第5讲1实验专题学生版Word格式.docx
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3.待蒸发皿中出现较多固体时,停止加热,利用余热使滤液蒸干,决不能将滤液完全蒸干。
知识点:
【例1】粗盐提纯的实验中,主要操作顺序正确的是()
A.过滤、溶解、蒸发B.溶解、蒸发、过滤
C.蒸发、溶解、过滤D.溶解、过滤、蒸发
【例2】在粗盐提纯的实验中,下列操作错误的是()
A.粗盐溶液过滤后,如果滤液还浑浊,应该再过滤一次
B.把蒸发皿放在铁圈上,直接用酒精灯加热
C.加热过程中,要用玻璃棒不断搅拌液体
D.蒸发皿中的水全部蒸干时,就在停止加热
【例3】氯化钠是日常生活的必需品,也是重要的化工原料。
(1)粗盐除含NaCl外,还含有少量MgCl2、CaCl2、Na2SO4以及泥沙等杂质。
以下是粗盐提纯的操作流程。
提供的试剂:
Na2CO3溶液、K2CO3溶液、NaOH溶液、BaCl2溶液、Ba(NO3)2溶液、饱和NaCl溶液。
①欲除去溶液I中的MgCl2、CaCl2、Na2SO4,从提供的试剂中选出a所代表的试剂,按滴加顺序依次为:
过量的NaOH溶液、、;
②在滤液中加盐酸的作用是;
(2)用提纯的NaCl配制200g0.9%的生理盐水,需要NaCl的质量为g。
①配制该溶液时所需要的玻璃仪器有
②如果配制后溶液溶质的质量分数低于0.9%,你认为可能的原因是
。
(任写一个)
【例4】某粗盐样品中含有氯化镁、氯化钙。
小林设计了以下提纯方案:
(1)若方案中先除去的是氯化镁,接着除去氯化钙,回答:
①试剂a的化学式是,b的化学式是。
②指出操作c的名称。
③操作过程中加适量稀盐酸时,可能发生反应的化学方程式是
__________________________________,。
(2)用图示装置进行过滤时,向过滤器内倾注液体的正确方法是()
A.倾注时,玻璃棒插入过滤器中心
B.倾注时,玻璃棒下端靠住过滤器内任意位置
C.倾注时,玻璃棒下端靠住过滤器内三层滤纸一边
(3)若一次过滤后发现滤液仍浑浊,且滤纸未破损,需接着进行的操作是。
(4)若所取粗盐样品中实际含氯化钠的质量为mg,除杂后所得精盐的质量为ng,则m与n的关系是mn(填“>”“<”“=”),原因是。
【例5】一同学用某种粗盐(含钙镁离子的可溶性盐)进行提纯实验,步骤见下图。
请回答:
(1)步骤②和④的操作名称分别是、。
(2)步骤③如何来控制所加试剂的量;
步骤④加热蒸发时要用玻棒不断搅拌,这是为了防止,当蒸发皿中有较多量固体出现时,应,用余热使水份蒸干。
猜想
验证的方法
现象
结论
猜想Ⅰ:
固体A中含CaCO3、MgCO3。
取少量固体A于试管中,滴加稀盐酸,并用涂有澄清石灰水的小烧杯罩于试管口。
猜想Ⅰ成立
猜想Ⅱ:
固体A中含BaCO3。
取少量固体A于试管中,先滴入,再滴入Na2SO4溶液
有气泡放出,无白色沉淀
猜想Ⅲ:
最后制得的NaCl晶体中还含有Na2SO4。
取少量NaCl晶体溶于试管中的蒸馏水,
猜想Ⅲ成立
(3)猜想和验证
问题二、气体的制取实验
一、常见气体的制取
1.选择实验室制取气体的方案应从以下几个方面全面考虑:
⑴可行性,用所选原料能够制得需要的气体;
⑵经济效益,原料一般要价廉易得;
⑶反应条件适宜且易于控制;
⑷反应速率适中,不能太快或太慢,便于收集与实验;
⑸生成的气体尽量纯净;
⑹操作简便易行,安全可靠,节能环保。
【注意】
1实验室制二氧化碳采用石灰石或大理石和稀盐酸,不用碳酸钠、纯净碳酸钙代替石灰石或大理石(反应太快,不易控制);
2不用稀硫酸代替稀盐酸(硫酸与石灰石中的碳酸钙反应生成微溶物硫酸钙,覆盖在石灰石表面,阻碍反应继续进行);
不用浓盐酸代替稀盐酸(浓盐酸具有挥发性,使制得的气体中含有氯化氢气体,不纯净)。
