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【中图分类号】G633.8 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089(2014)11 -0226-01
1.题目
不同浓度的硝酸与铁反应的还原产物很复杂,其分布曲线如图3所示。
(1)足量的铁与一定量的浓硝酸反应时,反应过程中可能的气体产物有_;(2)由图3可知,密度等于1.35g.mL-1的硝酸与铁反应时其还原产物主要是_;(3)还原产物中NH4+的物质的量分数随_而增大;(4)请用一句话概括该图反映出的基本结论_。(5)m mol铁与极大量的密度为1.35g.mL-1的硝酸溶液完全反应放出 nL气体(体积在标况下测定),此时,溶液中铁元素存在的形式是_,n值最接近_(填字母编号)。
A.22.4 m B.33.6m C.44.8m D.67.2m
2.解题分析基本步骤与方法
2.1观察曲线 充分解读其中包含有价值信息 对于化学曲线题,解题伊始,首先就要仔细观察题目中作为重要已知条件给出的曲线。从图3可以看出,该曲线横轴标示是HNO3密度,其最小单位刻度为0.5 g.mL-1,该曲线纵轴标示是硝酸还原产物物质的量分数,其最小单位刻度为0.2。
2.2隐性信息的解读 观察图3可以看出:硝酸在不同的浓度下与铁反应,其产物是多样的:NH4+、N2、 N2O、NO、 NO2。该信息的解读有助于认识硝酸与铁反应所得到的的产物的复杂性,对分析(5)有预先认知的作用,避免出现只有一种产物的认识,这样,在解答(5)时就不会题目要求解出两种产物的量时产生心理冲击。
2.3曲线细节及难点的解读
①从本题曲线图3可以看出,在浓度轴以1.35g.mL-1处向上作垂直于浓度轴连线,该连线会与生成NO及NO2二个反应曲线交点相交;即在该浓度时,铁与硝酸即可生成NO也能生成NO2,所以还原产物不是单一的,足量的铁与一定量的浓硝酸反应时,反应过程中可能的气体产物有NO和NO2。
②观察图3,可以看出生成NH4+的反应曲线从左至右是一下降曲线:即随着硝酸浓度的增大,NH4+在还原产物中的物质的量分数随之下降。
③分析“m mol铁与极大量的密度为1.35g.mL-1的硝酸溶液完全反应放出 nL气体(体积在标况下测定)”之表述,可以解读出,①参加反应铁的物质的量为m mol,②硝酸的密度=1.35g.mL-1,③参加反应的硝酸是极大量,④隐含信息:本次反应气体产物应为NO及NO2。⑤对求解n值更为关键的,必须从图3反应曲线中读出:生成NO及NO2二曲线交于一点,所以,通过该交点向纵轴作垂线,只能有一个交点,故在该条件下,NO及NO2生成量(物质的量的分数)是等量的。
3.小结
综上所述,对化学曲线题解题方法及步骤可有如下结论:
其一,先观察曲线,看清曲线包含的信息元素及纵轴、横轴标示的物理量及单位,首先找到其中的定性条件;其二,在上述基础上,再进一步去挖掘曲线中隐性信息,做到已知条件的充分利用,否则可能造成后续解题障碍。其三,认真、仔细观察曲线中的定量信息,为求解题目中与定量相关的答案作好准备。
4.解题示范
根据以上线索,通过以下过程求得相关物质的量:
设:参与生成NO2铁的物质的量为xmol,则有:参与生成NO铁的物质的量为(m-x)mol。
Fe+6HNO3= Fe(NO3)3+3NO2↑+3HO2
1 3×22.4
x 3x×22.4
Fe+4HNO3= Fe(NO3)3+NO↑+2HO2
122.4
(m-x) (m-x) ×22.4
根据NO及NO2生成量(物质的量的分数)等量关系,得出:
3x×22.4=(m-x) ×22.4
X=(1/4) m
将x=(1/4) m带回上述两反应方程式得出:
V(NO2)= V(NO) = (3/4) m×22.4L
所以n=2× V(NO2)=33.6m L
⑥由于硝酸的强氧化性,铁与硝酸反应总是生成三价铁。所以,铁与极大量的密度为1.35g.mL-1的硝酸溶液完全反应,其铁元素存在的形式应是Fe3+。
5.结题
经以上分析,本题的答案如下:
(1)还原产物主要是NO、NO2、N2、N2O;
(2)由图3可知,密度等于1.35g.mL-1的硝酸与铁反应时其还原产物主要是NO、NO2。
(3)还原产物中NH4+的物质的量分数随 硝酸的密度(浓度)降低而增大;
