化学反应法

化学反应法（共12篇）

化学反应法 篇1

摘要：本实验利用硅烷在隔绝空气条件下与氢氧化钠溶液反应原理, 根据反应后气体变化量来测定硅烷纯度。通过试验确定了测定硅烷纯度的分析条件, 并且这种方法相较于其他方法操作简单, 分析成本低, 适用的纯度范围广, 精密度和准确度高。

关键词：硅烷,氢氧化钠:气体变化量

1 引言

硅烷在常温下是一种易燃的气体, 与空气接触时就会自燃。加热或燃烧时, 硅烷分解生成硅和氢气, 有着火和爆炸的危险。硅烷在集成电路制造、太阳能电池、涂膜反射玻璃等方面应用广泛。能够迅速测定硅烷的纯度是工业生产过程中动态监测的主要任务之一, 是保证生产正常运行的重要手段。因此, 如何快速测定硅烷的纯度具有重要意义[1, 2, 3]。

本文主要探讨的是利用化学反应吸收法测定硅烷纯度, 该方法操作简便、测定速度快、准确度高、纯度测量范围大, 并且分析成本低, 适用于以任何方法制取的硅烷气体纯度的检测。

2 化学反应吸收法测定硅烷纯度原理

化学反应吸收法测定硅烷纯度, 是基于硅烷在隔绝空气的条件下与氢氧化钠溶液反应, 根据气体变化量与纯硅烷完全反应气体增长值的比值来测定。

3 实验仪器及方法

3.1 实验仪器及试剂

(1) 实验仪器:20.00ml注射器 (分度值0.05ml) , 球胆, 烧杯。

(2) 实验试剂:封闭液 (蒸馏水、酸类、醚类中的一种) , 氢氧化钠溶液。

3.2 实验步骤

选用注射器, 吸取封闭液并排尽注射器内气体, 吸取待测气体并读取数值;将吸取后的注射器放入氢氧化钠溶液进行反应吸收, 待完全反应平衡后, 读取此时数值;两数值的差值占所取样品的百分比即为硅烷反应增长的数值, 再将此数值与纯硅烷完全反应增长的数值之比即为硅烷的纯度。

4 实验结果及讨论

4.1 测定结果分析

4.1.1 吸取样品量的确定

按3.2所示试验方法, 用注射器分别吸取同一袋样品气1.00ml、2.00ml、3.00ml、4.00ml、5.00ml进行测定, 以蒸馏水做封闭液, 在相同浓度的氢氧化钠溶液、相同反应时间条件下完全反应后得到的数值如表1所示:

由表1可知, 取样量在3.00ml-5.00ml时气体完全反应平衡后的体积值在相对于20.00ml注射器中占合适比例, 再者由于如果气体纯度很低, 那么当取样量在1.00ml-2.00ml时气体完全反应平衡后的体积值会更小, 因此将对试验结果造成很大的误差, 所以实验中通常选择3ml≦x≦5ml作为吸取样气的体积数。

4.1.2 反应时间的确定

按3.2所示试验方法, 用注射器分别吸取同一袋样品气各4.00ml, 以蒸馏水做封闭液, 在相同浓度的氢氧化钠溶液条件下进行试验, 反应时间分别30分钟、60分钟、90分钟、120分钟平衡后得到的数值如表2所示:

由表2可知, 根据相同样品量在相同浓度氢氧化钠溶液不同反应时间所得的数据表, 我们可以确定反应60分钟以上硅烷气已完全反应, 所以通常选择60min≦x≦90min作为本实验的反应时间。

4.1.3 Na OH溶液浓度的确定

按3.2所示试验方法, 用注射器分别吸取同一袋样品气各3.50ml, 以蒸馏水做封闭液, 在相同反应时间、不同浓度的氢氧化钠溶液条件下进行试验待平衡后得到的数值如表3所示:

由表3可知, 于40%氢氧化钠溶液浓度时, 60min后, 硅烷气已反应完全, 所以选择40%≦X≦60%作为最佳溶液浓度。

4.1.4 封闭液的确定

按3.2所示试验方法, 用注射器分别吸取同一袋样品气各4.50ml, 以不同物质做封闭液, 在相同反应时间、相同浓度的氢氧化钠溶液条件下进行试验待平衡后得到的数值如表4所示:

由表4数据可知, 除乙醚外, 本实验可以选用其它三种封闭液中的一种作为此实验的封闭液。

4.2 实验结果讨论

4.2.1 实验结果准确度的检测

为了使实验数据更具有说服力, 在数据测定时要进行准确度的实验, 这个实验主要体现为测定结果与色谱结果的对比。对于同一气体, 用两种方法测定结果数据如表5所示:

4.2.2 注意事项

(1) 注射器的选用时应选择密封性好的注射器, 以避免漏气增大测量误差。

(2) 注射器吸取封闭液后要确保将气泡排尽才可以吸取待测气体。

(3) 承装封闭液的烧杯和氢氧化钠的烧杯中的液体应确保足够多以起到密封的作用。

(4) 放入氢氧化钠溶液中吸收时应确保气体和氢氧化钠溶液完全反应平衡后读取数值。

(5) 完全反应平衡后读数时应确保注射器温度达到室温, 尤其是以酸类做封闭液时由于酸碱放热反应, 注射器内会产生很多小气泡, 导致读数不准确, 增大系统误差。

(6) 在实验室中应选择精度高、量程大的注射器, 以减小试验本身的系统误差。

5 结论

本实验利用化学反应吸收法测定硅烷气体的纯度, 实验结果表明这种方法的可行性, 这说明我们可以用这种方法对硅烷气体纯度进行测定, 并且这种方法相较于其他方法它的操作简单, 分析成本低, 测定时间短、使用的纯度范围广, 准确度高。

参考文献

[1]胡晨展, 余京松, 姚奎鸿.硅烷在现代科技中的地位[J].低温与特气, 1998, 16 (4) :12

[2]桂子王.硅烷的制备、性质及应用[J].特种气体, 1984 (2) :47-56

[3]吕自立.高纯度低成本硅烷工艺研究[D].杭州:浙江大学, 1992:2-24

[4]GB/T 15909-2009.Gas for electronic industry-Silane (电子工业用气体硅烷.中华人民共和国国家标准)

