Con la implementación en profundidad del nuevo concepto curricular con el objetivo principal de desarrollar la inteligencia de los estudiantes, cultivar las habilidades de los estudiantes y mejorar su alfabetización científica, la tendencia de las propuestas para preguntas de investigación experimental en el examen de ingreso a la escuela secundaria es combinar los principios de los experimentos químicos con el diseño experimental, la operación segura y los métodos de pensamiento en situaciones experimentales específicas, que tienen un cierto grado de amplitud y una gran capacidad de pensamiento. En la investigación de los métodos de pensamiento científico, la cuestión del orden de reacción implícito es una forma eficaz de examinar el orden y el rigor del pensamiento. Ahora combinado con varios casos específicos, espero que sea útil para los estudiantes a la hora de revisar y prepararse para el examen.
En primer lugar, el orden de prioridad de las reacciones de neutralización está implícito en la investigación experimental.
Ejemplo 1. (Preguntas del examen de ingreso a la escuela secundaria de Hebei de 2010) Una clase de estudiantes realizó un experimento para verificar el orden de la actividad metálica del hierro, el cobre y la plata. Los medicamentos utilizados incluyeron alambre de hierro, alambre de cobre, alambre de plata, ácido sulfúrico diluido y cobre. solución de sulfato. Después del experimento, los estudiantes del grupo de interés en química quisieron explorar los residuos experimentales. Únase a nosotros.
Haz preguntas. ¿Cuáles son las sustancias en el líquido residual?
Expresión comunicativa
(1) A través de la observación, Xiao Ming cree que el líquido residual debe contener sulfato de cobre. Lo que observó fue.
(2) Xiaohong analizó que el líquido residual debe contener sulfato ferroso. Su base es:
Supongamos que Xiaohua piensa que el líquido residual también puede contener ácido sulfúrico.
Verificación experimental (1) Xiaohua midió que el valor de pH del líquido residual era inferior a 7, lo que demuestra que el líquido residual contenía ácido sulfúrico. Método para medir el valor de pH de una solución con papel de prueba de pH:
(2) Xiao Ming tomó una pequeña cantidad de líquido residual, añadió una solución de hidróxido de sodio y obtuvo la misma conclusión. El fenómeno experimental de Xiao Ming lo es.
Los estudiantes concluyeron mediante análisis y experimentos que el líquido residual contenía sulfato ferroso, sulfato de cobre y ácido sulfúrico.
Análisis: El soluto en el líquido residual contiene tres componentes en su conjunto: sulfato ferroso generado por la reacción, sulfato de cobre residual y ácido sulfúrico. (1) Xiao Ming juzgó la existencia de sulfato de cobre observando el fenómeno, que es el conocimiento básico de que la solución de sulfato de cobre se vuelve azul (2) Xiao Hong juzgó la existencia de sulfato ferroso mediante un análisis teórico, que fue en el examen de; conocimiento de la fluidez del metal Una aplicación; la conjetura de Xiaohua ha sido verificada mediante experimentos. Se seleccionan dos métodos para la verificación en las preguntas del examen: uno es utilizar papel de prueba de pH para medir el valor de pH del líquido residual y el otro es agregar una solución de hidróxido de sodio al líquido residual. Lo que debemos considerar es que en presencia de ácido sulfúrico, si el hidróxido de sodio reacciona con el sulfato de cobre y el sulfato ferroso para formar un precipitado, primero se debe consumir todo el ácido sulfúrico, es decir, cuando se agrega una solución alcalina al ácido. Solución mezclada con sal, debe neutralizarse. La reacción tiene prioridad. Específicamente, el fenómeno experimental de este problema es dejar caer una cierta cantidad de solución de hidróxido de sodio antes de que ocurra la precipitación. Esta es la esencia.
Respuesta: La solución a la expresión AC (1) es azul. (2) El alambre de hierro reacciona con ácido sulfúrico diluido (o solución de sulfato de cobre) para generar sulfato ferroso (o el sulfato ferroso generado por la reacción no reacciona con otras sustancias). Verificación experimental (1) Deje caer el líquido a probar en el papel de prueba, compare el color del papel de prueba con la tarjeta de color estándar y determine el pH (2) No precipitará después de agregar una cierta cantidad de solución de hidróxido de sodio.
En segundo lugar, el orden de identificación del sulfato y el clorhidrato (o cloruro) está implícito en la exploración experimental.
Ejemplo 2. (Examen de ingreso a la escuela secundaria de Qingdao de 2010) Una fábrica de productos metálicos produjo un líquido residual amarillo después de limpiar el metal. Xiaogang y Xiao Qiang querían explorar su composición. Responda la encuesta y complete los espacios en blanco:
Obtenga información La industria suele utilizar _ _ _ _ _ _ para eliminar el óxido de las superficies metálicas.
