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中考化学总复习课件 题型突破01 教材基础实验及拓展创新题 课件
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这是一份中考化学总复习课件 题型突破01 教材基础实验及拓展创新题 课件，共49页。PPT课件主要包含了答案B，图T1-1，图T1-2，图T1-3，图T1-4，图T1-5，针对训练，图T1-6，图T1-7，集气瓶等内容，欢迎下载使用。
基础实验题多取材于教材演示实验和8个学生实验,侧重对“过程、方法”的考查,注重对探究活动进行挖掘和创新,通常以选择题和探究题形式出现。8个必做的学生实验:①氧气的实验室制取与性质实验;②二氧化碳的实验室制取与性质实验;③燃烧的条件实验;④金属的物理性质和某些化学性质实验;⑤一定溶质质量分数的氯化钠溶液的配制实验;⑥酸、碱的化学性质实验;⑦溶液酸碱性的检验实验;⑧粗盐中难溶性杂质的去除实验。突破方法:任题型如何发展创新,解题还是需要基础理论和能力的支撑,所以在复习中要注重实验双基复习,构建实验基础知识板块,充分利用好教材,认识课本上每个实验装置要点、实验仪器作用、实验成败关键、重要现象,理解操作的注意事项等,掌握基本的知识点。在解答此类问题时要仔细研读题目,发现题目中含有探究的一般方法,即提出假设——验证假设——得出结论。要弄清实验的目的、现象和操作步骤,理解实验的原理,语言表述力求准确简练。
类型一 基础实验的原理和过程
[解析] 固固加热型装置试管口略向下倾斜,目的是防止冷凝水倒流炸裂试管,而不是为了利于通入氢气;氢气具有可燃性,与氧气混合,加热可能会发生爆炸,所以反应前要先通入氢气排尽试管内的空气,确保实验安全;反应完成后,为了防止生成的铜被氧化,还需继续通入氢气,直至试管冷却至室温;一氧化碳有毒,直接排放会污染空气,所以需要尾气处理装置,而本装置没有,所以该装置不适合一氧化碳还原氧化铜的实验。
例1 [2018·杭州] 图T1-1为氢气还原氧化铜的实验装置图,下列有关分析正确的是( )A.装置中试管口需略向下倾斜,主要是为了利于通入氢气B.在给试管内药品加热前,需先通氢气排尽试管内的空气C.待药品完全反应后,需同时撤去酒精灯和通氢气的导管D.该实验装置也可直接用于一氧化碳还原氧化铜的实验
例2 [2018·成都] 根据实验回答:(1)图T1-2实验,用药匙的柄把端挑起一点氢氧化钙粉末放入试管中,依次进行实验。观察到现象为:浑浊 变红 红色消失。根据现象判断氢氧化钙的性质有 、 (物理性质和化学性质,各填一条)。 (2)按图Ⅰ实验完毕,所得溶液中除酚酞外一定有的溶质是 ,可能有的溶质是 。 (3)图Ⅱ装置气密性良好。取0.5 g碳酸氢钠于甲中,加入2 mL盐酸, (填操作),并将导管伸入澄清石灰水中,观察到出现浑浊。乙中反应的化学方程式为 。 (4)图中甲作为发生装置还可制得的气体是 (填一种)。
[解析] (1)加入酚酞后变为红色,说明氢氧化钙溶于水显碱性,由溶于水后出现浑浊说明氢氧化钙微溶于水,由加入稀盐酸后,溶液变为无色,说明氢氧化钙可以与稀盐酸反应,故物理性质为微溶于水,化学性质为可以与稀盐酸反应。(2)实验中氢氧化钙与稀盐酸反应一定有CaCl2生成;由于溶液变为无色,则一定不含有氢氧化钙,可能含有HCl。(3)由图可知,操作为塞紧橡胶塞;氢氧化钙与二氧化碳反应生成碳酸钙沉淀和水,反应方程式为Ca(OH)2+CO2 CaCO3↓+H2O。(4)甲装置是固液不加热型装置,故还可以制取氢气或氧气。
例3 [2018·福建] 某研究小组对过氧化氢溶液制取氧气进行如下探究。实验一 氧气制取和性质实验(1)现有如下装置:①实验室用过氧化氢溶液制氧气的化学方程式为 ,应选择的发生装置和收集装置分别是 (填序号,下同)和 。 ②检查装置B气密性的操作是 。 ③用收集的氧气进行“铁丝在氧气中燃烧”的实验,观察到的现象是 , 反应的化学方程式为 。
实验二 探究H2O2质量分数、溶液pH、温度对反应速率的影响(2)设计如下表实验方案:、①实验1~3的实验目的是 。 ②a= ;b= 。
实验三 探究制取氧气的适宜催化剂(3)实验方案如下: Ⅰ. 用MnO2、CuO、Fe2O3、Cr2O3四种催化剂分别与海藻酸钠溶液混合,滴入氯化钙溶液制成含等质量催化剂、大小相同的海藻酸钠微球,备用。Ⅱ. 取30粒含MnO2的海藻酸钠微球,采用如图T1-4装置进行实验。改用其他三种微球,分别重复上述实验,得到如图T1-5的锥形瓶内压强随时间变化的曲线图。
