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例谈化学试题中隐含条件的类型
命题者为了更好地考查学生敏捷而严密的思维能力，常常在题干中设置一些隐含条件，若对试题中的文字表述不作深入剖析，很可能会使思路误入歧途，得出与实际不相符合的答案。如何挖掘试题中的隐含条件，提高学生的解题能力。本文就隐含条件的类型做些探讨。
一、隐含在实验仪器中
1.实验仪器量程的隐含 [例1] 实验室里需480 mL 1.0 mol.L-1 NaOH溶液,若用固体NaOH配制,则应称取NaOH的质量为( ). A.19.2 g B.20 g C.29.6 g D.39.2 g
解析:480 mL溶液中有NaOH 19.2 g,但实验室里无480 mL容量瓶,只能用500 mL容量瓶,故应称取20 g NaOH。
2.实验仪器精度的隐含 [例2](1996年上海高考题)准确量取25.00mL高锰酸钾溶液,可选用的仪器是( ). A.50 ml量筒 B.10 mL量筒 C.50 mL酸式滴定管 D.50 mL碱式滴定管
解析：量筒、滴定管均为量器，可量取液体体积，由于量筒的精确度不高，选择量筒不符合题意。滴定管的精确度符合要求，但碱式滴定管下端有一段内塞有玻璃珠的橡皮管，由于橡皮管易被高锰酸钾溶液腐蚀，故应选酸式滴定管（下端是一玻璃活塞），即选C。
3.实验仪器量程与精度的隐含 [例3]实验室用NaCl固体配制90 mL1 mol/L的NaCl溶液，应用托盘天平称取NaCl ( ). A. 5.265 g B.5.3 g C.5.85 g D.5.9 g
解析:若按已知数据计算，则需NaOH的质量为90x10-3Lx1mol/Lx40 g/mol=5.265 g,错选A,若考虑托盘天平的精确度，则错选B。因为实验室里无90 mL容量瓶,只能用100mL容量瓶,故需NaOH的质量为100x10-3Lx1 mol/Lx40 g/mol=5.85 g，再考虑托盘天平的精确度（0.1 g），故应称取5.9 g NaOH。,故正确答案为D。
二、隐含在实验操作中 [例4]实验室用氢气还原m g CuO,当大部分固体变红时,停止加热,冷却后,称得残留固体质量为n g,共用去氢气为w g,此时生成水的质量为( ). A.8/9(m-n)g B.9/8(m-n)g C.9/40wg D.9wg
解析：该题在题干中隐蔽一些几乎可以以假乱真的迷惑因素，既已知失氧的量又已知H2的消耗量，似乎有两个选项，这样析题时往往被表面现象所迷惑，而忽视了隐含的信息：实验室里用H2还原CuO消耗H2的量，包括排除空气、还原CuO、冷却灼热的Cu三部分。所以题目所给的共用w g H2并不是实际参加反应用去的H2，故不能用它来计算，它是个干扰数据。剔除后，采用差量法求得答案为B。
三、隐含在概念或规律中 [例5]下列叙述中正确的是( ). A、构成分子晶体的微粒一定含有共价键 B、由不同原子构成的纯净物一定是化合物 C、两种不同的酸溶液混合，溶液一定呈酸性 D、离子晶体也可以完全由非金属构成
解析：解答此题时若不能找出隐含在化学概念或规律中的特殊性，就易犯以偏概全的错误。（1）认为Cl2、CO2、H2SO4、CH3COOH等分子晶体中含有共价键。错选A。（2）认为NaCl、H2O等化合物是由不同原子构成的纯净物，错选B。（3）认为H2SO4与HCl、HNO3与H2SO3等混合，溶液呈酸性，错选C。认为NaCl、K2SO4等离子晶体由金属和非金属元素构成，不选D。正确思路：既把握规律共性，又抓规律的个性防止运用化学规律以偏概全，对于A、B例外的有He、Ne等稀有元素的单质不含共价键，由同位素的不同原子组成的纯净物（如：1H2H）则是单质；对于C，例外的有2H2S+H2SO4=2S↓+3H2O等；对于D，NH4Cl、NH4NO3等符合题意，故本题答案为D。
四、隐含在原理中 [例6]25℃时PH=7的(NH4)2SO4与NH3.H2O的混合溶液中NH4+与SO42—物质的量浓度之比是（ ）. A、等于2：1 B、大于2：1 C、小于2：1 D、无法判断
解析：不少学生认为NH3.H2O电离会产生NH4+，从而导致溶液中NH4+浓度增大，继而推断出c(NH4+)与c(SO42—)之比大于2：1。正确思路：打破旧知识的束缚，抓住问题的本质，因为混合溶液的pH=7，故c(H+)=c(OH—)；由电荷守恒原理有关系式：c(H+)+c( NH4+)=c(OH—)+2c(SO42—)，答案为A。
