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排序,是很多学科都要涉及的一种学习方法。尤其是在化学学习中,如果能正确掌握排序方法,则可达到解决问题准确、快速、高效的目的。
1 把握书写顺序,有利于准确表达物质化学式
书写物质的分子式时,一般遵循“正价在左,负价在右”的排列原则。这已众所周知,但也有违反排序原则的,如ⅣA族、ⅤA族元素的气态氢化物的分子式就写成“RHn”的形式。
2 把握操作顺序,有利于实现实验目的
2.1 有利于实验的安全。许多实验如不讲究实验顺序,会产生危险。比如:可燃性气体点燃前应先验纯,否则容易爆炸;做用CO、H2还原CuO实验时,应先通气体后加热,否则也易爆炸;将浓硫酸与水混合时,应在容器中先注入水,后缓缓加入浓硫酸;否则液体易飞溅伤人;实验室制备O2等气体时,实验完毕应先将导管取出水面,然后再移出酒精灯,否则因水的倒吸取容易使仪器炸裂甚至产生危险……
2.2 有利于实验现象的观察。许多实验常会因操作的顺序不正确而得不到预期的实验现象,从而影响我们对知识的掌握。例如:H2还原CuO的实验完毕时,应先移酒精灯后停止通H2,否则看到的不一定是红色固体;实验室制O2检验装置气密性,应先将导管一端浸入水中,再用手捂住试管外壁,否则看不到气泡产生。可见只有把握好操作顺序,才能使现象明显达到预期的目的。
2.3 有利于制得纯净的产物。做物质制取收集实验时,由于操作顺序不当,常常会影响所制物质的纯度。如:用排水法收集气体时,应先使发生装置中开始反应,后将导管插入盛满水的集气瓶中收集气体,否则收集的气体中混有空气。
2.4 有利于提高结论的可信度。对于经常出现的“实验装置连接”题,考查的重点就是将多个装置组成成套的连接顺序问题,只有顺序合理,实验结论才能成立。比如有这样一个题:设计一个实验方案,验证碱式硫酸铜受热分解后的产物中含有H2和CO2。要想使结论有说服力,在检验H2O的存在时,就要避免有关试剂中带出的水蒸气的干扰。因此设计的方案可以是:气体——无水硫酸铜——澄清石灰水。
3 把握思维顺序,避免答案遗漏或重复
3.1 准确写出实验仪器。有些化学实验题涉及的仪器较多而又常常要求学生补答出所缺仪器,这时只有依序作答——按实验步骤排查或先在脑海中展现装置图,然后按一定方向逐个答出,才会使答案准确无误。比如:实验室用高锰酸钾制取、收集氧气需要的玻璃仪器有哪些?配制50g、10%的氯化钠溶液需要哪些仪器?前者先在脑海中展现出制取并收集氧气的装置图,然后由铁架台开始排查,先从下往上,再从左向右,顺次列出仪器名称;后者先列出实验步骤,然后按步骤依次写出涉及的仪器即可。
3.2 准确书写化学方程式。准确写化学方程式是学好化学必备的基本功,也是各级考试考查的重点。可是学生在书写化学方程式时常常因粗心大意而写不完整(忘了配平,少写某种生成物,改写反应条件等)。如果能把握好书写的顺序,养成良好的书写习惯,就可避免这类错误的发生。例如:写化学方程式时,可以为自己设定这样的书写顺序:反应物——短线——生成物——配平——再加一条短线成等号——反应条件等。这样可以避免化学方程式因粗心而书写错误。
4 把握反应顺序,有利于准确推断物质组成
将多种物质混和到一起使之发生反应时,往往存在多个可能的反应,而这多个可能的反应中,在特定的条件下常常会有主次或先后之分,只有使发生的反应认定准确,才能得到正确的结论。一般来说,从反应物角度看,物质间在某种性质上存在差异越大,相互就越易反应;从生成物看,优先生成更难溶的或更稳定的。如:在硫酸铜、硫酸铁的混合溶液中加入一定量的锌粉后,充分反应、过渡,滤渣中一定存在的物质是什么。分析:由于Cu的活动性比Fe弱,所以Zn应与CuSO4先反应。
5 把握计算顺序,有利于快而准地求解结果
在化学计算题中涉及的反应或因素较多时,如不讲究解题的顺序,往往使过程繁琐甚至结果错误。例如:20g石灰水与0.22gCO2完全反应后,得到0.40g沉淀,计算此石灰水的溶质质量分数。解析:例题中涉及CO2与Ca(OH)2的反应和CO2与CaCO3、H2O的反应,应由题中给出的反应后沉淀质量,确定变化过程进行解答。