①每次实验时,海藻酸钠微球数应相同的原因是 。 ②用含MnO2的海藻酸钠微球进行实验,60 s时压强瞬间回落,其原因是 。 ③从实验曲线看,催化效果较好、反应温和的催化剂是 。
1.[2018·淄博] 化学兴趣小组的同学用镁条和稀盐酸进行实验,装置如图T1-6所示。下列有关现象和结论不正确的是( )A.反应过程中产生大量的气泡,且试管外壁有热感B.反应过程中气球膨胀,冷却至室温气球恢复原状C.将气球中收集到的气体点燃,可能会听到爆鸣声D.将药品换成生石灰和水,观察到气球膨胀
[解析] 反应过程中产生大量的气体,会使气球膨胀,冷却至室温气球不会恢复原状。
2.某同学对硫在氧气中燃烧的实验做了如图T1-7所示的改进。(1)仪器a的名称是 。 (2)硫在氧气中燃烧时火焰为 。 (3)硫燃烧产生的SO2可以溶解在NaOH溶液中,该反应与CO2溶解在NaOH溶液中的反应相似,该反应的化学方程式为 。 (4)下列鉴别SO2和CO2的方法正确的是 (填序号)。 A.观察两种气体的颜色B.闻两种气体的气味C.将两种气体分别通入氢氧化钠溶液中,观察现象(5)该改进实验的最大优点是 。
2NaOH+SO2 Na2SO3+H2O
减少二氧化硫逸出,防止污染空气
3.[2018·贵阳] 学会物质的分离提纯和准确配制一定质量分数的溶液在实际应用中有重要意义。(已知:20 ℃氯化钠的溶解度为36 g,水的密度可近似看作1 g·mL-1)实验一:溶液配制(1)用氯化钠固体配制100 g质量分数为5%的氯化钠溶液。需要氯化钠 g,水 mL。 (2)0.9%的医用氯化钠溶液俗称生理盐水,可用于补充人体所需电解质。生理盐水中的溶质为 。 实验二:粗盐提纯(3)操作①中玻璃棒的作用是 ,操作②的名称为 。 (4)20 ℃时提纯9 g粗盐,若已知粗盐中氯化钠含量约为80%,溶解时应选择哪一种规格的量筒量取所需要的水最为合适(提供的量筒规格有“10 mL”“25 mL”和“100 mL”),请你选择并说明理由: 。 (5)提纯后的精盐属于 (填“纯净物”或“混合物”)。
[解析] (1)配制100 g质量分数为5%的氯化钠溶液,需要氯化钠的质量为100 g×5%=5 g,水的质量为100 g-5 g=95 g,就是95 mL。(2)生理盐水中的溶质为氯化钠。(3)据图可以看出,操作①是溶解,其中玻璃棒的作用是搅拌,加速粗盐溶解;操作②后得到的是固体和液体,故操作②是过滤操作。(4)粗盐中氯化钠的质量为9 g×80%=7.2 g,该温度下氯化钠的溶解度为36 g,故完全溶解7.2 g氯化钠需要水的质量为20 g,就是20 mL,因此25 mL的量筒最为合适。(5)提纯后的精盐只是除去了不溶性固体杂质,还含有可溶性杂质,因此属于混合物。
4.[2017·随州] 实验探究一:课本第二单元课后作业中有“寻找新的催化剂”的探究内容,实验中学探究小组据此设计了如下探究方案。提出问题 红砖粉末能否作为过氧化氢溶液分解的催化剂?如果能,效果如何?实验探究
已知CuSO4也可作为过氧化氢分解的催化剂。向101.2 g一定溶质质量分数的过氧化氢溶液中加入2 g CuSO4粉末,充分反应后得到溶质质量分数为2%的溶液,则生成氧气 g。 实验探究二:实验室中的试剂一般要密封保存,否则可能会与空气接触而变质。某中学化学学习小组发现一瓶未密封的氢氧化钾固体,对其是否变质进行探究。提出猜想 1.未变质;2.部分变质;3.完全变质。查阅资料 KOH与NaOH性质类似,也能与CO2反应而变质。写出KOH变质的化学方程式: 。
(1)取少量样品于试管中配成溶液,滴加足量稀盐酸,有气泡产生,则猜想 不成立。 (2)准确称取一定质量的固体样品,放在如图T1-9所示装置中进行实验,根据CO2的体积和密度计算变质产物的质量,从而确定变质情况。你认为这个方案是否可行,并说明理由: 。
不可行,因为CO2能溶于水(或与水反应),导致测量结果误差较大
(3)请你另外设计一个方案,进一步探究变质情况。
另取少量样品,配成溶液,滴加足量CaCl2溶液,
产生白色沉淀,溶液变红色
5.[2018·淮安] 某课外活动小组进行如下实验探究。
(1)验证物质的燃烧条件根据图Ⅰ进行实验,实验现象如图所示。①80 ℃热水的作用是 。 ②比较现象a、c,得出燃烧的条件是 。 (2)验证锌与铁的金属活动性①相同条件下,取等质量锌粉、铁粉,根据图Ⅱ进行实验,实验过程中,观察到锌粉表面产生气泡的速率比铁粉快,由此得到的结论是 。
②实验结束后,发现U形管两边的金属粉末均无剩余,则硫酸剩余的情况可能是 (填序号)。 A.左、右两边均有剩余B.左边有剩余,右边无剩余C.左、右两边均无剩余D.左边无剩余,右边有剩余