化学反应法 篇2

(一）混和气体计算中的十字交叉法

【例题】在常温下，将1体积乙烯和一定量的某气态未知烃混和，测得混和气体对氢气的相对密度为12，求这种烃所占的体积。

【分析】根据相对密度计算可得混和气体的平均式量为24，乙烯的式量是28，那么未知烃的式量肯定小于24，式量小于24的烃只有甲烷，利用十字交叉法可求得甲烷是0.5体积

（二）同位素原子百分含量计算的十字叉法

【例题】溴有两种同位素，在自然界中这两种同位素大约各占一半，已知溴的原子序数是35，原子量是80，则溴的两种同位素的中子数分别等于。（A）79、81（B）45、46（C）44、45（D）44、46

【分析】两种同位素大约各占一半,根据十字交叉法可知,两种同位素原子量与溴原子量的差值相等,那么它们的中子数应相差2,所以答案为D

（三）溶液配制计算中的十字交叉法

【例题】某同学欲配制40%的NaOH溶液100克，实验室中现有10%的NaOH溶液和NaOH固体，问此同学应各取上述物质多少克？

“振荡法”银镜反应实验研究 篇3

关键词：超微量化学实验；银镜反应；正交实验；微升级；试剂用量

多年以来，中学化学教科书沿用一种实验方案：先配制银氨溶液，然后加入乙醛，再水浴加热。遵循这种方法操作，往往达不到理想的实验效果：要么得到灰黑色浑浊液体，要么看到灰白色不均匀、不光亮的镜子。即使实验成功了，银镜也仅限于溶液浸润部分，范围不够大。作为课堂演示实验，不能引起“轰动效应”。

为此，经过多次研究，我发现只要溶液浓度比较准确，比例适宜，通过“振荡”（不用水浴）的方法，在常温条件下即可得到大面积光亮的银镜。现介绍如下，以供同仁们参考。

方法一：在洁净的试管中加入2mL2%AgNO3溶液，滴入1～2滴5%NaOH溶液，振荡后，一边摇动试管，一边逐滴加入2%稀氨水，直到最初产生的沉淀恰好溶解。为了保证不使氨水过量，可回滴1滴2%AgNO3溶液试验，若又浑浊再加氨水，至得到澄清透明的银氨溶液为止。在所配制的银氨溶液中加入2～3滴（不宜更多，反应过快则得不到银镜）40%乙醛，塞上橡皮塞，立即、并不间断地振荡试管，可以看到溶液和试管壁逐渐变黑，1～2min后即可得到大面积光亮致密的银镜。如果振荡效果好的话，整个试管内壁都会被镀成光亮的银白色，现象非常壮观！

值得注意的是，乙醛溶液久置會发生聚合反应，生成的聚合物微溶于水，在试剂瓶中位于乙醛溶液上层，与下层水溶液界限分明。聚合后的乙醛不能发生银镜反应，所以实验时应取下层溶液。

用葡萄糖溶液实验，则在上述配好的银氨溶液中加入1 mL10%葡萄糖溶液，振荡即可。这时反应所需时间稍长于前者，但成镜效果没有差别。

方法二：将1 mL2%AgNO3溶液和2 mL10%葡萄糖溶液在一只洁净试管中混合均匀后，加入1～3滴2%氨水，塞上橡皮塞，立即振荡，反应即开始进行，2～3min内形成大面积光亮的银镜。以5～6滴乙醛代替葡萄糖溶液，反应也能进行，但时间较长，成镜效果比前者稍差一些。

以上第二种实验方案显然比第一种要更加方便，但依据教材所介绍的“银镜反应”原理却难以解释。一般认为银镜反应中，银氨络离子作为氧化剂将醛氧化成酸，而自身被还原析出金属银。但也有人认为银镜反应中的氧化剂实际是氧化银，而银氨络离子主要起调节银离子被还原速率的作用——以便形成较好的银镜。我们验证过，在硝酸银与葡萄糖的混合液中加入NaOH溶液，也能发生反应，但速率过快，只能得到黑色浊液。基于这种理论，我们认为在方法二中，虽然没有先配制银氨溶液，但最后加入的1～3滴氨水起到创造碱性环境，同时提供少量银氨络离子的作用。碱性环境致使产生氧化银，反应即开始进行，银氨络离子在混合体系中虽然浓度不高，但由于不断振荡使其均匀分布，而且其中的氨还可以循环参与反应。这就保证了氧化还原反应按一定速率进行，最终形成银镜。

“振荡法”与“水浴法”相比较，具有很多突出的优点：操作简便，条件温和，反应速率快，成镜效果好，银镜面积大而且节省药品。演示实验中，若依据方法一，以12 mL2%AgNO3溶液，其他试剂按比例操作，即可以使一个容量500 mL的圆底烧瓶光亮如镜。用方法二，仅以20-25 mL2%AgNO3溶液加50 mL10%葡萄糖溶液，摇匀后再加入5 mL2%稀氨水振荡，便可以使一只3000 mL容量的玻璃瓶内壁全部镀上银镜。经粗略测算，方法二中银的利用率在30%以上。

参考文献：

黎茂坚.利用银镜试管及其银重做银镜反应实验的研究[J]. 化学教育，2012（02）.

拆分法书写化学电源的电极反应式 篇4

电极反应式的书写是中学化学教学的难点之一,而化学电源的电极反应式的书写更是困难. 由于化学电源的构造复杂,如何运用课本中几种化学电源的知识来完成陌生的化学电源的电极反应式的书写,成为教师教学过程必须要解决的难点.在日常教学过程中发现,以题讲题的方式,收效甚微. 学生不能从本质上理解和解决问题. 经过这块知识的教学探索,发现用拆分法书写化学电源的电极反应式,学生容易理解,能较好的书写化学电源的电极反应式.

一、拆分法的理论基础

拆分是对整体的不同部分,单独被分开的过程. 书写电极方程式时,我们可以应用这种拆分法. 第一种是对物质的化学式拆分,如H2O的拆分,H2O可以拆分为H+和OH-,也可以拆分为2H+和O2 -或者拆分为—H和—OH. 可见对物质拆分有多种形式,不是固定不变. 如何合理拆分,拆分成哪种形式对写电极反应帮助大,需要考虑题目的情境. 大致上从这几个角度对物质进行合理拆分,一是根据物质的电离产生的离子,可以把物质拆分成相应的离子; 二是根据化合价的正负,把物质拆分为正价离子和负价离子; 三是将物质拆分成基团.

