解决初中化学问题
随着以发展学生智力、培养学生能力、提高学生科学素养为首要目标的新课程理念的深入实施，中考实验探究题的命题趋势是将化学实验原理与具体实验情境中的实验设计、安全操作、思维方法相结合，具有一定的综合性，思维容量大。在科学思维方法的考察中，隐含反应顺序问题是考察思维的有序性和严密性的有效途径。现在结合几个具体案例，希望对同学们复习备考有所帮助。
首先，在实验探究中隐含了中和反应优先的顺序。
示例1。(2010河北中考试题)一班学生做实验，验证铁、铜、银的金属活度顺序，用的药物有铁丝、铜丝、银丝、稀硫酸、硫酸铜溶液。实验结束后，化学兴趣小组的学生想探究实验废液。请加入我们。
问问题。废液中的物质是什么？
交际表达
(1)小明通过观察认为废液中一定含有硫酸铜。他观察到的是。
(2)小红分析认为废液中一定含有硫酸亚铁，她的依据是:
猜测一下小华认为废液中可能还含有硫酸。
实验验证(1)小花测得废液pH值小于7，证明废液中含有硫酸。用pH试纸测量溶液pH值的方法:
(2)小明取少量废液，加入氢氧化钠溶液，得到同样的结论。小明的实验现象是。
学生们通过分析和实验得出结论，废液中含有硫酸亚铁、硫酸铜和硫酸。
分析:废液中的溶质整体上含有三种成分——反应生成的硫酸亚铁、残留的硫酸铜和硫酸。(1)小明通过观察现象判断硫酸铜的存在，这是硫酸铜溶液呈蓝色的基本知识；(2)小红通过理论分析判断硫酸亚铁的存在，这是在考查金属流动性知识中的一个应用；小华的猜想得到了实验的验证。试题中选择两种方法进行验证，一种是用pH试纸测量废液的pH值，另一种是在废液中加入氢氧化钠溶液。我们需要考虑的是，在硫酸存在的情况下，如果氢氧化钠与硫酸铜、硫酸亚铁反应生成沉淀，必须先将硫酸全部消耗掉，即在酸盐混合溶液中加入碱溶液时，中和反应优先。具体来说，这个问题的实验现象是在沉淀产生之前滴加一定量的氢氧化钠溶液，这就是本质。
答案:AC表达式(1)的解是蓝色的。(2)铁丝与稀硫酸(或硫酸铜溶液)反应生成硫酸亚铁(或反应生成的硫酸亚铁不与其他物质反应)。实验验证(1)将待测液体滴在试纸上，将试纸的颜色与标准比色卡进行比较，确定pH (2)在滴加一定量的氢氧化钠溶液后不会沉淀。
第二，实验探索中隐含了硫酸盐和盐酸盐(或氯化物)的鉴别顺序。
例2。(2010青岛中考)某金属制品厂清洗金属后产生一种黄色废液。小刚和萧蔷想探索它的构成。请参与调查并填空:
获取信息工业通常使用_ _ _ _ _ _ _来清除金属表面的铁锈。
猜测假设小刚认为废液中只含有硫酸铁；萧蔷认为废液中可能还含有氯化铁。
小刚的实验报告如下:
实验步骤
实验现象
解释和结论
①将少量澄清废液置于试管中，逐滴加入足量的氢氧化钾溶液。
刚开始没有明显现象，一段时间后出现红棕色沉淀。
生成的红棕色沉淀是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
(2)过滤:向滤液中滴加氯化钡溶液，直至反应刚刚完成。
生产_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
废液必须含有硫酸铁。
反思与改进
⑴萧蔷通过改进小刚的实验证明了他的猜想是正确的。萧蔷实验操作的要点是:_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _。
⑵通过分析小刚的实验现象，简要说明他们在探究过程中的不足之处:_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