(3)测定水中氢、氧元素的质量比(已知:H2+CuO Cu+H2O)根据图T1-11进行实验,反应后测得甲中玻璃管(含药品)质量减少a g,乙中U形管(含药品)质量增加b g。 ①水中氢、氧元素的质量比是 (用含a、b的式子表示)。 ②下列因素中,对测定结果有影响的是 (填序号)。 A.CuO粉末不干燥B.CuO没有完全转化为CuC.没有丙装置
[答案](1)①提供热量;使烧杯中的白磷与氧气隔绝②温度达到可燃物的着火点(2)①锌的金属活动性比铁强 ②AB(3)①(b-a)∶a ②AC
[解析] (1)本小题考查的是燃烧的条件。燃烧需要可燃物与氧气接触且温度达到可燃物的着火点。①根据图Ⅰ可以看出,80 ℃热水能给铜片上的白磷和红磷提供热量,能使烧杯中的白磷与氧气隔绝;②a处的白磷能燃烧,而c处的红磷不能燃烧,说明燃烧需要温度达到可燃物的着火点。(2)①相同条件下,取等质量锌粉、铁粉进行实验,实验过程中,观察到锌粉表面产生气泡的速率比铁粉快,说明锌的活动性强于铁。②实验结束后,发现U形管两边的金属粉末均无剩余,则金属全部参加反应,硫酸可以都有剩余;根据锌和铁与硫酸反应的化学方程式:
可以看出,与等质量的锌和铁反应,铁消耗的硫酸的质量大,故还可能是左边有剩余,右边无剩余。(3)①甲中玻璃管(含药品)质量减少的质量是氧元素的质量,故氧元素的质量为a g;乙中吸收的是水的质量,其中氧元素的质量为a g,则氢元素的质量为(b-a) g,故水中氢、氧元素的质量比是(b-a)∶a。②如果CuO粉末不干燥,则甲中减少的质量包括水分的质量,乙中增加的质量包括氧化铜中含有的水的质量以及生成的水的质量,会导致测定的结果有偏差;CuO没有完全转化为Cu不会影响氢元素和氧元素的质量比;没有丙装置,则乙中生石灰会吸收空气中的水,会导致测定的结果有偏差。
类型二 基础实验的拓展和创新
例4 [2018·陕西] 化学兴趣小组的同学按图T1-12所示装置及步骤验证氢氧化钠的化学性质。
实验步骤 Ⅰ.将注射器内的液体注入A中的锥形瓶。Ⅱ.打开K1,观察到C中部分红色溶液沿导管倒吸入A,片刻后回流停止。Ⅲ.打开K2,观察到B中溶液倒吸入A、C中,液面稳定后观察到A中溶液仍为红色,C中溶液变为无色。同学们对相关问题分组展开如下探究。
反思交流 (1)甲、乙两组同学的实验证明了NaOH能与稀盐酸、CO2发生反应;A中溶液里一定还存在NaCl。写出NaOH与CO2发生反应的化学方程式: 。 (2)实验步骤Ⅱ中的现象 (填“能”或“不能”)证明NaOH与CO2发生了反应。 拓展迁移 对于无明显现象的化学反应,可通过检验有新物质生成或检验 的方法来证明反应发生了。
【方法点拨】 CO2能与NaOH发生化学反应的实验创新装置和现象举例:
[答案]实验验证 生成白色沉淀,溶液仍为红色(溶液颜色无变化) 用Ba(OH)2溶液,溶液中会引入OH-,对NaOH的检验产生干扰 ≤或<或= 反思交流 (1)2NaOH+CO2 Na2CO3+H2O (2)不能 拓展迁移 某种反应物消失(减少)
[解析] 实验验证 甲组,小鹏取少量A中溶液于试管中,向其中滴加过量BaCl2溶液,若观察到有白色沉淀生成,溶液仍为红色,证明猜想二成立。小丽认为用Ba(OH)2溶液也可证明猜想二成立,小鹏认为小丽的方案不合理,理由是碳酸钠和氢氧化钡反应生成氢氧化钠,会对NaOH的检验产生干扰。乙组,用pH试纸测定C中溶液的酸碱度,若pH≤7,证明猜想二成立。 反思交流 (1)二氧化碳和氢氧化钠反应生成碳酸钠和水。(2)实验步骤Ⅱ中的现象不能证明NaOH与CO2发生了反应。拓展迁移 对于无明显现象的化学反应,可通过检验有新物质生成或检验某种反应物消失或减少的方法来证明反应发生了。
例5 [2018·天门] 为探究分子的运动及影响分子运动速率的因素,某同学设计了以下三种实验方案,请回答有关问题。实验方案一 如图T1-13甲。①观察到的实验现象是 ; ②该方案的不足之处是 (说出一点即可)。 实验方案二 如图乙、图丙。
图中无色透明塑料瓶的材质、大小、形状完全相同,瓶内用细线固定有用滤纸折叠成的大小和形状相同的小纸花,小纸花上都均匀喷有酚酞溶液,按照图丁的操作方式分别用注射器向图乙和图丙的塑料瓶中同时注入5滴浓氨水,然后将针孔处密封,再将两个塑料瓶分别同时放入等体积的冷水和40 ℃的热水中。①观察到的现象是 ; ②图乙、图丙采用对照实验的方法,变量只有一个,被控制的量有多个,请说出4个被控制的量: 。 ③若图丁中的小纸花上喷有 ,而注射器向瓶中注入的是浓盐酸,可以观察到小纸花的颜色从下至上变为红色。
实验方案三 如图T1-14。
