Question

12.0g含2种化合物(由常见元素组成)的近白色固体溶于过量盐酸, 释放出2.94L气体(标准状态), 气体密度为同温度下空气密度的1.52倍; 剩余的不溶性残渣含氧53.2%，既不溶于酸又不溶于稀碱溶液。通过计算分别写出2种化学物质的化学式。

      

Answer 1

要点1： 1.52??29.0g·mol^-1= 44.1g·mol^-1,这种气体是CO₂              (2分)

               CO₂物质的量：2.94L / 22.4L·mol ^-1= 0.131mol ;          (2分)

             （或CO₂的质量：0.131mol ?? 44.0g·mol^-1 = 5.78g）     

      要点2： 由上面的计算可知一种物质为碳酸盐：MCO₃。（M=Mg）

      设M为常见元素 Mg,  则MgCO₃质量为0.131mol??84.3g·mol^-1 = 11.0 g ;

     （若设M=Ca, 则CaCO₃质量为0.131mol??100g·mol^-1 = 13.1 g>12.0g;

       不合题意。若为Na₂CO₃(106g·mol^-1)也不合题意） 故M=Mg    (6分)

      注：若没有对CaCO₃的讨论，只给3分。

  要点3： 既不溶于酸也不溶于稀碱的另一种物质是SiO₂ (不可能是M₂O，

       MO，M₂O₃)：[32.0/(28.1+32.0) ]??100%=53.2%(符合题意)       (2分)

      化合物的化学式:  MgCO₃ ，SiO₂                      

解析:

解这个试题的关键是找到突破点。就像侦察破案一样，先要找到相对独立的线索。故此题首先是在考察参赛者对信息相互关系的判断力。此题给出的5个数据中，相对独立的是气体的相对密度，它是突破点。由此可得出气体是什么，然后“跟踪追击”，可得出其中一种化合物是碳酸盐，其物质的量，然后应进行“扫描”，寻找“嫌疑犯”，所有由常见元素构成的常见碳酸盐均是答案，条件是其总质量小于12.0。

    若参赛人对此题的信息关系制作一个信息相关图，解题就容易多了，如：

       A+B           A         气体

                                      相对密度1.52

                                    分子量=29X1.52

        B                            = 44.1   CO₂

此题的妙趣是可以作的假设是多样的，可以是相同的+1价阳离子的碳酸盐，也可以是不同的+1价阳离子的碳酸盐、可以是+2价阳离子的碳酸盐，又可以是它们的酸式盐，试题仅要求假设涉及的元素是常见的。现场考察发现作图者寡，作多种假设者也不多。