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初高中化学衔接 王爱华
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高一学生化学学习困难的原因 升入高中的学生,都有十足的信心想把高中课程学好。但经过一段时间,他们普遍感觉高中化学枯燥、乏味、抽象,并非想象中那么简单易学。在做习题、课外练习时,不知从何下手。相当一部分学生进入化学学习的“困难期”,成绩出现严重的滑坡现象。有些学生渐渐地产生畏惧感,动摇了学好化学的信心,甚至失去了学习化学的兴趣。造成这种现象的原因是多方面的,但最主要的根源还在于初高中化学教学上的衔接问题。现就此问题进行分析,探讨其原因及解决对策。 主要原因: 1.教材的原因 使用课改实验教科书的初中毕业生所掌握的化学基础知识和基本技能与高中化学课程学习所需要具备的知识要求存在一定差距,致使高中化学教学产生难度。初中化学新课程提出的五个学习主题(科学探究、身边的化学物质、物质构成的奥秘、物质的化学变化、化学与社会发展)表明初中化学教育是提高公民科学素养的化学启蒙教育,现行初中化学教材难度和深度大大降低了,体现出“浅、少、易”的特点,那些在高中学习中经常应用到的知识,如原子结构、氧化还原反应、电离方程式、酸碱盐、化学用语、化学计算等相关内容,都转移到高一阶段补充学习,这样就无形中加重了高一化学的份量。
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另外,初中化学教材叙述方法比较简单,语言通俗易懂,直观性、趣味性强,结论容易记忆。教材中每一新知识的引入往往与学生日常生活实际很贴近,比较形象,并遵循从感性认识上升到理性认识的规律,学生一般都容易理解和掌握。 相对而言,高中化学教学内容起点高,容量多,叙述简明扼要,知识理解接受难度加大,且习题类型多,解题技巧灵活多变,计算复杂,体现了“起点高、难度大、容量多”的特点。化学新课程虽然注意整体设计初高中化学的学习要求和内容,但初中毕业生要适应高中学习还是有一定难度,需要一个过程。例如,物质分类知识,对于初中启蒙教育而言,只要求通过对一些简单事例(如纯净物与混合物,氧化物与酸碱盐的区别)的了解,认识物质种类繁多有序,依组成性质加以分类就足够了。而高中要求学生深入了解物质的分类方法,通过分散在各章节的各类物质典型代表物的学习,帮助学生系统地了解各类物质的区别与转化关系。高中化学基本概念多,如氧化还原、离子反应、物质的量等内容都集中在高一上学期学习,概念密集,化学课时紧,增加了教与学的难度。
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2.教法的原因 初中化学教学内容少,知识难度不大,教学要求较低,对于某些重点、难点,教师可以反复讲解、多次演练,从而各个击破。另外,为了应付中考,初中教师大多数采用重复练习使学生达到熟能生巧的程度,结果造成“重知识,轻能力”、“重局部,轻整体”、“重试卷(复习资料),轻书本”的不良倾向,这种教学方式严重束缚了学生思维的发展。高中教材内涵丰富,知识信息广泛,题目难度加深,重点和难点知识不可能象初中那样通过反复强调来排难释疑,且高中教学比较注意知识的发生过程,倾重对学生思想方法的渗透和思维品质的培养,往往通过设导、设问、设陷、设变,启发引导,开拓思路,然后由学生自己思考解答。一些学生不适应这种教学方法,听课时跟不上教师的思维,产生学习障碍,影响化学的学习。
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3.学生自身的原因 高一学生正处在青春时期,与初中生相比,些学生上课不爱举手发言,课内讨论气氛不够热烈,与教师有距离感,表现在学生课堂上启而不发,呼而不应。 在初中教师讲得细,类型归纳得全,反复练习。考试时学生只要记忆概念、例题类型,一般都可以取得好成绩,学生习惯于围着教师转,不善于独立思考和对规律进行归纳总结。而高中化学学习要求学生勤于思考,善于归纳总结,掌握化学思想方法,举一反三,触类旁通。而一些学生,仍沿用初中的学法和思维方式,没有及时有效地自我调节,尽快适应新的学习生活,完成当天作业都颇困难,更没有预习、复习、总结等自我消化、自我调整的时间,从而造成学习困难。
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1、扫描隧道显微镜
