初三化学总复习课件.docx
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初三化学总复习课件
第五单元实验设计
【专题简述】
㈠实验设计应遵循的原则
⒈有正确的理论依据(实验原理);⒉有最简的实验步骤;⒊使用尽量简单的仪器和价廉易取的药品。
㈡实验设计的主要类型
⒈验证化学原理; ⒉鉴定物质存在; ⒊验证物质性质; ⒋测定物质组成;⒌测定物质纯度; ⒍测定相对原子质量或相对分子质量; ⒎分离提纯物质; ⒏物质制备; ⒐实现物质间转化等。
㈢实验设计的一般步骤
⒈化整为零:
把大题按制备、除杂、检验、收集、尾气吸收等功能分为各小单元;
⒉聚零为整:
按装置连接规则及实验要求连接各小块为整个实验;
⒊综合求解:
根据各装置的功能和涉及的化学原理得出合理答案。
㈣实验设计方案的评价
⒈对方案可行性的评价:
⑴原理是否科学合理;⑵操作上是否简单易行。
⒉从经济效益角度评价:
⑴节约试剂;⑵降低原料成本提高产品质量。
⒊从安全意识角度评价:
⑴能否防止倒吸;⑵是否有爆炸隐患。
⒋从环境保护角度评价。
【专题例析】
例⒈测量一定质量的铝锌合金与强酸溶液反应产生的氢气的体积,可以求得合金中铝和锌的质量分数。
现有下列实验用品:
中学化学实验常用仪器、800mL烧杯、100mL量筒、短颈玻璃漏斗、铜网、铝锌合金样品、浓盐酸(密度1.79g·cm-3)、水。
按图装置进行实验,回答下列问题。
(设合金样品全部反应,产生的气体不超过100mL。
)
⑴补充下列实验步骤,直到反应开始进行(铁架台和铁夹的安装可省略)。
①将称量后的合金样品用铜网小心包裹好,放在800mL烧杯底部,把短颈漏斗倒扣在样品上面。
⑵合金样品用铜网包裹的目的是:
____________
解析理解实验装置图是解题的关键。
由图可知,该实验源于高一教材中“钠与水反应并检验产生的气体”的演示实验,可联想到实验的操作步骤有相似之处。
但由于是定量实验,要求取得的数据误差尽量小,实验中要保证一定质量的铝锌合金能与酸完全反应,反应得到的气体要充分收集。
答案⑴②往烧杯中注入水,直至水面没过漏斗颈。
(没答水面没过漏斗颈不给分)
③在100mL量筒中装满水,倒置在盛水的烧杯中(量筒中不应留有气泡),使漏斗颈伸入量筒中,烧杯中水面到杯口至少保留约100mL空间。
④将长颈漏斗(或玻璃棒)插入烧杯并接近烧杯底部,通过它慢慢加入浓盐酸,至有气体产生。
注:
实验步骤顺序写错,或在步骤②中加入盐酸,则不论其步骤回答是否正确,小题⑴均不得分,因为颠倒步骤无法收集产生的全部气体。
⑵由于铝或锌密度小,与酸反应时样品会发生漂浮。
钠与水反应时用锡箔和镊子固定位置,可见此处铜网的用处也是防止样品漂浮,使之反应时固定于烧杯底适当的位置。
例⒉如图所示的简易装置可以进行气体的发生和收集实验:
⑴ 实验前应如何检查该装置的气密性?
⑵ 打开试管a的橡皮塞,加入10mL6mol/L稀硝酸和1g薄铜片,立即将带有导管的橡皮塞塞紧试管口。
反应开始时速度缓慢,逐渐加快。
请写出试管a中所发生的所有反应的化学方程式。
⑶ 从反应开始到反应结束,预期在试管a中可观察到哪些现象?
请依次逐一写出。
⑷ 在反应开始时,可观察到导管b中的水面先沿导管b慢慢上升到一定高度,此后又回落,然后有气泡从管口冒出。
试说明反应开始时导管中水面上升的原因。
⑸ 在试管c收集满气体后,用拇指堵住管口,取出水槽。
将试管向上,松开拇指,片刻后再堵住试管口,将试管又倒置于水槽中,松开拇指,此时可观察到什么现象?
