论文部分内容阅读
摘要在初中化学考试中,通过燃烧反应速率判断 、置换反应中的反应速率及先后 、复分解反应中的先后等问题,快速解答化学反应速率快慢及反应先后题型。
中图分类号:G633.91文献标识码:A
近年来,初中化学素质和实验能力赛及中考中,化学反应速率快慢及反应先后题型屡屡出现,不少同学在解题中经常犯错。针对以上题型如何快速解答,笔者在此进行归纳探究。
1 燃烧反应速率的判断
例1 燃烧现象不同是许多因素造成的,如在空气中镁带燃烧比木炭燃烧要剧烈,是因为物质的性质不同,铁丝在氧气中可以燃烧而在空气中不能燃烧,这是因为氧气浓度不同;新制的很细的铁粉也可以在空气中燃烧,这是因为可燃物与氧气的接触面增大。
分析:可燃物燃烧的速率快慢的因素取决于:
①可燃物的性质;②氧气的浓度;③接触面积;④温度等。
2 置换反应中的反应速率及先后问题
2.1 金属与酸的反应速率判断
例2 等质量的A、B两种活泼金属(化合价均为+2价)与足量稀盐酸反应时,生成H2的质量与反应时间的关系如下图所示。
(1)A、B两种金属的活动性大小是A>B;(2)A、B两种金属元素的相对原子质量大小是A>B;(3)在Mg和Fe,Zn和Fe,Zn和Cu中A、B两种金属可能是Zn和Fe。
分析:规律,金属活动性越强,越容易发生置换反应,与酸反应生成H2的速率越快。由图像可知,开始一段时间内产生等质量的H2时,A用的时间较短,说明A与酸应的速率快,A是金属活动性较大的金属。再由等质量的金属与足量盐酸反应产生H2的质量关系,有Mg>Fe>Zn,Cu与HC1不反应,便可得出以上结论。
2.2 金属与盐溶液反应的先后问题(K,Ca,Na除外)
金属与不同的盐在溶液中进行反应时,两者间隔越远,越优先反应。此类化学反应不是快慢问题而是先后问题,越靠后的金属,越容易被其它金属从其盐溶液中置换出来。
例3 某溶液仅含有AgNO3和Cu(NO3)2两种溶质,某校初三学生课外活动小组的同学将其分为A、B、C三份,各加入一定量的铁粉,充分反应后过滤、洗涤,分别得到滤渣和滤液。
①若将A得到的滤渣加入到稀盐酸中有气泡产生,则滤液中一定有Fe(NO3)2。
②若将B得到的滤渣加入到稀盐酸中没有气泡产生,则滤液中一定有Ag。
③若向C得到的滤液中滴加稀盐酸,有白色沉淀生成,则滤液中含有的溶质是Fe(NO3)2、AgNO3、Cu(NO3)2。滤渣中含有的物质是Ag。
分析:①当滤渣加盐酸有气泡时,则铁有剩余,滤液中一定只有Fe2+。
②当滤渣中加盐酸无气泡时,则滤渣中一定有银,可能有铜,滤液中一定有Fe(NO3)2,可能有AgNO3,Cu(NO3)2。
③若向滤液中加盐酸有沉淀,说明滤液中剩有AgNO3尚未完全反应,则滤液中一定有AgNO3,尚未反应的Cu(NO3)2及生成的Fe(NO3)2。
3 复分解反应中的先后问题
3.1 生成气体和水的复分解反应(例4)
在碱性条件下,酸与碱和碳酸盐的混合溶液反应时,酸碱中和生成水的反应在先,只有把碱完全反应才可能与碳酸盐反应产生CO2。
例4 研究性学习课题:探究实验室中久置的NaOH的变质程度。
[探究方案]先称取13.3g的NaOH样品(杂质为Na2CO3),配成溶液,然后溶液中逐滴加入质量2分数为14、6%的稀盐酸,根据生成的CO2质量测定Na2CO3的质量。从而进一步确定样品中NaOH的变质程度。
[解决问题]实验测得加入稀盐酸的质量与产生CO2气体的质量关系如下图所示。
填写下表:(计算结果保留小数点后面一位)
[继续探究]计算实验过程中与NaOH反应消耗的盐酸的质量。
解:设13.3g样品中Na2CO3的质量为x
Na2CO3 + 2HCl=2NaCl + CO2↑+ H2O
106 44
X 2.2g
= x == 5.3g
则样品中NaOH为:13.3g - 5.3g = 8.0g
又设与NaOH反应消耗盐酸的质量为y
HCl + NaOH = NaCl+H2O
36.540
y€?4.6%8.0g
= y == 50.0g(下转第243页)(上接第238页)再设变质的NaOH质量为Z
CO2 + 2NaOH = Na2CO3 + H2O
80106
Z 5.3 g
= ;Z == 4.0g
[发现问题]
根据“与NaOH反应消耗的盐酸的质量”,对照图象,你发现了什么问题?NaOH被盐酸中和后,继续滴加稀盐酸为什么没有立即产生CO2气体?