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1982年,国际商业机器公司(IBM)苏黎世研究所的 Gerd Binnig和 Heindch Rohrer及其同事们成功地研制出世界上第一台新型的表面分析仪器,即扫描隧道显微镜(Scanning Tunneling Microscope,STM),(简称STM ),它具有惊人的分辨本领(水平分辨率小于0.1nm,垂直分辨率小于0.001nm).一般情况下,物体在固态下原子之间的距离小于0.1到零点几个纳米之间。在扫描隧道显微镜下,导电物质表面结构的原子、分子状态清晰可见。它使人类第一次能够直接观察到物质表面上的单个原子及其排列状态,并能够研究其相关的物理和化学特性。因此,它对表面物理和化学、材料科学、生命科学以及微电子技术等研究领域有着十分重大的意义和广阔的应用前景。STM的发明被国际科学界公认为20世纪80年代世界十大科技成就之一。由于这一杰出成就,Binnig和Rohrer获得了1986年诺贝尔物理奖。
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STM的基本原理 STM它的基本原理是基于量子隧道效应和扫描。它是用一个极细的针尖(针尖头部为单个原子)去接近样品表面,当针尖和表面靠得很近时(<1nm),针尖头部原子和样品表面原子的电子云发生重迭,若在针尖和样品之间加上一个偏压、电子便会通过针尖和样品构成的势垒而形成隧道电流。通过控制针尖与样品表面间距的恒定并使针尖沿表面进行精确的三维移动,就可把表面的信息 (表面形貌和表面电子态)转化为图像记录下来。
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1993年,IBM公司的科学家用101个Fe原子在Cu的表面上写下的迄今为止最小的两个汉字。
1990年,IBM公司的科学家展示了一项令世人瞠目结舌的成果,他们在金属镍表面用35个惰性气体氙原子组成“IBM”三个英文字母。 “原子”汉字 1993年,IBM公司的科学家用101个Fe原子在Cu的表面上写下的迄今为止最小的两个汉字。
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世界上第1台扫描隧道显微镜
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世界上第1台扫描隧道显微镜
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世界上第1台扫描隧道显微镜
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STM图像解释 STM图像反映的是样品表面的局域电子结构和遂穿势垒的空间变化,而与表面原子核的位置没有直接关系,不能将观测到的表面高低起伏简单的归结为原子的排布结构。另外,STM针尖也不只被动的对表面成像,事实上,其电子结构对成像的结果有时会产生重要影响。
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STM的应用 STM最初是作为具有原子级空间分辨率的显微镜出现的,自1990年IBM公司成功运用针尖操纵原子之后, STM又作为原子、分子和纳米结构加工工具得到人们的广泛重视。 借助于STM的空间分辨能力,可以测量单个分子、单个纳米颗粒、单根纳米线和纳米管的电学、力学以及化学特性,从而催生了单分子科学这个新的研究领域,也有力的促进了新一代纳米电子学器件和分子电子学器件的研究工作。
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“看见”了以前所看不到的东西 STM具有惊人的分辨本领,水平分辨率小于0.1纳米,垂直分辨率小于0.001纳米。一般来讲,物体在固态下原子之间的距离在零点一到零点几个纳米之间。在扫描隧道显微镜下,导电物质表面结构的原子、分子状态清晰可见。
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STM的应用 科学家使用STM观测物质的纳米结构 观察原子 用扫描隧道显微镜观察到的硅表面和砷化镓单晶表面的原子排列图像。
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观察分子 扫描隧道显微镜不仅可以用来观察单个原子,也可观察单个分子。 图为有机分子酞菁铜的分子图像。
观察分子 扫描隧道显微镜不仅可以用来观察单个原子,也可观察单个分子。 图为有机分子酞菁铜的分子图像。
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扫描隧道显微镜可以几秒钟采集一幅图,因此可用来观察、分子在表面的扩散、聚集。如果在一个区域连续采集若干幅图像,然后像放电影一样快速放映,可直接观察原子的运动。
这种随时间连续观察的方式对于研究表面纳米结构的稳定性是十分有用的。