用长柄V形玻璃管进行实验,向左、右两端的V形玻璃管口分别同时滴入等量的浓氨水和浓盐酸,塞紧橡胶塞。①过一会儿后,从图中观察到有白烟产生且位置偏右,说明 。 ②图中生成白烟的反应为化合反应,其化学方程式为 。 实验结论 上述实验证明:分子是不断运动的,且分子的运动速率与 (说出一点即可)有关。
针对训练1.[2017·日照] 依据如图T1-15进行实验(夹持仪器略去)。实验过程:①通入N2,点燃酒精灯,一段时间后,a、b中均无明显现象;②改通O2片刻,熄灭酒精灯后,b中红磷燃烧。下列说法错误的是( )
A.红磷燃烧,产生大量白雾B.实验过程②的a中无明显现象C.实验过程①要先通入N2,再点燃酒精灯D.对比①②两个实验过程以及b中的实验现象,可知可燃物燃烧需要氧气
[解析] 红磷燃烧,产生大量白烟,不是白雾。
[答案] (1)物理 (2)变红
[解析] (1)A中固体逐渐减少,是干冰升华,发生了物理变化。(2)二氧化碳与水反应生成碳酸,碳酸能使紫色石蕊溶液变红。
例2.[2018·镇江] 常温下进行如图T1-16所示实验。(1)A中固体逐渐减少,发生 (填“物理”或“化学”)变化。 (2)C中有气泡,溶液颜色 。
例3.[2018·长沙] 在小英家的仓库里,堆放着一袋袋化肥——碳酸氢铵(NH4HCO3)。过了一个夏天,小英发现这种化肥所特有的刺激性气味变得更浓烈了,有些化肥袋里碳酸氢铵变少了。检查发现变少的化肥包装袋没有密封,化肥也没有撒落在地上,更没有人进过仓库开袋使用。为了探究这些化肥减少的原因,小英在实验室取了一些碳酸氢铵粉末,放在蒸发皿中加热,过一会儿观察到粉末完全消失,同时也闻到了这种刺激性气味。粉末为什么会消失呢?(1)提出问题 碳酸氢铵粉末消失的原因是什么?(2)猜想 ①碳酸氢铵在不加热或加热条件下由固态变成它的气态。②碳酸氢铵在不加热或加热条件下发生分解反应,可能产生的物质有氨和一些氧化物。(3)查阅资料 ①碳酸氢铵属于氮肥,不具有升华的性质,说明上述猜想 (填序号)不成立。②氨(化学式NH3)具有特殊的刺激性气味,极易溶于水,其水溶液显碱性。但干燥的氨不能使干燥的红色石蕊试纸变蓝。
(4)实验操作、现象与结论
(5)应用 ①利用氨的化学性质,请写出实验室检验氨的方法: (写出实验操作、现象、结论); ②如果你家里有碳酸氢铵化肥,你应该如何保存? 。
[答案] (3)①(4)①NH3和H2O 氮的氧化物 ②CO2(5)①用湿润的红色石蕊试纸接触气体,如果试纸变蓝,则该气体是氨 ②密封、阴凉、防潮
[解析] (3)碳酸氢铵属于氮肥,不具有升华的性质,故不能直接由固体变为气体,因此猜想①碳酸氢铵粉末在不加热或加热条件下由固态变成它的气态错误。(4)①取适量碳酸氢铵于试管中加热,将干燥的红色石蕊试纸接近导管口,产生强烈的刺激性气味,试管壁上有无色液滴且试纸变蓝,说明生成了水和氨;但未见红棕色气体,不可能生成二氧化氮,同时一氧化氮能和空气中的氧气反应生成二氧化氮,故也不可能生成一氧化氮,因此分解产物中没有氮的氧化物;②反应生成的气体能使澄清石灰水变浑浊,故分解产物中有二氧化碳。(5)①氨具有特殊的刺激性气味,极易溶于水,其水溶液显碱性,故可以用蓝色的石蕊试纸检验氨,用湿润的蓝色石蕊试纸接触气体,试纸变红,证明是氨;②碳酸氢铵在不加热或加热条件下发生分解反应,故保存时应注意密封、阴凉、防潮。
4.[2017·盐城节选] CO2能与NaOH发生反应。实验过程 检查装置气密性。按如图T1-18所示连接好装置,进行实验。
实验分析 锥形瓶G中热水剧烈沸腾的原因是 。 实验反思 有观点认为只需要进行实验操作Ⅱ,即可说明CO2与NaOH发生反应。你对该观点的看法是 (填“赞同”或“不赞同”),理由是 。
[答案]实验分析 NaOH吸收CO2,锥形瓶G内气体压强减小,水的沸点降低实验反思 不赞同 CO2能溶于水,且能与水反应,只做一个实验无法说明CO2是被水吸收还是与NaOH反应
[解析] 实验分析 锥形瓶H内的二氧化碳与氢氧化钠反应,导致压强减小,从而使锥形瓶G中压强减小,水的沸点随着压强的减小而降低,故锥形瓶G内的水剧烈沸腾。实验反思 只进行实验操作Ⅱ不能说明二氧化碳与氢氧化钠反应,因为氢氧化钠溶液中含有水,二氧化碳能溶于水,且水能与二氧化碳反应生成碳酸,设计实验操作Ⅰ的目的是进行对比,排除二氧化碳能溶于水,且与水能反应生成碳酸等因素的影响。
5.[2018·临沂] 利用数据传感技术可以形象地比较不同形状的碳酸钙与稀盐酸反应的速率。某同学倾斜锥形瓶,使试管内的稀盐酸流入瓶中与碳酸钙发生反应,测得瓶内气压随时间的变化如图T1-19所示。(1)碳酸钙与稀盐酸反应的化学方程式为 。 (2)下列有关说法正确的是 (填序号)。 A.对比分析a、b点可知,曲线①表示块状碳酸钙与稀盐酸反应B.对比分析c、d点可知,相同的气压时,碳酸钙粉末与稀盐酸反应速率更快C.碳酸钙粉末产生的CO2质量多