3实验室制氢气时,酸用稀硫酸,不用盐酸(易挥发),不用浓硫酸和硝酸(具有强氧化性不能得到氢气);
金属宜用锌粒不用镁条(太贵,反应太快)、铁片(反应太慢)。
2.气体发生装置的选择
根据反应物的状态及反应条件选取合适的装置。
反应物为固体(或固体混合物),反应需加热。
选用高锰酸钾制氧气的反应装置。
反应物是块状固体和液体,反应不需加热,选制取二氧化碳气体的发生装置
二、气体收集方法和净化方法
1.气体收集方法的选择:
根据气体的密度和溶解性选择合适的收集方法。
⑴气体不易或难溶于水,且不与水反应,采用排水法收集。
⑵气体的密度比空气大,采用向上排空气法收集;
密度比空气小,采用向下排空气法收集。
⑶有毒气体的收集,若气体不溶于水,采用类似洗气瓶的装置排水法收集(如图d);
若气体易溶于水,同样采用类似洗气瓶的装置排空气收集。
密度比空气大的气体导入集气瓶时“长进短出”(如图e);
反之,则“短进长出”(如图f)
⑷若要收集干燥气体,则选择排空气法收集;
若要收集较为纯净的气体,则选择排水法(该气体适用排水法)。
三、常见气体的检验方法和尾气处理
1.常见气体的检验方法
(1)常见气体
气体
检验方法
现象
氧气
带火星的木条伸入集气瓶
木条复燃
二氧化碳
通入澄清的石灰水
石灰水变浑浊
甲烷
点在火焰上方罩干冷的烧杯,迅速倒转后,注入少量澄清石灰水
烧杯内壁有无色液滴,石灰水变浑浊
(2)其他常见气体的检验方法
一氧化碳
点燃,在火焰上方罩涂有澄清石灰水
的烧杯(或通入澄清石灰水)
烧杯内壁出现白色浑浊
(石灰水变浑浊)
氢气
点燃,在火焰上方罩干冷的烧杯
纯净气体能燃烧,发出淡蓝色的火焰,烧杯内壁有无色小液滴
氨气
用湿润的红色石蕊试纸放在试管口
红色石蕊试纸变蓝
2.尾气处理
由于某些气体有毒,直接排入空气中会污染环境,因此在有这些气体参与的反应装置末端应加装尾气吸收装置。
根据气体性质不同,可以有多种处理方法,最常见的有以下3种装置:
图a适用于能用液体吸收剂吸收的气体,图b主要是利用气囊收集气体,然后再集中处理,图c主要用于处理有毒可燃性气体,通过燃烧将之转化为无毒的气体(例如CO)。
气体制备实验
【例6】下图是实验室中用于制取和收集气体的装置图。
(1)写出上图中带标号仪器的名称:
①__________,②__________。
(2)用高锰酸钾制取氧气,发生装置选择__________(填序号,下同),反应的化学方程式是______________________________,用C装置收集氧气的依据是______________________。
(3)实验室制取二氧化碳,应选用的固体药品是__________,收集装置选择__________。
【例7】右图所示装置可用于实验室制取某些气体,并能随开随用,随关随停。
下表中所选用的药品及制取的气体完全正确的一组是()
【例8】文文同学收集了一些家庭装修时废弃的大理石碎片,并设计了如图所示装置来制取二氧化碳,该装置能随时控制反应的发生。
请回答下列问题:
(1)大理石应放在中,装置A中反应的化学方程式为:
(2)装置A中的粗铜丝能否用粗铁丝代替?
____________
原因可用化学方程式表示为:
(3)用装置B收集CO2,验满时应把燃着的木条放在(选填字母)处。
【例9】双氧水(H2O2)不仅可以在美容业除去色斑,也可以在常温下以二氧化锰为催化剂制取氧气
(2H2O2二氧化锰2H2O+O2↑)。
某同学设计了右图装置制取表中的三种干燥、纯净的气体。
图中铁架台、
铁夹及气体收集装置都已略去,A、B、C、D表示相应仪器中加入的试剂。
(1)上述方法中可以得到干燥、纯净的气体是。
(2)指出不能用上述方法得到的气体,并说明理由(可以不填满,也可以补充).