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用扫描隧道显微镜观察Pt原子在Pt(110)表面运动的系列图像。将四幅图一起比较,可发现有些原子的位置发生了改变
用扫描隧道显微镜观察Pt原子在Pt(110)表面运动的系列图像。将四幅图一起比较,可发现有些原子的位置发生了改变.每幅图的尺寸是15nmx15nm,采集一幅图的时间为13秒,T=61OC
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实现了单原子和单分子操纵 利用STM针尖与吸附在材料表面的分子之间的吸引或排斥作用,使吸附分子在材料表面发生横向移动,具体又可分为“牵引”、“滑动”、“推动”三种方式 通过某些外界作用将吸附分子转移到针尖上,然后移动到新的位置,再将分子沉积在材料表面 通过外加一电场,改变分子的形状,但却不破坏它的化学键
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原子和分子的操纵与“量子幻影” 扫描隧道显微镜不仅可以对表面原子、分子成像,对表面进行刻写,还可以操纵单个原子和分子。 这方面的开创性工作是IBM公司的科学家做出的。
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用扫描隧道显微镜针尖移动原子排成的汉字“原子”
纳米神算子—— 分子算盘 科学家把碳60分子每十个一组放在铜的表面组成了世界上最小的算盘。与普通算盘不同的是,算珠不是用细杆穿起来,而是沿着铜表面的原子台阶排列的 。
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48个铁原子在铜表面排列成直径为14.2 纳米的圆形量子栅栏
1991年,IBM公司的“拼字”科研小组用STM针尖移动吸附在金属表面的一氧化碳分子,拼成了一个大脑袋小人的形象。图中每个白团是单个一氧化碳分子竖在铂表面上的图象,顶端为氧分子,各个分子的间距约0.5nm。这个"分子人"从头到脚只有5nm高,堪称世界上最小的人形图案。 48个铁原子在铜表面排列成直径为14.2 纳米的圆形量子栅栏
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量子幻影 将纳米技术带进电子世界的核心部分。
36个钴原子形成了圆形的量子围栏。当一个磁化了的钴原子被置于量子围栏的两个焦点中的一个时,它的一些量子属性就“物化”在另一个焦点上了。尽管在另一个焦点上并不存在任一原子的实体,然而看上去却又两个亮点,即一个是原子像,一个是它的量子幻影。
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这是科学家幻想的人体中的血红细胞和人造细胞在一起的情景。我们知道人体中红血球的重要功能之一是向身体的各个部分输送氧分子,因为如果身体的某些部分缺氧,那部分就会感到疲劳。画中的蓝色小球称为呼吸者,它们不仅具有比红血球携带氧分子多数百倍的功能,而且本身装有纳米计算机、纳米泵,可以根据需要将氧释放,同时将无用的二氧化碳带走。 科学家一直在研究微生物的机械本领并试图把它应用到纳米机械的设计中去。例如大肠杆菌等细菌的移动靠的是一种称为鞭毛马达的驱动机构。微生物的鞭毛马达虽然只有30至50纳米,但它的效率却极高。这种效率相当于只需百分之一马力就可以使体重60公斤的人像骑摩托车一样飞速前进。
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2、检验气体气密性的方法
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实验装置的气密性检查 在成套装置组装完毕、装入反应物之前,必须检查装置的气密性。
在成套装置组装完毕、装入反应物之前,必须检查装置的气密性。 一般方法:在使所要检查的实验系统密封的条件下,依据改变体系内压强时产生的现象(如气泡的生成,水柱的形成,液面的升降等)来判断装置气密性的好坏,例如:受热膨胀法、 注水法、抽气(或吹气)法。
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1.气体受热膨胀法: 让体系的气体顺利的出来一部分,冷却后浸入水中的导管末端形成一段高出水槽的液柱,二者缺一不可,因装置漏气则一部分气体在膨胀时会从导管出来,另一部从漏气的地方出来仍可看到气泡
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将导气管插入水槽的水面下,用双手捧住试管,若导管口有气泡产生,松开手后,导管里形成一段水柱,说明该装置的气密性良好(或用酒精灯微热法)。
