高三化学开放型化学试题
开放型化学试题，答案往往不惟一，或者条件过剩，或者条件缺乏，都具有一定难度。
●难点磁场
请试做下列题目，然后自我界定学习本篇是否需要。
将Fe、Cu、FeCl3、CuCl2四种固体放在烧杯中，加入适量水，搅拌，完全反应后溶液中仍存在Cu2＋，则还可能存在的物质有：
| ① | ② | ③ | ④ |
(可不填满，也可补充)。
●案例探究
[例题]计算以下两小题时，除必须应用所有给出的数据外，还各缺少一个数据，指出该数据的名称(分别以a和b表示)，并列出计算式。
(1)在温度为t℃和压强为p Pa的情况下，19.5 g A与11.0 g B恰好完全反应，生成固体C和3.00 L的D气体，计算生成的C的质量(m)。
缺少的数据是：____________，计算式为：m=____________。
(2)0.48 g金属镁与10 mL盐酸反应，计算生成的H2在标准状况下的体积[V(H2)]。
缺少的数据是：____________，计算式为：____________。
命题意图：考查学生对缺少条件的判定及补充条件后的计算能力。
知识依托：质量守恒定律、根据化学方程式的计算。
错解分析：忽视题干条件，补充出2个数据而出错；忽视气体的密度与温度等条件的关系，补充数据不补充数据存在的条件而出错；忽视所求V(H2)并不一定是在标准状况之下，补充出n(H2)而出错。与题意不符。
解题思路：本题就解题内容而言是两个较简单的题目，它采用了新的设问方法，每小题给出的信息中都缺少一个数据，要求考生先找出缺少的数据，再列式计算。为了防止答案过于分散，作了两项限制：①只准补充一个数据；②必须用到其他所有已知的条件。这样，可以避免考生将已知条件弃之不顾，而另外再设立若干条件，从而违背原题的立意。
第(1)小题给出反应物A和B的质量，以及气体产物D的体积，要计计算产物C的质量。由于该反应不涉及具体物质，因而不可能从反应物和产物的物质的量和摩尔质量来计算，只能从反应前后总质量相等着手。反应物的质量是已知的，而对产物D，则只知道其体积，要求算它的质量，必须知道该温度(t℃)和压强(p Pa)下气体的密度。将D的体积乘以该密度即得D的质量。
m(C)=m(A)＋m(B)－m(D)。
第(2)小题要求计算反应中生成的H2在标准状况下的体积。题中给出了金属镁的质量和盐酸的体积，可是仅有盐酸的体积是无法确定其中HCl的质量或物质的量的，必须同时知道它的浓度(b mol·Ｌ－1)才行。
然而，即使补充了浓度，已知条件已经齐备，但是要计算生成H2的体积，还需要先判定Mg和HCl何者过量。
若HCl过量：
≥
则生成H2的体积应根据镁的量按下式计算：
V(H2)=
×22.4 L·mol－1
若金属Mg过量：
＞
则生成H2的体积应根据HCl的量按下式计算：
V(H2)=×22.4 L·mol－1
答案：(1)在t℃和p Pa下的气体密度(a)
m(C)=19.5 g＋11.0 g－3.00 L×a[或m(C)=30.5 g－3.00a L]
(2)盐酸的物质的量浓度(b mol·Ｌ－1)
V(H2)=×22.4 L·mol－1或V(H2)=×22.4Ｌ·mol－1
●锦囊妙计
开放型化学试题包含以下几种情形：
1.条件过剩型：注意去伪存真，排除“假信息”的干扰，凸现“真信息”的作用。
2.条件不足型：要注意补充条件的准确性和严密性。
3.答案不惟一型：要注意思维的严密性，运用思维的序列性，谨防遗漏答案。
●歼灭难点训练
1.(★★★)现有含主族金属元素An＋的溶液，c(An＋)=0.80 mol·L－1。取该溶液10
mL恰好把20 mL 0.40 mol·L－1的Na2CO3(aq)中的CO
