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两道化学试题的进一步探讨  

2009-01-19 15:36:42|  分类: 阳光 |  标签: |举报 |字号 订阅

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有这样两道试题及其答案:

例1.将锈铁钉放入过量的稀硫酸中加热片刻后,看到锈钉表面的铁锈消失,并有气泡产生。取出铁钉,用反应所得溶液(pH<1)进行相关实验。

已知pH为2.7~3.7时,Fe(OH)3沉淀完全。pH为7.6~9.6时,Fe(OH)2沉淀完全, Fe(OH)2在空气中容易发生反应:4 Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3。

       试回答:

       (1)取出铁钉后的溶液共有_________种溶质;

      (2)向溶液中逐渐NaOH溶液,溶液的pH将逐渐________(填“增大”或“减小”),结合上述所给数据分析,随着NaOH溶液的不断滴加,理论上首先应该析出_______沉淀;

       (3)沉淀中若有Fe(OH)2生成,暴露在空气中最后将变成___________色。

   答案:(1)3      (2)增大    Fe(OH)3      (3)红褐色   

例2:某校化学兴趣小组的同学探究可燃物燃烧的条件,探究过程如下:(1)取一支大试管,往里面加2ml30%的过氧化氢溶液;(2)用镊子取一块白磷投入到试管中,可看到白磷并不燃烧;(3)往试管里滴加5滴1mol/L碘化钾溶液,不一会儿,可观察到白磷先熔化,继而燃烧起来,发出火光,并伴有白烟生成。

(1)碘化钾的作用是________________________________________。

(2)写出过氧化氢分解的化学方程式_____________________________________。

(3)通过该实验的探究,你总结出可燃物燃烧的条件为___________________________。

答案:(1)催化作用   (2)2H2O2  K I 2H2O+O2↑(3)可燃物要与氧气接触。

仔细推敲我们就会发现两题中存在一些问题:

第一道例题是根据一道2006年河南省化学竞赛试题改编而来的,根据题目提供的信息学生会很快得出以上答案,但是作为出题老师来讲,我们应该知道:金属与酸和盐的混合溶液发生反应时,根据溶液中各种离子的电极电势可以判断反应发生的先后顺序。通过查阅资料可知:铁离子与氢离子的电极电势分别为:Fe2+/Fe3+的电极电势为0.771V,H2/H+的电极电势为0,也就是说Fe3+的氧化性强于H+,若要铁先与氢离子发生反应,根据公式H2/H+的电极电势 = ?0  +RT/ZF lnCH+ 

计算可得只有当氢离子的浓度大于1.1×1013mol/L时才行,而本题中所用的是稀硫酸,氢离子浓度是不可能达到的,所以当锈铁钉放入过量的稀硫酸中时,发生的反应应按以下顺序进行:

①Fe2O3+H2SO4=Fe2(SO4)3+3H2O

           ②Fe+ Fe2(SO4)3==3FeSO4     

③Fe+H2SO4==FeSO4+H2↑

   也就是说,当我们看到铁钉表面产生气泡时,就表示溶液中并已没有铁离子,而只有亚铁离子和氢离子,即溶液中的溶质应该是两种:FeSO4、H2SO4,并没有Fe2(SO4)3。

其次,Fe(OH)2放置于空气中足够长的时间后,最后将变成什么颜色?题目给出的答案是红褐色,但实际情况是怎样呢?铁在空气中锈蚀过程实际上是一个吸氧腐蚀的过程,这一反应的最终产物是氢氧化铁,但得到的氢氧化铁长时间露置在空气中会失水而转变为铁锈。由此可知,最终得到的固体应该是红棕色的铁锈。

第二题中,对九年级的学生来讲,根据题目提供的信息,似乎可以分析得到以上答案,但是本题中却存在着一个严重的科学性问题。查阅资料可知:I-/I2的电极电势为0.535V,H2O/H2O2的电极电势为1.77V,所以H2O2的氧化性比I2强,当把碘化钾溶液滴加到过氧化氢的溶液中时,由于过氧化氢溶液本身显弱酸性,所以发生的反应应该是:

2I-+H2O2+2H+==I2+2H2O

也就是说,反应中生成物是碘单质和水,而不会生成氧气,但由于过氧化氢与碘化钾反应是一个放热反应,反应放出的热量促使过氧化氢分解而放出氧气,所以本题中碘化钾的作用是“与过氧化氢反应提供过氧化氢分解反应所需的热量”。而反应的化学方程式应该为:2H2O2△  2H2O+O2↑

另外,第二题的后面提到白磷在水中“燃烧起来,并伴有白烟生成”,笔者就此专门做了实验,实际情况是:白磷在水下与空气或氧气接触,会燃烧,产生火光,但是没有白烟产生。究其原因,我们不难理解,白磷燃烧产生的产物为五氧化二磷,这是一种易溶于水的白色固体,水下一旦生成,就会立即溶于水,而无白烟。

随着课程改革的不断推广深入,一些与工、农业生产、生活实际密切相连的题目也如雨后春笋般呈现于广大教师和学生的面前,其中有很多题目能够紧扣时代脉搏,把课程标准的要求充分体现出来,这些题目不仅拓宽了学生的知识面,也提高了学生解决问题的能力。但我们也不难发现其中也有一些题目也存在着一些误区,给出信息不足,与高中的知识相违背。作为出题者应该本着严谨的态度,认真研究教材,找到正确的信息,而不是凭空想象,闭门造车,盲目地由结论去想象出题,而进入以上的出题误区。对于初中阶段的学生而言,当我们提供了相关的信息后,他们完全有能力解决以上问题而得到正确地的答案。

 

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