化学教学技巧集
之二:巧解化学式计算难题的几种方法
在化学中考及竞赛中,经常会出现有关化学式计算的具有一定难度的试题,这些试题往往会成为同学们答题的“拦路虎”。下面,结合具体实例介绍几种对付这一“拦路虎”的方法。
一、观察法
例1.已知由CuS、CuSO3、CuSO4组成的混合物中,硫元素的质量分数为x,
则混合物中氧元素的质量分数为 ( )
A.1-3x B.1-2x C.1-x D.无法计算
分析:通过对混合物中各成分化学式的观察可以看出,三种化合物中Cu、S的原子个数比固定为1:1,质量比固定为2:1(铜的相对原子质量是硫的两倍)。由于混合物中硫元素的质量分数为x,因此,铜元素的质量分数为2x,氧元素的质量分数为1- x -2x=1-3x。符合题意的选项为A。
二、整体法
例2.已知在NaHS、MgSO4和NaHSO3组成的混合物中含硫a%,则氧元素的质
量分数为 。
分析:由于Na和H的相对原子质量和等于Mg的相对原子质量,所以可以从质量角度将“NaH”视为一个与Mg等效的整体。根据Mg、S质量比为24:32以及硫的质量分数为a%,可得出混合物中Mg(Na、H)的质量分数为3a/4%,氧的质量分数为1-a%-3a/4%=1-1.75a%。
三、转化法
例3.已知FeO、Fe2O3、Fe3O4组成的混合物中,铁与氧的质量比为21:8,
则混合物中FeO、Fe2O3、Fe3O4三种物质的质量比可能是 ( )
A. 9:20:5 B. 9:20:33 C. 2: 5:3 D. 5:6:3
分析 本题已知的是混合物中铁、氧两种元素的质量比,要求的是混合物
中三种物质的质量比,然而单纯从质量关系的角度出发,却很难找到一条顺畅的答题思路。如果能抓住已知条件,将质量比转化为原子个数比,问题的解答
就会由“疑无路”进入“又一村”的境界:由铁与氧的质量比为21:8,可得出混合物中铁与氧的原子个数比为21/56:8/16=3:4。由于混合物的成分之一Fe3O4中的铁氧原子数比与这一比值一致,因此,混合物中Fe3O4的质量无论多少,都不会影响混合物中铁原子与氧原子的个数比为3:4。通过对FeO、Fe2O3组成特点的分析又可得出,FeO、Fe2O3必须按分子数1:1的比例混合,才能保证混合物中铁原子与氧原子的个数比为3:4。从而得到混合物中三种氧化物的分子个数比为1:1:任意数,三种物质的质量比为:(56+16):(56×2+16×3):任意值=9:20:任意值,符合题意的选项为A、B。
四、变式法
例4.CH3OH、C2H5OH、C4H10O组成的混合物中,氧元素的质量分数为y,则
碳的质量分数为多少?
分析:本题的隐含条件必须通过对化学式进行变式的方法,才能挖掘出来。混合物中三种成分化学式的变式结果分别是:CH2·H2O、(CH2)2·H2O、(CH2)4·H2O,由混合物中氧元素的质量分数为y,可得出混合物中“H2O”的质量分数为9 y /8,“CH2”的质量分数为(1-9y /8),将(1-9y/8)乘以C在“CH2”中的质量分数,便可得到混合物中碳的质量分数(1-9y/8)×12/14。
五、化合价法则法
例5.Na2S、NaBr的混合物中,钠的质量分数为37%,求Br的质量分数?
分析:该题的解答用上述几种方法均难奏效,将混合物中各元素的化合价
利用起来,然后用正负化合价代数和等于零的规律(化合价法则)去列式求解不失为一种巧妙方法。首先,设混合物的相对质量为100,Br的相对质量为x,则混合物中Na的相对质量为37,硫的相对质量为(100 –x-37),从而得出Na、S、Br三种原子的原子个数分别为:37/23、(100-x-37)/32、x/80;接着,利用化合价法则列出方程----37×1/23+(100-x-37)×(-2)/32+x(-1)×/80=0;最后,解此方程求出x的值为46.6克,得出混合物中Br的质量分数为46.6%。
之三:怎样书写化合物的化学式
化学式与化学方程式之间的关系类似于汉语中词与句的关系,因此化学式尤其是化合物的化学式是初中化学中最为重要的化学用语之一。要熟练而准确地书写出化合物的化学式,我们必须做到以下几点:
一、熟记常见元素(原子团)的化合价
化合价是元素(原子团)相互化合时所表现出的一种性质,因此,熟悉化
合价是正确书写化合物化学式的必要条件。我们可以先将常见元素(原子团)的化合价编成下列韵语:-1氢硝根和氯;-2氧和碳硫根;+1铵钾钠银氢;+2钙镁钡铜锌(注:“氢硝根”是指氢氧根和硝酸根;“碳硫根”是指碳酸根和硫酸根)。然后,用口念韵语、手写符号相结合的方法,手、口、脑并用,使常见元素(原子团)的符号、化合价数值深深印记在脑海中,为运用时快速提取这部分知识打下坚实的基础。
二、了解化合物的组成特点
每一类化合物都有其相应的组成特点。“某化某”类化合物由两种元素组成,
如,氯化钾(KCl),硫化氢(H2S),氧化镁(MgO);“氢氧化某”类化合物由金属元素和氢氧根组成,如,氢氧化钠(NaOH),氢氧化铜[Cu(OH)2];“某酸”类化合物由氢和酸根组成,如,硫酸(H2SO4),碳酸(H2CO3);“某酸某”类化合物一般由金属和酸根组成,如,硫酸锌(ZnSO4),碳酸钙(CaCO3)。书写化合物的化学式时,首先要根据化合物的名称对其进行归类,然后根据其组成特点和组成元素的化合价去书写化学式,谨防将KCl(某化某)写成KClO3(某酸某)一类错误的发生。
三、掌握化学式的书写步骤
化合物化学式的书写一般要经历以下步骤:归类→定序→标价→交叉→约简。归类:根据化合物的名称,确定化合物所属类别;定序:将组成化合物的元素、原子团,按照“正左负右”(显正价的元素或原子团写在左边,显负价的元素或原子团写在右边)的原则写出;标价:在元素或原子团的上方标出相应的化合价(化学式书写到达熟练程度之后,可将这一过程改为在头脑中回忆化合价);交叉:将正价一方的化合价数值写在负价一方的右下角,将负价一方的化合价数值写在正价一方的右下角;约简:交叉后所得的右下角的两数字间,如有公约数,通常要进行约简,使右下角两数字之间的比值成为最简比。
四、熟悉化学式书写常见的题型
化合物化学式书写的题型较多,但最为常见的有以下几种:
1.直接型,即根据化合物的名称直接写出化学式。
例1.写出硫酸铝的化学式。
分析 硫酸铝属“某酸某”类化合物,其化学式由Al和SO4组成,由于Al
显+3价,SO4显-2价,因此,硫酸铝的化学式应为Al2(SO4)3。
2.推理型,即根据原子结构推出化合物的化学式。
例2.元素X的原子最外层上有3个电子,元素Y的原子最外层上有6个电子。这两种元素所形成的化合物的化学式可能是( )
A.X2Y B.X2Y3 C.XY2 D.XY
分析 元素X原子最外层的3个电子在化学反应中很容易失去,X常见的化合价为+3价,元素Y最外层有6个电子,在化学反应中较容易得到两个电子,Y元素的常见化合价为-2价。因此,X、Y两种元素组成的化合物的化学式可能为X2Y3,符合题意的选项为B。
3.计算型,即借助原子个数、元素质量比、元素质量分数等计算得出化合物的化学式。
例3.3Cu+8HNO3=3Cu(NO3)2+2x↑+4H2O中,X的化学式是( )
A.N2O B.NO C.NO2 D.N2O3
分析 化学变化前后,原子的种类、数目不变,根据这一规律,先算出反应物中Cu、H、N、O四种原子的数目(3Cu、8H、8N、24O),然后算出生成物中已知的Cu、H、N、O四种原子的数目(3Cu、8H、6N、22O),最后推出一个X分子中含一个N、一个O,X的化学式为NO,符合题意的选项为B。
例4.X、Y两元素中相对原子质量之比为7:2,由它们组成的一种化合物中,X、Y两元素的质量比为21:8,则这种化合物的化学式为( )
A.XY2 B.X2Y3 C.X3Y4 D.X2Y
分析 通过读题不难发现,该题解答的关键在于求算化合物中X、Y两种原子的个数比。由元素质量比的计算思路可知,化合物中两种原子相对原子质量比、两种原子的个数比、两种元素的质量比之间存在着一定的内在联系,借助这种联系,可算出两种原子的个数比。设X、Y组成的化学式为XaYb,则a、b之间存在下列关系:7×a:2×b=21:8,a:b=3:4,从而得出X、Y组成的化合物的化学式为X3Y4,符合题意的选项为C。
之四:几种趣记化学知识的方法
运用某些方法变化学知识的枯燥记忆为趣味记忆,是激发记忆兴趣、提高记忆效率的有效途径。下面介绍几种趣记化学知识的方法。
一、谐音记忆法。
1.等质量的Mg、Fe、Zn、Na、Al与足量的稀硫酸(盐酸)完全反应,放出氢气质量由多到少的顺序是:Al、Mg、Na、Fe、Zn,这一顺序可借助下列一句话的谐音去加以记忆:旅(铝)美(镁)哪(钠)能铁心(锌)。
2.相同质量的几种碳酸盐与足量稀盐酸完全反应,放出二氧化碳质量由多到少的顺序是:MgCO3、CaCO3、Na2CO3、K2CO3。下面这一句话中某些字的谐音能帮助同学们记住这一顺序:美(镁)丽的外表掩盖(钙)了那(钠)颗虚假(钾)的心。
二、类比记忆法。
1.化学变化前后原子的种类、数目、质量都不改变,记忆上述“三个不变”时,将此与同学们调座位加以类比,可增强记忆的趣味性:在调座位的过程中,学生的类型——男生、女生不变(与原子的种类不变对应);人数不变(与原子数目不变对应);每人的体重不变(与原子质量不变对应)。
2.不饱和溶液和饱和溶液划分的依据是:在一定的温度下,在一定量的溶剂里能否再继续溶解某种溶质。浓溶液、稀溶液的区分标准是:溶液中溶质含量的相对多少。由于两者的认识角度不同,所以彼此间存在着“不一定”的关系:饱和溶液不一定是浓溶液;不饱和溶液不一定是稀溶液。这一关系可通过下列类比去加以记忆:吃饱了的人不一定吃得多,没吃饱的人不一定吃得少。
二、韵语记忆法。
1.氢气还原氧化铜主要操作有:通入氢气排尽试管里的空气;给试管内的氧化铜加热;待试管内黑色的氧化铜全部变成红色粉末时,移走酒精灯;继续通氢气直到试管冷却。上述顺序可用下列韵语去加以记忆:
轻风吹拂水晶房,房内包公喜洋洋;
忽然房下起烈火,烤得包公无处藏;
包公不堪炎热苦,摇身一变成云长;
云长急令退烈火,轻风不倦吹暖房。
2.尽管四种基本反应类型与氧化还原反应内涵上有差异,但由于它们都属于化学反应,因此,它们在外延上也存在着一定的联系:元素化合价在反应前后发生变化的化合反应、分解反应是氧化还原反应;置换反应一定是氧化还原反应(Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑也属于氧化还原反应,这一知识将在高中化学中学到);复分解反应一定不是氧化还原反应。上述关系可借助下列韵语去进行记忆:
化合氧还有牵连;分解氧还缠绵绵;
置换定穿氧还衣;复分解氧还不投机。
之五:质量守恒定律的理解方法
质量守恒定律是初三学生必须掌握的化学基本定律。该定律的内容可以运用两个方法去加以理解。
1.剖析法。质量守恒定律的内容是:参加化学反应的各物质的质量总和等于反应后生成的各物质的质量总和。其中,“参加”、“化学反应”、“质量总和”是三个关键词。剖析三个关键词的含义是理解定律内涵的常用方法。“参加”一词的含义是:未参加反应的反应物的质量不能列入反应物的质量总和之中,否则会使算出的生成物的质量总和比实际总质量偏大。如,2g氢气在8g氧气中充分燃烧,生成水的质量就不是10g,而是9g,因为,氢、氧化合时两者的质量比固定为1:8,2g氢气在上述反应中有1g氢气没有参加反应。“化学反应”的含义是:质量守恒定律是揭示化学变化前后物质之间质量关系的规律,化学变化以外的质量变化现象,不可以用质量守恒定律解释。“质量总和”的含义是:质量守恒不是说反应物的质量等于生成物的质量,而是指化学反应前后物质的总质量相等。
