袁成建
化學排序題是中考化學的重要題型,化學排序涉及的內容有物質的基本性質、溶質質量分數、pH的大小以及化學反應、實驗操作的先后順序等。對化學物質的性質強弱、反應先后、相關化學量以及實驗操作流程進行排序是總結歸納化學知識,理解反應原理,強化方案設計的一種重要方式?;瘜W排序題一般含有大量的化學信息,形式變化多樣,對分析思維要求較高,解決該類題型不僅需要具備充足的化學知識,還需要掌握一定的分析技巧,本文將結合考題歸類探究化學排序題,總結知識與方法,以供讀者學習參考。
一、關于物理性質的綜合排序
物質的物理性質是后續(xù)化學研究的基礎,可以被人的感官感知或通過實驗儀器直接測量的數據均稱之為物理性質,前者包括:物質的顏色、氣味、狀態(tài)、揮發(fā)性等;后者包括物質的溶解性、質量分數.密度、導電性、腐蝕性等。對物質的物理性質排序最為有效的方法是結合物質的狀態(tài)和金屬性或非金屬性進行系統(tǒng)的整理。
例1 (2018年鎮(zhèn)江中考化學卷第8題)下列選項的排序正確的是()。
A.利用金屬的年代:Al、Cu、Fe(由先到后)
B.元素鐵的質量分數:FeO、Fe2O3.FeS(由高到低)
C.元素碳的化合價:CH4、CO、Co(由高到低)
D.物質在水中的溶解度:CaCl2.CaCO3、Ca(OH)2(由大到小)
解析 A選項為金屬使用金屬的年代排序,先后順序應為Cu、Fe、Al,錯誤;B選項為鐵的質量分數排序,可以將三種物質變形為2FeO、Fe2O3、2FeS,此時鐵元素的質量相等,只需分析相對分子質量即可,相對分子質量越大則鐵元素的質量分數越小,由88x2>160>72x2可知大小排序應為:FeO>Fe2O3>FeS,正確;C選項化合價大小排序,CH中碳元素的化合價為-4,CO中碳元素的化合價為+2,C。中碳元素的化合價為0,故大小排序為CO>C。>CH4,錯誤;D選項對物質的溶解度排序,結合物理性質可知CaCl2易溶液水,CaCO,難溶于水,Ca(OH)2微溶于水,故大小排序為CaCl2>Ca(OH)2>CaCO3。所以答案應選B。
二、化學反應中金屬的活動性排序
金屬的活動性是分析化學反應進行順序、反應劇烈程度的依據,金屬活動性順序表是判斷金屬活動性強弱的基本方法,同時還可以結合金屬與同一物質的反應條件、反應現象、難易程度來判別。另外也可以結合置換反應來分析,在同一置換反應中,還原劑的金屬活動性強于氧化產物,若置換反應難以進行,則該金屬的金屬活動性弱于置換的金屬。
例2 (2018 年巴中中考化學卷第10題)有X、Y、Z三種金屬,X在常溫下就能與氧氣反應,Y、Z在常溫下幾乎不與氧氣反應;如果把Y和Z分別放入硝酸銀溶液中,過一會兒,在Z表面有銀析出,而Y沒有變化,根據以上實驗事實,判斷X、Y、Z三種金屬的活動性由強到弱的順序是
A.X、Y、Z
B.X、Z、Y
C.Y、Z、X
D.Z、Y、X
解析 X在常溫下可以與氧氣反應,而Y、Z幾乎不能,則X的金屬活動性最強,Y和Z分別與硝酸銀溶液反應,前者可以將銀置換出來,而后者不能,則三者之間的金屬活動性關系為Z>Ag>Y,綜合可知X、Y、Z三種金屬的的活動性順序為X>Z>Y,所以答案應選B。
三、溶液中溶質質量大小排序