Supongamos que Xiaogang piensa que el líquido residual solo contiene sulfato de hierro; Xiao Qiang piensa que el líquido residual también puede contener cloruro férrico.
El informe experimental de Xiaogang es el siguiente:
Pasos experimentales
Fenómenos experimentales
Explicación y conclusión
① Coloque una pequeña cantidad de líquido residual clarificado en un tubo de ensayo y agregue gota a gota suficiente solución de hidróxido de potasio.
Al principio no hay ningún fenómeno evidente, pero después de un tiempo aparece una precipitación de color marrón rojizo.
El precipitado de color marrón rojizo generado es _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
(2) Filtración: Añadir gota a gota una solución de cloruro de bario al filtrado hasta que la reacción sea justa. completado.
Producción_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
El líquido residual debe contener sulfato de hierro.
Reflexión y mejora
⑴ Xiao Qiang demostró que su conjetura era correcta mejorando el experimento de Xiaogang. Los puntos clave de la operación experimental de Xiao Qiang son: _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _.
⑵ Al analizar los fenómenos experimentales de Xiaogang, explique brevemente sus deficiencias en el proceso de exploración: _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
Análisis: Se obtiene un líquido residual amarillo después de limpiar el óxido de la superficie metálica. En la industria, se suele utilizar ácido clorhídrico diluido o ácido sulfúrico diluido para limpiar el óxido de las superficies metálicas. De la conclusión experimental se desprende que el líquido residual debe contener sulfato de hierro. Tome una pequeña cantidad del líquido residual clarificado en un tubo de ensayo y agregue gota a gota suficiente solución de hidróxido de potasio. Al principio no hubo ningún fenómeno evidente. Después de un período de tiempo, se generará un precipitado de color marrón rojizo, y el precipitado de color marrón rojizo generado debe ser hidróxido de hierro. "No hay ningún fenómeno obvio al principio", es decir, primero ocurre la reacción ácido-base y luego ocurre la reacción sal-álcali. Para reflexionar y mejorar las falencias en el proceso de evaluación e indagación, se dispuso una etapa en la que no se consideró el ácido contenido en el líquido residual. En el experimento 2, se añadió gota a gota una solución de cloruro de bario al filtrado hasta que reaccionó completamente para formar un precipitado de sulfato de bario blanco;
Reflexión y mejora (1) Xiao Qiang demostró su conjetura mejorando el experimento de Xiaogang. Correcto. e implica el orden de identificación del sulfato y el clorhidrato (o cloruro). Debido a que se utiliza una solución de nitrato de plata para identificar clorhidrato (o cloruro), el cloruro de plata es un precipitado blanco y el sulfato de plata es ligeramente soluble, lo que puede causar interferencias. Por lo tanto, se debe tomar una pequeña cantidad de líquido residual clarificado y suficiente nitrato de bario. Primero se debe agregar la solución. Una vez completada la reacción del hierro, filtrar y luego verter nitrato de plata en el filtrado. Este tema involucra dos secuencias de reacción en la exploración. Entre ellas, la secuencia que identifica el clorhidrato (o cloruro) después de la reacción del sulfato está oculta más profundamente que la secuencia que da prioridad a la reacción de neutralización, lo que hace que el tema sea más interesante.
Respuesta: Precipitado blanco de ácido clorhídrico diluido o hidrogenosulfato de hierro diluido (1) Tome una pequeña cantidad de líquido residual clarificado, primero agregue suficiente solución de nitrato de bario, filtre y agregue la solución de nitrato de plata gota a gota al filtrado. para producir un precipitado blanco (2) No se considera el ácido contenido en el líquido residual.
En tercer lugar, la secuencia de reacciones entre metales y soluciones salinas está implícita en la exploración experimental.
Ejemplo 3. Para recuperar plata de la solución mixta de nitrato ferroso y nitrato de plata, se diseñó el siguiente esquema experimental:
(1) Si la solución B es una solución incolora, entonces la sustancia que debe tener el sólido A es _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _.
(2) Si la solución B es una solución de color verde claro, la composición del soluto en la solución B puede ser _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ o _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _(Nombre o fórmula química de la sustancia contenida).
Análisis: Cuando un metal reacciona con una solución mixta de varias sales, además de seguir "En la lista de secuencia de actividad del metal, el metal anterior (excepto potasio, calcio y sodio) puede ser sustituido de su solución salina Además de la regla del "último metal", también existe un problema de secuencia, es decir, cuanto más lejos están los elementos metálicos en la lista de secuencia de actividad del metal, antes reaccionan. Esto puede entenderse simplemente como el. Cuanto mayor sea la brecha de fuerza, más fácil será conquistarla. El zinc se agrega a la solución mixta de nitrato ferroso y nitrato de plata. El zinc reacciona primero con el nitrato de plata para formar nitrato de plata y zinc. Una vez completada la reacción del nitrato de plata, reacciona con el nitrato ferroso para formar nitrato de hierro y zinc.