全部沉淀。已知上述10 mL溶液中含此金属阳离子0.32 g，则该金属的相对原子质量为
A.24 B.32 C.40 D.64
2.(★★★★)在等物质的量短周期金属元素单质A和B中，分别加入足量的酸，在A中加入盐酸，在B中加入稀硫酸，反应完全后，生成氢气的体积分别为V(A)和V(B)，而且V(A)≠V(B)。若要确定反应生成物中A和B的化合价，至少还需要知道的数据是
A.V(A)∶V(B)的值 B.V(A)[或V(B)]的值
C.A(或B)的物质的量 D.盐酸和硫酸的物质的量浓度
3.(★★★★)试设计实验证明两瓶颜色相近的气体哪一瓶是Br2蒸气，哪一瓶是NO2气体。(表可不填满，也可自行增加)
| 编号 | 方法和结论 |
| ① | |
| ② | |
| ③ |
4.(★★★★★)现有一份CuO和Cu2O混合物，用H2还原法测定其中CuO的质量x(g)。实验中可以测定如下数据：W—混合物的质量(g)，Ｗ(H2O)—生成H2O的质量(g)、W(Cu)—生成Cu的质量(g)、V(H2)—消耗的H2在标准状况下的体积(L)。(已知摩尔质量：Cu2O—144 g·mol－1、H2O—18 g·mol－1、Cu—64 g·mol－1、CuO—80 g·mol－1)
(1)为了计算x，至少需要测定上述四个数据中的_______个，这几个数据的组合共有_______种，请将这些组合一一填入下表空格中。[说明：①选用Ｗ、Ｗ(H2O)、Ｗ(Cu)、V(H2)表示，不必列出具体计算式。②每个空格中填一种组合，有几种组合就填几种，不必填满]
(2)从上述组合中选写一个含Ｗ的求x的计算式：x=__________________。
附：参考答案
难点磁场
提示：先后发生下列3个反应：
①2Fe3＋＋Fe====3Fe2＋
②2Fe3＋＋Cu====2Fe2＋＋Cu2＋
③Fe＋Cu2＋====Fe2＋＋Cu
反应可分以下几种情况讨论：(1)恰好完全反应；(2)Fe2＋有剩余；(3)Fe剩余；(4)Cu剩余。
答案：①Fe2＋ ②Fe2＋、Cu ③Fe2＋、Fe3＋
歼灭难点训练
1.提示：排出20 mL和0.40 mol·L－1等数据的干扰，可列出下式：
=40 g·mol－1
答案：C
2.解析：在元素周期表中，短周期元素的金属单质在金属活动表中都排在氢之前，因而它们与盐酸、稀硫酸都可以发生置换反应。由于所用的酸都是过量的，因此用什么酸以及所用酸的浓度大小无关紧要，这样，首先排除选项D。
金属单质与过量酸进行置换反应，当金属的物质的量相同时，金属元素的化合价不同，生成氢气的体积也不同。这种判断是解决本题的关键。
由上述判断可知，只要知道了V(A)与V(B)之比，就可以知道两种金属元素的化合价。这是因为，若m、n分别为A、B化合价时，下式可成立：
由于A、B两元素的化合价只可能是＋1、＋2或＋3，知道了它们的化合价之比，即能确定出它们的化合价。
答案：A
3.提示：根据Br2、NO2的性质思考答案。
答案：①分别加入蒸馏水振荡，溶液变为橙色者，原气体为Br2蒸气；气体颜色褪去但溶液为无色者，原气体为NO2。
②加入HNO3酸化的AgNO3(aq)，生成浅黄色沉淀者，原气体为Br2蒸气，否则为NO2气体。
③将气体吸入针筒加压，气体颜色先变深后又稍变浅者，原气体为NO2；气体颜色只变深者为Br2蒸气。
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其余所有组合都可求出x。
答案：(1)2 5
注意：在答案中只要出现V(H2)、W(H2O)这一错误组合，不论其他组合答对几种，一律不对。
