李德前
一、實(shí)驗(yàn)基本技能
化學(xué)實(shí)驗(yàn)的基本技能包括藥品的取用、儀器的使用、基本操作(如物質(zhì)的加熱、儀器的連接、玻璃儀器的洗滌)等,掌握這些技能是正確、快速、安全地進(jìn)行實(shí)驗(yàn)并獲得成功的重要保證。
(一)典例分析
【例題】(2016·泉州)下列實(shí)驗(yàn)基本操作錯(cuò)誤的是( )
【解析】檢查裝置氣密性時(shí),要先將導(dǎo)管口浸入水中,再用手緊捂試管加熱(若導(dǎo)管口冒氣泡則裝置不漏氣),A項(xiàng)操作正確;點(diǎn)燃酒精燈時(shí),用燃著的酒精燈去引燃另一盞酒精燈,極有可能使酒精流出,從而引發(fā)火災(zāi)(一般用火柴點(diǎn)燃),B項(xiàng)操作錯(cuò)誤;向試管里滴加液體時(shí),膠頭滴管應(yīng)將液體從試管口處懸空滴下,C項(xiàng)操作正確;進(jìn)行過濾操作時(shí),其操作要點(diǎn)是“一貼、二低、三靠”,D項(xiàng)操作正確。
【答案】B
(二)對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練
1.下列儀器,既能做反應(yīng)容器又能直接加熱的是( )
A.燒杯 B.集氣瓶
C.錐形瓶 D.試管
2.規(guī)范操作是科學(xué)實(shí)驗(yàn)的基本要求。下列實(shí)驗(yàn)操作規(guī)范的是( )
C.檢驗(yàn)甲烷燃燒有CO2生成 D.滴加液體
3.下圖所示儀器中,用酒精燈加熱時(shí)不需墊石棉網(wǎng)的是( )
4.下列實(shí)驗(yàn)操作正確的是( )
A.稀釋濃硫酸時(shí),將水沿?zé)瓋?nèi)壁緩慢注入濃硫酸中
B.測(cè)定未知溶液的酸堿度時(shí),將pH試紙直接伸到待測(cè)溶液中
C.實(shí)驗(yàn)室制取氣體時(shí),先檢查裝置的氣密性,然后再裝入藥品
D.用膠頭滴管取用液體藥品時(shí),先將其伸入液體內(nèi),然后擠壓膠頭取液
5.下列實(shí)驗(yàn)操作正確的是( )
C.傾倒液體 D.連接儀器
6.下列實(shí)驗(yàn)操作中正確的是( )
A.將藥品直接放在托盤天平的托盤上稱量
B.實(shí)驗(yàn)桌上酒精著火用濕抹布蓋滅
C.為避免浪費(fèi),實(shí)驗(yàn)用剩的藥品放回原試劑瓶
D.取用粉末狀固體藥品用藥匙,取用塊狀固體藥品直接用手拿
7.在做“溶液的形成”演示實(shí)驗(yàn)時(shí),老師先往一試管中加入1~2小粒高錳酸鉀,然后加入5 mL 的水,接下來的操作正確的是( )
8.化學(xué)實(shí)驗(yàn)技能是學(xué)習(xí)化學(xué)和進(jìn)行探究活動(dòng)的基礎(chǔ)和保證。
(1)用酒精燈加熱時(shí),應(yīng)該使用酒精燈的 焰。
(2)用酒精燈給試管里的液體加熱時(shí),發(fā)現(xiàn)試管破裂,可能的原因有:①用酒精燈的外焰給試管加熱;②加熱前沒有擦干試管外壁的水;③加熱時(shí)試管底部觸及燈芯;④被加熱的液體超過試管容積的1/3;⑤沒有進(jìn)行預(yù)熱。其中與之有關(guān)的是 (填字母)。
A.①③⑤ B.②④
C.②③⑤ D.③④⑤
(3)下圖是探究物質(zhì)性質(zhì)的連續(xù)實(shí)驗(yàn)操作步驟示意圖。據(jù)此回答:
①操作中出現(xiàn)錯(cuò)誤的步驟有
(填字母)。
②步驟C中用試管夾夾持試管時(shí),應(yīng)由試管 (填“上部”或“底部”)夾上、取下。
9.通過一年的化學(xué)學(xué)習(xí),你已經(jīng)掌握了常見儀器的使用方法。請(qǐng)從下列儀器中選擇適當(dāng)?shù)膬x器,將其編號(hào)寫在相應(yīng)的空格處。
a.膠頭滴管 b.漏斗 c.10 mL量筒
d.25 mL量筒 e.燒杯 f.細(xì)口瓶 g.玻璃棒
h.藥匙 i.坩堝鉗 j.酒精燈
(1)取用粉末狀固體用 。
(2)氯化鈉溶液存放在 中。
(3)過濾操作中用到的儀器: 。
(4)做鎂帶燃燒實(shí)驗(yàn)時(shí)用到的儀器:
。
(5)量取15.0 mL水用到的儀器:
。
(6)將葡萄糖粉末溶解于水中用到的儀器: 。
10.漳州小吃手抓面,制作時(shí)要用到大樹堿,大樹堿的主要成分是K2CO3。為了測(cè)定大樹堿中K2CO3的質(zhì)量分?jǐn)?shù),小文同學(xué)進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)。
(1)用托盤天平稱取10 g大樹堿樣品,在稱量過程中發(fā)現(xiàn)天平指針如下圖所示,則此時(shí)應(yīng)進(jìn)行的操作是
(2)用量筒量取一定量的水,為了準(zhǔn)確量取水的體積,還需要使用的儀器是 。
(3)把大樹堿樣品和水加入燒杯中,用玻璃棒攪拌,使大樹堿完全溶解,玻璃棒的作用是 。
(4)向配好的溶液中逐漸加入CaCl2溶液,生成1 g沉淀(假設(shè)大樹堿中其他成分不參與反應(yīng),反應(yīng)的化學(xué)方程式為CaCl2+K2CO3= CaCO3↓+2KCl)。計(jì)算:大樹堿中K2CO3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是 。
(5)小文同學(xué)在配制好溶液后,發(fā)現(xiàn)紙片上還有殘留固體,則計(jì)算出的大樹堿K2CO3的質(zhì)量分?jǐn)?shù) (填“偏大”或“偏小”)。
二、實(shí)驗(yàn)室制備氣體
實(shí)驗(yàn)室制備氣體主要涉及實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)裝置、實(shí)驗(yàn)操作、氣體驗(yàn)滿、氣體檢驗(yàn)、實(shí)驗(yàn)裝置優(yōu)化及實(shí)驗(yàn)異常分析等內(nèi)容。
(一)典例分析
【例題】(2016·青島)根據(jù)下列裝置,回答問題。
(1)寫出圖中標(biāo)號(hào)儀器的名稱:① 。② 。
(2)實(shí)驗(yàn)室用過氧化氫溶液和二氧化錳制取氧氣時(shí),發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為
;從控制反應(yīng)速率和節(jié)約藥品的角度考慮,發(fā)生裝置最好選用 (填裝置編號(hào))。
(3)因?yàn)檠鯕獠灰兹苡谒?,所以可以利用裝置 (填裝置編號(hào))收集。如果要做鐵絲在氧氣中燃燒的實(shí)驗(yàn),用這種裝置收集氧氣時(shí)應(yīng)注意 。
【解析】(1)圖中儀器①是分液漏斗,儀器②是試管。(2)實(shí)驗(yàn)室用過氧化氫和二氧化錳制取氧氣的化學(xué)方程式為2H2O2[MnO2] 2H2O+ O2↑,注意標(biāo)注反應(yīng)條件和氣體符號(hào)。該反應(yīng)應(yīng)選用固液常溫型發(fā)生裝置,即A、B、C裝置都可以。如果從控制反應(yīng)速率和節(jié)約藥品的角度考慮,最好的發(fā)生裝置是B裝置(分液漏斗可以控制液體的滴加速率)。(3)因?yàn)檠鯕獠灰兹苡谒阅苡门潘ㄊ占?。若要做鐵絲在氧氣中燃燒的實(shí)驗(yàn),那么用排水法收集氧氣時(shí)要在瓶底預(yù)留少許水,以防鐵絲燃燒后產(chǎn)生的高溫固體濺落下來炸裂集氣瓶底。
【答案】(1)分液漏斗 試管 (2)2H2O2[MnO2] 2H2O+O2↑ B (3)F 在集氣瓶底預(yù)留少許水
(二)對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練
1.關(guān)于催化劑的下列說法中,正確的是 ( )
A.化學(xué)反應(yīng)后催化劑本身的質(zhì)量減小
B.催化劑一定改變化學(xué)反應(yīng)的速率
C.過氧化氫分解的催化劑只有二氧化錳
D.用氯酸鉀制取氧氣時(shí),加入催化劑可使生成氧氣的質(zhì)量增加
2.下列有關(guān)“固液常溫型”氣體發(fā)生裝置,不合理的是( )