2.线索法。质量守恒定律与原子的概念、化学变化的微观实质之间存有内在联系,因此,可以用下列线索去理解质量守恒定律的实质:原子概念→化学变化的微观实质→化学变化前后物质总质量守恒。这一线索的具体内容是:原子是化学变化中的最小粒子,因此,化学变化的过程,实质上是反应物的原子重新构成新物质的分子或直接构成新物质的过程,在这一过程中,原子的种类、数目、质量都没有发生变化,所以参加化学反应的各物质的质量总和等于反应
之六:理解第二章基本概念的几种方法
初中化学第二章是一个基本概念较为集中的章节,学好该章中分子、原子、相对原子质量、元素、化合物等12个概念是学好整个初中化学的基础。下面就该章概念的理解谈几点方法,以供同学们参考。
1.剖析词语法。对分子、原子的概念,可以通过剖析两个概念中的关键词——“最小粒子”含义的方法进行理解。分子是保持化学性质的最小粒子,其中,“最小粒子”的含义是:对于分子构成的物质而言,分子不能保持物质的物理性质,因为,物理性质是众多的分子共同表现出的性质。但分子能够表现物质的化学性质,因为物质发生化学反应的实质是,构成物质的分子转变成了其它物质的分子或原子,分子是保持它所构成物质的化学性质的最小单元。原子是化学变化中的最小粒子,其中,“最小粒子”的含义是:化学变化的过程是原子重新组合的过程,在化学变化中原子不能再分。搞清了两个“最小粒子”的含义,也就掌握了两个概念的内涵,同时也找到了分子原子的根本区别:在化学变化中,分子可分,而原子不可分。
2.简缩语句法。对于相对原子质量、氧化物等较为冗长的概念,可以将其简缩为一句容易记住的话或表达式,简缩的过程实际上就是理解概念的过程。相对原子质量可简缩为:标准+算法,标准是指一种碳原子(质子数、中子数都为6的碳原子)质量的十二分之一;算法是将某一原子的质量除以这一标准。氧化物的概念可以简缩成:特点+归属,特点是指氧化物的组成特点:由两种元素组成,其中有一种元素是氧元素;归属是指氧化物属于化合物。
3.变换角度法。单质的概念,可以从组成的角度理解为同种元素组成的纯净物;也可从构成的角度理解为同种原子直接构成的纯净物,或同种原子构成的分子所构成的纯净物。如,单质铁,可以理解为铁元素组成的纯净物,也可理解为铁原子所构成的纯净物;单质氧,可以理解为氧元素组成的纯净物,也可理解为氧分子所构成的纯净物。相对分子质量,可以理解为化学式中各原子的相对原子质量之和,也可理解为分子的质量与一种碳原子(质子数、中子数都为6的碳原子)质量的十二分之一的比值。理解角度的变换,能使我们对两个概念产生一种全面的认识,从而加深了对概念实质的理解。
4.相关比较法。氧化物、含氧化合物,原子、元素是两对容易混淆的概念,通过比较找出它们之间的异同点,可消除混淆、加深理解。氧化物、含氧化合物都属于化合物,组成中都含有氧元素,但氧化物对组成其元素的种类作了限制——含两种元素,而含氧化合物则没有这种限制,显然,含氧化合物的范畴比氧化物大,氧化物一定是含氧化合物,含氧化合物不一定是氧化物。原子是化学变化中的最小粒子,属微观层面的概念,可以论种数,也可以论个数;元素是具有相同的核电荷数的同一类原子的总称,属宏观层面的概念,只论种数,没有个数意义。但两者也存有一定的联系:原子是元素性质的体现者;元素是同一类原子的总称。
5.整体理解法。混合物、纯净物、单质、化合物、氧化物是物质分类网络中的一组概念,因此,可以将它们放到分类网络整体中去加以理解。借助分类网络,我们可以清楚地看出,混合物、纯净物属于物质范畴,将物质分为混合物、纯净物两大类的依据是,所含物质是一种还是多种;单质、化合物属于纯净物的范畴,将纯净物分为单质、化合物两类的依据是,组成物质的元素是同种还是不同种,这样“由同种元素组成的纯净物叫单质”,“由不同种元素组成的纯净物叫化合物”等几个概念也就容易理解了。
之七:铁的性质学法简介
铁的性质是初中化学第六章的重点内容。怎样才能学好这一重点内容呢?下面,围绕这一问题简单介绍几种学习方法。
一、知识迁移法
铁的某些性质,在前面的章节的学习中已经涉及过。如,在学习氧气的性质时,我们已懂得铁丝在氧气中燃烧,生成四氧化三铁;在学习氢气的实验室制法时,我们已知晓铁能与稀硫酸(稀盐酸)反应,生成硫酸亚铁(氯化亚铁)和氢气。通过上述回忆,可以把这些已经学过的知识,迁移到铁的性质这一新的知识结构中来。
二、联系实际法
铁器是日常生活中最为常见的器具之一。通过对铁可以抽成细丝、打成刀片等事实的联想,可以得出铁具有良好的延性、展性;通过对铁器用久了表面会锈迹斑斑等事实的联想,可以得出铁容易生锈这一化学性质。
三、实验探究法
铁是电和热的良导体,对此,我们可以设计两个实验去加以探究:(1)将小灯泡的底部按在电池的正极上,用铁丝连接小灯泡的金属外壳和电池负极,灯泡发出亮光;(2)手拿一根铁丝,将铁丝的一端放在酒精灯的火焰上加热,一会儿铁丝的另一端会变暖(发烫)。
铁生锈的实质,可以按照教材122页的研究性学习材料去探究。通过三支试管中铁钉锈蚀情况的比较、分析,探究出铁生锈的实质:铁与潮湿空气中的水、氧气等物质相互作用,发生的一系列复杂的化学反应。
四、相关比较法
铁丝在氧气中燃烧与铁在潮湿的空气中生锈的比较。两种变化的相同点是:都属于氧化反应。不同点是:(1)反应的剧烈程度不同,前者剧烈,后者缓慢;(2)变化的产物不同,铁丝燃烧的产物是四氧化三铁(其中,部分铁显+3价,部分铁显+2价),铁生锈所得产物的主要成分是氧化铁(其中铁显+3价)。
铁与稀硫酸(盐酸)反应与铁与硫酸铜溶液反应的比较。两种变化的共同点是:(1)都是置换反应;(2)反应中铁的化合价都显+2价;(3)反应后所得溶液的颜色都呈浅绿色。不同点是:在铁与稀硫酸(盐酸)反应中,铁置换出的是酸中的氢;在铁与硫酸铜溶液的反应中,铁置换出的是硫酸铜中的铜。
之八:有关铁知识的“十个比较”
铁是初中化学系统介绍的第一种金属,运用比较法梳理《铁》一章的有关知识,能使这些知识在我们头脑中的印象系统化、深刻化。
1.铁及其化合物颜色的比较。纯铁银白色,生铁为黑色;Fe2O3红色,Fe3O4黑色;FeCl2、FeSO4溶液呈浅绿色,FeCl3、Fe2(SO4)3溶液为黄色或棕色。
2.生铁和钢中碳元素质量分数的比较。生铁中碳元素的质量分数在2%~4.3%之间;钢中碳元素的质量分数在0.03%~2%之间。
3.铁等元素在地壳中含量的比较。铁、铝、钙是地壳中含量较多的金属,三种金属的含量由多到少的顺序:Al>Fe>Ca。
4.铁等几种金属导电能力的比较。铁、银、铜、铝虽然都是电的良导体,但它们的导电能力也存在着差异,几种金属导电能力由强到弱的顺序是:Ag>>Cu>Al>Fe。
5.铁等几种金属化学活动性的比较。将Fe、Mg分别投入稀盐酸中,可以发现Mg与稀盐酸反应较Fe剧烈得多,由此可得出,Mg的活动性比Fe强;将Fe投入CuSO4溶液中,Fe能置换出硫酸铜中的铜。因此,Fe、Cu、Mg三种金属的活动性由强到弱的顺序是:Mg>Fe>Cu。
6.铁等几种金属置换氢能力大小的比较。由Fe、Zn、Mg、Al四种金属与稀硫酸、稀盐酸反应的化学方程式得出的四个关系式(Zn→H2;Mg→H2;Fe→H2;2/3Al→H2)可知,要得到相同质量的氢气,所消耗的金属有少到多的顺序是:Al、Mg、Fe、Zn,即四种金属置换氢的能力由大到小的顺序是Al>Mg>Fe>Zn。
7.铁的化合物中铁元素质量分数的比较。FeO、Fe2O3、Fe3O4、FeCl2、FeSO4是较为常见的铁的化合物,其中铁元素质量分数由大到小的顺序是:FeO>Fe3O4>Fe2O3>FeCl2>FeSO4。
8.铁燃烧与铁生锈的比较。铁燃烧与铁生锈的实质相同,都属于氧化反应,
但两者也存在不同之处:①铁燃烧非常剧烈;铁生锈则较为缓慢。②铁燃烧的过程中,部分铁显+2价、部分铁显+3价,燃烧产物是Fe3O4;铁生锈的过程中,铁显+3价,所生成的铁锈的主要化学成分是Fe2O3·H2O。
9.铁与钢冶炼原理的比较。炼铁的原理是,高温下用还原剂CO将铁从铁的氧化物中还原出来,所涉及的化学反应是:Fe2O3+3CO = 2Fe+3CO2;炼钢的原理是,用氧气或铁的氧化物将生铁中过量的碳及其它杂质转变为气体或炉渣而除去,所涉及的化学反应主要是:C+O2 = CO2或3C+2Fe2O3 = 2Fe+3CO2↑
10.铁与其它金属生锈难易程度的比较。铁、铝、锌在空气中都能发生缓慢氧化而使其表面生成一层氧化物膜,但铝、锌表面的氧化物膜较为致密,能挡住空气中的氧气、水等能使金属锈蚀的物质进入铝、锌内层,而铁表面的氧化物膜较为疏松,空气中的氧气、水等物质仍可“乘虚而入”,向内层的铁“进犯”,因此,铁在空气中较易生锈,而铝、锌等金属在空气中则不易锈蚀。
之九:借助归纳比较 掌握知识内涵
初中化学第五章中有不少知识之间存在着既相似(相同)又相异的关系,从以下几个方面对具有此类关系的知识加以归纳和比较,将有助于我们牢固掌握这部分知识的内涵。
一、物质组成的比较。
1、生石灰、熟石灰、澄清的石灰水、大理石、石灰石是五种名称较为相似的物质,然而,他们的组成却不尽相同:生石灰是氧化钙(CaO)的俗名,熟石灰是氢氧化钙(Ca(OH)2)的俗名,生石灰、熟石灰皆属于纯净物;澄清的石灰水是氢氧化钙溶于水以后所得到的溶液,大理石、石灰石是主要成分都为碳酸钙(CaCO3)的两种石头的名称,显然,澄清的石灰水、大理石、石灰石都属于混合物。
2、“碳”和“炭”的读音相同、写法相似,其含义却完全不同:碳是指碳元素,即核电荷数(质子数)为6的同一类原子的总称,“碳”字通常出现在含碳化合物的名称中,如,二氧化碳、碳酸钙等;炭是由碳元素组成的几种单质的名称,如,木炭、活性炭、焦炭、炭黑等,煤虽然不是碳元素组成的单质(煤中含有碳、氢等多种元素),但习惯上也称之为煤炭。
二、物质性质的比较。
1、金刚石和石墨都是由碳元素组成的,但两者在物理性质上却存在着很大的差异:金刚石无色、坚硬、不导电;而石墨深灰色、很软、熔点高、耐高温、有导电性、润滑性。造成上述差异的原因在于金刚石和石墨中碳原子的排列不同。
2、一氧化碳和二氧化碳都由碳元素、氧元素组成,但由于一氧化碳和二氧化碳分子的构成不同,因此,两者在物理性质、化学性质上都存在着较大的差异:(1)一氧化碳的密度比空气小;二氧化碳的密度比空气大。(2)一氧化碳难溶于水;二氧化碳能溶于水。(3)一氧化碳具有可燃性;二氧化碳不具有可燃性。(4)一氧化碳具有还原性;二氧化碳不具有。(5)一氧化碳不具有氧化性;二氧化碳具有。(6)一氧化碳不与水反应;二氧化碳能与水反应生成碳酸。(7)一氧化碳不与澄清的石灰水反应;二氧化碳能与澄清的石灰水反应。(8)一氧化碳具有毒性;二氧化碳无毒。
三、反应装置的比较。
碳、一氧化碳具有相似的化学性质,它们在高温或加热的条件下,都能夺得氧化铜中的氧。然而两个反应所选用的反应装置却存有差别:碳和氧化铜的反应属于固——固加热(高温)型反应,所选用的反应装置与实验室制氧气的装置相同;一氧化碳和氧化铜的反应属于气——固加热型反应,但由于一氧化碳是一种有毒气体,因此,所选用的反应装置是在氢气还原氧化铜装置的基础上经过密封改进后的装置(见课本98页、99页)。
