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化學選修方程式總結范文1
一輪復習內容多而且雜,復習進程歷時較長,學生容易遺忘,尤其是單靠記憶獲得的知識更容易忘,需要在后續復習中不斷重現,以強化鞏固。復習時,每節課都設計一個復習回顧環節,利用開課前五分鐘,內容可以是一個與剛復習內容有關的高考題或經典模擬題,也可以自行設計題目檢查復習效果。
例如:針對化學方程式書寫的老大難問題,復習硫及其化合物結束后,在復習氮及其化合物之前設計了以下幾個問題。
1.火山噴發時,含硫物質發生了什么變化?
2.解釋硫酸型酸雨的形成原因及防治;
3.SO2與Cl2按照體積比1:1通入品紅溶液中,有什么現象?為什么?
4.“黑雪糕”實驗中的刺激性氣味何來?
可能有的教師認為,這不就是聽寫化學方程式嗎?筆者認為,這不僅僅是聽寫化學方程式。將化學反應設計在情境中,學生想到的不僅僅是死的化學方程式,而且還是鮮活的生產生活實際。
以上環節的題目,可以事先設計在學案上,也可以用實物投影。學生的答案用實物投影可以節省時間,教師及時糾錯,訓練規范書寫,效率很高,效果很好。
在2011年高考中,許多題目中都涉及到有關化學方程式的考查。例如:
2011年山東卷28題(1):NO2可用水吸收,相應的化學反應方程式為 。
2011年山東卷29題(1):實驗室可用無水乙醇處理少量殘留的金屬鈉,化學反應方程式為 。
(3)Na2S溶液長期放置有硫析出,原因為 (用離子方程式表示)。
二、二輪復習的形式服從內容
具體做法是將專題細化,落實到日常講評課中。集體備課時,根據試題內容選取合適的拓展點,進行小專題復習。將復習過的專題及時記錄,對照考綱設計后續專題,防止知識點的遺漏。
【例題】 A、B、C、X均為中學化學中常見的純凈物或其水溶液,它們之間有如下轉化關系(副產物已略去)。試回答:
■
(1)若X是強氧化性單質,則A不可能是( )。
A.S B.N2 C.P D.Mg E.Al
(2)若X是常見金屬單質,向C的水溶液中滴加AgNO3溶液,產生不溶于稀HNO3的白色沉淀,則B的化學式為 ;C溶液在貯存時應加入少量X,理由是_____;檢驗此C溶液中金屬元素價態的操作方法是 。
(3)若A、B、C為含有金屬元素的無機化合物,X為強電解質,A溶液與C溶液反應生成B,則B的化學式為____,X的化學式可能為 (寫出不同類物質),反應①的離子方程式為 。
答案:
(1)d;e。
(2)FeCl3;2Fe3++Fe=3Fe2+;防止Fe2+被氧化;用試管取少量C溶液,滴加KSCN溶液,無顏色變化,再滴加氯水(或硝酸),溶液呈紅色,證明原溶液中有Fe2+存在。
(3)Al(OH)3或NaOH或KOH;HCl(或其他強酸);
Al3++3OH-Al=(OH)3 AlO2-+H++H2O=Al(OH)3(其他正確答案也可)
【總結】該題是以連續反應為考查形式來考察元素化合物知識,能發生連續反應的物質,總結起來大致分為以下幾類:
1.可以考察連續氧化
X為氧氣,則A可以是變價非金屬元素的單質或者氫化物,若A為C或CH4,則B為CO,C為CO2;若A為N2或NH3,則B為NO,C為NO2;若A為S或H2S,則B為SO2,C為SO3;A也可以是有機物,如CH3CH2OH,則B為CH3CHO,C為CH3COOH;A也可以是活潑金屬,如Na,則B為Na2O,C為Na2O2。
2.可以考察“鋁三角”
若X為NaOH溶液,則A為Al3+,B為Al(OH)3,C為
〔Al(OH)4〕-;
若X為HCl溶液,則A為〔Al(OH)4〕-,B為Al(OH)3,C為Al3+;
若X為Al3+溶液,則A為NaOH,B為〔Al(OH)4〕-,C
為Al(OH)3;
若X為〔Al(OH)4〕-溶液,則A為HCl,B為Al3+,C為
Al(OH)3。
3.還可以考察部分多元弱酸(或酸酐)與可溶性一元堿的反應
若X為CO2/SO2溶液,則A為NaOH,B為Na2CO3/Na2SO3,C為NaHCO3/NaHSO3;
若X為NaOH溶液,則A為CO2/SO2,B為NaHCO3/NaHSO3,C為Na2CO3/Na2SO3;
若X為H2S溶液,則A為NaOH,B為Na2S,C為NaHS;
若X為NaOH溶液,則A為H2S,B為NaHS,C為Na2S。
繼續拓展符合以下轉化關系的化學反應:單質+化合物=單質+化合物。通過以上訓練,將元素化合物內容納入這一框圖中,變換形式復習了元素化合物。
三、分類研究近四年山東高考題
對近四年的選擇題分析研究發現,八個題目中通常是一個STS內容的考題(2007年第9題,2008年第9、10題,2009年第9題)、一個元素周期表、一個元素周期律考題(必有,主要為選修有機化學基礎模塊的同學設計),一個常見有機物及其應用考題(必有,主要為選修物質結構與性質模塊的同學設計)。
當時預測2011年也應該有這三類題,果真如此。例如,2011年高考山東卷9題、10題、11題、13題。分析發現,每年選擇題中都有數據和圖像的定量處理題(2007年15題——多不反應計算;2008年15題——沉淀溶解平衡曲線;2009年——強酸、弱酸PH隨溶液體積變化曲線;2010年——沉淀溶解平衡曲線)。預測2011年15題也可能是一個數據和圖像的定量處理題,結果出乎意料。
總體看選擇題側重于化學基礎知識和基本技能的考查,知識覆蓋面大,難易搭配合理。第9、10、11、13題相對簡單,第12、14題屬中等難度,第15題涉及原電池、電解池、金屬的防護,思維容量較大,相對較難。第9題以化學與生產、生活為主題,涉及到煤和石油的利用、常見物質的性質及用途、同位素和同素異形體、膠體的性質等。第10題以硅及其化合物的性質及應用為主題,涉及到自然界中硅元素的存在、單質、氧化物、氫化物的性質與應用等。第11題考查有機化學的基本知識。第12題考查常見金屬的單質、氧化物和鹽的性質,并和電化學、鹽類的水解相結合。第13題考查原子結構、元素周期律和元素周期表。第14題主要考查弱電解質的電離平衡及影響因素。第15題著重考查電化學知識,涉及電解池、原電池、金屬的腐蝕和防護、相關化學計算。
四、指導考前回扣
化學選修方程式總結范文2
關鍵詞:氧化還原反應 氧化還原反應方程式配平 五步配平法
氧化還原反應是化學反應中非常重要的一類反應。由于一些氧化還原反應發生的情況十分復雜,致使其化學方程式的配平也十分困難,因而氧化還原反應方程式的配平也成了歷來高考中不可缺少的一種題型和難點之一。此題型分值不多,但失分率卻居高不下。如何使氧化還原反應方程的配平既不搞“題海戰”又省時見效呢?筆者在多年輔導和研究多種配平方法的基礎上總結出了一種配平方法――五步配平法。用此法配平復雜氧化還原反應方程式,不僅速度快,且準確率極高。
“五步配平法”是集常見配平方法(如觀察法、化合價升降法等)為一體的綜合性配平方法。用此法配平氧化還原反應方程式最多五步就能達到滿意結果,故名“五步配平法”,其基本步驟如下:
第一步:標出反應前后化合價發生改變的各個元素的化合價。
第二步:配應前后化合價發生改變的各種元素的原子數目(可用分數)。
第三步:分析、合計反應中化合價升降數目,并用最小公倍數法配應中得失電子數(“”表示化合價升高,“”表示化合價降低)。
第四步:用觀察法配平其他物質系數。
第五步:調整各系數,使達到最簡(不帶分數,也沒有公約數),改“―”號為“=”。
下面通過2個例題來具體敘述“五步配平法”(簡單氧化還原反應方程式的配平不再贅述)。
例1 FeS2+Na2O2――Fe2O3+Na2SO4+Na2O
解 (1)標出反應前后化合價發生改變的各個元素的化合價。
+Na22――23+Na24+Na2
(2)配應前后化合價發生改變的各種元素的原子數目。
2+10Na22――23+4Na24+Na2
(3)分析、合計化合價升降數,并配平。
20―20 20×3
2×2FeS2+3×10Na2O2――2Fe2O3+2×4Na2SO4+Na2O
(4)觀察配平其他物質系數。
4FeS2+30Na2O2――2Fe2O3+8Na2SO4+22Na2O
(5)調整系數,達到最簡,改變符號。
2FeS2+15Na2O2=Fe2O3+4Na2SO4+11Na2O
例2 Cl2+As2S3+H2O――HCl+H3AsO4+H2SO4
解 (1)2+23+H2O――H+H3O4+H2O4
(2)2+23+H2O――2H+2H3O4+3H2O4
(3)2-2×4
14Cl2+As2S3+H2O――14×2HCl+2H3AsO4+3H2SO4
(4)14Cl2+As2S3+20H2O――28HCl+2H3AsO4+3H2SO4