五、隐含在组成中 [例7]已知由NaHS、MgSO4、NaHSO3、MgS、NaHSO4组成的混合物中，硫元素的质量分数为a%，则混合物中氧元素的质量分数为（ ）. A.a% B.2a% C.1-1.75a% D.1-0.75a%
解析：混合物中有五种元素,计算时似乎束手无策。但若能抓住“Na、H合起来当Mg来考虑”这一组成中的隐含条件,问题就可简化。
n(Mg):n(S)=1:1, m(Mg):m(S)=3:4。
则m(Mg)%:m(S)%=3:4,m(Mg)%=(3a/4)%,即钠、氢、镁三元素总质量百分数为(3a/4)%=0.75a%,则氧元素质量分数为1-a%-0.75a%=1-1.75a%,选C。
六、隐含在物理性质中
1.物质的溶解性隐含
[例8]将等物质的量的SO2和H2S于常温下在定容的密闭容器中反应,待充分反应后恢复至常温,容器内的压强是原压强的( ). A.1/2 B.1/4 C.>1/4 D.<1/4
解析：根据题意先按反应中的物质的量找出标准,再分析可能的变化。SO2与H2S两气体反应按:SO2(g)+2H2S(g)==3S(s)+2H2O(l)进行,其比例为 V(SO2):V(H2S)=1:2时,气体的压强可视为0.按比例题意设SO2与H2S两气体的物质的量分别为2mol,反应后SO2剩余1mol,其物质的量是原来的1/4.同温同容下容器内气体的压强之比等于气体的物质的量之比。所以题中气体在反应前后的压强之比为4:1.若只分析到这一步时,思维会受阻,导致错误。但因常温下水溶解SO2的体积比为1:40,所以SO2有大量溶解,尚未溶解的气态SO2远不及原来气体体积比的1/4,故压强小于原来的1/4。
2.空气浮力的隐含 [例9]00C,1.013x105 Pa时用一只塑料袋做实验,所得数据为:塑料袋的质量为35.23 g,充满气体的体积为0.45 L。充满氧气后的质量为35.29 g,充满某气体后的质量为35.53 g。该气体的分子式为( ). A.CO B.CO2 C.C3H8 D.C4H10
解析：若根据阿佛加德罗定律推论:同温、同压、同体积的不同气体,其质量之比等于相对分子质量之比,应有:(35.29 g-35.23 g)/(35.53 g-35.23 g)=32/Mr,解之得:Mr=160.观察选项,没有式量为160的物质.错误出在哪里呢?化学原理和数学运算都无懈可击,仔细想来,题给条件下0.45 L氧气的质量m(O2)=32 g.mol-1x(0.45 L/22.4 L.mol-1)=0.64 g,为什么连同塑料袋只有35.29 g呢?相差0.58 g.此时便可挖掘出题中的隐含信息:充满气体的塑料袋受到了空气的浮力(即气体体积与空气密度的乘积),其大小为:0.45Lx(29 g.mol-1/22.4 L.mol-1)=0.58 g.同一气球在相同条件下充满不同气体所受的浮力是相等的.所以充满某气体的气球的实际质量应为:35.53 g+0.58 g=36.11g,气球中某气体的质量为:36.11 g-35.23 g=0.88 g再按思路可求得:0.64 g/0.88 g=32/Mr 解得:Mr=44 故正确答案为B和C。
3.密度大小的隐含 [例10](1998年上海市高考试题) 在100g浓度为18mol.L-1,密度为pg.cm-3的浓硫酸中加入一定量的水稀释成9mol.L-1的硫酸,则加水的体积为( ) A.小于100 mL B.等于100 mL C.大于100 mL D.等于100/pmL
解析：本题的条件设置比较抽象,不但给出浓硫酸的密度为字母,而且没有已知稀释后硫酸溶液的密度,受思维定势的影响,容易产生猜测心理而忽视逻辑推理步入误区。若根据硫酸稀释前后H2SO4的物质的量保持不变, 且硫酸溶液的密度随浓度的减小而减小计算求解,则容易得到正确答案。 设稀释后硫酸的密度为p1g.cm-3 ,则有p1<p,因为: (100 g/p g.cm-3)x18 mol.L-1=[(100 g+V水x1 g.cm-3)/p1]x9 mol.L-1 得: V水=(200p1/p)-100 因p>p1 则有:V水<100mL.答案应为A。
七、隐含在化学反应中
1.副反应的隐含
[例11]实验室里可用乙醇与浓H2SO4按1:3体积比共热制乙烯.要制得2.8 g乙烯,需乙醇的质量为( )