四、问题答案的比较。
1、检验二氧化碳的方法与验满二氧化碳的方法。检验二氧化碳通常用澄清的石灰水;验满二氧化碳则用燃着的木条放在集气瓶口。
2、除去一氧化碳中混有的二氧化碳与除去二氧化碳中混有的一氧化碳。除去一氧化碳中混有的二氧化碳,除去的对象是二氧化碳,通常用澄清的石灰水;除去二氧化碳中的一氧化碳,除的对象是一氧化碳,通常用灼热的氧化铜(想一想,为什么不采用点燃的方法?)。
3、检验生石灰中是否含石灰石与除去生石灰中的石灰石。检验生石灰中有无石灰石,应运用检验碳酸盐的思路,即向样品中滴加稀盐酸,如产生的气体能使澄清的石灰水变浑浊,则样品中含有石灰石;除去生石灰中的石灰石,通常用高温煅烧的方法,使石灰石转变为生石灰。
之十:有关“碳”的发散思考
思维的发散性是思维质量高低的重要标志。围绕“碳”一章中的有关问题或结论展开发散性思考,将有助于我们发散性思维习惯的培养和发散性思维能力的提高。
一、由问题向答案发散:
1.C与O2反应的产物。C与O2反应的产物与C与O2的质量比有关。如果C与O2
的质量比大于3/4,反应产物是CO,C有剩余;如果C与O2的质量比等于3/4,反应产物是CO;如果C与O2的质量比在3/4与3/8之间,反应产物是CO与CO2的混合气体;如果C与O2的质量比等于3/8,反应产物是CO2;如果C与O2的质量比小于3/8,反应产物是CO2,O2有剩余。
2.某气体中含有C、O两种元素,判断该气体的成分。气体成分有六种可能:一是气体中只含CO;二是气体中只含CO2;三是气体中含有CO和O2两种成分;四是气体中含有CO2和O2两种成分;五是气体中含有CO和CO2;六是气体中含有CO、CO2和O2三种成分。
3.石墨、二氧化碳的某些用途由那些性质决定。石墨用作润滑剂由石墨质地软及耐高温的性质决定;二氧化碳可用作灭火剂是由于二氧化碳密度比空气大及二氧化碳不能燃烧、不能支持燃烧等性质决定。
4.鉴别CO2和H2的方法。从H2的化学性质着手,可得出两种鉴别方法:①用燃着的木条分别放在集气瓶口,能被点燃的气体是H2;能使燃着木条熄灭的气体是CO2②将两种气体分别通过灼热的氧化铜,能使黑色氧化铜变成红色粉末的气体是H2。从二氧化碳的化学性质入手可分析出两种鉴别方法:①向两瓶集气瓶中分别倒入澄清的石灰水,能使澄清的石灰水变浑浊的气体是CO2②向两瓶气体中分别滴加紫色的石蕊试液,能使紫色石蕊试液变红的气体是CO2。
5.制得二氧化碳的途径。结合碳、一氧化碳、碳酸钙的化学性质,可得出制得二氧化碳的六条途径:①碳在充足的氧气中燃烧②碳还原氧化铜等金属氧化物③一氧化碳等具有可燃性的含碳化合物在氧气中燃烧④一氧化碳还原氧化铁、氧化铜等金属氧化物⑤碳酸钙高温分解⑥碳酸钙、碳酸钠等与盐酸发生反应。
二、由结论向问题发散:
1.与Ca(OH)2+CO2=CaCO3↓+H2O相关的问题。①如何检验CO2气体?②盛放石灰水
玻璃瓶的内壁上为何常常附着白色物质?③露置于空气中的石灰水为何表面会出现一层白膜?④如何除去CO中混有的CO2?⑤为什么熟石灰可用来砌砖抹墙?
2.与CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑相关的问题。①实验室制取二氧化碳的原理②如何检验生石灰中含有石灰石?③如何洗去盛装石灰水瓶壁上的白色物质?④如何除去热水瓶胆上的水垢?⑤用墨鱼骨粉(主要成分是CaCO3)治疗胃酸(主要成分是盐酸)过多的化学原理是什么?
之十一:第五章中的十四个决定关系
初中化学第五章中,有关物质结构与性质、物质性质与用途、气体性质与收集方法、气体性质与检验方法等方面的决定关系大致有以下十四种:
1、金刚石和石墨中碳原子的排列不同,决定了两种碳单质在物理性质上存在着较大差异。如,金刚石是自然界硬度最大的物质,而石墨则是最软的矿物质之一;石墨具有导电性、润滑性,而金刚石则不具有。
2、一氧化碳和二氧化碳分子的构成不同(一氧化碳分子比二氧化碳分子少一个氧原子),决定了它们在性质上存在着很大差异。如,二氧化碳密度比空气大、能溶于水,一氧化碳密度比空气略小、难溶于水;二氧化碳具有氧化性(能与碳单质反应),一氧化碳不具有;二氧化碳能与水、澄清的石灰水反应,一氧化碳不能;一氧化碳具有可燃性、还原性,二氧化碳不具有;一氧化碳具有毒性,二氧化碳无毒。
3、金刚石硬度大,决定了金刚石可用于切割金属等坚硬物质或用于制作钻井机的钻头。
4、石墨具有润滑性且耐高温,决定了石墨可以用作润滑剂。
5、石墨质地软、具有导电性,决定了石墨可以用于制作铅笔芯和电极。
6、活性炭具有吸附性,决定了活性炭可以用作吸附剂。
7、二氧化碳密度比空气大、不能燃烧、一般也不支持燃烧,决定了二氧化碳可以用来灭火。
8、干冰(固态二氧化碳)升华吸热,决定了干冰可用作致冷剂以及用于人工降雨。
9、碳单质、一氧化碳、甲烷、酒精等具有可燃性,决定了它们都可以用作燃料。
10、碳、一氧化碳具有还原性,决定了碳、一氧化碳可以用于冶炼金属。
11、二氧化碳能溶于水、密度比空气大,决定了二氧化碳不能用排水法收集,而应用向上排空气法收集。
12、一氧化碳密度和空气相近、难溶于水且有毒性,决定了一氧化碳不能用排空气法收集,只能用排水法收集。
13、二氧化碳能使澄清的石灰水变浑浊,决定了澄清的石灰水可以作为鉴定二氧化碳的试剂。
14、碳和氧化铜、一氧化碳和氧化铜、大理石和稀盐酸三对反应物的状态以及各自的反应条件,决定了三个反应的装置分别同实验室制氧气、氢气还原氧化铜、实验室制氢气的装置相同或相似。
之十二:例谈《酸碱盐》学习中逆向思维的运用
所谓逆向思维,简单地说就是将问题倒过来思考。在《酸碱盐》的学习过程中,结合有关问题开展逆向思维,将会给我们知识的学习以及良好思维习惯的养成带来裨益。
一、运用逆向思维理解基本概念。
例1.含有自由移动离子的物质一定能导电;能导电的物质中不一定含有自由移动的离子。
理解提示:金属能导电,其中所含有的不是自由移动的离子,而是自由移动的电子。
例2.酸类化合物在水溶液中一定能电离出氢离子,在水溶液中能电离出氢离子的化合物不一定是酸。
理解提示:酸的概念中对其电离产物及其类别作了严格的限定:电离时所产生的阴离子全部是氢离子的化合物叫酸。KHSO4等化合物,虽然电离时也产生了氢离子,但由于它电离所产生的阳离子除了氢离子外还有钾离子,因此,KHSO4不属于酸,而属于盐。联想碱的概念,不难得出相似的结论:碱类化合物在水溶液中一定电离出氢氧根离子,在水溶液中能电离出氢氧根离子的化合物不一定是碱。
例3.酸溶液一定呈酸性,呈酸性的溶液不一定是酸溶液。
理解提示:溶液呈酸性的实质是溶液中含有H+,NaHSO4溶液中含有H+,所以该溶液呈酸性。然而,由于NaHSO4属于盐,因此它的溶液不是酸溶液,而是盐溶液。
例4.碱溶液一定有碱性,有碱性的溶液不一定是碱溶液。
理解提示:碳酸钠溶液具有碱性,但由于溶液中的溶质碳酸钠属于盐,因此碳酸钠溶液不是碱溶液,而是盐溶液。
例5.复分解反应的反应物、生成物一定是两种化合物;反应物、生成物是两种化合物的反应不一定是复分解反应。
理解提示:在CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O中,反应物、生成物都是两种化合物,但由于生成的两种化合物不是参加反应的两种化合物交换成分所得的结果,因此,该反应不是复分解反应。
例6.酸性氧化物一定是非金属氧化物;非金属氧化物不一定是酸性氧化物。
理解提示:酸性氧化物的本质特征是与碱反应生成盐和水,CO、NO等非金属氧化物不能与碱反应生成盐和水,所以,它们不属于酸性氧化物。
例7.中和反应一定生成盐和水;有盐和水生成的反应不一定是中和反应。
理解提示:生成盐和水的反应有下列几种可能:酸与碱反应;碱性氧化物与酸反应;酸性氧化物与碱反应;碳酸盐与酸反应等,其中,只有酸与碱生成盐和水的反应才属于中和反应。
二、运用逆向思维解答具体问题。
例8.已知常用的强酸(H2SO4、HCl、HNO3)跟常用的强碱(NaOH、KOH)反应生成的水溶液显中性,现将某白色粉末溶于一无色中性液体中,按以下图示进行实验。
按下列要求推断未知物:
(1)用化学式写出:B ,C ,D ;
(2)若A是纯净物,无色中性液体也是纯净物,则中性液体是
(3)若A是纯净物,无色中性液体是只含一种溶质的溶液,则中性液体是
溶液或 溶液(填化学式)
思路简析:该题的变化线索不是十分清晰,因此,顺着变化线索分析,不易得出结果,如果运用逆向思考的方法追根溯源,则容易找出答案。
由最后两个方框中的内容提示可以得出,D是Cu(OH)2,有色液体是Cu(NO3)2,C
是NaOH;在此基础上继续逆推,可得出B中溶质是Ba(NO3)2,蓝色溶液中的溶质是CuSO4,从而使第一个问题获得了解决。然后,根据题目中(2)、(3)的提示,推出中性溶液的组成:若A是纯净物,无色中性液体也是纯净物,则A是CuSO4,中性液体是H2O;若A是纯净物,无色中性液体是只含一种溶质的溶液,则A是CuSO4,中性液体所含溶质可能是NaNO3,也可能是Na2SO4,因为,Na2SO4能通过与B溶液中的溶质Ba(NO3)2反应的途径转变成NaNO3。
例9.制得MgCl2的途径有哪些,写出有关的化学方程式。
思路简析:该题属物质制备题,分析制得MgCl2的途径时,同学们往往从单质、氧化物、酸、碱、盐的相互转化关系这一角度去寻求答案,思路繁、耗时多。若能以MgCl2为起点,从组成的角度逆向思考,一条新颖而巧妙的思路便会在我们的头脑中显现出来:MgCl2由Mg2+和Cl-构成,Mg2+可能来自Mg、MgO、Mg(OH)2、MgCO3、MgSO4等物质,Cl-可来自Cl2、HCl、CuCl2、BaCl2等物质。按反应规律对此进行组合,制备的可行途径便会很快得出:Mg+Cl2;Mg+HCl;Mg+CuCl2;MgO+HCl;MgCO3+HCl;Mg(OH)2+HCl;MgSO4+BaCl2(化学方程式略)。
例10.常温下,一定质量的20%的烧碱溶液和一定质量的硫酸铜溶液恰好完全反应,滤出沉淀后,所得溶液的质量为142克,其中溶质质量分数为10%,试求原硫酸铜溶液中溶质的质量分数。(计算结果保留两位小数)
思路简析:由于烧碱、硫酸铜的质量都不知道,因此本题的分析,还是采用逆向分析法为好。首先,由所得溶液的质量及质量分数,算出反应中生成的Na2SO4的质量(14.2克),并以此为依据,算出参加反应的NaOH、CuSO4及生成的Cu(OH)2的质量(分别为8克、16克、9.8克);接着,根据NaOH的质量及其溶液中溶质的质量分数,算出NaOH溶液的质量(40克),并利用质量守恒定律算出硫酸铜溶液的质量(142克+9.8克-40克=111.8克);最后,利用上述有关数据求出硫酸铜溶液中溶质的质量分数为14.31%。
十三:金刚石的醒悟
某日,气宇轩昂的金刚石与相貌平平的石墨相遇。石墨心想:听人类教科书上说,咱们是兄弟,何不借此机会叙一叙手足之情呢?于是,他走上去,亲热地叫了声:“哥哥!”。
金刚石正沉浸在葡萄美酒夜光杯的回忆之中,因为,昨晚有许多贵夫人将他带在手指上出席了一个盛大的晚宴。一声叫唤打断了他的美好回忆,再看看唤他的是一位毫不起眼的黑小个儿,不由得勃然大怒:“谁是你的哥哥!我乃金玉之身,经过人类加工后,我会变成光彩夺目的钻石;我乃硬度之王,连钢铁和花岗岩也畏我三分。我焉能认你这个外表黑不溜秋、身子软不啦叽的家伙为弟!”