⑹ 若在试管c收集满气体后,倒置于水槽中,向其中通入氧气,当液体完全充满试管时,则该溶液的物质的量浓度为_____。
(假定为标况)
解析⑴把导管b的下端浸入水中,用手紧捂热试管,导管口会有气泡冒出,松开手后,水又会回升到导管b中。
⑵3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O,2NO+O2=2NO2
⑶①铜片表面有气泡产生,开始较少后来逐渐增多;②试管a上部空间由无色变为浅棕色后,又变为无色;③试管a中的溶液由无色变为蓝色;④最后铜片全部反应完。
⑷由于反应开始时产生的NO和试管上部空气中的O2作用生成NO2,NO2易溶于水并与水反应,使装置内气体压强暂时减小,所以导管中的水面会先上升至一定高度。
⑸①水进入试管上升到一定高度;②试管中气体的颜色由红棕色变为无色。
⑹0.045mol/L
【能力训练】
1、为了除去粗盐中的Ca2+、Mg2+、SO42-和泥沙,可将粗盐溶于水,然后进行下列五项操作:
①过滤②加入过量NaOH溶液③加入适量盐酸④加入过量Na2CO3溶液⑤加入过量BaCl2溶液。
正确的操作顺序是(
)
A.①④②⑤③B.②④⑤③①C.④②③①⑤D.②④①⑤③
2、实验室用溴和苯反应制取溴苯,得到粗溴苯后,要用如下操作精制:
①蒸馏②水洗③用干燥剂干燥④10%NaOH溶液洗涤⑤水洗。
正确的操作顺序是(
)
A.①②③④⑤B.②④⑤③①C.④②③①⑤D.②④①⑤③
3、某溶液含有较多的Na2SO4和少量Fe2(SO4)3,若用该溶液制取芒硝,可供选的操作有:
①加适量H2SO4溶液②加金属钠③结晶④加过量NaOH⑤加强热脱结晶水⑥过滤。
正确的操作步骤是(
)
A.②⑥③B.④⑥①③C.④⑥③⑤D.②⑥①③⑤
4、Cu+在酸性溶液中不稳定,可发生自身氧化还原反应生成Cu2+和Cu。
现有浓硫酸、浓硝酸、稀硝酸、稀硫酸、FeCl3稀溶液及pH试纸,而没有其他试剂。
简述如何用最简便的实验方法,来检验CuO经氢气还原所得的红色产物中是否含有碱性氧化物Cu2O。
中考化学实验题命题趋向及解题策略
上海市普陀区洛川学校赵丽
随着国家新一轮基础教育课程改革的全面实施,新的教学理念、教学方法贯穿于整个教学活动中,与之相适应,新的课程评价体系也开始确立,新的课程标准要求中学化学教育必须从素质教育的需要出发,以德育为核心,以创新精神和实践能力的培养为重点。
在教学中让学生学得生动、学得主动、亲自体验、手脑并用、应用新技术、获取新信息、参与教学、尝试成功。
实验作为化学学科中的一项重要内容,也有了更高的要求,不但要学生学会化学实验的一些基本技能,而且要求具有一定的设计实验和完成、评价设计实验的技能,及表达知识、感受和情意的技能。
中考作为对初中化学课程的最终评价,其中就很明显逐年向这个新要求靠拢的变化,而且中考实验题的比分在逐年递增,因此,笔者注意近年中考中实验题的变化趋势,整理一些内容,仅供参考。
初三部分有关的实验知识涉及1常用仪器和化学实验的基本操作;2药品仪器的选择与连接;3实验操作的步骤;4实验报告的填写等.命题的中心是二大气体的制备、净化、收集和性质实验.
