内容正文:
应前容器内的压强
4.【实验结论1】碳酸钠溶液【实验结论2】Na2CO3+HCI一NaHCO3十NaCl NaCl【交
流反思】防止冷凝水倒流使试管炸裂浑浊【拓展应用】Ca(HCO3)2一CaCO3↓+
H2O+CO2个
5.(1)CaCO3+2HC1-CaCl2+H2O+CO2个(2)①除去HCl②b(3)①将燃着的小
木条置于锥形瓶口,木条熄灭②CO2与NaOH反应,使锥形瓶中CO2气体减少,压强变
小③向上排空气法收集到的CO2气体不纯(4)①Ca(OH)2与CO2反应生成CaCO3沉
淀,使溶液中离子的浓度逐渐降低,溶液的导电能力逐渐下降②生成的CCO3未能完全
转化为Ca(HCO3)2OH的导电能力强于HCO3
专题13守恒思想与极限思维
【学习领航】
(一)守恒思想
例1(1)①3:16②A③2H2S+CH4=CS2+4H2(2)CO2
例2A
例3D
例4161.9
(二)极限思维
例1A
例2m(K2CO3)=6.90g,m(KHCO3)=5.00gKOH质量分数为2.8%
例318<m<128
【学习实践】
(一)守恒思想实践
1.B2.D3.B
4.(1)①2:111:2②4H2+CO2-2H2O+CH4(2)①Zn②8
5.25475
6.(1)NO2
(2)7:16(3)不会造成亚硝酸盐中毒。(计算过程略)
(二)极限思维实践
1.4g<m<8g2.C3.Na4.B5.54.3%
专题14迁移能力与模型建构
【学习领航】
例1B
18
例2(1)搅拌(或粉碎废氧化铜锌矿或适当提高温度或适当提高酸的浓度等,合理即可)
(2)Zn+CuSO=ZnSO+Cu,Zn+H2 SO=ZnSO+H2
(3)pH约为10,温度为40℃左右
(4)解:Zn2(OH)2CO3样品中含m[Zn2(OH)2C03]=50.0gX89.6%=44.8g,
Zn2(OH),C0,高温2Zn0+H,0+C0,
224
162
44.8g
m(ZnO)
22444.8g
162 m(ZnO)
m(Zn0)=32.4g
(5)加入等质量10%稀硫酸固体完全消失
例3(1)6(2)①放热②铁生锈消耗氧气对瓶内气压影响大于温度升高对压强的影响
(3)①N2(或氮气)②瓶内未反应完的铁粉与通人空气中的氧气继续反应放热
(4)Fe+2HCI一FeCl2+H2个(5)相同时间内,瓶内温度变化量(或温度变化量
相同时,所用时间长短)
【学习实践】
1.B2.B
3.(1)2(2)10%(答出10%~20%区间内或者其中任一质量分数均可)(3)过滤(4)A
增加气体与液体的接触机会,使反应充分进行,提高转化率(5)温度过高,CO2的溶解
度较小,或温度过高,NH3·H2O易分解(易挥发)(6)Ca(OH)2十CO2一CaCO3+
H2ONH4CI(7)0.8t(计算过程略)
4.(1)①标准比色卡②b③CO号、OH(2)①合格品②反应生成的CO2与水反应生
成H2CO3H2CO3受热分解生成CO2并逸出
5.(1)①1②NaHCO3+HCI一NaC1+H2O+CO2(2)①温度升高,气体溶解度减小
②NH4CI溶解度随温度的升高而增大,氯化钠的溶解度受温度变化的影响很小③CO2
(3)96.4%(计算过程略)
6(1)2KC10,02KC+30。+(2)搅拌(或粉蹄或加热或适当提高酸的浓度等)
(3)防止NH4HC03分解(4)①化合②温度高于450℃时,MnO2会分解成Mn2O3
专题15规范表达与典型错例
【学习领航】
例140个
19专题14迁移能力与模型建构
专题14迁移能力与模型建构
【学习要求】
1.基于主题的思维导图绘制