基础实验题多取材于教材演示实验和8个学生实验,侧重对“过程、方法”的考查,注重对探究活动进行挖掘和创新,通常以选择题和探究题形式出现。8个必做的学生实验:①氧气的实验室制取与性质实验;②二氧化碳的实验室制取与性质实验;③燃烧的条件实验;④金属的物理性质和某些化学性质实验;⑤一定溶质质量分数的氯化钠溶液的配制实验;⑥酸、碱的化学性质实验;⑦溶液酸碱性的检验实验;⑧粗盐中难溶性杂质的去除实验。突破方法:任题型如何发展创新,解题还是需要基础理论和能力的支撑,所以在复习中要注重实验双基复习,构建实验基础知识板块,充分利用好教材,认识课本上每个实验装置要点、实验仪器作用、实验成败关键、重要现象,理解操作的注意事项等,掌握基本的知识点。在解答此类问题时要仔细研读题目,发现题目中含有探究的一般方法,即提出假设——验证假设——得出结论。要弄清实验的目的、现象和操作步骤,理解实验的原理,语言表述力求准确简练。
类型一 基础实验的原理和过程
[解析] 固固加热型装置试管口略向下倾斜,目的是防止冷凝水倒流炸裂试管,而不是为了利于通入氢气;氢气具有可燃性,与氧气混合,加热可能会发生爆炸,所以反应前要先通入氢气排尽试管内的空气,确保实验安全;反应完成后,为了防止生成的铜被氧化,还需继续通入氢气,直至试管冷却至室温;一氧化碳有毒,直接排放会污染空气,所以需要尾气处理装置,而本装置没有,所以该装置不适合一氧化碳还原氧化铜的实验。
例1 [2018·杭州] 图T1-1为氢气还原氧化铜的实验装置图,下列有关分析正确的是( )A.装置中试管口需略向下倾斜,主要是为了利于通入氢气B.在给试管内药品加热前,需先通氢气排尽试管内的空气C.待药品完全反应后,需同时撤去酒精灯和通氢气的导管D.该实验装置也可直接用于一氧化碳还原氧化铜的实验
例2 [2018·成都] 根据实验回答:(1)图T1-2实验,用药匙的柄把端挑起一点氢氧化钙粉末放入试管中,依次进行实验。观察到现象为:浑浊 变红 红色消失。根据现象判断氢氧化钙的性质有 、 (物理性质和化学性质,各填一条)。 (2)按图Ⅰ实验完毕,所得溶液中除酚酞外一定有的溶质是 ,可能有的溶质是 。 (3)图Ⅱ装置气密性良好。取0.5 g碳酸氢钠于甲中,加入2 mL盐酸, (填操作),并将导管伸入澄清石灰水中,观察到出现浑浊。乙中反应的化学方程式为 。 (4)图中甲作为发生装置还可制得的气体是 (填一种)。
[解析] (1)加入酚酞后变为红色,说明氢氧化钙溶于水显碱性,由溶于水后出现浑浊说明氢氧化钙微溶于水,由加入稀盐酸后,溶液变为无色,说明氢氧化钙可以与稀盐酸反应,故物理性质为微溶于水,化学性质为可以与稀盐酸反应。(2)实验中氢氧化钙与稀盐酸反应一定有CaCl2生成;由于溶液变为无色,则一定不含有氢氧化钙,可能含有HCl。(3)由图可知,操作为塞紧橡胶塞;氢氧化钙与二氧化碳反应生成碳酸钙沉淀和水,反应方程式为Ca(OH)2+CO2 CaCO3↓+H2O。(4)甲装置是固液不加热型装置,故还可以制取氢气或氧气。
例3 [2018·福建] 某研究小组对过氧化氢溶液制取氧气进行如下探究。实验一 氧气制取和性质实验(1)现有如下装置:①实验室用过氧化氢溶液制氧气的化学方程式为 ,应选择的发生装置和收集装置分别是 (填序号,下同)和 。 ②检查装置B气密性的操作是 。 ③用收集的氧气进行“铁丝在氧气中燃烧”的实验,观察到的现象是 , 反应的化学方程式为 。
实验二 探究H2O2质量分数、溶液pH、温度对反应速率的影响(2)设计如下表实验方案:、①实验1~3的实验目的是 。 ②a= ;b= 。
实验三 探究制取氧气的适宜催化剂(3)实验方案如下: Ⅰ. 用MnO2、CuO、Fe2O3、Cr2O3四种催化剂分别与海藻酸钠溶液混合,滴入氯化钙溶液制成含等质量催化剂、大小相同的海藻酸钠微球,备用。Ⅱ. 取30粒含MnO2的海藻酸钠微球,采用如图T1-4装置进行实验。改用其他三种微球,分别重复上述实验,得到如图T1-5的锥形瓶内压强随时间变化的曲线图。
①每次实验时,海藻酸钠微球数应相同的原因是 。 ②用含MnO2的海藻酸钠微球进行实验,60 s时压强瞬间回落,其原因是 。 ③从实验曲线看,催化效果较好、反应温和的催化剂是 。
1.[2018·淄博] 化学兴趣小组的同学用镁条和稀盐酸进行实验,装置如图T1-6所示。下列有关现象和结论不正确的是( )A.反应过程中产生大量的气泡,且试管外壁有热感B.反应过程中气球膨胀,冷却至室温气球恢复原状C.将气球中收集到的气体点燃,可能会听到爆鸣声D.将药品换成生石灰和水,观察到气球膨胀
