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一、以鐵的冶煉為背景,加強(qiáng)鐵的知識(shí)學(xué)科內(nèi)的整合
例1(江蘇揚(yáng)州市)早在春秋戰(zhàn)國(guó)時(shí)期,我國(guó)就開始生產(chǎn)和使用鐵器。公元1世紀(jì)時(shí),鐵在我國(guó)已經(jīng)廣泛使用。如圖為工業(yè)煉鐵的主要設(shè)備――高爐。請(qǐng)你回答下列問題:
(1)鐵在地殼中含量居所有金屬元素的第 位。
(2)高爐煉鐵過程中,CO與鐵礦石反應(yīng)主要發(fā)生在爐部,試寫出赤鐵礦(Fe2O3)與CO反應(yīng)的化學(xué)方程式。
(3)鐵礦石在高爐中冶煉后,得到含較多碳、硫、磷、硅等的生鐵。生鐵的含碳量范圍為。
(4)生鐵經(jīng)過進(jìn)一步冶煉可得到鋼,全世界每年被腐蝕損失的鋼鐵約占全年總產(chǎn)量的十分之一。請(qǐng)列舉兩種生產(chǎn)中防止鋼鐵生銹的方法。
①;②。
解析本題以鐵的冶煉為背景,將初中化學(xué)中許多鐵的零散知識(shí)有機(jī)的整合在一起。考查到鐵在地殼中的含量、CO還原Fe2O3化學(xué)方程式的書寫、生鐵的含碳量的范圍以及防止鋼鐵生銹的方法等。在解答(1)時(shí)要注意審題,題目中是考查鐵在地殼中含量居所有金屬元素的第幾位,而不是地殼中的第幾位;在(3)中防止鋼鐵生銹的方法很多,原理應(yīng)以隔絕氧氣與水為主,本題解答合理皆可。
答案(1)二;(2)Fe2O3+3CO 高溫2Fe+3CO2;(3)2%~4.3%;(4)覆蓋氧化膜;涂抹油;鍍上其他金屬等(合理皆可)。
點(diǎn)撥如今的中考化學(xué)試題的考查,不再是注重某一知識(shí)點(diǎn),而是加強(qiáng)了學(xué)科內(nèi)的知識(shí)整合。這就要求我們學(xué)生要學(xué)會(huì)整理知識(shí),注重知識(shí)的前后聯(lián)系,形成知識(shí)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),在遇到相關(guān)問題時(shí),能夠準(zhǔn)確的提取有用的信息解決問題。
二、以鐵的冶煉實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ),注重實(shí)驗(yàn)探究能力的培養(yǎng)
例2(重慶市)化學(xué)興趣小組用以下裝置探究煉鐵的原理。
(1)加熱Fe2O3之前要先通一會(huì)兒CO,目的是。
(2)方框中連接的是C和D,導(dǎo)管接口的連接順序?yàn)閍()()(),如果導(dǎo)管連接錯(cuò)誤,后果是 。
(3)玻璃管A中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為 ,用這種方法“煉”得的鐵與工業(yè)上煉出的生鐵在組成上的最大區(qū)別是 。
解析本題是對(duì)鐵的冶煉原理與實(shí)驗(yàn)操作的綜合考查。主要考查了CO還原Fe2O3的實(shí)驗(yàn)步驟、裝置的連接、尾氣的處理、化學(xué)方程式的書寫、生鐵與鐵的區(qū)別等,CO是可燃性氣體,與氧氣混合后點(diǎn)燃可能會(huì)爆炸,因此在實(shí)驗(yàn)中要先排盡裝置中的空氣。對(duì)裝置C、D分析,尾氣進(jìn)入裝有氫氧化鈉溶液的C,其中的二氧化碳?xì)怏w能被吸收,但CO不與溶液反應(yīng),因此將要被收集在瓶中,瓶中部分的溶液將被“壓”到D裝置中,所以導(dǎo)管接口的順序是d、b、e。
答案(1)排盡玻璃管中的空氣,防止加熱時(shí)發(fā)生爆炸。(2)d;b;e;CO排入空氣中會(huì)污染空氣。(3)Fe2O3+3CO 高溫 2Fe+3CO2;“煉”得的鐵不含碳,工業(yè)上的生鐵含有碳。
點(diǎn)撥實(shí)驗(yàn)探究題是中考化學(xué)命題的熱點(diǎn),在考查雙基的同時(shí),注重了對(duì)學(xué)生分析問題、解決問題以及動(dòng)手能力的培養(yǎng)。解答時(shí)要審清題意,提煉信息,再結(jié)合已有的知識(shí)與實(shí)驗(yàn)技能,有序思考,靈活運(yùn)用。不僅靈活應(yīng)用本學(xué)科的基本知識(shí)、技能和方法,還要學(xué)會(huì)遷移相關(guān)學(xué)科(如數(shù)學(xué)、物理、生物等學(xué)科)的知識(shí)、技能和方法。
三、以鐵的冶煉為“題眼”,突破物質(zhì)框圖式推斷
例3(江蘇南通市)工業(yè)上以大理石和赤鐵礦為主要原料可以制取B和G,其轉(zhuǎn)化關(guān)系如右圖所示,已知D、G的主要成分為單質(zhì)。
試回答下列問題:
⑴寫出工業(yè)制取的兩種物質(zhì)的化學(xué)式:
B 、G。
⑵寫出下列反應(yīng)的化學(xué)方程式:
反應(yīng)②:;
反應(yīng)③:;
檢驗(yàn)氣體C:。
解析本題是一道框圖推斷題,解答的關(guān)鍵,要找準(zhǔn)解題的突破口,即“題眼”。在初中化學(xué)反應(yīng)條件中涉及到高溫的主要有:碳酸鈣高溫分解、木炭與二氧化碳反應(yīng)、CO還原Fe2O3等。根據(jù)這幾個(gè)涉及到高溫條件的化學(xué)反應(yīng),碳酸鈣高溫分解是一種反應(yīng)物生成兩種物質(zhì);木炭與二氧化碳反應(yīng)是兩種反應(yīng)物生成一種物質(zhì);而CO還原Fe2O3是兩種反應(yīng)物生成兩種生成物。所以A是CaCO3;B是CaO;C是CO2;D是C;E是CO;F是Fe2O3;G是Fe。
答案(1)CaO;Fe;(2)CO2+C 點(diǎn)燃 2CO;
Fe2O3+3CO 高溫2Fe+3CO2;
CO2+Ca(OH)2 CaCO3+H2O
點(diǎn)撥框圖推斷題是近年來中考的常客,具有知識(shí)面廣、開放度大、綜合性強(qiáng)的特點(diǎn)。這類題突出考查學(xué)生分析推理能力、邏輯思維能力和綜合應(yīng)用能力。解答的關(guān)鍵要尋找到解題突破口,選點(diǎn)突破。常見的“題眼”有:組成特征、反應(yīng)現(xiàn)象、反應(yīng)條件、轉(zhuǎn)化關(guān)系等。本題就從“反應(yīng)條件”來突破的。
四、以鐵的冶煉為題干,注重化學(xué)計(jì)算與生產(chǎn)實(shí)際相結(jié)合
例4(四川自貢市)某煉鋼廠日產(chǎn)含雜質(zhì)5%的生鐵3000t,試計(jì)算:
(1)該3000 t生鐵中含純鐵多少噸?