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方法一:关闭分液漏斗上的活塞,塞紧烧瓶瓶塞,把导气管的一端浸入水中,用双手紧握烧瓶底部。如果观察到导气管口有气泡冒出,而且在松开手后,导管中形成一段稳定的水柱,则证明装置气密性好。
方法二:用止水夹夹住橡皮胶管,关闭分液漏斗旋塞,向分液漏斗中加水,然后打开分液漏斗的旋塞当少许水滴入试管后停止滴水,说明气密性良好
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方法一:用止水夹夹住橡皮管,打开a,用酒精灯微热B,若导气管口有气泡产生,移开酒精灯导管内形成一段水柱,则装置气密性良好。
方法二:向分液漏斗中加入一定量的水,再用止水夹夹紧橡皮管后,打开分液漏斗的旋塞,一会儿,分液漏斗中的水不再往下滴,表明装置不漏气。
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2、注水法 因为启普发生器的玻璃很厚,体积又大,不能借助于手掌热量测出来。启普发生器还不能加热,即使用酒精灯微微加热也不行。启普发生器气密性的检查方法是:关闭导气管活塞,往球形漏斗内注入水,使漏斗内液面高于容器内液面,静置一段时间后若液面位置保持不变则说明气密性良好
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夹紧弹簧夹,从漏斗加水至浸没漏斗导管口,继续加水至漏斗内液面高于容器内液面,一段时间后水柱不下降,说明装置气密性良好。
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图A:要先向左边试管里加水封闭长颈漏斗的
下口后再检查; 图B:要先向漏斗里加水封闭漏斗颈后再检查; 图C:关闭导气管活塞,向长颈漏斗中加水后 使之出现液面差,通过观察液面的变化判断装置的气密性是否良好。
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关闭导气管活塞,从U型管的右侧注入水至U型管右侧液面高于左侧液面, 静置几分钟,两侧高度差保持不变说明不漏气。
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关闭活塞m,n,把装置中右侧的量气管下移一段距离,使装置左右两管形成一定的液面差,如果一段时间后液面差保持不变,则说明装置不漏气;(或往右侧量气管中加适量的水,使装置左右两管中形成一定的液面差,如果一段时间后液面差保持不变,则说明该装置的气密性良好;
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打开止水夹,往长颈漏斗中加水使下端液封,然后从量气管处加水,使右侧液面高于左侧液面,若一段时间液面差不下降,说明装置气密性良好。(或夹住止水夹分段检查)
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关闭K,把干燥管下端深度浸入水中,使干燥管内液体面低于烧杯中水的液面,静置一段时间,若液面差不变小,表明气密性良好。
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3.抽气或吹气法: 先打开活塞K,吸入部分空气关闭活塞K,记下刻度,然后推或拉注射器活塞,若松手注射器活塞复原,说明该装置的气密性良好。
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关闭分液漏斗(或酸式滴定管)活塞,记下注射器活塞刻度,然后轻拉(或推)活塞, 松开手后假如注射器活塞能回到原来位置,说明装置气密性良好或关闭活塞。
或关闭活塞用手捂热烧瓶,若注射器活塞外移,松手后又回到原来位置,说明气密性良好。
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当缓慢拉活塞时,如果装置气密性良好,可观察到长颈漏斗下端口产生气泡。当缓慢推活塞时,如果装置气密性良好,可观察到长颈漏斗内有液面上升,形成一段水柱。
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A B C D 向B、D中加水使导管口浸没在水面下,关闭分液漏斗活塞,打开活塞K,微热A中的圆底烧瓶,D中导管有气泡冒出;停止加热,关闭活塞K片刻后,D中导管倒吸入一段水柱,B中没入液面的导管口会产生气泡,则说明气密性良好(也可关闭K分段检查)
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关闭A中分液漏斗旋塞和G中活塞K,从c中向容器内加液体,当c的下端浸入液面且c中液面高于b瓶内液面,并保持长时间不下降,则说明气密性好。