A. B. C. D.
3.下圖是小科完成CO2的制取、收集和驗(yàn)滿的主要操作過程,其中需要糾正的是( )
4.實(shí)驗(yàn)室制取干燥的CO2氣體,不會(huì)用到的裝置是( )
(1)寫出儀器①②的名稱:① ,② 。
(2)實(shí)驗(yàn)室制取O2或CO2都可以使用的發(fā)生裝置為 (填裝置編號(hào),下同)。若用過氧化氫制取并收集O2,可選用的裝置組合為 。
(3)A裝置中棉花的作用是 。
(4)天然氣是一種重要的化石燃料,它的主要成分是甲烷,甲烷是結(jié)構(gòu)最簡單的有機(jī)化合物。在通常情況下,甲烷是一種無色、無味、密度比空氣小的氣體,難溶于水。甲烷在空氣中完全燃燒生成二氧化碳和水。
①請(qǐng)你寫出甲烷的一條性質(zhì): 。
②某同學(xué)欲利用右圖裝置收集甲烷氣體,無論瓶內(nèi)裝滿空氣還是裝滿水,收集甲烷時(shí),氣體都應(yīng)從 (填“a”或“b”) 端進(jìn)入。
6.正確進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作,合理改進(jìn)實(shí)驗(yàn)裝置,是科學(xué)素養(yǎng)的重要方面。請(qǐng)回答下列問題。
(1)二氧化碳通常用大理石與稀鹽酸反應(yīng)制取,有關(guān)的化學(xué)方程式是 。
(2)圖甲是實(shí)驗(yàn)室制取二氧化碳的裝置,實(shí)驗(yàn)中集滿一瓶二氧化碳后,應(yīng)將蓋有玻璃片的集氣瓶 (填“正放”或“倒放”)在桌面上。
(3)有兩位同學(xué)對(duì)圖甲中的氣體發(fā)生裝置進(jìn)行了簡化,簡化后的裝置如圖乙和圖丙所示,其中可行的是 。
(4)在研究CO2性質(zhì)時(shí),他們進(jìn)行了圖丁所示的實(shí)驗(yàn)。
①向漏斗中傾倒二氧化碳時(shí),燃著的蠟燭 熄滅,由此說明二氧化碳具有的物理性質(zhì)是 。
②漏斗在該實(shí)驗(yàn)中的作用是 。
7.某化學(xué)興趣小組從下列裝置中選用部分裝置組裝后制取氧氣。
(1)甲同學(xué)用一定質(zhì)量的高錳酸鉀制取氧氣,反應(yīng)的化學(xué)方程式為 。
(2)連接a→b接口,收集的氣體純度 ;連接a→ 接口,收集的氣體較為干燥,并用 檢驗(yàn)氧氣是否集滿。
(3)正確連接A、E、F裝置,可以測(cè)量反應(yīng)放出氧氣的體積。
①有關(guān)接口的連接順序?yàn)椋篴→ , → 。
用膠皮管連接各裝置時(shí),應(yīng)先把玻璃管口 ,然后稍稍用力把玻璃管插入膠皮管。
②實(shí)驗(yàn)過程中,甲同學(xué)發(fā)現(xiàn)E裝置中的水變?yōu)樽霞t色,這是因?yàn)?進(jìn)入E裝置并溶于水中的緣故。為了防止實(shí)驗(yàn)過程中出現(xiàn)上述現(xiàn)象,相應(yīng)的改進(jìn)措施是 。
③實(shí)驗(yàn)結(jié)束,乙同學(xué)發(fā)現(xiàn)收集到的氧氣體積大于理論值,這是為什么呢?
【作出猜想】同學(xué)們作出如下三種猜想:
猜想Ⅰ:可能是反應(yīng)生成的二氧化錳受熱分解放出氧氣;
猜想Ⅱ:可能是反應(yīng)生成的錳酸鉀受熱分解放出氧氣;
猜想Ⅲ: 。
作出以上猜想的理由是 。
【實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證】
實(shí)驗(yàn)一:取一定量二氧化錳于試管中,加熱一段時(shí)間后,測(cè)得二氧化錳的質(zhì)量不變,證明猜想 錯(cuò)誤。
實(shí)驗(yàn)二:取少量錳酸鉀于試管中,加熱一段時(shí)間后, ,證明猜想Ⅱ正確。
8.利用下圖所示實(shí)驗(yàn)裝置制備常見氣體,請(qǐng)回答有關(guān)問題。
(1)寫出儀器①的名稱: 。
(2)裝置A為氣體發(fā)生裝置,在試管內(nèi)的適當(dāng)位置放入 、 等實(shí)驗(yàn)用品制取氧氣,寫出有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式:
。
(3)若用裝置B收集的氧氣不純,原因可能是 (寫一種)。
(4)用裝置C收集氧氣,驗(yàn)滿時(shí)將帶火星的木條放在 (填“a”或“b”)處。
(5)裝置D是用軟塑料管自制的氣體發(fā)生裝置,利用該裝置可制取二氧化碳?xì)怏w,軟塑料管中的液體藥品是 ,藥品加入完畢后,接下來的操作是 。
9.我們學(xué)習(xí)過常見氣體的實(shí)驗(yàn)室制法,知道了制取氣體的一般思路和方法。
(1)實(shí)驗(yàn)室制取氣體時(shí),確定發(fā)生裝置需要考慮的兩種因素是 (填字母)。
A.反應(yīng)物的狀態(tài) B.氣體的密度
C.反應(yīng)的條件 D.氣體的溶解性
(2)某實(shí)驗(yàn)室的儀器柜里有如下儀器:
A B C D E
①儀器E的名稱是 。
②實(shí)驗(yàn)室用大理石和稀鹽酸制備并收集二氧化碳時(shí),不可能選擇的儀器是 (填儀器編號(hào))。
(3)老師提出,如果用碳酸鈉粉末與稀鹽酸制取二氧化碳,其反應(yīng)的化學(xué)方程式為 。為了完成該實(shí)驗(yàn),有4位同學(xué)組裝了以下發(fā)生裝置,你認(rèn)為最合適的一套裝置是 (填裝置編號(hào)),該裝置的最大優(yōu)點(diǎn)是 。
CaCl2+2NH3↑+2H2O。
②CaCl2溶液顯中性,NH4Cl溶液顯酸性。
③含有氯離子(Cl-)的溶液與AgNO3溶液反應(yīng)都產(chǎn)生白色沉淀氯化銀(AgCl)。
請(qǐng)回答下列問題。
(1)儀器a的名稱是 ,儀器b的名稱是 。
(2)用氯酸鉀和二氧化錳制取氧氣時(shí),發(fā)生裝置選A的原因是 。用A、E組合制取氧氣,實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)的關(guān)鍵操作是 。
(3)實(shí)驗(yàn)室要制取氨氣,選取的發(fā)生裝置是 (填裝置編號(hào),下同),收集裝置是 。檢驗(yàn)氨氣是否收集滿的方法是 。
(4)某同學(xué)對(duì)制取氨氣后試管內(nèi)的殘留固體進(jìn)行了進(jìn)一步的探究:
①取反應(yīng)容器內(nèi)少量固體于燒杯中,加水溶解,過濾,得到濾液;
②取少量濾液于試管中,向試管中滴加無色酚酞溶液,溶液顏色無變化,說明固體物質(zhì)中不含Ca(OH)2;
③另取少量濾液于試管中,向試管中滴加AgNO3溶液,產(chǎn)生白色沉淀,該同學(xué)得出了固體物質(zhì)中一定含有NH4Cl的結(jié)論。
你認(rèn)為“固體物質(zhì)中一定含有NH4Cl”的結(jié)論是否正確? (填“是”或“否”);理由是 。
三、物質(zhì)的檢驗(yàn)與鑒別
熟悉常見物質(zhì)(或離子)的檢驗(yàn)方法,再借助物質(zhì)的物理特征或特征反應(yīng),就不難完成物質(zhì)的檢驗(yàn)與鑒別。
(一)典例分析
【例題】(2016·濟(jì)寧)某鈉鹽溶液中含有Cl-、OH-、[CO2-3]三種陰離子。僅用一份樣品溶液,利用下面的試劑與操作就可將溶液中的三種陰離子依次檢驗(yàn)出來。正確的實(shí)驗(yàn)操作順序是( )
①滴加Mg(NO3)2溶液 ②過濾 ③滴加AgNO3溶液 ④滴加Ba(NO3)2溶液
