运用物理知识解决化学问题，本文主要内容关键词为：物理论文,化学论文,知识论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
随着时代发展，化学教育的目标不仅仅局限于发展学生的化学认知能力，更应注意学生个性和创造力的发展。要求学生能自主地学习，并有所感悟、有所创造。这就要求学生不仅掌握全面的化学知识，更应掌握相关科目的知识，才能全面提高应用知识的意识和实践能力，具有创新精神。随着高考改革的深入，3＋X考试模式的推进，更体现了各科知识相互渗透，相互作用，相互促进的科学发展总趋势。本文就物理知识在化学中的应用偶举一二，供参考。
一、运用密度概念，分析某些现象
例1 在一烧杯中盛有100mL2mol·L[－1]的硫酸溶液，同时有一表面光滑的塑料小球悬浮于溶液中央（如图1所示）。 向该烧杯里缓缓注入0.4mol·L[－1]的氢氧化钡溶液至恰好完全反应，在此实验过程：
（1）在烧杯里，能观察到的实验现象有：
①_______________________
②_______________________
（2）写出实验过程中的离子方程式。
分析：本题的一个现象是：产生白色沉淀。但另一现象小球究竟是“上浮”还是“下沉”？这就需要了解硫酸溶液的密度大于1g／mL，加入氢氧化钡溶液至恰好完全反应，离子方程式为：
三、运用金属是热的良导体，解释可燃气体的防爆装置
例3 在半导体工业中，有一道工序叫烧氢，烧氢的工艺流程如图2。工作时，是将石英管D出口处氢气点燃。半导体硅片、 焊片和金属零件从石英管口送入加热区，在氢气还原气氛中加热使焊片溶化，将单晶硅与金属零件焊接在一起。焊接后再将零件拉至冷却区，冷却后取出，烧氢工艺中的氢气纯度要求极高。工业氢气虽含量99.9％，但仍含有极微量的水蒸气和氧气，所以氢气点燃前需进行处理。
试回答下列问题：
（1）装置B的作用是____________；
化学方程式为：____________。
（2）装置C中的物质是____________；
C的作用是____________。
（3）点燃氢气前将E（带导管胶塞）接在D出口处，目的是_____。
（4）装置A是安全瓶，其中填充大量铜屑的作用是_________。
分析：本题围绕“氢气作保护气，焊接硅片与金属”的问题，着重考查考生运用所学知识灵活解决问题的能力。阅读本题学生不难回答前3问。（1）装置B的作用是除去
质是无水氯化钙或碱石灰，C的作用是吸收水蒸气；（3）点燃氢气前将E接在D出口处，其目的是检验氢气的纯度。而回答第（4）问时甚感棘手，这正是物理知识不能灵活应用的缘故。先来联想一下物理常识，用一块铜网放在酒精灯的火焰上方，火焰只在铜网的网眼下晃动而不会透过网眼上方燃烧。这是因为铜是热的良导体，铜网将热量吸去，使酒精灯在铜网上方的蒸气达不到着火点，故此题A装置中充满铜屑可吸收大量的热，降低温度，使导管里边的氢气达不到着火点，有效防止氢气燃烧回火，不致引起爆炸。
四、利用大气压力知识，解释某些实验
高中阶段典型的“喷泉实验”就是由于烧瓶内气压减小而形成的。又如：
例4 如图3所示，锥形瓶内盛有气体X，滴管内盛有液体Y，若挤压胶头滴管，使液体滴入瓶中，振荡，一会儿可见小气球a鼓气，气体X和液体Y不可能是（ ）。
A.X是NH[,3] Y是H[,2]O溶液
B.X是CO[,2] Y是稀H[,2]SO[,4]溶液
C.X是SO[,2] Y是NaOH溶液
D.X是HCl溶液 Y是NaNO[,3]溶液
分析：本题小气球鼓气是由于锥形瓶内气压减小，受外压（大气压）作用所致。而锥形瓶内气压的减小应考虑X气体易溶于Y溶液中或与Y溶液反应。故不可能产生题述现象的应为B，因CO[,2]难溶于稀H[ ,2]SO[,4]中，锥形瓶内气压改变不大。
例5 如图4所示，请在适当位置添加两根玻璃导管，使它成为连续的无需人操作的过滤装置。
分析：这是一道实验设计题，主要考查设计实验装置的能力，有一定难度。需要联系一定的物理知识和生活常识。从一个倒置的烧瓶中流出液体跟医院里挂瓶很像，应有两根管子插入瓶中，一根进入空气，一根流出液体，但其滴液速度受开关控制。此题要求添加两根玻璃导管，也应一根进入空气，一根流出液体。要使它成为连续无需人操作的过滤装置还应考虑悬浊液液面不能高于滤纸边缘。故进空气的a 管下端应低于滤纸边缘，上端应伸入圆底烧瓶底部，而玻管b上端稍伸出橡皮塞即可，下端应低于a管的下端（见图5）。这样随着液体不断流出，漏斗内液面不断上升，a管下端被液封，空气就不能进入圆底烧瓶，瓶内气压减小使b管液体流速减小，漏斗内液面上升趋势就将减弱，随着过滤操作不断进行，液面逐步下降，低于a管下端管口时，空气又从a管进入，瓶内气压增大，b管液体流速又会增大。如此循环往复，达到实验目的。
此外，热胀冷缩原理，虹吸现象等物理知识在解决化学问题时也有广泛应用，这里不再一一赘述。
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