定性与定量思想解决化学问题

1、定性与定量思想解决化学问题定性与定量思想是化学研究中通常用到的两种思想方法。不仅化学研究离不开这两种思想方法，而且社会研究、科学研究、教育研究、经济研究、管理研究等都离不开这两种思想方法，学会并熟练掌握这两种思想方法对学习、研究以及工作都有着及其重要的实用价值。       主要观点：定性分析是对研究对象进行“质”的分析，主要解决“有什么”或“是什么”的问题，常用文字语言描述。定量分析是对研究对象进行“量”的分析，主要解决“有多少”的问题，解决更为准确的定性问题，常用数学语言描述。定量思想是化学问题的本体特征，也是研究物质组

2、成、结构、变化等化学问题的基本思维方法。定性是定量的依据，定量是定性的具体化。定性与定量是相辅相成，既统一又互补，还可变通处理。如对某溶液酸碱性的描述和酸碱度的表达、物质溶解性的描述和溶解度的描述、化学方程式及其有关计算，等等，前者定性，后者定量，都是从定性和定量两个方面来对事物进行研究的。       一、定性与定量相结合       定性与定量相结合既是化学的重要思想，也是研究物质组成的重要方法。在解决物质组成推断的问题时，二者结合，灵活运用，效果最佳

3、。请看示例：        例1(2013·上海高考17)某溶液可能含有Cl、SO42、CO32、NH4+、Fe3+、Al3+和K+。取该溶液100mL，加入过量NaOH溶液，加热，得到0.02mol气体，同时产生红褐色沉淀；顾虑，洗涤，灼烧，得到1.6g固体；向上述滤液中加足量BaCl2溶液，得到4.66g不溶于盐酸的沉淀。由此可知原溶液中(   )       A至少存在5种离子  

4、     BCl一定存在，且c(Cl)0.4mL·L-1       CSO42、NH4+一定存在，Cl可能不存在       DCO32、Al3+一定不存在，K+可能存在       解析：离子推断属于定性分析，而有关离子的量的计算属于定量问题，这就必须综合应用定性与定量思想。存在何种离子由定性分析知：加碱生成气体为NH3，一

5、定存在NH4+；加碱生成红褐色沉淀为Fe(OH)3，一定存在Fe3+；Fe3+与CO32不共存，则没有CO32；加BaCl2生成不溶于盐酸的沉淀为BaSO4，一定存在SO42。显然，定性分析无法确证四个选项的正确与否。结合定量判断：由0.02mol气体NH3，知溶液中含有0.02mol NH4+，由1.6g固体Fe2O3求得溶液中含有0.02mol Fe3+，由4.66g沉淀BaSO4求得溶液中含有0.02mol SO42，由电荷守恒知溶液中一定存在0.04mol Cl。由于题设信息无法确证是否含有Al3+和K+，故c(Cl)0.4 mL·L-1。正确答案为B。  

6、;     现场体验：(2013·浙江高考26)氢能源是一种重要的清洁能源。现有两种可产生H2的化合物甲和乙。将6.00 g甲加热至完全分解，只得到一种短周期元素的金属单质和6.72 LH2(已折算成标准状况)。甲与水反应也能产生H2，同时还产生一种白色沉淀物，该白色沉淀可溶于NaOH溶液。化合物乙在催化剂存在下可分解得到H2和另一种单质气体丙，丙在标准状态下的密度为1.25g·L-1。请回答下列问题：       (1)甲的化学式是_；乙的电子式是_。&

7、#160;      (2)甲与水反应的化学方程式是_。       (3)气体丙与金属镁反应的产物是_(用化学式表示)。       (4)乙在加热条件下与CuO反应可生成Cu和气体丙，写出该反应的化学方程式_             _。  &#

8、160;    有人提出产物Cu中可能还含有Cu2O，请设计实验方案验证之_。(已知Cu2O+2H+=Cu+Cu2+H2O)       (5)甲与乙之间_(填“可能”或“不可能”)发生反应产生H2，判断理由是_                    _。   