A.①②④②③ B.④②①②③
C.③②①②④ D.④②③②①
【解析】檢驗(yàn)Cl-用AgNO3溶液(生成白色沉淀AgCl),檢驗(yàn)OH-用Mg(NO3)2溶液[生成白色沉淀Mg(OH)2],檢驗(yàn)[CO2-3]用Ba(NO3)2溶液(生成白色沉淀BaCO3)。由于[CO2-3]與AgNO3溶液、Mg(NO3)2溶液均能反應(yīng)(分別生成Ag2CO3沉淀、MgCO3沉淀),所以要先檢驗(yàn)[CO2-3],再檢驗(yàn)OH-、Cl-;由于OH-與AgNO3反應(yīng)也能析出沉淀,所以要先檢驗(yàn)OH-。綜上可知,主要操作步驟是:取樣,先滴加足量Ba(NO3)2溶液,產(chǎn)生白色沉淀,說明含有[CO2-3];過濾,向?yàn)V液中再滴加足量Mg(NO3)2溶液,產(chǎn)生白色沉淀,說明含有OH-;再次過濾,然后向?yàn)V液中滴加足量AgNO3溶液,產(chǎn)生白色沉淀,說明含有Cl-。綜上,正確的實(shí)驗(yàn)操作順序是④②①②③。
【答案】B
(二)對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練
1.在下列各項(xiàng)“家庭小實(shí)驗(yàn)”中,不能達(dá)到預(yù)期目的的是( )
A.品嘗——鑒別白糖和食鹽
B.觀察——鑒別黃銅和黃金
C.聞氣味——鑒別酒精和白醋
D.點(diǎn)燃——鑒別羊毛和滌綸
2.下列各組常見的固體物質(zhì)中,用水不能區(qū)分的是( )
A.NaOH和NH4NO3
B.CuSO4和Na2SO4
C.Na2CO3和CaCO3
D.NaCl和KCl
3.下列敘述不正確的是( )
A.用互相刻畫的方法,可比較硬鋁和鋁的硬度
B.用滴加碘酒的方法,可檢驗(yàn)馬鈴薯中是否含有淀粉
C.加熟石灰粉末研磨,可鑒別硫酸銨和氯化銨
D.將冷碟子放在蠟燭火焰的上方,可得到炭黑
4.下列各組物質(zhì)的溶液不用其他試劑無法鑒別的是( )
A.H2SO4、NaCl、Na2CO3、CaCl2
B.HCl、NaOH、CuSO4、MgSO4
C.Na2CO3、K2SO4、BaCl2、HCl
D.NaNO3、HCl、CaCl2、KOH
5.用下列方法鑒別物質(zhì)不能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡氖牵?)
6.下列說法正確的是( )
A.向某固體上滴加稀鹽酸,有氣泡產(chǎn)生,則該固體一定是碳酸鹽
B.把燃著的木條插入某瓶無色氣體中,木條熄滅,證明瓶中的氣體是二氧化碳
C.取少量溶液于試管中,滴加氯化鋇溶液,有白色沉淀生成,證明該溶液中一定有硫酸根離子
D.不用其他試劑就可以把KOH、HNO3、CuSO4、MgCl2四種溶液鑒別出來
7.下表中各組物質(zhì)的鑒別方法正確的是 ( )
8.下列各組物質(zhì)中都有三種溶液,只用Na2CO3溶液就能將三種溶液區(qū)分開來的是 ( )
A.CuSO4、H2SO4、NaNO3
B.NaCl、CaCl2、Ba(NO3)2
C.HNO3、H2SO4、NaHCO3
D.HNO3、BaCl2、Na2SO4
9.現(xiàn)有A、B、C、D四瓶失去標(biāo)簽的無色液體,它們分別是稀鹽酸、碳酸鈉溶液、氯化鋇溶液、硝酸鉀溶液中的一種。為了鑒別它們,各取少量溶液兩兩混合,實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下表所示(其中“↓”表示有沉淀生成,“↑”表示有氣體生成,“—”表示不反應(yīng)或無明顯現(xiàn)象)。
回答下列問題。
(1)C中溶質(zhì)的化學(xué)式是 ,B和D反應(yīng)所屬的基本反應(yīng)類型是 。
(2)寫出A和B反應(yīng)的化學(xué)方程式: 。
10.實(shí)驗(yàn)室有兩瓶失去標(biāo)簽的稀鹽酸和氫氧化鈉溶液(記作A、B),小強(qiáng)用下列方法加以鑒別?;卮鹣铝袉栴}。
(1)他取適量的A、B兩種溶液于試管中,分別加入適量氯化鐵溶液,觀察到A中產(chǎn)生紅褐色沉淀,則A是 ,發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為 。
(2)他另取適量的A、B兩種溶液于試管中,分別加入適量碳酸鈉溶液,觀察到B中的現(xiàn)象為 ,發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為 。
(3)他通過測(cè)定溶液的酸堿度來鑒別:若pH (填“>”“=”或“<”)7,則溶液為 。
(4)他還利用了下列試劑進(jìn)行鑒別,其中能鑒別的試劑有 (填字母)。
A.鋅 B.硝酸鈉 C.石蕊溶液
四、物質(zhì)的推斷
物質(zhì)的推斷包括文字陳述型推斷、框圖型推斷、化工流程型推斷等,抓住“題眼”(如特殊顏色、特殊氣味、特征反應(yīng)、化學(xué)之最、特殊用途)是解題的突破口。
(一)典例分析
【例題】(2016·鄂州)A~H是初中化學(xué)常見物質(zhì),下圖為這些物質(zhì)的相互轉(zhuǎn)化關(guān)系圖。其中E為紅色固體,H為紅褐色沉淀,部分生成物與反應(yīng)條件已省略?;卮鹣铝袉栴}。
(1)F的化學(xué)式為 。
(2)E→C化學(xué)方程式為 。
(3)上述反應(yīng)中未涉及的基本反應(yīng)類型為 。
(4)舉出E→G在工業(yè)生產(chǎn)中對(duì)應(yīng)的一種用途: 。
【解析】因?yàn)镋為紅色固體,所以E可能為銅或氧化鐵;又因?yàn)镋能與一氧化碳和稀硫酸發(fā)生反應(yīng),所以E是氧化鐵。因?yàn)镠為紅褐色沉淀,所以H為Fe(OH)3。因?yàn)镚與F反應(yīng)生成 Fe(OH)3,且G由氧化鐵和稀硫酸反應(yīng)生成,所以G是Fe2(SO4)3,F(xiàn)是一種可溶性堿。因?yàn)镋是氧化鐵,能與CO反應(yīng)生成鐵和二氧化碳,又因?yàn)镃是A高溫分解的產(chǎn)物,所以C不可能是鐵,只能是二氧化碳,進(jìn)而可知A是碳酸鈣,B是氧化鈣,D是氫氧化鈣。氫氧化鈣與碳酸鈉反應(yīng)生成碳酸鈣和氫氧化鈉,所以F為氫氧化鈉。(1)F的化學(xué)式為NaOH。(2)E→C的化學(xué)方程式為Fe2O3+3CO[高溫]2Fe+3CO2。(3)碳酸鈣高溫分解出氧化鈣和二氧化碳是分解反應(yīng),氧化鈣和水反應(yīng)生成氫氧化鈣是化合反應(yīng),氫氧化鈣與碳酸鈉、氫氧化鈉與硫酸鐵發(fā)生的反應(yīng)均是復(fù)分解反應(yīng),所以未涉及的反應(yīng)類型是置換反應(yīng)。(4)E→G是氧化鐵和稀硫酸的反應(yīng)(生成可溶性鹽),可用于金屬表面除銹。
【答案】(1)NaOH (2)Fe2O3+3CO[高溫]2Fe+3CO2 (3)置換反應(yīng) (4)除鐵銹
(二)對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練
1.為檢驗(yàn)?zāi)郴旌蠚怏w成分,小亮做了如下實(shí)驗(yàn):將一定體積的該混合氣體通入過量的澄清石灰水中,石灰水無明顯現(xiàn)象,氣體總體積減??;把剩余氣體導(dǎo)出后,可在氧氣中燃燒,燃燒產(chǎn)物能使白色CuSO4粉末變藍(lán)色。則原混合氣體的成分可能是( )
A.HCl和CO B.HCl和H2
