运用辩证的思想解决化学问题（四）

六、现象与本质的辩证关系

现象与本质的思想方法是化学学科特有的思想方法。化学是以实验为基础的科学，离不开化学实验。化学实验现象是物质发生变化的标志，其本质是物质发生了变化。现象与本质互相依存，不可分割。现象不能脱离本质，本质是现象的根据。本质也不能脱离现象，本质总是通过现象表现出来的。现象是可以直接认识的，是人们认识本质规律的向导，本质则只能间接地被认识，只有认识了现象，借助抽象思维，才能揭示物质的本质规律。现象不能够完全地反应本质，因为现象有真象和假象之分。在学习中，要学会观察化学实验现象，透过现象抓住本质，分析和解决化学问题就会得心应手。经化学学习常遇到物质推断问题，涉及到实验和实验现象，抓住物质的特征反应现象，正是解决这类问题的关键。

现象多变易逝，本质则相对稳定。如水有三态：气态、液态、固态，可成水蒸气，可成冰，可成蒸馏水，可成矿泉水，但它们都是水的表现或现象，其本质仍然是“H₂O”。

现象丰富生动，本质则单纯深刻。如液态水可成各种水溶液，有蓝色的硫酸铜溶液，有浅绿色的硫酸亚铁溶液，有黄色的硫酸铁溶液，有紫色的高锰酸钾溶液等等，但它们都是溶液的表象与现象，其本质仍然是“溶质+溶剂的分散系”。

现象是入门的向导，入门后要区别好真象与假象，避免被假象迷惑造成错觉，抓住真象的本质正确解决有关化学问题。如：已知NH₄CuSO₃与足量的2mol·L^-1硫酸溶液混合微热，产生下列现象：①有红色金属生成，②产生有刺激性气味的气体，③溶液呈现蓝色。据此判断下列说法正确的是(  )

A．反应中硫酸作氧化剂  

B．NH₄CuSO₃中硫元素被氧化

C．1mol NH₄CuSO₃完全反应转移0.5mol电子

D．有刺激性气味的气体是氨气

解析：如果只考虑表面现象不分析反应的本质，就很容易被假象迷惑而误选D等。根据现象①红色金属、②刺激性气味的气体、③蓝色溶液入门分析可知所对应的生成物分别是：Cu、SO₂、CuSO₄，显然，反应的本质是NH₄CuSO₃中的+1价Cu发生歧化反应，故有Cu和CuSO₄生成，而硫酸与SO₃^2－仅发生复分解反应生成SO₂气体。现象与反应本质接轨了，正确答案自然显露出了。选项A、B、D错，唯选项C正确。

现场体验：

(2013·浙江高考13)现有一瓶标签上注明为葡萄糖酸盐(钠、镁、钙、铁)的复合剂，某同学为了确认其成分，取部分制剂作为试液，设计并完成了如下实验：

已知：控制溶液pH=4时，Fe(OH)₃沉淀完全，Ca²⁺、Mg²⁺不沉淀。

该同学得出的结论正确的是(  )

A．根据现象1可推出该试液中含有Na⁺

B．根据现象2可推出该试液中并不含有葡萄糖酸根

C．根据现象3和4可推出该试液中含有Ca²⁺，但没有Mg²⁺

D．根据现象5可推出该试液中一定含有Fe²⁺

答案：D

【专题强化训练】

1．(2013·江苏高考3)下列依据相关实验得出的结论正确的是(   )

A．向某溶液中加入稀盐酸，产生的气体通入澄清石灰水，石灰水变浑浊，该溶液一定是碳酸盐溶液

B．用铂丝蘸取少量某溶液进行焰色反应，火焰呈黄色，该溶液一定是钠盐溶液

C．将某气体通入溴水中，溴水颜色褪去，该气体一定是乙烯

D．向某溶液中滴加KSCN 溶液，溶液不变色，滴加氯水后溶液显红色，该溶液中一定含Fe²⁺

2．(2012·浙江高考26)大气中SO₂和NOx是形成酸雨的主要物质。某地酸雨中可能含有下列离子：Na⁺、Mg²⁺、NH₄⁺、Cl^－、SO₃^2－、SO₄^2－、NO₃^－和NO₂^－等。某研究小组取该地一定量的酸雨，浓缩后将所得试液分成4份，进行如下实验：第一份酸化后滴加适量的淀粉KI溶液，呈蓝色；第二份滴加用盐酸酸化的BaCl₂溶液，有白色沉淀析出；第三份滴加NaOH溶液，加热，产生的气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝；第四份加入硝酸酸化的AgNO₃溶液，有沉淀产生，静置，在上层清液中滴加酸性KMnO₄溶液，不褪色。