[解析] 反应过程中产生大量的气体,会使气球膨胀,冷却至室温气球不会恢复原状。
2.某同学对硫在氧气中燃烧的实验做了如图T1-7所示的改进。(1)仪器a的名称是 。 (2)硫在氧气中燃烧时火焰为 。 (3)硫燃烧产生的SO2可以溶解在NaOH溶液中,该反应与CO2溶解在NaOH溶液中的反应相似,该反应的化学方程式为 。 (4)下列鉴别SO2和CO2的方法正确的是 (填序号)。 A.观察两种气体的颜色B.闻两种气体的气味C.将两种气体分别通入氢氧化钠溶液中,观察现象(5)该改进实验的最大优点是 。
2NaOH+SO2 Na2SO3+H2O
减少二氧化硫逸出,防止污染空气
3.[2018·贵阳] 学会物质的分离提纯和准确配制一定质量分数的溶液在实际应用中有重要意义。(已知:20 ℃氯化钠的溶解度为36 g,水的密度可近似看作1 g·mL-1)实验一:溶液配制(1)用氯化钠固体配制100 g质量分数为5%的氯化钠溶液。需要氯化钠 g,水 mL。 (2)0.9%的医用氯化钠溶液俗称生理盐水,可用于补充人体所需电解质。生理盐水中的溶质为 。 实验二:粗盐提纯(3)操作①中玻璃棒的作用是 ,操作②的名称为 。 (4)20 ℃时提纯9 g粗盐,若已知粗盐中氯化钠含量约为80%,溶解时应选择哪一种规格的量筒量取所需要的水最为合适(提供的量筒规格有“10 mL”“25 mL”和“100 mL”),请你选择并说明理由: 。 (5)提纯后的精盐属于 (填“纯净物”或“混合物”)。
[解析] (1)配制100 g质量分数为5%的氯化钠溶液,需要氯化钠的质量为100 g×5%=5 g,水的质量为100 g-5 g=95 g,就是95 mL。(2)生理盐水中的溶质为氯化钠。(3)据图可以看出,操作①是溶解,其中玻璃棒的作用是搅拌,加速粗盐溶解;操作②后得到的是固体和液体,故操作②是过滤操作。(4)粗盐中氯化钠的质量为9 g×80%=7.2 g,该温度下氯化钠的溶解度为36 g,故完全溶解7.2 g氯化钠需要水的质量为20 g,就是20 mL,因此25 mL的量筒最为合适。(5)提纯后的精盐只是除去了不溶性固体杂质,还含有可溶性杂质,因此属于混合物。
4.[2017·随州] 实验探究一:课本第二单元课后作业中有“寻找新的催化剂”的探究内容,实验中学探究小组据此设计了如下探究方案。提出问题 红砖粉末能否作为过氧化氢溶液分解的催化剂?如果能,效果如何?实验探究
已知CuSO4也可作为过氧化氢分解的催化剂。向101.2 g一定溶质质量分数的过氧化氢溶液中加入2 g CuSO4粉末,充分反应后得到溶质质量分数为2%的溶液,则生成氧气 g。 实验探究二:实验室中的试剂一般要密封保存,否则可能会与空气接触而变质。某中学化学学习小组发现一瓶未密封的氢氧化钾固体,对其是否变质进行探究。提出猜想 1.未变质;2.部分变质;3.完全变质。查阅资料 KOH与NaOH性质类似,也能与CO2反应而变质。写出KOH变质的化学方程式: 。
(1)取少量样品于试管中配成溶液,滴加足量稀盐酸,有气泡产生,则猜想 不成立。 (2)准确称取一定质量的固体样品,放在如图T1-9所示装置中进行实验,根据CO2的体积和密度计算变质产物的质量,从而确定变质情况。你认为这个方案是否可行,并说明理由: 。
不可行,因为CO2能溶于水(或与水反应),导致测量结果误差较大
(3)请你另外设计一个方案,进一步探究变质情况。
另取少量样品,配成溶液,滴加足量CaCl2溶液,
产生白色沉淀,溶液变红色
5.[2018·淮安] 某课外活动小组进行如下实验探究。
(1)验证物质的燃烧条件根据图Ⅰ进行实验,实验现象如图所示。①80 ℃热水的作用是 。 ②比较现象a、c,得出燃烧的条件是 。 (2)验证锌与铁的金属活动性①相同条件下,取等质量锌粉、铁粉,根据图Ⅱ进行实验,实验过程中,观察到锌粉表面产生气泡的速率比铁粉快,由此得到的结论是 。
②实验结束后,发现U形管两边的金属粉末均无剩余,则硫酸剩余的情况可能是 (填序号)。 A.左、右两边均有剩余B.左边有剩余,右边无剩余C.左、右两边均无剩余D.左边无剩余,右边有剩余
(3)测定水中氢、氧元素的质量比(已知:H2+CuO Cu+H2O)根据图T1-11进行实验,反应后测得甲中玻璃管(含药品)质量减少a g,乙中U形管(含药品)质量增加b g。 ①水中氢、氧元素的质量比是 (用含a、b的式子表示)。 ②下列因素中,对测定结果有影响的是 (填序号)。 A.CuO粉末不干燥B.CuO没有完全转化为CuC.没有丙装置