9、;    提示：这是以定性与定量相结合推断物质的高考试题。由气体丙的密度为1.25g·L-1定量推测丙为N2；由乙分解得到H2和N2，定性分析乙为NH3或NH4H。由化合物甲与水反应生成的白色沉淀可溶于NaOH溶液，定性说明该沉淀可能是Al(OH)3，由6.00 g甲分解得到0.3 molH2和5.4 g金属单质可定量推断甲为AlH3。甲、乙受热分解反应分别为：2AlH3 2Al+3H2、2NH3 N2+3H2 或2NH4H N2+5H2，定性验证，推断结论成立。   

10、60;   答案：(1) AlH3           或        (2) AlH3+3H2O=Al(OH)3+3H2       (3)Mg3N2       (4)2NH3+3CuO 3Cu+N2+3H2O或2NH4H+

11、5CuO 5Cu+N2+5H2O       取少量反应产物，滴加足量稀硫酸，若溶液由无色变为蓝色，证明产物Cu中含有Cu2O；若溶液不变蓝色，证明产物Cu中不含Cu2O。       (5)可能   AlH3中含1价H，NH3或NH4H中含+1价H，可发生氧化还原反应产生H2。2AlH3+2NH3 =2Al+N2+3H2或2AlH3+2NH4H=2Al+N2+8H2   &#

12、160;   感悟：定性分析物质组成，如溶液中含有何种离子、混合气体中含有何种气体、是什么物质等，需要依据物质性质进行严密的逻辑推理。当定性描述不能确切到位时，定量推演则成为了准确推断物质组成不可缺少的手段，定量与定性不是相互完全独立的，而是相互补充的，谁也离不开谁。      专题强化训练：       1(2014·广东高考12)常温下，0.2mL·L-1一元酸HA与等浓度的NaOH溶液等体积混合后，所得溶液中部

13、分微粒组分及浓度如图5所示，下列说法正确的是(   )                  AHA是强酸       B该混合液pH=7       C图中x表示HA，Y表示OH，Z表示H+     &

14、#160; D该混合溶液中：c(A)+c(Y)=c(Na+)       2(2014·北京高考27) 碳、硫的含量影响钢铁性能。碳、硫含量的一种测定方法是将钢样中的碳、硫转化为气体，再用测碳、测硫装置进行测定。       (1)采用装置A，在高温下将x g钢样中的碳、硫转化为CO2、SO2。           &

15、#160;      气体a的成分是_。       若钢样中硫以FeS形式存在，A中反应：       3FeS+5O2 1_+3_。       (2)将气体a通入测硫装置中(如图)，采用滴定法测定硫的含量。         

16、         H2O2氧化SO2的化学方程式：_。       用NaOH溶液滴定生成的H2SO4，消耗zmLNaOH溶液。若消耗1mL NaOH溶液相当于硫的质量为y g，则该钢样中硫的质量分数：_。       (3)将气体a通入测碳装置中(如图)，采用重量法测定碳的含量。      

17、60;          气体a通过B和C的目的是_。       计算钢样中碳的质量分数，应测量的数据是_。       3有一无色气体(可能由O2、N2、CO2、HCl、NH3、H2、NO、NO2中的一种或几种组成)，体积为100mL。如图示通过浓硫酸的洗气瓶，发现气体体积减少到一半；通过球形干燥管后气体呈红棕色，再将该气体完全通入盛满水且倒立于水槽的试

18、管内，发现倒立于水槽的试管内的水位下降后又缓慢上升，最后试管内全部充满液体，由此判断：                   (1)球形干燥管内的固体是            ，反应方程式为        

19、60;     。       (2)原气体中一定有              ，其体积分别是               。     &#

20、160; (3)原气体中一定没有                          ，判断理由是                   。&#

21、160;      答案：1D       2(1)O2、SO2、CO2Fe3O4SO2       (2)H2O2+SO2=H2SO4       (3)排除SO2对CO2测定的干扰吸收CO2前、后吸收瓶的质量       3(1)Na2O2 &#

22、160; 2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2        (2)NH3、CO2、NO  50mL、30mL、20mL        (3)O2、HCl、NO2、H2、N2   无色气体，无NO2，NO与O2反应，无O2；NH3与HCl反应，无HCl；试管内无气体剩余，无H2、N2       二、