已知：Ksp(Ag₂SO₄)=1.20×10^－5

请回答下列问题：

(1)该酸雨中肯定存在的离子有          ；肯定不存在的离子有    ，

说明其不存在的理由                     。

(2)写出试液中滴加淀粉KI溶液所发生反应的离子方程式            。

(3)设计实验方案，检验该试液中是否存在Cl^－                      。

(4)该研究小组为了探究NO参与的硫酸型酸雨的形成，在烧瓶中充入含有少量NO的SO₂气体，慢慢通入O₂，该过程中发生的化学反应有       、    ，再喷射适量蒸馏水即得硫酸型酸雨。说明NO的作用            。

3．(2011·浙江高考26)食盐中含有一定量的镁、铁等杂质，加碘盐中碘的损失主要是由于杂质、水分、空气中的氧气以及光照、受热而引起的。已知：氧化性：IO₃^－﹥Fe³⁺﹥I₂；还原性：S₂O₃^2－﹥I^－；

3I₂+6OH^－==IO₃^－+5I^－+3H₂O；KI+I₂  KI₃

(1)某学习小组对加碘盐进行如下实验：取一定量某加碘盐(可能含有KIO₃、KI、Mg²⁺、Fe³⁺)，用适量蒸馏水溶解，并加稀盐酸酸化，将所得溶液分为3份。第一份试液中滴加KSCN溶液后显红色；第二份试液中加足量KI固体，溶液显淡黄色，用CCl₄萃取，下层溶液显紫红色；第三份试液中加入适量KIO₃固体后，滴加淀粉试剂，溶液不变色。

①加KSCN溶液显红色，该红色物质是_________(用化学式表示)；CCl₄中显紫红色的物质是___________________(用电子式表示)。

②第二份试液中加入足量KI固体后，反应的离子方程式为_____________、

_________________________________。

(2)KI作为加碘剂的食盐在保存过程中，由于空气中氧气的作用，容易引起碘的损失。写出潮湿环境下KI与氧气反应的化学方程式              。

将I₂溶于KI溶液，在低温条件下，可制得KI₃·H₂O。该物质作为食盐加碘剂是否合适？______(填“是”或“否”)，并说明理由__________________。

(3)为了提高加碘盐(添加KI)的稳定性，可加稳定剂减少碘的损失。下列物质中有可能作为稳定剂的是___________________。

A．Na₂S₂O₃           B．AlCl ₃   C．Na₂CO₃          D．NaNO₂

(4)对含Fe²⁺较多的食盐(假设不含Fe³⁺)，可选用KI作为加碘剂。请设计实验方案，检验该加碘盐中的Fe²⁺_______________________。

答案：1．D

2．(1)SO₄^2－、NO₃^－、NH₄⁺；SO₃^2－、NO₂^－；SO₃^2－具有较强的还原性，酸性条件下，与NO₃^－不能共存。若有NO₂^－，能使酸性KMnO₄溶液褪色   

(2)6I^－+2NO₃^－+8H⁺==3I₂+2NO↑+4H₂O    

(3)取少量试液，滴加足量的Ba(NO₃)₂溶液，静置；取上层清液，滴加硝酸酸化的AgNO₃溶液，若有白色沉淀产生，则存在Cl^－

(4)2NO+O₂==2NO₂  NO₂+SO₂==SO₃+NO；催化剂

3．(1)①Fe(SCN)₃          

②IO₃^－+5I^－+6H⁺==3I₂+3H₂O   2Fe³⁺+2I^－==2Fe²⁺+I₂

(2)O₂+4I^－+2H₂O==2I₂+4KOH

否  KI₃在受热（或潮湿）条件下产生I₂和KI，KI被氧气氧化，I₂易升华。

(3)AC

(4)取足量该加碘盐溶于蒸馏水中，用盐酸酸化，滴加适量氧化剂（如：氯水、过氧化氢等），再滴加KSCN溶液，若显血红色，则该加碘盐中存在Fe^2+。

七、联系与发展的辩证关系

联系的观点和发展的观点是辩证思想的总特征。联系和发展的基本观点是：坚持联系的客观普遍性，反对用孤立的观点看待化学问题；坚持唯物辩证的发展观，反对用静止的观点看待化学问题。物质是变化的发展的，发展总是由低级到高级，永无止境的。在学习中，用联系和发展的观点理解化学变化与化学规律，