(5)14Cl2+As2S3+20H2O=28HCl+2H3AsO4+3H2SO4
對氧化還原反應的配平來說,無論采取何種方法,都必須以化合物化合價變化的正確分析為基礎。對有些反應的配平,因其化合價情況特殊,還需作一定的變換處理,再用此法配平。需作處理的氧化還原反應主要有三類:
第一類:某一化學式中的某一元素呈現了多種價態。如下列反應:
①Fe3O4+K2Cr2O7+H2SO4――Fe(SO4)3+K2SO4+Cr2(SO4)3+H2O
②Na2Sx+NaClO+NaOH――Na2SO4+NaCl+H2O
反應①中的Fe3O4,鐵元素有+3和+2兩種價態;反應②中的Na2Sx,硫元素有-2和0價兩種價態。配平這類反應時,先根據化合價的分析結果,把它們處理成分寫形式,如Fe3O4可分寫成Fe2O3+FeO,Na2Sx可分寫成Na2S+xS,然后用“五步配平法”配平,最后合并即可。以①式為例配平如下:
例 Fe3O4+K2Cr2O7+H2SO4――Fe2(SO4)3+K2SO4+Cr2(SO4)3+H2O
解 原式處理得:
(Fe2O3+O)+K22O7+H2SO4――2(SO4)3+K2SO4+2(SO4)3+H2O
2(Fe2O3+O)+K22O7+H2SO4――32(SO4)3+K2SO4+2(SO4)3+H2O
2―2×3
2―26×1
3×2(Fe2O3+FeO)+K2Cr2O7+H2SO4――3×3Fe2(SO4)3+K2SO4+Cr2(SO4)3+H2O
6(Fe2O3+FeO)+K2Cr2O7+31H2SO4――9Fe2(SO4)3+K2SO4+Cr2(SO4)3+31H2O
6Fe3O4+K2Cr2O7+31H2SO4――9Fe2(SO4)3+K2SO4+Cr2(SO4)3+31H2O
第二類:某一元素反應前一種價態在反應后出現多種價態。如下列反應:
③P+CuSO4+H2O――Cu3P+H3PO4+H2SO4
④KNO2+H2SO4――KNO3+K2SO4+NO+H2O
反應③中的單質磷在反應后出現-3和+5兩種價態;反應④中的+3氮元素在反應后出現+5和+2兩種價態。配平這類反應,用“五步配平法”進行到第二步后,作分寫處理,再繼續按步驟進行配平,最后合并即可。以③式為例配平如下:
例 P+CuSO4+H2O――Cu3P+H3PO4+H2SO4
解 +SO4+H2O――3+H3O4+H2SO4
+3SO4+H2O――3+H3O4+H2SO4
++3SO4+H2O――3+H3O4+H2SO4
― 5×6
―
3-33
6P+5P+5×3CuSO4+H2O――5Cu3P+6H3PO4+H2SO4
6P+5P+15CuSO4+24H2O――5Cu3P+6H3PO4+15H2SO4
11P+15CuSO4+24H2O=5Cu3P+6H3PO4+15H2SO4
第三類:多種價態的某一元素在反應后呈現一種價態。如下列反應:
⑤KI+KIO3+H2SO4――K2SO4+I2+H2O
⑥KMnO4+MnSO4+H2O――MnO2+K2SO4+H2SO4
反應⑤+5和-1價態的碘元素反應后生成了碘單質;反應⑥中+7和+2價態的錳元素反應后生成了+4價。配平這類反應,用“五步配平法”進行到第二步后,也作分寫處理,再繼續按步驟進行配平,最后合并即可。以⑤式為例配平如下:
例 KI+KIO3+H2SO4――K2SO4+I2+H2O
解 K+KO3+H2SO4――K2SO4+2+H2O
K+KO3+H2SO4――K2SO4+++H2O
― 1×5
― 5×1
5KI+KIO3+H2SO4――K2SO4+5I+I+H2O
5KI+KIO3+3H2SO4――3K2SO4+5I+I+3H2O
5KI+KIO3+3H2SO4=3K2SO4+6I+3H2O
由上可見,用“五步配平法”配平氧化還原反應方程式確實能起到事半功倍的效果,您不妨一試。
參考文獻:
1.人民教育出版社化學室.全日制普通高級中學教科書(必修加選修)化學第一冊[M].北京:人民教育出版社,2003
2.人民教育出版社化學室.全日制普通高級中學教科書(必修加選修)化學第一冊教師教學用書[M].北京:人民教育出版社,2007
3.無機化學教研室.高等學校教學無機化學下冊(第三版)[M].北京:高等教育社,1992
化學選修方程式總結范文3
核心總結
1.考查內容
(1)原料的預處理,包括物質的分離、提純和檢驗,沉淀的洗滌等。
(2)反應條件的控制,包括溫度、壓強、催化劑、原料的配比、酸堿性的調節、溶劑的選擇等。
(3)化學反應原理,包括離子反應、氧化還原反應、化學平衡、電離平衡、沉淀溶解平衡、水解平衡等。
(4)綠色化學理念,包括物質的循環利用、廢物的處理、原子的利用率、能量的利用等。
(5)化工安全常識,包括防爆炸、防污染、防中毒等。
2.工藝流程
(1)化學工藝流程圖:主產品的制備、分離、提純及定性或定量分析(主線)副產品(分支)循環利用物質(箭頭為回頭方向),可用圖示表示如下:
(2)核心考點:物質的分離操作、除雜試劑的選擇、生產條件的控制、產品的分離及提純。
3.常用操作
(1)原料的預處理
①溶解:包括酸溶(溶解活潑金屬)、堿溶(溶解Al、Zn、Be)等,通常酸溶時使用稀硫酸、稀鹽酸、濃硫酸等,堿溶時使用NaOH溶液等。
②灼燒和煅燒:灼燒的溫度一般較低(相當于酒精燈加熱);煅燒的溫度較高,常使一些雜質高溫下氧化、分解等。
③研磨:適用于有機物的提取。
(2)反應條件的控制
①控制溶液的酸堿性:其目的是使某些金屬離子形成氫氧化物沉淀――pH的控制。調節pH所需的物質一般應滿足:①能與H+反應,使溶液pH增大;②不引入新雜質。例如,若除去CuCl2溶液中混有的FeCl3,可加入CuO、Cu(OH)2、Cu2(OH)2CO3等物質來調節溶液的pH。
②反應環境:有些反應的產物易被空氣中的O2氧化、與空氣中的某種氣體發生反應、易發生水解等,這時需要采取措施進行保護。例如,制取無水MgCl2時,要在HCl氣流中加熱MgCl2?6H2O,防止MgCl2發生水解。
③加熱:一般是加快化學反應速率或促進平衡向某個方向移動。
④降溫:防止某物質在高溫時熔解或為使化學平衡向某個方向移動。
⑤趁熱過濾:防止某些物質在溫度降低時從溶液中結晶析出。
⑥有機溶劑洗滌:降低某些物質的溶解,減少這些物質在水洗過程中的損失。(3)分離與提純的方法
①常用物理方法
方法適用范圍實驗裝置操作要點應用舉例注意事項過濾常用于不溶性固體與液體的分離①過濾操作可概括為“一貼、二低、三靠”; ②過濾后若溶液仍然渾濁,應重新過濾一遍除去粗鹽水中的泥沙過濾時,不能用玻璃棒攪拌漏斗中的液體蒸發、結晶(重結晶)①固體與液體分離;②固體與固體(均溶于水,但溶解度受溫度變化影響不同)分離①蒸發溶液結晶;②冷卻熱飽和溶液結晶;③當析出大量晶體時就應熄滅酒精燈,利用余熱蒸發至干①草木灰浸出液提取鉀鹽;②KNO3和NaCl的結晶分離;③從苦鹵中提取KCl①蒸發皿中的溶液不超過蒸發皿容積的2/3;②加熱過程中要不斷攪拌,以免溶液濺出蒸餾分餾沸點不同的液體組分形成的混合物的分離①按照“先左后右、自下而上”的原則組裝儀器;②先接通冷卻水,后加熱①海水的蒸餾(淡化);②石油的分餾;③分離乙醇和乙酸乙酯①溫度計的水銀球在蒸餾燒瓶的支管口處;②燒瓶中放少量碎瓷片,以防液體暴沸;③冷凝管中冷卻水從下口進,上口出萃取分液常用于互不相溶的兩種液體混合物的分離①檢查分液漏斗是否漏水;②加萃取劑、振蕩、靜置、分液①用CCl4萃取碘水中的碘;②溴苯和水、硝基苯和水的分離①先檢驗分液漏斗是否漏水;②上層溶液從上口倒出,下層溶液從下口放出洗氣
(溶解)用于除去氣體中的雜質氣體①連接實驗裝置;②檢驗裝置的氣密性用飽和NaCl溶液除去Cl2中混有的HCl氣體①洗氣瓶中液體不能太少;②注意氣體的流向“長進短出”升華分離易升華的物質先向圓底燒瓶中加冷水,再點燃酒精燈碘、萘的提純NH4Cl受熱分解(類升華)為化學變化,不同于升華現象滲析膠體與溶液中的溶質分離將要提純的膠體裝入半透膜中,將半透膜袋系好,浸入蒸餾水中除去淀粉膠體中的NaCl①半透膜沒有破損;②滲析的時間要充分鹽析膠體從混合物中分離出來向膠體溶液中加入無機輕金屬鹽(或銨鹽)的濃溶液,充分攪拌、靜置、過濾①硬脂酸鈉溶液中加入食鹽細粒;②雞蛋白溶液中加入飽和(NH4)2SO4溶液所加無機輕金屬鹽(或銨鹽)的濃度要大, 可選用飽和溶液②常用化學方法
化學方法一般是同時考慮到各組分及雜質的化學性質及特點,利用其差異性加以分離、提純,常用方法有:
化學方法操作原理應用舉例沉淀法加入沉淀劑,將雜質轉化為沉淀而除去用BaCl2溶液除去NaCl中混有的Na2SO4氣化法將雜質轉化為氣體而除去用鹽酸除去NaCl中混有的Na2CO3熱分解法用加熱的方法除去易分解的物質①除去Na2CO3中混有的NaHCO3;②除去NaCl中混有的NH4Cl酸堿溶解法利用雜質在酸或堿溶液中溶解而除去①用稀鹽酸分離CuS與FeS;②用鹽酸或NaOH溶液除去SiO2中的Al2O3氧化還原法將還原性的雜質氧化或氧化性的雜質還原①用灼熱的CuO除去CO2中混有的CO;②用灼熱銅粉除去N2中混有的O2直接轉化法利用某些化學反應,將雜質直接轉化為所需物質①用Cl2除去FeCl3中混有的FeCl2;②用鐵粉除去FeCl2中混有的FeCl3水解法雜質存在水解平衡時,可加入合適試劑破壞水解平衡,使雜質轉化為氣體或沉淀而除去除去MgCl2中的FeCl3,可先加MgO、Mg(OH)2、MgCO3等,再過濾體驗高考
【例1】(2013?浙江高考)利用廢舊鍍鋅鐵皮可制備磁性Fe3O4膠體粒子及副產物ZnO。制備流程圖如下:
已知:Zn及其化合物的性質與Al及其化合物的性質相似。請回答下列問題:
(1)用NaOH溶液處理廢舊鍍鋅鐵皮的作用有。
A.去除油污B.溶解鍍鋅層
C.去除鐵銹D.鈍化
(2)調節溶液A的pH可產生Zn(OH)2沉淀,為制得ZnO,后續操作步驟是。
(3)由溶液B制得Fe3O4膠體粒子的過程中,須持續通入N2,其原因是。
(4)Fe3O4膠體粒子能否用減壓過濾法實現固液分離?(填“能”或“不能”),理由是。
(5)用重鉻酸鉀法(一種氧化還原滴定法)可測定產物Fe3O4中的二價鐵含量。若需配制濃度為0.01000 mol?L-1的K2Cr2O7標準溶液250 mL,應準確稱取g K2Cr2O7(保留4位有效數字,已知MK2Cr2O7=294.0 g?mol-1)。配制該標準溶液時,下列儀器中不必要用到的有(用編號表示)。
①電子天平 ②燒杯 ③量筒 ④玻璃棒 ⑤容量瓶 ⑥膠頭滴管 ⑦移液管
(6)滴定操作中,如果滴定前裝有K2Cr2O7標準溶液的滴定管尖嘴部分有氣泡,而滴定結束后氣泡消失,則測定結果將(填“偏大”、“偏小”或“不變”)。
命題立意:本題以利用廢舊鍍鋅鐵皮制備磁性Fe3O4膠體粒子及副產物ZnO的制備流程圖為載體,綜合考查了Zn及其化合物的性質、膠體的制備及性質、溶液的配制、氧化還原滴定及誤差分析等知識,側重考查考生的綜合分析能力、化學實驗操作能力、遷移應用能力。
解析:(1)由于“Zn及其化合物的性質與Al及其化合物的性質相似”, 用NaOH溶液處理廢舊鍍鋅鐵皮,除了除去表面的油污外,還能將鍍層金屬鋅溶解。
(2)由Zn(OH)2沉淀制取ZnO的反應:Zn(OH)2ZnO+H2O可知,調節溶液A的pH產生Zn(OH)2絮狀沉淀后,為制取ZnO需要得到Zn(OH)2沉淀,然后要將Zn(OH)2沉淀進行洗滌凈化,除去雜質,再經灼燒就可得到純凈的ZnO??紤]到Zn(OH)2的性質與Al(OH)3相似,也為絮狀沉淀物,過濾的速度較慢,這里采用抽濾,加快過濾速度。
(3)由制備流程圖可知,B溶液中含有Fe2+和Fe3+,由B溶液制得Fe3O4膠體粒子的過程中還需加熱,所以須持續通入N2的目的是為了防止Fe2+被氧化。
(4)Fe3O4膠體粒子的直徑較小,減壓過濾時能透過濾紙,因此不能采用減壓過濾法實現固液分離。
(5)稱取K2Cr2O7的質量為m(K2Cr2O7)= 0.01000 mol?L-1×0.2500 L×294.0 g?mol-1=0.7350 g。
用K2Cr2O7固體配制溶液時,要用電子天平稱量固體質量,并在燒杯中溶解,然后轉移到容量瓶中,不需要用于量取液體體積的量筒和移液管。
(6)若滴定前裝有K2Cr2O7標準溶液的滴定管尖嘴部分有氣泡,而滴定結束后氣泡消失,則滴定過程中,讀取K2Cr2O7標準溶液的體積偏大,測得Fe3O4中的二價鐵含量偏大。
答案:(1)A、B
(2)抽濾、洗滌、灼燒
(3) N2氣氛下,防止Fe2+被氧化
(4)不能膠體粒子太小,抽濾時容易透過濾紙
(5) 0.7350③⑦
(6)偏大
名師點評:分析化學工藝(或模擬化學工藝)流程問題時,要明確整個流程及每一部分的目的,仔細分析每步發生的反應及得到的產物,結合基礎理論與實際問題思考,同時要注意答題的模式與要點:①要粗讀試題,盡量弄懂流程圖,但不必將每一種物質都推出。②要精讀試題,根據問題去精心研究某一步或某一種物質。③要看清所問問題,不能答非所問,并注意語言表達的科學性。
在答題時應特別注意,這類試題中各小問之間往往沒有聯系,前一問回答不了,并不一定會影響后面問題的回答。
【例2】(2013?全國高考Ⅰ)鋰離子電池的應用很廣,其正極材料可再生利用。某鋰離子電池正極材料有鈷酸鋰(LiCoO2),導電劑乙炔黑和鋁箔等。充電時,該鋰離子電池負極發生的反應為6C+xLi++xe-LixC6。現欲利用以下工藝流程回收正極材料中的某些金屬資源(部分條件未給出)。
回答下列問題:
(1)LiCoO2中,Co元素的化合價為。
(2)寫出“正極堿浸”中發生反應的離子方程式:。
(3)“酸浸”一般在80℃下進行,寫出該步驟中發生的所有氧化還原反應的化學方程式;可用鹽酸代替H2SO4和H2O2的混合液,但缺點是。
(4)寫出“沉鈷”過程中發生反應的化學方程式。
(5)充放電過程中,發生LiCoO2與Li1-xCoO2之間的轉化,寫出放電時電池反應方程式。
(6)上述工藝中,“放電處理”有利于鋰在正極的回收,其原因是。在整個回收工藝中,可回收到的金屬化合物有(填化學式)。
命題立意:本題以回收鋰離子電池的正極材料中的某些金屬資源的工藝流程圖為載體,綜合考查了元素的化合價、Al及其化合物的性質、離子方程式、氧化還原反應、試劑的選擇、電池反應式等問題,側重考查考生的綜合分析能力、信息加工處理能力和遷移應用能力,題目的難度較大。
解析:(1)LiCoO2中的氧元素是-2價,Li元素是+1價,根據化合物中各元素化合價的代數和為0,可推測Co元素顯+3價。
(2)在“正極堿浸”過程中,正極發生的反應為正極材料中的鋁箔與NaOH溶液之間的反應,故離子方程式為2Al+2OH-+2H2O2AlO-2+3H2或2Al+2OH-+6H2O2Al(OH)-4+3H2。
(3)反應物LiCoO2中加入H2SO4、H2O2后,反應的生成物中有Li2SO4、CoSO4,說明此反應為氧化還原反應,Co元素化合價降低,所以H2O2中的O元素要升高,即產生O2。另外在酸浸的過程中,H2O2自身也能發生分解,故發生的反應有:2LiCoO2+3H2SO4+ H2O2Li2SO4+2CoSO4+O2+4H2O和2H2O22H2O+O2。鹽酸既具有酸性又具有還原性,若用鹽酸代替硫酸,則Cl-會被氧化成Cl2,從而造成環境污染。
(4)根據流程圖可知,“沉鈷”加入的沉淀劑是NH4HCO3,產生的沉淀是CoCO3,根據反應特點即可寫出此反應的化學方程式:CoSO4+2NH4HCO3CoCO3+(NH4)2SO4+H2O+CO2。
(5)根據題意可知,在充電時負極的電極反應為:6C+xLi++xe-LixC6,則放電時LixC6是反應物,發生氧化反應生成C,而Li1-xCoO2與LiCoO2相比,Li1-xCoO2中的Co元素的化合價較高,可知Li1-xCoO2為反應物,電極反應為:Li1-xCoO2+LixC6LiCoO2+6C。
(6)在鋰電池中Li作負極,在放電過程中失去電子變成Li+從負極脫出,進入溶液,經過電解質溶液向正極移動。根據整個流程圖可知,回收的金屬化合物有:Al(OH)3、 CoCO3、Li2SO4。
答案:(1)+3
(2)2Al+2OH-+2H2O2AlO-2+3H2或2Al+2OH-+6H2O2Al(OH)-4+3H2
(3)2LiCoO2+3H2SO4+H2O2Li2SO4+2CoSO4+O2+4H2O、2H2O22H2O+O2有氯氣生成,污染較大
(4)CoSO4+2NH4HCO3CoCO3+(NH4)2SO4+H2O+CO2
(5)Li1-xCoO2+LixC6LiCoO2+6C
(6)Li+從負極中脫出,經由電解質向正極移動并進入正極材料中Al(OH)3、 CoCO3、Li2SO4
名師點評:分析化學工藝(或模擬化學工藝)流程問題的技巧:
①瀏覽全題,確定該流程的目的――由何原料獲得何產物(副產物),對比原料和產物;
②了解工藝流程圖以外的文字描述、表格信息、后續設問中的提示性信息,并在下一步分析和解題中隨時進行聯系和調用;
③分析流程圖并思考:從原料到產品依次進行了什么反應?利用了什么原理?每一步操作進行到什么程度最佳?每一步除目標物質外還產生了什么雜質或副產物?雜質或副產物是怎樣除去的?