①气体,理由是,
②气体,理由是。
问题三、实验探究
探究实验一般是以研究性课题作为试题的内容和研究对象,以实验研究为手段,模拟科学探究过程对小课题展开研究。
通常按问题情景、知识视野和探究过程构建。
1.探究性实验题的基本过程:
发现问题—分析问题-提出假设-验证假设-得出结论
2.一般考核学生探究性实验试题一般以化学反应条件的研究、物质组成成分的测定、物质性质的探究等研究性小课题作为试题的内容和研究对象。
3.命题者往往抓住科学探究的某个或某些要素作为试题的切入点,要求学生结合探究目的、以实验为研究手段,模拟科学研究过程,自己提出问题、制定探究活动计划、拟订实验方案、处理实验数据、写出相应的实验报告等。
4.实验设计的基本要求
(1)科学性:
实验原理,实验方法和操作过程必须科学、严谨、合理。
(2)可行性:
设计的实验方案要真正切实可行,所用药品、仪器、装置经济可靠。
(3)安全性:
实验操作要尽量防止带有危险性的操作,尽量避免与有毒物质接触。
若无法避免有毒物质,则应采取安全措施,以防造成环境污染和人身伤害。
(4)简约性:
实验方案设计的操作简便、装置简单、实验现象明显。
实验探究
【例10】小刚和小丽两位同学用下图所示的装置进行实验,验证二氧化碳与氢氧化钠、氢氧化钙都能发生反应。
(1)小刚关闭K,通入二氧化碳,A、B中均无明显变化。
B中盛放______________溶液。
(2)小刚打开K,继续通入二氧化碳。
B中反应的化学方程式为__________________。
此步实验目的是______________________________________________________。
小丽认为:
通常状况下,1体积的水约能溶解1体积二氧化碳,因此上述实验不足以证明二氧化碳和氢氧化钠发生了反应。
(3)小丽用洗涤干净的上述装置重新实验,分别量取
上述溶液放入A、B中,关闭K,通入约
二氧化碳,A、B中均无明显变化。
此实验可以说明二氧化碳和氢氧化钠发生了反应,其理由是______________________________。
【例11】以下是某化学探究的过程。
请在下列横线上填写适当的内容。
向NaOH溶液中滴入紫色石蕊试液,溶液显蓝色
(1)提出问题:
是什么粒子使紫色石蕊试液蓝色呢?
(2)查找资料:
NaOH溶液中存在的粒子有大量的H2O、Na+、OH—和极少量的H+。
(3)猜想:
是大量的OH—使紫色石蕊试液蓝色。
(4)实验探究步骤及其说明:
①在一支干净试管中加入2mL蒸馏水,再滴入几滴紫色石蕊试液,溶液几平不变色,说
明;
②在一支干净试管中加入2mL氯化钠溶液,再滴入几滴紫色石蕊试液,溶液几平不变色,说
③。
(5)结论:
原假设。
(填“成立”或“不成立”)
【例12】小明参观某养鱼池时,好奇的发现农民向养鱼池中撒一种叫做过氧化钙的淡黄色 固体,用来增加鱼池中的含氧量。
小明刚学完氧气的实验室制法,于是他想可否用过氧化钙制取氧气。
[提出问题]过氧化钙可否用于制取氧气?
[查阅资料]部分内容如下:
过氧化钙(CaO2)室温下稳定,在300℃时分解生成氧气,可做增氧剂、杀菌剂等。
[猜想与验证]
(1)小明依据_____________,提出猜想I加热过氧化钙可制取氧气。
实验装置
实验主要过程
①检验装置气密性。
操作如下:
先将导管伸入液面下,用手紧握试管,观察到_____________,松开手后,有液体进入导管。
②加入过氧化钙,加热,导管口有大量气泡冒出。
③收集满一瓶气体。
④停止加热。
熄灭酒精灯前,应_____________。
⑤检验气体。
方法是_____________。
实验结论:
加热过氧化钙可制取氧气。
(2)小明联想到农民用过氧化钙增加鱼池中的含氧量,提出猜想II:
过氧化钙与水反应可制取氧气。
②加入过氧化钙和水后,有少量细小气泡缓慢放出,在导管口几乎收集不到气体。
该装置放置到第二天,集气瓶中只收集到极少量气体,振荡试管后仍有少量细小气泡缓慢放出。
不能用过氧化钙与水反应制取氧气。
[分析与反思]①虽然没有快速收集到大量氧气,但由此实验现象,小明认为农民用过氧化钙做增氧剂的
主要原因是__________________________。
②小明希望对此实验进行改进,使该反应加快,你能帮他提出建议吗?
