面介绍几种常用的思维方法，希望对同学们有所启发。

一、估算法

方法导引：估算法是解客观型计算题常用的思维方法，该方法其实就是在合理的前提下，根据以往的化学原理和经验进行合理、科学的推断，从而不经过计算而得到答案的方法。

例1在密闭容器中，有H2、O2、Cl2的混合气体，点燃后容器中的三种气体恰好完全反应，冷却到室温后得到液体产物的溶质质量分数是33.6%，则容器中原H2、O2、Cl2的体积比是

( )

A.2∶1∶1 B.9∶4∶1

C.4∶2∶2 D.9∶4∶3

答案：B

二、平均值法

方法导引：结合题给条件，可求出混合物中某个物理量的平均值，该值一定介于各成分的同一物理量数值之间——换言之，混合物的两个成分中的该物理量数值只有一个比平均值大，一个比平均值小，才能符合要求。

例2由两种金属组成的合金50 g与氯气反应，耗氯气71 g，则该合金的可能组成是

( )

A.Na、Zn B.Na、Al

C.Fe、Mg D.Ca、Cu

解析：由题意，平均结合1 mol Cl原子消耗合金的质量为25 g，而对应Na、Zn、Al、Fe、Mg、Ca、Cu的质量分别为 23 g、32.5 g、9 g、56/3 g、12 g、20 g、32 g。根据平均值的意义，选项中的两种金属结合1 mol Cl原子消耗金属的质量若一种大于25 g，一种小于25 g或都等于25 g，才符合题意。则AD符合题意。

答案：AD

三、差量法

方法导引：差量法是根据化学反应前后的某些“差量”(如固体的质量差、溶液质量差、气体体积差等)与反应物或生成物的变化量成正比而建立的一种解题方法。

例3将13.4克KCl和KBr的混合物，溶于水配成500 mL溶液，通入过量的Cl2，反应后将溶液蒸干，得固体11.175克，则原混合物中含钾的质量分数为________。

解析：将溶液蒸干后，Br2挥发，所得的固体是KCl。可利用差量法解题。

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

则原混合物中含钾的质量分数为0.15 mol×39 g·mol-1÷13.4 g=43.7%。

四、守恒法

方法导引：守恒法的建立就是以化学反应过程中存在的某些守恒关系如质量守恒、元素原子守恒、得失电子守恒等作为依据，寻找氧化还原反应中氧化剂与还原剂得失电子总数相等等作为解题的基本思路。

1.电荷守恒

例4不同的卤素原子之间可化合形成一系列化合物，这类化合物叫卤素互化物。现将4.66 g BrCln溶于水后，通入足量SO2气体发生如下反应：

再用碱将溶液调至中性后加入过量Ba(NO3)2溶液，充分反应后滤出沉淀物，再向滤液中加过量的AgNO3溶液，最后得15.46 g卤化银沉淀。

试确定BrCln中的n值。

解析：由题意知4.66 g BrCln全部转移到15.46 g 卤化银沉淀中，由电荷守恒知：

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

解得：n=3

答案：n=3

【另解】本题还可采用别的方法解答，如差量法：

BrCln～ (n+1)AgNO3

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

4.66 g 0.1 mol

2.电子守恒

( )

A.21∶5 B.11∶3

C.3∶1 D.4∶1

化合价共升高16，即共失去16e-

则应得到16e-，16Cl～16Cl-化合价降低1×16

而化合价升高被氧化，化合价降低被还原，所以被还原的氯元素与被氧化的氯元素的物质的量之比为16∶(1+3)=4∶1。

答案：D

3.质量守恒

例6向KI溶液中加入AgNO3溶液，直到刚好完全反应为止，所得溶液的质量恰好等于原碘化钾溶液的质量，则原AgNO3溶液中溶质的质量百分比浓度是

( )

A.27.7% B.72.3%

C.70.6% D.29.4%

答案：B

五、类推法

方法导引：类推类的试题往往是在题干给出信息，而后在设问中通过物质的组成、性质、结构、规律等作出合理的迁移和判断的方法。类比思维具有一定的局限性，千万不可进行机械类比，一定要结合物质自身的特殊性合理进行类比。