有其重要的意义。

1．要懂得用联系的观点分析、解决问题。

物质的变化常常是相互联系的，联系具有普遍性，又具有客观性，这就要求我们必须从客观事物的真实联系去把握物质的变化规律，去认识和处理相对复杂的化学问题。

例1．(2011·临沂模拟)用酒精灯加热蒸干下列物质的溶液然后灼烧，可以得到该物质固体的是(   )

A．AlCl₃    B．Na₂SO ₃    C．KMnO₄    D．Na₂CO₃

解析：本题四个选项同是正盐水溶液的加热蒸干后灼烧，但由于涉及的反应情况各不相同，分析问题时不能机械、孤立地进行，要联系各种反应规律来判断正盐溶液蒸干并灼烧时的产物。AlCl₃溶液中存在水解平衡，由于水解生成易挥发性酸HCl，加热时HCl从反应体系中脱离出来，使得水解平衡不断右移，当溶液蒸干时得到Al(OH) ₃固体，灼烧后得到的产物为Al₂O₃，故选项A不能得到原物质AlCl₃；Na₂SO₃ 与Na₂CO₃溶液中也存在水解平衡，但由于水解不生成易挥发性酸HCl，蒸干时一般得到原物质，灼烧Na₂SO₃ 与Na₂CO₃均不易分解；但又由于该实验均是暴露在空气中灼烧，具有较强还原性的Na₂SO₃易被空气中的氧气氧化生成Na₂SO₄；故选项B不能得到原物质，选项D可得到原物质；KMnO₄溶液中不存在水解平衡，但蒸干灼烧后发生分解得到锰酸钾、二氧化锰和氧气，选项C也不能得到原物质。正确答案为D。

2．要学会用发展的观点分析、解决问题。

用发展的观点来观察、分析、解决化学问题，就是要把物质间的反应看成一个既相互联系，又不断发展的动态过程，弄清楚物质在变化发展过程中的具体情况，抓住中心，把握关键，突出重点，妥善处理有关化学问题。

 例2．(2012·厦门集美模拟)在常温下，体积都为1L，pH都等于2的盐酸和醋酸溶液中，分别投入0.65g大小相同的锌粒，则下列各图符合客观事实的是(   )

    解析：本题既考查弱电解质的电离平衡，又考查对图像题的分析处理能力。由于电离平衡是个动态平衡，要避免静止地看待变化的化学问题。要用联系和发展的眼光看待反应过程中不断变化的三个问题：一是联系醋酸存在电离平衡知，等体积、等pH的醋酸与盐酸溶液，醋酸的浓度远大于盐酸，随反应进行醋酸的电离平衡被破坏，促使未反应的醋酸不断电离，不断补充了溶液中的H⁺，醋酸溶液中c(H⁺)减少幅度不大；而盐酸无法补充溶液中的H⁺，其c(H⁺)迅速减少；故pH相同的两酸起始c(H⁺)相同，反应进程中始终是醋酸的c(H⁺)大于盐酸的c(H⁺)，选项D错。pH都等于2，坐标起点应为2，选项A错。二是联系两酸与Zn发生的置换反应是一个放热过程．随反应的进行溶液温度在逐渐升高，初始阶段产生H₂的速率加快，且反应进行过程中始终是醋酸的反应速率大于盐酸的反应速率，选项B错。三是联系置换反应的化学计量数与三种反应物的变化量知，题设n(HCl)=0.01mol，n(Zn)=0.01mol，n(HAc)﹥0.01mol，盐酸不足，锌有剩余；醋酸过量，锌不剩，故醋酸与Zn产生的H₂多且快，选项C正确。正确答案为C。

现场体验：

某化学学习小组为研究HA、HB和MOH的酸碱性的相对强弱，设计以下实验：常温下，将pH=2的两种酸溶液HA、HB和pH=12的MOH碱溶液各1mL，分别加水稀释到1000 mL，其pH的变化与溶液体积的关系如图，根据所给的数据，请回答下列问题：