3.2 生成沉淀和水的复分解反应(例5、例6)
在酸性条件下,碱与酸和盐的混合溶液反应时,碱与酸中和生成的水优先进行,只有把酸完全消耗后,才可能碱和盐反应生成沉淀。
例5 已知某混合物由HCl、Na2CO3、H2SO4、CuCl2中的2种混合而成,向该溶中滴加Ba(OH)2溶液,产生沉淀的质量与加入Ba(OH)2溶液体积的关系如右图所示。
该溶液中不可能存在的物质是__________。
其理由是___________________。
分析:此题中HCl、H2SO4与NaCO3不能共存,CuCl2与Na2CO3不能共存,加入Ba(OH)2并不立即产生沉淀故不可能有硫酸,必须有盐酸,而盐酸又与Na2CO3反应,混合物中有两种物质混合而成,另一种物质只能是CuCl2,故物质组成为:HCl与CuCl2,这两种物质的组合才会在消耗NaOH溶液以后产生Cu(OH)2沉淀。
例6 向HCl和FeCl3的混合溶液中不断加入NaOH溶液,下图曲线正确的是(D)
分析:向溶液中加入NaOH溶液,PH应不断增大,当过量时PH会超过7,而A中PH没超过7,故不符合题意。原混合溶液是酸性,PH应小于7,而B图起点PH大于7,不符合题意。C图起点为0,在酸性条件下加入碱不可能立即产生Fe(OH)3沉淀不符合题意。故答案为D。
小结:根据以上3道例题,我们可以理解为:当在一道题目中出现2个反应:1个反应生成水、另1个反应生成气体,或者是1个反应生成水,另1个反应生成沉淀时,酸碱生成水的反应优先进行,而另一个生成气体或沉淀的反应,在酸碱中和反应完毕后才能进行。在坐标图中会表现为消耗掉一定量加入的酸或碱以后才会有气体或沉淀的出现。
参考文献
[1]化学九年级下册教师教学用书.人民教育出版社.
[2]奥赛经典解题金钥匙系列——初中化学.湖南师范大学出版社.
[3]新课程初中化学导学与评测.苏州大学出版社.
中图分类号:G633.91文献标识码:A
近年来,初中化学素质和实验能力赛及中考中,化学反应速率快慢及反应先后题型屡屡出现,不少同学在解题中经常犯错。针对以上题型如何快速解答,笔者在此进行归纳探究。
1 燃烧反应速率的判断
例1 燃烧现象不同是许多因素造成的,如在空气中镁带燃烧比木炭燃烧要剧烈,是因为物质的性质不同,铁丝在氧气中可以燃烧而在空气中不能燃烧,这是因为氧气浓度不同;新制的很细的铁粉也可以在空气中燃烧,这是因为可燃物与氧气的接触面增大。
分析:可燃物燃烧的速率快慢的因素取决于:
①可燃物的性质;②氧气的浓度;③接触面积;④温度等。
2 置换反应中的反应速率及先后问题
2.1 金属与酸的反应速率判断
例2 等质量的A、B两种活泼金属(化合价均为+2价)与足量稀盐酸反应时,生成H2的质量与反应时间的关系如下图所示。
(1)A、B两种金属的活动性大小是A>B;(2)A、B两种金属元素的相对原子质量大小是A>B;(3)在Mg和Fe,Zn和Fe,Zn和Cu中A、B两种金属可能是Zn和Fe。
分析:规律,金属活动性越强,越容易发生置换反应,与酸反应生成H2的速率越快。由图像可知,开始一段时间内产生等质量的H2时,A用的时间较短,说明A与酸应的速率快,A是金属活动性较大的金属。再由等质量的金属与足量盐酸反应产生H2的质量关系,有Mg>Fe>Zn,Cu与HC1不反应,便可得出以上结论。
2.2 金属与盐溶液反应的先后问题(K,Ca,Na除外)
金属与不同的盐在溶液中进行反应时,两者间隔越远,越优先反应。此类化学反应不是快慢问题而是先后问题,越靠后的金属,越容易被其它金属从其盐溶液中置换出来。
例3 某溶液仅含有AgNO3和Cu(NO3)2两种溶质,某校初三学生课外活动小组的同学将其分为A、B、C三份,各加入一定量的铁粉,充分反应后过滤、洗涤,分别得到滤渣和滤液。
①若将A得到的滤渣加入到稀盐酸中有气泡产生,则滤液中一定有Fe(NO3)2。
②若将B得到的滤渣加入到稀盐酸中没有气泡产生,则滤液中一定有Ag。