A.等于4.6 g B.小于4.6 g C.大于4.6 g D.大于或等于4.6 g
浓硫酸 解析：根据:C2H5OH
2C2H5OH
C2H5OH+2H2SO4
C2H5OH+6H2SO4
2.反应滴加顺序的隐含
[例12]在10 mL 0.01 mol.L-1的纯碱溶液中,不断搅拌并逐滴加入1.2 mL 0.05 mol.L-1盐酸,完全反应后在标准状况下生成CO2的体积为( ) A.1.344 mL B.2.240 mL C.0.672 mL D.0 mL
解析：Na2CO3与盐酸反应产生CO2的量与其操作顺序有密切关系。向盐酸中滴加Na2CO3溶液时，发生的反应为:Na2CO3+2HCl==2NaCl+CO2+H2O； 向Na2CO3溶液中滴加盐酸时，发生的反应为：
Na2CO3+HCl==NaCl+NaHCO3 ①
NaHCO3+HCl==NaCl+CO2+H2O ②
发生反应的过程是分步进行的，产生的CO2取决于按方程式①中n（Na2CO3）:n（HCl）=1:1进行反应后，HCl的剩余的量。很显然，根据不同的操作顺序、不同的计量系数，进行物质的量过量分析，才能以不足的一方来计算CO2的量。本题是向Na2CO3溶液中滴加盐酸。因 n（Na2CO3）=10-4mol>n（HCl）=6x10-5mol,盐酸与Na2CO3反应生成NaHCO3,盐酸的量都不足,故不可能再继续与生成的NaHCO3反应产生CO2,答案为选项D。
3.反应进程的隐含
[例13](1997年全国高考试题)向50 mL 18 mol.L-1H2SO4溶液中加入足量的铜片并加热.充分反应后,被还原的H2SO4的物质的量为( ) A.小于0.45 mol B.等于0.45 mol C.在0.45 mol和0.90 mol之间 D.大于0.90 mol
解析：题干中隐含了“反应进行过程中硫酸的浓度会逐渐变小”这一条件.若只考虑
Cu+2H2SO4(浓)==CuSO4+SO2+2H2O被还原的硫酸为参加反应的硫酸一半,即: 50x10-3Lx18 mol.L-1/2=0.45 mol.若将思路停留于此,解题陷入误区,导致错选B.事实上,随反应的进行,硫酸的浓度会逐渐变稀,当稀释到一定程度时,铜就不能与稀硫酸反应了,所以被还原的H2SO4的物质的量应小于0.45 mol.答案应选A。
4.化学反应方程式的隐含 [例14]在含有1 mol HNO3和2 mol H2SO4的混合稀溶液中,加入1.5 mol Cu,加热,充分反应后产生的气体体积在标准状况下约为( ) A.5.6 L B.11.2 L C.22.4 L D.44.8 L
解析：分析本题时，若认为Cu只与稀HNO3反应，根据化学方程式： 3Cu+8HNO3==3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O,可知Cu过量，计算得V(NO)=5.6 L,得出错误的答案A。导致失误的原因是:忽视了H2SO4中的H+、Cu(NO3)2中的NO3-组合成HNO3与Cu可发生反应这一隐含条件.因此该反应可用如下离子方程式表示: 3Cu + 8H+ + 2NO3-==3Cu2++2NO↑+4H2O 3mol 8mol 2mol 44.8L 1.5mol 5mol 1mol V
由计算可知,H+过量,Cu与NO3-完全反应,得NO的体积V=22.4 L,正确答案为C。
八、隐含在数据中 1.数据的隐蔽性隐含
[例15](1995年上海高考题) 纯净的碳酸氢钙试样在高温下分解,当剩余的固体质量为原试样质量一半时,碳酸氢钙的分解率是( ) A.50% B.75% C.92.7% D.100% 解析：初看起来,要计算碳酸氢钙的分解率,由于原试样的质量和已分解的试样质量均未知,一时竞束手无策.但仔细分析碳酸氢钙分解前后的质量变化可知:当Ca(HCO3)2完全分解时,剩余固体的质量应大于Ca(HCO3)2质量的一半,即: Ca(HCO3)2==CaCO3+H2O+CO2 162 100 100g>162x(1/2)g 这说明题中隐含着不仅Ca(HCO3)2完全分解了,而且还有部分生成的CaCO3分解了,Ca(HCO3)2的分解率应为100%,故选D。
2.数据的暗示性隐含
[例16]在容积为V L的密闭容器中盛有2LA(g)和1LB(g),一定条件下发生下列反应: 3A(g)+B(g) A.1 B.2 C.3 D.4
