實(shí)驗(yàn)作為初中化學(xué)中不可或缺的教學(xué)內(nèi)容,不僅是對化學(xué)理論知識進(jìn)行有效檢驗(yàn)的手段,也是激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣、培養(yǎng)學(xué)生動手實(shí)踐能力的有效途徑。但是在化學(xué)試驗(yàn)中常常會出現(xiàn)一些問題需要我們加以解決，以下是常見化學(xué)實(shí)驗(yàn)問題分析，希望同學(xué)們可以學(xué)習(xí)并掌握!

　　常見化學(xué)實(shí)驗(yàn)問題分析一、蔗糖焰火實(shí)驗(yàn)

　　〔實(shí)驗(yàn)器具〕瓷坩蝸3只，磚頭若干塊，玻璃管1支。

　　〔實(shí)驗(yàn)藥品〕蔗糖、氯酸鉀、硝酸鍶、硝酸鋇、鎂粉、濃硫酸

　　〔實(shí)驗(yàn)方法〕把等量的蔗糖和氯酸鉀分別在研缽中研細(xì)，然后分作三等分，放在3張紙上，再在這3張紙里分別加入硝酸鍶、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(jì)2ml左右)，然后分別滴加入這3只坩堝中，里面便分別噴出紅、白、綠三色焰火來。

　　〔實(shí)驗(yàn)原理〕蔗糖含有碳、氫和氧3種元素，它具有可燃性。因此，當(dāng)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↑由于這種氣體具有極強(qiáng)的氧化能力，能使蔗糖猛烈燃燒，便產(chǎn)生了火焰，分別在里面添加的硝酸鍶，鎂粉、硝酸鋇是顯色物質(zhì)，加硝酸鍶產(chǎn)生紅色焰火，加鎂粉產(chǎn)生白色焰火，加硝酸鋇產(chǎn)生綠色焰火。

　　金屬焰色反應(yīng)即是靠這些顏色來鑒別各種金屬鹽。

　　例題1、下列關(guān)于氧化還原反應(yīng)中的有關(guān)說法中正確的是( )

　　A、被氧化的物質(zhì)是氧化劑

　　B、置換反應(yīng)一定是氧化還原反應(yīng)

　　C、電解質(zhì)溶液導(dǎo)電過程發(fā)生氧化還原反應(yīng)

　　D、元素由化合態(tài)轉(zhuǎn)化為游離態(tài)時，該元素一定被還原

　　[錯誤解答]選B、D。

　　[錯誤原因]對電解質(zhì)溶液導(dǎo)電實(shí)質(zhì)不理解以及對元素化合態(tài)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(yīng)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(yīng)不僅有單質(zhì)參加，而且有新單質(zhì)生成，反應(yīng)過程中一定有電子轉(zhuǎn)移，因此一定是氧化還原反應(yīng);3)電解質(zhì)導(dǎo)電過程，實(shí)質(zhì)就是電解的過程，而電解反應(yīng)一定是氧化還原反應(yīng);4)陽離子得到電子生成單質(zhì)時，發(fā)生還原反應(yīng)(被還原);而陰離子轉(zhuǎn)化為單質(zhì)，因失去電子而被氧化。本題正確選項(xiàng)為B、C。

　　例題2、下列四類反應(yīng)：①置換反應(yīng)，②復(fù)分解反應(yīng)，③沒有單質(zhì)參加的化合反應(yīng)，④沒有單質(zhì)生成的分解反應(yīng)。其中一定不是氧化還原反應(yīng)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(yīng)類型和氧化還原反應(yīng)關(guān)系的理解不夠深入。

　　[正確解答]本題只有A選項(xiàng)正確。根據(jù)置換反應(yīng)的概念和實(shí)質(zhì)可以推知它一定是氧化還原反應(yīng)。對于化合反應(yīng)和分解反應(yīng)，只要有單質(zhì)參加或生成，則一定是氧化還原反應(yīng);而沒有單質(zhì)參加或生成的化合反應(yīng)和分解反應(yīng)，則有些是氧化還原反應(yīng)，有些不是氧化還原反應(yīng)。例如，這樣的兩個反應(yīng)：Na2O2+SO2=Na2SO4、NH4NO3=N2O+2H2O，雖然沒有單質(zhì)參加或生成，但它們?nèi)匀粚儆谘趸€原反應(yīng)。

　　例題3、X、Y、Z為三種單質(zhì)。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( )

　?、賳钨|(zhì)的氧化性：Y>Z>X; ②單質(zhì)的還原性：Y>Z>X;

