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对于试卷中的理化综合问题,我们在复习时应该注意以下几个方面:
1. 两学科中重要的概念和规律。
2. 书本中相关科学探究的过程、方法和技能,以及科学的态度。
3. 书本中科学史上重要的人物、发明创造及贡献。
4. 应用相关知识认识和解决实际问题,这些问题主要包括学生日常生活中的事物、现象,工业、农业、医药、卫生、国防等方面的应用及以前人类社会生存和发展等问题。
一、溶液的导电问题
例1 如图所示,灯泡发亮,若不断加入某物质发现灯光发暗,直至熄灭,再继续加入该物质,灯泡又发亮,则加入的物质是()。
A.氢氧化钾溶液 B.氢氧化钡溶液
C.氯化钡溶液 D.锌粒
解析:灯光发暗直至熄灭,说明加入的物质使稀硫酸转变成难电离的物质,只有氢氧化钡与稀硫酸反应生成硫酸钡沉淀和水,两种物质均难电离。而A、C、D选项中分别生成硫酸钾、盐酸、硫酸锌均可电离,灯泡不会熄灭。
点拨:此类题是根据物质的导电性与溶液中自由移动的离子数目成正比来解决问题。本题属于化学中的溶液、离子知识与物理中的导电性相结合的综合问题。
二、酸、盐反应和浮力的综合
例2 如图所示:在一烧杯内放置一新鲜鸡蛋,往烧杯内倒入稀盐酸,可以看到蛋壳表面附着一层气泡。
(1)产生气泡的原因(用化学方程式表示);
(2)反应一段时间后,鸡蛋在溶液中上浮,主要原因是。
鸡蛋浮出液面后又会下沉。其原因是。
解析:鸡蛋壳的主要成分是CaCO,向烧杯中加入稀盐酸,与鸡蛋壳接触后发生反应:CaCO+2HCl=CaCl+HO+CO↑,所以观察到鸡蛋壳表面有气泡产生。但反应一段时间后,附着在鸡蛋壳表面的气泡越来越多,使鸡蛋受到向上的浮力大于它所受的重力,故鸡蛋要上浮;在鸡蛋上浮过程中,有部分气泡逸出散失,鸡蛋受到向上的浮力小于它所受的重力,这时鸡蛋会下沉。此种现象会不断重复至鸡蛋表面的气泡减少,浮力不大于重力为止。
答案:CaCO+2HCl=CaCl+HO+CO↑;反应一段时间后,附着在鸡蛋壳表面的气泡越来越多,使鸡蛋受到向上的浮力大于它所受的重力,故鸡蛋要上浮;在鸡蛋上浮过程中,有部分气泡逸出散失,鸡蛋受到向上的浮力小于它所受的重力,这时鸡蛋会下沉。
点拨:本题将化学与物理知识相结合,涉及酸与碳酸盐的反应、浮力的变化问题,比较全面地考查学生综合分析、解决问题的能力。
三、化学与电能、热能知识综合
例3 氢气作为一种能源有很多优点。如何用廉价的方法从水中获得氢能源,是科学家正在研究的新课题。有资料表明:在10V、2A的条件下,通电6h,可电解3.96g水。
根据上面的内容解答以下各题:
(1)计算电解3.96g水消耗的电能。
(2)计算电解3.96g水生成氢气的质量。
(3)已知氢气的热值为1.4×10J/kg,计算这些氢气完全燃烧放出的热量。
(4)请你根据以上计算,说明用电解水的方法大量地制备氢气是否有实用价值。
(5)请你提出两条用廉价方法以水为原料制取氢气的设想。
解析:结合初中物理电能、热能知识及电解水的化学方程式,不难得出答案。
(1)电解3.96g水消耗的电能W=UIt=10V×2A×6×3600s=4.32×10J。
(2)设电解3.96g水生成H的质量为x,据方程式,有
2HO2H↑+O↑
36 4
3.96g x
解得x=0.44g。
(3)H2完全燃烧放出的热量Q=1.4×10J/kg×0.44×10kg=6.16×10J。
(4)由于Q (5)可设想利用太阳能分解水或研究合适的催化剂使水分解得到H2。
点拨:综合题中往往涉及很多知识点,这就要求我们在进行分析时,全面考虑每一个知识点的应用,不能出现遗漏或者张冠李戴的错误。
四、理化综合计算
例4 氢作为一种清洁能源,正日益受到各国的重视,许多汽车厂商正努力研究用氢气作为燃料来取代汽油,生产21世纪的“环保”汽车。现有一轿车由大庆到哈尔滨,需要汽油15千克。问:
①这些汽油完全燃烧产生的热量是多少焦?