“你……”石墨没想到金刚石如此傲慢、绝情,急得眼泪都要掉下来了。
“金老弟!”,为人稳重、性情温和的氩气博士从空中飘然而至,“虽说老弟身名显赫,价值连城,但也不该对石小弟口出狂言,以己之长比人之短。据我所知,石小弟在人类中的口碑很不错。他能导电,可用于制作电极;他身子软,可用于制作铅笔芯;他耐高温且有润滑性,可用作润滑剂。石小弟的这些优点,你有吗?”
见金刚石面有愧色,氩气博士继续说道:“至于你们是否为兄弟,只有请氧气博士来为你们做DNA鉴定了。”
应邀而来的氧气博士小心翼翼地从金刚石和石墨身上各切取了一小块样片,放入两个充满氧气的集气瓶中,然后用激光打火机点燃了他们。一眨眼工夫两份样片都消失了,氧气博士向两个集气瓶中分别倒入了少许澄清的石灰水并振荡,澄清石灰水很快变成了浑浊液体。
“你们俩在纯氧中燃烧,都生成了二氧化碳气体,这说明你们都含有碳元素,你们都是由碳元素组成的单质。”氧气博士笑眯眯地宣读着他的鉴定报告。
“原来我和石墨弟弟都是碳妈妈的儿子”,金刚石如梦初醒,他上前握住石墨的手动情地说:“请你原谅哥哥的狂妄与无知,以后,咱俩一定手牵着手,共同做人类的好朋友!。”
之十四:例谈结论开放型简答题的分析与解答
2003年各地化学中考试题中出现了为数不少的结论开放型简答题,这些试题为考查考生的科学思维方法和发散思维能力发挥出了积极的作用。现精选数例与碳知识相关的这类试题,并对其作简要的评析。
例1.(2003云南中考题)云南盛产三七、天麻、冬虫、夏草等名贵药材。其中天麻的主要成分为是天麻素,其化学式为C13H18O7,它具有镇静、安眠和镇痛等作用,可用于治疗神经衰弱等症。从天麻素的化学式C13H18O7,将你所知道的信息(即该化学式的涵义)至少写出三项。
分析:天麻素是由分子构成的物质,因此其化学式也叫分子式。分子式的宏观涵义是:表示一种物质;表示这种物质由哪些元素组成。微观涵义是:表示该物质的一个分子;表示一个分子由哪些原子构成。按照上述描述思路,可以写出多项信息。
解答:(1)表示天麻素这种化合物;(2)表示天麻素由C、H、O三种元素组成;(3)表示一个天麻素分子;(4)表示一个天麻素分子由13个碳原子、18个氢原子和7个氧原子构成等。
例2.(2003年南宁中考题)对大量客观事实与实验进行分析,找出一些规律,并根据这些规律和物质的内在联系,对一些物质的性质作出推测,这是化学学习中必须训练的科学方法。
在炭、一氧化碳、二氧化碳、氧气四种物质中,其中一种物质具有的某种性质(特性),是其它三种物质所不具有的。例如:常温常压时炭是固体,其他三种物质是气体,炭与其它三种物质的状态不同。试按上述要求再列举三例(答对三例给满分)。
分析:该题前一部分的文字旨在对考生进行科学方法教育,与题目的分析与解答关系不大。回忆四种物质的性质,按题目中提供的示例,找出四种物质中某一物质独有的特性,是该题解答的关键。从物理性质的角度出发,可找出炭的特性(吸附性)。从化学性质的角度出发,可找出氧气的特性(助燃性);一氧化碳的特性(毒性);二氧化碳的特性(使澄清的石灰水变浑浊;通入紫色石蕊试液中,紫色石蕊变红)。
解答:(1)炭具有吸附性,其它三种物质没有吸附性;(2)一氧化碳具有毒性,其它三种物质无毒;(3)氧气具有助燃性,其它三种物质不具有等。
例3.(2003年大连中考题)通过学习,我们知道了下列反应:①C+O2==CO2,②2CO+O2==2CO2,③CH4+2O2==CO2+2H2O,④C2H5OH+3O2==2CO2+3H2O。通过上述四个反应的化学方程式分析,你能总结出哪些规律性的结论?(写出三点)
分析:总结规律一般运用归纳的方法,因此只要找准归纳的角度,该题便会迎刃而解。由于题目中给出的信息是四个化学方程式,因此,我们可以从反应条件、反应物的性质、反应物与生成物之间的内在联系、反应类型等方面加以归纳,得出规律。
解答:(1)可燃物的燃烧一般都需要满足点燃的条件;(2)C、CO、CH4、C2H5OH都具有可燃性;(3)可燃物中如果含有碳元素,其燃烧过程中一定产生CO2;(4)上述四个反应都属于氧化反应等。
例4.(2003年桂林中考题)某校化学兴趣小组对碳与氧气反应用量与产物成分的关系进行研究:取12g碳与给定质量的氧气在密闭容器中燃烧,测得以下数据:
氧气质量(g) 8 16 24 32 40
产物成份 CO CO CO和CO2 CO2 CO2
产物质量(g) 14 28 36 44 44
从上表数据的变化关系中,你得出碳与氧气反应时,产物与氧气用量的关系是:(1) ;(2) 。
分析:由上表中一、二组实验数据可以看出,当碳和氧气的质量比为12/16(3/4)的时候,碳和氧气恰好全部反应,反应产物是CO;当碳和氧气的质量比大于3/4的时候,碳过量,反应产物也是CO。由四、五两组实验数据可以看出,当碳和氧气的质量比为12/32(3/8)的时候,碳在氧气中恰好完全燃烧,反应产物是CO2;当碳和氧气的质量比小于3/8的时候,氧气过量,反应产物也是CO2。从而得出了碳与氧气反应时,产物与氧气用量的关系。
解答:(1)碳和氧气的质量比大于或等于3/4的时候,燃烧产物是CO;(2)当碳和氧气的质量比小于或等于3/8的时候,燃烧产物是CO2。(3)当碳和氧气的质量比介于3/4和3/8之间的时候,燃烧产物是CO和CO2的混合物(上述三个结论中的任意两个都符合题
之十五:固体溶解度的五个运用
固体溶解度是指一定温度下,某固态物质在100g溶剂中达到饱和状态时所溶解的质量。固体溶解度的运用大致有以下五种情况:
一、运用溶解度判断溶液是否饱和
根据溶解度的内涵以及溶液的均一性可以得出,一定温度下,某溶质饱和溶液中溶质、溶剂的质量比是个定值,该定值为:溶解度/100g。因此,运用溶解度可以判断溶液是否饱和:如果溶液中溶质质量/溶剂质量=溶解度/100g,该溶液是饱和溶液;如果溶液中溶质质量/溶剂质量<溶解度/100g,该溶液为不饱和溶液。
二、运用溶解度求算饱和溶液中溶质的质量分数
由一定温度下,某溶质饱和溶液中溶质、溶剂的质量比是个定值,可以得出此类溶液中溶质、溶液的质量比也是个定值,该定值为:溶解度/(100g+溶解度)。因此,只要知道某温度下固态溶质的溶解度s,就可以算出相应温度下该溶质饱和溶液中溶质的质量分数: 。
三、根据溶解度的变化情况分析溶液的转化趋势
温度变化以及溶液中溶质、溶剂量的变化都可能导致饱和溶液、不饱和溶液的相互转化。其中,温度变化导致两类溶液转化的实质是:温度变化导致了溶解度的变化。因此,可以紧扣溶解度的变化去分析溶液的转化趋势:温度变化导致溶解度升高,不饱和溶液依然不饱和;饱和溶液会变成不饱和溶液。温度变化导致溶解度降低,不饱和溶液可能变成饱和溶液;饱和溶液会变成另一个温度下的饱和溶液,且溶液中有晶体析出。
四、根据溶解度的变化特点确定溶质的结晶方式
溶解度受温度影响较大的物质(如,硝酸钾),通常采用冷却热饱和溶液的方法使其从溶液中结晶析出;溶解度受温度影响较小的溶质(如,氯化钠),通常采用蒸发溶剂的方法使其从溶液中结晶析出。
五、根据溶解度的变化特点确定混合物的分离方法
难溶性物质(20℃溶解度在0.01g以下的固态物质)与易溶物质(20℃溶解度在10g以上的固态物质)组成的混合物,通常用过滤法加以分离,具体操作步骤是:溶解、过滤、蒸发等。
两种易溶性物质组成的混合物,如果其中一种易溶物的溶解度受温度的影响较大,且量较多,另一种易溶物的溶解度受温度的影响较小,且量较少,通常可以用冷却热饱和溶液的方法对该混合物加以分离。具体操作步骤是:溶解(在较高温度下将混合物溶于适量的水)、冷却、过滤等。
之十六:溶液一章易错问题点击
1.溶液一定是液体。
评点:从溶液的概念中不难看出,洁净的空气、茶色玻璃也属于溶液。
2.固态溶质溶于水时,搅拌可以增加溶质的溶解度。
评点:溶质的溶解度是衡量一定温度下溶质溶解性的数据,它受溶质和溶剂的性质、温度等因素的影响。搅拌只是加快了溶质的溶解速度,并不能改变其溶解度的大小。
3.溶质溶于水时,溶质的溶解度随着溶剂量的增大而增大。
评点:虽说溶剂的量多了,溶解在其中溶质的质量要增加,但溶解度(这里指的是固体溶解度)是以一定温度下100克溶剂中最多溶解的溶质质量来确定的,因此,增加溶剂量不能使固态溶质的溶解度增大。
4.饱和溶液升温后一定会变成不饱和溶液。
评点:饱和溶液升温后变成不饱和溶液的前提是,溶质的溶解度随温度的升高而增大,然而并非所有溶质的溶解度都随着温度的升高而增大(如熟石灰)。
5.饱和溶液降温后一定会有晶体析出。
评点:饱和溶液降温后有晶体析出的前提是,溶质的溶解度随温度的降低而减小,然而并非所有溶质的溶解度都随着温度的降低而减小(如熟石灰)。
6.A溶液蒸发溶剂后有晶体析出,则A溶液一定是饱和溶液。
评点:A溶液也可能是不饱和溶液,不饱和溶液蒸发溶剂析出晶体所经历的过程是:不饱和溶液 饱和溶液 饱和溶液中析出晶体。
7.同种溶质的饱和溶液一定比不饱和溶液浓。
评点:饱和溶液一定比不饱和溶液浓的前提有两个,一个是溶质相同,另一个是温度相同。
8.恒温蒸发溶液中的溶剂,溶液中溶质的质量分数一定会变大。
评点:恒温蒸发饱和溶液中的溶剂时,随着溶剂的蒸发,溶液中的溶质也在不断地析出,析出晶体后的溶液仍然是该温下的饱和溶液,溶质的质量分数不变。
