对中学化学一些经典试题答案的再探究

陈小梅

例11.00 mol·L-1的Na2S溶液中各种微粒的物质的量浓度关系错误的是（ ）。

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）

传统答案：A、D。

传统分析思路因为盐的水解是部分水解，所以溶液中存在大量的S2-，应该具备c（S2-）>c（HS-），c（S2-）>c（OH-）的结论，所以A选项错误，另外，根据质子守恒，可得c（OH-）=

c（H+）+c（HS-）+2c（H2S），根据物料守恒可得

c（Na+）=2c（S2-）+2c（HS-）+2c（H2S），所以D选项错误。

错误探究比较电解质溶液中各种微粒浓度的大小问题一直是中学生学习化学的难点之一，它涉及知识点较多且零碎，如不仅要考虑电离知识，还要考虑水解等反应的影响，在比较各种微粒浓度的等式关系时，一般要从电荷守恒、物料守恒、质子守恒等角度分析，而该试题所得出的传统错误答案，其原因在于忽视了有些盐的水解程度较大，在解答该类试题时又易犯想当然性的错误。

定量探究Na2S的一级水解常数比二级水解常数大得多，达到水解平衡时，主要以第一步水解反应为主，则此时我们可以得出1.00 mol·L-1的Na2S溶液中存在如下关系：

S2-+H2OHS-+OH-

Kh=KwKa2=1.00×10-141.20×10-15=8.33，Ka2为HS-的电离常数，

设达到水解平衡时，x=c（OH-）=c（HS-），所以有：x21.00-x=8.33，解答，得出x=0.902 mol·L-1，根据计算结果，显然可以得出如下结论：c（OH-）>c（S2-），c（HS-）>c（S2-），这显然与想当然的结论截然不同！

正确答案：B、D。

例2不能用来鉴别Na2CO3和NaHCO3两种白色固体的试验操作是（ ）。

A.分别加热这两种固体物质，并将生成的气体通入澄清石灰水中

B.分别在两种物质的溶液中加入CaCl2溶液

C.分别在这两种固体中加入同浓度的稀盐酸

D.分别在这两种物质的溶液中，加入少量澄清石灰水

传统答案：D

传统分析思路A选项中，Na2CO3加热不分解，而NaHCO3加热易分解出CO2，所以选项A可以鉴别；B选项中，Na2CO3和CaCl2反应有CaCO3白色沉淀，但NaHCO3溶液中CO2-3浓度极小，不和CaCl2反应，没有沉淀，所以也可以鉴别；C选项中，分别在这两种固体中，加入同浓度的稀盐酸，NaHCO3反应的速度比Na2CO3更快，所以可以鉴别；D选项中，两者与澄清石灰水反应都会有白色沉淀，所以不能鉴别。

错误探究在溶液中准确判断能否生成沉淀关键是根据浓度商规则推断，不是“想当然”。

一般情况下，容易这样认为，两种盐溶液混合后，会发生复分解反应，若是碳酸盐溶液，生成CaCO3白色沉淀，若是NaHCO3溶液，则一定不会生成CaCO3白色沉淀！该试题的错误根源在于忽视了NaHCO3溶液中CO2-3浓度的相对大小，

若根据溶度积规则进行计算，结果会出现出乎意料的结果。

下面从定量角度分析加入CaCl2 或BaCl2 溶液真的能够用于Na2CO3 、 NaHCO3 溶液的鉴别吗？

定量探究假设取0.01 mol/L（较稀溶液）的NaHCO3 溶液10 mL，该溶液中CO2-3的浓度可以做如下计算。

HCO-3+H2OH2CO3+OH-

0.01-x x x

根据HCO-3的水解常数及其数学表达式，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，此时溶液中氢离子浓度为：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电离程度较小，所以0.01-y≈0.01，根据其电离常数，可得：

Ka≈0.658×10-9y0.01 =5.61×10-11

所以y=c（CO2-3）=8.53×10-4

根据溶度积规则，向溶液中加入BaCl2、CaCl2，若要产生沉淀，则必须满足：

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

再根据其Ksp的具体数据，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

显然一般溶液中BaCl2 、CaCl2即使很稀时，也能够使NaHCO3 溶液中产生沉淀。

所以，从理论上可以计算出，传统答案中，认为“加入CaCl2或BaCl2试剂能够用于Na2CO3、 NaHCO3溶液的鉴别”是个错误结论。

正确答案：B、D。

例3在一定体积的密闭容器中放入3 L气体R和5 L气体Q，在一定条件下发生反应：

2R（g）+5Q（g）催化剂4X（g）+nY（g）

反应完全后，容器温度不变，混合气体的压强是原来的87.5%，则化学方程式中的n值是（）。

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

传统答案：A

传统分析思路根据题意，该化学反应达到平衡后，气体压强变小，说明反应后，气体的总物质的量一定变小，再依据该化学反应方程式的特点，只有n的值为2，才符合题意，所以答案为A。

错误探究该高考试题设计巧妙，在所提供的四个选项中，唯有A选项符合题意，所以，学生容易借助解题的技巧，很轻松的得出唯一的一个答案，不过，细心的同学或许会进一步猜想，那如果n值为1，是否也符合题意呢？如果n=1也符合题意的话，那n=2则不是正确答案！该试题设计则不够严谨，欠科学性。

定量探究假设该反应达到平衡时，反应物R的消耗量为2x L，则：

2R（g）+5Q（g）催化剂4X（g）+nY（g）

初始量（L） 3 5 0 0

转化量（L） 2x 5x 4x nx

平衡量（L） 3-2x 5-5x 4x nx

根据题意，可得：（8-3x+nx）÷8=87.5%

化简可得：（3-n）x=1

若n=1，则x=0.5；若n=2，则x=1。

显然，当n=1时符合事实，而当n=2时，此时5-5x=0，反应物Q已完全消耗完毕，这显然不符合化学反应限度的基本特点，所以可以得出，n值不应该为2。

正确答案：无

（收稿日期：2015-21-10）