分析:清洗金属表面的铁锈后得到黄色废液。工业上通常用稀盐酸或稀硫酸来清洗金属表面的铁锈。从实验结论可知，废液中一定含有硫酸铁。取少量澄清废液于试管中，逐滴加入足量氢氧化钾溶液。一开始，没有明显的现象。一段时间后会生成红棕色沉淀，生成的红棕色沉淀一定是氢氧化铁。“一开始没有明显的现象”，就是先发生酸碱反应，再发生盐碱反应。为了反思和改进评估和询问过程中的缺点，设置了不考虑废液中所含的酸的阶段。实验2中，向滤液中滴加氯化钡溶液，直至其完全反应生成白色硫酸钡沉淀；
反思与改进(1)萧蔷通过改进小刚的实验证明了自己的猜想是正确的，并暗示了硫酸盐和盐酸盐(或氯化物)的鉴别顺序。因为用硝酸银溶液鉴别盐酸盐(或氯化物)，氯化银为白色沉淀，而硫酸银微溶，可形成干扰，所以应取少量澄清废液，先加入足量硝酸钡溶液，待硫酸铁反应完全后，过滤，再将硝酸银滴入滤液中。本题目在探索中涉及到两个反应序列，其中识别硫酸盐反应后的盐酸盐(或氯化物)的序列比中和反应优先的序列隐藏的更深，使得题目更加精彩。
答案:稀盐酸或稀硫酸氢铁的白色沉淀(1)取少量澄清废液，先加入足量硝酸钡溶液，过滤，向滤液中滴加硝酸银溶液，产生白色沉淀(2)不考虑废液中所含的酸。
第三，实验探索中隐含了金属与盐溶液反应的顺序。
例3。为了从硝酸亚铁和硝酸银的混合溶液中回收银，设计了以下实验方案:
(1)如果溶液B是无色溶液，则固体A必须具有的物质是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _。
(2)若溶液B为淡绿色溶液，则溶液B中溶质的组成可能是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _或_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _(所装物质的名称或化学式)。
解析:金属与几种盐的混合溶液反应时，除了遵循“在金属活度序列表中，前一种金属(钾、钙、钠除外)能从其盐溶液中取代后一种金属”的规律外，还有一个序列问题，即金属活度序列表中距离越远的金属元素反应越早，可以简单理解为实力差距越大越容易征服。在硝酸亚铁和硝酸银的混合溶液中加入锌，锌先与硝酸银反应生成银和硝酸锌，硝酸银反应完成后再与硝酸亚铁反应生成铁和硝酸锌。(1)如果溶液B无色，说明硝酸亚铁已经反应完全，硝酸银已经反应完全。固体A一定产生了银和铁。如果留下锌，固体a中有锌，如果没有留下锌，固体a中没有锌:步骤(2)中必须发生的反应是铁与稀硫酸的反应；(2)如果溶液B为淡绿色溶液，说明硝酸亚铁仍然存在，硝酸亚铁的反应有两种可能:一种可能是硝酸亚铁根本不参与反应，另一种可能是部分硝酸亚铁参与了反应；硝酸银与锌的反应优先发生，有两种可能:一种可能是全部硝酸银参与反应，另一种可能是只有一部分硝酸银参与反应。因此，溶液B中的溶质组成可能是Zn(NO3)2、Fe(NO3)2或Zn(NO3)2、Fe(NO3)2和AgNO3。
答案:(1)Ag，Fe Zn Fe+H2SO4 = FeSO4+H2 =
(2)硝酸锌、硝酸铁、硝酸锌、硝酸铁、硝酸银
第四，实验探究中隐含了除杂的顺序。
例4。氯化钠是日常生活中的必需品，也是重要的化工原料。
(1)原盐中除NaCl外，还含有少量的MgCl2、CaCl2、Na2SO4和沉淀物等杂质。以下是原盐提纯的操作流程。
提供的试剂:Na2CO3溶液、K2CO3溶液、NaOH溶液、BaCl2溶液、Ba(NO3)2溶液和饱和NaCl溶液。
①要除去溶液I中的MgCl2、CaCl2和Na2SO4，从提供的试剂中选择A表示的试剂，滴加顺序为:过量NaOH溶液，，；
②向滤液中加入盐酸的效果是:
分析:除杂原理:在不引入新杂质的基础上，去除原有杂质。为了去除各种杂质，需要选择多种试剂，而为了去除所有杂质，题目中选择的试剂都是“过量”的。为了不引入新的杂质，存在试剂滴加顺序的问题。首先明确各种添加试剂的作用:NaOH溶液用于去除MgCl2，BaCl2溶液用于去除Na2SO4，Na2CO3溶液用于去除CaCl2，除沉淀外产物为氯化钠。这个问题隐含的顺序问题是如何去除加入的多余试剂，所以加入的Na2CO3溶液不仅用来去除CaCl2，还用来去除多余的BaCl2，用盐酸去除多余的NaOH和Na2CO3。因此，必须首先添加删除序列。
答案:(1)①BaCl2溶液和Na2CO3溶液②去除多余的NaOH和Na2CO3。
第五，实验探究中隐含了测试气体物质的顺序。
例5。(2010眉山中考试题)实验表明，浓硫酸和焦炭在加热条件下可以发生反应。经过查阅资料，我了解到:
(1) ①SO2会使澄清石灰水浑浊；
(2) ②SO2能使品红溶液的红色褪色，而CO2不能；
③SO2能与酸性KMnO4溶液反应使其褪色，而CO2不能；
④ CuSO _ 4为白色粉末，遇水可生成胆汁明矾。
需要以下设备A、B和C来研究该反应的产物:
请根据所提供的信息回答以下问题:
(1)浓硫酸和焦炭加热时反应如下:
C+2H2SO4(浓缩)X↑+ 2SO2↑+2H2O，产物X的化学式为。
(2)证明产品中有水，使用设备(填写设备编号)。
(3)如果按照B、A、C的顺序组装产品，则无法证明产品。
(4)如果按照C、B、A的顺序组装，则可以证明产品。
(5)要证明这三个产品，正确的组装顺序是设备B中的品红I扮演品红II的角色。
分析:根据已知的化学方程式，浓硫酸在加热条件下与焦炭反应生成H2O、CO2和SO2。解决这个问题的关键是找出隐含的三种物质的检验顺序。因为CO2和SO2都会通过溶液，会带出水蒸气，会干扰对生成的H2O的检测，所以水的检测放在前面。CO2和SO2都会使澄清的石灰水浑浊，所以如果你想用澄清的石灰水来证明反应产生了二氧化碳，那么在将气体引入澄清的石灰水之前，你必须检查二氧化硫并将其去除。所以，要证明这三个产品，正确的装配顺序是A、B、c。
答案:(1)CO2 (2)A (3)H2O (4)SO2。
(5)A、B、C证明产品中的SO2反应完全。
第六，实验探究中隐含了吸收物质的顺序。
例6。(2010金华地区考试)一次性塑料方便袋的大量使用带来的“白色污染”已经成为一个严重的社会问题。某科研组学生想分析探究某种塑料的成分(数据显示该塑料只含有C和H两种元素)，他们设计了如图所示的实验装置。目的是通过测量相关数据来计算塑料成分的含量。
图中的字母A到G都表示设备号。请根据实验装置回答下列问题:
(1)由于发生器A产生的氧气与CO2和水蒸气混合，为了使装置D中的塑料样品在纯氧中燃烧，装置C中所含的试剂应为:
(2)装置E和F是气体吸收装置，设计不正确。如何改善？原因是:
(3)碱石灰的成分是氢氧化钠和氧化钙，所以G装置的作用是当装置连接正确时。
解析:本题探究性实验的设计思路是应用质量守恒定律。塑料中碳的质量等于燃烧产生的二氧化碳的质量，塑料中氢的质量等于燃烧产生的水中氢的质量。根据化学式，可以分别计算出二氧化碳和水的质量。所以必须保证F中浓硫酸吸收的水一定只能是燃烧生成的水，E中氢氧化钠溶液吸收的二氧化碳一定只能是燃烧生成的二氧化碳。因为发生器A产生的氧气中混有CO2和水蒸气，而塑料样品要在纯氧中燃烧，所以氧气中的二氧化碳先被氢氧化钠溶液吸收，然后氧气中的水被浓硫酸吸收。反应结束后，如果按照E、F的顺序排出装置，会从氢氧化钠溶液中带出水蒸气，这样浓硫酸中吸收的水就不仅仅是燃烧生成的水了，所以装置要按照F、E的顺序排出，G装置的作用主要是阻止空气中的CO2进入吸收装置。
答案:(1)浓硫酸(2)调整装置E和f的位置。
水蒸气的吸收应该是在溶液引入之前(或者“如果使用原装置，前者会给后者带来水蒸气”)。
(3)防止空气中的CO2进入吸收装置(或“保护装置”)。