你的合理建议:
___________________________________________。
以上建议是否可行,还需进一步通过实验验证。
【例13】小亮在实验室发现一瓶盛有无色溶液的试剂瓶,其标签破损,从残余部分只能看出溶质质量分数为10%,具体是什么物质无法辨认。
老师告诉他,这瓶溶液可能是氢氧化钠、氯化钠、氢氧化钙或是碳酸钠中的一种。
(1)小亮查阅氢氧化钙常温下的溶解度为0.18g后,认为该溶液不可能是氢氧化钙,理由
是。
(2)小亮取少量样品于试管中,滴加试液,试液变红色,该溶液不可能是
(填写化学式),理由是。
(3)为了确定该溶液的成分,小亮同学继续下列实验,请一起参与,并填写下列实验报告。
[设计实验方案]方案甲:
选择氯化钙溶液来确定该溶液的成份;
方案乙:
选择稀盐酸来确定该溶液的成份。
[进行实验]你愿意选择方案(选填“甲”或“乙”)进行实验。
实验步骤
实验现象
实验结论
取少量溶液于试管中,滴加。
该溶液是碳酸钠溶液。
有关反应的化学方程式为:
[实验反思]
(1)有同学认为还可以用一种常见的碱溶液来确定,那么它是溶液。
(2)小亮经过反思,向同学们提出如下建议,你认为合理的是(填序号)。
A.倾倒液体时应注意保护标签不被腐蚀B.要有严谨的科学实验的态度
C.无法辨认的药品,直接倒掉,无需保留
【例14】某兴趣小组的同学对一包久置的生石灰(CaO)干燥剂产生了好奇,于是他们对这包干燥剂的成分展开了探究。
【提出问题】这包干燥剂是否变质,成分是什么?
【猜想假设】猜想一:
全部是CaO;
猜想二:
是CaO和Ca(OH)2的混合物;
猜想三:
全部是Ca(OH)2;
猜想四:
是Ca(OH)2和CaCO3的混合物。
【实验探究】
(1)取部分该干燥剂于试管中,加水后无放热现象,说明这包干燥剂中不含。
(2)继续向试管中滴加足量稀盐酸,有气泡出现,说明这包干燥剂中含有。
(3)为了进一步确定这包干燥剂中有无其他成分,小组同学设计了以下三种方案。
另取部分干燥剂于烧杯中,加水并搅拌,静置后取上层清液于3支试管中。
请你参与实验,并填写表中的空白:
写出方案二发生的化学反应方程式
【实验结论】通过以上实验探究,得出猜想成立。
【拓展迁移】小组同学反思了生石灰干燥剂变质的原因,认识到实验室保存氧化钙应注意。
【例15】某化学实验室有一瓶失去标签的碱溶液,可能是氢氧化钠或氢氧化钙溶液;
小王同学认为是氢氧化钙溶液。
请你按小王同学的猜想,进行下列实验探究,并按要求填写写表:
猜想
结论与相应的化学方程式
(若不反应可不写化学方程式)
可能
是氢
氧化
钙溶
液
方案Ⅰ:
用试管取约2mL该溶液,向其中滴加几滴____________溶液
_______________
该溶液是_______________,
化学方程式:
方案Ⅱ:
(选用与方案Ⅰ不同类别的其他物质)____________________
_________________
【例16】某校化学小组同学从家里带来食盐、水垢、纯碱、淀粉和洗衣粉5种物质。
老师从中取出3种物质,研磨混合均匀(如右图所示),让同学们检验其成分。
他们在查阅资料后,用5种已知物的性质实验作参照,探究未知粉末的成分。
(1)小组同学用5种已知物做性质实验。
每次取样方法如下图所示:
5种已知物的实验记录:
实验过程
部分实验现象
实验1:
加水溶解
取样,分别加入足量的水充分溶解
淀粉、水垢:
均有白色浑浊,试管底部有不溶物
洗衣粉:
溶解,有洗涤剂泡沫浮于液面
实验2:
加酚酞溶液
向实验1所得液体中分别滴入2滴无色酚酞溶液
洗衣粉、纯碱:
液体呈红色
其余物质:
均无明显变化
实验3:
加稀盐酸
另取样品,分别加入
稀盐酸
有洗涤剂泡沫浮于液面
水垢:
有大量气体逸出
食盐、淀粉:
均无气体产生
实验4:
加碘水
另取样品,分别滴入2滴碘水
淀粉:
变蓝
均不变蓝
根据上述实验记录回答:
①该洗衣粉溶液
(填“>”、“<”或“=”);
②写出纯碱与稀盐酸反应的化学方程式__________________。