(2)該煉鋼廠每天需含F(xiàn)e2O3質(zhì)量分?jǐn)?shù)為85%的赤鐵礦石多少噸?(計(jì)算結(jié)果保留整數(shù))
解析本題以煉鋼廠煉鐵為題干,使化學(xué)計(jì)算不是機(jī)械的數(shù)字與技巧計(jì)算,而是與生產(chǎn)實(shí)際結(jié)合在一起。此題是反應(yīng)物赤鐵礦石與生成物生鐵都是含有雜質(zhì),由于生鐵中含雜質(zhì)5%,所以純鐵含量為95%,純鐵質(zhì)量為3000t×(1-5%)=2850t;需要赤鐵礦石的質(zhì)量可以通過化學(xué)式計(jì)算或根據(jù)化學(xué)方程式計(jì)算都可以解答。
答案(1)生鐵中含純鐵2850t;(2)需赤鐵礦石的質(zhì)量為4790t。
點(diǎn)撥化學(xué)計(jì)算與生產(chǎn)實(shí)際相結(jié)合,使計(jì)算不再機(jī)械、單調(diào),這類試題的解答使學(xué)生在運(yùn)用化學(xué)知識(shí)的同時(shí)感受化學(xué)的價(jià)值,激發(fā)學(xué)習(xí)興趣,從而更多地關(guān)心周圍的環(huán)境、生活中的化學(xué)現(xiàn)象,更好地理解、解決相關(guān)的一些化學(xué)問題,具有一定的實(shí)際應(yīng)用意義。
五、以鐵的冶煉為情境,注重試題的創(chuàng)新性與開放性
例4(安徽巢湖市)我省發(fā)展鋼鐵產(chǎn)業(yè)有獨(dú)天獨(dú)厚的條件:馬鞍山是全國(guó)最重要的鋼鐵生產(chǎn)基地之一,廬江有在全國(guó)都數(shù)得上的高品質(zhì)的磁鐵礦石,兩地的交通也便利。常見的鐵礦石有:磁鐵礦(主要成分是Fe3O4)、赤鐵礦(主要成分是Fe2O3)、褐鐵礦(主要成分是Fe2O3?3H2O)、菱鐵礦(主要成分是FeCO3)、黃鐵礦(主要成分是FeS2)。
請(qǐng)回答下列問題:(1)你認(rèn)為上述幾種鐵礦石中理論上最適宜煉鐵的兩種礦石為,理由是。
(2)請(qǐng)你利用下圖中所提供的3個(gè)數(shù)據(jù),自擬一道有關(guān)化學(xué)方程式的計(jì)算題,并寫出解答過程。
解析本題是一道創(chuàng)新、開放性計(jì)算題。良好的情境、新穎的問題,給了學(xué)生很大的思維空間。利用題目中給出的幾種鐵礦石的主要成分,從多角度來選擇適宜煉鐵的兩種礦石,這些角度的選擇是開放的,我們可以從鐵的含量來選擇,可以從環(huán)境污染角度等選擇。題(2)中給出3個(gè)數(shù)據(jù)讓我們自行命題,給了我們很大的發(fā)揮空間,我們可以從不同的角度來編制試題解答,但一定要是自己最有把握的試題與解答。
答案(1)磁鐵礦、赤鐵礦,鐵的含量高,有害元素少,冶煉時(shí)所產(chǎn)生的污染少。
(2)生產(chǎn)56kg含雜質(zhì)3%的生鐵需要含氧化鐵80%的赤鐵礦石多少kg?97kg(合理皆可)
第11題:本題借助生活中常見的炊具,考查了常見金屬及用途、有機(jī)物等物質(zhì),還綜合性地考查了滅火原理、金屬資源的回收利用,是我省中考常見題,難度一般。意義在于使學(xué)生感覺到化學(xué)就在我們身邊,生活中處處有化學(xué),化學(xué)使生活更加充實(shí)。
教學(xué)關(guān)注:理論聯(lián)系實(shí)際?;瘜W(xué)來源于生活,應(yīng)用于生活,教學(xué)中加強(qiáng)理論聯(lián)系實(shí)際,結(jié)合實(shí)際生活和生產(chǎn),運(yùn)用化學(xué)知識(shí)解決生活中的化學(xué)問題,解釋生活中的化學(xué)現(xiàn)象。
第12題:本題提供了五套簡(jiǎn)單裝置,考查學(xué)生(1)實(shí)驗(yàn)室常見儀器的名稱;(2)實(shí)驗(yàn)室制取氧氣的裝置組裝、原理(化學(xué)方程式的書寫);(3)實(shí)驗(yàn)室制取氣體裝置氣密性的檢查。(實(shí)驗(yàn)室制取氧氣,本題從常見儀器、反應(yīng)原理、實(shí)驗(yàn)裝置等多角度全面考查學(xué)生的實(shí)驗(yàn)技能)。近幾年來,化學(xué)實(shí)驗(yàn)一直是中考考點(diǎn):常見儀器的辨識(shí),實(shí)驗(yàn)的基本操作,同時(shí)考查相關(guān)實(shí)驗(yàn)的反應(yīng)原理(化學(xué)方程式的書寫)。
教學(xué)關(guān)注:強(qiáng)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)。強(qiáng)化課堂學(xué)生實(shí)驗(yàn)教學(xué)和師生合作探究性實(shí)驗(yàn)的教學(xué),讓學(xué)生充分體驗(yàn)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的過程,并感受化學(xué)實(shí)驗(yàn)的快樂。
第13題:生產(chǎn)硫酸的簡(jiǎn)要流程圖。本題以生產(chǎn)硫酸為情境,主要考查以下知識(shí)點(diǎn):(1)氧化物;(2)化學(xué)反應(yīng)充分進(jìn)行的影響因素;(3)化學(xué)方程式的書寫;(4)稀釋硫酸的實(shí)驗(yàn)操作;(5)高爐煉鐵的原料。綜合性較強(qiáng),先要學(xué)會(huì)看流程圖,理解各個(gè)步驟的轉(zhuǎn)化關(guān)系,然后根據(jù)理解的流程圖及提供的信息進(jìn)行答題,此題有一定的難度。
教學(xué)關(guān)注:加強(qiáng)簡(jiǎn)單的流程圖的理解,分析流程圖中的轉(zhuǎn)化,訓(xùn)練流程圖中涉及轉(zhuǎn)化的化學(xué)方程式的書寫,以及由簡(jiǎn)單的流程圖所遷移到的有關(guān)知識(shí)點(diǎn)。
第14和15題:這兩道均是以實(shí)驗(yàn)為主的科學(xué)探究性試題??茖W(xué)探究是新課程改革的一個(gè)亮點(diǎn),它既是一種科學(xué)有效的學(xué)習(xí)方法,也是一項(xiàng)重要的學(xué)習(xí)內(nèi)容,其主要包括八點(diǎn):提出問題、猜想與假設(shè)、制訂計(jì)劃、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)、搜集證據(jù)、結(jié)論與解釋、反思與評(píng)價(jià)、交流與表達(dá)。