　?、蹖?yīng)離子的氧化性：X>Z>Y; ④對應(yīng)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(dāng)作金屬或非金屬一種情況考慮。

　　[正確解答]選D。由于置換反應(yīng)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。對于這兩種情況，說法①②都可以是正確的;它們對應(yīng)的離子，如果這些元素金屬性(非金屬)性越強(qiáng)，則對應(yīng)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、鐵屑溶于過量的鹽酸后，再加入下列物質(zhì)，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(qiáng)氧化性，會把鐵與鹽酸反應(yīng)生成的Fe2+氧化為Fe3+。

　　[錯誤原因]忽略酸性條件下NO3—具有強(qiáng)氧化性而漏選。

　　[正確解答]本題正確選項(xiàng)為B、C。對于B的分析同上。解答本題時還應(yīng)該注意的是：題干中指明鹽酸過量，因此反應(yīng)后溶液呈酸性。再往溶液中添加硝酸鋅時，由于溶液中存在H+，硝酸根離子將顯強(qiáng)氧化性，可以將亞鐵離子氧化，反應(yīng)為：

　　4H++NO3—+2Fe2+=3Fe3+NO↑+2H2O

　　因此選項(xiàng)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(fā)生反應(yīng)：A+B——X+C，X是一種單質(zhì)，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(yīng)及元素性質(zhì)的認(rèn)識不夠深入。

　　[正確解答]根據(jù)題意：1)A、B、C都是化合物;2)A、B均含X元素;3)反應(yīng)生成單質(zhì)X，可以推知該反應(yīng)為“歸中型”氧化還原反應(yīng)。即化合物A、B中X元素的化合價“一高一低”(一個高于0價、一個低于0價)，兩者共同作用生成X單質(zhì)(化合價為0)。由于金屬元素在化合物中只呈現(xiàn)正價態(tài)，不可能有負(fù)價態(tài)，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(tài)，又可呈負(fù)價態(tài)，并在一定條件下可以發(fā)生歸中反應(yīng)。例如：2H2S+SO2=3S+2H2O，4NH3+6NO==5N2+6H2O，所以X應(yīng)該是非金屬，即該題的答案為B。

　　例題6、在氧化還原反應(yīng)KClO3+6HCl=KCl+3Cl2+3H2O中，當(dāng)生成0.5molCl2時，氧化產(chǎn)物和還原產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比為___________

　　A、5：1 B、3：1 C、1：3 D、1：5

　　[錯誤解答]選B。由于反應(yīng)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(jù)電子得失關(guān)系守恒關(guān)系，可知：氧化產(chǎn)物和還原產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比為3：1，選擇B。

　　[錯誤原因]不明確該反應(yīng)的實(shí)質(zhì)，解題過程中違背同種元素發(fā)生氧化還原反應(yīng)時化合價變化遵循“只靠近不交叉”的原則。

　　[正確解答]由于該反應(yīng)屬于“歸中型”氧化還原反應(yīng)，反應(yīng)機(jī)理為：KClO3中Cl得到5個電子轉(zhuǎn)化為Cl2(被還原)，同樣的HCl中的Cl失去一個電子轉(zhuǎn)化為Cl2(被氧化)，反應(yīng)中氧化產(chǎn)物和還原產(chǎn)物均為Cl2，且氧化產(chǎn)物和還原產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比等于氧化劑得電子數(shù)和還原劑失去電子數(shù)之比，即5：1;選擇A。

　　例題7、在反應(yīng)11P+15CuSO4+24H2O=5Cu3P+6H3PO4+15H2SO4中，每摩爾CuSO4能氧化P的物質(zhì)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(xué)方程式可看出，當(dāng)15mol CuSO4參加氧化還原反應(yīng)時將生成6mol H3PO4，所以1mol CuSO4 氧化2/5 mol的P并生成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(yīng)(歧化反應(yīng))生成的。

　　[正確解答]本題中的還原劑是P，而氧化劑是P和CuSO4。由于反應(yīng)過程中Cu從+2降為+1，因此反應(yīng)中共得到15mol的電子;而做還原劑的P在反應(yīng)中從0升至+5價，因此1mol P得到5mol電子。因此15molCuSO4在反應(yīng)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(xiàng)為A。

　　例題8、標(biāo)準(zhǔn)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(yīng)后，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]由于2Br- + Cl2=Br2 + 2Cl-，根據(jù)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(qiáng)弱。在氧化還原反應(yīng)中，還原性(氧化性)越強(qiáng)的物質(zhì)(或微粒)優(yōu)先參與氧化還原反應(yīng)。

