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证据推理在化学试题中的应用

新课标要求考生具有证据意识，能基于证据对物质组成、结构及其变化提出可能的假设，通过分析推理加以证实或证伪，建立观点、结论和证据之间的逻辑关系。利用证据推理设计的试题，因对信息的提取整合、知识的迁移应用、证据的逻辑推理等素养的考查而具有较高的区分度，能很好地落实化学核心素养的考查，必将成为新高考化学命题的新趋势。

一、利用实验现象证据推出未知新反应，考查科学探究和创新意识

【例1】已知SO2+4I-+4H+=S↓+2I2+2H2O，现进行如图1所示实验。

下列说法错误的是（）

A.改变c（H+），对该实验的反应速率没有影响

B.该实验能够证明SO2既有氧化性，又有还原性

C.该实验过程中，I-是SO2与H2O反应的催化剂

D.该实验可以证明，SO2与I-的反应速率小于SO2与I2的

【解析】证据推理过程列表如下：

向2mL1mol/LKI溶液（含淀粉少许）中通入SO2，液体未变黄色加1mol/L盐酸1mL后迅速变为黄色液体，说明增大c（H+）可加快SO2被I-还原为黄色S的反应速率，选项A错误

迅速变为黄色液体，密封静置沉降得到淡黄色固体;取澄清溶液，加BaCl2溶液和稀盐酸，有白色沉淀生成“黄色液体”和“淡黄色固体”说明发生了反应：SO2+4I-+4H+=S↓+2I2+2H2O，SO2表现出氧化性;不溶于稀盐酸的白色沉淀是BaSO4，说明上述反应生成的I2与SO2发生了反应：SO2+I2+2H2O=SO42-+2I-+4H+，SO2表现出还原性，选项B正确

实验③的现象“淡黄色固体”和实验⑤的现象“白色沉淀”整合起来I：SO2+4I-+4H+=S↓+2I2+2H2O

II：SO2+I2+2H2O=SO42-+2I-+4H+

I+2×II：3SO2+2H2OS↓+2SO42-+4H+，故I-是SO2与H2O反应的催化剂，选项C正确

碘遇淀粉变蓝色，整个实验过程未观察到蓝色整个实验过程未观察到蓝色，说明生成的I2来不及与淀粉反应变蓝就被SO2还原了，即SO2与I2的反应是快反应，SO2与I-的反应是慢反应，SO2与I-的反应速率小于SO2与I2的，选项D正确

【点评】根据现象证据推出酸性溶液中碘离子催化SO2与H2O发生的未知新反应：3SO2+2H2OS↓+2SO42-+4H+，与凯库勒根据苯不能使酸性高锰酸钾溶液褪色的现象推出苯的结构有异曲同工的效果，从而达到考查考生科学探究和创新意识的目的。

【例2】为研究甲醛与新制Cu（OH）2反应的固体产物X的成分，进行如图2所示实验。

已知：Cu2O、CuO均能溶于浓氨水，分别产生Cu（NH3）2+（无色）、Cu（NH3）42+（蓝色）。下列说法错误的是（）

A.甲醛与新制Cu（OH）2反应时，Cu（OH）2作氧化剂

B.②→④无色溶液变蓝，说明X中一定存在Cu2O

C.③→⑤的反应为2Cu+O2+8NH3·H2O=2Cu（NH3）42++4OH-+6H2O

D.去掉试管①的橡胶塞，一段时间后溶液变蓝，也能确认X的成分

【解析】证据推理过程列表如下：

醛基可以被新制Cu（OH）2氧化甲醛结构式为，含有醛基，能被新制Cu（OH）2（作氧化剂）氧化，选项A正确

①的试管用塞子隔绝空气;Cu2O溶于浓氨水产生无色Cu（NH3）2+;②→④无色溶液变蓝隔绝空气时①中Cu2O溶于浓氨水产生无色Cu（NH3）2+;②的试管没用塞子隔绝空气;②→④是无色Cu（NH3）2+被空气中的氧气氧化生成蓝色Cu（NH3）42+，说明X中一定存在Cu2O，选项B正确

③的试管没用塞子隔绝空气①中氨水足量，Cu2O全部溶解，③中红色固体只能是单质Cu，③→⑤得到蓝色溶液，说明铜与浓氨水和空气中的氧气反应生成Cu（NH3）42+，③→⑤的反应符合实验事实，也符合质量守恒和电荷守恒，选项C正确

去掉试管①的橡膠塞，一段时间后溶液变蓝去掉试管①的橡胶塞，空气中的氧气参与反应，当X只含Cu，或只含Cu2O，或是它们的混合物时，均有相同的实验现象产生，X可能是Cu，或Cu2O，或Cu和Cu2O的混合物，或Cu和Cu2O、CuO的混合物，则不能确认X的成分，选项D错误

【点评】观察实验装置图时，要敏锐地注意到有的试管口塞上橡皮塞，防止试剂被空气中氧气氧化;有的试管口没有橡皮塞，空气中的氧气可能参与反应导致溶液颜色变化。

二、利用现象和信息推出反应的新特点，考查变化观点与平衡思想

【例3】已知CuCl2溶液中存在如下平衡：

[Cu（H2O）4]2+（蓝色）+4Cl-[CuCl4]2-（黄色）+4H2OΔH

现用该溶液进行实验，溶液的颜色变化情况如图3：

下列说法中正确的是（）

A.由实验①可知，ΔH0

B.实验②是由于c（H2O）增大，导致平衡