(一)基本仪器的使用包括:
1固体药品取用:
药匙、纸槽(粉末状固体);镊子(块状固体)
2液体取用:
胶头滴管(取少量液体);量筒
3储存:
细口瓶(盛放液体)广口瓶(盛放固体药品,也可作洗气瓶)集气瓶(暂时存放气体)
4反应容器:
试管、烧瓶、锥形瓶
5定量取用药品:
量筒(取液体)、托盘天平(取固体)
6可用于加热的容器:
试管、蒸发皿、坩埚(可直接加热);烧杯、烧瓶、锥形瓶(需垫石棉网)
(二)物质分离方法:
1可溶物与不溶物的分离:
溶解、过滤、蒸发。
2难溶固体和液体混合物分离:
过滤
3从溶液中获得固体:
蒸发(适用于溶解度随温度变化不大的物质)
降温结晶(适用于溶解度随温度变化很大的物质)
(三)两种典型的气体发生装置:
1固体和液体反应,不需加热
有以下几种常见形式:
(适用制取气体有二氧化碳、氢气等)
ABCD
A装置是最简单的形式,它不能在反应过程中随意停止或添加液体。
B、C、D装置可以随时添加液体,也可以控制反应的开始或停止。
2固体物质(一种或几种)在加热条件下反应:
装置如右图所示:
(适用制取气体有:
氧气等)
(四)气体收集方法:
ABC
A装置适用于收集密度小于空气的气体(如:
氢气、甲烷、氨气等)
B装置适用于收集密度大于空气的气体(如:
氧气、二氧化碳、二氧化硫、硫化氢等)
C装置适用于难溶于水的气体(如:
氢气、氧气、甲烷、一氧化碳、氮气等)
(五)常见气体的鉴别与吸收方法:
(使用时要根据具体情况具体分析)
常见气体
检验方法
除去方法
氧气
使带火星木条复燃
通过灼热的铜粉
二氧化碳
使澄清石灰水变浑浊
通过氢氧化钠溶液(或氢氧化钡,氢氧化钾溶液)
氢气
点燃气体,火焰为淡蓝色
通过灼热的氧化铜后,有水生成
燃烧
通过灼热的氧化铜
一氧化碳
通过灼热的氧化铜后,有二氧化碳生成
通过灼热的氧化铜
氯化氢气体
通入酸化的硝酸银溶液产生白色沉淀
通过氢氧化钠溶液,水,都可以,有时也会使用碳酸氢钠溶液
水蒸气
使白色无水硫酸铜变蓝
通过浓硫酸或烧碱或碱石灰或无水氯化钙等,看情况而定
(六)一个多功能瓶的应用:
a
可用作洗气瓶:
一般是从a口进气,b口出气;
b
可用作排空气法收集气体:
如果收集密度大于空气的气体,则从a端
通入气体;如果收集密度小于空气的气体,则从b端通入气体;
可用作排水法收集气体:
应从b端通入气体,将水从a端排出;
通过留意近来的中考的实验题,发现以下题型的出现率较高,在此作简单介绍:
(一)实验方案评价题
此类题是对学生分析问题能力的考察,它要求考生对设计的方案要有综合分析和比较的能力。
例:
1用实验证明一包黑色粉末是由氧化铜和炭粉混合而成。
甲乙两位同学设计的实验方案如下:
足量盐酸
甲:
黑色粉末观察现象
充分振荡
在试管中加热
乙:
黑色粉末观察现象
将气体导入澄清石灰水
试回答:
(1)甲方案中证明有氧化铜的依据是_____________________,证明有炭粉的实验依据是__________________________。
(2)乙方案中证明有氧化铜的实验依据是________________,证明有炭粉的实验依据是_________________________。
(3)以上两个方案中,你认为哪个方案更好?
理由是什么?