(1) Si la solución B es incolora, significa que el nitrato ferroso ha reaccionado por completo y el nitrato de plata ha reaccionado por completo. El sólido A debe haber producido plata y hierro. Si queda zinc, hay zinc en el sólido a. Si no queda zinc, no hay zinc en el sólido a: La reacción que debe ocurrir en el paso (2) es la reacción del hierro y el ácido sulfúrico diluido (2) Si; La solución B es una solución de color verde claro, lo que indica que todavía existe nitrato ferroso. Hay dos posibilidades para la reacción del nitrato ferroso: una posibilidad es que el nitrato ferroso no participe en la reacción en absoluto, la otra posibilidad es que parte del nitrato ferroso. el nitrato participa en la reacción; tiene prioridad la reacción del nitrato de plata y el zinc. Hay dos posibilidades: una posibilidad es que todo el nitrato de plata participe en la reacción, y la otra posibilidad es que solo una parte del nitrato de plata participe en la reacción. Por lo tanto, la composición del soluto en la solución B puede ser Zn(NO3)2, Fe(NO3)2 o Zn(NO3)2, Fe(NO3)2 y AgNO3.
Respuesta: (1) Ag, Fe Zn Fe H2SO4 = FeSO4 H2 =
(2) Nitrato de zinc, nitrato de hierro, nitrato de zinc, nitrato de hierro, nitrato de plata
En cuarto lugar, el orden de eliminación de impurezas está implícito en la investigación experimental.
Ejemplo 4. El cloruro de sodio es una necesidad en la vida diaria y una importante materia prima química.
(1) Además de NaCl, la sal cruda también contiene una pequeña cantidad de MgCl2, CaCl2, Na2SO4 y precipitados y otras impurezas. El siguiente es el proceso operativo de purificación de sal cruda.
Reactivos suministrados: solución de Na2CO3, solución de K2CO3, solución de NaOH, solución de BaCl2, solución de Ba(NO3)2 y solución saturada de NaCl.
① Para eliminar MgCl2, CaCl2 y Na2SO4 en la solución I, seleccione el reactivo representado por A de los reactivos proporcionados. El orden de caída es: exceso de solución de NaOH,,;
②. El efecto de agregar ácido clorhídrico al filtrado es:
Análisis: Principio de eliminación de impurezas: Eliminar las impurezas originales sin introducir nuevas impurezas. Para eliminar diversas impurezas, es necesario seleccionar una variedad de reactivos y, para eliminar todas las impurezas, los reactivos seleccionados en la pregunta son "excesos". Para no introducir nuevas impurezas existe el problema del orden de adición de los reactivos. Primero, aclare las funciones de varios reactivos agregados: se usa una solución de NaOH para eliminar MgCl2, una solución de BaCl2 se usa para eliminar Na2SO4, una solución de Na2CO3 se usa para eliminar CaCl2 y el producto, excepto la precipitación, es cloruro de sodio. El problema secuencial implícito en este problema es cómo eliminar el exceso de reactivos agregados, por lo que la solución de Na2CO3 agregada no solo se usa para eliminar CaCl2, sino que también se usa para eliminar el exceso de BaCl2, y el ácido clorhídrico se usa para eliminar el exceso de NaOH y Na2CO3. Por lo tanto, primero se debe agregar la secuencia de eliminación.
Respuesta: (1) ①Solución de BaCl2 y solución de Na2CO3 ②Elimine el exceso de NaOH y Na2CO3.
En quinto lugar, el orden de prueba de las sustancias gaseosas está implícito en la investigación experimental.
Ejemplo 5. (Preguntas del examen de la escuela secundaria Meishan de 2010) Los experimentos muestran que el ácido sulfúrico concentrado y el coque pueden reaccionar en condiciones de calentamiento. Después de consultar la información, aprendí:
(1) ①SO2 enturbiará el agua de cal clara
(2) ②SO2 puede hacer que el color rojo de la solución magenta se desvanezca, pero; el CO2 no puede;
③SO2 puede reaccionar con una solución ácida de KMnO4 para hacer que se desvanezca, pero el CO2 no puede
④ CuSO _ 4 es un polvo blanco que puede generar alumbre biliar cuando se expone a agua.