第二种是对总反应进行拆分,把一个氧化还原反应拆分为氧化反应和还原反应两部分. 化学电源的工作原理与原电池的工作原理是完全相同. 利用还原剂在负极失电子,电子通过外电路流入到正极,此处有氧化剂得电子,从而两极产生电势差,实现电子的定向移动产生了稳定的电流. 可见化学电源工作时的反应是氧化还原反应. 电池工作时,负极区还原剂失电子发生氧化反应,正极区氧化剂得到电子发生还原反应. 因此,我们可以把电池的总反应拆分为氧化反应部分和还原反应部分,而这两个部分就是两个电极的电极反应式.

二、拆分法书写电极反应式

1. 对总反应拆分为两个半反应

以江苏教育出版社“化学反应原理”教科书中化学电源这节内容铅蓄电池的电极反应书写为例,阐述拆分法书写电极反应的步骤.

铅蓄电池电池反应:

第一步: 将化学方程式改写为离子方程式:

改写时注意微粒形式的正确书写,单质、氧化物、难溶性物质、弱电解质写成化学式,易溶于水的强电解质写成离子状态. 本反应中铅、氧化铅、水、难溶性物质Pb SO4写成化学式. 硫酸是可溶水的强电解质写成H+和SO2 4. 改写时还要注意元素守恒,如2H2SO4改写4H+和2SO2-4.

第二步: 找出氧化剂及对应的产物( 还原产物) ,还原剂及对应的产物( 氧化产物) ; 写成下列两个半反应: 氧化剂 + ne-→还原产物; 还原剂 - ne-→氧化产物. 铅蓄电池的两个半反应分别为:

第三步: 运用守恒,完成电极反应式. 根据元素守恒和电荷守恒可得:

可见,拆分法书写电极反应式首先对一个氧化还原反应进行拆分,分成氧化反应和还原反应. 再结合离子反应的概念和守恒思想完成电极反应式.

2. 物质拆分法书写电极反应

对于像2H2+ O2= 2H2O这样的燃料电池,如果用拆分总反应的方法还是很难正确书写电极反应式. 如果对反应物或生成物中属于化合物进行合理拆分,可以帮助书写电极反应式. 下面以氢气和氧气燃料电池为例,说明运用物质拆分法书写电极反应的过程.

如,氢气和氧气燃料电池在酸性介质工作的电极反应式:

再如,氢气和氧气燃料电池在碱性介质工作,则电极反应:

因此,有氧气参加的燃料电池,正极反应氧气在水溶液中得电子后稳定的存在形式为OH-或H2O. 如果是强酸性介质中氧气转化为H2O,如果是碱性或中性介质中氧气转化为OH-.如果氧气在无水体系中得电子后为O2 -.

三、拆分法应用于复杂化学电源的电极反应

化学电源有很多,装置新型且反应方程式对学生而言较陌生. 如果能运用上述两类拆分法,可以较快地写出电极反应式.

1. 燃料电池的电极反应

例1 ( 2014年浙江抽测) 液体燃料电池相比于气体燃料电池具有体积小,无需气体存储装置等优点. 一种以肼( N2H4) 为燃料的电池装置如图1所示. 该电池用空气中的氧气作为氧化剂,KOH作为电解质. 写出该电池的电极反应,正极:____,负极: ____.

2. 熔融电池

例2 ( 2013年安徽理综) 热激活电池可用作火箭、导弹的工作电源. 一种热激活电池的基本结构如图2所示,其中作为电解质的无水Li Cl - KCl混合物受热熔融后,电池即可瞬间输出电能. 该电池总反应为:

写出正极:____负极:____.

解析: 这是一个有离子化合物参加的电池反应,把总反应拆分为氧化反应和还原反应. 正极Pb SO4发生还原反应生成Pb,根据元素守恒和电荷守恒可知,正极反应为: Pb SO4+ 2e-=Pb + SO2-4; 负极Ca发生还原反应,Ca - 2e-= Ca2 +.

3. MH—Ni 的电极反应

例3 MH一Ni电池电极反应机理是氢原子在合金中的溶解和脱出,是固溶体电极反应,属于活性材料结构基本保持不变的电极体系. MH - Ni电池中的正极活性物质为Ni OOH,负极活性物质为贮氢合金( MH) ,它可以可逆地吸放氢气. 电池充放电时的总反应为:

为了制得高容量、长寿命的镍氢电池,常用KOH溶液作为电解质溶液. 电池放电时,负极的电极反应式为____. 正极的电极反应式:____ .

解析: 电池放电时,负极储存在合金中的氢通过扩散达到电极表面被氧化生成水或H+离子. 因此,MH不表示化学式,MH中H是原子氢,H的价态为0价. 负极反应的过程为: 第1步: MH - e-→M + H+,第2步: OH-+ H+→H2O; 因此,负极反应式: MH + OH-- e-= M + H2O. 正极Ni3 +被还原为Ni2 +,使附近的氧离子呈现过剩负电荷. 这时水分子分解生成的H+迅速中和局部剩余负电荷. 此过程表示为: 第1步: Ni O( OH) + e^{→Ni2 ++ OH-+ O2 -,第2步: H2OH++ OH-,产生的H+与O2 -电荷互相吸引结合: H++ O2 -→OH-,第3步: Ni2 ++ 2OH→Ni( OH)2.}

高中化学高效学习法 篇5

“观”即观察。前苏联著名生理学家巴浦洛夫在他的实验室的墙壁上写着六个发人深思的大字：观察、观察、观察!瓦特用敏锐的观察力发现了“水蒸气冲动壶盖”从而受到了启发，发明了蒸汽机，这些都说明了观察的重要性。

在化学实验中，培养自己良好的观察习惯和科学的观察方法是学好化学的重要条件之一。那么怎样去观察实验呢?首先应注意克服把观察停留在好奇好玩的兴趣中，要明确“观察什么”、“为什么观察”，然后在老师的指导下有计划、有目的地去观察实验现象。观察应该遵循“反应前──反应中――反应后”的顺序进行，具体步骤是：(1)反应物的颜色、状态、气味;(2)反应条件;(3)反应过程中的各种现象;(4)反应生成物的颜色、状态、气味。最后在老师的引导下对观察到的各种现象进行分析、判断、综合、概括，从而得出科学结论，形成准确的概念，达到理解、掌握知识的目的。