【例3】(2013?廣東高考)銀銅合金廣泛用于航空工業。從切割廢料中回收銀并制備銅化工產品的工藝如下:
(注:Al(OH)3和Cu(OH)2開始分解的溫度分別為450℃和80℃)
(1)電解精煉銀時,陰極反應式為;濾渣A與稀HNO3反應,產生的氣體在空氣中迅速變為紅棕色,該氣體變色的化學反應方程式為。
(2)固體混合物B的組成為;在生成固體B的過程中,需控制NaOH的加入量,若NaOH過量,則因過量引起的反應的離子方程式為。
(3)完成煅燒過程中一個反應的化學方程式:CuO+Al2O3高溫CuAlO2+。
(4)若銀銅合金中銅的質量分數為635%,理論上5.0 kg廢料中的銅可完全轉化為mol CuAlO2,至少需要1.0 mol?L-1的Al2(SO4)3溶液L。
(5)CuSO4溶液也可用于制備膽礬,其基本操作是、過濾、洗滌和干燥。
命題立意:本題以銀銅合金切割廢料回收銀并制備銅化工產品的工藝流程圖為載體,綜合考查了電解精煉銀、Ag與稀硝酸的反應、NO與O2的反應、鋁及其化合物的轉化、離子方程式、氧化還原方程式的配平、化學實驗基本操作、化學計算等問題,側重考查考生的綜合應用能力、化學實驗操作能力和簡單計算能力。
解析:(1)遷移應用教材中電解精煉銅的原理,在電解精煉銀時,粗銀作陽極,電極反應式為Ag-e-Ag+;純銀作陰極,電極反應式為Ag++e-Ag,AgNO3溶液為電解質溶液。根據流程圖可知,濾渣A和稀硝酸反應生成了NO(在空氣中被氧氣氧化生成紅棕色的NO2)。
(2)根據固體B煅燒后得到的產物中含有Al、Cu兩種元素,結合Cu(OH)2和Al(OH)3兩種物質開始分解的溫度,可知固體B的主要成分為Al(OH)3和CuO。在制備過程中必須控制NaOH的量,一旦過量則會發生反應:Al(OH)3+OH-AlO-2+2H2O。
(3)該反應為氧化還原反應,Cu元素由+2價變為+1價,Cu元素被還原,而Al元素的化合價未發生變化,根據氧化還原反應規律,必定有一種元素被氧化,從而判斷氧化產物為O2,再根據得失電子守恒、原子守恒,配平相應的化學方程式。
(4)根據元素守恒可知,銀銅合金中Cu的物質的量為n(Cu)=5000 g×635%63.5 g?mol-1=50 mol,根據元素守恒可知,CuAlO2的物質的量也為50 mol,然后再根據CuAlO2中的Cu和Al的物質的量之比1∶1,可知需要硫酸鋁溶液的體積是25 L。
(5)CuSO4從飽和溶液中結晶析出生成CuSO4?5H2O(膽礬),由CuSO4溶液制備膽礬的一般步驟為蒸發濃縮、冷卻結晶、過濾、洗滌、干燥。
答案:(1)Ag++e-Ag2NO+O22NO2
(2)Al(OH)3和CuOAl(OH)3+OH-AlO-2+2H2O
(3)424O2
(4)50 25
(5)蒸發濃縮、冷卻結晶
名師點評:本題的考點分布較廣,橫跨高中化學必修1和選修4兩個模塊,考查了元素及其化合物、化學基本理論及化學實驗基礎知識。元素及其化合物的考查落點于Ag與稀硝酸的反應、NO與O2的反應、Al(OH)3的性質及轉化等內容。化學實驗基礎知識的考查,落點于膽礬的制備。在強化考生對科學探究過程的理解的同時,考查化學實驗基礎操作,突出考生的科學探究能力和科學素養。第(3)問有一定的難度,要求考生根據氧化還原反應規律確定另一種生成物,再配平該氧化還原反應方程式。
【例4】(2013?四川高考)明礬石經處理后得到明礬[ KAl(SO4)2?12H2O]。從明礬制備Al、K2SO4和H2SO4的工藝過程如下所示:
焙燒明礬的化學方程式為:
4KAl(SO4)2?12H2O+3S2K2SO4 +2Al2O3+9SO2+48H2O
請回答下列問題:
(1)在焙燒明礬的反應中,還原劑是。
(2)從水浸后的濾液中得到K2SO4晶體的方法是。
(3)A12O3在一定條件下可制得AlN,其晶體結構如右圖所示,該晶體中Al的配位數是。
(4)以Al和NiO(OH)為電極,NaOH溶液為電解液組成一種新型電池,放電時NiO(OH)轉化為Ni(OH)2,該電池反應的化學方程式是。
(5)焙燒產生的SO2可用于制硫酸。已知25℃、101 kPa時:
①2SO2(g) +O2(g)2SO3(g)ΔH1=-197 kJ/mol
②H2O (g)H2O(l)ΔH2=-44 kJ/mol
③2SO2(g)+O2(g)+2H2O(g)2H2SO4(l)ΔH3=-545 kJ/mol
則SO3 (g)與H2O(l)反應的熱化學方程式是。
焙燒948 t明礬(M=474 g/mol ),若SO2 的利用率為96%,可生產質量分數為98%的硫酸t。
命題立意:本題以明礬制備Al、K2SO4和H2SO4的工藝流程為載體,綜合考查了氧化還原反應、化學實驗基本操作、晶胞結構及原子配位數、原電池及電池反應式、蓋斯定律及熱化學方程式、化學計算等問題,側重考查考生的讀圖識圖能力、綜合分析能力和遷移應用能力。
解析:(1)分析焙燒明礬的化學方程式可知,明礬中部分S元素的化合價降低,而S單質在反應中元素的化合價升高,故還原劑為S單質。
(2)從濾液中得到K2SO4晶體的方法為蒸發結晶,涉及蒸發濃縮、冷卻結晶、過濾等步驟。
(3)分析題給晶胞結構可知,每個Al原子周圍等距離且最近的N原子有4個,故其配位數為4。
(4)放電時,Al作負極,失去電子被氧化,NiO(OH)在正極得到電子被還原,根據得失電子守恒及元素守恒寫出化學方程式:Al+3NiO(OH)+ NaOH+H2ONaAlO2+3Ni(OH)2。
(5)根據蓋斯定律,由1/2×(③-①)-②可得目標熱化學方程式:SO3(g)+H2O(l)H2SO4(l)ΔH=-130 kJ/mol。948 t明礬生成SO2的物質的量為n(SO2) =4.5×106 mol,故質量分數為98%的硫酸的質量為m(H2SO4)=(4.5×106 mol×96%×98 g?mol-1)÷98%=432×106g=432 t。
答案:(1)S(硫)
(2)蒸發結晶
(3)4
(4)Al+3NiO(OH)+NaOH+H2ONaAlO2+3Ni(OH)2
化學選修方程式總結范文4
關鍵詞:化學方程式;水后氣體符號;使用條件
文章編號:1005–6629(2013)8–0076–03 中圖分類號:G633.8 文獻標識碼:B
1 問題提出
嚴格而言,化學方程式中各物質的聚集狀態都必須標注,才能確定反應的各項參數,如實反映反應體系的狀態,在化學熱力學中就是這樣嚴格規范的。而在現行中學教材化學方程式的生成物中,在生成物水的后面氣體符號的標注出現了許多不同的標有氣體符號的情況。
(1)都是NaHCO3的加熱反應,有些教材在生成物水的后面標有氣體符號[1],而有些教材在生成物水的后面卻不標氣體符號[2](NaHCO3等物質的分解,在有些高等教材中也存在著水后標和不標氣體符號的不一致的問題)。類似問題在不同的中學教材之間還有很多。
(2)根據資料敘述,NH4HCO3的分解溫度為36~ 60℃[3],此溫度范圍內的水呈液態,但同樣出現了生成物水標有氣體符號[4]和不標氣體符號的情況[5]。
水后氣體符號的使用,在各種不同的化學教材及教參中都沒有進行說明,也沒有統一的規定,使用未見明確的依據,不使用也沒有充分的理由。不僅不同教材中有使用不同的現象,而且同一套教材中的使用也是時此時彼。
那么,水后氣體符號的使用條件應該是什么?教師在教學中又應該怎樣向學生做出解釋呢?