    (1)HA为_____酸，HB为_____酸(填“强”或“弱”)。

(2)若c=9，则稀释后的三种溶液中，由水电离的氢离子浓度的大小顺序为_____(用酸、碱化学式表示)；将稀释后的HA溶液和MOH溶液取等体积混合，则所得溶液中c(A^－)与c(M⁺)的大小关系为c(A^－)_____c(M⁺)(填“大于”、“小于”或“等于”)。

(3)常温下，取pH=2的HA、HB各100 mL，向其中分别加入适量的锌粒，反应后两溶液的pH均变为4，设HA中加入的Zn质量为m₁，HB中加入的Zn质量为m₂，则m₁_____m₂ (选填“﹤”、“=”或“﹥”)。

答案：(1)强   弱   (2)MOH=HA﹥HB   等于    (3)﹤

【专题强化训练】

1．(2013·江苏高考11)下列有关说法正确的是(   )

A．反应NH₃(g)+HCl(g)=NH₄Cl(s)在室温下可自发进行，则该反应的△H﹤0

B．电解法精炼铜时，以粗铜作阴极，纯铜作阳极

C．CH₃COOH 溶液加水稀释后，溶液中c(CH₃COOH)/c(CH₃COO^－)的值减小

D．Na₂CO₃溶液中加入少量Ca(OH)₂固体，CO₃^2－水解程度减小，溶液的pH减小

2．(2012·江苏高考9)下列表示对应化学反应的离子方程式正确的是(   )

A．用KIO₃氧化酸性溶液中的KI：5I^－+IO₃^－+3H₂O==3I₂+6OH^－

B．向NH₄HCO₃溶液中加过量NaOH溶液并加热：NH₄⁺+6OH^－  NH₃↑+H₂O

C．将过量二氧化硫气体入冷氨水中：SO₂+NH₃·H₂O==HSO₃^－+NH₄⁺

D．用稀硝酸洗涤试管内壁的银镜：Ag+2H⁺+NO₃^－==Ag⁺+NO↑+H₂O

3．(2011·全国高考26)0.80gCuSO₄·5H₂O样品受热脱水过程的热重曲线(样品质量随温度变化的曲线)如下图所示。

    

请回答下列问题：

(1)试确定200℃时固体物质的化学式______________(要求写出推断过程)。

(2)取270℃所得样品，于570℃灼烧得到的主要产物是黑色粉末和一种氧化性气体，该反应的化学方程式为______________。把该黑色粉末溶解于稀硫酸中，经浓缩、冷却，有晶体析出，该晶体的化学式为_______，其存在的最高温度是_________。

(3)上述氧化性气体与水反应生成一种化合物，该化合物的浓溶液与Cu在加热时发生反应的化学方程式为________________。

(4)在0.10 mol·L^-1硫酸铜溶液中加入氢氧化钠稀溶液充分搅拌，有浅蓝色氢氧化铜沉淀生成，当溶液的pH=8时，c(Cu²⁺)=___mol·L^-1(Kap[Cu(OH)₂]=2.2×10^-20)。若在0.1mol·L^-1硫酸铜溶液中通入过量H₂S气体，使Cu²⁺完全沉淀为CuS，此时溶液中的H⁺浓度是________ mol·L^-1。

答案： 1．AC     2．C

3．(1)CuSO₄·H₂O  

(2)CuSO₄ CuO+SO₃↑   CuSO₄·5H₂O     102℃

(3)Cu+2H₂SO₄ CuSO₄+2H₂O+SO₂↑

(4)2.2×10^-8   0.2

八、抽象与具体的辩证关系

抽象和具体是辩证思维的高级形式。对具体问题抽象理解，对抽象问题具体化，正是化学教学中培养学生辩证思维的好方法。抽象就是不具体，许多化学选择题给出的条件很抽象、很陌生，看似简单但容易出错。若将抽象的内容转化为符合题义的自己熟悉的具体元素化合物知识或原理或直观形象的信息，便可搭建抽象和具体之间的桥梁，就会达到通俗易懂、事半功倍的目的。这就是抽象问题具体化的思想，也是解决化学问题的策略化思想。以下着重例证抽象问题具体化的解题思想。

例1．两种短周期元素X、Y可组成化合物XY₃，当Y的原子序数为n时，X的原子序数可能为①n－4，②n+4，③n+8，④n－2，⑤n+6，其中正确的组合是(   )