__________________________________________________
解题指导:
解答此类题时,主要从以下几个方面入手:
1方案设计是否科学、合理、严密;2是否安全、操作简便易行;3所选用的药品、仪器、装置是否经济;4实验现象是否明显;5从环保角度是否对环境造成污染等
本题中要验证的是黑色粉末中的组分(氧化铜、炭粉)根据这两种物质的性质两位同学设计的两个实验,当然都是可以的,但是我们要选择的实验方案最好是简单易行,那么相比较而言,第二个方案中装置又多,还要加热。
相对来说要比第一个差一些。
(二)填写实验报告题
此类题主要是将对元素、化合物知识的考察,设计成实验的形式,给学生以亲身探究的感受,培养了学生的实验能力、思维能力、综合分析问题和解决问题的能力。
例2:
有一包从海水获得的粗盐,已经经过初步的提纯。
课外活动小组对它的成分进行探究。
根据海水的成分和初步提纯的实验操作,估计该粗盐可能还含有的杂质是CaCl2和MgCl2。
现用实验验证这种推测,并完成实验报告:
实验目的:
__________________
实验步骤
现象
实验结论
取样并_______,加入数滴_______溶液
_________________
说明该粗盐中没有MgCl2
接着再滴入________溶液
有白色沉淀生成
说明_______________
解题指导:
这类实验报告题解题时,1看清实验的主要目的是什么,一般这在所给信息中或者是在实验报告的部分已知内容中有提示。
2根据报告中各项内容,考虑实验的步骤。
如例题中实验目的就在所给的信息中“估计该粗盐可能还含有的杂质是CaCl2和MgCl2”。
这句话告诉我们接下来要做的实验就是要验证粗盐中是否含有氯化钙、氯化镁。
第一个实验结论说明该粗盐中没有MgCl2,那就想能用来验证MgCl2的方法,考虑到含有氯化钠的因素,只能选择一种碱溶液,另外碱与盐要能反应的话必须在水溶液中,所以首先要将样品溶于水。
(三)实验设计题:
此类题构思别致,题材新颖,富于灵活性和创造性,主要考察学生设计简单实验方案的能力。
它要求学生不仅要有较强的实验操作能力,而且还要有一定的综合应用能力。
例3:
如下图所示,老师在课堂上演示了一个有趣的实验:
在一只洁净的小烧杯A中装入30mL蒸馏水,再滴入2~3滴石蕊试液;在小烧杯B中装入30mL浓盐酸;用一个玻璃水槽把A、B两个烧杯罩在一起,一会儿就看到A烧杯中的溶液变成了红色。
(蒸馏水和石蕊试液)(浓盐酸)
A烧杯B烧杯
同学们对上述现象看法不一,有以下两种猜测:
第一种:
A烧杯中的蒸馏水使石蕊试液变红。
第二种:
B烧杯中的浓盐酸挥发出一种气体,溶解到A烧杯的溶液中,使溶液变成红色。
(1)你认为哪种猜测是正确的?
如果你不同意以上两种猜测,请给出你的猜测。
_________________________________________________________________。
(2)请你设计实验方案,证明
(1)中你的猜测。
提供的实验用品:
烧杯、试管、胶头滴管、滤纸;蒸馏水、石蕊试液、浓盐酸、氯化氢气体等。
实验(简述实验内容和方法)
观察到的实验现象
(3)通过实验探索,对这个趣味实验,你得出的结论是_____________________________。
解题指导:
设计实验方案的基本要求是:
根据实验目的确定实验方法,根据化学反应选择合适的试剂,然后确定实验仪器的装置,并由此确定操作步骤。
因此,设计实验要注意遵循科学性、可行性,如果涉及不止一个小问题的,就需要考虑每一种情况,进行对比对照,使设计的实验方案达到一定的严密性。
此外还要注意安全问题,如果有几种方案可以选择,那么尽可能选择操作简单,现象明显,成本低廉的。
这题中的设计实验问题,找到主要的目的,是证实是浓盐酸中挥发出的一种气体,溶解到A烧杯的溶液中,使得溶液变红。
那么仔细分析这个目的中的每个“分支”:
一要证实使石蕊变色的不是蒸馏水;二要证实浓盐酸中是否会挥发出气体;三要证实氯化氢气体是否能使石蕊变色;四盐酸是否能使石蕊变色。