C.CH4和CO2 D.CO2和CO
2.如右圖所示,甲、乙、丙、丁、戊五種物質(zhì)分別是鐵、鹽酸、氫氧化鈣、硫酸銅、碳酸鈉中的一種,連線兩端的物質(zhì)間能發(fā)生化學(xué)反應(yīng),甲與戊反應(yīng)產(chǎn)生的氣體能使澄清石灰水變渾濁,丙溶液為藍(lán)色。下列能替代圖中丁物質(zhì)的是( )
A.Ag B.BaCl2
C.NaOH D.CuO
3.已知A~H均為初中化學(xué)常見的物質(zhì)。其中A、C常溫下均是氣態(tài)氧化物,且組成元素相同,B是磁鐵礦的主要成分,E能用于改良酸性土壤,H是紫紅色金屬。他們的相互轉(zhuǎn)化關(guān)系如下(反應(yīng)條件均已略去)。請(qǐng)回答下列問題。
(1)E物質(zhì)的化學(xué)式是 ,固體C的俗名是 。
(2)寫出反應(yīng)①③的化學(xué)方程式:
, 。
4.贛南的客家圍屋如同城堡,可以抵御外敵入侵。現(xiàn)有五種物質(zhì):鹽酸、硫酸、氫氧化鈉、氯化鋇和碳酸鈉,作為圍屋的守護(hù)“衛(wèi)士”,只有相鄰物質(zhì)之間能發(fā)生反應(yīng)才能組成守護(hù)的防線(如右圖所示)。其中物質(zhì)A常用于鉛酸蓄電池中,其濃溶液有脫水性;物質(zhì)C是人體胃液中的主要成分。(提示:碳酸鋇不溶于水)
(1)A物質(zhì)是 。
(2)B與C反應(yīng)的化學(xué)方程式為
;A與E反應(yīng)時(shí)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象為 。
(3)現(xiàn)有下列物質(zhì)作為“外敵”分別對(duì)圍屋發(fā)起進(jìn)攻,若該物質(zhì)與兩位相鄰的守護(hù)“衛(wèi)士”都能發(fā)生反應(yīng)才能攻破防線,那么能攻入圍屋的物質(zhì)是 (填序號(hào))。
①鐵 ②氧化鐵
③二氧化碳 ④氫氧化鋇
5.已知A~I(xiàn)均為初中化學(xué)常見的物質(zhì),其中組成A、C兩種氣體的元素相同,且C是常見的溫室氣體,B是鐵銹的主要成分,D是單質(zhì),F(xiàn)是鹽酸鹽。根據(jù)如下轉(zhuǎn)化關(guān)系(反應(yīng)條件均已略去),回答下列問題。 [A][①][②][B][E][G][F][D][I][H][C]
(1)D的化學(xué)式為 ,H的化學(xué)式是 。
(2)寫出反應(yīng)①的化學(xué)方程式:
。
(3)若反應(yīng)②在植物體內(nèi)進(jìn)行,這個(gè)過程中能量的轉(zhuǎn)化形式是 。
6.實(shí)驗(yàn)室有一包固體混合物,可能由 Fe(OH)3、KOH、Ba(OH)2、K2CO3、C、Cu、CuO中的三種物質(zhì)組成。某?;瘜W(xué)興趣小組的同學(xué)為了探究其成分,設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)流程:
請(qǐng)回答下列有關(guān)問題。
(1)無色溶液Ⅱ中所含陽離子的符號(hào)是 。
(2)有色固體a與稀硫酸反應(yīng)的化學(xué)方程式為 。
(3)有色固體b在空氣中加強(qiáng)熱時(shí),發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為 。
(4)這包固體混合物的成分是 。
7.有A、B、C三種物質(zhì),已知A是一種氯化物,B是一種酸,C是一種堿。圖甲表示A、B、C三種物質(zhì)的溶液兩兩混合時(shí)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。
(1)D的化學(xué)式為 。
(2)A、B不能發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)的原因是 。
(3)A、C反應(yīng)的化學(xué)方程式為
。
(4)將一定質(zhì)量鎂、鋅兩種金屬同時(shí)放入A溶液中充分反應(yīng),過濾,濾液為無色。則濾液中一定含有的陽離子為 (寫粒子符號(hào))。
(5)若M、N分別為鐵和鋅中的一種,分別與等質(zhì)量、等溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)的B溶液反應(yīng),產(chǎn)生氫氣的質(zhì)量與反應(yīng)時(shí)間的關(guān)系如圖乙所示。則M為 ,反應(yīng)結(jié)束后只有一種金屬有剩余,則剩余金屬為 。
8.甲班學(xué)生做完實(shí)驗(yàn)室制備氧氣和還原金屬氧化物的實(shí)驗(yàn)后,剩余物質(zhì)倒入同一廢液缸里。乙班課外興趣小組同學(xué)進(jìn)行了如下探究。
(1)步驟①的操作名稱是 ,所用到的玻璃儀器有漏斗、玻璃棒和 。
(2)由步驟②實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象推知,甲班同學(xué)制取氧氣所用的固體反應(yīng)物是 (寫化學(xué)式)。
(3)由步驟④所得溶液加入氫氧化鈉可得紅棕色沉淀,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為
。
(4)由步驟③產(chǎn)生的氣體判斷,固體A中一定含有 (寫名稱);綜合步驟③④現(xiàn)象推理,固體A中還可能含有的物質(zhì)是 (寫至少兩種物質(zhì)的化學(xué)式)。
(5)根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)和分析判斷,固體C是 (寫化學(xué)式)。
9.有一包白色固體樣品,可能由硫酸鈉、氫氧化鈉、碳酸鈣、氯化鋇、氯化鎂中的一種或幾種物質(zhì)組成。為探究該樣品的組成,某小組取適量樣品按下列流程進(jìn)行實(shí)驗(yàn):
請(qǐng)回答下列問題。
(1)過濾操作中用到的玻璃儀器有燒杯、玻璃棒和 ,其中玻璃棒的作用是 。
(2)濾渣a的成分是 ,濾液中溶質(zhì)的成分除氯化鈉外還有 ,白色沉淀b的成分是 。
(3)若現(xiàn)象① “濾渣全部溶解”變?yōu)椤盀V渣部分溶解”,其他現(xiàn)象不變,則原樣品中不能確定是否存在的物質(zhì)是 。
10.金屬和酸、堿、鹽的化學(xué)性質(zhì)是初中化學(xué)的核心知識(shí)。如右圖,A、B、C、D分別表示上述四類物質(zhì)中常見的一種,A、B、C、D之間的連線表示它們彼此之間能夠發(fā)生化學(xué)反應(yīng),其中A與B能夠發(fā)生中和反應(yīng),D是目前世界上產(chǎn)量最多的金屬。請(qǐng)回答:
(1)C屬于 (填“酸”“堿”或“鹽”)。
(2)A與D反應(yīng)產(chǎn)生氣體的化學(xué)方程式是 。
(3)實(shí)驗(yàn)室可從B和C兩類物質(zhì)中各選一種具體物質(zhì)作為原料來制取NaOH,寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式: 。
五、物質(zhì)的分離與提純
分離混合物時(shí),各種成分都要保留,并且最終都要恢復(fù)到原狀態(tài)。提純物質(zhì)時(shí),既不能增加新雜質(zhì),也不能減少有效成分,而且操作要相對(duì)方便(不增、不減、不繁)。
(一)典例分析