进行主题复习时,思维导图的绘制能帮助同学们更好地把握学习内容的整体性和方向性,
通过前后关联达成逻辑严谨、有机统一的知识结构体系,全面把握并深刻理解所学知识,提高
复习实效。以“气体的制备”主题复习为例。初中化学主要研究O2、CO2、H2等常见气体的制
取,且使用环境、对象不同,制取方法也有所区别。在复习时,同学们可以从中梳理出气体制取
的基本方法和注意要点,找清楚各环节间的逻辑关系,建构基本的思维模型。
【思维模型】
特定需求
明确局限性
气体
落实可行性
技术支持
的制取
提供可能性
决定
反应原理、制取装置、适用范围
满足
将思维模型与具体知识按逻辑结合在一起,就可以绘制出基于主题的思维导图。
【思维导图】
帮助决定具体技术和手段
帮助满足使用环境和使用对象的需求
给出目标
材质
气体
使用
使用
和限定条件
气体
提供技术和手段支撑
流速
环境
对象
特定需求
技术支持
密封性
的制取
压强
装置尺寸
控制
提供知识、方法和技能
基本原理
反应原理
装置
实际应用
反应物的状态
含该气体的
①吸附法;②分离法
较纯净
决定
物理
发生装置
反应的条件
工业制取
方法
混合物
的气体
反应的控制要求
决定
收集装置
气体的性质(溶解性
实验室制取
密度、稳定性…)
化学
含相关元素
①光、电转化法
纯净的
决定
净化装置
气体的性质(除杂要
方法
的化合物②热转化法:③催化转化法该气体
求:不产生新杂质、
特殊环境制取
不反应原气体)」
你能用这样的方法绘制出其他主题的复习思维导图吗?
2.基于解题的思维模型建构
解题时,找出同一类试题的思维、方法共性,建构基于解题逻辑的思维模型,能帮助同学们
更好地理解试题命制的意图,把握考查核心,实现高效复习。下面以部分重点题型为例,了解
如何建构解题的思维模型,尝试根据新知识、新信息对模型进行迁移处理和应用。
专题14迁移能力与模型建构
(1)化学反应速率问题的思维模型建构与迁移应用
化学反应速率问题通常以工业生产或实验研究为情境,以图像曲线的形式给出事实根据,
分析、考查影响化学反应速率的因素、化学平衡的建立及移动等问题。在解题时,同学们可以
先归纳影响化学反应速率的一般因素,分析平衡建立的基本原理,建构起有关化学反应速率问
题的基本思维模型,在解题时根据事实对模型进行迁移处理和应用。
【思维模型】
反应物的浓度
温度
实
推测
影响因素
压强
重(或多重)因素作用后形成
实
催化剂
化学反应速率
接触面积
释
自然界中的氧平衡
生氧速率=耗氧速率
建立平衡
反应中的吸放热平衡
放热速率=散热速率
密闭容器内压强平衡
增压速率=减压速率
(2)工艺流程题的思维模型建构与迁移应用
化学工艺流程题考查知识面广、变化多样、思维容量大、综合性强,其解题思维中蕴含求异
思维、发散思维、抽象思维及逻辑推理能力,重点考查考生对化学知识和对已知信息的综合应
用能力。在解题时,同学们先理解流程的结构,将考点代入到实际化工生产要求中,建构起工
艺流程题的基本思维模型,在解题时根据新知识、新反应、新信息对模型进行迁移处理和应用。
【思维模型】
化学方程式的书写
生产安全一反应条件控制副产物处理设备要求
物质、能量的循环利用
保护环境原料的选择工业三废的处理
原料
产品
物质成本(循环利用)能量成本
原料
预处理
核心反应
分离提纯
产品
温度、压力、pH控制
降低成本
生产周期(投料、产物分离自动化)
排放物
循环利用
无害化处理
产品分离电化学应用
生产原理(化学方程式)
提高产率
绿色化学有关计算
生产效率(温度、压力、pH控制;接触面积改
变:投料方式变化:试剂种类选择;相关计算)
