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化学审答题技巧之解题建模

2019-08-14

数理化解题研究 2019年19期
关键词:电渗析液面阳极

刘 宇

(四川省泸州市泸县二中 646106)

高中化学的理论性试题是各级各类考试的重点和难点问题,厘清原理、找准方法,能快速准确的解答相关试题问题.文章通过对反应原理、实验原理、电化学原理等知识点对应题目的分析已说明问题,以期达到抛砖引玉的作用.

一、利用连带反应直接书写电极反应式

连带反应是指在电解质溶液中某电极附近粒子在电极上放电后,产生的粒子与电解质溶液中直接接触到的粒子完成的反应.电极反应式即是放电粒子在电极上放电瞬间完成的系列反应,它包括放电粒子的实质反应(得失电子过程)与连带反应的总和.

例1 (2015·福建卷)某模拟“人工树叶”电化学实验装置如图所示,该装置能将H2O和CO2转化为O2和燃料(C3H8O).下列说法正确的是( ).

A.该装置将化学能转化为光能和电能

B.该装置工作时,H+从b极区向a极区迁移

C.每生成1 mol O2,有44 g CO2被还原

D.a电极的反应为

答案 B

二、透析几率均等原理确定放电粒子

例2 H3PO2也可用电渗析法制备.“四室电渗析法”工作原理如图所示(阳膜和阴膜分别只允许阳离子、阴离子通过):

(1)写出阳极的电极反应式____.

(2)分析产品室可得到H3PO2的原因____.

(3)早期采用“三室电渗析法”制备H3PO2:将“四室电渗析法”中阳极室的稀硫酸用H3PO2稀溶液代替.并撤去阳极室与产品室之间的阳膜,从而合并了阳极室与产品室.其缺点是产品中混有____杂质.该杂质产生的原因是____.

三、厘清粒子浓度的相对大小确定取舍关系

例3 25 ℃时,向20 mL 0.2 mol·L-1的氢氟酸中滴加0.2 mol·L-1的NaOH溶液时,溶液的pH变化如图所示,请回答下列问题:

在此温度下,氢氟酸的电离平衡常数Ka(HF)为____(保留两位有效数字),电离度α(HF)约为____.

答案:5.3×10-4

0.05

四、辨析倒吸的根本原因确定防倒吸的措施

倒吸现象在中学化学中很常见,这种现象是由于反应器在受热后冷却的过程中压强减小,与环境形成压强差后,大气压将冷的水(或水溶液)压入反应器中使得热的发生装置骤冷发生爆炸现象.但实际上压强差会只是导致导管中液柱的形成,如果形成的液柱液体吸收(反应或者溶解)体系内的气体,持续形成的压强差将液柱压回热的发生装置这时冷的水(或水溶液)会进入到发生装置才会有炸裂的危险.

例4 已知氨在水中的溶解度大约为1∶700,若用下图中的装置吸收氨,制成氨水,从实验安全的角度考虑应选用的装置是____(填序号).

答案 AD

试题分析将NH3通过倒扣的漏斗进行吸收并将漏斗口置于液面,一方面接触面积大,另一方面由于发生装置冷却导致的压强差会使水倒入漏斗,但漏斗口会迅速和液面脱离,A项合理;将导管直接伸入液面下,水会倒入热的发生装置发生危险,B项不合适;倒扣的漏斗放在液面以下,与直接使用导管一样会发生倒吸出现危险,C项不合理;将NH3通过干燥管通入水,若出现压强差水也只是倒入干燥管球体中即可消耗压强差,不会发生危险,D项合理.

归纳整理压强差是倒吸的诱因,真正导致危险源自于气体被导管中的水(或水溶液)吸收不断形成的压强差将水(或水溶液)倒回热的发生装置.借助于原理,解决的办法有二,其一是添加安全瓶装置(倒扣的漏斗、干燥管或者直接在洗手液装置之前添加短进短出的广口瓶),用于储存倒回的溶液至液面与导管(或连接装置下端)脱离;其二是在吸收液混入不相溶且密度较大同时不吸收该气体的液体.

五、确定漂白原理分析漂白物质的相关性质

加入水或者化学试剂使有色物质褪去颜色或者变白的过程.常见的漂白包括:氧化性漂白,即多数强氧化剂(如H2O2、HClO等)能将有色物质氧化漂白,此类漂白属永久不可逆漂白;化合型漂白,即SO2能与有色物质化合成无色或白色的亚硫酸盐漂白,此类漂白由于亚硫酸盐受热分解恢复原色,属可逆漂白;吸附性漂白,即具有吸附性(如活性炭、胶体)的物质吸附有色物质而漂白,吸附后可清洗,属可逆漂白.

例5 将SO2通入下列溶液,颜色褪去且属于漂白过程的是( )。

①酸性KMnO4溶液;②滴有2滴酚酞的NaOH溶液;③新制氯水;④澄清石灰水

A.①③ B.② C.全都是 D.全都不是

答案 D

误区警示SO2具有多重性质:酸性、还原性、漂白性.在不同的化学反应过程中,可能存在颜色的变化也可能没有,可能体现酸性、还原性或漂白性,具体问题具体分析,理清反应原理、厘清呈现性质.

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