二、动

“动”即动手。这也是教学大纲明确规定的，也是同学们必须形成的一种能力。俗话说：“百闻不如一见，百看不如一验”，亲自动手实验不仅能培养自己的动手能力，而且能加深对知识的认识、理解和巩固，成倍提高学习效率。例如，实验室制氧气的原理和操作步骤，动手实验比只看老师做和自己硬记要掌握得快且牢固的多。因此，我们要在老师的安排下积极动手实验，努力达到实验的目的。

三、记

“记”即记忆。与数学、物理相比较，“记忆”对化学显得尤为重要，它是学习化学最基本的方法，因为：(l)化学本身有着独特的“语言系统”──化学用语。如：元素符号、化学式、化学方程式等，对这些化学用语的熟练掌握是化学入门的首要任务，而其中大部分化学用语需要牢记;(2)一些物质的性质、制取、用途等也必须牢记才能掌握它们的规律。那么怎样去记呢?方法有：(1)要“因材施记”，根据不同的学习内容，找出不同的记忆方法。概念、定律、性质等要认真听老师讲，仔细观察老师演示的实验，在理解的基础上进行记忆;(2)元素符号、化合价和一些物质俗名及某些特性则要进行机械记忆(死记硬背);(3)不断寻找适合自己特点的记忆方式，这样才能节省时间。

四、思

“思”即思考。要善于从一点想到一面，从现象看到本质，从特殊想到规律。上课不仅要动口、动手，更要动脑，想“为什么”，想“怎么办”?碰到难点，不要轻易放弃，要深钻细研，直至找到答案;对似是而非的问题，不要朦胧而过，应深入思考，弄个水落石出。

五、练

妙用守恒法，巧解化学计算 篇6

关键词： 高中化学 化学计算 守恒法

化学计算是化学知识与数学运算的有机结合，从思维角度看，是把化学问题抽象为数学问题进行运算，是一种较高层次的思维。有关综合计算试题是近年来小高考和高考的热点与难点，不仅将高中化学基础知识进行综合，而且在解题方法上渗透许多技巧。本文着重介绍守恒法在化学计算中的应用。在高中我们要接触三种守恒：质量守恒、电荷守恒及得失电子守恒。本文结合一些典型的化学计算例题探讨有关守恒思想的解题技巧在化学计算中的应用。

一、质量守恒

质量守恒定律即参加化学反应的各物质的质量总和，等于反应后生成的各物质的質量总和。实质是反应前后原子的种类没有改变，原子的数目没有增减，原子的质量没有变化。应用质量守恒定律，帮助解决许多化学计算问题。

1.元素守恒

论初中化学的五字学习法 篇7

观

“观”即观察。前苏联著名生理学家巴浦洛夫在他的实验室的墙壁上写着六个发人深思的大字:观察、观察、观察!瓦特由于敏锐的观察看到“水蒸气冲动壶盖”而受到有益的启发后, 发明了蒸汽机, 这些都说明了观察的重要性。我们在化学实验中, 培养自己良好的观察习惯和科学的观察方法是学好化学的重要条件之一。那么怎样去观察实验呢?首先应注意克服把观察停留在好奇好玩的兴趣中, 要明确“观察什么”、“为什么观察”, 在老师指导下有计划、有目的地去观察实验现象。观察一般应遵循“反应前──反应中———反应后”的顺序进行, 具体步骤是: (1) 反应物的颜色、状态、气味; (2) 反应条件; (3) 反应过程中的各种现象; (4) 反应生成物的颜色、状态、气味。最后对观察到的各种现象在老师的引导下进行分析、判断、综合、概括, 得出科学结论, 形成准确的概念, 达到理解、掌握知识的目的。例如序言部分的第四个实验, 在试管中加热碱式碳酸铜, 观察目的是碱式碳酸铜受热变化后是否生成了新物质;观察内容和方法是 (1) 反应前:碱式碳酸铜是绿色粉末状固体; (2) 反应中:条件是加热, 变化过程中的现象是绿色粉末逐渐变黑, 试管壁逐渐有水雾形成, 澄清石灰水逐渐变浑浊; (3) 反应后:试管里的绿色粉末全部变黑, 试管壁有水滴生成, 澄清石灰水全部浑浊。经分析得知碱式碳酸铜受热后生成了新物质黑色氧化铜、水和二氧化碳。最后与前面三个实验现象比较、概括出“变化时生成了其他物质, 这种变化叫化学变化”的概念。从而使同学们一下就明白了两种变化的区别, 起到事半功倍的作用。

动

“动”即积极动手实验。这也是教学大纲明确规定的, 同学们必须形成的一种能力。俗话说:“百闻不如一见, 百看不如一验”, 亲自动手实验不仅能培养自己的动手能力, 而且能加深我们对知识的认识、理解和巩固, 成倍提高学习效率。例如, 实验室制氧气的原理和操作步骤, 动手实验比只凭看老师做和自己硬记要掌握得快且牢得多。因此, 我们要在老师的安排下积极动手实验, 努力达到各次实验的目的。力争完成实验开出率达100%。

记

“记”即记忆。与数学、物理相比较, “记忆”对化学显得尤为重要, 它是学化学的最基本方法, 离开了“记忆”谈其他就成为一句空话。这是由于:化学本身有着独特“语言系统”———化学用语。如:元素符号、化学式、化学方程式等, 对这些化学用语的熟练掌握是化学入门的首要任务, 而其中大多数必须记忆;一些物质的性质、制取、用途等也必须记忆才能掌握它们的规律。怎样去记呢?本人认为: (1) 要“因材施记”, 根据不同的学习内容, 找出不同的记忆方法。概念、定律、性质等要认真听老师讲, 仔细观察老师演示实验, 在理解的基础上进行记忆;元素符号、化合价和一些物质俗名及某些特性则要进行机械记忆 (死记硬背) , 适当加入一些“顺口溜”记忆; (2) 不断寻找适合自己特点的记忆方式, 这样才能花时少, 效果好。

思

“思”指勤于动脑, 即多分析、思考。要善于从个别想到一般, 从现象想到本质、从特殊想到规律, 上课要动口、动手, 主要是动脑, 想“为什么”, 想“怎么办”?碰到疑难, 不可知难而退, 要深钻细研, 直到豁然开朗;对似是而非的问题, 不可朦胧而过, 应深入思考, 弄个水落石出。多想、深想、独立想, 就是会想, 只有会想, 才能想会了。