②如果该车以氢气为燃料代替汽油,完全燃烧,行驶相同的路程,需要电解水多少千克?(汽油的燃烧值:4.6×10焦/千克,氢气燃烧值:1.4×10焦/千克,计算结果保留一位小数)
解析:①这些汽油完全燃烧产生的热量:
Q=4.6×10焦/千克×15千克=6.9×10焦。
②根据题意知,氢气与汽油完全燃烧产生的热量相同,需要氢气的量:
m=6.9×10焦/(1.4×10焦/千克)=4.9千克。
设需要电解水的质量为x,得:
2HO2H↑+O↑
=
x=44.1千克。
点拨:计算问题,离不开物理过程和化学方程式,因此我们要在对物理过程正确分析的基础上,结合相关的化学方程式解决问题。
1. 两学科中重要的概念和规律。
2. 书本中相关科学探究的过程、方法和技能,以及科学的态度。
3. 书本中科学史上重要的人物、发明创造及贡献。
4. 应用相关知识认识和解决实际问题,这些问题主要包括学生日常生活中的事物、现象,工业、农业、医药、卫生、国防等方面的应用及以前人类社会生存和发展等问题。
一、溶液的导电问题
例1 如图所示,灯泡发亮,若不断加入某物质发现灯光发暗,直至熄灭,再继续加入该物质,灯泡又发亮,则加入的物质是()。
A.氢氧化钾溶液 B.氢氧化钡溶液
C.氯化钡溶液 D.锌粒
解析:灯光发暗直至熄灭,说明加入的物质使稀硫酸转变成难电离的物质,只有氢氧化钡与稀硫酸反应生成硫酸钡沉淀和水,两种物质均难电离。而A、C、D选项中分别生成硫酸钾、盐酸、硫酸锌均可电离,灯泡不会熄灭。
点拨:此类题是根据物质的导电性与溶液中自由移动的离子数目成正比来解决问题。本题属于化学中的溶液、离子知识与物理中的导电性相结合的综合问题。
二、酸、盐反应和浮力的综合
例2 如图所示:在一烧杯内放置一新鲜鸡蛋,往烧杯内倒入稀盐酸,可以看到蛋壳表面附着一层气泡。
(1)产生气泡的原因(用化学方程式表示);
(2)反应一段时间后,鸡蛋在溶液中上浮,主要原因是。
鸡蛋浮出液面后又会下沉。其原因是。
解析:鸡蛋壳的主要成分是CaCO,向烧杯中加入稀盐酸,与鸡蛋壳接触后发生反应:CaCO+2HCl=CaCl+HO+CO↑,所以观察到鸡蛋壳表面有气泡产生。但反应一段时间后,附着在鸡蛋壳表面的气泡越来越多,使鸡蛋受到向上的浮力大于它所受的重力,故鸡蛋要上浮;在鸡蛋上浮过程中,有部分气泡逸出散失,鸡蛋受到向上的浮力小于它所受的重力,这时鸡蛋会下沉。此种现象会不断重复至鸡蛋表面的气泡减少,浮力不大于重力为止。
答案:CaCO+2HCl=CaCl+HO+CO↑;反应一段时间后,附着在鸡蛋壳表面的气泡越来越多,使鸡蛋受到向上的浮力大于它所受的重力,故鸡蛋要上浮;在鸡蛋上浮过程中,有部分气泡逸出散失,鸡蛋受到向上的浮力小于它所受的重力,这时鸡蛋会下沉。
点拨:本题将化学与物理知识相结合,涉及酸与碳酸盐的反应、浮力的变化问题,比较全面地考查学生综合分析、解决问题的能力。
三、化学与电能、热能知识综合
例3 氢气作为一种能源有很多优点。如何用廉价的方法从水中获得氢能源,是科学家正在研究的新课题。有资料表明:在10V、2A的条件下,通电6h,可电解3.96g水。
根据上面的内容解答以下各题:
(1)计算电解3.96g水消耗的电能。
(2)计算电解3.96g水生成氢气的质量。
(3)已知氢气的热值为1.4×10J/kg,计算这些氢气完全燃烧放出的热量。
(4)请你根据以上计算,说明用电解水的方法大量地制备氢气是否有实用价值。
(5)请你提出两条用廉价方法以水为原料制取氢气的设想。
解析:结合初中物理电能、热能知识及电解水的化学方程式,不难得出答案。
(1)电解3.96g水消耗的电能W=UIt=10V×2A×6×3600s=4.32×10J。
(2)设电解3.96g水生成H的质量为x,据方程式,有
2HO2H↑+O↑
36 4
3.96g x
解得x=0.44g。
(3)H2完全燃烧放出的热量Q=1.4×10J/kg×0.44×10kg=6.16×10J。
(4)由于Q
点拨:综合题中往往涉及很多知识点,这就要求我们在进行分析时,全面考虑每一个知识点的应用,不能出现遗漏或者张冠李戴的错误。
四、理化综合计算
例4 氢作为一种清洁能源,正日益受到各国的重视,许多汽车厂商正努力研究用氢气作为燃料来取代汽油,生产21世纪的“环保”汽车。现有一轿车由大庆到哈尔滨,需要汽油15千克。问:
①这些汽油完全燃烧产生的热量是多少焦?
②如果该车以氢气为燃料代替汽油,完全燃烧,行驶相同的路程,需要电解水多少千克?(汽油的燃烧值:4.6×10焦/千克,氢气燃烧值:1.4×10焦/千克,计算结果保留一位小数)
解析:①这些汽油完全燃烧产生的热量:
Q=4.6×10焦/千克×15千克=6.9×10焦。
②根据题意知,氢气与汽油完全燃烧产生的热量相同,需要氢气的量:
m=6.9×10焦/(1.4×10焦/千克)=4.9千克。
设需要电解水的质量为x,得:
2HO2H↑+O↑
=
x=44.1千克。
点拨:计算问题,离不开物理过程和化学方程式,因此我们要在对物理过程正确分析的基础上,结合相关的化学方程式解决问题。