6 排序有关试题举例
6.1 金属活动顺序的排序题。有X、Y、Z、W四种金属,已知用X制的容器不能盛Z的盐溶液,X跟Y的盐溶液不反应;只有W在自然界中能以单质形式存在,则这四种金属的活动性顺序是()
A.Z>Y>X>WB.X>Z>Y>W
C.Y>X>Z>WD.Y>Z>X>W
解析:根据金属活动顺序表中,排在氢前面的金属能从非氧化性的酸溶液中置换出酸中的氢,反之不能发生反应;前面的金属能把排在后面的金属从其盐溶液中置换出来。根据题意,X能与Z的盐溶液反应,说明X>Z;X不能与Y的盐溶液反应,说明Y>X;而只有W在自然界中能以单质形式存在,说明W最不活泼,所以答案为C。
6.2 实验操作步骤先后的排序题。用CO还原赤铁矿石的实验中,有①点燃酒精灯,加热氧化铁;②撤去酒精灯,停止加热;③通入CO,并在装置的出口处将CO点燃;④停止通入CO;⑤检验装置的气密性;⑥待还原生成的铁完全冷却;⑦装入药品等七步操作。下列操作顺序中,正确的是( )
A.⑦⑤③①②⑥④ B.⑤⑦③①②⑥④
C.⑤⑦③①④⑥② D.⑦⑤③①⑥④②
解析:制取气体前,首先应检查装置的气密性,然后装入药品;向实验装置通入可燃性的气体时,应先通一会气体再加热,目的除去装置中的空气,防止产生爆炸;为防止被还原的灼热的铁粉被空气重新氧化,实验完毕时应先停止加热至玻璃管中的铁完全冷却后再停止通入CO。故答案应选B。
6.3 溶液中某些量的大小的排序题。t℃时,A物质的饱和溶液中A的质量分数为15%,B物质的溶解度为25g,C物质的10g饱和溶液蒸干后可得1.5gC。若取等质量的三种物质的饱和溶液,则三种溶液中所含溶质的质量大小顺序是( )
A.A>C>BB.C>A>BC.B>C=AD.A>B>C
解析:在等质量的饱和溶液中,溶质的质量分数越大,所含溶质的量就越多。在本题中根据所给条件计算出三种溶液中溶质的质量分数。在A、B、C三种物质的饱和溶液中,A溶液的质量分数为15%,B溶液的质量分数为20%,C溶液的质量分数为15%,故本题的正确答案为C。
由上可知,正确的“排序”对学好初中化学有不容忽视的作用。我们必须重视它,掌握它并运用它。
1 把握书写顺序,有利于准确表达物质化学式
书写物质的分子式时,一般遵循“正价在左,负价在右”的排列原则。这已众所周知,但也有违反排序原则的,如ⅣA族、ⅤA族元素的气态氢化物的分子式就写成“RHn”的形式。
2 把握操作顺序,有利于实现实验目的
2.1 有利于实验的安全。许多实验如不讲究实验顺序,会产生危险。比如:可燃性气体点燃前应先验纯,否则容易爆炸;做用CO、H2还原CuO实验时,应先通气体后加热,否则也易爆炸;将浓硫酸与水混合时,应在容器中先注入水,后缓缓加入浓硫酸;否则液体易飞溅伤人;实验室制备O2等气体时,实验完毕应先将导管取出水面,然后再移出酒精灯,否则因水的倒吸取容易使仪器炸裂甚至产生危险……
2.2 有利于实验现象的观察。许多实验常会因操作的顺序不正确而得不到预期的实验现象,从而影响我们对知识的掌握。例如:H2还原CuO的实验完毕时,应先移酒精灯后停止通H2,否则看到的不一定是红色固体;实验室制O2检验装置气密性,应先将导管一端浸入水中,再用手捂住试管外壁,否则看不到气泡产生。可见只有把握好操作顺序,才能使现象明显达到预期的目的。
2.3 有利于制得纯净的产物。做物质制取收集实验时,由于操作顺序不当,常常会影响所制物质的纯度。如:用排水法收集气体时,应先使发生装置中开始反应,后将导管插入盛满水的集气瓶中收集气体,否则收集的气体中混有空气。
2.4 有利于提高结论的可信度。对于经常出现的“实验装置连接”题,考查的重点就是将多个装置组成成套的连接顺序问题,只有顺序合理,实验结论才能成立。比如有这样一个题:设计一个实验方案,验证碱式硫酸铜受热分解后的产物中含有H2和CO2。要想使结论有说服力,在检验H2O的存在时,就要避免有关试剂中带出的水蒸气的干扰。因此设计的方案可以是:气体——无水硫酸铜——澄清石灰水。
3 把握思维顺序,避免答案遗漏或重复