解析：本题若按常规解法求解，则显得繁琐，解题时若能挖掘出题中隐含条件：从正反应开始建立平衡后，混合气体总质量未变，而平均相对分子质量增大，这说明反应后，气体的物质的量减少了，即存在关系式：n+2<4,n<2,选A.无需计算可直接得解。
3.数据的迷惑性隐含 (1)虚设数据迷惑：即试题给出的数据是解题不必要的，把本属于概念判断型或规律应用型试题伪装成计算题，这是命题者精心设计的“陷阱”，意在声东击西，使答题者落入“圈套”。如想准确无误的越过障碍，必须能理清思路，化解迷惑，揭示本质。
[例17]将NaCl和NaBr混合物mg溶于水后，向所得溶液中通入足量Cl2，反应后将溶液蒸干得固体(m-2)g,则通Cl2前原溶液中Na+、Cl-、Br-的物质的量之比不可能为( ) A.4:3:1 B.3:3:1 C.3:2:1 D.3:1:2
解析：如果读题之后马上按已知数据列式计算，实际上陷入命题者设置的圈套。通过虚设数据，本题貌似计算题，实际上考查的是电荷守恒原理。即溶液中阳离子所带的正电荷等于阴离子所带的负电荷：n(Na+)=n(Cl-)+n(Br-),只有选项B不符合此关系。立即可得答案为B。 (2)多余数据迷惑：即试题给出的数据，既有必要数据，又有无用数据。无用数据的给出达到鱼目混珠的目的，常常对考生思维产生极大干扰作用。
[例18]有在空气中暴露过的KOH固体，经分析知其中含水7.62%、含K2CO3为2.38%,取此样品1 g,加入到3.65%的盐酸(密度为1 g.cm-3)46.0 mL中,过量的酸再用7.0%的KOH中和至中性,最后将其加热蒸发,所得固体的质量是( ) A.1.07 g B.3.43 g C.4.0 g D.4.5 g
解析：粗看起来,这是一道关于多步反应的化学计算题，且已知数据多，但仔细分析后会发现，有些数据是多余的，是命题者故意设置的干扰数据。
对计算题而言,最重要的是分析。即：简化题意，理清脉络，分析推进，顺序求解。先作分析如下：
故可判断最后所得固体成分是KCl。根据原子守恒，KCl的物质的量一定等于K+的物质的量，也一定等于Cl-的物质的量。过程中只有第一步操作中引入Cl-。 设最后所得KCl的质量为x，有关系式：HCl ~ KCl 36.5 74.5 1g.cm-3x46.0cm3x3.65% x
解得：x=3.43 g,答案选B。
(3)隐含数据迷惑：试题给出的数据比较隐晦不易为考生直接利用。考生必须具备洞察能力和创新能力，善于化暗为明，化曲为直。
[例19] 已知由丙烯酸(C3H4O2)与己烯(C6H12)组成的混合物中,氧元素的质量分数为A,则混合物中碳元素的质量分数为( ) A.11A/8 B.3A/8 C.(48-66A)/56 D.(48-45A)/56
解析：本题只给出了混合物中氧元素的质量分数A,而碳,氢元素的质量分数间又没有确定的关系,似乎很难求解.但若将丙烯酸(C3H4O2)等效变换为[(C2H4)(CO2)],则其中的(C2H4)与己烯(C6H12) 碳氢原子个数比为定值(C:H=1:2).
根据:CO2 ～ 2O,可求得其中CO2的质量分数为:11A/8, 则CO2中碳元素质量分数为(12/44)x(11A/8)=3A/8.
碳氢原子个数比为定值(C:H=1:2) 的部分:(C2H4)与己烯(C6H12)的质量分数为:(1-11A/8),则此部分组成中碳的质量分数为: 6(1-11A/8)/7.
故混合物中碳元素的质量分数为:3A/8+6(1-11A/8)/7=(48-45A)/56,选D.
(4)干扰数据迷惑：有些试题数据完整，若按部就班，则陷入了命题者设置的繁琐计算中，若能发现题干、选择项中某些特殊规律便能轻松作答。
[例20]在密闭容器中盛有H2、O2、Cl2的混合气体，通过电火花点燃，三种气体恰好完全反应，冷却至室温后，所得溶液的质量分数为25.26%,则容器中原有H2、O2、Cl2的分子个数比是( ). A.6:3:1 B.9:6:1 C.13:6:1 D.10:6:1
解析：容器内进行的反应为：2H2+O2===2H2O，H2+Cl2===2HCl;三种气体恰好完全反应,即: n(H2)=2n(O2)+n(Cl2)。观察选项，只有C符合。 |
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CH2=CH2
C2H5OC2H5+H2O
2SO2
nC(g)+2D(g)