【例題】(2016·荊州)要將KCl、MgCl2和BaSO4的固體混合物逐一分離開來,加入的試劑及順序正確的是( )
A.水、AgNO3溶液、稀硝酸
B.水、NaOH溶液、稀鹽酸
C.水、KOH溶液、稀鹽酸
D.水、KOH溶液、稀硫酸
【解析】在題給混合物中僅有BaSO4不溶,所以第①步是向混合物中加水?dāng)嚢?,過濾,即可分離出BaSO4(一般還要對(duì)濾渣進(jìn)行洗滌干燥)。第②步,向?yàn)V液中加入過量KOH溶液,發(fā)生如下反應(yīng):2KOH+MgCl2=Mg(OH)2↓+2KCl,把MgCl2轉(zhuǎn)化成了Mg(OH)2沉淀而分離出來;然后過濾出Mg(OH)2沉淀,加入足量的稀鹽酸,得到MgCl2溶液,最后蒸發(fā)得到MgCl2固體。第③步,向第②步所得濾液里加入足量稀鹽酸,原過量的KOH被鹽酸中和轉(zhuǎn)化為KCl溶液,連同本來的KCl溶液進(jìn)行蒸發(fā),從而分離出KCl固體。綜上,選項(xiàng) C符合題意。
【答案】C
(二)對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練
1.除去二氧化碳?xì)怏w中混有的少量一氧化碳,最合理的方法是( )
A.使混合氣體通過氫氧化鈉溶液
B.將混合氣體點(diǎn)燃
C.使混合氣體通過灼熱的氧化銅
D.使混合氣體通過灼熱的焦炭
2.將CO、CO2、H2、HCl、H2O(氣)和N2的混合氣體依次通過足量的下列物質(zhì):①濃硫酸;②飽和氫氧化鈉溶液;③灼熱的氧化銅粉末。充分反應(yīng)后的剩余氣體是( )
A.N2、CO2、H2O B.N2
C.N2、HCl D.N2、CO2
3.除去下列物質(zhì)中的少量雜質(zhì),所選用的試劑或方法正確的是( )
4.下列關(guān)于混合物提純的方法正確的是 ( )
A.除去Na2CO3溶液中混有的少量Na2SO4——加入過量的Ba(NO3)2溶液,過濾
B.除去生石灰中混有的少量碳酸鈣——將混合物溶于水后過濾
C.除去硝酸鉀固體中混有的少量氯化鈉——蒸發(fā)結(jié)晶后過濾
D.除去銅粉中混有的少量氧化銅——加入適量稀鹽酸充分反應(yīng)后過濾
5.把 CaCO3、NaCl、MgCl2三種固體組成的混合物逐一分離,所需要的試劑依次是( )
A.H2O NaOH HCl
B.H2O KOH HCl
C.H2O NaOH H2SO4
D.H2O KOH H2SO4
6.除去下列物質(zhì)中所含的少量雜質(zhì)(括號(hào)內(nèi)的為雜質(zhì)),所用試劑及主要實(shí)驗(yàn)操作不正確的一組是( )
7.物質(zhì)的分離、提純對(duì)于人類的生產(chǎn)、生活和科學(xué)研究具有十分重要的意義。下面除去物質(zhì)中雜質(zhì)的方法,正確的是( )
A.碳酸氫鈉固體中含有少量碳酸鈉——將固體充分加熱
B.硫酸鋅溶液中混有少量硫酸銅——加入過量鐵粉
C.二氧化碳?xì)怏w中含有少量氯化氫——通過足量飽和碳酸氫鈉溶液
D.氯化鈉溶液中混有少量硫酸鈉——加入適量氫氧化鋇溶液
8.分類、類比是學(xué)習(xí)化學(xué)常用的方法?;瘜W(xué)實(shí)驗(yàn)可按其主要目的分為:探究物質(zhì)的性質(zhì)實(shí)驗(yàn),混合物的分離提純實(shí)驗(yàn),探究物質(zhì)的含量實(shí)驗(yàn)等。據(jù)此應(yīng)將下列實(shí)驗(yàn)中的B與實(shí)驗(yàn) (填“A”“C”或“D”)歸為一類,依據(jù)是 。
9.化工廠中需要對(duì)原料提純,以利于提高產(chǎn)品質(zhì)量。經(jīng)測(cè)定,某氯化鈉樣品中混有硫酸鈉,為了除去雜質(zhì)并制得純凈的氯化鈉固體,在實(shí)驗(yàn)室研究中某學(xué)生設(shè)計(jì)方案如下:
回答下列問題。
(1)操作②能否用硝酸鋇溶液,說明理由: 。
(2)進(jìn)行操作②后,如何判斷硫酸鈉已除盡?方法是 。
(3)操作③的目的是 。③④操作順序能否交換? ;其理由是 。
(4)此設(shè)計(jì)方案是否嚴(yán)密,說明理由: 。
10.普通干電池在生活中的用途很廣,其構(gòu)造示意圖如圖1?;卮鹣铝袉栴}。
(1)普通干電池勝任照明時(shí),化學(xué)能轉(zhuǎn)化為 。
(2)電池中石墨表現(xiàn)出優(yōu)良的 性能;石墨與金剛石物理性質(zhì)明顯差異的原因是 不同。
(3)圖2是回收利用廢舊普通干電池的一種工藝流程(不考慮廢舊電池中實(shí)際存在的少量其他物質(zhì))。
①分離回收銅帽,經(jīng)凈化處理后放入硝酸銀溶液中,反應(yīng)的化學(xué)方程式是 。
②濾液a中溶質(zhì)的化學(xué)式是 。
③實(shí)驗(yàn)室中在加熱和固體b存在的條件下制取氧氣,反應(yīng)的化學(xué)方程式是 。
④氯化銨和尿素是重要的化學(xué)肥料,請(qǐng)簡易鑒別氯化銨和尿素: 。
六、實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)與評(píng)價(jià)
依據(jù)一定的實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮蛯?shí)驗(yàn)原理所設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方案,必須具有科學(xué)性、安全性、環(huán)保性、可行性和簡約性等。
(一)典例分析
【例題】(2016·廣州)根據(jù)下列實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行實(shí)驗(yàn),能達(dá)到相應(yīng)實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡氖牵?)
A.圖 A比較 Zn 和 Fe 的金屬活動(dòng)性強(qiáng)弱
B.圖 B探究鐵生銹時(shí) O2 是否參與反應(yīng)
C.圖 C 比較紅磷和白磷的著火點(diǎn)
D.圖 D 測(cè)定空氣中 O2 的體積含量
【解析】圖A實(shí)驗(yàn)中,所加鹽酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)不同,沒有控制變量,A項(xiàng)錯(cuò)誤;圖B實(shí)驗(yàn)中,兩支試管中的對(duì)比實(shí)驗(yàn),足以說明鐵生銹需要氧氣,B項(xiàng)正確;圖C實(shí)驗(yàn)中,若比較紅磷和白磷的著火點(diǎn),應(yīng)將白磷和紅磷都放在薄銅片上,C項(xiàng)錯(cuò)誤;圖D實(shí)驗(yàn)中,木炭與氧氣反應(yīng)生成二氧化碳、一氧化碳?xì)怏w,瓶內(nèi)氣壓沒有減小,水無法進(jìn)入集氣瓶彌補(bǔ)氧氣體積,D項(xiàng)錯(cuò)誤。
【答案】B
(二)對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練
1.下列實(shí)驗(yàn)方案,實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)達(dá)不到實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡氖牵?)
