1、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. 33.6mL【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 2 = 4 解之，V(O2 )=0.336L 即通入336
2、mLO2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
3、，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（ ）A300 ml B250 ml C200 ml D100 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
4、不参加反应，最终生成NaCl，即，n(HCl)=n( NaOH)，即V( NaOH)= n(HCl)/ c( NaOH) = 20.5/4=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250mL2molL-1的HNO3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1molL-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
5、沉淀，但不能确定铁元素最终以Fe(OH)2或Fe(OH)3出现，HNO3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NaNO3溶液，由原子守恒有n(NaOH)=n(NO3)=n(HNO3)n(NO)，即0.25L2molL-10.05mol =V(NaOH)1molL-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（）A70% B52.
6、4% C47.6% D30%112160【解析】把铁铝合金粉末溶于足量盐酸中，生成了Al3+和Fe2+，再加入过量NaOH溶液，Al3+转化为AlO2-留在溶液中；Fe2+生成Fe(OH)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Fe2O3。根据始态合金与终态Fe2O3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Fe2O3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Fe2O3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NO2、N2O4、NO 的混合气体，这些气体与1.68LO2（标
7、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5molL1NaOH溶液至Cu2+恰好完全沉淀，则消耗NaOH溶液的体积是( )A60mL B45mL C30mL D15mL【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O2，HNO3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：n(Cu)2=n(O2)4，n(Cu)=2n(O2)=0.15mol。然后加氢氧化钠溶液时发生Cu2+2OH=Cu(OH)2，所以n(OH)=2n(Cu2+)，因此V(NaOH)=0.06L=60mL。【答案】A【点拨】产生的NO2、N2O4、NO与1.68LO2（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。