第14題:對(duì)“維C泡騰片與水反應(yīng)所產(chǎn)生的氣體”進(jìn)行探究,本題重點(diǎn)考查的內(nèi)容有:(1)猜想與假設(shè);進(jìn)行實(shí)驗(yàn),得出結(jié)論及遷移的探究(維C泡騰片溶液的酸堿性)?;局R(shí)點(diǎn)清晰明了。
第15題:對(duì)“鋅與硫酸反應(yīng)快慢的影響因素”進(jìn)行探究。本題重點(diǎn)考查的內(nèi)容有:(1)猜想與假設(shè);(2)實(shí)驗(yàn);(3)數(shù)據(jù)分析;(4)評(píng)價(jià)與反思。第(1)個(gè)問題,寫出鋅和稀硫酸反應(yīng)的化學(xué)方程式,考查的是金屬活動(dòng)順序相關(guān)知識(shí)點(diǎn);第(2)個(gè)問題,量筒旨在測(cè)水的體積,實(shí)際上也是集氣瓶中收集到的氫氣的體積;第(3)個(gè)問題,通過分析實(shí)驗(yàn)的表格中的數(shù)據(jù),應(yīng)該能找出答案;而第(4)個(gè)問題有難度,因?yàn)榇鸢覆晃ㄒ唬页龊侠淼?,就是正確的;難點(diǎn)在第(5)(6)兩題,答案不是唯一的,合理的就是正確的。
教學(xué)關(guān)注:加強(qiáng)學(xué)生語(yǔ)言表達(dá)。2013年的中考試卷中,開放性試題對(duì)學(xué)生的語(yǔ)言表達(dá)能力進(jìn)一步提出較高要求:學(xué)生的思路要合理、清晰,學(xué)生的語(yǔ)言表達(dá)要完整、準(zhǔn)確、精煉(用最簡(jiǎn)潔的語(yǔ)言表達(dá)最明確的含義),學(xué)生的書寫要工整、美觀、規(guī)范。
第16題:本題屬于化學(xué)計(jì)算,對(duì)于化學(xué)計(jì)算,近幾年的中考都是比較淡化的,沒有難度很高的計(jì)算題。初中化學(xué)計(jì)算一般有相對(duì)分子質(zhì)量的計(jì)算、根據(jù)化學(xué)方程式進(jìn)行的簡(jiǎn)單計(jì)算、溶液濃度的計(jì)算和固體物質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)的計(jì)算四種類型,不同類型的化學(xué)計(jì)算中還有很多類型的計(jì)算題型,但從近幾年的中考化學(xué)計(jì)算題來看,難度較小。本題屬于根據(jù)化學(xué)方程式進(jìn)行的簡(jiǎn)單計(jì)算。關(guān)鍵在于準(zhǔn)確地寫出化學(xué)方程式,及根據(jù)化學(xué)方程式進(jìn)行計(jì)算的格式。
教學(xué)關(guān)注:準(zhǔn)確書寫化學(xué)方程式,正確分析化學(xué)方程式中各物質(zhì)的關(guān)系,注意根據(jù)化學(xué)方程式進(jìn)行計(jì)算的格式。
通過今年安徽中考化學(xué)主觀試題的賞析,可看出安徽省化學(xué)中考重視基礎(chǔ),著重探究,為初中化學(xué)的教學(xué)提供了方向。我覺得2014年的初中化學(xué)教學(xué)時(shí)應(yīng)該注意:把握課程標(biāo)準(zhǔn),認(rèn)真研究考綱,扎實(shí)基礎(chǔ)知識(shí)。
如今的中考試題不是知識(shí)點(diǎn)的簡(jiǎn)單記憶和重現(xiàn),而是將化學(xué)知識(shí)貫穿在分析和解決實(shí)際問題的情境中,注重探究、體現(xiàn)開放。而《課程標(biāo)準(zhǔn)》和《考綱》不僅是教師教學(xué)的準(zhǔn)則,也是中考試題的命題依據(jù)。所以在教學(xué)中一定要面向全體學(xué)生,培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣,幫助學(xué)生掌握科學(xué)的學(xué)習(xí)方法,立足課標(biāo)、吃透教材、夯實(shí)基礎(chǔ)。
注重觀察生活,激發(fā)學(xué)習(xí)興趣:教學(xué)中要讓學(xué)生多關(guān)注生活,使學(xué)生能夠?qū)⑺鶎W(xué)的化學(xué)知識(shí)與日常生活、生產(chǎn)中常見的有關(guān)現(xiàn)象聯(lián)系起來。這不僅有利于深化理解化學(xué)概念和原理,也會(huì)使化學(xué)教學(xué)變得生動(dòng)活潑,更有利于培養(yǎng)和延續(xù)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣。
一、推斷題的類型
1.框圖型
框圖型推斷是推斷考查中最多的一種類型,它題目美觀、簡(jiǎn)潔,能較好地將物質(zhì)間的相互轉(zhuǎn)化關(guān)系呈現(xiàn)出來,有利于學(xué)生分析思考。
例1下圖表示某些物質(zhì)間轉(zhuǎn)化關(guān)系(反應(yīng)條件和部分產(chǎn)物已省略)。其中,A、E為固體氧化物,且A為黑色粉末;B、D是由相同元素組成的無(wú)色液體,且B具有消毒殺菌作用;C、Y、Z為無(wú)色氣體,其中Y有毒;X是最常見的金屬。請(qǐng)回答下列問題。
(1)反應(yīng)①中A物質(zhì)的作用是。
(2)寫出反應(yīng)③、④的化學(xué)方程式:③,④。
(3)在日常生活中為防止反應(yīng)②的發(fā)生,可采取的措施是(寫一點(diǎn)即可)。
(4)在自然界中普遍存在反應(yīng)⑤,其名稱為。
答案:(1)催化(2)Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O3CO+Fe2O3高溫2Fe+3CO2(3)刷油漆(合理即可)(4)光合作用
2.文字?jǐn)⑹鲂?/p>
此類題型是用文字描述物質(zhì)的范圍和實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象等信息,根據(jù)所給信息按要求作出正確的推斷。
例2現(xiàn)有一包白色固體粉末,可能含有CuSO4、Na2SO4、CaCO3、BaCl2、KCl中的一種或幾種。現(xiàn)做如下實(shí)驗(yàn):