A.圖1:收集氫氣時(shí),用帶火星的木條驗(yàn)滿
B.圖2:探究MnO2能否加快過氧化氫的分解
C.圖3:用NaOH與CuSO4溶液驗(yàn)證質(zhì)量守恒定律
D.圖4:驗(yàn)證生石灰與水反應(yīng)是否放熱
3.某同學(xué)設(shè)計(jì)了以下四個(gè)實(shí)驗(yàn)方案,理論上正確、操作上可行、經(jīng)濟(jì)上合理的是( )
A.Cu[稀鹽酸]CuCl2[燒堿溶液]Cu(OH)2
B.H2O[通電]O2[鎂]MgO
C.CaCO3[高溫]CaO[水]Ca(OH)2[純堿溶液]NaOH溶液
D.MgCl2[燒堿溶液]Mg(OH)2[鈉]Mg
4.下列化學(xué)實(shí)驗(yàn)中能達(dá)到預(yù)期實(shí)驗(yàn)結(jié)果的是( )
A.借助托盤天平和其他手段測(cè)定銅鋅合金中鋅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為36.25%
B.用pH試紙測(cè)定某未知溶液的pH為5.5
C.20 ℃時(shí),配制2%的氫氧化鈣溶液
D.將100 g 10%的稀鹽酸加熱蒸發(fā)掉50 g水,使其濃度變成20%
5.下列實(shí)驗(yàn)操作,不能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡氖?( )
[選項(xiàng) 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?主要操作 A. 檢驗(yàn)饅頭中含有淀粉 取樣,滴加碘水或碘酒 B. 探究分子之間有間隙 將水、酒精各50 mL倒入100 mL量筒中 C. 除去硝酸鉀中混有的少量氯化鉀 加水,制成溶液,然后蒸發(fā)溶劑 D. 區(qū)分聚乙烯和聚氯乙烯 取樣,分別點(diǎn)燃,然后聞氣味 ]
6.控制變量是化學(xué)實(shí)驗(yàn)中常用的一種研究方法。下列實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)不合理的是( )
A.用兩個(gè)相同型號(hào)的塑料瓶各收集一瓶氧氣和二氧化碳,再分別注入等量的水,旋緊瓶蓋,振蕩,通過觀察塑料瓶變癟的程度,比較氧氣和二氧化碳在水中溶解性的強(qiáng)弱
B.用等體積等質(zhì)量分?jǐn)?shù)的過氧化氫溶液和不同質(zhì)量的二氧化錳混合,測(cè)定收集相同體積氧氣所需要的時(shí)間,探究催化劑用量對(duì)反應(yīng)速率的影響
C.取等體積不同地區(qū)的兩種天然水,分別加入不同體積的同種肥皂水,振蕩,觀察產(chǎn)生泡沫的多少,比較兩種天然水中Ca2+、Mg2+含量的高低
D.在相同規(guī)格的燒杯中分別加入等體積的熱水和冷水,分別往其中加一滴紅墨水,比較紅墨水在水中的擴(kuò)散速率,探究溫度對(duì)分子運(yùn)動(dòng)速率的影響
7.小文同學(xué)在家長指導(dǎo)下,在家中利用日常用品和廢棄物做“溶液的導(dǎo)電性”實(shí)驗(yàn)。家中備有的溶液有:食鹽水、石灰水、食醋、白酒、汽水、糖水和潔廁靈(含有鹽酸)。請(qǐng)你參與她的實(shí)驗(yàn)探究活動(dòng)。
(1)小文做實(shí)驗(yàn)用到的器材有:玻璃杯、碳棒、導(dǎo)線、 和 。
(2)小文得出的結(jié)論是:石灰水、
能導(dǎo)電,這些溶液能導(dǎo)電是因?yàn)?。
(3)要使石灰水的導(dǎo)電能力減弱,可以采取 的方法;石灰水導(dǎo)電能力減弱的原因是 。
8.請(qǐng)根據(jù)下列實(shí)驗(yàn)圖1回答問題。
(1)儀器a的名稱是 。
(2)上述三個(gè)實(shí)驗(yàn)中,水對(duì)實(shí)驗(yàn)儀器起到安全保護(hù)作用的是 (填字母)。
(3)A實(shí)驗(yàn)中反應(yīng)的基本類型是 。
(4)對(duì)于B實(shí)驗(yàn),小李同學(xué)進(jìn)行了改進(jìn)與創(chuàng)新,實(shí)驗(yàn)過程如圖2所示。
(寫一條即可)。
9.我國古代以爐甘石(主要成分是 ZnCO3)、赤銅礦(主要成分是Cu2O)和木炭粉為原料,煉制黃銅(銅和鋅的合金,外觀似黃金),其生產(chǎn)流程如下:
請(qǐng)回答下列問題。
(1)赤銅中銅元素的化合價(jià)是 。
(2)黃銅的硬度比銅和鋅的都
(填“大”或“小”)。
(3)操作X的名稱是 。
(4)加熱時(shí),發(fā)生的主要反應(yīng)化學(xué)方程式有:①ZnCO3[800 ℃]ZnO+CO2↑;②2ZnO+C[800 ℃]2Zn+CO2↑;③ (赤銅和木炭粉反應(yīng))。
(5)氣體A中,除二氧化碳外還有另一種氣體生成,它的化學(xué)式是 ,該氣體的用途是 (寫一條)。
(6)鑒別黃銅和黃金有多種方法,用灼燒法鑒別產(chǎn)生的現(xiàn)象及結(jié)論是 。
10.實(shí)驗(yàn)室有一瓶長期暴露在空氣中的氫氧化鈉固體樣品。某興趣小組的同學(xué)對(duì)該樣品的成分及含量進(jìn)行了探究。
【提出問題1】
該樣品中含有那些物質(zhì)?
【提出猜想】通過分析,提出如下猜想:
猜想Ⅰ:已完全變質(zhì),該樣品中只含Na2CO3;
猜想Ⅱ:部分變質(zhì),該樣品中含有NaOH和Na2CO3。
【查閱資料】
①堿性的Na2CO3溶液可以與中性的 CaCl2溶液發(fā)生復(fù)分解反應(yīng);
②CO2在飽和碳酸氫鈉溶液中幾乎不溶解。
【實(shí)驗(yàn)探究1】
為確定該樣品的成分,小明設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)方案,請(qǐng)你一起完成下列實(shí)驗(yàn)報(bào)告。
【提出問題2】
如何測(cè)量該部分變質(zhì)樣品中碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)?
【實(shí)驗(yàn)探究2】
小紅同學(xué)設(shè)計(jì)下圖所示裝置(鐵架臺(tái)略去),實(shí)驗(yàn)在27 ℃、101 kPa下進(jìn)行,步驟如下:
①按圖連接好裝置;
②用托盤天平準(zhǔn)確稱取該樣品2 g,放入A中試管內(nèi),向B集氣瓶中倒入飽和碳酸氫鈉溶液至瓶頸處;
③向分液漏斗中加入稀硫酸,打開活塞,讓稀硫酸滴入試管中至過量,關(guān)閉活塞。反應(yīng)結(jié)束后,量筒中收集到飽和碳酸氫鈉溶液 220 mL。
請(qǐng)回答下列問題。
(1)在實(shí)驗(yàn)步驟①和②之間,還缺少一實(shí)驗(yàn)步驟,該實(shí)驗(yàn)步驟是 。
(2)B中集氣瓶盛放的飽和碳酸氫鈉溶液不能用水代替,其理由是 。
(3)試管中原有的空氣對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果是否有明顯影響? (填“有”或“沒有”)。
(4)變質(zhì)氫氧化鈉樣品中碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 。(在27 ℃、101 kPa時(shí)二氧化碳的密度為1.8 g/L)(計(jì)算結(jié)果精確至1%)
【提出問題3】
怎樣提純?cè)摌悠返玫郊儍舻臍溲趸c固體?
【實(shí)驗(yàn)探究3】
為得到純凈的氫氧化鈉固體,小亮設(shè)計(jì)了下圖所示的實(shí)驗(yàn)流程。
請(qǐng)回答下列問題。
(1)操作①②③的名稱分別為
,為了使樣品充分溶解,操作①中還要用到的玻璃儀器是 。
(2)該實(shí)驗(yàn)中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為 。
(3)最終所得氫氧化鈉固體質(zhì)量
(填“小于”“等于”或“大于”)變質(zhì)后樣品中氫氧化鈉的質(zhì)量。
【實(shí)驗(yàn)反思】
(1)通過本題,你學(xué)會(huì)了定性檢驗(yàn)氫氧化鈉的變質(zhì),定量測(cè)定變質(zhì)樣品中某成分的含量,以及除雜提純物質(zhì)。為了得到可靠的實(shí)驗(yàn)結(jié)果,探究過程中你需要思考的問題有
(填序號(hào))。
①選擇試劑種類 ②確定試劑用量
③試劑產(chǎn)地 ④實(shí)驗(yàn)裝置與步驟的設(shè)計(jì)
⑤實(shí)驗(yàn)安全環(huán)保 ⑥測(cè)量中減少誤差
(2)實(shí)驗(yàn)探究1中的檢驗(yàn)和實(shí)驗(yàn)探究3中的除雜都將碳酸鈉進(jìn)行了轉(zhuǎn)化,但二者目的不同,分別是 。
七、科學(xué)探究
依托化學(xué)實(shí)驗(yàn)開展科學(xué)探究是中考的難點(diǎn)??茖W(xué)探究的基本流程是提出問題、猜想與假設(shè)、制訂計(jì)劃、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)、收集證據(jù)、解釋與結(jié)論、反思與評(píng)價(jià)、表達(dá)與交流等?;瘜W(xué)實(shí)驗(yàn)探究題一般涉及其中的若干環(huán)節(jié),其情景富有真實(shí)性、趣味性和開放性。
(一)典例分析
【例題】(2016·南寧)某?;瘜W(xué)興趣小組,在實(shí)驗(yàn)室里用二氧化錳和濃鹽酸在加熱條件下制取氯氣并進(jìn)行有關(guān)氯氣性質(zhì)的實(shí)驗(yàn)探究(如下圖所示)。
回答下列問題。
(1)從分液漏斗中加入的藥品是 。
(2)從反應(yīng)物的狀態(tài)和反應(yīng)條件考慮,裝置A屬于 型氣體發(fā)生裝置。
(3)若進(jìn)入裝置D中的氯氣是純凈干燥的,則裝置B的作用是 ,裝置C中盛有的溶液是 。
(4)實(shí)驗(yàn)過程中,同學(xué)們看到裝置D中石蕊紙花(用石蕊溶液染成的紫色的干燥紙花,下同)無明顯變化,E中濕潤的石蕊紙花先變紅后褪色。對(duì)此,同學(xué)們產(chǎn)生了濃厚的興趣,于是繼續(xù)進(jìn)行以下實(shí)驗(yàn)探究。
【查閱資料】
Ⅰ.氯氣(Cl2)是一種黃綠色的有毒氣體,能溶于水(溶解性不大)并能與水反應(yīng):Cl2+H2O=HCl+HClO(次氯酸)。
Ⅱ.氯氣溶于水所得的溶液稱為氯水,氯水除了具有消毒作用,還具有漂白作用。
【提出問題】
氯水中的什么物質(zhì)具有漂白作用?