2 問題探討
在化學反應中,當反應區域中反應物生成的水是氣態時,化學方程式中生成物的水后才能標氣體符號。這應是水后氣體符號使用的先決條件。
對于敞開體系中固體物質參加的有關反應,一般可以用純水的沸點為參考,粗略地以反應區域的溫度是否高于100℃為依據,來判斷在水后是否使用氣體符號。
對于其他情況下的反應,一般可以根據反應區域中生成的水是否直接形成水蒸氣,來確定是否使用氣體符號。
這就從宏觀上對水后氣體符號的使用,確定了一個大致的范圍。
下面將從對不同類型、不同特點的反應中,具體分析水后應用氣體符號的條件。
2.1 固體物質在空氣中的反應
化學反應常常需要外界供熱。為了討論問題方便,對于固體物質的反應,把能夠使反應在低于100℃時發生的供熱叫做微熱(例如,用酒精燈輕微的間斷的供熱、太陽的適度照曬、熱水浴等),把能夠使反應在高于100℃時發生的供熱叫做加熱(或高溫)。
化學反應涉及到溫度問題。在此應該指出,下面會出現的“反應溫度”,是指反應能夠發生的最低溫度(具有不變性),而“反應區域的溫度”則是指反應過程中的實際溫度(具有可變性)。在本文中這是兩個不同的概念范疇的問題。根據反應溫度,可將固體物質的反應分為兩類。
2.1.1 反應溫度低于100℃的反應
這類反應在不供熱、微熱、加熱(或高溫)情況下都有可能發生。生成的水的狀態隨溫度范圍的不同而不同。例如,NH4HCO3的分解溫度為36~60℃,當微熱使反應區域的溫度在36~100℃時,NH4HCO3分解,但生成的水以液體存在,水后不應標氣體符號。當加熱使反應區域的溫度高于100℃時,NH4HCO3分解生成的水以氣體存在,水后應標氣體符號。
NH4HCO3 NH3+CO2+H2O
NH4HCO3 NH3+CO2+H2O
結晶水合物的失水反應,有風化和加熱兩種情況。風化是在空氣中很緩慢的自然失水的過程,生成的水的溫度低于100℃,由于生成的水相對很少,看不到水蒸氣的現象,雖以氣體揮發于空氣中,但其是一種特殊情況,水后不應標氣體符號。而加熱失水時,會使反應區域的溫度高于100℃,水后應標氣體符號。例如Na2CO3·10H2O的失水
Na2CO3·10H2O Na2CO3+10H2O Na2CO3·10H2O Na2CO3+10H2O2.1.2 反應溫度高于100℃的反應
這類物質只有在加熱(或高溫)情況下,才有可能發生,反應區域的溫度高于100℃,生成的水以氣體存在。例如,NaHCO3的分解溫度高于100℃[6],當加熱使反應進行到有水生成時,反應區域的溫度至少在100℃以上,水后應標氣體符號。
2NaHCO3 Na2CO3+ CO2+H2O
我們在實際教學中遇到的固體物質參加的反應,絕大多數是不知道其反應溫度的。同時,在實驗過程中常常是用酒精燈連續的加熱,不論哪一種反應情況,都會使反應區域的溫度高于100℃。所以,用酒精燈加熱的反應,不需要知道其反應溫度是多少,只要有水生成,水后就應標氣體符號。這就為實際應用帶來了很大的方便。例如
CuSO4·5H2O CuSO4+5H2O[7]
MgCl2·6H2O Mg(OH)Cl+HCl+5H2O[8] 2Fe(OH)3 Fe2O3+3H2O[9]
Cu2(OH)2CO3 2CuO+CO2+H2O[10]
Ca(HCO3)2 CaCO3+CO2+H2O
又如各種教材中一直存在的一個問題:用酒精燈加熱固體NH4Cl與固體Ca(OH)2的混合物制取氨的反應,在水后未標氣體符號,這是不合理的。因為觀察這種制取氨的實驗過程就會發現,在反應區域中生成的水蒸氣,一部分與氨一起排出,一部分在試管口附近凝結為液體。故在水后應標氣體符號。
Ca(OH)2+2NH4Cl CaCl2+2NH3+2H2O
但如果將這兩種固體混合后不加熱而只進行攪拌時,雖然也能反應生成水,但反應區域的溫度低于100℃,水后不應標氣體符號。
2.2 燃燒反應
燃燒反應在其反應區域內的溫度一般高于100℃。如果在反應物中無氣體參加,則在生成的水后應標氣體符號。例如,用作火箭發射動力燃料的液態偏二甲肼
(C2H8N2)與液態N2O4的燃燒反應:
C2H8N2(液)+2N2O4(液) 2CO2+3N2+4H2O[11]
2.3 液體混合物中進行的反應
液體混合物中的反應,不論起始是否有固體參加,都主要在液體內部進行。
2.3.1 濃硫酸參與的反應
當濃硫酸作為反應物或催化劑時,生成的水又被濃硫酸吸收,生成H2SO4·H2O、H2SO4·2H2O、H2SO4·4H2O等。當濃硫酸溶于水時放出大量的熱,就是因為生成了這些結合作用很強、很穩定的水合物[12]。說明在反應中,當溫度不是很高時,這些水合硫酸不會分解,不會有游離的水分子大量出現。所以,雖然溫度高于100℃,但不會有水蒸氣逸出,故在水后不應標氣體符號。例如
Cu+2H2SO4(濃) CuSO4+SO2+2H2O
CH3CH2OH CH2=CH2+H2O
C12H22O11 12C+11H2O
2.3.2 水溶液中的反應
水溶液中的反應,不論溶液的溫度是否高于100℃,生成的水分子都會進入到溶液中,成為溶液中的分子。當溶液的溫度低于100℃時,液體上部不會有大量的水蒸氣形成,在水后不應標氣體符號。當溶液的溫度高于100℃時,在液體上部會有大量的水蒸氣形成,但這些水蒸氣并非由生成的水分子直接形成,而是由溶液中的水分子獲得足夠能量后脫離液體表面,進入空氣中而形成的,是物理現象,與反應幾乎無關。在水后不應標氣體符號。所以,水溶液中的反應,不論溶液的溫度高低,在化學方程式中的生成物水后,都不應標氣體符號。例如暫時硬水的軟化:
Ca(HCO3)2 CaCO3+CO2+H2O
Mg(HCO3)2 MgCO3+CO2+H2O
2.3.3 懸濁液中的反應
由固體與水形成的懸濁液(或固液混合物),固體所處的介質是水。對于這種懸濁液,產生水蒸氣的情況與溶液中的反應類似。所以,不論溫度高低,水后也不應標氣體符號。例如,水中的Cu(OH)2在80℃時分解生成CuO和H2O[13]。若將混合物煮沸時,水后也不應標氣體符號。
Cu(OH)2(懸濁液) CuO+H2O
又如用二氧化錳與濃鹽酸制取氯氣的反應,雖然進行了加熱,但水后不應標氣體符號。
MnO2+4HCl(濃) MnCl2+Cl2+2H2O
3 問題總結
對于化學教材中的任何一個問題的對待和處理,都關系到化學科學的嚴肅性、嚴密性,都影響著學生對化學的情感態度的培養和形成,也關系到教學過程能否順利進行。水后氣體符號的使用在教材中如此的混亂現狀,顯然是不利于達到教育教學目的的。所以,對于水后氣體符號的使用,應有一個合理的統一的規定。
綜合以上具體情況實例,對于有水生成的反應來說,水的狀態、其所處的介質,反應溫度、外界供熱、反應的熱效應等種種因素都會對氣體符號的使用與否產生影響,這就決定了水后氣體符號使用的復雜性。為了便于教學工作的順利開展,對于水后氣體符號的使用范圍及理由可總結如下:
(1)固體物質在加熱(或高溫)等條件下的反應、無氣體參加的燃燒反應,其反應區域的溫度一般高于100℃,在生成物水后一般應標氣體符號;
(2)固體物質在微熱(或不供熱)條件下的反應、液體中的反應等,在反應區域中生成的水一般不能形成(或不能直接形成)大量的水蒸氣,水后不應標氣體符號。