①取少量白色固體加足量的水溶解,過濾得固體和無(wú)色溶液。
②向所得固體中加入足量的稀鹽酸,固體部分溶解,并有氣體產(chǎn)生。
根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象判斷:
(1)白色固體中一定不含,一定含有,可能含有。
(2)寫出②中固體部分溶解的化學(xué)反應(yīng)方程式:。
答案:(1)CuSO4CaCO3、Na2SO4、BaCl2
KCl(2)CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2
3.密碼型
此類題型一般不給出物質(zhì)范圍,而是給出幾個(gè)用代號(hào)表示的化學(xué)方程式(一般不配平),要求推斷未知物質(zhì)。
例3已知A、B、I均為單質(zhì),其中A在空氣中燃燒發(fā)出耀眼的白光,生成白色固體C,物質(zhì)A、C、F、G中都含有相同的某種元素,B、D、I都是無(wú)色無(wú)味的氣體。這些物質(zhì)間的部分反應(yīng)見下面的反應(yīng)表達(dá)式(反應(yīng)條件均已略去):
①A+BC②A+HF+I③C+HF+E④G+HF+E+D⑤B+IE⑥EB+I
請(qǐng)回答以下問題。
(1)A物質(zhì)的化學(xué)式為。
(2)寫出與E物質(zhì)組成元素相同的另一種物質(zhì)的化學(xué)式:。
(3)寫出D在一定條件下轉(zhuǎn)化為B的化學(xué)方程式:。
(4)A與D在高溫條件下能發(fā)生置換反應(yīng),試寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式:。
答案:(1)Mg(2)H2O2(3)6CO2+6H2O光照葉綠體C6H12O6+6O2(4)2Mg+CO2高溫2MgO+C
4.流程圖型
此類題目往往借助工業(yè)生產(chǎn)流程,對(duì)物質(zhì)的轉(zhuǎn)化等相關(guān)知識(shí)進(jìn)行考查。這類題型在近年中考中出現(xiàn)的越來越多,它對(duì)學(xué)生綜合分析和運(yùn)用所學(xué)知識(shí)的能力要求較高,難度較大。
例4下圖為某化工企業(yè)生產(chǎn)流程示意圖:
下列說法正確的是()
A.鈦酸亞鐵(FeTiO3)中鈦元素為+3價(jià)
B.①中反應(yīng)為:2FeTiO3+6C+7Cl2一定條件2X+2TiCl4+6CO,則X為FeCl3
C.③中氬氣(Ar)作保護(hù)氣,反應(yīng)類型為置換反應(yīng)
D.②中為使原料全部轉(zhuǎn)化為甲醇,理論上CO和H2投料的質(zhì)量比為1∶2
答案:BC
二、推斷題的解題步驟
1.審題
認(rèn)真審讀原題,弄清文意和圖意,充分運(yùn)用題目中所給信息,反復(fù)推敲。
2.分析
抓住關(guān)鍵,找準(zhǔn)解題的突破口,并從突破口出發(fā),先推斷出一種或幾種物質(zhì),再據(jù)此推斷其他物質(zhì)。推斷過程中要聯(lián)系信息及所學(xué)知識(shí),應(yīng)用逆向思維、發(fā)散收斂思維、橫向縱向思維等多種思維方式,進(jìn)行綜合分析、推理。有時(shí)要敢于猜想,然后運(yùn)用相關(guān)知識(shí)驗(yàn)證猜想的正確性。
3.解答
根據(jù)題目的要求,按照分析和推理的結(jié)果,認(rèn)真而全面地解答。有圖或框架的試題,要把已推斷出的物質(zhì)及時(shí)標(biāo)注在圖的相應(yīng)位置上,便于分析和檢查。
4.檢驗(yàn)
得出結(jié)論后要驗(yàn)證。其方法是將所得答案放回原題中檢驗(yàn),若完全符合,則說明答案正確;若出現(xiàn)不符,則說明答案有誤,需要另行思考,推出正確答案。
三、推斷題的解題技巧
1.從物質(zhì)用途著手
例5右圖表示的是物質(zhì)A~H相互間的關(guān)系(“”表示物質(zhì)間的轉(zhuǎn)化關(guān)系,“―”表示兩端的物質(zhì)能發(fā)生化學(xué)反應(yīng))。A、G都是單質(zhì),氣體C常用于滅火,F(xiàn)是一種藍(lán)色溶液,可用于配制農(nóng)藥波爾多液。請(qǐng)你回答:
(1)C的化學(xué)式為,H可能是。
(2)寫出標(biāo)號(hào)①、②、③、④的化學(xué)方程式:①,②,③,④。
解析:本題解題突破口為C和F,根據(jù)其用途可以確定C是二氧化碳,F(xiàn)是硫酸銅;然后根據(jù)其他信息和所學(xué)轉(zhuǎn)化關(guān)系進(jìn)一步推斷其他物質(zhì)??梢宰鳛榇祟愵}目解題題眼的有:(1)干燥劑:生石灰、氫氧化鈉、濃硫酸等;(2)建筑材料:石灰石、熟石灰等;(3)存在于人體的胃液中的酸:鹽酸;(4)農(nóng)業(yè)上用來改良酸性土壤的堿:熟石灰;(5)配制農(nóng)藥波爾多液的藍(lán)色溶液:硫酸銅;(6)經(jīng)常用作內(nèi)燃機(jī)、火鍋的燃料:酒精;(7)使用最廣泛的金屬:鐵。
答案:(1)CO2酸(2)2C+O2點(diǎn)燃2CO
2NaOH+CO2=H2O+Na2CO3Na2CO3+Ca(OH)2=CaCO3+2NaOHFe+CuSO4=FeSO4+Cu
2.從物質(zhì)組成著手
例6下圖是常見物質(zhì)的轉(zhuǎn)化關(guān)系圖(個(gè)別產(chǎn)物可能略去)。其中,A、B常溫下均為液態(tài),且組成元素相同;F是大理石的主要成分。Y為氧化物,Z是紫紅色固體。
請(qǐng)回答下列問題。
(1)在反應(yīng)①中,物質(zhì)X起作用。
(2)A是(填化學(xué)式)。
(3)反應(yīng)④的化學(xué)方程式為。
(4)反應(yīng)①~⑥涉及的基本反應(yīng)類型有種。
解析:本題根據(jù)題干中“A、B常溫下均為液態(tài),且組成元素相同;F是大理石的主要成分”,可以推斷A為過氧化氫、B為水、F為碳酸鈣,然后進(jìn)一步推斷其他物質(zhì)??梢宰鳛榇祟愵}目解題題眼的有:(1)常溫下是液態(tài)且組成元素相同的化合物:H2O、H2O2;(2)常溫下是氣態(tài)且組成元素相同的化合物:CO、CO2;(3)常溫下是固態(tài)且組成元素相同的化合物:KMnO4、K2MnO4,F(xiàn)e2O3、Fe3O4、FeO;(4)相對(duì)分子質(zhì)量為100的物質(zhì):CaCO3;(5)組成元素質(zhì)量比為1∶1的化合物:SO2。