分析化学工艺流程的结构
归纳常见考点
体会考点中的化学思想和工业化生产思想
(3)综合实验题的思维模型建构与迁移应用
化学综合实验题通常涉及现象分析、实验设计、实验操作、数据分析等多个方面,不仅考查
了化学知识的理解应用能力、实验操作技能,还考查了问题解决能力和学科思维水平。在解题
136
专题14迁移能力与模型建构
时,同学们可以将考查要点和学科知识、学科技能、学科思维相结合,建构出基本解题模型,并
结合具体实例迁移应用。
【思维模型】
化学综合实验题
基础实验能力
综合实验能力
实验基本操作
-方案设计
证据推理:归因分析
化学计算
物质的分离与提纯
明确实验目的
进行合理猜想分析变化实质
明确计算目的
物质的检验、鉴别与推断】
选择实验条件、试剂用量
搜集有效证据
:归纳影响因素
选择计算方法
记录现象、解释原理、形成结论
控制实验过程
试剂的保存与实验安全
确定观测比较依据
展示推理逻辑
建立逻辑联系
分析计算结果
【学习领航】
例1(2024·连云港)在“测定土壤样品酸碱性”实验中,下列装置和操作正确的是
()
pH试纸
A.取样
B.溶解
C.过滤
D.测pH
考点追踪:
能解决与化学有关的简单问题,运用混合物分离、物质的检验和性质探究的一般思路和方
法。能根据实验目的选择必要试剂、常见的实验仪器和装置,运用实验基本操作技能,顺利完
成实验探究方案。
【模型迁移】
科学探究
般模型
测定土壤的酸碱性
明确实验目的
实验步骤
操作规范
选择实验仪器
取样
瓶塞倒放
步
设计实验步骤
溶解
搅拌
实验基本操作
过滤
引流
收集有效证据
得出实验结论
测pH
取样测定
例2(2024·苏州高新区一模)活性氧化锌在橡胶工业、陶瓷工业中有着重要的应用。一种
以废氧化铜锌矿(主要成分为ZO和CuO,其余成分不溶于硫酸)为原料制备活性氧化锌的流
137
专题14迁移能力与模型建构
程如下图所示。
过量
过量
稀硫酸
金属锌
碳酸氢铵
废氧化
铜锌矿
酸浸
除铜
过滤I
沉锌
过滤Ⅱ
焙烧
→活性ZnO
滤渣
滤液
资料:Zn2(OH),C0,△2Zn0+H,0+C02
(1)酸浸。为加快酸浸时反应速率,可采取的具体措施有
(写一条即可)。
(2)除铜。除铜时发生反应的化学方程式为
0
(3)沉锌。加入NH4HCO3,将Zn2+转化为碱式碳酸锌[Z2(OH)2CO3]沉淀。一定条件
下,浸出液H和浸出温度对碱式碳酸锌产率的影响如下图所示。结合曲线分析,适宜的反应
条件为
895
100
%
90
85
%
80
N
106
60
10
11
12
30
40
5060
70
初始pH
温度/C
(4)焙烧。取50.0g质量分数为89.6%的Zn2(OH)2C03样品(杂质不含锌)高温焙烧得
到活性氧化锌。计算分解得到ZnO的质量(写出计算过程)。
(5)设计实验证明新制氧化锌的反应活性大于普通氧化锌。补充完整实验方案:取等量
新制氧化锌和普通氧化锌于烧杯中,
,以相同速度搅拌,记录
所需时间,进行比较。(可供选择的试剂有:10%稀硫酸、10%硫
酸铜溶液)
考点追踪:
在真实情境中根据解决与化学相关的简单问题的需要,运用混合物分离、常见物质制备
物质性质探究等实验探究的一般思路与方法,设计简单的实验探究方案。能结合简单的实例
说明反应条件对于反应变化的影响,初步形成条件控制意识。
【模型迁移】
生产安全发应系件控制
原料
预处
核心反应
分离
产品
化学方程式的书写相关计算
原料选择一原料选择
废氧化理
铜锌矿
酸浸一沉锌·焙烧
纯活性
氧化锌
产品分离
降低成本能量成不
温度、pH控制
提高产率生产原理:生产效率日相关计算