23、定性问题定量化       化学问题中，常有一类比较大小、强弱、快慢等问题，这些问题看似定性问题，没有一个很明确的数量界限，但实际上渗透着“量”的因素，要有“量”的意识，可以定量突破。请看示例：       例2(2012·四川高考10)常温下，下列溶液中的微粒浓度关系正确的是(  )       A新制氯水中加入固体NaOH：c(Na+)=c(Cl)+c(

24、ClO)+c(OH)       BpH=8.3的NaHCO3溶液：       c(Na+)>c(HCO3)>c(CO32)>c(H2CO3)       CpH=11的氨水与pH=3的盐酸等体积混合：       c(Cl)=c(NH4+) >c(OH)=c(H+)  &

25、#160;    D0.2mL·L-1CH3COOH溶液与0.1mL·L-1NaOH溶液等体积混合：       2c(H+)2c(OH)=c(CH3COO)c(CH3COOH)       解析：本题考查溶液中离子浓度的大小比较，是一道较综合的选择题。定性分析知氯水中加入NaOH发生反应生成NaCl、NaClO，不论何者过量，但溶液中均存在H+，由电荷守恒定量判断选项A左端少了c(H+)，故选项

26、A错。        NaHCO3溶液pH=8.3，定性暗示了溶液显碱性，c(OH)>c(H+)，即HCO3的水解程度大于HCO3的电离程度，HCO3+H2OH2CO3+OH，HCO3H+CO32，从两个平衡式中找定量关系，其中生成微粒之比均为11，可定量判断c(H2CO3)>c(CO32)，选项B错。结合水的电离，可定量判断NaHCO3溶液中存在：c(Na+)>c(HCO3)>c(OH)>c(H2CO3)>c(H+)>c(CO32)。   &

27、#160;   pH=11的氨水与pH=3的盐酸等体积混合，氨水过量，溶液中存在NH4Cl与氨水，氨水的电离程度大于NH4+的水解程度，溶液显碱性，可由NH3·H2ONH4+OH，NH4+H2O NH3·H2O+H+，定量判断该溶液中c(NH4+)>c(Cl)>c(OH)>c(H+)，选项C错。       0.2mL·L-1CH3COOH溶液与0.1mL·L-1NaOH溶液等体积混合，醋酸过量，溶液中存在物质的量比为11醋酸与

28、醋酸钠，由CH3COOH与CH3COO的质子守恒分别是：c(H+)=c(OH)+c(CH3COO)，c(H+)+c(CH3COOH)=c(OH)，定量分析知，2c(H+)+c(CH3COOH)=c(CH3COO)+2c(OH)，正确答案为D。       现场体验：(2014·杭州学军中学期考试题)化学学科中的电离平衡和水解平衡均符合勒沙特列原理。常温下，浓度均为0.1mol·L-1的5种溶液的pH如下表所示。请回答下列问题：     溶质 &#

29、160;CH3COONa   NaHCO3   Na2CO3    NaClO    NaCN        pH        8.8             

30、0; 9.7           11.6         10.3       11.1        上述盐溶液中的阴离子，结合质子能力最强的是       

31、0;。       根据表中数据判断，浓度均为0.01mol·L-1的下列4种物质的溶液中，酸性最强的是       (填编号)；将各溶液分别稀释100倍，pH变化最小的是    (填编号)。        AHCN      BHClO  

32、0;   CH2CO3       DCH3COOH          要增大氯水中HClO的浓度，可向氯水中加入少量的碳酸钠溶液，反应的离子方程式为                     

33、;                     。       提示与答案：由5种盐溶液的pH大小数值定量判断CO32水解程度最大，故CO32结合质子的能力最强。由5种盐溶液的pH大小定量判断相应酸的强弱顺序为CH3COOH> H2CO3>HClO>HCN，故酸性最强的是选项D，pH变化最小的是选项A。氯

34、水与碳酸钠溶液反应的离子方程式为：2Cl2+CO32+H2O=CO2+2Cl+2HClO       感悟：如果遇到难以定性分析的化学问题时，努力将定性问题转化为确定的量，借助于定量将定性问题简化，有了定量依据，定性问题变得具体、直观，即可做出理性的选择。      专题强化训练：       1(2014·江苏高考14) 25时，下列有关溶液中微粒的物质的量浓度关系正确的是( 