[答案](1)①提供热量;使烧杯中的白磷与氧气隔绝②温度达到可燃物的着火点(2)①锌的金属活动性比铁强 ②AB(3)①(b-a)∶a ②AC
[解析] (1)本小题考查的是燃烧的条件。燃烧需要可燃物与氧气接触且温度达到可燃物的着火点。①根据图Ⅰ可以看出,80 ℃热水能给铜片上的白磷和红磷提供热量,能使烧杯中的白磷与氧气隔绝;②a处的白磷能燃烧,而c处的红磷不能燃烧,说明燃烧需要温度达到可燃物的着火点。(2)①相同条件下,取等质量锌粉、铁粉进行实验,实验过程中,观察到锌粉表面产生气泡的速率比铁粉快,说明锌的活动性强于铁。②实验结束后,发现U形管两边的金属粉末均无剩余,则金属全部参加反应,硫酸可以都有剩余;根据锌和铁与硫酸反应的化学方程式:
可以看出,与等质量的锌和铁反应,铁消耗的硫酸的质量大,故还可能是左边有剩余,右边无剩余。(3)①甲中玻璃管(含药品)质量减少的质量是氧元素的质量,故氧元素的质量为a g;乙中吸收的是水的质量,其中氧元素的质量为a g,则氢元素的质量为(b-a) g,故水中氢、氧元素的质量比是(b-a)∶a。②如果CuO粉末不干燥,则甲中减少的质量包括水分的质量,乙中增加的质量包括氧化铜中含有的水的质量以及生成的水的质量,会导致测定的结果有偏差;CuO没有完全转化为Cu不会影响氢元素和氧元素的质量比;没有丙装置,则乙中生石灰会吸收空气中的水,会导致测定的结果有偏差。
类型二 基础实验的拓展和创新
例4 [2018·陕西] 化学兴趣小组的同学按图T1-12所示装置及步骤验证氢氧化钠的化学性质。
实验步骤 Ⅰ.将注射器内的液体注入A中的锥形瓶。Ⅱ.打开K1,观察到C中部分红色溶液沿导管倒吸入A,片刻后回流停止。Ⅲ.打开K2,观察到B中溶液倒吸入A、C中,液面稳定后观察到A中溶液仍为红色,C中溶液变为无色。同学们对相关问题分组展开如下探究。
反思交流 (1)甲、乙两组同学的实验证明了NaOH能与稀盐酸、CO2发生反应;A中溶液里一定还存在NaCl。写出NaOH与CO2发生反应的化学方程式: 。 (2)实验步骤Ⅱ中的现象 (填“能”或“不能”)证明NaOH与CO2发生了反应。 拓展迁移 对于无明显现象的化学反应,可通过检验有新物质生成或检验 的方法来证明反应发生了。
【方法点拨】 CO2能与NaOH发生化学反应的实验创新装置和现象举例:
[答案]实验验证 生成白色沉淀,溶液仍为红色(溶液颜色无变化) 用Ba(OH)2溶液,溶液中会引入OH-,对NaOH的检验产生干扰 ≤或<或= 反思交流 (1)2NaOH+CO2 Na2CO3+H2O (2)不能 拓展迁移 某种反应物消失(减少)
[解析] 实验验证 甲组,小鹏取少量A中溶液于试管中,向其中滴加过量BaCl2溶液,若观察到有白色沉淀生成,溶液仍为红色,证明猜想二成立。小丽认为用Ba(OH)2溶液也可证明猜想二成立,小鹏认为小丽的方案不合理,理由是碳酸钠和氢氧化钡反应生成氢氧化钠,会对NaOH的检验产生干扰。乙组,用pH试纸测定C中溶液的酸碱度,若pH≤7,证明猜想二成立。 反思交流 (1)二氧化碳和氢氧化钠反应生成碳酸钠和水。(2)实验步骤Ⅱ中的现象不能证明NaOH与CO2发生了反应。拓展迁移 对于无明显现象的化学反应,可通过检验有新物质生成或检验某种反应物消失或减少的方法来证明反应发生了。
例5 [2018·天门] 为探究分子的运动及影响分子运动速率的因素,某同学设计了以下三种实验方案,请回答有关问题。实验方案一 如图T1-13甲。①观察到的实验现象是 ; ②该方案的不足之处是 (说出一点即可)。 实验方案二 如图乙、图丙。
图中无色透明塑料瓶的材质、大小、形状完全相同,瓶内用细线固定有用滤纸折叠成的大小和形状相同的小纸花,小纸花上都均匀喷有酚酞溶液,按照图丁的操作方式分别用注射器向图乙和图丙的塑料瓶中同时注入5滴浓氨水,然后将针孔处密封,再将两个塑料瓶分别同时放入等体积的冷水和40 ℃的热水中。①观察到的现象是 ; ②图乙、图丙采用对照实验的方法,变量只有一个,被控制的量有多个,请说出4个被控制的量: 。 ③若图丁中的小纸花上喷有 ,而注射器向瓶中注入的是浓盐酸,可以观察到小纸花的颜色从下至上变为红色。
实验方案三 如图T1-14。
用长柄V形玻璃管进行实验,向左、右两端的V形玻璃管口分别同时滴入等量的浓氨水和浓盐酸,塞紧橡胶塞。①过一会儿后,从图中观察到有白烟产生且位置偏右,说明 。 ②图中生成白烟的反应为化合反应,其化学方程式为 。 实验结论 上述实验证明:分子是不断运动的,且分子的运动速率与 (说出一点即可)有关。