工艺流程的结构
试题考点
化学思想和化工思想
38
专题14迁移能力与模型建构
试题精析:
本题以废氧化铜锌矿的原料制备活性氧化锌为真实情境,从中抽象凝练出的化学问题是
氧化物的分离、提纯问题,涉及金属氧化物、金属单质与酸的反应、盐与盐的反应及盐受热分解
等反应,涉及分解、置换和复分解等反应类型。加快酸浸反应速率需要考虑反应物浓度、温度、
反应物接触面积等因素,并用规范语言表达。结合曲线分析,初始H和温度会影响碱式碳酸
锌的产率,为了获得较高产率最适宜的条件为pH=10、40℃。计算氧化锌的产量既可以利用
资料中的化学方程式计算,也可以利用锌元素守恒进行计算。50.0g含量为89.6%的样品中
碱式碳酸锌质量为44.8g,可以算出活性氧化锌的理论产量为32.4g。(5)主要考查学生的
实验方案设计能力,包括药品选择、用量控制、反应节点控制等。药品选择方面:基于已有知
识,氧化锌能与“10%稀硫酸”反应生成硫酸锌和水,与硫酸铜溶液不易反应;药品用量方面:随
着反应进行,稀硫酸的浓度会发生改变,控制稀硫酸“足量且等质量”,既可以保证氧化锌完全
反应,又能保证因为发生反应导致的稀硫酸浓度变化情况基本相同:反应节,点控制:氧化锌质
量相等,比较“固体完全消失”的时间,可以比较反应速率。
例3(2023·苏州阳光测评卷)兴趣小组对一次性发热贴的发热原理展开研究。
取10g铁粉与5g活性炭粉混合形成铁炭混合物。将其加入如图1所示装置的三颈瓶
中,再加入2L饱和氯化钠溶液,立即塞紧胶塞。反应开始一段时间,三颈瓶内气体温度和
压强随时间的变化如图2所示。
弹簧夹
温度
60
110
压强
温度
上出
50
传感器
传感器
100
401
压强
30
三颈瓶
g0
铁和活性炭
的混合物
时间/s
图1
图2
(1)氯化钠和水存在时,铁和氧气发生锈蚀反应的化学方程式为:4Fe+3O2十xH2O
4Fe(OH)3,x的值为
(2)已知:当气体体积不变时,气体压强与气体分子数目、气体温度有关。
①反应一段时间,三颈瓶内气体温度升高,是因为铁的锈蚀是
(填“放热”或“吸热”)
反应。
②反应一段时间,气体温度升高,三颈瓶内气体压强不升反降的原因是
③)实羚装置长时间放置后,三颈瓶会冷却全室温,此时气体压强约为初始压的。
①此时三颈瓶内气体的主要成分为
139
专题14迁移能力与模型建构
②打开弹簧夹,从导管a处向三颈瓶内通人空气后再关闭弹簧夹。一段时间后,三颈瓶内
气体温度又逐渐升高,其原因是
(4)某同学将2L10%的稀盐酸加入铁炭混合物中,进行相同的实验。发现开始时三颈
瓶内气体压强增大,但温度无明显变化,其原因是
(用化
学方程式表示)。
(5)有同学提出,铁炭混合物中的炭有加快铁锈蚀的作用。利用图1所示装置,验证该观
点的实验方案是:另取10g铁粉加入三颈瓶内,再加入2L饱和氯化钠溶液,立即塞紧胶塞,
与原实验比较
考点追踪:
在探究化学变化规律及解决实际问题的情境中,能基于化学变化中元素种类不变、有新物
质生成且伴随能量变化的特征,从宏观、微观、符号相结合的视角说明物质变化的现象与本质。
能对观察、记录的实验现象和数据进行分析、处理,对实验证据进行分析和推理,得出合理的结
论,能用规范的语言呈现探究结果。
【模型迁移】
综合实验能力
证据推理
归因分析
方案设计
证据
推理
变化实质
原因解释
实验目的
实验方案
温度升高
锈蚀放热
气体体积和
药品选择
温度影响密
增压速率小
探究炭是
闭容器压强
于减压速率
否能加快
用量控制
压强约为初
剩余气体主
铁的锈蚀
剩余铁与通
证据收集
始气压的于
要为氮气
钢铁锈蚀伴