答案:(1)催化(2)H2O2(3)Na2CO3+Ca(OH)2=CaCO3+2NaOH(4)3
3.從化學(xué)反應(yīng)特征著手(包括反應(yīng)條件、反應(yīng)類型、反應(yīng)現(xiàn)象、生成物狀態(tài)等)
例7以下是一些常見物質(zhì)間互相轉(zhuǎn)化的關(guān)系圖(有些反應(yīng)條件已省略):已知高溫下CO能與多種金屬氧化物反應(yīng)生成相應(yīng)的金屬和CO2。下列關(guān)系圖中,A、B、X、Y均為無(wú)色氣體,E、F為常見金屬。
(1)根據(jù)上圖判斷:B的化學(xué)式為,Y的化學(xué)式為。
(2)寫出藍(lán)色溶液與E反應(yīng)的化學(xué)方程式:。
(3)X除了與黑色固體甲、乙反應(yīng)外,請(qǐng)?jiān)倥e一例說明X還能發(fā)生化合反應(yīng),寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式:。
解析:本題可根據(jù)通電這個(gè)特殊反應(yīng)條件,聯(lián)系初中階段學(xué)過的唯一的反應(yīng)“電解水”,推斷出無(wú)色液體為水。根據(jù)藍(lán)色溶液與E反應(yīng)得到淺綠色溶液的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,聯(lián)系初中化學(xué)中鐵與硫酸銅的反應(yīng),推斷出E為鐵、F為銅??梢宰鳛榇祟愵}目解題題眼的有:(1)反應(yīng)條件為通電的反應(yīng):電解水;(2)反應(yīng)條件為高溫的反應(yīng):C的還原性、碳與二氧化碳反應(yīng);(3)煉鐵的原理:一氧化碳與氧化鐵反應(yīng);(4)煅燒石灰石:碳酸鈣高溫分解;(5)反應(yīng)涉及催化劑的反應(yīng):過氧化氫分解制氧氣、氯酸鉀分解制氧氣;(6)能使澄清石灰水變渾濁的氣體:CO2;(7)能使帶火星木條復(fù)燃的氣體:O2;(8)具有可燃性的氣體:H2、CO、CH4;(9)能使石蕊溶液變紅的氣體:CO2、HCl;(10)能使無(wú)色酚酞溶液變紅的氣體:NH3;(11)能使紅色Fe2O3變黑(或黑色CuO變紅)的物質(zhì):C、CO、H2;(12)遇酸生成能使澄清石灰水變渾濁的氣體的鹽:碳酸鹽;(13)遇堿能生成有刺激性氣味的氣體(或能使?jié)駶?rùn)紅色石蕊試紙變藍(lán)的氣體)的鹽:銨鹽。
答案:(1)O2CO2(2)Fe+CuSO4=FeSO4+Cu(3)2CO+O2點(diǎn)燃2CO2
4.從特殊的轉(zhuǎn)化關(guān)系著手
例8圖中A~H表示幾種初中化學(xué)常見的物質(zhì),“”表示物質(zhì)間存在相應(yīng)的轉(zhuǎn)化關(guān)系,部分反應(yīng)物、生成物及反應(yīng)條件已略去。已知圈i中的轉(zhuǎn)化均是分解反應(yīng),圈ii中的轉(zhuǎn)化均是化合反應(yīng)。D和F是常見的非金屬單質(zhì),組成化合物C和G的元素種類相同。組成化合物E和H的元素種類也相同,A常用來中和土壤的酸性。
(1)寫出下列物質(zhì)的化學(xué)式:A,B,D。
(2)寫出GC+F的化學(xué)方程式:。
(3)寫出FH的化學(xué)方程式:。
解析:本題結(jié)合題目中的信息和兩個(gè)重要“三角”轉(zhuǎn)化關(guān)系:和,可以推斷出G為H2O2,F(xiàn)為O2,D為C,E為CO2,H為CO,進(jìn)而推斷出其他物質(zhì)??梢宰鳛榇祟愵}目解題題眼的有:
(1)
;(2);
(3)。
答案:(1)Ca(OH)2CaCO3C(2)2H2O2MnO22H2O+O2(3)2C+O2點(diǎn)燃2CO
5.從原料和產(chǎn)品著手
例9某科研小組利用工業(yè)廢酸(10%H2SO4)來浸泡含有氧化銅、氧化鋅的廢料,實(shí)現(xiàn)廢物的綜合利用。流程如下圖所示:
(1)寫出氧化鋅與硫酸反應(yīng)的化學(xué)方程式:,ZnCu的化學(xué)方程式為。
(2)物質(zhì)X可用作氮肥,化學(xué)式為,該化肥不能與混合使用。
(3)請(qǐng)推出物質(zhì)Y的化學(xué)式:。
解析:此類題要特別注意投入的原料和出來的產(chǎn)品以及反應(yīng)條件。推斷X時(shí),根據(jù)進(jìn)入的溶液為ZnSO4、NH4HCO3,產(chǎn)品為X和Zn2(OH)2CO3,結(jié)合題目中X可用作氮肥,可推斷出X是(NH4)2SO4。Y則可以依據(jù)質(zhì)量守恒定律推斷出是H2O。解此類題目關(guān)鍵是看清流程中的箭頭指向,弄清那些物質(zhì)是原料,那些物質(zhì)是產(chǎn)品。流程中往往會(huì)有一些循環(huán)使用的物質(zhì),要特別注意,它往往是解題的題眼。另外,解題中要注意運(yùn)用質(zhì)量守恒定律。
答案:(1)ZnO+H2SO4=ZnSO4+H2O
一、用演示實(shí)驗(yàn)激發(fā)學(xué)生的興趣
化學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科,實(shí)驗(yàn)是學(xué)生認(rèn)識(shí)化學(xué)的窗口。形象生動(dòng)的演示實(shí)驗(yàn)最能吸引學(xué)生的注意,激發(fā)起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,是創(chuàng)設(shè)學(xué)習(xí)情境的有效手段。激發(fā)學(xué)生的化學(xué)學(xué)習(xí)興趣,應(yīng)從第一節(jié)化學(xué)課開始。我在課上向?qū)W生展示了化學(xué)實(shí)驗(yàn)的神奇魅力,利用寶葫蘆、魔瓶等實(shí)驗(yàn)激發(fā)學(xué)生的好奇心,讓學(xué)生感到化學(xué)是一門神奇的學(xué)科。在教學(xué)“氧氣的性質(zhì)”時(shí),我沒有按照先教學(xué)物理性質(zhì)再教學(xué)化學(xué)性質(zhì)的常規(guī)步驟平鋪直敘,而是調(diào)整順序,以演示實(shí)驗(yàn)開路,以趣引思。我預(yù)先準(zhǔn)備了一瓶氧氣和一瓶空氣放在講臺(tái)上,讓學(xué)生觀察后提出問題:“這里一瓶是氧氣,另一瓶是空氣。你能確定哪一瓶是氧氣嗎?”學(xué)生仔細(xì)觀察后,議論紛紛,可又說不出解決的辦法。這時(shí)我又問道:“用肉眼能辨認(rèn)出來嗎?”學(xué)生回答:“不能,因?yàn)檠鯕夂涂諝庖粯佣际菬o(wú)色的氣體。”看到學(xué)生對(duì)于如何鑒別這兩種氣體產(chǎn)生了濃厚的興趣,我就把一根帶有火星的木條分別插入兩個(gè)瓶中,學(xué)生看到了迥然不同的現(xiàn)象,問題便迎刃而解。通過上述實(shí)驗(yàn),學(xué)生既明確了氧氣的“色、態(tài)、味”等物理性質(zhì),也對(duì)氧氣的化學(xué)性質(zhì)有了初步的感知。