练

“练”即保证做一定的课内练习和课外练习题, 它是应用所学知识的一种书面形式, 只有通过应用才能更好地巩固知识、掌握知识, 并能检验出自己学习中的某些不足, 使自己取得更好成绩。

微波消解法测定化学需氧量 篇8

化学需氧量 (Chemical Oxygen Demand, 简称COD) 是指在一定条件下, 用强氧化剂氧化水中的还原性物质 (主要是有机物) 所消耗氧化剂相对应的氧的质量浓度, 它是表示水中有机污染程度的指标之一[1]。水体中的有机物污染很普遍, 因此C O D成为有机物相对含量的指标之一, 也是环保监测的一项重要指标。

目前, 国内COD的测试方法主要是高锰酸钾法 (CODMn) 和重铬酸钾法 (CODCr) 。CODCr多用于工业废水和生活污水的分析, 是我国测定化学需氧量的标准方法, 该方法具有测定结果准确、重现性好等优点, 但消耗大量的浓硫酸和价格昂贵的硫酸银, 为了消除氯离子的干扰, 需加入硫酸汞加以掩蔽, 硫酸汞毒性很大, 而且分析时间较长[1]。近年来, 快捷、省试剂、污染小、结果可靠的微波消解法测定COD, 日益引起人们的重视。但由于使用聚四氟乙烯做消解管, 造价昂贵, 且消解完毕仍需标准硫酸亚铁铵溶液回滴[2]。

本实验采用微波消解与光度法结合测定COD, 在微波能量作用下, 可加快分子运动速度, 缩短消解时间[3], 实验时间从原来的2~4 h缩短到4 min;且省去催化剂, 避免了对环境造成二次污染, 降低试验成本。该法具有分析速度快, 消解完全, 操作简便宜行, 试剂用量少等特点, 对于模拟废水的C O D测定, 取得了满意的结果。

1 仪器及试剂

1.1 仪器

λ-17型紫外-可见分光光度计 (美国P-E公司)

WP650型微波炉 (南京三乐集团有限公司)

1.2 试剂

所用试剂均为分析纯试剂。

0.10 mol/L K2Cr2O7标准溶液:准确称取120℃烘干2 h的K2Cr2O7 7.3545 g, 用二次蒸馏水溶解并稀释定容至250 mL。

0.10 mol/L (NH4) 2Fe (SO4) 2溶液:称取19.6065 g (NH4) 2Fe (SO4) 2, 加入10.0mL浓硫酸, 用二次蒸馏水稀释定容至500m L。每天标定一次。

试亚铁灵试剂:称取0.7425 g邻菲罗啉, 0.3475 g FeSO4﹒7H2O于棕色瓶中, 加去离子水50.0 mL。

COD=500 mg/L邻苯二甲酸氢钾溶液:准确称取110℃烘干2 h的邻苯二甲酸氢钾0.2128 g, 用二次蒸馏水稀释定容至500 mL。

1000 mg/L Cl-溶液:称取NaCl固体0.4120 g, 用二次蒸馏水溶解, 稀释定容至250 mL。

Ag2SO4-H2SO4 (1g-100mL) :准确称取Ag2SO4 0.5008 g, 溶于50.0 mL浓硫酸中。

2 实验方法

准确移取3.0 mL COD=500 mg/L邻苯二甲酸氢钾溶液于50 mL圆底烧瓶中, 加入3.0 mL 0.05 mo/L的K2Cr2O7标准溶液, 6.0 mL浓硫酸。将烧瓶加塞密封, 轻轻摇均, 放置在微波炉内, 在功率为520W下, 消解4 min。取出后冷至室温, 准确取出1.00 mL试液, 定容至10 mL, 用蒸馏水做参比, 在波长为440 nm条件下, 测定此溶液中剩余Cr6+的吸光度。

3 实验结果与讨论

3.1 微波消解最佳条件选择

微波加热与传统的加热方式不同, 微波具有很强的穿透力, 有非常有效的瞬时深层加热作用, 其加热是从内到外进行的[5]。

按照实验方法配置溶液, 选定不同功率和微波消解时间, 分别做5次平行测定。在功率为520 W消解4 min条件下, COD值为495.0 mg/L;在功率为520 W消解5 min条件下, COD值为554.5 mg/L;在功率为650 W消解4 min条件下, COD值为561.4 mg/L。

从结果可以看出, 消解最佳条件为功率为:消解功率520 W, 消解时间4 min。

3.2 酸的加入量

在重铬酸钾法测定化学需氧量中, 加入的硫酸的量对氧化速度有很大的影响[4]。在上面所得出的消解条件下, 不改变其他试剂加入量的情况下, 加入不同体积的浓硫酸, 进行消解测定, 分别做5次平行测定。

当浓硫酸的加入量分别为3.0 mL时, COD值为168.0 mg/L;当浓硫酸的加入量为6.0 mL时, COD值为495.0 mg/L;当浓硫酸的加入量为8.0 mL时, COD值为534.8 mg/L。

从结果可以得出, 当加入3.0 mL的浓硫酸时, 结果偏低, 消解不完全;当加入6.0 mL的浓硫酸时, 试验结果理论值保持一致, 误差仅为1.00%;当浓硫酸的加入量为8.0 mL时, 试验结果偏高而且不稳定。所以本试验选择浓硫酸的量为6.0mL, 即浓硫酸的体积体积与试样总体积的比为1:2。

3.3 催化剂的影响

传统的K2Cr2O7回流法, 用Ag2SO4作催化剂, 价格昂贵, 且易造成贵金属资源的浪费。

在以上所得出的消解功率和消解时间条件下, 即消解功率为520 W、消解时间为4 min, 不改变其他试剂的加入量, 加入6.0 mL Ag2SO4-H2SO4 (1g-100mL) 溶液, 用来代替不加催化剂时的6.0 mL浓硫酸。溶液中其他试剂的加入量同上。分别做5次平行测定。加入Ag2SO4作催化剂, 测得COD值为534.8 mg/L;不加催化剂, 测得COD值为495.0 mg/L。