速率
随放热现象
入氧气反应
得出结论
试题精析:
本题以探究一次性发热贴的发热原理为真实情境,基于题目信息“当气体体积不变时,气
体压强与气体分子数目、气体温度有关”分析,密闭的三颈烧瓶中的温度升高,但是气体压强不
升反降,说明温度升高对于压强的影响小于气体分子数目减少对于压强的影响。三颈烧瓶冷
却至室温,气体压强约为初始气压的青,说明瓶内氧气耗尽,反应趋近停止。通入氧气,温度又
逐渐升高,说明通入的氧气与瓶内剩余的铁反应继续放热。向铁炭混合物中加入稀盐酸,温度
无明显变化,但是气体压强增大,说明铁与稀盐酸反应产生氢气,气体增加导致压强增大。探
究铁炭混合物中的炭是否能加快铁锈蚀的作用,需要设计对比实验。因为压强受温度和气体
分子数目等双因素影响,确定对比的数据宜选择受单一因素影响的数据,如相同时间内的温度
变化或者变化相同温度所需要的时间。
专题14迁移能力与模型建构
【学习实践】
1.质量、外形相同的镁条与等体积、浓度不同的盐酸在密闭容器内反
↑压强/kPa
应,压强变化如图所示。下列说法不正确的是
()
b
A,镁与盐酸反应是放热反应
B.曲线b对应的盐酸浓度较大
C.盐酸浓度越大,反应速率越大
D.两种情况最终产生氢气的质量可能相同
时间/s
2.用红磷燃烧测定空气中氧气含量的装置如图1所示,测定过程中三颈瓶内压强、温度随时
间变化的曲线如图2所示(电火花点燃装置工作时对环境温度基本无影响)。下列说法正
确的是
)
C
弹簧夹
压强
温度
传感器
传感器
温度
电火花
点燃装置
红磷
压强
水
三颈瓶
时间/s
图1
图2
A.t1时启动电火花点燃装置,红磷开始燃烧
B.t2时红磷与氧气反应放出的热量等于装置向外散发的热量
C.t2~t3压强减小主要是因为瓶内O2不断被消耗
D.t4时打开弹簧夹,烧杯中的水进入三颈瓶内
3.电石渣[主要成分为Ca(OH)2,还含有MgO等杂质]是一种工业废渣,以它为原料可生产
纳米碳酸钙,制备方案如图1:
NH,CI溶液
氨水
C02
预处理过的
电石渣
浸取
操作1
碱化
碳化
操作2
…一→纳米碳酸钙
沉淀
滤液
图1
已知:①NH4CI溶液显酸性;
②“浸取”时的主要反应为Ca(OH)2十2NH4 C1-CaCl2+2NH3·H2O;
③“碳化”时的主要反应为CaC2+2NH·HO+CO2=CaCO3V+2NH4C+H2O。
(1)电石渣久置在空气中会产生一定量的碱式碳酸钙[C3(OH)2(CO3)m],化学式中的n
为
(2)用不同质量分数的NH4CI溶液浸取电石渣时,Ca元素提取率和Mg元素去除率的数
值如图2所示,你认为较适宜的NH4CI质量分数是
专题14迁移能力与模型建构
100
8
袋
80
■Ca提取率
60H
·Mg去除率
→废气
40
20
0
5
1015202530
一粗产品
NH,C1质量分数/%
碳化塔
图2
图3
(3)浸取时,向浸取液中滴加氨水调节pH,将镁元素全部沉淀,则操作1为
(填操
作名称)。
(4)工业上将操作1所得溶液碱化后,进行喷雾碳化,碳化塔的构造如图3所示,C○2从
(填“A”或“B”)处通入,其目的是
(5)测得不同温度下碳化反应所需时间如下表(其他条件相同):
温度
反应液浑浊所需时间(单位:秒)
反应完全所需时间(单位:分钟)
20℃
480
>180
40℃
120
180
60℃
1
50
80℃
1
68
实际碳化反应的温度采用了60℃,温度不宜过高的原因可能是
(写出一条即可)。
(6)该工艺流程的核心反应在“浸取”和“碳化”这两步,请书写由C(OH)2制备碳酸钙的
总反应方程式
结合制备方案判断可