　　[正確解答]由于Fe2+還原性比Br-強(qiáng)，當(dāng)往FeBr2中通入氯氣，發(fā)生的反應(yīng)依次為：1)Cl2+2Fe2+=2Cl—+2Fe3+;2)Cl2+2Br—=2Cl—+Br2。因此溶液反應(yīng)中反應(yīng)的情況應(yīng)該是：Fe2+被完全氧化并有50% Br— 被氧化。根據(jù)電子得失關(guān)系，F(xiàn)e2+、Br—離子失去的電子總數(shù)(0.02mol+0.02mol=0.04mol)等于Cl2得到的電子總數(shù)。由于每個Cl2在反應(yīng)中得到2個電子，因此Cl2的物質(zhì)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(yīng)次序——對于氧化性或還原性越強(qiáng)的離子，電解過程中一般優(yōu)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(zhì)0.4mol)共熱制取氯氣(假設(shè)HCl揮發(fā)損失不計(jì))，下列敘述中正確的是( )

　　A、反應(yīng)過程中MnO2作催化劑 B、鹽酸未完全反應(yīng)

　　C、參加反應(yīng)的鹽酸有一半被氧化 D、反應(yīng)產(chǎn)生2.24L氯氣(標(biāo)況)

　　[錯誤解答]選C、D。根據(jù)該反應(yīng)中量的關(guān)系：MnO2——4HCl可知，該反應(yīng)中MnO2過量，因此HCl完全反應(yīng)。又因該反應(yīng)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(yīng)的鹽酸有一半被氧化(0.2mol)，得到2.24L的氯氣。

　　[錯誤原因]靜態(tài)考慮反應(yīng)問題，忽略鹽酸濃度變化引起還原性變化的事實(shí)。

　　[正確解答]隨反應(yīng)的進(jìn)行，鹽酸的濃度逐漸減小，對應(yīng)的還原性逐漸減弱，直至發(fā)生的氧化還原反應(yīng)被停止。因此該反應(yīng)過程中，雖然MnO2過量，鹽酸也不可能完全反應(yīng)，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(yīng)的鹽酸一定有一半被氧化(對應(yīng)的量一定少于0.2mol)。因此正確選項(xiàng)為C。(注：許多物質(zhì)的氧化(還原)性會受濃度變化的影響，并在一些具體的反應(yīng)中表現(xiàn)出來。例如，濃硫酸具有氧化性，在加熱的條件下與銅能夠發(fā)生反應(yīng)，隨反應(yīng)的進(jìn)行，硫酸濃度變小，氧化性逐漸減弱，最終反應(yīng)將停止;若參加反應(yīng)的金屬為Zn等活潑金屬，則當(dāng)濃度降低到一定程度(轉(zhuǎn)化為稀硫酸)時，又會有H2產(chǎn)生。又如，濃硝酸具有強(qiáng)氧化性，與銅反應(yīng)生成NO2，隨反應(yīng)進(jìn)行，濃度減小，氧化性將有所減弱。當(dāng)濃度減小到一定程度，反應(yīng)產(chǎn)物變?yōu)镹O。在解此類問題時，必須要打破常規(guī)，“動態(tài)”地考慮反應(yīng)進(jìn)行問題。這類問題也常在化學(xué)計(jì)算中出現(xiàn)。)

　　一，不同的化學(xué)反應(yīng)具有不同的反應(yīng)速率，影響反應(yīng)速率的主要因素是內(nèi)因，即參加反應(yīng)物質(zhì)的性質(zhì)。

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

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

　　2，壓強(qiáng)：當(dāng)其他條件不變時，增大壓強(qiáng)，可以增大反應(yīng)速率。

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

　　3，溫度：當(dāng)其他條件不變時，升高溫度，化學(xué)反應(yīng)一般都要加快。實(shí)驗(yàn)測定，溫度每升高10℃，反應(yīng)速率通常增大到原來的2~4倍。

　　4，催化劑：對于可逆反應(yīng)，能同等程度地改變正、逆反應(yīng)速率。能加快反應(yīng)速率的催化劑叫正催化劑，能減慢反應(yīng)速率的催化劑叫負(fù)催化劑。通常指正催化劑。

　　注意：催化劑具有嚴(yán)格的選擇性;催化劑在化學(xué)反應(yīng)過程中參與了化學(xué)反應(yīng)。