常見化學實驗問題分析

　　實驗作為初中化學中不可或缺的教學內容,不僅是對化學理論知識進行有效檢驗的手段,也是激發學生學習興趣、培養學生動手實踐能力的有效途徑。但是在化學試驗中常常會出現一些問題需要我們加以解決，以下是，希望同學們可以學習並掌握!

　　一、蔗糖焰火實驗

　　〔實驗器具〕瓷坩蝸3只，磚頭若干塊，玻璃管1支。

　　〔實驗藥品〕蔗糖、氯酸鉀、硝酸鍶、硝酸鋇、鎂粉、濃硫酸

　　〔實驗方法〕把等量的蔗糖和氯酸鉀分別在研缽中研細，然後分作三等分，放在3張紙上，再在這3張紙裡分別加入硝酸鍶、鎂粉和硝酸鋇，混和均勻，放入3只坩堝中，坩堝分別放入磚頭中，磚頭的放置如圖示。
 

 

　　表演時，拿一支玻璃滴管吸取濃硫酸***共計2ml左右***，然後分別滴加入這3只坩堝中，裡面便分別噴出紅、白、綠三色焰火來。

　　〔實驗原理〕蔗糖含有碳、氫和氧3種元素，它具有可燃性。因此，當濃H2SO4滴下去跟氯酸鉀起作用時，便生成了奇臭的二氧化氯氣體：3KClO3+2H2SO4***濃***=2KHSO4+KClO4+H2O+2ClO2↑由於這種氣體具有極強的氧化能力，能使蔗糖猛烈燃燒，便產生了火焰，分別在裡面新增的硝酸鍶，鎂粉、硝酸鋇是顯色物質，加硝酸鍶產生紅色焰火，加鎂粉產生白色焰火，加硝酸鋇產生綠色焰火。

　　金屬焰色反應即是靠這些顏色來鑑別各種金屬鹽。
 

　　二、《氧化還原反應》常見錯誤分析

　　例題1、下列關於氧化還原反應中的有關說法中正確的是*** ***

　　A、被氧化的物質是氧化劑

　　B、置換反應一定是氧化還原反應

　　C、電解質溶液導電過程發生氧化還原反應

　　D、元素由化合態轉化為遊離態時，該元素一定被還原

　　[錯誤解答]選B、D。

　　[錯誤原因]對電解質溶液導電實質不理解以及對元素化合態形式存在時的化合價的理解不夠全面。

　　[正確解答]1***氧化還原反應過程中，氧化劑得到電子被還原，而還原劑失去電子被氧化;2***置換反應不僅有單質參加，而且有新單質生成，反應過程中一定有電子轉移，因此一定是氧化還原反應;3***電解質導電過程，實質就是電解的過程，而電解反應一定是氧化還原反應;4***陽離子得到電子生成單質時，發生還原反應***被還原***;而陰離子轉化為單質，因失去電子而被氧化。本題正確選項為B、C。

　　例題2、下列四類反應：①置換反應，②複分解反應，③沒有單質參加的化合反應，④沒有單質生成的分解反應。其中一定不是氧化還原反應的是*** ***

　　A、只有② B、只有②③ C、②③④ D、①②③④

　　[錯誤解答]選C。

　　[錯誤原因]對四種基本反應型別和氧化還原反應關係的理解不夠深入。

　　[正確解答]本題只有A選項正確。根據置換反應的概念和實質可以推知它一定是氧化還原反應。對於化合反應和分解反應，只要有單質參加或生成，則一定是氧化還原反應;而沒有單質參加或生成的化合反應和分解反應，則有些是氧化還原反應，有些不是氧化還原反應。例如，這樣的兩個反應：Na2O2+SO2=Na2SO4、NH4NO3=N2O+2H2O，雖然沒有單質參加或生成，但它們仍然屬於氧化還原反應。

　　例題3、X、Y、Z為三種單質。已知：Y能將Z從其化合物的水溶液中置換出來，而Z又能將X從其化合物中置換出來。由此可以推斷下列說法中可能正確的是*** ***

　　①單質的氧化性：Y>Z>X; ②單質的還原性：Y>Z>X;

　　③對應離子的氧化性：X>Z>Y; ④對應離子的還原性：X>Z>Y

　　A、只有① B、只有②③ C、只有①④ D、①②③④

　　[錯誤解答]選B或C

　　[錯誤原因]思維不夠慎密、全面，只把X、Y、Z當作金屬或非金屬一種情況考慮。

　　[正確解答]選D。由於置換反應既可有金屬間的置換、又可在非金屬之間置換，因此X、Y、Z既可以是金屬、也可以是非金屬。對於這兩種情況，說法①②都可以是正確的;它們對應的離子，如果這些元素金屬性***非金屬***性越強，則對應的離子的氧化性***還原性***也越弱，因此③④的說法也可以是正確的。