循环利用的物质为
(7)用电石渣[Ca(OH)2质量分数92.5%]制备1 t CaCO3,计算所需电石渣的质量(写出
计算过程)。
142
专题14迁移能力与模型建构
4.市售纯碱主要成分是碳酸钠,还含少量氯化钠等杂质。某实验小组对市售纯碱样品进行定
性检验和定量测定。
已知:①部分银盐的溶解性如右表;
NO
CI
CO号
②氯化银不溶于稀硝酸。
Ag"
溶
不
不
(1)验证样品中含有氯化钠
实验I.取纯碱样品,加水溶解得溶液X,测得溶液pH约为12。
实验Ⅱ.取溶液X,滴加过量试剂Y,产生能使澄清石灰水变浑浊的气体。
实验Ⅲ.向实验Ⅱ后所得溶液中滴加硝酸银溶液,有白色沉淀生成。
结论:样品中含有氯化钠。
①测定溶液pH的操作:用玻璃棒蘸取溶液滴在pH试纸上,与
相比较。
②实验Ⅱ中所加的试剂Y应选用
(填字母)。
a.稀盐酸
b.稀硝酸
c.氢氧化钠溶液
d.氯化钙溶液
③由上述实验推断,溶液X中含有的阴离子除C1外,还有
(填离子符号)。
(2)测定样品中碳酸钠含量
无水碳酸钠等级
优等品
一等品
合格品
碳酸钠质量分数
≥99.2%
≥98.8%
≥98.0%
准确称取2.000g干燥纯碱样品,加水溶解,逐滴加入溶质质量分数为3.65%的稀盐
酸,边滴加边搅拌,两者恰好完全反应时(含碳物质全部转化为CO2)消耗盐酸体积为
37.00mL。(该盐酸的密度近似等于1g·mL1,杂质不与盐酸反应)
①通过计算判断该纯碱样品的等级为
②实验发现,当滴入盐酸体积略少于37.00mL时,溶液pH就降至7以下(约为5),溶
液pH小于7的原因是
。将此
时的溶液煮沸,pH会略有升高,其原因是
5.(2023·无锡)侯德榜先生为制取纯碱作出了杰出贡献。
(1)实验室模拟制取碳酸氢钠。
“侯氏制碱法”生产纯碱的过程中,碳酸氢钠的生成是至关重要的一环,其原理是:
NH3 +CO2+H2O=NHHCO3,NaCl+NH HCO3=NaHCO+NHCI.
兴趣小组在常温(20℃)下设计并完成了如图1所示实验。
[已知20℃时NaCl、NH4HCO3、NaHCO3、NH4C1的溶獬度为36.0g、21.0g、9.6g、
37.2g。]
3.6g氯化钠
1.6g碳酸氢铵
3.6g氣化钠
1.6g碳酸氢铵
10mL水
10mL水
10mL水a
实验1
实验2
实验3
图1
143
专题14迁移能力与模型建构
①实验1、2所得溶液处于饱和状态的是实验
(填实验序号)。
②实验3的锥形瓶中出现白色浑浊,经检验为NaHCO3。写出用稀盐酸检验NaHCO:
的化学方程式:
(2)侯氏制碱法的生产流程如图2:
↑溶解度/g
氯化铵
60
饱
NH,CO
C0,
氯化钠
40
食盐
沉淀池
NaHCO,
煅烧炉
碳酸氢铵
Na,CO
20
碳酸氢钠
母液
NHCI
0
20
4060
80温度/℃
图2
图3
①实际生产中沉淀池内的温度不能太高,原因是
②图3是四种物质的溶解度曲线。母液中含有较高浓度的NHCI和少量NaCI,利用
降温结晶的方法可提纯NH,C,理由是
③上述流程中可循环利用的物质有:NaCl和
(3)测定纯碱样品中碳酸钠的质量分数。
纯碱产品中常混有少量氯化钠,兴趣小组设计以下两种方案测定某纯碱样品中碳酸钠
的质量分数:
方案1:气体法
-C02
加入足量稀硫酸
2.2g纯碱样品
方案2:沉淀法
加人足量BaCl,溶液BaCO,
根据方案1,实验测得CO2的质量为0.88g。根据方案2,实验测得BaCO3的质量为
3.94g。请任选其中一种方案与相关数据,计算该纯碱样品中碳酸钠的质量分数(写出
计算过程,结果精确到0.1%)。
144