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检查该装置的气密性时,先在试管中装入适量的水(保证玻璃管下端浸没在水中),然后_________________________(填写操作方法)时,将会看到__________________________ (填写实验现象),则证明该装置的气密性良好。 向外轻轻拉动注射器的活塞 浸没在水中的导管中有气泡冒出
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(1)关闭图A装置中的止水夹a后,从长颈漏斗向试管口注入一定量的水,静置后如图所示。试判断:A装置是否漏气?(填“漏气”、“不漏气”或“无法确定” ,判断理由
(2)关闭图B装置中的止水夹a后,开启活塞b,水不断往下滴,直至全部流入烧瓶。试判断:B装置是否漏气?(填“漏气”、“不漏气”或“无法确定”) ,判断理由: ⑴不漏气 由于不漏气,加水后试管内气体体积减小,导致压强增大,长颈漏斗内的水面高出试管内的水面。 ⑵无法确定 由于分液漏斗和烧瓶间有橡皮管相连,使分液漏斗中液面上方和烧瓶中液面上方的压强相同,无论装置是否漏气,都不影响分液漏斗中的液体滴入烧瓶。
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盖紧B的盖子,关闭阀门,向A中加水,使A中的水面高于容器B中的水面, 放置一段时间,若A中的液面不下降, 则证明其气密性良好。
某研究性学习小组设计了如图所示的定量测定装置,其中B是底面积为100cm2的圆筒状玻璃容器(密封盖上装有阀门),上面标有厘米单位的刻度,其它夹持装置已略去。 I.甲同学用这套装置测定空气中氧气的体积分数, 其他的操作步骤是: ①检查装置的气密性。 ②将过量的铜粉平铺在电热板上,盖紧容器。 ③打开B的阀门,加入液体C,使B中液面至刻度15.0cm后,关上阀门。 ④通电加热铜粉,待充分反应后…… (1)步骤①中检查装置气密性的操作方法 盖紧B的盖子,关闭阀门,向A中加水,使A中的水面高于容器B中的水面, 放置一段时间,若A中的液面不下降, 则证明其气密性良好。
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若用装置Ⅱ进行实验,以证明铜与稀硝酸反应生成的气体是NO,则:检查装置气密性的操作是
右图是铜与稀硝酸 反应的两个装置图 若用装置Ⅱ进行实验,以证明铜与稀硝酸反应生成的气体是NO,则:检查装置气密性的操作是 关闭止水夹,将干燥管放入盛水的烧杯中,若干燥管中的液面比烧杯中液面低,且保持一段时间,则表明气密性良好。
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3、“万能瓶”的功效
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一、洗气(除杂)――― 气体a进b 出(图1) 当瓶内所装试剂为NaOH溶液时,可用于除去CO2 、SO2 、 HCl等酸性气体。
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1、当瓶内所装试剂为澄清石灰水时,主要用于检验CO2 也可用于除去少量CO2 (但效果不如NaOH溶液,因石灰水浓度低,除不尽)。
三、检验―――气体a进b 出(图1) 1、当瓶内所装试剂为澄清石灰水时,主要用于检验CO2 也可用于除去少量CO2 (但效果不如NaOH溶液,因石灰水浓度低,除不尽)。 2、当瓶内所装试剂为水时,可用于检验是否有气体通过。如病人在输氧时,该装置用来检验氧气瓶内是否有氧气,并显示氧气流量。 a b 图1
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可用于贮存O 2、H2 等,当需用气体时,从a管注入水,可将气体从b管压出。
四、贮存气体(图2) 可用于贮存O 2、H2 等,当需用气体时,从a管注入水,可将气体从b管压出。 a b 图2
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①向上排空气法(空气往上排):由于气体密度比空气密度大,先占满装置下部(瓶底),空气要往上排只能从短管排出,所以a管进气b管出。
五、排空气法收集气体(空气从瓶内排出) 1、装置正立(图2) ①向上排空气法(空气往上排):由于气体密度比空气密度大,先占满装置下部(瓶底),空气要往上排只能从短管排出,所以a管进气b管出。 ②向下排空气法(空气往下排):由于气体密度比空气密度小,先占满装置上部(瓶口),空气要往下排只能从长管排出,所以b管进气a管出。 a b 图2