9.溶液配制的过程中一定要用到的仪器是天平。
评点:用已知密度和溶质质量分数的浓溶液去配制稀溶液(如,用密度为1.84g/cm3的98%的浓硫酸配制100g20%的稀硫酸)时,我们可以直接计算出所需要的浓溶液和水的体积,因此,配制过程中不需要用到天平。
10.除去NaCl混有的少量KNO3,可采用冷却热饱和溶液的方法。
评点:除去NaCl混有的少量KNO3,应该选择一种适合NaCl大量析出的方法,即蒸发溶剂法。主要步骤是:(1)将混合物溶于适量的水中;(2)蒸发溶剂:(3)过滤(当NaCl大量析出后趁热过滤,否则会有部分KNO3随同NaCl一同析出)。
之十七:攻克一个难点的四种方法(初中内容)
酸性氧化物与碱溶液反应生成物化学式的书写,是第八章中化学方程式书写的一个难点,原因在于该类反应不属于复分解反应,生成物的化学式不可运用“交换两种反应物的成分”这一思路得出。如何攻克这一难点呢?下面介绍四种方法。
1.规律法。酸性氧化物与碱的反应有两条规律,一是反应产物是盐和水;二是反应前后,各元素的化合价保持不变。在写SO2与NaOH反应生成物的化学式时,有不少同学将结果错写成了“Na2O+S(OH)4”或“Na2SO4+H2O”。前一种错误的错因在于,忽视了规律一,机械套用了复分解反应生成物化学式的书写思路;后一种错误的错因在于,没有注意到S的化合价在反应前后都为+4价,将Na2SO3误写成了平时较为常见的化学式Na2SO4。
2.模仿法。在碳一章中,同学们已经熟悉了二氧化碳通入澄清石灰水反应的化学方程式:CO2+Ca(OH)2==CaCO3↓+H2O。以该反应为模板,我们可以写出二氧化碳与氢氧化钡、氢氧化钠反应后生成物的化学式:BaCO3+H2O;Na2CO3+H2O。
3.添氧法。在初中化学中,最为常见的酸性氧化物有二氧化碳、二氧化硫、三氧化硫三种,这些酸性氧化物与碱溶液反应生成盐中所含的酸根离子往往比酸性氧化物多一个氧原子,因此,在初中阶段,我们可以“添氧法”去确定该类反应所生成盐的化学式。如,氢氧化钠与二氧化碳反应所生成的盐,其化学式是由Na与CO3(CO2增加一个氧原子后变成CO3原子团)组成的Na2CO3;氢氧化钠与三氧化硫反应所生成的盐,其化学式是由Na与SO4(SO3增加一个氧原子后变成SO4原子团)组成的Na2SO4。
4.分步法。某些酸性氧化物与碱溶液的反应,可以看成是分步发生的:第一步是酸性氧化物与水化合成酸;第二步是酸与碱溶液发生中和反应。如,二氧化硫与氢氧化钠溶液的反应,可以看作二氧化硫先与水化合成H2S03,然后,H2S03再与NaOH反应生成Na2SO3+H2O。
值得一提的是,无论用什么方法去书写酸性氧化物与碱反应生成物的化学式,都要注意相关元素(原子团)化合价数值的回忆,防止写出的化学式违背“化合物中元素正负化合价的代数和等于零”这一法则。
之十八:学好酸碱盐知识的五点策略(中学生学习报约稿)
初中化学第八章《酸碱盐》,是整册教材的学习重点。如何学好这一章的知识呢?下面,给同学们介绍五点学习策略。
一、注意概念理解
酸、碱、盐是第八章中较为重要的三个概念。我们可以从以下两个角度对它们加以理解。
角度之一,顺着酸、碱、盐概念建立的思路,比较它们电离生成的离子的特点,剖析概念中关键字词的含义。从这一角度理解三个概念,对掌握酸、碱、盐的化学性质,解释“酸、碱为何具有通性?”等问题有裨益。
角度之二,从酸、碱、盐的组成上认识三个概念:酸由氢元素和酸根组成;碱由金属元素和氢氧根组成(氨水是一种特殊的碱);盐由金属元素与酸根组成(铵盐中不含金属元素)。从此角度理解,能为酸碱盐的识别以及反应规律的推理带来便利。
二、注意工具运用
金属活动顺序是学好第八章的工具,它反映的是金属在水溶液中失去电子由易到难的顺序。该工具主要用于判断金属与酸溶液、盐溶液能否发生置换反应。
常见酸碱盐溶解性表(见书后附录)也是学好第八章的工具,该表主要用于判断碱性氧化物、酸、碱、盐之间能否发生复分解反应。
三、注意两类实验
对于老师的演示实验,我们要仔细观察,及时记忆,认真分析,使实验现象及结论在自己的头脑中打下深深的烙印。
对于课本上的三个学生实验(学生实验八、九、十),同学们千万不要放过动手一试的机会,在老师的指导和同学们的配合下规范操作,认真记录,积极思考。要知道,自己动手实验,不仅仅是一个再现与巩固知识的过程,还是一个培养动手能力和科学态度的过程。
四、注意规律总结
《酸碱盐》中的反应规律较多,及时总结这些规律,是我们运用规律解决实际问题的基础。
总结反应规律,除了采用课本183页上的图表法以外,还可以采用以下两种方法:(1)叠加法。以酸的五点通性为基础,加上碱的三点通性(碱与酸反应已出现在酸的通性中),再加上盐的两点化学性质(盐与酸、碱的反应前面已考虑过),这样可以得到十条反应规律(具体规律请同学们自己总结)。(2)判断法。写出“A.碱性氧化物、B.酸性氧化物、C.酸、D.碱、E.盐、F.盐”等几类物质的名称,按照“A+B、A+C、A+D……”的思路逐项判断,得出规律。在总结规律的过程中,若能回忆一些和规律相悖的“特例”,无疑能对规律的掌握和运用起到积极的作用。
五、注意题型归类
和酸碱盐知识相关的题型大致有以下几种:判断反应型、物质制备型、物质推断型、除杂型、鉴别型、探究型、计算型等。在题型归类的基础上,我们还要借助有关练习,学会分析方法、掌握答题思路、体验答题要点。这样,我们手里才能真正拥有一把解决问题的“金钥匙”。
之十九:例谈化学试题的审题方法(中学生学习报约稿)
审题(包括读题)是解答题目的首要环节,养成良好的审题习惯、掌握正确的审题方法,有助于减少我们考试过程中时常出现的非知识性失误。下面结合2003年部分省、市几道中考试题的点评,跟同学们谈谈审题方法。
一、捕捉关键字词
例1.(2003年天津中考题)下列物质分别久置于敞口容器中,其质量增加且变质的是( )
A.浓盐酸 B.浓硫酸 C.Na2CO3·10H2O D.NaOH固体
点评:审题时抓住题目中“变质”一词,是我们作出正确选择的关键。如果读题马虎,只看到质量增加几个字,就很容易误选答案B;抓住了“变质”一词,我们就能较为轻松地排除B(浓硫酸吸水虽质量增加,但不变质),找到正确选项D(氢氧化钠露置空气中质量增加的原因,不仅仅是因为吸水,而且还与它吸收二氧化碳有关)。
例2.(2003年贵阳中考题)下列物质中,不能用金属和稀硫酸直接反应制得的是( )
A.硫酸锌 B.硫酸铜 C.硫酸铝 D.硫酸铁
点评:“直接”是题干中的关键词,该词提醒我们,要用金属活动顺序去判断锌、铜、铝、铁四种金属能否与稀硫酸发生置换反应;“硫酸铁”是备选答案中的关键词,该词能勾起我们对铁与稀硫酸反应的产物——硫酸亚铁的回忆。只有抓住了这两处关键,才能选全B、D两个符合题意的答案。
二、看清特定前提
例3.(2003年河南中考题)若不用指示剂,要把含有盐酸的氯化钡溶液由酸性变为中性的氯化钡溶液,最好选用下列试剂中的( )
A.氢氧化钡溶液 B.氧化钡粉末 C.碳酸钡粉末 D.碳酸钙粉末
点评:该题的D选项,可以从碳酸钙与盐酸反应的产物去加以排除。而符合题意选项的选择,则必须扣住题干中特定的前提——“若不用指示剂”去进行:在不用指示剂的情况下除盐酸,所加入的试剂通常是过量的(确保将盐酸除尽)。虽然氢氧化钡溶液、氧化钡粉末、碳酸钡粉末都能将盐酸转化为氯化钡,但由于氢氧化钡、氧化钡过量后会导致所得溶液呈碱性,而碳酸钡过量,不会导致上述情况的出现(碳酸钡难溶于水),故符合题意的选项为C。
例4.(2003年山东中考题)一定条件下,同一化学反应的快慢与反应物的质量分数成正比。现用100g溶质质量分数为30%的盐酸与过量的锌粉反应,为了使反应慢点进行而又不影响生成氢气的总量,可以向所用盐酸中加入适量的( )
A.氢氧化钠 B.水 C.氧化镁 D.碳酸钠溶液
点评:“使反应慢点进行而又不影响生成氢气的总量”是题干中特设的一个前提,看清了这个前提,我们就能找到搜寻答案的标准:所选的试剂加入盐酸中以后,不能改变其中溶质(HCl)的质量,即不能与盐酸发生化学反应,但要使盐酸中溶质的质量分数变小。从而快速地得出符合题意的选项为B。
三、挖掘隐含条件
例5.(2003年辽宁中考题)用右图所示装置做趣味实验:
用胶塞紧塞紧的烧瓶里充满某种气体(X),烧瓶内导管的一端
事先绑好一个气球。拔开胶塞,迅速倒入另一种溶液(Y),再
立即塞紧胶塞,振荡,此时可以看到气球逐渐膨胀的是( )
A.氯化氢(X)、澄清石灰水(Y) B.氧气(X)、氯化钾溶液(Y)
C.二氧化硫(X)、氢氧化钠溶液(Y)D.氢气(X)、硫酸锌溶液(Y)
点评:该题寻求答案的条件隐藏在“气球膨胀”这一现象中。借助物理学上的压强知识可以挖掘出隐藏的条件:气球内壁借助玻璃管跟大气相通,气球膨胀,说明烧瓶内气体的压强减小,Y溶液倒入烧瓶后,气体X被Y溶液吸收或与Y溶液发生了化学反应。按照上述条件,对备选答案逐个筛选,可得出符合题意的答案为A、C。
例6.(2003年江西中考题)在a、b两个烧杯内分别盛有等质量且质量分数相同的稀硫酸。现有两片质量相等的锌片,将其中的一片放入a烧杯内,另一片先煅烧成氧化锌后再放入b烧杯内。过一会儿两烧杯内固体都完全溶解,此时( )
A.a、b两烧杯中硫酸锌的质量相等 B.a烧杯溶液中硫酸锌的质量分数大