从测定结果可以得出:加催化剂的情况下, 部分K2Cr2O7分解使得试验结果偏高;不加催化剂的情况下, 试验结果与理论值保持一致。所以本试验不加银盐催化剂。

3.4 化学需氧量与吸光度的关系

用邻苯二甲酸氢钾溶液配制COD值分别为500 mg/L, 400 mg/L, 300 mg/L, 200 mg/L, 100 mg/L的标准溶液, 分别加入烧瓶中, 然后分别加入5.0 mL 0.05mo/L的K2Cr2O7标准溶液, 浓硫酸10.0 mL, 在消解功率为520 W, 消解时间为4 min条件下进行消解, 消解后, 测出溶液在440 nm的吸光度A值。

可以得到C O D与A的关系式为COD=1981.71-3867.77×A, 相关系数为-0.9951。

水样测量

准确移取1.0 mL COD=500 mg/L邻苯二甲酸氢钾标准溶液于烧瓶中, 分别加入0.5 mL, 1.5 mL, 2.0 mL 500 mg/L葡萄糖溶液, 试样总体积不足5.0 mL的用二次蒸馏水补充, 在消解功率为520 W、消解时间为4 min的条件下消解, 测出溶液在440nm的吸光度A值, 然后利用COD与A的关系式得出对应的COD值。所得结果见表1。

由实验结果可以看出, 本测定法可以用来测定C O D。

氯离子的干扰

氯离子与重铬酸根共存的情况下, 加硫酸并加热时能产生氧化还原反应, 有游离氯生成, 从而降低了重铬酸根浓度, 使测定结果偏高。但由于在常规方法中有银催化剂存在, 对氯离子的干扰有一定的抑制作用[7]。本试验通过测定氯离子存在时溶液的吸光度, 得出溶液的吸光度与氯离子浓度之间的关系式。

取COD=500 mg/L的邻苯二甲酸氢钾溶液4.0 mL, 分别加入浓度为1000 mg/L的氯离子溶液0.1 mL, 0.2 mL, 0.3 mL, 试样总体积不足5.0 mL的加二次蒸馏水补充, 然后加入5.0 mL 0.05 mol/L K2Cr2O7标准溶液, 10.0 mL浓硫酸。在微波功率为520 W, 时间为4 min条件下消解, 然后测出溶液的吸光度A值。

可以得到吸光度A和氯离子浓度之间的关系式为A=0.0013+3.25×10-4[Cl-], 其中[Cl-]<300 mg/L。

4 结论

根据重铬酸钾在酸性介质中氧化污水中的还原性物质, 从而测定污水的化学需氧量。本文利用微波做能源, 在不加银盐催化剂的条件下进行消解。实验表明, 该方法操作时间短, 测定一个样仅用10分钟, 远远低于标准方法的2~4小时;避免了硫酸汞和贵重银盐的使用, 不会造成二次污染, 降低了分析成本。该方法操作简单快速, 试剂用量少成本低, 可作为经典重铬酸钾回流法的替代方法。

参考文献

[1]李彦娥, 赵秀兰.化学需氧量测定方法的研究进展[J].干旱环境检测.2005, 19 (1) :50～52

[2]吴学深, 夏东升, 陆晓华, 等.微波消解光度法快速测定无挥发性废水的化学需氧量[J].应用化工.2005, 34 (8) :503～505

[3]李太友, 刘琼玉, 涂平.化学需氧量的快速测定方法及其研究进展[J].城市环境.2002, 16 (3) :38～39

[4]刘兴艳.用微波消解快速测定化学需氧量[J].四川师范大学学报 (自然科学版) .1 9 9 4, 1 7 (3) :35～4 0

[5]赵登山.微波消解法快速测定废水中化学需氧量[J].淮阴工学学院学报.2006, 15 (1) :63～65

[6]王振辉.分光光度法测定COD[J].环境保护科学.2003, 29 (116) :43～47

中考化学框架型推断题解法探究 篇9

例1 (2010年桂林) 图1表示初中化学里常见物质之间的转化关系 (部分生成物未全部标出) , A、B为常见的气体, C为常见液体, C、乙为植物光合作用必需的物质, 丙和戊均为黑色固体, 己为红色固体, F是一种具有刺激性气味的气体, 其水溶液呈碱性.

(1) 写出甲、C、F的化学式:甲____;C;F.

(2) 写出E和乙反应的化学方程式 .

(3) 某兴趣小组利用丁和戊反应在实验室制取物质己, 根据所得的物质己的质量, 求得参加反应的物质丁的质量, 但实际消耗的物质丁的质量远远超过计算值, 其原因可能是 (从实验过程分析, 任意答两点) .

解析:本题是一道综合性比较强的推断题, 解题的关键就是要找到突破口, 根据题给信息可知, 植物进行光合作用的原料是水和二氧化碳, 由此推知, 乙是CO2, C是H2O, 再结合题给框图分析, F是一种具有刺激气味的气体, 其水溶液呈碱性, 故知F是NH3, 可见E应该是碱, 因乙是CO2, 并结合所学知识推知甲是CaCO3, 则D是CaO, E为Ca (OH) 2, 由乙+丙→丁, 推知丙是C, 丁是CO, 再结合“丙和戊均为黑色固体, 己为红色固体”推知己是Cu, 戊是CuO.

答案: (1) 甲:CaCO3 ; C:H2O ;F:NH3 (2) Ca (OH) 2+CO2=CaCO3↓+H2O (3) ①为排尽装置中的空气需要先通一会儿丁 (CO) ; ②实验结束后, 为防止生成红色固体己 (Cu) 被氧化, 应继续通入丁 (CO) 直到装置冷却到室温.

点评:有些推断题的突破口在于对题目中所涉及物质给予一定的提示, 而本题的突破口是初中化学学习中的一些特殊的反应, 因此抓住题目所给信息以及对所学知识进行适当总结是解推断题的关键.

例2 (2008年成都市中考题) A、B可发生中和反应, D是生活中最常见的液体.通常情况下, F、G、I为气体, 且F是一种清洁能源.x是目前应用最广泛的金属, y常用作食品干燥剂.各物质间的转化关系如图2所示 (个别产物略去) .

(1) B俗称

(2) F与G混合后遇明火可能发生 与F此性质相似的气体还有

(3) 反应①的反应类型是____;使用金属X制成的刀具切、削菠萝等酸性水果后应及时____原因是____.

(4) 反应 (2) 的化学方程式为.

(5) 反应⑤中, 将B的固体粉末与 (NH4) 2SO4等混合研磨, 可区别 肥与钾肥.

(6) 反应③发生时放出大量热, 化学方程式为 .