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①向上排空气法(空气往上排):由于气体密度比空气密度大,先占满装置下部(瓶口),空气要往上排只能从长管排出,所以a管进气b管出。
2、装置倒立(图3) ①向上排空气法(空气往上排):由于气体密度比空气密度大,先占满装置下部(瓶口),空气要往上排只能从长管排出,所以a管进气b管出。 ②向下排空气法(空气往下排):由于气体密度比空气密度小,先占满装置上部(瓶底),空气要往下排只能从短管排出,所以b管进气a管出。 小结:不管装置正立还是倒立,只要知到被收集的气体的密度比空气密度大还是小?明确气体进入装置后所处位置,就能快速确定进气与出气。 a b 图3
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要将瓶内的水排出瓶外,显然短管b不可能,所以短管b进气长管a排水。 2、装置倒立(图5)
六、排水法收集气体(水从瓶内排出) 1、装置正立(图4) 要将瓶内的水排出瓶外,显然短管b不可能,所以短管b进气长管a排水。 2、装置倒立(图5) 要将瓶内的水排出瓶外,显然长管b不可能,所以长管b进气短管a排水。 a b 图4 a b 图5
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七、防倒吸(图6) 用加热高锰酸钾制取氧气时,如果先停止加热过一会儿再从水槽中取出导管,水槽中的水就会发生倒吸,造成炽热的试管底炸裂,如果在收集装置前安装图6装置,就可以防止倒吸。 图6
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八、制取气体 打开橡皮塞装入固体,液体从b端流入(注意:瓶内的液面要液封b管口)后立即夹紧橡皮管,产生的气体从a导管导出。为了克服从b管添加液体不便这个缺点,可将b管改为长颈漏斗或分液漏斗。
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4、化学实验的典型装置
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1、防倒吸装置:在水中溶解性和大的气体(如HCl、NH3),特别要注意防倒吸
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2、防污染装置:燃烧法、吸收法和袋装法 3、气体的测量装置
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4、干燥除杂质装置 5、启普发生器原理反应器
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4、几个需要明确的问题
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一、烟和雾 烟--大量固体小颗粒分散在空气中产生烟。 雾--大量小液滴分散在气体中产生雾。 二、光和火焰 光--固体物质燃烧时发光。镁条燃烧发出耀眼强光,木炭在氧气中燃烧产生白光。 火焰--气体物质和容易汽化的物质燃烧时产生火焰。蜡烛燃烧产生的火焰,是石蜡熔化后生成的气体燃烧而产生的。
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三、加热、高温、点燃与燃烧的区别 加热、高温、点燃是反应条件,一般认为加热不超过500oC,通常用酒精灯作热源。高温在700oC以上,实验室通常用酒精喷灯作热源。点燃的目的是使可燃物的温度达到着火点。燃烧是可燃物与氧气发生的一种放热发光的剧烈的氧化反应现象,不是条件,故写物质燃烧的化学方程式时,条件写点燃,而不是写燃烧。 四、白色与无色的区别 白色--指某物质(体)被日光(一种复合光)或与日光相似的光线照射,各种波长的光线都完全被吸反射而呈现处的颜色为“白色”。若黑色--某物质(体)对各种光线几乎全部吸收,该物质就呈现黑色。 无色--指某物质(体)被日光照射,各种波长的光线透过的程度相同时,该物质就是无色。无色的物质能透过各种波长的光,所以无色的物质一定是透明的。
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五、元素周期表中单元格的应用 1、包含元素的四点基本信息:原子序数、元素符号、元素名称、相对原子质量 2、判断元素的类别(根据名称) 3、判断元素元素是否有放射性(红色为放射性元素) 4、判断元素是人造还是自然存在(带有□的为人造元素) 5、计算元素原子核内的中子数
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5、巧用化学式变形解题 一、利用化学式变形求物质的质量比 含有相同质量铁元素的Fe2O3和Fe3O4的质量比是多少?