計算溶液中溶質的質量有多種方式,可以根據溶質的質量分數、溶質的溶解度,還可以通過蒸發(fā)稱量的方式獲得。其中溶質的質量分數與溫度無關,僅與溶質和溶劑的質量有關,根據其變形公式可以由溶質的質量分數計算溶質的質量。而溶解度是某一溫度下物質在某一溶劑中的溶解性的大小,因此該溶液必為飽和溶液。在對溶質質量排序時,需要結合具體的概念直接計算出溶質的質量。
例3 現有X、Y、Z三種溶液,溫度為tC時,X溶液中溶質X的質量分數為15%,而Y溶液對應溶質Y的溶解度為25g,將10gZ的飽和溶液進行蒸發(fā)可以得到1.8g的物質Z。則等量的三種溶液中對應溶質的質量由大到小排序應為()
A.X、Z、Y
B.Z、X、Y
C.Y、Z、X
D.X、Y、Z
解析 ,上述溶質的質量分別與溶質質量分數、溶解度和蒸發(fā)后固體的質量有關,比較等質量溶液中溶質的質量大小,可以將其均轉化為對應溶液的溶質質量分數,溶質質量分數越大,則溶質質量越大。對于溶液X,其質量分數為15%,溶液Y的質量分數應為20%,溶液Z的質量分數為18%,所以溶質的質量大小為Y>Z>X.所以答案應選C。
四、溶液pH的大小排序
pH是衡量溶液酸堿性的量,pH=7時表示溶液為中性;pH<7時溶液為酸性,且pH越小溶液的酸性越強;pH>7時溶液為堿性,且pH越大D溶液的堿性越強。溶液酸堿性的判定方法有兩種:一種是采用pH試紙,二是利用化學試液,如紫色石蕊試液,酸性溶液可以使其變紅,堿性溶液可以使其變藍,中性溶液不變色。
例4 (2017 年廣西來賓中考化學卷第15題)分別向甲、乙、丙三種無色溶液中滴加紫色石蕊試液,觀察到甲溶液變紅色,乙溶液變藍色,丙溶液變紫色。則它們的pH由小到大的排列是()。
A.甲、乙、丙
B.甲、丙、乙
C.乙、甲、丙
D.丙、甲、乙
解析 甲溶液使紫色石蕊試液變紅,則溶液為酸性,pH<7;乙溶液使紫色石蕊試液變藍,則溶液為堿性,pH>7;丙溶液不使紫色石蕊試液變色,則溶液為中性,pH=7。則三種溶液的pH排序為甲<丙<乙,所以答案應選B。
五、物質除雜提純的過程排序
物質除雜提純是一個綜合思維的過程,涉及到物質的化學和物理性質,需要考慮反應條件、除雜順序、雜質引人與消除等因素,合理的安排實驗順序是物質提純的關鍵。一般在除雜提純過程中需要將可溶性雜質轉化為沉淀或者氣體,如加入過量的試劑則必須將其去除,以防新雜質引人,除雜方案設計越簡潔越好。
例5 已知NaCl溶液中含有雜質CaCl2、MgCl,和Na2SO4,去除雜質的操作步驟有:①加入過量的NaOH溶液,②加入過量的BaCl2溶液,③過濾,④加適量的鹽酸,⑤加人過量的Na2CO,溶液,下列選項對于除雜操作排序正確的是.()。
A.②①⑤③④
B.②①④⑤③
C.①②⑤④③
D.①⑤②③④
解析 分析去除NaCl溶液中的雜質CaCl2、MgCl2和Na2SO.,其中CaCl2和MgCl2含有的陽離子分別為Ca2+和Mg+可以加入NaOH采用生成對應沉淀的方式去除,Na2SO2中的雜質為SO2-,可以采用加入BaCl2生成BaSO,沉淀的方式去除。操作①②不分先后,但之后需要除去引人的新雜質OH-和Ba2+前者用HCI,后者用Na2CO,溶液,且應先進行操作⑤,后續(xù)加入HCl可以與過量的Na2CO,生成無雜的NaCl、H2O和CO2,最后進行過濾即可實現對NaCl溶液提純,所以答案應選C。