③若向C得到的滤液中滴加稀盐酸,有白色沉淀生成,则滤液中含有的溶质是Fe(NO3)2、AgNO3、Cu(NO3)2。滤渣中含有的物质是Ag。
分析:①当滤渣加盐酸有气泡时,则铁有剩余,滤液中一定只有Fe2+。
②当滤渣中加盐酸无气泡时,则滤渣中一定有银,可能有铜,滤液中一定有Fe(NO3)2,可能有AgNO3,Cu(NO3)2。
③若向滤液中加盐酸有沉淀,说明滤液中剩有AgNO3尚未完全反应,则滤液中一定有AgNO3,尚未反应的Cu(NO3)2及生成的Fe(NO3)2。
3 复分解反应中的先后问题
3.1 生成气体和水的复分解反应(例4)
在碱性条件下,酸与碱和碳酸盐的混合溶液反应时,酸碱中和生成水的反应在先,只有把碱完全反应才可能与碳酸盐反应产生CO2。
例4 研究性学习课题:探究实验室中久置的NaOH的变质程度。
[探究方案]先称取13.3g的NaOH样品(杂质为Na2CO3),配成溶液,然后溶液中逐滴加入质量2分数为14、6%的稀盐酸,根据生成的CO2质量测定Na2CO3的质量。从而进一步确定样品中NaOH的变质程度。
[解决问题]实验测得加入稀盐酸的质量与产生CO2气体的质量关系如下图所示。
填写下表:(计算结果保留小数点后面一位)
[继续探究]计算实验过程中与NaOH反应消耗的盐酸的质量。
解:设13.3g样品中Na2CO3的质量为x
Na2CO3 + 2HCl=2NaCl + CO2↑+ H2O
106 44
X 2.2g
= x == 5.3g
则样品中NaOH为:13.3g - 5.3g = 8.0g
又设与NaOH反应消耗盐酸的质量为y
HCl + NaOH = NaCl+H2O
36.540
y€?4.6%8.0g
= y == 50.0g(下转第243页)(上接第238页)再设变质的NaOH质量为Z
CO2 + 2NaOH = Na2CO3 + H2O
80106
Z 5.3 g
= ;Z == 4.0g
[发现问题]
根据“与NaOH反应消耗的盐酸的质量”,对照图象,你发现了什么问题?NaOH被盐酸中和后,继续滴加稀盐酸为什么没有立即产生CO2气体?
3.2 生成沉淀和水的复分解反应(例5、例6)
在酸性条件下,碱与酸和盐的混合溶液反应时,碱与酸中和生成的水优先进行,只有把酸完全消耗后,才可能碱和盐反应生成沉淀。
例5 已知某混合物由HCl、Na2CO3、H2SO4、CuCl2中的2种混合而成,向该溶中滴加Ba(OH)2溶液,产生沉淀的质量与加入Ba(OH)2溶液体积的关系如右图所示。
该溶液中不可能存在的物质是__________。
其理由是___________________。
分析:此题中HCl、H2SO4与NaCO3不能共存,CuCl2与Na2CO3不能共存,加入Ba(OH)2并不立即产生沉淀故不可能有硫酸,必须有盐酸,而盐酸又与Na2CO3反应,混合物中有两种物质混合而成,另一种物质只能是CuCl2,故物质组成为:HCl与CuCl2,这两种物质的组合才会在消耗NaOH溶液以后产生Cu(OH)2沉淀。
例6 向HCl和FeCl3的混合溶液中不断加入NaOH溶液,下图曲线正确的是(D)
分析:向溶液中加入NaOH溶液,PH应不断增大,当过量时PH会超过7,而A中PH没超过7,故不符合题意。原混合溶液是酸性,PH应小于7,而B图起点PH大于7,不符合题意。C图起点为0,在酸性条件下加入碱不可能立即产生Fe(OH)3沉淀不符合题意。故答案为D。
小结:根据以上3道例题,我们可以理解为:当在一道题目中出现2个反应:1个反应生成水、另1个反应生成气体,或者是1个反应生成水,另1个反应生成沉淀时,酸碱生成水的反应优先进行,而另一个生成气体或沉淀的反应,在酸碱中和反应完毕后才能进行。在坐标图中会表现为消耗掉一定量加入的酸或碱以后才会有气体或沉淀的出现。
参考文献
[1]化学九年级下册教师教学用书.人民教育出版社.
[2]奥赛经典解题金钥匙系列——初中化学.湖南师范大学出版社.
[3]新课程初中化学导学与评测.苏州大学出版社.