Fe2O3→FeO Fe3O4 → FeO4 二、利用化学式变形比较元素质量分数的大小 FeO、Fe2O3、Fe3O4三种铁的氧化物按铁元素的质量分数由大到小排列的顺序为 三、利用化学式变形比较元素的原子个数 质量相等的SO2和SO3分子中,所含氧原子的个数比为 5SO2====4SO3 - - 2 3
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6、利用守恒法进行化学式的计算
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1、质量守恒法 (1)反应前后反应物与生成物质量守恒 (2)溶液混合或稀释后,溶质的总质量守恒 (3)化学反应中某些元素的质量守恒 2、电荷守恒法 溶液中阴、阳离子个数不一定相等,但正负电荷总数必定相等 将硫酸钾、硫酸铝、硫酸铝钾三种盐混合溶于硫酸酸化的水中,测得c(SO42-)=0.105mol/L、c(Al3+)=0.055mol/L,c(H+)=0.01mol/L,假设溶液中H2SO4完全电离为H+和SO42-),则c(K+)为 A.0.045mol/L B.0.035mol/L C.0.055mol/L D.0.040mol/L
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思路分析:本题通过三种硫酸盐与硫酸所形成的混合溶液中,各种离子浓度的关系,立足于考查学生的思维敏捷性,解答该题时只需要根据溶液中所有阳离子所带的正电荷总数等于所有阴离子所带的负电荷总数即可。
由电荷守恒得:0.105mol/L×2=c(K+)+0.055mol/L× mol/L c(K+)=0.035mol/L。
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3、电子守恒 某金属单质跟一定浓度的硝酸反应,假定只产生单一的还原产物,当参加反应的单质与被还原硝酸的物质的量之比为2:1时,还原产物是 A.NO B.NO C.N2O D.N2
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思路分析:根据氧化还原反应中得失电子数守恒,即可求出硝酸还原后的价态,即可确定产物的分子式。
设金属的化合价为X,还原产物中N的价态为Y,则有: 2X=1×(5-Y),Y=5-2X。讨论:X=1,Y=3(为N2O3);X=2,Y=1(N2O);X=3,Y=-1(舍)。 答案:C
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4、原子守恒 将1.92g铜粉与一定量浓硝酸反应,当铜粉完全作用时收集到1.12L(标准状况)。则所消耗硝酸的物质的量是 A.0.12mol B.0.11mol C.0.09mol D.0.08mol
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思路分析:1. 92g铜生成0. 03molCu(NO3)2,即消耗0. 06molHNO3,而产生的1
思路分析:1.92g铜生成0.03molCu(NO3)2,即消耗0.06molHNO3,而产生的1.12L气体不管是NO还是NO2,需要0.05mol的HNO3,总共消耗HNO30.11mol。 答案:B 方法要领:在反应过程中HNO3由浓变稀,如以为Cu与浓硝酸反应后,得到气体全为NO2,则造成错误。由:Cu+4HNO3(浓)= Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O得NO20.03mol×2=0.06 mol,现已知收集到0.05 mol,说明后来HNO3变稀,产生一部分NO。根据N原子守恒可简化计算:n(HNO3)=n(N)=n(NO)+n(NO2)+2n[Cu(NO3)2]。
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由NaH2PO4脱水形成聚磷酸盐Na200H2P200O601,共脱去水分子的数目为
A.198个 B.199个 C.200个 D.201个 某酒精溶液中乙醇所含的氢原子数与水所含的氢原子数相等,则该酒精溶液中溶质的质量分数为( ) A.50% B.25% C.46% D.33.3%
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思路分析:从Na+及P原子都为“200”的信息出发,可知(NaH2PO4)n中的n值为200,将n乘入单体各原子,得“Na200H400P200O800”,减去聚磷酸钠“Na200H2P200O601”中的各原子个数,得到“H398O199”,可知共脱去水分子199个。 答案:B 一题多解:题中聚磷酸盐的化学式看似复杂,其实只要抓住变化前后Na+的守恒,即可解得。 或脱水分子的数目与脱氧原子的数目必然一致,故有4× =199。