(4)请用一句话概括该图反映出的基本结论:硝酸的密度(浓度)越大,还原产物中氮元素的化合价越高或硝酸的密度(浓度)越低,还原产物中氮元素的化合价越低。
(5)溶液中铁元素存在的形式是Fe3+。n值最接近33.6m。
1.题目
不同浓度的硝酸与铁反应的还原产物很复杂,其分布曲线如图3所示。
(1)足量的铁与一定量的浓硝酸反应时,反应过程中可能的气体产物有_;(2)由图3可知,密度等于1.35g.mL-1的硝酸与铁反应时其还原产物主要是_;(3)还原产物中NH4+的物质的量分数随_而增大;(4)请用一句话概括该图反映出的基本结论_。(5)m mol铁与极大量的密度为1.35g.mL-1的硝酸溶液完全反应放出 nL气体(体积在标况下测定),此时,溶液中铁元素存在的形式是_,n值最接近_(填字母编号)。
A.22.4 m B.33.6m C.44.8m D.67.2m
2.解题分析基本步骤与方法
2.1观察曲线 充分解读其中包含有价值信息 对于化学曲线题,解题伊始,首先就要仔细观察题目中作为重要已知条件给出的曲线。从图3可以看出,该曲线横轴标示是HNO3密度,其最小单位刻度为0.5 g.mL-1,该曲线纵轴标示是硝酸还原产物物质的量分数,其最小单位刻度为0.2。
2.2隐性信息的解读 观察图3可以看出:硝酸在不同的浓度下与铁反应,其产物是多样的:NH4+、N2、 N2O、NO、 NO2。该信息的解读有助于认识硝酸与铁反应所得到的的产物的复杂性,对分析(5)有预先认知的作用,避免出现只有一种产物的认识,这样,在解答(5)时就不会题目要求解出两种产物的量时产生心理冲击。
2.3曲线细节及难点的解读
①从本题曲线图3可以看出,在浓度轴以1.35g.mL-1处向上作垂直于浓度轴连线,该连线会与生成NO及NO2二个反应曲线交点相交;即在该浓度时,铁与硝酸即可生成NO也能生成NO2,所以还原产物不是单一的,足量的铁与一定量的浓硝酸反应时,反应过程中可能的气体产物有NO和NO2。
②观察图3,可以看出生成NH4+的反应曲线从左至右是一下降曲线:即随着硝酸浓度的增大,NH4+在还原产物中的物质的量分数随之下降。
③分析“m mol铁与极大量的密度为1.35g.mL-1的硝酸溶液完全反应放出 nL气体(体积在标况下测定)”之表述,可以解读出,①参加反应铁的物质的量为m mol,②硝酸的密度=1.35g.mL-1,③参加反应的硝酸是极大量,④隐含信息:本次反应气体产物应为NO及NO2。⑤对求解n值更为关键的,必须从图3反应曲线中读出:生成NO及NO2二曲线交于一点,所以,通过该交点向纵轴作垂线,只能有一个交点,故在该条件下,NO及NO2生成量(物质的量的分数)是等量的。
3.小结
综上所述,对化学曲线题解题方法及步骤可有如下结论:
其一,先观察曲线,看清曲线包含的信息元素及纵轴、横轴标示的物理量及单位,首先找到其中的定性条件;其二,在上述基础上,再进一步去挖掘曲线中隐性信息,做到已知条件的充分利用,否则可能造成后续解题障碍。其三,认真、仔细观察曲线中的定量信息,为求解题目中与定量相关的答案作好准备。
4.解题示范
根据以上线索,通过以下过程求得相关物质的量:
设:参与生成NO2铁的物质的量为xmol,则有:参与生成NO铁的物质的量为(m-x)mol。
Fe+6HNO3= Fe(NO3)3+3NO2↑+3HO2
1 3×22.4
x 3x×22.4
Fe+4HNO3= Fe(NO3)3+NO↑+2HO2
122.4
(m-x) (m-x) ×22.4
根据NO及NO2生成量(物质的量的分数)等量关系,得出:
3x×22.4=(m-x) ×22.4
X=(1/4) m
将x=(1/4) m带回上述两反应方程式得出:
V(NO2)= V(NO) = (3/4) m×22.4L
所以n=2× V(NO2)=33.6m L
⑥由于硝酸的强氧化性,铁与硝酸反应总是生成三价铁。所以,铁与极大量的密度为1.35g.mL-1的硝酸溶液完全反应,其铁元素存在的形式应是Fe3+。
5.结题
经以上分析,本题的答案如下:
(1)还原产物主要是NO、NO2、N2、N2O;
(2)由图3可知,密度等于1.35g.mL-1的硝酸与铁反应时其还原产物主要是NO、NO2。
(3)还原产物中NH4+的物质的量分数随 硝酸的密度(浓度)降低而增大;
(4)请用一句话概括该图反映出的基本结论:硝酸的密度(浓度)越大,还原产物中氮元素的化合价越高或硝酸的密度(浓度)越低,还原产物中氮元素的化合价越低。
(5)溶液中铁元素存在的形式是Fe3+。n值最接近33.6m。