二、密切聯(lián)系生產(chǎn)生活,激發(fā)學(xué)生的興趣
化學(xué)知識(shí)與生產(chǎn)生活有著廣泛而密切的聯(lián)系,教師在課堂教學(xué)中應(yīng)注意把教學(xué)內(nèi)容與生活聯(lián)系起來,使學(xué)生體驗(yàn)到所學(xué)知識(shí)的價(jià)值和用途,從而產(chǎn)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣。如,在講授“一氧化碳的還原性”時(shí),我指出:課本上的化學(xué)方程式“Fe2O3+3C0高溫2Fe+3CO2”是冶金工業(yè)中煉鐵的化學(xué)原理。接著,我又提出一個(gè)問題:“煉鐵的主要原料是含F(xiàn)e2O3的鐵礦石和焦炭。以鐵礦石和焦炭為原料,煉出鐵要經(jīng)過哪幾步化學(xué)反應(yīng)?寫出各步的化學(xué)方程式?!蓖ㄟ^練習(xí),學(xué)生不僅牢固掌握了一氧化碳的還原性,而且對(duì)一氧化碳、二氧化碳以及碳單質(zhì)之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系也有了清晰的認(rèn)識(shí)。了解到化學(xué)反應(yīng)與生產(chǎn)生活緊密相關(guān),學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣自然高漲。
在化學(xué)課堂上,還可以介紹一些化學(xué)家的故事或趣聞逸事,激發(fā)學(xué)生的興趣。如,居里夫人用畢生精力提煉鈾;侯德榜年輕時(shí)勤奮好學(xué),以優(yōu)異成績(jī)獲公費(fèi)留學(xué)并最終發(fā)明聯(lián)合制堿法;凱庫(kù)勒從夢(mèng)中得到啟示,從而確定苯分子的環(huán)狀結(jié)構(gòu)等。從這些名人的故事中,學(xué)生可以認(rèn)識(shí)到,一些偉大的發(fā)現(xiàn)是在日常的學(xué)習(xí)積累中造就的,對(duì)我們來說并不是遙不可及的事。介紹化學(xué)的產(chǎn)生和發(fā)展的史實(shí)也可以激發(fā)學(xué)生的興趣。如,元素定義的提出、燃燒學(xué)說的產(chǎn)生和發(fā)展、元素周期律的建立等,這些史實(shí)可以讓學(xué)生了解化學(xué)知識(shí)產(chǎn)生的背景以及發(fā)展過程,了解化學(xué)學(xué)科的來龍去脈,從而更深刻地理解所學(xué)內(nèi)容。
三、鼓勵(lì)動(dòng)手操作,激發(fā)學(xué)生的興趣
化學(xué)教學(xué)中,教師要給學(xué)生提供動(dòng)手操作的機(jī)會(huì)。初中學(xué)生喜歡實(shí)驗(yàn),特別喜歡親自動(dòng)手的探究實(shí)驗(yàn)。為了滿足學(xué)生這種需求,我的化學(xué)實(shí)驗(yàn)室對(duì)學(xué)生開放,書本中的很多實(shí)驗(yàn)都讓學(xué)生自己動(dòng)手探究,同時(shí)還注意指導(dǎo)學(xué)生實(shí)驗(yàn)前按要求進(jìn)行預(yù)習(xí),明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康?,了解?shí)驗(yàn)步驟,弄清注意事項(xiàng)。實(shí)驗(yàn)時(shí),我引導(dǎo)學(xué)生細(xì)心操作,認(rèn)真做好記錄,遵守實(shí)驗(yàn)室紀(jì)律。
除了學(xué)校的化學(xué)實(shí)驗(yàn)室,我還嘗試讓學(xué)生建立家庭實(shí)驗(yàn)室。家庭小實(shí)驗(yàn)不僅是實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)和隨堂實(shí)驗(yàn)的拓展和延伸,而且還是進(jìn)一步豐富學(xué)生化學(xué)知識(shí)的有效途徑。如,探究鐵制品銹蝕的條件、探究燃燒的條件和滅火的原理、溶液的配制等實(shí)驗(yàn),都可以利用家庭實(shí)驗(yàn)的形式完成。對(duì)于那些對(duì)化學(xué)有著濃厚興趣的學(xué)生,還可以組織他們參加化學(xué)興趣小組,開展課外實(shí)驗(yàn)活動(dòng),如,制取硫酸銅晶體、測(cè)定硝酸鉀在水里的溶解度、從制取氧氣后的殘留物中提取二氧化錳、將紅糖制成白糖等。
四、體驗(yàn)成功,激發(fā)學(xué)生的興趣
學(xué)習(xí)成功的歡樂是一種巨大的情感力量,會(huì)使學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣更加持久。有些學(xué)生由于種種原因,學(xué)習(xí)上困難較多,容易失去繼續(xù)學(xué)習(xí)的興趣。教師在平時(shí)應(yīng)關(guān)心他們,主動(dòng)接近他們,經(jīng)常找他們個(gè)別談心,并加以個(gè)別輔導(dǎo)。在課堂上,要多關(guān)注學(xué)習(xí)有困難的學(xué)生,點(diǎn)燃他們思維的火花,讓他們解決一些力所能及的問題,從而體驗(yàn)到成功的喜悅。
鐵及其化合物知識(shí),很有助于全面理解金屬的性質(zhì).下面是各地中考試卷中依托鐵知識(shí)平臺(tái),
考查學(xué)生綜合能力試題解析.