A．只有①②       B．只有①②③         

C．只有①②⑤     D．①②③④⑤

解析：本题以短周期元素组成XY₃型化合物的形式来考查元素周期表的知识，同时考查发散思维能力，包容的信息量很大。采用具体的化学式来代替抽象的XY₃，即列出常规的化学式：BF₃、AlCl₃、AlF₃、SO₃等，由BF₃、AlCl₃知X的原子序数为n－4；由AlF₃得n+4；由SO₃得n+8；再发散求异，列举反常的化学式：NH₃，得n+6；类比推理同族PH₃、PCl₃、NCl₃等，由PCl₃得n－2；故①②③④⑤均为X可能的原子序数。正确答案为D。

感悟：为强化熟悉短周期元素及其组成的化合物，可将此题进行拓展变式训练：若将XY₃分别变形为XY₂、XY₄、X₂Y、X₂Y₃等形式，则X的原子序数分别可能有哪些？

例2．四种主族元素的离子_aX^m+、_bYⁿ⁺、_cZ^n-和_dR^m-(a、b、c、d为元素的原子序数)，它们具有相同的电子层结构，若m﹥n，则对下列叙述的判断正确的是(   )

①a-b=n-m   ②元素的原子序数a﹥b﹥c﹥d

③元素非金属性Z﹥R   ④最高价氧化物对应水化物的碱性X﹥Y

A．②③     B．③     C．①②③④     D．①②③

解析：本题是根据相同电子层结构的离子所带电荷数目的大小确定原子序数的大小，而后分析元素的性质。由于四种离子_aX^m+、_bYⁿ⁺、_cZ^n-和_dR^m-较为抽象，可用具体的离子符号Mg²⁺、Na⁺、F^-、O^2-代替，便于直观形象分析。12﹣11≠1﹣2，①不成立；原子序数12﹥11﹥9﹥8，②成立；非金属性F﹥O，③成立；最高价氧化物对应水化物的碱性Mg(OH)₂﹤NaOH，④不成立；选项A正确。

现场体验：

元素X、Y和Z可结合形成化合物XYZ₃；X、Y和Z的原子序数之和为26；Y和Z在同一周期。下列有关推测正确的是(   )

A．XYZ₃是一种可溶于水的酸，且X与Y可形成共价化合物XY

B．XYZ₃是一种微溶于水的盐，且X与Z可形成离子化合物XZ

C．XYZ₃是一种易溶于水的盐，且Y与Z可形成离子化合物YZ

D．XYZ₃是一种离子化合物，且Y与Z可形成离子化合物YZ₂

答案：B

【专题强化训练】

1．已知短周期元素的离子_aA²⁺、_bB⁺、_cC^3-、_dD^-都具有相同的电子层结构，则下列叙述中正确的是(   )

A．原子半径 A﹥B﹥C﹥D     B．原子序数d﹥c﹥b﹥a

C．离子半径 C﹥D﹥B﹥A     D．非金属性 A﹥B﹥D﹥C　

2．由短周期元素构成的某离子化合物X中，一个阳离子和一个阴离子核外电子数之和为20。则有关X的下列说法中正确的是(   )

A．X中阳离子和阴离子个数不一定相等

B．X中一定有离子键，一定不含共价键

C．若X只含两种元素，则这两种元素可在同一周期也可在同一主族

D．X中阳离子半径一定大于阴离子半径

3．短周期元素X、Y可以形成化合物XY₂。下列有关叙述正确的是(   )

A．若XY₂是共价化合物，则X与Y的原子序数不可能相差1

B．若XY₂是离子化合物，则X与Y的原子序数可能相差8

C．若X与Y的原子序数相差5，则离子化合物XY₂不溶于水

D．若X与Y的原子序数相差6，则共价化合物XY₂可溶于强碱溶液

4．将质量分数为a%、物质的量浓度为c₁mol·L^-1的稀硫酸蒸发掉一定量的水，使其质量分数为 2a%。此时溶液的物质的量浓度为c₂mol·L^-1。则c₁和c₂的关系时(   )

A．c₁=2c₂     B．c₂﹤2c₁    C．c₂﹥2c₁     D．c₂=2c₁

5．体积完全相同的两个容器A和B，已知A装有SO₂和O₂各1g，B装有SO₂和O₂各2g，在相同温度下反应达到平衡时A中SO₂的转化率为a%，B中SO₂的转化率为b%，则A、B两容器中SO₂转化率的关系正确的是(  )         

A．a%>b%       B．a%=b%         C．a%．2a%=b%

答案：1．C　  2．A    3．D   4．C   5．C