针对训练1.[2017·日照] 依据如图T1-15进行实验(夹持仪器略去)。实验过程:①通入N2,点燃酒精灯,一段时间后,a、b中均无明显现象;②改通O2片刻,熄灭酒精灯后,b中红磷燃烧。下列说法错误的是( )
A.红磷燃烧,产生大量白雾B.实验过程②的a中无明显现象C.实验过程①要先通入N2,再点燃酒精灯D.对比①②两个实验过程以及b中的实验现象,可知可燃物燃烧需要氧气
[解析] 红磷燃烧,产生大量白烟,不是白雾。
[答案] (1)物理 (2)变红
[解析] (1)A中固体逐渐减少,是干冰升华,发生了物理变化。(2)二氧化碳与水反应生成碳酸,碳酸能使紫色石蕊溶液变红。
例2.[2018·镇江] 常温下进行如图T1-16所示实验。(1)A中固体逐渐减少,发生 (填“物理”或“化学”)变化。 (2)C中有气泡,溶液颜色 。
例3.[2018·长沙] 在小英家的仓库里,堆放着一袋袋化肥——碳酸氢铵(NH4HCO3)。过了一个夏天,小英发现这种化肥所特有的刺激性气味变得更浓烈了,有些化肥袋里碳酸氢铵变少了。检查发现变少的化肥包装袋没有密封,化肥也没有撒落在地上,更没有人进过仓库开袋使用。为了探究这些化肥减少的原因,小英在实验室取了一些碳酸氢铵粉末,放在蒸发皿中加热,过一会儿观察到粉末完全消失,同时也闻到了这种刺激性气味。粉末为什么会消失呢?(1)提出问题 碳酸氢铵粉末消失的原因是什么?(2)猜想 ①碳酸氢铵在不加热或加热条件下由固态变成它的气态。②碳酸氢铵在不加热或加热条件下发生分解反应,可能产生的物质有氨和一些氧化物。(3)查阅资料 ①碳酸氢铵属于氮肥,不具有升华的性质,说明上述猜想 (填序号)不成立。②氨(化学式NH3)具有特殊的刺激性气味,极易溶于水,其水溶液显碱性。但干燥的氨不能使干燥的红色石蕊试纸变蓝。
(4)实验操作、现象与结论
(5)应用 ①利用氨的化学性质,请写出实验室检验氨的方法: (写出实验操作、现象、结论); ②如果你家里有碳酸氢铵化肥,你应该如何保存? 。
[答案] (3)①(4)①NH3和H2O 氮的氧化物 ②CO2(5)①用湿润的红色石蕊试纸接触气体,如果试纸变蓝,则该气体是氨 ②密封、阴凉、防潮
[解析] (3)碳酸氢铵属于氮肥,不具有升华的性质,故不能直接由固体变为气体,因此猜想①碳酸氢铵粉末在不加热或加热条件下由固态变成它的气态错误。(4)①取适量碳酸氢铵于试管中加热,将干燥的红色石蕊试纸接近导管口,产生强烈的刺激性气味,试管壁上有无色液滴且试纸变蓝,说明生成了水和氨;但未见红棕色气体,不可能生成二氧化氮,同时一氧化氮能和空气中的氧气反应生成二氧化氮,故也不可能生成一氧化氮,因此分解产物中没有氮的氧化物;②反应生成的气体能使澄清石灰水变浑浊,故分解产物中有二氧化碳。(5)①氨具有特殊的刺激性气味,极易溶于水,其水溶液显碱性,故可以用蓝色的石蕊试纸检验氨,用湿润的蓝色石蕊试纸接触气体,试纸变红,证明是氨;②碳酸氢铵在不加热或加热条件下发生分解反应,故保存时应注意密封、阴凉、防潮。
4.[2017·盐城节选] CO2能与NaOH发生反应。实验过程 检查装置气密性。按如图T1-18所示连接好装置,进行实验。
实验分析 锥形瓶G中热水剧烈沸腾的原因是 。 实验反思 有观点认为只需要进行实验操作Ⅱ,即可说明CO2与NaOH发生反应。你对该观点的看法是 (填“赞同”或“不赞同”),理由是 。
[答案]实验分析 NaOH吸收CO2,锥形瓶G内气体压强减小,水的沸点降低实验反思 不赞同 CO2能溶于水,且能与水反应,只做一个实验无法说明CO2是被水吸收还是与NaOH反应
[解析] 实验分析 锥形瓶H内的二氧化碳与氢氧化钠反应,导致压强减小,从而使锥形瓶G中压强减小,水的沸点随着压强的减小而降低,故锥形瓶G内的水剧烈沸腾。实验反思 只进行实验操作Ⅱ不能说明二氧化碳与氢氧化钠反应,因为氢氧化钠溶液中含有水,二氧化碳能溶于水,且水能与二氧化碳反应生成碳酸,设计实验操作Ⅰ的目的是进行对比,排除二氧化碳能溶于水,且与水能反应生成碳酸等因素的影响。
5.[2018·临沂] 利用数据传感技术可以形象地比较不同形状的碳酸钙与稀盐酸反应的速率。某同学倾斜锥形瓶,使试管内的稀盐酸流入瓶中与碳酸钙发生反应,测得瓶内气压随时间的变化如图T1-19所示。(1)碳酸钙与稀盐酸反应的化学方程式为 。 (2)下列有关说法正确的是 (填序号)。 A.对比分析a、b点可知,曲线①表示块状碳酸钙与稀盐酸反应B.对比分析c、d点可知,相同的气压时,碳酸钙粉末与稀盐酸反应速率更快C.碳酸钙粉末产生的CO2质量多
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