【提出猜想】
猜想1:氯水中的H2O具有漂白作用;
猜想2:氯水中的HCl具有漂白作用;
猜想3:氯水中的HClO具有漂白作用;
猜想4:氯水中的Cl2具有漂白作用。
【實(shí)驗(yàn)探究】
【反思交流】
①同學(xué)們一致認(rèn)為,不用再做實(shí)驗(yàn)對(duì)猜想4進(jìn)行探究,理由是:進(jìn)行氯氣性質(zhì)的實(shí)驗(yàn)探究時(shí),裝置 (填裝置編號(hào))的現(xiàn)象已證明了Cl2不具有漂白作用。
②錢程同學(xué)認(rèn)為,由于氯氣在水中的溶解性不大,用實(shí)驗(yàn)裝置F中的蒸餾水吸收氯氣效果不是很理想,于是將裝置F中的蒸餾水換成了氫氧化鈉溶液,則最終反應(yīng)所得溶液中含有的鹽類物質(zhì)是 。
【解析】(1)從分液漏斗中加入的應(yīng)該是液態(tài)藥品,即濃鹽酸。(2)裝置A是用固體和液體混合加熱來制取氣體,屬于固-液加熱型氣體發(fā)生裝置。(3)由于濃鹽酸有較強(qiáng)的揮發(fā)性,所以制得的氯氣不純(混有HCl),可以用飽和食鹽水吸收HCl氣體,再用濃硫酸吸收水蒸氣。(4)【實(shí)驗(yàn)探究】①將石蕊紙花放入水中,石蕊紙花仍然顯紫色(不褪色),說明猜想1不成立;②將石蕊紙花放入稀鹽酸中,石蕊紙花變紅但不褪色,說明猜想2不成立;③將石蕊紙花放入次氯酸溶液中,石蕊紙花先變紅后褪色,則猜想3成立?!痉此冀涣鳌柯葰馔ㄟ^裝置D時(shí),紙花沒有褪色,說明氯氣沒有漂白作用。氯氣與氫氧化鈉的反應(yīng)是Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O,所以若將裝置F中的蒸餾水換成了氫氧化鈉溶液,則最終反應(yīng)所得溶液中含有的鹽類物質(zhì)是氯化鈉和次氯酸鈉。
【答案】(1)濃鹽酸 (2)固-液加熱 (3)吸收HCl氣體 濃硫酸 (4)【實(shí)驗(yàn)探究】①顯紫色 ②稀鹽酸 ③將石蕊紙花放入HClO溶液中 成立 【反思交流】①D ②氯化鈉和次氯酸鈉
(二)對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練
1.小軍同學(xué)在家做課外探究實(shí)驗(yàn)時(shí),向熱的大米粥中加碘酒,發(fā)現(xiàn)未變藍(lán)色。面對(duì)“異常現(xiàn)象”,他采取的錯(cuò)誤做法是( )
A.向老師請(qǐng)教
B.查找有關(guān)資料,探究原因
C.反復(fù)實(shí)驗(yàn),并觀察是否有相同現(xiàn)象
D.認(rèn)為自己做錯(cuò)了,繼續(xù)做其他實(shí)驗(yàn)
2.下列關(guān)于科學(xué)探究的說法,正確的是 ( )
A.探究內(nèi)容必須是大家發(fā)現(xiàn)并提出的問題
B.實(shí)驗(yàn)探究是唯一的有效方法
C.探究結(jié)果需要反復(fù)實(shí)驗(yàn)論證
D.實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)合理會(huì)得到預(yù)期結(jié)果
3.用科學(xué)方法認(rèn)識(shí)物質(zhì)。獲取知識(shí)、形成認(rèn)識(shí)需要借助一定的科學(xué)方法。“觀察”“抽象”“演繹”“歸納”“比較”“推理”等是常用的科學(xué)方法。下列描述分別運(yùn)用了以上哪種科學(xué)方法?
(1)打開盛放濃鹽酸的試劑瓶,“瓶口有白霧出現(xiàn)”,運(yùn)用的是 法;
“白霧是濃鹽酸揮發(fā)出來的氯化氫氣體與空氣里的水蒸氣接觸,形成的鹽酸小液滴”,運(yùn)用的是 法。
(2)“Na2CO3、K2CO3、CaCO3都能與鹽酸反應(yīng)生成二氧化碳?xì)怏w,所以碳酸鹽能與鹽酸反應(yīng)生成二氧化碳?xì)怏w”,運(yùn)用的 法;
“BaCO3屬于碳酸鹽,因此BaCO3也能與鹽酸反應(yīng)生成二氧化碳?xì)怏w”,運(yùn)用的是 法。
4.某化學(xué)興趣小組的同學(xué)在做氫氧化鈣與鹽酸中和反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)時(shí),忘記滴加指示劑,因而無法判斷酸堿是否恰好完全反應(yīng)。于是他們對(duì)反應(yīng)后溶液中的溶質(zhì)大膽提出猜想,進(jìn)行了以下探究,請(qǐng)你和他們一起完成下列實(shí)驗(yàn)報(bào)告。
【提出問題】
該溶液中的溶質(zhì)含有哪些成分?
【查閱資料】
CaCl2溶液呈中性。
(1)【猜想與假設(shè)】
猜想Ⅰ:溶液中的溶質(zhì)只有 ;
猜想Ⅱ:溶液中的溶質(zhì)有CaCl2、HCl;
猜想Ⅲ:溶液中的溶質(zhì)有CaCl2、Ca(OH)2;
猜想Ⅳ:溶液中的溶質(zhì)有CaCl2、Ca(OH)2、HCl。
(2)請(qǐng)寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式:
。經(jīng)過討論,同學(xué)們直接得出猜想 是不正確的。為了驗(yàn)證余下的哪一種猜想是正確的,同學(xué)們又做了以下實(shí)驗(yàn)。
(3)【進(jìn)行實(shí)驗(yàn)】
[實(shí)驗(yàn)操作 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 實(shí)驗(yàn)結(jié)論 ①取少量反應(yīng)后的溶液于試管中,滴加酚酞溶液 猜想Ⅲ不正確 ②再另取少量反應(yīng)后的溶液于另一支試管中,向里面加入適量碳酸鈣 有氣泡產(chǎn)生 猜想
不正確;猜想 正確 ]
(4)有氣泡生成的化學(xué)方程式為
。
(5)【拓展】
還可以單獨(dú)選用下列物質(zhì) (填字母),來證明上述猜想是正確的。
A.CuO B.AgNO3溶液
C.Cu D.NaOH溶液
反應(yīng)的化學(xué)方程式為 。
5.久置的銅制品表面能生成綠色的銅銹[主要成分為Cu2(OH)2CO3],某化學(xué)興趣小組對(duì)銅生銹的條件進(jìn)行了以下探究。
【提出猜想】
根據(jù)銅銹的組成元素推測(cè),銅生銹可能是銅與空氣中的二氧化碳、水等物質(zhì)反應(yīng)的結(jié)果。
【實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)】
興趣小組同學(xué)取打磨光亮的銅絲,設(shè)計(jì)了下圖所示的四個(gè)實(shí)驗(yàn)。
A B C D
【現(xiàn)象分析】
若干天后,發(fā)現(xiàn)只有D瓶中的銅絲出現(xiàn)綠色的銅銹,其他瓶中的銅絲均無銅銹出現(xiàn)。
(1)實(shí)驗(yàn)B、C瓶中所使用的蒸餾水是經(jīng)煮沸后迅速冷卻的蒸餾水,其目的是 。
(2)B瓶與D瓶中的現(xiàn)象對(duì)比,可以得出的結(jié)論是 。
【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】
由上述四個(gè)實(shí)驗(yàn)可分析得出,銅生銹是銅與空氣中的 共同作用的結(jié)果。
【拓展探究】
以銹蝕嚴(yán)重的廢銅屑為原料,回收制取純銅。
查閱資料:Cu2(OH)2CO3+2H2SO4= 2CuSO4+3H2O+CO2↑;Cu2(OH)2CO3[]2CuO+H2O+CO2↑。
以下是該興趣小組設(shè)計(jì)的兩種回收銅的實(shí)驗(yàn)方案:
【分析評(píng)價(jià)】
①步驟Ⅱ反應(yīng)過程中發(fā)生了還原反應(yīng)的物質(zhì)是 (填化學(xué)式)。
②步驟Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ都需要進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)操作是 。
③步驟Ⅴ過程發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為 。
④同一份廢銅屑分別通過上述兩種方案最終得到的銅的質(zhì)量:方案一 (填“>”“=”或“<”)方案二。以上兩種方案中,方案二優(yōu)越于方案一,理由是 (任答一點(diǎn))。
6.蚊蟲叮咬時(shí)能在人體皮膚內(nèi)分泌出蟻酸,讓人痛癢不止。某課外興趣小組在老師的帶領(lǐng)下決定對(duì)蟻酸進(jìn)行探究。
【提出問題】
蟻酸的成分是什么?它有什么性質(zhì)?
