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简答题 高中化学
2023-03-14

某化学教师在- -次化学测验中设计了下列试题,并**生 的解题结果进行了统计和分析。

[试题]工业含铬(Cr)废水的处理通常是将Cr2O2转化为

Cr3+,再将其沉淀。某含Cr2O2的工业废水用硫酸亚铁铵

[FeSO4. (NH4)2SO4 .6H2O]处理,反应中铁元素和铬元素完全转化为沉淀。该沉淀干燥后得到n mol FeO●FeyCrxO3(FeyCrxO3中Fe为+3价)。若不考虑处理过程中的实际损耗,下列叙述正确的是

A.消耗硫酸亚铁铵的物质的量为n(2-x) mol .

B.废水中Cr2O?2的物质的量为nx mol

C.反应中发生转移的电子数为3n mol

D.在FeO而FeyCrxO3中3x=y

[测验结果]参加测验学生的答题情况统计如下,

试根据上述信息,回答下列问题:

(1)本题正确的选项是什么?(3分)

(2)请分析和诊断各个选项学生解答错误的原因。(8分)而

(3)本题考查的主要内容是什么?如果要你讲评本题,你教给学生的正确解题思路是什么?(4分)

参考答案

暂无

答案解析

(1)本题正确选项为D。
(2) A.由铁元素守恒,消耗硫酸亚铁的物质的量为n (y+1)mol#n (2-x) mol. 学生误选A,忽略了最终沉淀中的铁元素都来自于硫酸亚铁铵。
B.根据铬电子守恒,铬原子为nxmol, 重铬酸根为0.5nxmol,选B的学生忽略了每个Cr2O7中含有两个铬原子;
C.得到mmol FeOFezCrxO3,则- -共有nxmolCr原子参加反应,1molCr转移电子3mol,故转的电子数为3nxmol。学生错选C是因为忽略了FeOFezCr2O3中Cr的x”这一角标;
D.反应中Cr由+6价变成+3价,Fe部分由+2价变成+3价,由得失电子守恒可知(6-3) x=yx (3-2), 即3x=y,故D正确;学生不选D可能是对题干分析不清晰,忽略了Fe,CrxO3中Fe为+3价、Cr为+3价。
(3)本题主要考查的是氧化还原反应中,利用原子守恒以及得失电子守恒进行计算。
①首先对题干进行分析,分析反应过程中化合价发生变化的元素,确定反应类型是氧化还原反应,但是无需写出完整的化学反应方程式,只需要表示出物质变化即可。
②接下来对选项进行整体分析,不难发现解决A、B选项需要结合铁原子守恒、铬原子守恒, C、D选项的解决需要结合氧化还原反应中得失电子守恒。
③接下来请学生自主分析完成计算。
④最后总结本题的解题思路:明确氧化还原反应中存在的原子个数守恒、电荷守恒规律是解题关键,注意在计算中守恒思想的应用。

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阅读案例,并回答问题。

下面是某教师关于" 化学反应的限度”的教学活动实录片段:

环节一:了解反应限度

教师:(创设情境)19世纪,为了生产更多的氮肥,科学***希望用氢气和氮气合成氨时,反应物能完全转化为生成物,但是却始终未能成功。

教师:同学们想过吗,是不是在****化学反应中反应物都能转化为生成物?让我们一起来做-做下面的实验(学生分组做以下实验):

①取1滴管0.1mol.L-1的KI溶液于试管中,向其中加入2滴0.1mol.L-1的FeCl3,溶液,充分振荡;②继续向上述溶液中加入等体积的CCl4, 充分振荡后静置,③在上层清液中滴加1滴KSCN溶液。

教师:大家都观察到了什么现象?

学生:①中溶液变黄;②分层,下层显紫红色;③溶液变成血红色。

教师:这些现象说明什么?为什么***实验③中还能看到血红色?

学生:说明上层清液中还有Fe3+, Fe3+ 不能完全转化为Fe2+

教师:对,说明在2K+2FeCl2=l2+2FeCl2+2KCl反应中, Fe3+不能完全转化为Fe2+,或者说,在反应向右边进行的同时,也在向左边进行。这种在同一反应条件 下,既可以向正反应方向进行,同时又可以向逆反应方向进行的反应,反应有一定的限度, 反应物不能完全转化为生成物,这类反应就被称为可逆反应。

教师:你们还能列举哪些可逆反应?

学生:合成氨反应。

教师:对,合成氨反应是可逆反应,氮气和氢气在合成氨气

的同时,氨气也在分解。

学生:氢气和氧气生成水。

教师:是吗?我们一起来分析一下。可逆反应是指在相同条件

下,既可以向正反应方向,又可以向逆反应方向进行的反应。氢气和氧气生成水的条件是点燃,水电解生成氢气和氧气的条件是通电。显然,氢气和氧气生成水的反应不是可逆反应。

环节二:理解反应限度

教师:(创设情境)某实验***研究中,450°C时, 往一个2L的密闭容器中充入1molN2和3molH2,反应过程中对NH3 的浓度进行检测,得到的实验数据如下:”

教师:请大家根据上表分析氨气的浓度呈现怎样的变化规律?

学生:氨气的浓度先增大后保持不变。

教师:为什么氨气浓度会有这样的变化?我们可以绘制氨气的生成速率(正反应速率)与分解速率(逆反应速率)随时间变化的速率(v)- -时间(t) 关系图来分析。

我们知道,反应速率和反应物浓度成正比,开始****体系中没有氨,氨的分解速率为0,随着反应的进行,正反应速率逐渐变小,逆反应速率逐渐增大,直至正反应速率与逆反应速率相等。此时,氨分解和合成的速率相等且都不为0,所以氨的浓度保持不变。反应物和生成物的浓度不再变化,可逆反应达到最大限度,即化学平衡状态,所以化学平衡**是动态平衡。

环节三:

问题:

(1 )请简述该案例中教师的主要教学思路。(6分)

(2)请分析该教师上述教学过程的主要优点。(10分)

(3)该案例中教师的教学还可以做哪些优化?(4分)