(2)小组同学用未知粉末重复上述实验进行成分探究。
未知粉末的实验记录:
实验1
实验2
实验3
实验4
未知粉末
白色浑浊,试管底部有不溶物,有洗涤剂泡沫浮于液面
参照5种已知的物质实验,分析未知粉末的成分:
未知粉末中一定含有的两种物质是____________和___________,还含有的第三种物质是__________或_______________,
(3)请你设计检验第三种物质的实验方案______________________。
【例17】甲同学在某食品包装袋内,发现有一个装有白色颗粒状固体A的小纸袋,上面写着“生石灰干燥剂,请勿食用”。
甲同学随手将小纸袋拿出来放在空气中,经过一段时间后,发现纸袋内的白色颗粒粘在一起成为块状固体B。
请你与甲同学一起对块状固体B进行探究。
(1)猜想一:
块状固体B中除氧化钙外还可能有:
、
写出白色颗粒状固体A在空气中转化为块状固体B的化学反应方程式:
_____________;
_________________
。
(2)猜想二:
块状固体B溶于水可能有
现象(填“放热”或“吸热”)。
请设计实验方案验证你的这一猜想(至少写出两种方案)。
①
____________________________________________________________________________________________________________________________________________;
②
___________________________________________________________________________________________________________________________________________;
③
___________________________________________________________________________________________________________________________________________。
(3)取适量块状固体B加入盛有一定量水的试管中,振荡、静置、过滤,得到少量白色固体C。
就白色固体C的成分,甲同学与乙同学进行讨论,一起猜想。
甲同学认为,白色固体C可能是:
氢氧化钙;
乙同学认为,白色固体C可能是:
碳酸钙;
你认为,白色固体C还可能是:
请设计实验证明你的猜想(填写下表):
方
案
现
象
和
结
论
【例18】小云同学对烧煮食物的某种固体酒精产生了浓厚的兴趣,于是她进行了以下探究活动。
请你一起参与她的探究过程吧!
【提出问题】:
固体酒精是固态的酒精吗?
【查阅资料一】:
酒精,学名乙醇,化学式为C2H6O,熔点为-114.1℃,沸点为78.5℃,易溶于水,能与水以任意比互溶。
【得出结论】:
小云认为固体酒精不是固态的酒精,她作出该判断的理由是:
【实验探究Ⅰ】:
取少量固体酒精置于蒸发皿中,用火柴点燃,固体酒精完全燃烧后,蒸发皿中残余
了少量白色固体。
【提出新问题】:
白色固体究竟是什么呢?
【查阅资料二】:
由硬脂酸和氢氧化钠反应生成的硬脂酸钠作为凝固剂,酒精填充在硬脂酸钠骨架间隙中,即可得到固体酒精。
固体酒精在较高的温度下燃烧时,硬脂酸钠可完全转化为硬脂酸和氢氧化钠,硬脂酸和酒精均可完全燃烧生成二氧化碳和水。
【实验探究Ⅱ】:
请你完成以下实验报告。
序号
①
用铂丝蘸取该固体在酒精灯上灼烧。
火焰呈黄色
固体中含有Na+。
②
将该固体置于足量蒸馏水中。
固体全部溶解。
固体可溶于水。
③
取少量①所得溶液,向其中滴加紫色石蕊试液,并振荡。
溶液变蓝。
溶液为碱性。
④
(此格不必填写)
小云认为该白色固体为。
【联想与解释】小云联想到老师用玻璃导管将纯净的氢气导出并点燃时,燃烧火焰为黄色,其原因可能是:
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