簡言之,在化學方程式中標注產物水的氣體符號必須同時具備水以氣態存在和反應區域的溫度在100℃以上這兩個條件。這樣,對于水后氣體符號使用的教學,不僅便于記憶,而且有了一個統一標準,有助于問題的解決。
此外,在教材中應明確統一上述問題的標準,促進教學工作的順利進行,培養學生嚴謹細致、實事求是的科學素養。
參考文獻:
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化學選修方程式總結范文5
一、試題特點分析
1.考查依據
2013年新課標考試大綱中有以下要求:了解我國無機化工的生產資源和產品的主要種類;了解化學對廢舊物資再生與綜合利用的作用;了解精細化工產品的生產特點及精細化工在社會發展中的作用。
2.考查的知識點
36題“化學與技術”模塊試題緊扣綠色化學與可持續發展、環境保護等主題,圍繞新課標考試大綱中的要求,依托兩種鋅錳電池的工作反應原理和區別以及回收利用廢舊普通鋅錳電池的工藝原理等內容,重點考查了學生正確運用化學用語和有關化學知識解釋及解決生活與生產實際中化學問題的能力。具體考查了學生應用化學反應原理中的原電池工作原理、電解工作原理及其應用;化學實驗中物質制備和分離的知識、晶體知識、以及綠色化學的觀點、經濟的視角分析實際生產中的各種問題的能力??桃饪疾榱藢W生對陌生氧化還原方程式和特殊電極反應式書寫的訓練。
3.真題再現
36.[化學――選修2:化學與技術](15)
鋅錳電池(俗稱干電池)在生活中的用量很大。兩種鋅錳電池的構造圖如圖(a)所示。
回答下列問題:
(1)普通鋅錳電池放電時發生的主要反應為:
Zn+2NH4Cl+2MnO2=Zn(NH3)2Cl2+2MnOOH
①該電池中,負極材料主要是____,電解質的主要成分是____,正極發生的主要反應是____。
②與普通鋅錳電池相比,堿性鋅錳電池的優點及其理由是____。
(2)圖(b)表示回收利用廢舊普通鋅錳電池的一種工藝(不考慮廢舊電池中實際存在的少量其他金屬)。
①圖(b)中產物的化學式分別為A____,B____。
②操作a中得到熔塊的主要成分是K2MnO4。操作b中,綠色的K2MnO4溶液反應后生成紫色溶液和一種黑褐色固體,該反應的離子方程式為____。
③采用惰性電極電解K2MnO4溶液也能得到化合物D,則陰極處得到的主要物質是____。(填化學式)
4.問題設置及評價
本題共有兩個大問題,每個大問題下設置了2―3個小問題。第一個大問題是基礎知識的再現考查。分值為6分。第一小問首先通過觀察判斷電極材料和電解質主要成分,屬最基礎的識記知識,比較容易。接著要求寫出正極主要反應,體現了對電極反應式書寫技巧的能力測試。正確答案的種類有7種,因為生成物中的Zn(NH3)2Cl2學生非常陌生且不能正確分析其組成,這樣就大大提高了能力要求,得分率很低。第二小問比較說明堿性鋅錳電池的優點及其理由,一方面是課本現成文字的再現,魯科版教材上的原話;另一方面也是考查學生運用綠色化學的觀點、經濟的視角來觀察比較、分析解決實際生產中的問題的能力。標準答案雖然只列出了兩種,但是合理的答案有16種之多。
中學化學中涉及到的化工生產知識滲透綠色化學的觀點,具體體現在如下幾個方面:(1)節省資源,提高原料轉化率和利用率;(2)化工生產中尾氣或廢料的回收方法和處理裝置以防止或減少環境污染;(3)化工生產體現了綠色化學內涵――設計新的化學反應條件,降低對人類健康和環境的危害,減少廢棄物的產生和排放。在36題的問題設計和回答中都能體現。
第二個大問題是通過分析回收利用廢舊普通鋅錳電池的工藝流程圖,一方面推斷經分離提純轉化的四種物質的成分和化學式,滲透了物質制備和分離的實驗知識以及氧化還原反應原理知識的考查;另一方面書寫操作b中反應的離子方程式和電解K2MnO4溶液的陰極產物的判斷。滲透了對陌生氧化還原反應方程式和特殊電極反應式的書寫訓練的考查。能力要求較高,問題難度較大,得分幾率較低。
二、試題解析
(1)①【解析】:根據原電池工作原理,失電子的一極為負極,分析普通鋅錳電池的電池反應可知,Zn失電子生成Zn(NH3)2Cl2 負極材料為Zn,電解質的主要成分為NH4Cl,正極的電極反應的書寫,考慮到Zn(NH3)2Cl2的生成原理是ZnCl2結合了NH3所得產物,所以正極反應應該有NH3生成,那么NH4+參與了正極反應,正極反應的主要反應為MnO2+NH4++e-= MnOOH+ NH3。根據電極反應式的書寫習慣和要求,電極反應式的其它合理答案還可以是:
1)2MnO2+2NH4++2e- = 2MnOOH+2NH3
2)MnO2 + NH4+ = MnOOH + NH3-e-
3)2MnO2 + 2NH4+ = 2MnOOH + 2NH3-2e-
②【解析】通過觀察普通鋅錳電池和堿性電池的構造圖的不同以及電極反應原理的分析,可以比較得出兩者之間的優劣,總結出堿性電池的優點和理由如下: 1)堿性電池不易發生電解質的泄露,因為消耗的負極改裝在電池的內部;2)堿性電池使用壽命較長,因為金屬材料在堿性電解質中比在酸性電解質中的穩定性提高。
其它合理答案如下:1)大電流連續放電,理由是負極也由鋅片改為鋅粉反應面積成倍增長,使放電電流大幅度提高;2)單位時間所輸出的電能多(或儲電容量大),理由是電流大能夠連續放電; 3)存儲時間長(或帶電時間長),理由是堿性電池不發生自放電;4)利用率高,理由是鋅粉與氫氧化鉀充分接觸,反應完全;5)環保(或安全),理由是為堿性電池有金屬外殼不易發生電解質的泄露;6)酸性電池長期使用會變軟而堿性電池不會,理由是酸性電池外殼用鋅制成,會參加反應,外殼軟。
(2)①【解析】廢舊電池經機械分離、水浸、過濾后能溶于水的只有NH4Cl 和Zn(NH3)2Cl2,加入稀鹽酸后反應得NH4Cl和ZnCl2,再經過濃縮結晶、過濾得固體仍然是NH4Cl和ZnCl2,加熱能變化再冷卻的化合物B的只有NH4Cl分解得NH3和HCl,冷卻后又結合成NH4Cl,所以化合物B為NH4Cl,那么化合物A就為ZnCl2。
②【解析】熔塊K2MnO4溶解后通入CO2,得到紫色溶液和黑褐色固體,根據常見化學物質的特點,符合紫色溶液的應該是KMnO4溶液,而黑褐色固體可能是C和MnO2 ,因為K2MnO4具有較強的氧化性,不能將CO2還原為C,所以黑褐色固體應該是MnO2,所以該反應是K2MnO4發生了自身氧化還原反應,產物為KMnO4和MnO2,又因為是堿性環境CO2反應得到CO32-。
反應的化學方程式為:
3K2MnO4+2CO2=2KMnO4+MnO2+2K2CO3
離子方程式為:
3MnO42-+2CO2=2MnO4-+MnO2+ 2CO32-
③【解析】電解K2MnO4溶液得到化合物D――KMnO4, MnO42- 失電子得到MnO4-,應該是陽極反應。陰極要得到電子,自然是H+ 得電子生成H2,按照電解原理屬于放氫生堿的類型。所以陰極產物為H2和KOH,主要物質為H2 。
三、答題錯誤記錄