3.1 准确写出实验仪器。有些化学实验题涉及的仪器较多而又常常要求学生补答出所缺仪器,这时只有依序作答——按实验步骤排查或先在脑海中展现装置图,然后按一定方向逐个答出,才会使答案准确无误。比如:实验室用高锰酸钾制取、收集氧气需要的玻璃仪器有哪些?配制50g、10%的氯化钠溶液需要哪些仪器?前者先在脑海中展现出制取并收集氧气的装置图,然后由铁架台开始排查,先从下往上,再从左向右,顺次列出仪器名称;后者先列出实验步骤,然后按步骤依次写出涉及的仪器即可。
3.2 准确书写化学方程式。准确写化学方程式是学好化学必备的基本功,也是各级考试考查的重点。可是学生在书写化学方程式时常常因粗心大意而写不完整(忘了配平,少写某种生成物,改写反应条件等)。如果能把握好书写的顺序,养成良好的书写习惯,就可避免这类错误的发生。例如:写化学方程式时,可以为自己设定这样的书写顺序:反应物——短线——生成物——配平——再加一条短线成等号——反应条件等。这样可以避免化学方程式因粗心而书写错误。
4 把握反应顺序,有利于准确推断物质组成
将多种物质混和到一起使之发生反应时,往往存在多个可能的反应,而这多个可能的反应中,在特定的条件下常常会有主次或先后之分,只有使发生的反应认定准确,才能得到正确的结论。一般来说,从反应物角度看,物质间在某种性质上存在差异越大,相互就越易反应;从生成物看,优先生成更难溶的或更稳定的。如:在硫酸铜、硫酸铁的混合溶液中加入一定量的锌粉后,充分反应、过渡,滤渣中一定存在的物质是什么。分析:由于Cu的活动性比Fe弱,所以Zn应与CuSO4先反应。
5 把握计算顺序,有利于快而准地求解结果
在化学计算题中涉及的反应或因素较多时,如不讲究解题的顺序,往往使过程繁琐甚至结果错误。例如:20g石灰水与0.22gCO2完全反应后,得到0.40g沉淀,计算此石灰水的溶质质量分数。解析:例题中涉及CO2与Ca(OH)2的反应和CO2与CaCO3、H2O的反应,应由题中给出的反应后沉淀质量,确定变化过程进行解答。
6 排序有关试题举例
6.1 金属活动顺序的排序题。有X、Y、Z、W四种金属,已知用X制的容器不能盛Z的盐溶液,X跟Y的盐溶液不反应;只有W在自然界中能以单质形式存在,则这四种金属的活动性顺序是()
A.Z>Y>X>WB.X>Z>Y>W
C.Y>X>Z>WD.Y>Z>X>W
解析:根据金属活动顺序表中,排在氢前面的金属能从非氧化性的酸溶液中置换出酸中的氢,反之不能发生反应;前面的金属能把排在后面的金属从其盐溶液中置换出来。根据题意,X能与Z的盐溶液反应,说明X>Z;X不能与Y的盐溶液反应,说明Y>X;而只有W在自然界中能以单质形式存在,说明W最不活泼,所以答案为C。
6.2 实验操作步骤先后的排序题。用CO还原赤铁矿石的实验中,有①点燃酒精灯,加热氧化铁;②撤去酒精灯,停止加热;③通入CO,并在装置的出口处将CO点燃;④停止通入CO;⑤检验装置的气密性;⑥待还原生成的铁完全冷却;⑦装入药品等七步操作。下列操作顺序中,正确的是( )
A.⑦⑤③①②⑥④ B.⑤⑦③①②⑥④
C.⑤⑦③①④⑥② D.⑦⑤③①⑥④②
解析:制取气体前,首先应检查装置的气密性,然后装入药品;向实验装置通入可燃性的气体时,应先通一会气体再加热,目的除去装置中的空气,防止产生爆炸;为防止被还原的灼热的铁粉被空气重新氧化,实验完毕时应先停止加热至玻璃管中的铁完全冷却后再停止通入CO。故答案应选B。
6.3 溶液中某些量的大小的排序题。t℃时,A物质的饱和溶液中A的质量分数为15%,B物质的溶解度为25g,C物质的10g饱和溶液蒸干后可得1.5gC。若取等质量的三种物质的饱和溶液,则三种溶液中所含溶质的质量大小顺序是( )
A.A>C>BB.C>A>BC.B>C=AD.A>B>C
解析:在等质量的饱和溶液中,溶质的质量分数越大,所含溶质的量就越多。在本题中根据所给条件计算出三种溶液中溶质的质量分数。在A、B、C三种物质的饱和溶液中,A溶液的质量分数为15%,B溶液的质量分数为20%,C溶液的质量分数为15%,故本题的正确答案为C。
由上可知,正确的“排序”对学好初中化学有不容忽视的作用。我们必须重视它,掌握它并运用它。