反应④的条件是 实验现象是 .化学是研究物质及其变化的科学, 比较反应③④, 你对化学变化的认识是: (写2条) 、 .

解析:解答此题的关键是找好“突破口”, 也就是根据题中的信息先找出我们非常熟悉的容易判断的物质, 然后根据物质相互之间的关系顺推或逆推得出其他物质.根据本题目的描述, 我们很容易判断出D是水, x是铁, y是氧化钙;再进一步推出F是氢气, 然后根据相互之间的转化可分析、推断出其他物质.

答案: (1) 熟石灰 (或消石灰) (2) 爆炸 甲烷或一氧化碳等 (3) 置换反应 洗净擦干 铁比氢活泼, 酸性物质加快锈蚀速率 (4) CaCl2+Na2CO3=CaCO3↓+2NaCl (5) 氮 (6) CaO+H2O=Ca (OH) 2 点燃 剧烈燃烧, 火星四射, 放热, 生成一种黑色的固体有新物质生成、有能量变化、有放热和吸热现象等

点评:学习应当贴近生活, 联系实际, 这是课程标准对化学教学的新要求, 日常生活中最常见的现象与问题都可能成为命题的素材.本题很好地将所学知识运用到解决实际问题中去.本题要充分利用题目所给信息, 把较为明显的信息转换成已知物质, 代入题目中推测出其他物质, 就能得出正确答案.

书写化学方程式的“五步骤”法 篇10

例如:写氯酸钾受热分解制取氧气的方程式时, 具体步骤如下。

第一步:写出反应物、生成物各物质的化学式, 反应物的化学式写在左边, 生成物的化学式写在右边, 中间用“—”相连, 若反应物生成物不只一种, 彼此间用“+”号相连。

第二步:配平化学方程式, 在反应物、生成物各物质化学式的前边, 分别配上一个适当的化学计量系数, 使反应物和生成物中同一种原子的总数都相等。

第三步:注明反应发生的条件, 若反应条件只有一个, 则将其注于“—”上方, 若反应条件不只一个, 则应分注于“—”的上、下方。如果不只一个的条件中有“加热” (即△) 通常要将“△”注于“—”下方, 其他条件注于“—”上方。

第四步:标明“↑”或“↓”的箭头, 若反应物中无气体或难溶性固体, 生成物中出现了气体或难溶性固体, 则要在生成的气体或难溶性固体物质化学式后标明“↑”或“↓”的箭头。

第五步:改“—”为“”。

书写化学方程式时, 不论是简单一些的, 还是稍复杂的都要要求学生严格按照五步骤进行, 使学生慢慢形成习惯。如:

化学反应法 篇11

同样在中学化学问题的解决中有其独到的作用，现举例说明如下。

例1已知：硫氰[（SCN）2]为拟卤素，性质与卤素单质相似，其阴离子（SCN-）的性质与卤素离子相似。现将氯化铁与硫氰化钾混合生成血红色的溶液一分为三，并分别作如下操作：

（1）通入二氧化硫气体;

（2）加入酸性高锰酸钾溶液;

（3）加入氟化钾固体。

结果溶液颜色都褪去。试解释褪色的原因。

分析我们知道溶液呈血红色是因为铁离子与硫氰根离子结合生成了红色的硫氰化铁的缘故，且该反应是可逆反应。若反应朝着硫氰化铁解离的方向进行，则溶液颜色会变浅;当铁离子或硫氰根离子不存在或很少时溶液会变成无色或呈铁离子的棕黄色。同时我们也了解到铁离子具有氧化性，硫氰根离子具有还原性（拟卤素其离子与卤素离子性质相似）。

因此，通入二氧化硫气体和加入酸性高锰酸钾溶液使血红色褪色的原因，可作如下解释：二氧化硫具有还原性能还原铁离子转化为亚铁离子，使化学平衡向硫氰化铁解离的方向进行，导致红色褪去;高锰酸钾具有强氧化性氧化硫氰根离子，同样也使化学平衡向硫氰化铁解离的方向进行，导致红色褪去。

那么，氟化钾既没有氧化性也没有还原性，它不可能通过氧化还原的方法使红色褪去，这说明加入氟化钾固体使其褪色有新的原因。我们运用剩余思维方法分析，其原因只能从氯化铁与硫氰化钾反应的实质去推理。硫氰化铁是铁离子与硫氰根离子通过配位键形成的复杂离子，而氟离子与硫氰根离子性质相似，故氟离子也能与铁离子以配位键的形式形成复杂离子，从而使红色褪去。

图1

例2将某草酸稀溶液与酸性高锰酸钾溶液混合，反应结果有无色体气从溶液中逸出，同时测得溶液的温度在反应过程中变化不大。根据气体逸出的速率与时间的关系记录（图1）。

（1）请解释 速率与时间的关系，引起的主要原因。

（2）设计实验证明你的解释。

分析影响反应速率的外界因素有浓度、温度、压强和催化剂等，引起化学反应速率加快的主要原因有：

①提高反应物的浓度;

②升高反应体系的温度;

③增大有气体物质参加的反应体系的压强;

④使用催化剂;

⑤改变固体颗粒的大小等。

对于敞开容器而言可忽略压强对反应速率的影响;反应中溶液的温度变化不大，说明温度不是引起反应速率加快的原因;而反应开始时反应物浓度最大，故反应开始时反应速率相对于整个反应过程而言应该最大。事实上反应在t0～t1时间内反应速率由慢变快，按剩余思维方法分析，说明在反应过程中产生了引起速率变化的新原因。

从影响化学反应速率的因素出发，我们已经排除了压强、温度对反应的影响，剩下的可能原因只有催化剂了，即设想可能是反应中某一生成物催化了反应，是不是这样呢？我们可以设计如下对比实验加以检验。

实验：取两个大小相等的试管，各加入约10 mL的原草酸稀溶液与酸性高锰酸钾溶液的混合物，其中一个试管中再加入1 mL的蒸馏水，另一个试管中加入1 mL的上述反应后的溶液，观察两试管中产生气体的快慢或溶液褪色的快慢。

若后一试管中产生气体快或褪色快，则说明上述设想的结果正确，反之则另有原因。

例3 次磷酸H3PO2是一种强还原剂，将它加入CuSO4水溶液，加热到40℃～50℃，析出一种红棕色的难溶物A。经鉴定：反应后的溶液是磷酸和硫酸的混合物;X射线衍射证实A是一种六方晶体，结构类同于纤维锌矿（ZnS），组成稳定;A的主要化学性质如下：