　　例題4、鐵屑溶於過量的鹽酸後，再加入下列物質，會有三價鐵生成的是*** ***

　　A、硫酸 B、氯水 C、硝酸鋅 D、氯化鈣

　　[錯誤解答]選B。Cl2有強氧化性，會把鐵與鹽酸反應生成的Fe2+氧化為Fe3+。

　　[錯誤原因]忽略酸性條件下NO3—具有強氧化性而漏選。

　　[正確解答]本題正確選項為B、C。對於B的分析同上。解答本題時還應該注意的是：題幹中指明鹽酸過量，因此反應後溶液呈酸性。再往溶液中新增硝酸鋅時，由於溶液中存在H+，硝酸根離子將顯強氧化性，可以將亞鐵離子氧化，反應為：

　　4H++NO3—+2Fe2+=3Fe3+NO↑+2H2O

　　因此選項C也是正確的。***注意：在考慮離子共存問題時，一定不要忽視下列離子的氧化性***或在酸性條件下具有氧化性***：NO3-、ClO-、MnO4-、Fe3+等。***

　　例題5、化合物A、B、C都只含有兩種元素，且A、B均含X元素。已知一定條件下可發生反應：A+B——X+C，X是一種單質，由此可知X元素*** ***

　　A、一定是金屬元素 B、一定是非金屬元素

　　C、可能是金屬元素，也可能是非金屬元素 D、無法確定

　　[錯誤解答]選C或D。

　　[錯誤原因]對“歸中型”氧化還原反應及元素性質的認識不夠深入。

　　[正確解答]根據題意：1***A、B、C都是化合物;2***A、B均含X元素;3***反應生成單質X，可以推知該反應為“歸中型”氧化還原反應。即化合物A、B中X元素的化合價“一高一低”***一個高於0價、一個低於0價***，兩者共同作用生成X單質***化合價為0***。由於金屬元素在化合物中只呈現正價態，不可能有負價態，因此可以肯定X不是金屬元素;只有非金屬元素在化合物中才既可呈正價態，又可呈負價態，並在一定條件下可以發生歸中反應。例如：2H2S+SO2=3S+2H2O，4NH3+6NO==5N2+6H2O，所以X應該是非金屬，即該題的答案為B。

　　例題6、在氧化還原反應KClO3+6HCl=KCl+3Cl2+3H2O中，當生成0.5molCl2時，氧化產物和還原產物的物質的量之比為___________

　　A、5：1 B、3：1 C、1：3 D、1：5

　　[錯誤解答]選B。由於反應過程中每個KClO3得到6個電子被還原為Cl—，而每2個HCl失去2個電子被氧化為Cl2。根據電子得失關係守恆關係，可知：氧化產物和還原產物的物質的量之比為3：1，選擇B。

　　[錯誤原因]不明確該反應的實質，解題過程中違背同種元素髮生氧化還原反應時化合價變化遵循“只靠近不交叉”的原則。

　　[正確解答]由於該反應屬於“歸中型”氧化還原反應，反應機理為：KClO3中Cl得到5個電子轉化為Cl2***被還原***，同樣的HCl中的Cl失去一個電子轉化為Cl2***被氧化***，反應中氧化產物和還原產物均為Cl2，且氧化產物和還原產物的物質的量之比等於氧化劑得電子數和還原劑失去電子數之比，即5：1;選擇A。

　　例題7、在反應11P+15CuSO4+24H2O=5Cu3P+6H3PO4+15H2SO4中，每摩爾CuSO4能氧化P的物質的量為*** ***

　　A、1/5 mol B、2/5 mol C、3/5mol D、11/5 mol

　　[錯誤解答]選B。從化學方程式可看出，當15mol CuSO4參加氧化還原反應時將生成6mol H3PO4，所以1mol CuSO4 氧化2/5 mol的P並生成2/5 mol H3PO4。

　　[錯誤原因]沒有注意到H3PO4有一半是P自身氧化還原反應***歧化反應***生成的。

　　[正確解答]本題中的還原劑是P，而氧化劑是P和CuSO4。由於反應過程中Cu從+2降為+1，因此反應中共得到15mol的電子;而做還原劑的P在反應中從0升至+5價，因此1mol P得到5mol電子。因此15molCuSO4在反應中只能氧化3mol的P，即每摩爾硫酸銅能夠氧化0.2mol的P。正確選項為A。

　　例題8、標準狀況下，往100mL 0.2mol/L的FeBr2溶液中通入一定體積的Cl2，充分反應後，溶液中有50%的Br-被氧化。則通入的氯氣的體積是*** ***