C.b烧杯中硫酸锌的质量大 D.b烧杯溶液中硫酸锌的质量分数大
点评:尽管两片锌片所经历的化学变化过程不同,但由题给的“两烧杯内固体都完全溶解”这一信息可以挖掘出一个隐含条件:两个烧杯中最终得到的硫酸锌中的锌元素质量相等,即两个烧杯中最终得到的硫酸锌的质量相等,A、C两个选项中A选项正确。在此基础上联想两片锌片的变化过程,又可以发现,a烧杯中溶液的质量小(反应过程中放出了氢气),b烧杯中溶液的质量大(锌片煅烧的过程中引入了氧),B、D两个选项中,B选项正确。
二十: 果相同,因有异
初中化学第八章中,存在着一些结果(结论)相同、原因有异的问题,现围绕酸、碱的有关知识,选取几例加以分析。
1.酸、碱溶液和金属都能导电。
分析:酸、碱溶液导电的原因是,酸、碱溶液中含有自由移动的离子(其中酸溶液中含有自由移动的氢离子和酸根离子;碱溶液中含有自由移动的金属离子和氢氧根离子);金属导电的原因是,金属中含有自由移动的电子。
2.浓硫酸、浓盐酸敞口置于空气中,溶液中溶质质量分数都变小。
分析:浓硫酸中溶质质量分数之所以变小,是因为浓硫酸具有吸水性,浓硫酸吸收空气中的水分导致了溶液中溶剂量的增加;浓盐酸中溶质质量分数之所以变小,是因为浓盐酸具有挥发性,氯化氢气体的挥发导致了溶液中溶质质量的减少。
3.浓硫酸、氢氧化钠溶于水,生石灰放入水中,都能放出大量的热。
分析:浓硫酸、氢氧化钠溶于水放热,属于溶解过程中的放热现象;生石灰与水接触放热,属于化学变化(生石灰与水发生化学反应,生成氢氧化钙)中的放热现象。
4.金属钠和镁放入稀盐酸中,都有氢气放出。
分析:金属钠放入稀盐酸中所放出的氢气,主要是由钠与水发生置换反应产生的(在金属活动顺序表中名列第三的金属钠,其化学性质非常活泼,能在常温下与水发生剧烈反应:2Na+2H2O==2NaOH+H2↑);镁放入稀盐酸中所产生的氢气,是镁和稀盐酸发生置换反应产生的。
5.氢氧化钠溶液与硫酸铜溶液、稀盐酸与碳酸钠溶液发生反应(假设两个反应都恰好完全发生)后,溶液的总质量都减少。
分析:根据上述变化的化学方程式以及质量守恒定律可以得出,前一个反应后所得溶液的质量==氢氧化钠溶液的质量+硫酸铜溶液的质量-生成的氢氧化铜沉淀的质量;后一个反应后所得溶液的质量==稀盐酸的质量+碳酸钠溶液的质量-放出的二氧化碳的质量。虽然两个反应中溶液的总质量都减少,但原因不同,一个是因为反应中产生沉淀,一个是因为反应中放出气体
之二十一:有关原子结构及化合价知识的“三个四”
原子结构以及化合价的有关知识,是第二章后面两节的核心内容。复习时,我们可以从以下几个方面,对这部分知识加以梳理。
一、有关原子(离子)构成的四个关系
1.在原子中,核电荷数=质子数=核外电子数。这一关系成立的理由有以下几个:一是一个质子带一个单位的正电荷,中子不带电,一个电子带一个单位的负电荷;二是原子核由质子和中子构成(氢原子除外);三是整个原子不显电性。
2.在原子中,相对原子质量=质子数+中子数。由于原子中核外电子的质量很小,因此,原子的质量主要集中在原子核上,由此可得出原子的质量约等于原子核中质子和中子的质量之和,或者说相对原子质量约等于质子和中子的相对质量之和。因为一个质子、一个中子的相对质量(以内含6个质子和6个中子的碳原子质量的十二分之一为标准)都为1,所以原子的相对原子质量约等于质子和中子的个数之和。
3.在阳离子中,质子数总数>电子总数。如,镁离子中含有12个质子、10个电子,因此,一个镁离子带两个单位的正电荷。
4.在阴离子中,质子数总数<电子总数。如,硫离子中含有16个质子、18个电子,因此,一个硫离子带两个单位的负电荷。
二、有关原子最外层电子数的四个决定
1.原子最外层的电子数决定元素的类别。金属元素的原子最外层的电子数一般少于4个;非金属元素的原子最外层的电子数一般大于4个;稀有气体元素的原子最外层的电子数一般等于8个。因此,根据原子最外层的电子数可以初步确定元素的类别,但确定过程中要提防氢、硼、氦等特殊情况,避免绝对化。
2.原子最外层的电子数决定元素的化学性质。原子是元素化学性质的体现者,1—18号元素发生化学变化时,通常在原子最外层上发生电子的得失,因此,原子最外层的电子数决定元素的化学性质。如,氖原子最外层的电子数为8,达到了8电子的相对稳定结构,因此氖元素的化学性质稳定;氯原子最外层有7个电子,在化学反应中很容易获得一个电子,因此氯元素有着较强的非金属性;钠原子最外层有1个电子,在化学反应中很容易失去,因此钠元素有着较强的金属性。
3.原子最外层的电子数决定元素的化合价。元素化合价的确定依据是,元素的一个原子在化学变化中得失或形成共用电子对的数目,而原子在化学变化中得失或形成共用电子对的数目通常由原子最外层的电子数所决定。如,镁原子最外层上有2个电子,在化学变化中很容易失去,因此镁的化合价通常显+2价;氧原子最外层有6个电子,在化学变化中比较容易获得两个电子,或者与其它原子形成两对共用电子对,并且使共用电子对偏向自己一方,因此,氧元素通常显-2价。
4.原子最外层的电子数决定离子所带的电荷数。简单离子一般是由原子失去最外层电子或在最外层获得电子后所形成的粒子,所以,最外层电子数与离子所带电荷数之间存在着决定关系。如,铝原子最外层有3个电子,铝原子失去电子后所形成的铝离子带三个单位的正电荷,硫原子最外层有6个电子,硫原子得到电子后所形成的硫离子带2个单位的负电荷。
三、有关化合价知识的四个要点
1.概念理解要点。化合价是元素与另一种元素相互化合时,表现出来的性质,因此,单质中元素的化合价为零(不可说成单质的化合价为零)。
2.化合价法则的要点。化合价法则的内容是:化合物中元素正负化合价的代数和为零。在列化合价代数和的计算式时,要注意化学式中各原子的个数。
3.求可变化合价的要点。求算元素的可变化合价,通常采用以不变应变的策略,即先标出元素的不变化合价,将元素的可变化合价设为未知数,然后,用化合价法则列式求算可变化合价。
4.根据元素化合价书写化合物化学式的要点。化合物化学式的书写通常要经历的环节是:归类[将化合物分为某化(亚)某、氢氧化(亚)某、某酸、某酸(亚)某四类,在归类的基础上还要联想各类化合物的组成特点。不少同学将K2S误写成K2SO4,错因在于读题不慎、归类有误]→定序→标价(不一定要用笔标出,但头脑中要有一个回忆化合价的过程)→交叉→约简。其中,归类和标价是同学们容易出错的两个环节。
物质检验 须防干扰
物质(离子)检验过程中,检验试剂与被检验物质以外物质的存在,往往会给检验工作造成干扰,因此,解决该类问题时,必须有提防和排除干扰的意识。下面,谈几则物质检验中排除干扰的实例。
1、检验CO2含有CO(出自2001年甘肃省中考题第37题)
评析:检验CO的原理是,利用CO的还原性,先用灼热的氧化铜与其反应,然后用澄清的石灰水检验反应产物中有CO2。由于原有的CO2会对生成CO2的检验产生干扰,因此,检验之前,应用足量的氢氧化钠溶液除去原有的CO2。
2、检验Na2CO3溶液中含有NaCl(出自2001年常州市中考题第32题)
评析:检验NaCl通常选用硝酸银溶液,但由于Na2CO3与硝酸银反应也能生成白色沉淀,因此,在滴加硝酸银之前,通常需要先滴入过量的稀硝酸(想想看,为什么不能滴入稀盐酸?)。此举有两个益处:一是硝酸除去了Na2CO3;二是过量的稀硝酸可以确认滴入硝酸银后溶液中产生的白色沉淀是氯化银。显然,上述检验思路,也可以用于检验NaOH溶液中含有NaCl。
3、检验Na2CO3溶液中含有NaOH(出自2003年南通市中考题第34题)
评析:检验NaOH最简便的方法是使用酚酞试剂或紫色石蕊。由于Na2CO3溶液呈碱性,因此,检验之前有必要选择适当的试剂将其除去。值得注意的是,除去Na2CO3的试剂要精心选择:酸能除去Na2CO3中的CO32-,也能除去NaOH中的OH-。用酸将CO32-转化成CO2的路子行不通,我们可以考虑将CO32-转化为沉淀,即选用BaCl2或CaCl2溶液,将CO32-转化成BaCO3或CaCO3沉淀。
4、用BaCl2溶液检验某溶液中含有SO42-(出自2002年天津市中考题第22题)
评析:BaCl2溶液中的Ba2+能与SO42-结合成不溶于稀硝酸的白色BaSO4沉淀,BaCl2溶液中的Cl-也能与Ag+结合成不溶于稀硝酸的白色AgCl沉淀。因此,用BaCl2检验SO42-,须提防Ag+的干扰。排除干扰的方法是,在滴加BaCl2前,先向待检验的溶液中滴入稀盐酸,以排除Ag+的干扰。此外,滴入的稀盐酸还可以确认滴入BaCl2后溶液中产生的沉淀是BaSO4(BaCO3能溶于稀盐酸)。
谈考前复习的几个注意点
中考前夕化学复习的着重点不在于做新题、难题,而在于将头脑中的知识网络再作一番回顾,将运用过的解题方法再作一番体验,将做错过的题目再作一番反思,从而达到加深印象、查漏补缺的目的。因此对于考前复习,我们应注意以下几点:
1.重温课本知识。
课本是中考命题的蓝本,每年的中考试题中都会出现一些紧扣课本的试题甚至课本原题。虽说课本知识在听新课及总复习的过程中已经温习过,但是随着时间的推移、复习内容的加深,有些内容已经淡忘,如:黑体字概念、物质用途、化学实验现象、化学实验基本操作、化学史常识等。复习后期,唤醒我们对这部分知识的回忆十分必要。