Se necesitan los siguientes equipos A, B y C para estudiar los productos de esta reacción:
Responda las siguientes preguntas según la información proporcionada:
(1) Concentrado Cuando se calientan ácido sulfúrico y coque, la reacción es la siguiente:
C 2H2SO4 (concentrado) X ↑ 2SO2 ↑ 2H2O La fórmula química del producto X es.
(2) Comprobar que hay agua en el producto y utilizar el equipo (rellene el número del equipo).
(3) Si el producto se ensambla en el orden B, A y C, el producto no puede certificarse.
(4) Si se ensambla en el orden C, B y A, el producto puede certificarse.
(5) Para probar estos tres productos, la secuencia de montaje correcta es que el magenta I en el dispositivo B desempeña el papel del magenta II.
Análisis: Según la conocida ecuación química, el ácido sulfúrico concentrado reacciona con el coque en condiciones de calentamiento para generar H2O, CO2 y SO2. La clave para resolver este problema es encontrar el orden de prueba implícito de las tres sustancias. Debido a que tanto el CO2 como el SO2 pasarán a través de la solución y extraerán vapor de agua, lo que interferirá con la detección del H2O generado, la detección de agua se coloca primero. Tanto el CO2 como el SO2 enturbiarán el agua de cal clarificada, por lo que si desea utilizar agua de cal clarificada para demostrar que la reacción produjo dióxido de carbono, debe verificar el dióxido de azufre y eliminarlo antes de introducir el gas en el agua de cal clarificada. Por lo tanto, demostrar que la secuencia de ensamblaje correcta para estos tres productos es A, B y C.
Respuesta: (1)CO2 (2)A (3)H2O (4)SO2.
(5)A, B y C demuestran que la reacción de SO2 en el producto está completa.
En sexto lugar, el orden de absorción de las sustancias está implícito en la investigación experimental.
Ejemplo 6. (Examen regional de Jinhua de 2010) La "contaminación blanca" causada por el uso extensivo de bolsas de plástico desechables se ha convertido en un grave problema social. Cierto grupo de investigación científica de estudiantes quería analizar y explorar la composición de un determinado plástico (los datos mostraron que el plástico solo contenía dos elementos, C y H. Diseñaron el dispositivo experimental como se muestra en la imagen). El objetivo es calcular el contenido de componentes plásticos midiendo datos relevantes.
Las letras de la A a la G en la imagen representan números de dispositivo. Responda las siguientes preguntas según el dispositivo experimental:
(1) Dado que el oxígeno producido por el generador A se mezcla con CO2 y vapor de agua, para hacer que la muestra de plástico en el dispositivo D se queme en oxígeno puro , los requisitos del dispositivo C Los reactivos contenidos deben ser:
(2) Los dispositivos E y F son dispositivos de absorción de gas y están diseñados incorrectamente. ¿Cómo mejorar? La razón es:
(3) Los componentes de la cal sodada son hidróxido de sodio y óxido de calcio, por lo que la función del dispositivo G es cuando el dispositivo está conectado correctamente.
Análisis: La idea de diseño del experimento exploratorio en esta pregunta es aplicar la ley de conservación de la masa. La masa de carbono en el plástico es igual a la masa de dióxido de carbono producido por la combustión, y la masa de hidrógeno en el plástico es igual a la masa de hidrógeno en el agua producida por la combustión. Según las fórmulas químicas, las masas de dióxido de carbono y agua se pueden calcular por separado. Por lo tanto, se debe asegurar que el agua absorbida por el ácido sulfúrico concentrado en F sea solo el agua generada por la combustión, y el dióxido de carbono absorbido por la solución de hidróxido de sodio en E solo sea el dióxido de carbono generado por la combustión. Debido a que el oxígeno producido por el generador A se mezcla con CO2 y vapor de agua, y la muestra de plástico se quema en oxígeno puro, el dióxido de carbono del oxígeno es absorbido primero por la solución de hidróxido de sodio y luego el agua del oxígeno es absorbida por el ácido sulfúrico concentrado. Una vez completada la reacción, si el dispositivo se descarga en el orden E y F, se extraerá vapor de agua de la solución de hidróxido de sodio. De esta manera, el agua absorbida en el ácido sulfúrico concentrado no es solo el agua generada por. combustión, por lo que el dispositivo debe descargarse en el orden de F y E. La función del dispositivo G es principalmente evitar que el CO2 del aire entre en el dispositivo de absorción.
Respuesta: (1) Ácido sulfúrico concentrado (2) Ajustar las posiciones de los dispositivos E y f.
La absorción del vapor de agua debe ser antes de la introducción de la solución (o “si se utiliza el dispositivo original, el primero traerá vapor de agua a la segunda”).
(3) Evitar que el CO2 del aire entre en el dispositivo de absorción (o "dispositivo de protección").