一、考查學(xué)生對(duì)學(xué)科間知識(shí)融合能力
例1 如圖1所示,R是滑動(dòng)變阻器,它的金屬滑片垂直固定在等臂杠桿的中央且可以隨
杠桿左右轉(zhuǎn)動(dòng),杠桿兩端分別懸掛相同的鐵球,此時(shí)杠桿平衡,
再將鐵球同時(shí)分別浸沒到等質(zhì)量、等質(zhì)量分?jǐn)?shù)的稀硫酸和硫酸
銅溶液中,反應(yīng)一段時(shí)間后觀察到:
(1)杠桿右端的鐵球表面有色物質(zhì)生成.
(2)金屬滑片向(填“左”或“右”)偏轉(zhuǎn).
(3)燈泡L比開始時(shí)變(填“亮”或“暗”).
解析:鐵與硫酸銅溶液相遇發(fā)生反應(yīng)
Fe+CuSO4=FeSO4+Cu,
鐵球的表面不斷析出銅.由化學(xué)方程式可知,每56份質(zhì)量的鐵參加反應(yīng),將有64
份質(zhì)量的銅在鐵的表面析出,鐵球增重8份質(zhì)量;而另一側(cè),鐵與硫酸反應(yīng)而使鐵球的質(zhì)量
逐漸減小,金屬滑片向右偏轉(zhuǎn),R的電阻值減小,燈泡L變亮.本題巧妙地結(jié)合了電學(xué)知識(shí),
是一道跨學(xué)科綜合題.參考答案如下:(1)鐵球表面有紅色物質(zhì)生成;(2)金屬滑片向右偏
轉(zhuǎn);(3)燈泡L比開始時(shí)變亮.
二、考查學(xué)生對(duì)給予信息遷移能力
例2 已知+3價(jià)鐵跟鐵粉在溶液中能發(fā)生化學(xué)反應(yīng),生成亞鐵鹽.現(xiàn)往生銹的鐵粉中加入稀鹽酸,過一會(huì)兒有氣泡產(chǎn)生,反應(yīng)后鐵粉有剩余,最后得到一種淺綠色溶液.寫出整
個(gè)實(shí)驗(yàn)過程中所發(fā)生的有關(guān)化學(xué)方程式:,.
解析:本題是一道信息給予題.在生銹的鐵粉中加入稀鹽酸,首先是鐵銹(主要成分是
Fe2O3)和鹽酸反應(yīng)生成FeCl3,鐵銹除凈后鐵與稀鹽酸發(fā)生置換反應(yīng)生成氯化亞鐵,以及鐵
與FeCl3反應(yīng)生成FeCl2.Fe粉有剩余,而溶液中只含有溶質(zhì)FeCl2,所以呈淺綠色.
答:Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O;
Fe+2FeCl3=3FeCl2;
Fe+2HCl=FeCl2+H2
三、考查學(xué)生對(duì)鐵性質(zhì)理解能力
例3 將一定量的鐵粉加入含稀HNO3、Fe(NO3)3和Cu(NO3)2的混合溶液中,充分反應(yīng)后
過濾,將濾出的固體物質(zhì)加入稀鹽酸中.
(1)若有氣體放出,則濾液中存在的金屬陽(yáng)離子為;
(2)若無(wú)氣體放出,則濾液中存在的金屬陽(yáng)離子為.
解析:本題考查鐵的單質(zhì)及化合物的性質(zhì),分析中宜從終態(tài)考慮.據(jù)題意(1)剩余物是
鐵,因此與鐵反應(yīng)的微粒(或物質(zhì))均不能存在,溶液中金屬陽(yáng)離子只有Fe2+離子;(2)中剩
余物為銅;與銅反應(yīng)的物質(zhì)均不存在,溶液中陽(yáng)離子一定有Fe2+離子(鐵都轉(zhuǎn)化為Fe2+離子),
Cu2+離子有可能存在,也可能不存在.
四、考查學(xué)生對(duì)典型實(shí)驗(yàn)應(yīng)用能力
例4 某課外活動(dòng)小組為探究鋼鐵制品生銹的條件,進(jìn)行了研究性學(xué)習(xí).他們準(zhǔn)備了以
下實(shí)驗(yàn)用品:剛洗凈的4支試管、3枚鐵釘、植物油、久置的蒸餾水、鑷子、濾紙,還需要
的實(shí)驗(yàn)用品為.
做實(shí)驗(yàn)時(shí),發(fā)現(xiàn)鐵釘上有銹,為了迅速除去鐵銹,他們進(jìn)行了下述實(shí)驗(yàn)操作.
①取一支試管,將生銹的鐵釘放入試管.
②向試管中倒入2 mL稀鹽酸.
③用試管夾夾持試管,在酒精燈上加熱.
④當(dāng)鐵釘上的銹消失并變的光亮?xí)r,將試管內(nèi)廢液倒入廢液缸內(nèi).
⑤用鑷子夾取鐵釘用蒸餾水沖洗干凈,在酒精燈外焰上烘干鐵釘.
(1)你認(rèn)為上述操作中存在的問題是什么?應(yīng)該怎樣做?
(2)除了鐵釘除銹外,上述給出的實(shí)驗(yàn)用品還有哪些不符合實(shí)驗(yàn)要求?應(yīng)該怎樣處理?
解析:解答本題的關(guān)鍵是同學(xué)們應(yīng)對(duì)鐵生銹研究性學(xué)習(xí)案例認(rèn)真參與,親身感受.參考
答案如下:還需要的實(shí)驗(yàn)用品為:膠塞、試管夾、酒精燈、火柴;存在的問題有:(1)除銹后
用水沖洗過的鐵釘不能在酒精燈上烘干,應(yīng)該用濾紙吸干;(2)久置的蒸餾水中溶有氧氣,應(yīng)
該煮沸后使用.另外本實(shí)驗(yàn)還需要一支干燥的試管,并且剛洗凈的試管應(yīng)該用酒精燈烘干.
五、考查學(xué)生對(duì)獲得實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理能力
例5 某學(xué)生在A、B、C、D四只燒瓶中分別放入
干燥的細(xì)鐵絲、浸過食鹽水的細(xì)鐵絲、浸過清水的細(xì)
鐵絲、食鹽水及細(xì)鐵絲,并使鐵絲完全浸沒在食鹽水
中,然后裝配成如圖2所示的四套裝置,每隔一段時(shí)間
測(cè)量導(dǎo)管中水面上升的高度,結(jié)果如下表所示.