2.提炼重点知识。
整个化学复习过程是将化学课本由厚变薄的过程,因此提炼重点知识,不仅仅是将所有的重点知识在头脑中再过一遍,还要从重点知识中进一步提炼出它们的核心或要点。如,对于质量守恒定律而言,我们可以从它的概念及其常见考题中提炼出其核心:六个一定不变(原子的种类、数目、质量,元素的种类、质量,物质总质量)、一个一定改变(分子的种类),一个可能改变(分子的数目)。对于物质组成知识而言,我们可以从它的知识网络中提炼出两个复习要点:(1)了解物质的构成情况(能说出常见物质由分子、原子还是离子构成);(2)熟悉物质组成的描述思路(物质由元素组成;物质由分子、原子或离子构成;分子由原子构成)。
3.回顾思路方法。
在复习过程中,同学们接触了各类题型,基本掌握了解答这些问题的思路方法。但解题思路方法和其它知识一样,时间长了也会模糊甚至遗忘。中考前夕,很有必要对某些题型的解题思路、技巧再作一番回顾,回顾的重点应放在思考性、技巧性较强的一些题型上,如,多项选择、物质推断、实验探究、综合计算等,只有考前多多回顾,考时才能胸有成竹。
4.复诊典型错题。有些同学在临考前还热衷于做化学题目,这种做法是不可取的。因为在前一段时间大家已经做过了不少的练习题,该接触的题型也已基本涉及到了,尽管其中的错题已经得到纠正,但错误思路和方法并没有我们想象的那样容易抹去,所以考前重复诊断典型错题的错因,对于杜绝考试中类似错误的发生将会产生事半功倍的效果。复诊时,对于审题方法上的失误,要及时总结教训,变失误、教训为经验;对于知识上的错误,要重温相关知识,及时堵塞漏洞;对于思路上的错误,要注意将错误思路、烦琐思路、简捷思路加以比较,使最佳思路深深印记在自己的脑海中。
化学实验操作中包含的成语知识
文理是相通的,化学实验操作中就包含了一些成语(俗语)知识,请看实
例:
1.以柔克刚。强酸溶液能与强碱溶液发生中和反应,但在强酸、强碱的使
用过程中,却常采用“以柔克刚”的处理方法。如,强酸溶液流到实验台上,在用水冲洗之前,向台面上加入的不是氢氧化钠等强碱溶液,而是适量的碳酸氢钠溶液(碳酸氢钠的溶液呈弱碱性);强碱溶液沾到皮肤上,在用大量的水冲洗之后,还需要在皮肤上涂上一层“保护液”,但这种液体不是盐酸等强酸溶液,而是酸性较弱的硼酸溶液。
2.将错就错。“左盘放称量物,右盘放砝码”是天平使用的注意点之一。如果称量物与砝码放反了,我们也可以将错就错,算出称量物的实际质量。求算的思路是:砝码的质量=称量物的质量+游码的质量。如果某一同学在称量物与砝码反放的情况下,称得药品的质量为5.1g,那么药品的实际质量为4.9g。
3.防患未然。在氧气、氢气的制备实验,氧气、氢气、一氧化碳的性质实验中,存在着许多防患未然的操作。如,实验室制取氧气的过程中,盛装药品的试管的管口要略向下倾斜,以防止药品中的湿存水在试管口凝结成的水珠流入试管底部,致使试管炸裂;氢气还原氧化铜实验的一开始,要先通一会儿氢气再加热,以防止氢气、空气(氧气)的混合气体受热爆炸等。
4.随机应变。某些化学实验有其固定的操作步骤,但这些步骤也不是一成不变的,这就需要我们有随机应变的思考机智。如,溶液配制的一般步骤是:计算、称量、溶解。然而,运用已知密度和质量分数的浓溶液稀释成一定质量、一定质量分数的稀溶液时,我们可以算出所用浓溶液和水的体积,因此,配制的步骤就要相应变更为:计算、量取、溶解。用过滤法分离混合物的一般步骤是:溶解、过滤、蒸发,但有些实验中蒸发这一步就可以省去。如,从氯化钾和二氧化锰的混合物中回收二氧化锰,由于实验的目的是得到较纯净的二氧化锰,因此,实验操作步骤应改变为:溶解、过滤、洗涤、干燥。
同学们,结合自己所学知识,你还能找出实验操作与成语(俗语)“联姻”的其它实例吗?
好好以下是引用缪徐在2003-11-5 8:18:00的发言:
之四:几种趣记化学知识的方法
运用某些方法变化学知识的枯燥记忆为趣味记忆,是激发记忆兴趣、提高记忆效率的有效途径。下面介绍几种趣记化学知识的方法。
一、谐音记忆法。
1.等质量的Mg、Fe、Zn、Na、Al与足量的稀硫酸(盐酸)完全反应,放出氢气质量由多到少的顺序是:Al、Mg、Na、Fe、Zn,这一顺序可借助下列一句话的谐音去加以记忆:旅(铝)美(镁)哪(钠)能铁心(锌)。
2.相同质量的几种碳酸盐与足量稀盐酸完全反应,放出二氧化碳质量由多到少的顺序是:MgCO3、CaCO3、Na2CO3、K2CO3。下面这一句话中某些字的谐音能帮助同学们记住这一顺序:美(镁)丽的外表掩盖(钙)了那(钠)颗虚假(钾)的心。
文章已拜读,但觉得让学生记上面两点还不如直接教学生计算。
特别是活泼金属与酸反应产生氢气的质量比较,我通常是假设一种金属R(相对原子质量为M,化合价为a)与酸反应产生氢气,然后列出该金属与酸反应的化学方程式求金属质量m与氢气质量x的关系:x=(a×m)/M。在有关题目中可直接应用!
有关《碳和碳的化合物》的“五个三”
一、三大能源
当今世界的三大能源是:煤、石油、天然气
二、三个之最
1.金刚石是自然界最硬的物质。
2.石墨是最软的矿物质之一。
3.甲烷是最简单的有机物。
三、三个假象
1.若空气中二氧化碳的含量过高,人就会中毒而死(二氧化碳无毒,空气中二氧化碳含量过高,能导致人窒息而死)。
2.二氧化碳能使紫色石蕊试液变红(石蕊试液变红的原因在于,二氧化碳与水反应生成了碳酸,碳酸使紫色石蕊试液变成了红色)。
3.将浓盐酸与石灰石反应后产生的气体通入少量澄清的石灰水中,澄清石灰水不变浑浊,说明产生的气体中不含二氧化碳(石灰水不变浑浊的原因在于,浓盐酸挥发出来的氯化氢气体先与石灰水发生了反应)。
四、三套装置
1.碳还原氧化铜的装置(固体与固体在加热或高温条件下反应的装置)。
2.一氧化碳还原氧化铜的装置(固体与气体在加热或高温条件下反应的装置)。
3.实验室制备二氧化碳的装置(固体与液体在常温下发生反应的装置)。
五、三个相似
1.碳还原氧化铜的操作要点与实验室制取氧气的操作要点相似。
2.点燃一氧化碳、一氧化碳还原氧化铜的操作要点与点燃氢气、氢气还原氧化铜的操作要点相似。
3.实验室制取二氧化碳的操作要点与实验室制取氢气的操作要点相似。
解决化学除杂问题的三种特殊思路
化学除杂试题,是考查元素化合物知识较为常见的题型。在掌握这类试题常规解答思路的同时,我们还有必要熟悉以下几种特殊的思路。
1.改变矛头指向。一般除杂试题中,所选用的除杂试剂的矛头是指向杂质的,但有些问题的解答则必须改变矛头指向,即将除杂试剂的矛头指向应保留的物质。如,除去FeCl3溶液中少量的KCl,由于难以找到一种试剂将KCl中的K+转化为沉淀而除去,因此我们有必要打破常规,选用一种试剂将FeCl3中的Fe3+转化为沉淀,然后再设法将沉淀转化为FeCl3。具体思路是:向混合溶液中滴加适量的氢氧化钾溶液,过滤后,再向滤渣氢氧化铁中加入适量的稀盐酸。
2.借助离子定序。对于用多种试剂逐一除去多种杂质的一类试题,我们可以运用离子的性质,快捷地确定除杂的顺序,请看一例:
要除去NaNO3溶液中含有的AgNO3、Cu(NO3)2、Ba(NO3)2三种杂质,现提供三种试剂①NaOH②NaCl③Na2CO3,要求每加一种试剂从溶液中沉淀出一种化合物,则所加试剂的顺序是 。
除去三种杂质的过程中,真正发挥作用的是NaOH、NaCl、Na2CO3三种试剂中的OH-、Cl-、CO32-。由三种离子的性质可知,OH-能与Ag+、Cu2+结合成两种沉淀;Cl-能与Ag+结合成一种沉淀;CO32-能与Ag+、Cu2+、Ba2+结合成三种沉淀,显然,要符合题目中“每加一种试剂从溶液中沉淀出一种化合物”的要求,加入试剂的顺序应是:NaCl、NaOH、Na2CO3。3.巧用两次过量。有些除杂试题中,第一次所加入的试剂是过量的,要除去这部分过量的试剂,通常还需加入过量的另一种试剂,最后再设法将第二次过量的试剂除去。如,除去KCl溶液中少量的K2SO4,可按下列思路去进行:加入过量的BaCl2溶液→加入过量的K2CO3溶液→过滤(滤渣为硫酸钡和碳酸钡的混合物)→向滤液中加入适量的稀盐酸(盐酸的用量可借助PH试纸测试出的溶液的PH来控制)。
从生活中提炼化学习题
王铁虎
化学离不开生活,如果在上课时给学生讲一些贴近生活的化学知识,学生便会十分感兴趣,会觉得“学有所用“。对教师的“学识渊博”由衷佩服。
如去年重庆开县发生重大“井喷”事故。在课堂上,我便给学生出了这样一道习题,最近重庆开县发生一起井喷事故,造成300余人死亡,主要是H2S气体使人中毒所致。H2S是一种无色、有臭鸡蛋气味的有毒气体,密度比空气大,能溶于水,其水溶液为氢硫酸。该气体在实验室可由硫化亚铁(黑色固体)和稀Hcl在常温下制得。请回答:
1、 写出实验室制H2S的化学方程式:
2、 实验室H2S室的发生装置与制
气体的装置相似,收集该气体用的方法是
3、 为了防止H2S污染空气,可将H2S通入 溶液中,化学方程式为
4、 如果你是当地居民,你将如何逃生?
再如:今年3月初,我市发生瓦斯爆炸事故。为此,我编了如下习题:2004年3月1日23时20分,山西省介休市连福镇金山坡煤矿井下发生瓦斯爆炸事故,共造成28人死亡。请问:
1、瓦斯爆炸主要是 气体引起的,写出该气体在空气燃烧的化学方程式
2、请你谈谈如何可以避免类似的事情发生?