①温度超过60℃，分解成金属铜和一种气体;

②在氯气中着火;

③与盐酸反应放出气体。

回答如下问题：

1. 写出A的化学式。

2. 写出A的生成反应方程式。

3. 写出A与氯气反应的化学方程式。

4. 写出A与盐酸反应的化学方程式。

分析整个试题围绕着A是什么物质展开设问。

将题中A物质的有关信息融合如下：

AH3PO2+CuSO4（+H2O）→

A+H2SO4+H3PO4

是红棕色难溶物

具有ZnS型的组成，即1∶1型化合物

加热分解得到Cu和一种气体，可见

A中有Cu

与氯气反应，是一种氧化还原反应

与盐酸反应放出气体，这种气体一定是

A中另一组成元素产生的

据此，首先可以把A写成CuX。X是什么？这是本题的难点。根据质量守恒推理X只可能是S，P，O，H元素。

依据物质的性质及化合价规律，运用剩余推理的方法显然唯有CuH才能与其他信息对应。

所以A是CuH。至此其余的问题可迎刃而解。

答案：1. CuH;

2. 4CuSO4+3H3PO2+6H2O4CuH+3H3PO4+4H2SO4

3.2CuH+3Cl22CuCl2+2HCl

4.CuH+HClCuCl+H2

以上三个例题让我们可领略了“余量思维法”在解决化学问题中的作用，它使我们思考化学问题更全面到位。因此，解决化学问题要打开思维面，具体得法，“余量思维法”为我们解决化学问题提供了新的金钥匙。

初中化学课堂导入法之我见 篇12

一、实验导入法

实验教学在化学教学起着非常重要的作用。用化学实验引入新课, 实验中出现的有趣现象, 可激发学生的学习兴趣和强烈的好奇心。比如在讲到物理变化和化学变化的概念时, 可先分别做水蒸发实验和胆矾跟氢氧化钠反应的实验, 提醒学生观察实验的不同之处, 通过让学生发现实验结果的不同来引出物理变化和化学变化的概念。

二、故事引入法

讲解“二氧化碳性质”时可以通过讲故事导入:在意大利那不勒斯有一个著名的屠狗洞。据说洞中有一个屠狗妖, 人进入洞内安然无恙, 狗却必死无疑。科学家波曼尔决定探个究竟。一天, 他打着火把牵着狗走人洞内。他发现火把的燃烧有点飘忽不定, 不一会儿狗就晕倒了。可是当他蹲下想看令究竟时, 他自己马上也感到呼吸困难了。他抱起狗走出洞外, 哈哈大笑:这屠狗妖就是……你能猜出屠狗妖是谁吗?这样引入新课使枯燥的知识变得趣味横溢了。

三、新闻资料导入法

所谓新闻资料导入, 指的是借鉴当今社会的热点新闻报道或者是以往的事实报道引入。既是史实和热点新闻, 学生也必定很感兴趣, 而感兴趣就有了学习的动力。

在讲蛋白质时, 可用三聚氰胺事件作导入:6月28日, 位于甘肃省兰州市的中国人民解放军第一医院泌尿科收到第一例婴儿患有“双肾多发性结石”和“输尿管结石”的病例。此后全国很多婴儿也患肾结石。后经调查才发现这些“结石宝宝”都服用了同一种奶粉———“三鹿”牌婴幼儿配方奶粉。这些奶粉均添加了三聚氰胺。三聚氰胺是一种化工原料, 可导致人体泌尿系统产生结石。为什么要添加三聚氰胺呢在乳制品中添加三聚氰胺就能提高蛋白质的检测量。通过这种方式引出蛋白质, 能激起学生了解蛋白质的动机。

在乳制品中添加三聚氰胺, 就能提高蛋白质的检测量

四、化学史导入法

在巩固元素的相对原子质量时, 可以为学生介绍我国化学家张青莲教授测得所有样品铟的平均丰度比。1991年8月, 国际原子量委员会在汉堡会议上评审根据该实验中铟同位素丰度, 得出铟原子量为114.818±0.0004, 会议决定推荐铟原子量新值为114.818±0.003, 刷新了1969年沿用的旧值114.82±0.01。这是我国测定的原子量首次被采用为国际标准。这是一件很了不起的成就, 国际友人都为之赞叹说, 一位年逾80岁的老人仍能做此精密测定工作, 非常难得。这是很高的荣誉, 也是我们国家和民族的光荣。这样的引入不但吸引学生, 还可以加强学生作为炎黄子孙的优越感和自豪感, 从而加强爱国主义教育。

五、科普导入

初中化学作为化学学习的起步, 按照《课标》的要求, 了解知识居多.在难度及深度上不作要求.但这决不意味着对初中化学知识只需了解皮毛, 教学中也需要适当对内容作纵深发掘的。在导语设计中, 有时我会适当增加一点科普知识来拓展学生的知识面。例如在讲述《酸和碱之间会发生什么样的反应》时我是这样来设计导语的:“生活中我们老听到有人说胃痛, 胃反酸, 这是因为人的胃液里有溶质质量分数为0.45%-0.6%的盐酸。胃液里的盐酸能够促进胃蛋白酶的催化作用, 使蛋白质被水解吸收, 还能够使蔗糖、麦芽糖水解, 具有杀菌功能。但胃酸过多, 会影响人的消化, 严重时会导致胃穿孔, 这时最好服用含碱性的药物, 如胃舒平 (含Al (OH) 3, ) 。为什么服用这样的药品可以治胃痛与胃反酸呢?这是用了什么原理呢?学了本节课你就会找到一个明确的答案。”我发现学生对这一小段科学知识听得津津有味, 下面的教学进行得就比较顺利了。

花样百出的新课导入, 再配上老师生动的语言, 学生在化学课堂上常常收获惊喜, 久而久之, 他们形成一种习惯的想法, 上化学课很有意思, 自然一上课就很兴奋, 很有激情, 课堂效率自然也就高了。因此, 教师应重视导课艺术的培养

参考文献

[1]陈凤姣, 化学课堂导入阶段学生兴趣调查研究[J].忻州师范学院学报2006, 22 (2)

[2]何金融浅谈初中化学教学中新课的导入[J]科教文汇2009 (11)