通过几个方面的小实验进行对比对照,可以得出最终的结论来。
按照这样的考虑结果进行实验设计,就可以得到最后的答案。
(四)综合实验题
此类题综合性比较强,涉及的知识点较多。
一般有实验原理的分析,物质的验证和现象的描述,装置作用的分析,甚至有从定量实验的角度对题目进行编拟,对学生分析问题、解决问题的能力提出了较高的要求,在基础知识掌握的系统性和全面性,思维的敏捷性、严密性和综合分析问题的能力上提出了较高的要求,在更高的层面上,考察了学生的创新意识和实验能力。
例4:
某校两名学生闯入久未开启的菜窖后,双双晕倒,经抢救后康复。
为探明原因,该生在老师的指导下,取出窖内气体样品,并用仅有的氢氧化钠溶液、水以及下图中的仪器,进行了窖内气体中CO2含量是否超标的测定。
回答下列问题:
窖内气体
NaOH溶液
水
ABCDE
(1)该生组装的测定窖内气体中CO2含量的实验装置时所选用的仪器编号是__________。
(2)充分反应后,打开装置中的开关,观察到的现象是__________________。
(3)上述事件提醒我们,进入地窖或深洞时,一定要携带下列物质中的___________。
A木棍B手电C燃着的蜡烛D电灯
例5:
为了弄清一个防空洞内气体成分中是否含有水蒸气、一氧化碳和二氧化碳,甲、乙两个兴趣小组的同学从防空洞内采集了一些气体样品,分别用下列盛有药品的仪器(如图,图中铁架台等夹持仪器均省略)检验气体成分。
CuO
浓硫酸
CuSO4NaOHCa(OH)2
(白色)浓溶液溶液
ABCDE
(1)
甲组采用分别检验的方法进行实验:
当选用B装置时,B中出现_____________现象,证明样品中含有水蒸气。
当选用D装置时,D中溶液变浑浊,证明样品中含二氧化碳,反应的化学方程式为_________________________________________
当选用______装置(填序号)时,该装置无明显现象,证明样品中不含一氧化碳。
(2)
乙组采用上述仪器按BDCEA顺序连接用来检验气体样品,C装置的作用是______________,写出C装置中反应的化学方程式:
________________________。
(3)有了上述检验结果后,进入防空洞前还需进行_________试验,因为空气里二氧化碳体积分数超过10%时,可以使人窒息,以致死亡。
解题指导:
这类题考查的范围很广,若在平时积累相关知识,特别是几种常见气体的制取和除杂质的方法,再加以综合利用。
例4中主要是测定样品气体中二氧化碳含量是否超标,实际上就是要看看样品中到底含有多少二氧化碳,看来是要想办法把样品中的二氧化碳反应掉或者吸收掉,根据所给仪器试剂,就算是二氧化碳和氢氧化钠溶液反应了,也是看不到明显现象的,所以必须要借助物理中的有关压强的知识,看看做成一个连通器,反应后能有多少水会被倒吸。
例5中主要实验目的是弄清样品气体中是否含有水蒸气、一氧化碳和二氧化碳,是属于验证实验,首先要明确这三种气体分别可以用什么来验证,像水蒸气一般用无水硫酸铜检验,二氧化碳一般用澄清石灰水检验,一氧化碳可以用和氧化铜反应后的产物来检验,但是要注意一氧化碳与氧化铜反应生成二氧化碳,所以在考虑次序时要注意避免互相干扰。
一般水蒸气第一个检验,二氧化碳在检验后注意还要把二氧化碳除去,以免影响后面的结果。
(五)实验装置连接题
此类题主要考察学生通过连接实验装置完成气体的性质实验或除去混合气体中的杂质的能力。
例6:
某大理石粉末样品中可能混有少量锌粉,现有一位同学为了进行有关物质的还原性实验,设计了下图所示的实验装置:
a
b
样品
浓硫酸无水硫酸铜
甲乙丙丁
澄清石灰水
A1A2B1B2
稀盐酸
浓硫酸
酚酞试液
碳酸氢钠溶液
ABCDE
装置乙内放有黑色粉末a,丙内放有黑色粉末b(a和b是两种不同的纯净物)。
实验后发现丁装置内的无水硫酸铜由白色变为蓝色。
(1)把A、B两个装置选入上图1、2中,A、B两装置上的四个接口(A1、A2、B1、B2)的正确连接顺序是:
甲________________________________乙。
(2)样品是否含有锌?