【查閱資料】
蟻酸是一種有機(jī)酸,化學(xué)名稱叫做甲酸,化學(xué)式為HCOOH;蟻酸在一定條件下會(huì)分解成兩種氧化物。
【實(shí)驗(yàn)與探究一】
向盛有蟻酸溶液的試管中滴加紫色石蕊溶液,觀察到溶液顏色變成紅色,說明蟻酸溶液顯 性。
【實(shí)驗(yàn)與探究二】
(1)小明同學(xué)根據(jù)蟻酸中含有氫元素,推測(cè)出生成物中含有水。
(2)另一種生成物是氣體,小剛提出兩種猜想:
猜想①:該氣體是 ;
猜想②:該氣體是一氧化碳。
為了證明自己的猜想,他們將蟻酸分解產(chǎn)生的氣體通過下圖所示的裝置(鐵架臺(tái)已略去),觀察現(xiàn)象。
Ⅰ.實(shí)驗(yàn)時(shí)裝置A中無明顯變化,則猜想① (填“成立”或“不成立”)。
Ⅱ.實(shí)驗(yàn)時(shí)裝置C中的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是
,由上述實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,得出猜想②成立。
【評(píng)價(jià)與反思】E處酒精燈的作用是 。
7.蔗糖是生活中常見的一種物質(zhì),某興趣小組對(duì)“蔗糖的組成”進(jìn)行了探究。
【作出猜想】
小組同學(xué)認(rèn)為綠色植物通過光合作用將二氧化碳和水轉(zhuǎn)化成葡萄糖和氧氣,葡萄糖進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為蔗糖,故蔗糖中一定含有碳、氫元素,可能含有氧元素。
【實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證】
方案一:小明將蔗糖在氧氣中燃燒,檢驗(yàn)到生成物中有水和二氧化碳,得出結(jié)論“蔗糖是由碳、氫、氧三種元素組成的”。
小剛認(rèn)為該方案不合理,只能說明蔗糖中一定含有碳、氫元素,不能確定是否含有氧元素,理由是 。
方案二:小剛用下圖所示裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)開始先通入一會(huì)兒氮?dú)?,然后關(guān)閉彈簧夾,點(diǎn)燃酒精燈給蔗糖加強(qiáng)熱。
寫出上述實(shí)驗(yàn)過程中一個(gè)反應(yīng)的化學(xué)方程式: 。
【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】
蔗糖是由碳、氫、氧三種元素組成的。
【拓展交流】
(1)方案二中,先通入一會(huì)兒氮?dú)獾脑蚴?。
(2)查閱資料得知蔗糖的化學(xué)式為C12H22O11。小紅發(fā)現(xiàn):蔗糖分子中氫原子數(shù)目是氧原子數(shù)目的2倍,但是,蔗糖中氧元素質(zhì)量卻是氫元素質(zhì)量的8倍。導(dǎo)致出現(xiàn)這種情況的原因是 。
8.“一般不用K、Ca、Na等活潑金屬來置換鹽溶液中的其他金屬元素”,這是教科書上的一句話。小科對(duì)此進(jìn)行了思考,并查閱資料,對(duì)金屬鈉和硫酸銅溶液的反應(yīng)進(jìn)行探究。
【查閱資料】
鈉常溫下能與水發(fā)生劇烈反應(yīng),反應(yīng)方程式為2Na+2H2O=2NaOH+H2↑。
【提出猜想】
猜想一:金屬鈉和硫酸銅溶液反應(yīng)會(huì)有銅生成;
猜想二:金屬鈉和硫酸銅溶液反應(yīng),生成的沉淀只有氫氧化銅。
【實(shí)驗(yàn)及現(xiàn)象】
切取不同大小的鈉塊分別投入兩種不同濃度的硫酸銅溶液中,有關(guān)產(chǎn)生沉淀的現(xiàn)象如下表所示:
小科咨詢老師后得知藍(lán)綠色沉淀為堿式銅鹽。
【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】
(1)上述實(shí)驗(yàn)中均未觀察到 色固體生成,由此判斷猜想一錯(cuò)誤。
(2)實(shí)驗(yàn)①中觀察到的沉淀是藍(lán)綠色的,由此判斷猜想二也錯(cuò)誤。
【實(shí)驗(yàn)反思】
(1)實(shí)驗(yàn)中生成氫氧化銅沉淀的原理是 。
(2)由上述實(shí)驗(yàn)可知,導(dǎo)致鈉和硫酸銅溶液反應(yīng)的產(chǎn)物不同的因素有 。
(3)為了用鈉置換硫酸銅中的銅元素,小科設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)方案。
方案一:把鈉塊和無水硫酸銅直接混合,在干燥的空氣中加熱;
方案二:把鈉塊和無水硫酸銅直接混合,隔絕空氣加熱。
請(qǐng)從兩個(gè)方案中選出合理的方案,并說明理由: 。
9.【題干】
在一支試管中放入一小段鎂條(已擦去氧化膜),再向試管中加入一定量的鹽酸,鎂條表面有 產(chǎn)生,反應(yīng)的化學(xué)方程式是 。
【發(fā)現(xiàn)問題】
為了再次觀察上述反應(yīng)現(xiàn)象,小林同學(xué)用較長的鎂條重做上述實(shí)驗(yàn),但發(fā)現(xiàn)了異常現(xiàn)象:試管中出現(xiàn)了白色沉淀。
【實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證】
小林同學(xué)針對(duì)兩次實(shí)驗(yàn)的不同,設(shè)計(jì)對(duì)比實(shí)驗(yàn)方案,探究出現(xiàn)異?,F(xiàn)象的原因。
【得出結(jié)論】
鎂條與鹽酸反應(yīng)產(chǎn)生白色沉淀與
有關(guān)。
10.下圖是兩個(gè)實(shí)驗(yàn)小組分別進(jìn)行“加熱硫酸銅和氫氧化鈉溶液反應(yīng)后生成物”的實(shí)驗(yàn)過程示意圖。
【甲組】
氫氧化鈉與硫酸銅反應(yīng)的化學(xué)方程式為 ,加熱后產(chǎn)生黑色的氧化銅。
【乙組】
為尋找實(shí)驗(yàn)中沒有產(chǎn)生氧化銅的原因,他們進(jìn)行了以下實(shí)驗(yàn)探究。
【查閱資料】
在酸性條件下,氫氧化鈉與硫酸銅在溶液中可發(fā)生如下反應(yīng):6NaOH+4CuSO4=3Na2SO4+Cu4(OH)6SO4↓,生成的堿式硫酸銅是不溶于水的藍(lán)白色固體,加熱不易發(fā)生分解。
【提出猜想】
根據(jù)資料分析,同學(xué)們針對(duì)試管中溶液呈酸性的原因作出以下猜想:
猜想Ⅰ:硫酸銅溶液呈酸性;
猜想Ⅱ:生成的硫酸鈉使溶液呈酸性。
【實(shí)驗(yàn)與結(jié)論】
實(shí)驗(yàn)①:用pH試紙測(cè)定硫酸銅溶液的酸堿度,得出其pH (填“>”“=”或“<”)7,硫酸銅溶液呈酸性,猜想Ⅰ成立。
實(shí)驗(yàn)②:向盛有硫酸鈉溶液的試管中滴加石蕊溶液,觀察到溶液顯紫色,則硫酸鈉溶液 呈 (填“酸”“中”或“堿”)性,猜想Ⅱ不成立。
【交流與反思】
(1)乙組同學(xué)認(rèn)真分析甲組實(shí)驗(yàn)后,一致認(rèn)為不需要通過實(shí)驗(yàn)就能判斷猜想Ⅱ不成立,理由是 。
(2)在化學(xué)反應(yīng)中,相同的反應(yīng)物因其質(zhì)量比不同可能會(huì)導(dǎo)致生成物不同,請(qǐng)另舉一例: (寫出反應(yīng)物即可)。
(參考答案見第92頁)