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由MgSO4、Fe2(SO4)3、k2SO4三种物质组成的混合物中,硫元素的质量分数为a%,则混合物中金属元素的质量分数为-------。
5、比例守恒法 由Na2S、Na2SO3、Na2SO4三种物质组成的混合物中,硫元素的质量分数为32%,则 混合物中钠、硫元素的重量比(或质量分数比)也是恒定的。则混合物中钠元素的质量分数为 。 2Na ~ S 由MgSO4、Fe2(SO4)3、k2SO4三种物质组成的混合物中,硫元素的质量分数为a%,则混合物中金属元素的质量分数为 。
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7、差量法
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2KMnO4=====K2MnO4+MnO2+O2↑ 反应后固体质量减少,其质量差为生成的氧气的质量
1、2KClO3=====2KCl+3O2↑ 2KMnO4=====K2MnO4+MnO2+O2↑ 反应后固体质量减少,其质量差为生成的氧气的质量 2、H2+金属氧化物 → 金属+水,该变化中固体质量减少量为生成的水中氧元素的质量(或金属氧化物中氧元素的质量)。 3、CO+金属氧化物 → 金属+CO2,该变化中固体质量的减少量为气体质量的增加量。 Δ Δ Δ Δ
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4、C+金属氧化物 → 金属+CO2,反应后固体质量减少,其差值为生成的二氧化碳的质量
5、H2+O2====2H2O,反应后气体质量减少,其减小值为生成水的质量。 6、金属+酸 → 盐+H2,该变化中金属质量减少,溶液质量增加,其增加值等于参加反应的金属质量与生成的质量的差值 7、金属+盐 → 盐+金属,该变化中金属质量若增加,溶液的质量则将减少,否则相反。其差值等于参加反应的金属质量与生成的金属质量的差值 8、难容性碱 → 金属氧化物+水,该变化中固体质量减少,其差值为生成的水的质量 高温 点燃 Δ
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加热碳酸镁和氧化镁的混合物mg,使之完全反应,得剩余物ng,则原混合物中氧化镁的质量分数为[ ]
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8、关系式法
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1、纵向关系式--经过多步的连续反应,及后一反应的反应物为前一反应的生成物,采用加和的方式,将多步反应转化为一步反应。
2、横向关系式 (1)几种物质中含相同的量,根据该量将几种不同物质直接联系起来进行计算 (2)有多个平行的化学反应,几多个反应的生成物有一种相同,根据这一相同的生成物,找出有关物质的关系式,依次关系式进行计算可以简化运算的过程
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多少克(NH4)2SO4与42.4克尿素CO(NH2)2所含的氮元素质量相等?
(NH4)2SO4———2N———CO(NH2)2
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工业上常用漂白粉跟酸反应放出的氯气质量对漂白粉质量的质量分数来表示漂白粉的优劣,漂白粉与酸的反应为:Ca(ClO)2+CaCl2+2H2SO4=2CaSO4+2Cl2↑+2H2O,现为了测定一瓶漂白粉的x%,进行如下实验,称取漂白粉样品2.00g,加水研磨后,转入250mL容量瓶内,用水稀释至刻度,摇匀后,取出25.0mL,加入过量的KI溶液和过量稀硫酸,静置,待漂白粉放出的氯气与KI完全反应后,用0.1mol/LNa2S2O3标准溶液滴定反应中生成的碘,反应如下2Na2S2O3+I2= Na4S4O6+2NaI,滴定时用去溶液20.0 mL。试用上述数据计算该漂白粉的X%。
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设漂白粉与酸反应放出Cl2物质的量为y 2Na2S2O3 ~ Cl2 2mol mol 2.0×10-3mol y y= mol x%=[( mol×71g/mol)×250/25.0]]÷2g×100%=35.5%。 方法要领:这是由多步反应完成的一整套的实验。在解这种类型的计算题时,找出各步反应中有关物质的数量关系式,根据关系式进行计算,省略了中间步骤,它的优点是解题简捷。但在找关系式是必须考虑周密谨慎。否则,一个小的错误会导致整个题目的错误。 审题时应注意:①不是求Ca(ClO)2的质量分数; ②计算时带单位运算。
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谢谢大家!
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