在2013年寧夏理綜的化學選考題中有3544名考生選擇了36題――化學與技術,占全區理科考生的十分之一,比例較往年有所上升。原因是考查的知識點學生不感到陌生,屬于主干知識中的一部分。雖然考試范圍屬于化學與技術,但是知識點的分布都在化學反應原理的電化學知識。而且一上手問題就很簡單,要求填負極材料和電解質的主要成分。所以學生敢于下手去做。但是第二個大問題中涉及到陌生的K2MnO4、KMnO4和MnO2的相互轉化,學生就不知所云,沒了思路。丟分就很多。工藝流程主要是物質的制備和分離的實驗過程,左半部不涉及復雜反應的結晶、過濾、濃縮、冷卻等簡單分離操作,屬于基本實驗操作的考查,學生還能上手去判,但是有很多考生很遺憾將ZnCl2和NH4Cl判反了。工藝流程的右半部分,涉及兩個陌生的氧化還原反應,考查力度和能力要求馬上提高了一個檔次,學生就更難拿到分了。第一問簡單第二問難,工藝流程左半部簡單右半部難,增加了本題的區分度。
具體典型錯誤舉例如下:
第一個大問題中的第一小問中,①化學式和名稱書寫錯誤:Zn寫出Ze、Zm ;NH4Cl寫出NH3Cl、NH4Cl2、HN4Cl等。氯化銨寫出氯化氨、氧化銨、氧化氨、氨化銨、氨化氨等。②電極材料判斷錯誤:Zn Mg、Zn Cu、Zn Fe、Zn MnO2、Zn KOH等等。③把正極主要反應式錯答為反應類型。原因主要是題目本身命制有漏洞,沒有把問題設置準確,出現歧義。如果改為“主要反應式是_____”,學生就不會誤答。④電極反應式的書寫正確合理答案有7種,與7種答案對應的錯誤主要是不配平、得失電子的“+”“-”寫錯;化學式寫錯:NH3+ 、NH3- 、NH4-。⑤Zn(NH3)2Cl2不知怎么改寫以及NH4Cl沒有拆成離子形式。
第一個大問題中的第二小問中,①寫了一大堆優點,不寫理由。②優點和理由不相符。③錯別字:奈用、環報、完全、代電、污小、染染小、從電多等等。
第二個大問題中的第一小問中,①化學式書寫錯誤:Zn2Cl2、ZnCl、ZnCl3、 Zn2Cl 、NH3Cl 、NH4Cl2、HN4Cl 等等。②判斷完全錯誤 ;③把ZnCl2 和NH4Cl寫反了。
第二個大問題中的第二小問中,①把離子方程式寫成了化學方程式。②離子方程式不配平。③化學式寫錯。④完全錯誤。
四、教學建議
化學與技術這道選考題,并沒有老師和學生們關注的工業制硫酸和硝酸、合成氨工業、侯氏制堿、海水的凈化與元素的提取、自來水的凈化、煤、石油和天然氣等綜合利用以及化肥、農藥等在農業生產中的應用等熱點知識的考查,而是選擇了在平時教學中被老師和學生忽視和輕視的鋅錳電池進行考查。在復習中老師和學生對鋅錳電池的電極書寫總是存在障礙,似曾相識但無法寫全,好像知道但無法說清。在復習教學中提出以下建議:
(1)無機化工題已成為近幾年理綜高考的主要題型之一。在26題的無機元素化合物題和36題的化學與技術題中每年都有體現,師生要加以關注與研究。
(2)能否看懂工藝流程或生產流程圖是關鍵,也是難點。教師要帶領學生仔細研究,學會看流程圖,尋找突破口,解決新問題。
(3)加強實驗復習。物質的制備和分離實驗是“化學與技術”這類題經常依托的基礎,侯氏制堿、海水的凈化與元素的提取、自來水的凈化、煤、石油和天然氣等綜合利用以及化肥、農藥等在農業生產中的應用等熱點知識都有可能依托實驗考查知識點。
(4)此類題實際考查的是學生應用化學反應規律、化學平衡原理、水解理論、熱化學和電化學知識、物質制備和分離的知識、晶體知識、綠色化學的觀點、經濟的視角分析實際生產中的各種問題的能力。
化學選修方程式總結范文6
本章共三節,可分為兩個部分——化學反應和能量、化學反應速率和限度,它們都屬于化學反應原理范疇,是化學學科最重要的原理性知識之一,也是深入認識和理解化學反應特點和進程的入門性知識。同時,它們又是在社會生產、生活和科學研究中有廣泛應用的知識,是對人類文明進步和現代化發展有重大價值的知識,與我們每個人息息相關。因此,化學能對人類的重要性和化學反應速率、限度及條件控制對化學反應的重要性,決定了本章學習的重要性。
初中化學從燃料的角度初步學習了“化學與能源”的一些知識,而在選修模塊“化學反應原理”中,將從科學概念的層面和定量的角度比較系統深入地學習化學反應和能量、化學反應速率和化學平衡的原理。因此,本章內容既是對初中化學相關內容的提升與拓展,又是為選修“化學反應原理”奠定必要的基礎。
通過化學能與熱能、電能的相互轉化及其應用的學習,學生將對化學在提高能源的利用率和開發新能源中的作用與貢獻有初步認識;通過對新型化學電源開發利用的介紹,學生將對化學的實用性和創造性有更多的體會;通過對化學反應速率和限度的討論,學生將從原理上加深對化學反應條件的認識。這些都會增進學生對化學的興趣和情感,體會化學學習的價值。
由于本章內容在初中化學、高中必修模塊和選修模塊中均有安排,體現了學習的階段性和層次性,在具體內容上前后還有交叉和重疊,因此,教師在教學時要充分注意到這一點。既要加強教學內容與實際的聯系,體現化學的實用性和重要性,又要注意知識的前后聯系和階段性、漸進性,把握教材內容的深度、廣度,防止任意拓寬加深,增加學生負擔。
第一節化學能與熱能
第1課時
教學目標:
1、通過實驗知道化學反應中能量變化的主要表現形式,能根據事實判斷吸熱反應、放熱反應,能說出中和熱的涵義。
2、通過實驗探究體驗科學研究的一般過程,了解科學研究的基本方法。
3、通過實驗發展學習化學的興趣,進一步形成交流、合作、反思、評價的學習習慣。
重點難點:吸熱反應、放熱反應、中和熱等基本概念。
教學過程:
[創設問題情景]
在一支試管中放入一小塊生石灰,加入少量水,讓學生觀察實驗現象,再讓學生用手觸摸試管外壁,然后要求學生回答觀察到了什么現象?觸摸試管外壁時有何感覺?說明什么問題?并要求學生寫出反應方程式。
[結論]
生石灰與水反應生成糊狀的氫氧化鈣,試管發燙,說明反應放出了熱能。
[設問]
熱能是能量的一種表現形式。那么,除剛才的這個反應,其它的化學反應過程中是不是也會有能量變化呢?其表現形式又是怎樣的?根據你已有的知識經驗舉例說明。
[學生舉例、說明]
[歸納小結]
物質在發生化學反應的同時還伴隨著能量的變化,這些能量變化通常又表現為熱量的變化。
[設疑]
那么,化學變化中熱量變化的具體形式又有哪些呢?這將是我們本節課研究的主要內容。下面我們通過實驗來進行研究、探討,從中我們還可以了解到科學研究的一般過程和方法。
[學生分組實驗]
見教材實驗2-1。
[思考與討論]
用眼睛不能直接觀察到反應中的熱量變化,那么,你將采取哪些簡單易行的辦法
來了解反應中的熱量變化?各有什么優缺點?
[反思、交流與評價]
1、實驗過程中,你自己最滿意的做法是什么?最不滿意的做法是什么?
2、在思考、討論的過程中,其他同學給了你哪些啟示?你又給了他們哪些啟示?
[演示實驗]
見教材實驗2-2
[思考與討論]
1、通過觀察實驗現象,你得出了哪些結論?寫出反應方程式。
2、你覺得做這個實驗時需要注意哪些問題?還可以做哪些改進?實驗中對你最有
啟發的是什么?
[小結]
化學反應中的能量變化經常表現為熱量的變化,有的放熱,有的吸熱。
[設疑]
通過前面的學習,我們知道燃燒反應、金屬與酸的反應是放熱的,而氫氧化鋇晶體與氯化銨晶體的反應是吸熱的,那么,作為一類重要而常見的反應,酸與堿的中和反應是放熱的還是吸熱的呢?下面,請同學們自己通過實驗來揭開這個秘密。
[學生分組實驗]
建議按教參P22頁的三組對比實驗進行。
[討論與交流]
1、通過實驗,你得出什么結論?如何解釋?
2、通過這個實驗,你學到了哪些知識?學會了哪些研究方法?
3、要明顯的感知或測量反應中的熱量變化,實驗中應注意哪些問題?如何減小你與同組同學的實驗結果的差異?
