高考化学(高考解题方法荟萃)冲刺押题系列 专题09 整体思维与终态分析

【母题1★★★】将1.92g Cu 投入到一定量的浓 HNO3 中，Cu 完全溶解，生成的气体越来越浅，共收集到标准状况下672mL气体。

将盛此气体的容器倒扣在水中，若可使容器中充满液体，通入标准状况下的氧气的体积为（）
A.168mL
B.336mL
C. 672mL
D. 33.6m L
【分析】浓 HNO3 将Cu氧化后自身被还原为低价氮的氧化物，而低价氮的氧化物又恰好被通入的氧气氧化，最后变成 HNO3 ，相当于在整个过程中HNO3的化合价未变，即1 .92 g Cu相当于被通入的氧气氧化。

由电子得失守恒知
1.92g
64g/mol
×2 =
V(O2)
22.4L/mol
×4 解之，V(O2)=0.336L 即通入336mLO2即可。

【解答】B
【点拨】按一般解法解此题较为复杂。

如果抛开细节，注意到它们间的反应都是氧化还原反应，把氧化剂和还原剂得失电子相等作为整体考虑，则可化繁为简。

【解题锦囊】思维的整体性包括了思维的广阔性和综合性。

整体思维是一种策略思维，其核心是将化学问题作为整体看待，抓住构成问题的各个因素与整体间的关系以及在整体中的作用，从整体变化中寻找变量和恒量，从整体上对有关信息进行变形、替代、转化等技术处理，拓展思维空间，简化解题过程，方便迅速解题。

思维能力是智力的核心，优秀的思维品质有多种特征，思维的整体性是其中一个重要方面。

总而言之，思维的整体性就是从问题的全局出发，整体驾驭信息，以抛开次要因素，抓住主要、实质因素，直接架起问题与结论的桥梁，简化问题的解决，如果能较好的掌握此类解题方法和养成思维习惯，能起到事半功倍的效果。

【衍生1★★★】有5.1g镁，铝合金，投入500ml 2mol/L盐酸溶液中，金属完全溶解后，再加入4 mol/L NaOH溶液，若要达到最大量的沉淀物质，加入的NaOH溶液的体积为
（）
A．300 ml B．250 ml C．200 ml D．100 ml
【解析】Mg 、Al 与HCl反应，生成Mg2+ 和Al3+，二者与NaOH反应，生成Mg(OH)2
和Al(OH)3，若要达到最大量的沉淀物质，此时溶液为NaCl溶液。

从反应的整体来观察，原溶液里的Cl- 和加入的Na+都不参加反应，最终生成NaCl，即，n(HCl)=n(NaOH)，即V(NaOH)= n(HCl)/ c(NaOH) = 2×0.5/4=250ml。

【答案】B
【点拨】确定最终溶液呈中性，为NaCl溶液，是解答本题的关键。

【衍生2★★★】向一定量Fe、Fe2O3的混合物中加入250m L2mol·L-1的HN O3溶液，反应完成后生成1.12LNO（标准状况），再向反应后溶液中加入1mol·L-1NaOH溶液，要使铁元素完全沉淀下来，所加入NaOH
溶液的体积最少是（ ）
A 、450mL
B 、500mL
C 、400ml
D 、不能确定
【解析】此题涉及多个反应，若全部写出化学方程式来计算显得十分繁琐，要使铁元素完全沉淀，但不能确定铁元素最终以Fe(OH)2或Fe(OH)3出现，HNO 3是否过量也不能确定，因而顺向求解比较困难。

要使铁元素恰好完全沉淀，最后溶液必为NaNO 3溶液，由原子守恒有n(NaOH)=n(NO 3—)=n(HNO 3)－n(NO)，即0.25L×2mol•L -1－0.05mol =V(NaOH)×1mol·L -1，所以V(NaOH)=0.45L=450mL 。

【答案】A
【点拨】忽略中间反应过程，运用终态寻求守恒关系，即可迅速求解。

【衍生3★★★】把a g 铁铝合金粉末溶于足量盐酸中，加入过量NaOH 溶液。

过滤出沉淀，经洗涤、干燥、灼烧得到红棕色粉末的质量仍为a g ，则原合金中铁的质量分数为（ ）
A ．70%
B ．52.4%
C ．47.6%
D ．30%
【解析】把铁铝合金粉末溶于足量盐酸中，生成了Al 3+和Fe 2+，再加入过量NaOH 溶液，Al 3+转化为AlO 2
-留在溶液中；Fe 2+生成F e (O H )2沉淀。

过滤后对沉淀进行灼烧得到红棕色粉末为被氧化和分解生成的Fe 2O 3。

根据始态合金与终态Fe 2O 3的质量相等，而铁在整个反应过程中守恒，所以合金中铝的量等于Fe 2O 3中氧的
量，即w(Fe)= ×100% =70%。

【答案】A
【点拨】纵观全题，发现合金中铝的量等于Fe 2O 3中氧的量，本题迎刃而解。

【衍生4★★★】足量铜与一定量浓硝酸反应得到硝酸铜溶液和NO 2、N 2O 4、NO 的混合气体，这些气体与1.68LO 2（标准状况）混合后通入水中，所有气体完全被水吸收生成硝酸。

若向所得硝酸铜溶液中加入5mol·L －1NaOH 溶液至Cu 2+
恰好完全沉淀，则消耗NaOH 溶液的体积是( )
A ．60mL
B ．45mL
C ．30mL
D ．15mL 【解析】根据题意可将题中的反应过程表示如下：
从中我们可以看出：在整个反应过程中失电子的物质为Cu ，而得电子的物质为O 2，HNO 3中的N 元素在整个过程中最终没有变价（即反应前与反应后的价态相同）。

因此利用氧化还原反应中得失电子守恒规律得出：
112 160
n(Cu)×2=n(O 2)×4，n(Cu)=2n(O 2)=14.2268.12-⋅⨯
mol L L =0.15mol 。

然后加氢氧化钠溶液时发生Cu 2+＋2OH －=Cu(OH)2↓，所以n(OH －)=2n(Cu 2+)，因此V(NaOH)=
1515.02)()(-⋅⨯=L mol mol NaOH c NaOH n =0.06L=60mL 。

【答案】A
【点拨】产生的NO 2、N 2O 4、NO 与1.68LO 2（混合后通入水中，所有气体完全被水吸收生成硝酸。

说明硝酸没有发生电子转移。