已知硫氰化学式为(SCN)2，其分子及阴离子(SCN-)的性质都与卤素相似。下列关于硫氰的叙述不正确的是

( )

A.与水反应可生成两种酸

B.与氢氧化钾溶液反应产物之一为KSCN

C.NaSCN与AgSCN受热发生分解

D.HSCN浓溶液与MnO2共热可生成(SCN)2

解析：因为(SCN)2及阴离子(SCN-)性质都与卤素相似，所以可把硫氰看作卤素氯元素，联想Cl2及Cl-的性质类推可知，A、B、D正确。C选项中NaSCN与NaX性质相似，不易分解。

答案：C

六、区间讨论法

方法导引：使用区间讨论法需要根据题意写出因反应物相对量不同而可能发生的化学反应方程式，并分别计算找出二者恰好完全反应时的特殊点，然后确定范围、计算判断。即以恰好完全反应的点为基准，讨论大于、小于或等于的情况，从而划出相应的区间，确定不同范围，进行相对计算的方法。

例8某NaBr、NaI混合液中，含NaBr 0.1 mol，NaI 0.2 mol。通入VL(标准状况)氯气后，将溶液蒸干并充分灼烧，得到固体剩余物质。

(1)当V的取值范围为0lt;Vlt;2.24 L时，固体剩余物质成分是________；

(2)当固体剩余物质成分是NaCl时，V的取值范围为________；

(3)当固体剩余物质成分是NaCl和NaBr时，V的取值范围为________。

解析：本题综合考查碘易升华的特性、卤素单质的氧化性以及相关的计算能力。解答本题的关键在于弄清反应的先后顺序：氯气首先置换出碘，然后才置换出溴。

(2)当固体剩余物质成分是NaCl时，说明0.1 mol NaBr和0.2 mol NaI都和氯气发生置换反应，则V≥3.36 L均可。

(3)当固体剩余物质成分是NaCl和NaBr时，说明 0.2 mol NaI全部和氯气发生置换反应，而NaBr有部分和氯气发生置换反应，则V的取值范围为2.24 L≤Vlt;3.36 L。

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

七、多步关系式法

方法导引：对于多步反应，可根据各种关系(主要是化学方程式，守恒等)，列出对应的关系式，快速地在要求的物质的数量与题目给出物质的数量之间建立定量关系，从而免除了涉及中间过程的大量运算，不但节约了运算时间，还避免了运算出错对计算结果的影响。

例9把11.7g食盐与足量浓硫酸、二氧化锰的混合物共热，充分反应后生成的气体通入足量的碘化钾溶液中，得到碘的质量是

( )

A.0.1 mol B.25.4 g

C.12.7 g D.0.05 mol

解析：本题包括多步反应的计算，如果一步一步计算，比较烦琐，可以通过观察反应，找出一步计算关系式，直接列比例计算。

由上述反应关系可得如下一步计算关系式：

2NaCl ～ Cl2～________I2

2×58.5 2×127

11.7 gm(I2)

m(I2)=25.4 g

答案：B

八、特征颜色法

方法导引：化学中一些物质具有特征的颜色，如通常情况下碳、二氧化锰、四氧化三铁、氧化铜为黑色固体，硫、过氧化钠为淡黄色固体，氯水为黄绿色溶液，溴水为橙色溶液，碘遇淀粉变蓝，高锰酸钾为紫色固体，硫酸钡、碳酸钙、氯化银等许多物质为白色固体，牢记这些物质的特征颜色对于解答推断题可以提高准确率和缩短解题时间。

例10根据下图的转化关系完成下列有关问题。

(1)写出①的离子反应方程式:

。

写出②的离子反应方程式:

。

(2)推出下列物质或溶液中溶质的化学式:E________；I________。

(3)在上述转化过程中，判断B、C、F、H氧化能力由弱到强的顺序:

(写化学式)。

山东省安丘市第二中学，山东省日照市莒县第四中学)