4、聽完其他小組的匯報,發現他們的哪些做法比你們好?哪些不如你們的好?你現在是否又有了新的想法?假如要讓你設計一個能較準確地測量反應中熱量變化的裝置,它的大體構造是怎樣的,你可以和同學交流探討共同確定。
[教師講解]
1、中和反應都是放熱反應。
2、三個反應的化學方程式雖然不同,反應物也不同,但本質是相同的,都是氫離
子與氫氧根離子反應生成水的反應,屬于中和反應。由于三個反應中氫離子與氫氧根離子的量都相等,生成水的量也相等,所以放出的熱量也相等。
3、中和熱:酸與堿發生中和反應生成1mol水所釋放的熱量稱為中和熱。
4、要精確地測定反應中的能量變化,一是要注重“量的問題”,二是要最大限度地
減小實驗誤差。
[總結]
本節課我們結合已有的知識經驗,以實驗為主要的研究手段,初步探討了化學反應中的能量變化及其主要形式。相信通過學習,同學們會有許多收獲。但是,隨著學習的深入,也必然會有更深層次的問題涌現出來,比如:化學反應中為什么伴隨有能量的變化?為什么有的反應放熱,有的反應吸熱?如何來合理地表達反應中的能量變化?等等。這些問題我們將在下一節課上進一步探討。
補充練習
1、下列反應中屬吸熱反應的是()
A鎂與鹽酸反應放出氫氣B氫氧化鈉與鹽酸的反應
C硫在空氣或氧氣中燃燒DBa(OH)2•8H2O與NH4Cl反應
2、下列說法不正確的是
A化學反應除了生成新物質外,還伴隨著能量的變化
B放熱反應不需要加熱即可發生
C需要加熱條件的化學反應都是吸熱反應
D1mol硫酸與足量氫氧化鈉發生中和反應生成水所釋放的熱量稱為中和熱。
3、城市使用的燃料,現大多為煤氣、液化石油氣。煤氣的主要成分是CO、H2的混合氣體,它由煤炭與水蒸氣在高溫下反應制得,故又稱水煤氣。試回答:
(1)寫出制取水煤氣的主要化學方程式————————————,該反應是——————反應(填吸熱、放熱)。
(2)設液化石油氣的主要成分為丙烷(C3H8),其充分燃燒后產物為CO2和H2O,試比較完全燃燒等質量的C3H8及CO所需氧氣的質量比。
4、比較完全燃燒同體積下列氣體需要的空氣體積的大?。?/p>
天然氣(以甲烷計)、石油液化氣(以丁烷C4H10計)、水煤氣(以CO、H2體積比1:1計)
5、兩位同學討論放熱和吸熱反應。甲說加熱后才能發生的化學反應是吸熱反應,乙說
反應中要持續加熱才能進行的反應是吸熱反應。你認為他們的說法正確嗎?為什么?
答案:1.D2.BC3.(1)C+H2OCO+H2吸熱(2)70:114.石油液化氣>天然氣>水煤氣5.略第一節化學能與熱能
第2課時
教學目標:
1、能從化學鍵的角度理解化學反應中能量變化的主要原因,初步學會熱化學方程式的書寫。
2、能從微觀的角度來解釋宏觀化學現象,進一步發展想象能力。
2、通過化學能與熱能的相互轉變,理解“能量守恒定律”,初步建立起科學的能量觀,
加深對化學在解決能源問題中重要作用的認識。
重點難點:
1.化學能與熱能的內在聯系及相互轉變。
2.從本質上理解化學反應中能量的變化,從而建立起科學的能量變化觀。
教學過程:
[導入]
通過上節課的學習,我們對化學反應中的能量變化有了初步的認識,知道了反應中
的能量變化通常表現為熱量的變化——放熱或者吸熱,也了解了中和熱的概念。那么,很多同學也許會有這樣一些疑問:化學反應中為什么會有能量變化?為什么不同反應的熱效應不同?本節課,我們將圍繞這些問題,先從微觀和宏觀的角度來揭示這些秘密,然后介紹反應中熱效應的表示方法,最后再談談化學在能源開發、利用中的作用和地位。
[創設問題情景]
氫氣和氯氣的混合氣體遇到強光會發生什么現象?為什么?
[學生思考、討論]
氫氣和氯氣的混合氣體遇到強光會發生爆炸。這是因為反應在有限的空間里進行,放出大量的熱,使周圍氣體急劇膨脹。
[進一步思考]
反應中的熱量由何而來?氫氣和氯氣反應的本質是什么?
[學生思考、討論]
從化學鍵角度分析氫氣和氯氣反應的本質。
[教師補充講解]
化學反應的本質是反應物中化學鍵的斷裂和生成物中化學鍵的形成?;瘜W鍵是物質內部微粒之間強烈的相互作用,斷開反應物中的化學鍵需要吸收能量,形成生成物中的化學鍵要放出能量。氫氣和氯氣反應的本質是在一定的條件下,氫氣分子和氯氣分子中的H-H鍵和Cl-Cl鍵斷開,氫原子和氯原子通過形成H-Cl鍵而結合成HCl分子。1molH2中含有1molH-H鍵,1molCl2中含有1molCl-Cl鍵,在25℃和101kPa的條件下,斷開1molH-H鍵要吸收436kJ的能量,斷開1molCl-Cl鍵要吸收242kJ的能量,而形成1molHCl分子中的H-Cl鍵會放出431kJ的能量。這樣,由于破壞舊鍵吸收的能量少于形成新鍵放出的能量,根據“能量守恒定律”,多余的能量就會以熱量的形式釋放出來。
[歸納小結]
1、化學鍵的斷裂和形成是化學反應中能量變化的主要原因。
2、能量是守恒的。
[練習反饋]
已知拆開1molH2中的化學鍵要吸收436kJ的能量,拆開1molO2中的化學鍵要吸收496kJ的能量,形成水分子中的1molH-O鍵要放出463kJ的能量,試說明2H2+O2=2H2O中的能量變化。
[講解]
剛才我們從微觀的角度分析了化學反應中能量變化的主要原因,那么,又怎樣從宏觀的角度來判斷一個反應到底是放熱還是吸熱的呢?各種物質中都含有化學鍵,因而我們可以理解為各種物質中都儲存有化學能?;瘜W能是能量的一種形式,它可以轉化為其他形式的能量。不同物質由于組成、結構不同,因而所包含的化學能也不同。在化學反應中,隨著物質的變化,化學能也隨之改變,如H2與Cl2、O2的反應。那么,一個化學反應吸收能量還是放出能量是由什么決定的呢?
[學生討論、交流]
1、一個確定的化學反應在發生過程中是吸收能量還是放出能量取決于反應物
的總能量和生成物的總能量的相對大小。
2、畫出反應物、生成物總能量的大小與反應中能量變化的關系示意圖。
[思考與分析]
甲烷燃燒要放出熱量,水電解產生氫氣和氧氣,試從化學鍵和物質所含能量的角
度分析氣原因,并說明反應過程中能量的轉變形式。
[提出問題]
前面我們通過對具體反應的分析,從微觀和宏觀兩個角度探討了化學反應中能量變化的主要原因,知道了化學能和其它能量是可以相互轉變的,還知道化學反應中能量變化通常表現為熱量的變化。那么,怎樣把物質變化和熱量變化統一地表達出來呢?你可以在和同學討論的基礎上提出自己的想法,并對其他同學提出的表達方式作出評價。
[教師講解]
熱化學方程式的含義及朗讀和書寫的注意點
[練習反饋]
乙炔(C2H2)氣體在氧氣中完全燃燒會放出大量的熱,形成高溫火焰,可以用于焊
接或切割金屬。已知0。5mol乙炔完全燃燒生成液態水會放出649kJ的熱量,試寫出
反應的熱化學方程式,并計算1Kg乙炔完全燃燒放出的熱量。
[教師講解]
乙炔是一種重要的烴類,煤、石油、天然氣的主要成分也是各種烴類,它們在燃燒
時都會放出大量的熱,所以煤、石油、天然氣在能源中扮演了極為重要的角色,對促進
人類社會的發展具有重要的作用。
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[思考、交流]
根據你的經驗體會,談談你對當前能源利用、開發及能源危機的看法。
[總結]
化學反應伴隨能量變化是化學反應的一大特征。我們可以利用化學能與熱能及其它
能量的相互轉變為人類的生產、生活及科學研究服務?;瘜W在能源的開發、利用及解決
日益嚴重的全球能源危機中必將起帶越來越重要的作用,同學們平時可以通過各種渠道來關心、了解這方面的進展,從而深切體會化學的實用性和創造性。
補充練習:
1、下列說法不正確的是()
A化學反應除了生成新物質外,還伴隨著能量的變化
B物質燃燒和中和反應均放出熱量
C分解反應肯定是吸熱反應
D化學反應是吸熱還是放熱決定于生成物具有的總能量和反應物具有的總能量
2、已知金剛石在一定條件下轉化為石墨是放熱的。據此,以下判斷或說法正確的是()
A需要加熱方能發生的反應一定是吸熱反應B放熱反應在常溫下一定很容易發生
C反應是放熱還是吸熱,必須看反應物和生成物所具有的總能量的相對大小
D吸熱反應在一定條件下也能發生
3、有專家指出,如果將燃燒產物如CO2、H2O、N2等利用太陽能使它們重新組合變成CH4、CH3OH、NH3等的構想能夠成為現實,則下列說法中,錯誤的是()
A可消除對大氣的污染B可節約燃料
C可緩解能源危機D此題中的CH4、CH3OH、NH3等為一級能源
4、已知破壞1molNN鍵、H-H鍵和N-H鍵分別需要吸收的能量為946kJ、436kJ、391kJ。試計算1molN2(g)和3molH2(g)完全轉化為NH3(g)的反應熱的理論值,并寫出反應的熱化學方程式。