　　A、0.224L B、0.336L C、0.448L D、0.672L

　　[錯誤解答]由於2Br- + Cl2=Br2 + 2Cl-，根據題意，有50%的Br-被氧化，即有0.02mol被氧化，因此通入的氯氣的體積為0.224L。選A。

　　[錯誤原因]忽略離子還原性強弱。在氧化還原反應中，還原性***氧化性***越強的物質***或微粒***優先參與氧化還原反應。

　　[正確解答]由於Fe2+還原性比Br-強，當往FeBr2中通入氯氣，發生的反應依次為：1***Cl2+2Fe2+=2Cl—+2Fe3+;2***Cl2+2Br—=2Cl—+Br2。因此溶液反應中反應的情況應該是：Fe2+被完全氧化並有50% Br— 被氧化。根據電子得失關係，Fe2+、Br—離子失去的電子總數***0.02mol+0.02mol=0.04mol***等於Cl2得到的電子總數。由於每個Cl2在反應中得到2個電子，因此Cl2的物質的量為0.02mol，其體積為0.448L。本題正確答案為C。***注：分析多種離子共存的溶液體系的電解問題時，也必須考慮離子反應次序——對於氧化性或還原性越強的離子，電解過程中一般優先放電。***

　　例題9、取17.4 g MnO2固體粉末與一定體積的濃鹽酸***含溶質0.4mol***共熱製取氯氣***假設HCl揮發損失不計***，下列敘述中正確的是*** ***

　　A、反應過程中MnO2作催化劑 B、鹽酸未完全反應

　　C、參加反應的鹽酸有一半被氧化 D、反應產生2.24L氯氣***標況***

　　[錯誤解答]選C、D。根據該反應中量的關係：MnO2——4HCl可知，該反應中MnO2過量，因此HCl完全反應。又因該反應中只有一半的HCl作還原劑***另一半為起到酸的作用***，因此參加反應的鹽酸有一半被氧化***0.2mol***，得到2.24L的氯氣。

　　[錯誤原因]靜態考慮反應問題，忽略鹽酸濃度變化引起還原性變化的事實。

　　[正確解答]隨反應的進行，鹽酸的濃度逐漸減小，對應的還原性逐漸減弱，直至發生的氧化還原反應被停止。因此該反應過程中，雖然MnO2過量，鹽酸也不可能完全反應，同樣的，收集到的氣體也不可能是2.24L。但是不論如何，參與反應的鹽酸一定有一半被氧化***對應的量一定少於0.2mol***。因此正確選項為C。***注：許多物質的氧化***還原***性會受濃度變化的影響，並在一些具體的反應中表現出來。例如，濃硫酸具有氧化性，在加熱的條件下與銅能夠發生反應，隨反應的進行，硫酸濃度變小，氧化性逐漸減弱，最終反應將停止;若參加反應的金屬為Zn等活潑金屬，則當濃度降低到一定程度***轉化為稀硫酸***時，又會有H2產生。又如，濃硝酸具有強氧化性，與銅反應生成NO2，隨反應進行，濃度減小，氧化性將有所減弱。當濃度減小到一定程度，反應產物變為NO。在解此類問題時，必須要打破常規，“動態”地考慮反應進行問題。這類問題也常在化學計算中出現。***
 

　　三、影響化學反應速率的因素

　　一，不同的化學反應具有不同的反應速率，影響反應速率的主要因素是內因，即參加反應物質的性質。

　　二，在同一反應中，影響反應速率的因素是外因，即外界條件，主要有濃度、壓強、溫度、催化劑等。

　　1，濃度：當其他條件不變時，增加反應物的濃度，可以增大反應的速率。一般來說，增加氣體和液體的濃度，反應速率加快。固體物質的反應與接觸的表面積有關，故不能用固體物質的質量來表示濃度。一般情況下，將固體物質在一定溫度的濃度視為一常數，純液體也應視濃度是不變的。

　　2，壓強：當其他條件不變時，增大壓強，可以增大反應速率。

　　有氣體參加的反應，當溫度保持不變時，則氣體的壓強與濃度成正比，增大壓強，與增加反應物濃度的效應相同，從而使反應速率加快。如果參加反應的物質是固體、液體或溶液時，改變壓強對它的體積改變很小，因而對它的濃度改變很小，可以認為壓強的改變不影響它們的反應速率。

　　3，溫度：當其他條件不變時，升高溫度，化學反應一般都要加快。實驗測定，溫度每升高10℃，反應速率通常增大到原來的2~4倍。

　　4，催化劑：對於可逆反應，能同等程度地改變正、逆反應速率。能加快反應速率的催化劑叫正催化劑，能減慢反應速率的催化劑叫負催化劑。通常指正催化劑。

　　注意：催化劑具有嚴格的選擇性;催化劑在化學反應過程中參與了化學反應。