简述理由:
_____________________________________________。
(3)写出乙装置内发生的化学方程式:
____________________________。
A物质的名称是_____________,b物质的化学式_____________。
(4)为了检验从装置丁中出来的一种气体的性质,应在位置3上选用C、D、E装置中的____________(用C、D、E的代号填入)。
这种被检验气体的化学式为___________。
(5)在选择了以上装置之后,这套装置还有什么不足之处?
该如何改进?
_________________________________________________________________。
解题指导:
装置的连接顺序一般是:
气体发生装置气体净化与干燥装置主反应装置产物检验装置尾气处理装置。
按照气体的流向,仔细分析每一步反应的原理,所用装置的原理以及实验操作的原理。
还要注意:
气体净化与干燥步骤中,一般是把干燥放在后面,而若需检验的产物中有水蒸气,则要先检验水蒸气,然后检验其他产物。
例6解题时,首先明确题目主要的意图,根据所给信息自己先考虑一个大概的实验过程,本题中要做的是用大理石样品进行制取有关物质进行还原性实验,再结合装置中大理石与盐酸反应后的气体接连通过两种黑色粉末,可以推断出要进行的是一氧化碳的还原性实验,考虑到样品中可能有锌存在,如果有的话,在产生的气体中还会有氢气,要能确定是否有氢气,就要看和乙、丙反应之前必须要有干燥装置还有盐酸有挥发性,所以从甲中出来的气体要除去可能混有的氯化氢气体;一氧化碳化原性实验的最后要有检验产物二氧化碳的装置;考虑到一氧化碳的毒性,在整套装置的最后还要有处理掉一氧化碳的尾气处理装置。
从所有的实验题来看,不论以何种题目类型考察,其中所涉及的知识点大多是我们所学过的,其实也就是知识点的积累与运用,所以真的要掌握好实验题的解题方法,最根本的一点,就是要把书本知识点掌握扎实,然后再配合实验题的一些特点(实验题思维的严密性、可行性,实验装置的简单化,实验过程的安全性等)进行综合考虑,这样才能获得比较好的结果。
附答案:
例1(1)溶液变绿色(或蓝色或蓝绿色) 试管中仍有黑色不溶物
(2)试管中出现红色固体 石灰水变浑浊
(3)甲方案更好,操作简便,不需要加热。
例2 实验目的:
测定粗盐中是否含有氯化钙、氯化镁。
加水溶解,氢氧化钠,无明显想象。
碳酸钠(或碳酸钾)
例3(1)第二种
(2)
实验内容、方法
观察到的实验现象
实验1
用洁净的烧杯取20mL蒸馏水,滴入2~3滴石蕊试液,观察现象
蒸馏水不变色
实验2
①向滤纸上滴加石蕊,然后放在盛有浓盐酸的烧杯上方;②或打开盛装浓盐酸的试剂瓶,观察现象;③或闻B烧杯中浓盐酸的气味。
滤纸变红
出现白雾
能闻到浓盐酸有刺激性气味
实验3
将氯化氢气体通入含有石蕊试液的蒸馏水中,观察现象。
溶液变红
实验4
向盐酸中滴入紫色石蕊试液,观察现象。
溶液变红
(3)结论1盐酸能使石蕊试液变红;结论2蒸馏水不能使石蕊试液变红;结论3浓盐酸具有挥发性。
例4(1)A、B、E;(2)烧杯中的水通过装置E中的导管被倒吸入集气瓶A中;(3)C;
例5(1)①白色固体变蓝 ②Ca(OH)2+CO2CaCO3+H2O③A
(2)除去二氧化碳2NaOH+CO2Na2CO3+H2O
(3)灯火
例6(1)甲 (B2) (B1)(A1)(A2)乙 (2)有锌粉。
因为被浓硫酸干燥后的混合气体在丙装置中通过氧化铜或四氧化三铁后,能使白色无水硫酸铜变为蓝色,说明发生了反应并生成了水,这样既证明了前面混合气体中有氢气存在,又说明了原粉末中混有锌粉。
(3)C+CO22CO炭粉, CuO或Fe3O4(4)E,CO2
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