(表中所列數(shù)據(jù)為導(dǎo)管中水面上升的高度/cm)
時(shí)間/小時(shí)00.51.01.42.02.53.0A瓶(盛干燥鐵絲)0000000
B瓶(盛沾了食鹽水的鐵絲)00.41.23.45.67.69.8
C瓶(盛沾了清水的鐵絲)0000.30.82.03.5
D瓶(盛完全浸沒在食鹽水中的鐵絲)0000000
(1)導(dǎo)管中水面為什么會(huì)上升?
(2)上述實(shí)驗(yàn)中,鐵生銹的速率由大到小的排列順序?yàn)?填小燒杯號(hào));
(3)影響鐵生銹的因素.
解析:本題是一道數(shù)據(jù)分析處理題,A、B、C、D四個(gè)瓶中都放入了鐵絲,從條件上說
A接觸的是干燥的鐵絲,即不接觸食鹽水,但接觸了空氣;B接觸的是沾了食鹽水的鐵絲,
即接觸了食鹽水,也接觸了空氣;C接觸的是沾了清水的鐵絲,即接觸了水,也接觸了
空氣;D接觸的是食鹽水但未接觸空氣.再比較A、B、C、D瓶引起的導(dǎo)管中的水面變化,
以B瓶最大,其次為C瓶,A、D瓶則未引起變化;再分析引起變化的原因可得到相應(yīng)的結(jié)
論.引起水面變化的原因是反應(yīng)消耗了瓶中的空氣(氧氣).從實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析,放置相等時(shí)
間后最先出現(xiàn)變化的是B瓶,然后是C瓶,A瓶和D瓶則未出現(xiàn)任何變化;從出現(xiàn)數(shù)值變化
的趨勢(shì)來看,B瓶的變化趨勢(shì)遠(yuǎn)比C瓶要大,說明能滿足B瓶的條件是最適合產(chǎn)生變化的,
也即B瓶反應(yīng)消耗的氧氣量最多.四瓶中的生銹速度B>C>A=D.因A、D瓶均未引起水面
的變化,故可認(rèn)為水和空氣中的氧氣是生銹不可缺一的條件.而氯化鈉可以使生銹的速度加
快.
六、考查學(xué)生對(duì)煉鐵原理掌握能力
例6 某課外活動(dòng)小組,為了檢測(cè)本地鋼鐵廠生鐵產(chǎn)品的質(zhì)量,在實(shí)驗(yàn)室稱取生鐵屑樣
品10.0 g 放入燒杯中,加入一定量的稀硫酸.加熱,使之充分反應(yīng)(雜質(zhì)不參加反應(yīng)).然
后冷卻、稱量.反應(yīng)后燒杯中物質(zhì)的質(zhì)量比反應(yīng)前減少了0.34 g.計(jì)算:
(1)生鐵樣品中雜質(zhì)的含量.
(2)生產(chǎn)100 t 這種生鐵,至少需要含氧化鐵80%的赤鐵礦的質(zhì)量.
解析:由質(zhì)量守恒定律知,反應(yīng)后燒杯中物質(zhì)減少的質(zhì)量為生成氫氣的質(zhì)量,依據(jù)氫氣
的質(zhì)量即可求出鐵的質(zhì)量及生鐵中雜質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù).
化學(xué)方程式表示的是純凈物間的質(zhì)量關(guān)系,要先求出純鐵質(zhì)量,然后依據(jù)純鐵的質(zhì)量用
化學(xué)方程式求出純Fe2O3的質(zhì)量,再利用Fe2O3的質(zhì)量,求出赤鐵礦的質(zhì)量.
(1)設(shè)樣品中純鐵的質(zhì)量為 x.
Fe+H2SO4=FeSO4+H2
562
x0.34 g
56∶2=x∶0.34 g
解得 x=9.52 g
生鐵樣品中雜質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)
10 g-9.52 g10 g×100%=4.8%
(2)設(shè)需要赤鐵礦的質(zhì)量為 y.
Fe2O3+3CO高溫2Fe+3CO2
160 112
y×80%100 t×(1-4.8%)
160∶112=(y×80%)∶[100 t×(1-4.8%)]
解得:y=170 t
答:(1)生鐵中雜質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為4.8%;(2)至少需要這種赤鐵礦170 t.
七、考查學(xué)生對(duì)復(fù)雜的問題解決能力
例7 將一定質(zhì)量的氧化銅粉末加入100 g 溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為14%的硫酸溶液中,微熱
至氧化銅全部溶解.再向該藍(lán)色溶液中加入鐵粉20 g,充分反應(yīng)后過濾、烘干,得到干燥
固體的質(zhì)量仍為20 g.試計(jì)算:
(1)原加入的氧化銅的質(zhì)量;
(2)最后得到的溶液中的溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù).
解析:本題有兩個(gè)反應(yīng)的剩余物判斷:一是一定質(zhì)量的氧化銅與硫酸反應(yīng),硫酸是否有
剩余;另一是生成的硫酸銅與鐵粉反應(yīng),鐵粉是否過量.應(yīng)知道CuSO4中的Cu被完全置換
出來,最后得到的溶液中的溶質(zhì)是FeSO4.解答本題可用到兩個(gè)某元素的原子守恒:即在氧
化銅與硫酸反應(yīng)中析出銅的質(zhì)量等于CuSO4中Cu元素的質(zhì)量,也等于CuO中Cu元素的質(zhì)量;
鐵與硫酸反應(yīng)中,F(xiàn)eSO4與參與反應(yīng)的硫酸中的S元素相同.具體解題思路可用下列圖示表
示,并從解題過程中看看設(shè)求未知數(shù)的技巧.
解:由
Fe+CuSO4=FeSO4+Cu 固體質(zhì)量增加
566464-56=8
可知,該反應(yīng)使固體的質(zhì)量增加,要使反應(yīng)前后固體的質(zhì)量保持不變,則硫酸在與氧化
銅反應(yīng)后有剩余,這樣才有鐵與硫酸反應(yīng)生成氫氣以使固體的質(zhì)量減少,以抵消上述反應(yīng)的
固體增重.
硫酸的質(zhì)量為:100 g×14%=14 g
設(shè)反應(yīng)生成的H2及析出的Cu的質(zhì)量分別為2 x 和64 y,(由此而得出的其它物質(zhì)的數(shù)據(jù)
見上面的圖示)
由題意知,消耗鐵的質(zhì)量應(yīng)等于析出銅的質(zhì)量,可得下式:
56 x+56 y=64 y,7x=y①
98 x+98 y=14 g,x+y=1498 g②
聯(lián)立二式得:y=18 g;x=156 g
m(CuO)=80 y=80×18 g=10 g,
m(FeSO4)=152(x+y)=1527 g
m(H2)=2x=2×156 g=128 g
m(Fe)=56(x+y)=8 g
ω(FeSO4)=1527 g100 g+10 g-128 g×100%
=19.7%