总之,要让学生对化学感兴趣,做为教师除讲授课本知识,做课内实验外,还应多观察并留意生活中的化学,多积累相关资料,做到课内外知识的衔接。
记忆化学知识的三种方法
对于初学化学的同学而言,掌握一定的记忆方法是很有必要的。下面,结合第一章三、四两节的内容,给同学们介绍三种记忆方法。
一、对比记忆法
氯酸钾 → 氯化钾+氧气,高锰酸钾 → 锰酸钾+二氧化锰+氧气,是我们刚学的两个文字反应式,从以下几个方面对它们加以对比,将有助于加深我们对反应式的记忆。
1.两个反应的不同点:氯酸钾的分解产物为两种;高锰酸钾的分解产物是三种。
2.两个反应的共同点:两个反应中都有氧气产生;两个反应的反应物与生成物之间都存在着“一字之差(别)”的情况(高锰酸钾与锰酸钾一字之差,氯酸钾与氯化钾一字之别)。
3.两个反应的联系:高锰酸钾分解的产物之一二氧化锰是氯酸钾分解的催化剂。
二、简缩记忆法
对于某些冗长的概念、操作要点,我们可以在理解其内容的基础上,择其要点,将其简缩成精短的一句话或一个表达式去加以记忆,例如:
1.催化剂的概念:能改变其它物质的化学反应速率,而本身的质量和化学性质在化学变化前后都没有改变的物质,叫做催化剂。可抓住催化剂最本质的内容作简缩记忆:一个改变,两个不变。
2.分解反应的概念:一种物质生成两种或两种以上其它物质的反应。可抓住该反应物与生成物的种数作简缩记忆:一变多。
3.燃烧的概念:通常的燃烧是指可燃物跟空气里的氧气所发生的一种发光发热的剧烈的氧化反应。可根据概念叙述的三点主要内容作简缩记忆:反应物+现象+本质。
4.实验室制氧气的主要操作:(1)检查装置的气密性;(2)装药品;(3)固定装置;(4)点燃酒精灯加热;(5)收集氧气;(6)从水槽中移出导管;(7)熄灭酒精灯。可以从每一步骤中提出一个关键字后进行简缩记忆:茶(查)、庄(装)、定、点、收、利(移)、息(熄)。
需要强调的是,简缩记忆并不是对记忆内容的随意删减,而是对记忆内容的高度提炼。衡量简缩记忆效果好差的一个重要标准是:依照简缩记忆的内容,能否较快较全面地回忆出“原文”。
三、网络记忆法
分散记忆氧化反应、燃烧、缓慢氧化、自燃、爆炸等概念,很可能有繁、难的感觉,将其织成下列网络去记忆,则会化繁为简、化难为易。
燃 烧 爆炸
氧化反应
缓慢氧化 自燃
因为网络在呈现概念之间内在联系的同时,也呈现了概念叙述的思路,从而帮助我们实现了由机械记忆到理解记忆的转变。
两道最新中考试题的赏析
题1.(2004年南通市中考试题)物质的结构决定物质的性质。已知氢元素的核电荷数为1。试分析:
(1)H+是结构最简单的一种阳离子,H+中含有的质子数为 ,电子数为 。
(2)CaH2 是一种离子化合物,其中钙元素的化合价为+2,则该化合物中氢元素的化合价为 。已知反应物中具有还原性的物质,发生氧化反应后,有元素化合价升高。请判断CaH2+2H2O= Ca(OH)2+2H2↑反应中,具有还原性的物质是 (填化学式)。
分析:H+是H原子失去一个电子后得到的产物,由于氢原子中含有一个质子和一个电子,所以H+中的质子数和电子数分别为1、0。由化合物中元素正负化合价的代数和等于零这一规律可知,CaH2中氢元素的化合价为-1,在与水的反应过程中,化合价由-1价变成了0价(生成的两个氢分子中,有一个氢分子是由CaH2中的2个H-转变而成的),故上述反应中,具有还原性的物质是CaH2。
解答:(1)1、0;(2)-1、CaH2。
点评:该题缘于教材第三章后两节所学内容,所设置的两个问题彼此关联。问题(1)是问题(2)的基础;问题(2)是问题(1)的延伸,通过CaH2中氢元素化合价的设问以及CaH2与水的反应中还原剂的判断,考查了同学们对所学知识的变通能力和运用新知识解决新问题的能力。
题2.(2004年南通市中考试题)早在1673年,英国化学家波义耳在一个敞口的容器中加热一种金属,结果发现反应后的质量增加了。
(1)波义耳的实验结果是否违反质量守恒定律?简析原因。
(2)试从原子的角度解释质量守恒定律。
(3)碘的某种氧化物可以测定空气中CO的污染程度。已知该氧化物的1个分子可将5个CO分子氧化成5个CO2分子,同时生成1个I2分子。则该碘氧化物的化学式为 。
分析:(1)质量守恒定律揭示的是化学反应前后物质总质量的关系,故波义耳所做实验的结果并不违反质量守恒定律;(2)化学变化是原子重新组合的过程,解释质量守恒定律,可以从化学变化的微观实质这一角度去入手;(3)写出碘氧化物化学式的关键是得出其分子中所含氧原子的数目,由“该氧化物的1个分子可将5个CO分子氧化成5个CO2分子”可知,一个碘氧化物分子中含有5个氧原子。
解答:(1)不违反,因为金属与参加反应的氧气的质量和等于反应后所得产物的质量;(2)在化学变化中原子的种类、数目、质量都不变,所以,参加化学反应的各物质的质量总和,等于反应后生成的各物质的质量总和;(3)I2O5。点评:该题有两个明显的特点。一是问题情境新,以英国化学家波义耳的一个实验以及用碘的某种氧化物测定空气中CO的污染程度作为问题背景;二是考查角度全,问题(1)考查质量守恒定律的宏观理解,问题(2)考查质量守恒的微观解释,问题(3)考查质量守恒定律的微观应用。因此,该题不失为考查质量守恒定律的一道好题。
有关溶液知识的赛题扫描
2004年的各地竞赛中,出现了一些和溶液知识相关的试题,本文拟对这些赛题的题型及解法作一次粗略的扫描:
一、基本概念类
例1.(2004年江苏赛题)60℃时,化合物甲的溶解度比化合物乙大。分别取等质量的60℃的甲、乙的饱和溶液,降温至20℃后,析出的甲和乙的质量分别为ag和bg(甲、乙均无结晶水)。以下叙述正确的是( )
A.60℃时,等质量的甲饱和溶液与乙饱和溶液相比,前者所含的溶质质量大
B.a一定大于b
C.20℃时,若甲的溶解度仍比乙大,则a一定小于b
D.20℃时,若甲的溶解度比乙小,则a一定大于b
评析:由题给条件——60℃时化合物甲的溶解度比化合物乙大及饱和溶液溶质质量分数=溶解度/(溶解度+100g)×100%可知,60℃时,甲饱和溶液比乙饱和溶液浓,等质量的甲饱和溶液与乙饱和溶液相比,前者所含的溶质质量比后者大,A选项说法正确。等质量的60℃的甲、乙饱和溶液降温析出晶体的多少,取决于溶质的溶解度随温度降低而减小的幅度,20℃时,如果甲的溶解度比乙小,说明甲的溶解度随温度的降低幅度比乙大,那么两份溶液降温后,析出甲的质量比乙多,显然,选项D的说法也是正确的。
二、稀释计算类
例2.(2004年江苏赛题)配制溶质质量分数为10%的稀盐酸500g,需要质量分数为38%(密度为1.19g/mL)的盐酸( )
A.131.6 mL B.110.6 mL C.120 mL D.100.8 mL
评析:本题涉及到的知识点有三个,一是溶液质量等于溶液密度乘以溶液体积;二是溶质质量等于溶液质量乘以溶质质量分数;三是溶液稀释前后溶质质量不变。设需要质量分数为38%(密度为1.19g/mL)的盐酸的体积为x,则1.19g/mL×x×38%=500g×10%,x=110.6 mL,符合题意的选项为B。
三、实验分析类
例3.(2004年江苏赛题)在配制10%的氯化钠溶液的过程中,导致溶液中氯化钠质量分数小于10%的可能原因是:①用量筒量取水时俯视读数 ②配制溶液的烧杯用少量蒸馏水润洗 ③在托盘天平的左盘称取氯化钠时,游码不在零位置就调节天平平衡,后将游码移动得到读数 ④盛装溶液的试剂瓶用蒸馏水润洗 ⑤氯化钠晶体不纯( )
A.①②③④⑤ B.①②④⑤ C.①②③ D.②③④⑤
评析:导致溶质质量分数偏小的根本原因有两个,一是少取了溶质,二是多量了溶剂。量筒量水时俯视读数,会导致量得的水偏少;配制溶液的烧杯、盛装溶液的试剂瓶用少量蒸馏水润洗,会导致配得的溶液中溶剂量变多;用托盘天平的左盘称取氯化钠时,游码不在零位置就调节天平平衡,后将游码移动得到读数,会导致称得的氯化钠偏少;用于配制溶液的氯化钠晶体不纯,相当于少取了溶质,因此,导致溶液中氯化钠质量分数偏小的原因是②③④⑤,符合题意的选项是D。
四、情境创设类
例4.(2004年全国赛题)若在宇宙飞船的太空实验室(失重条件下)进行以下实验,其中最难完成的是( )
A.将金粉和铜粉混合 B.将牛奶加入水中混合
C.将氯化钠晶体溶于水 D.用漏斗、滤纸过滤除去水中的泥沙
评析:该题以太空实验室作为问题背景,立意新颖,可以扣住题目的提示——失重条件去分析备选答案。在失重的情况下,金粉和铜粉混合、牛奶与水混合、氯化钠晶体溶于水的实验,可以设法在密闭的容器中进行,而用漏斗、滤纸过滤水中泥沙的实验很难在密封的条件下进行,此外,如果没有重力的作用,其速度将会十分缓慢,因此,符合题意的选项为D。
借助溶液概念 巩固已学知识
溶液是指一种或一种以上物质分散到另一种物质里所形成的均一、稳定的混合物。其中,被溶解的物质叫溶质,能溶解其它物质的物质叫溶剂。借助溶液概念,我们可以重温前几章所学过的某些知识。
1.空气的组成。空气是由氮气、氧气、稀有气体、二氧化碳、水蒸气等成分组成的,对照溶液概念不难得出,除去尘埃的(洁净的)空气也是一种溶液,其中,溶剂是氮气(因为氮气在空气中的体积分数最大),溶质是氧气、稀有气体、二氧化碳、水蒸气等成分。
2.锌与稀硫酸的反应。稀硫酸是少量的硫酸(H2SO4)溶于水得到的溶液,属于混合物。从表面上看,锌与稀硫酸的反应不符合置换反应的定义,其实不然,在锌与稀硫酸的反应中,真正的反应物是锌和硫酸,生成物是硫酸锌(溶于水)和氢气(因难溶于水易从溶液中逸出),水并未参加反应,将所得溶液中的水蒸发以后,我们便可观察到硫酸锌的“庐山真面目”。
3.铁与硫酸铜溶液反应。与锌和稀硫酸的反应情况相似,该反应中的反应物是铁和硫酸铜,生成物是硫酸亚铁(溶于水)和铜(不溶于水),该反应属于置换反应。由于反应后溶液中所含溶质FeSO4的质量小于反应前溶液中所含溶质CuSO4的质量(Fe的相对原子质量比Cu小),反应过程中水的质量不变,故反应后溶液质量减小(想一想,锌与稀硫酸反应,溶液质量将会发生怎样的变化?)
4.二氧化碳通入澄清的石灰水。澄清石灰水中的溶质是Ca(OH)2,CO2通入石灰水的过程中,CO2与Ca(OH)2发生反应,生成CaCO3和H2O。由于CaCO3难溶于水(构成CaCO3的粒子不能分散到水中,形成均一、稳定的混合物),其小颗粒悬浮在水中形成悬浊液,所以,从外观上我们可以看到澄清的石灰水变浑浊的现象。由于这些悬浮的CaCO3小颗粒最终会沉到反应容器的底部,所以。书写该反应的化学方程式时,必须在CaCO3的后面标上“↓”符号。
酸、碱、盐特点概览
一、电离特点
某些化合物溶于水时,离解成自由移动离子的过程叫电离。酸、碱、盐三类化合物电离时,其产物各有特点。
1.酸电离时生成的阳离子全部是氢离子,如,H2SO4==2H++SO42-,HCl==H++Cl-。
2.碱电离时生成的阴离子全部是氢氧根离子,如,NaOH==Na++OH-,Ca(OH)2== Ca2++2OH