35、;  )       A0.1mL·L-1CH3COONa与0.1mL·L-1HCl溶液等体积混合：       c(Na+)c(Cl) >cCH3COO) >c(OH)       B0.1mL·L-1NH4Cl与0.1mL·L-1氨水等体积混合(pH>7)：    &

36、#160;  c(NH3·H2O) >c(NH4+) >c(Cl) >c(OH)       C0.1mL·L-1Na2CO3与0.1mL·L-1NaHCO3溶液等体积混合：       c(Na+)c(CO32)+c(HCO3)+c(H2CO3)       D0.1mL·L-1Na2C2O4与0.1mL&#

37、183;L-1HCl溶液等体积混合(H2C2O4为二元弱酸)：2c(C2O42)+c(HC2O4)+c(OH)c(Na+)+c(H+)       2(2014·安徽高考11)室温下，下列溶液中粒子浓度关系正确的是(   )       ANa2S溶液：c(Na+)>c(HS)>c(OH)>c(H2S)       BNa2C2O

38、4溶液：c(OH)=c(H+)+c(HC2O4)+2c(H2C2O4)       CNa2CO3溶液：c(Na+)+c(H+)=2c(CO32)+c(OH)       DCH3COONa和CaCl2混合溶液：       c(Na+)+c(Ca2+)=c(CH3COO)+c(CH3COOH)+2c(Cl)      

39、0;3(2013·上海高考21)一定条件下，将0.1LCO、0.2LCO2、0.1LNO、0.2LNO2和0.2LNH3混合，然后通过分别盛有足量蒸馏水、饱和碳酸氢钠溶液和氢氧化钠溶液的三个洗气瓶(洗气瓶排列顺序不确定)。假设气体通过每个洗气瓶都能充分反应则尾气(已干燥)(   )       A可能是单一气体           B不可能含有一氧化碳  &

40、#160;    C可能存在原气体中的两种气体   D成分和洗气瓶的排列顺序无关       答案：1AC     2B    3AC       三、定量问题定性化       对于定量问题往往需要通过计算借助于数学语言描述来完

41、成，但有时凭着直觉与经验，将定量问题进行定性化处理，会收到意想不到的效果。请看示例：       例325时，在pH=9的NaOH溶液和CH3COONa溶液中，设由水电离的OH浓度分别为m和n，则m和n的关系为(   )       Am>n     Bm=10-4n    Cn=10-4m   

42、60; Dm=n       解析：本题考查在碱和水解盐溶液中水电离出的OH浓度大小，要借助于pH=9与KW定量计算m与n，然后比较大小。可化为定性分析：NaOH是抑制水的电离，CH3COONa是促进水的电离，显然，由水电离的OH前者小，后者大，即m       现场体验： (2012·重庆高考11)向10mL0.1mol·L-1NH4Al(SO4)2溶液中，滴加等浓度Ba(OH)2溶液xmL，下列叙述正确的是(&#

43、160;  )       Ax=10时，溶液中有NH4+、Al3+、SO42，且c(NH4+)>c(Al3+)        Bx=10时，溶液中有NH4+、AlO2、SO42，且c(NH4+)>c(SO42)       Cx=30时，溶液中有Ba2+、AlO2、OH，且c(OH)2)     

44、;  Dx=30时，溶液中有Ba2+、Al3+、OH，且c(OH)=c(Ba2+)       提示与答案：由化学式NH4Al(SO4)2知溶液中有11的NH4+与Al3+，酸性强的Al3+先与Ba(OH)2溶液反应，若溶液中同时有NH4+、Al3+，必定c(NH4+)>c(Al3+)，选项A正确。由NH4+与AlO2不共存、Al3+与OH不共存定性分析选项B、D错。由反应NH4+OH=NH3·H2O，Al3+4OH=AlO2+2H2O知AlO2与过量的OH为 11，但AlO2的水解与NH

45、3·H2O的电离均产生OH，故c(OH)>c(AlO2)，选项C错。正确答案为A。       感悟：在实际处理化学问题时，有时将定量问题进行定性化处理，定性借助于变化趋势的描述，往往可以快速准确得到正确答案。      专题强化训练：       1(2010·安徽高考13)将0.01mol下列物质分别加入100mL蒸馏水中，恢复至室温，所得溶液中阴离子浓度的大小顺序是(溶液体积变化忽略不计)(   )Na2O2