2024年新中考科学二轮复习 专题 04 化学实验探究（含答案）
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| 名称 | 2024年新中考科学二轮复习 专题 04 化学实验探究（含答案） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 1020.4KB | ||
| 资源类型 | 试卷 | ||
| 版本资源 | 通用版 | ||
| 科目 | 科学 | ||
| 更新时间 | 2024-03-12 20:28:12 | ||
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文档简介
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2024 新中考二轮复习 04 化学实验探究
模块一 常见仪器及基本操作
1.常见仪器使用及注意事项
仪器 用途 注意事项
试管 用做少量试剂的反应容器，在常温或加热时使用 可直接加热，加热时应用试管夹夹持或用铁夹固定在铁架台上 装液体不超过容积的1/3
烧杯 用作配制溶液和较大量试剂的反应容器，在常温或加热时使用 加热时应放置在石棉网上，使之受热均匀 不可用来确定液体体积
量筒 量取一定量液体体积 不能加热，不能作反应容器，不能在量筒中配制溶液
集气瓶 用于收集或贮存少量气体，有时装配气体发生器或进行固体在气体中的燃烧反应 不能加热，如果在其中进行燃烧实验且有高温熔融物生成时，应在瓶底盛少量水或铺一层细沙
酒精灯 用于加热 ①酒精量不能少于1/4，也不能超过2/3 ②加热时要用外焰，熄灭时要用灯帽盖灭，不能用嘴吹灭
胶头滴管 胶头滴管用于吸取和滴加少量液体 吸取液体时应在试剂瓶外捏扁橡胶头 滴加液体时，胶头滴管下端应略高于试管口 胶头滴管用过后应立即洗净，放置在烧杯中或试管架上
漏斗 用作加液器，将液体注入小口径容器中；装上滤纸后也可用作过滤器，用于分离液体和固体混合物
长颈漏斗 用于装配制备气体的反应器，便于加入液体 长颈漏斗下端管口应插入液面以下，防止气体逸出
分液漏斗 用于装配制备气体的反应器，通过活塞控制液体的滴加速度，控制化学反应速率 用分液漏斗滴加液体时应将上方玻璃塞打开
圆底、平底烧瓶 常用作较大量试剂并有液体参加的反应容器，在常温和加热时使用 不能直接加热，加热时要垫石棉网
锥型瓶 用作较大量试剂的反应容器和装配气体发生装置，在常温和加热时使用 不能直接加热，加热时要垫石棉网
蒸发皿 用于少量液体的蒸发、浓缩或结晶 ①可直接加热，但不能骤冷 ②盛液体量不应超过蒸发皿容积的2/3 ③取放蒸发皿应使用坩埚钳
坩埚钳 用于夹持蒸发皿等仪器
试管夹 用于夹持试管 ①夹持试管时，将试管夹从试管底部往上套，夹在试管的中上部 ②用手握住试管夹的长柄，不要把拇指按在短柄上
玻璃棒 用于搅拌、过滤或转移液体时引流 搅拌时应避免接触容器底部或碰撞容器壁，使用后及时用水冲洗干净
燃烧匙 用于将可燃性固体物质放在集气瓶内的气体中燃烧 可直接加热
药匙 用于取用粉末状固体药品 不能用于搅拌
研钵 用于研碎固体药品
镊子 用于取用块状固体药品
广口瓶 用于盛放固体药品
细口瓶 用于盛放液体药品
托盘天平 称量固体质量 药品不可直接放在托盘内，称量时将被称量物放在纸或玻璃器皿上，“左物右码”
2.基本实验操作
（1）固体药品取用
①粉末状固体：先将试管横放，再将盛药品的药匙或纸槽送入试管底部，然后使试管直立起来，让药品全部落到底部。
②块状固体：先将试管横放，用镊子将块状固体放在试管口，再把容器慢慢竖起来，使块状固体缓缓地滑向容器底部，以免打破容器。
（2）液体药品取用
①少量：使用胶头滴管，在滴加液体时滴管不要伸入仪器内，也不能接触仪器壁，防止污染药品。
②大量：采用直接倾倒的方法，在倾倒液体时，瓶塞应倒放在桌面上，标签朝向手心，瓶口与试管口紧挨着，以避免残留药液溜下来腐蚀标签。
（3）加热试管中的药品
①固体的加热：应先预热，试管口要略向下倾斜，以防止管口的冷凝水回流，而使试管炸裂。
②液体的加热：应先预热，试管外壁若有水，一定要在加热前擦干，试管内液体不能超过试管容积的三分之一，加热时试管与水平面倾斜成四十五度角，管口不能对着自己或者他人，加热后的试管不能立即用水冲洗。
（4）蒸发
①液体的量不超过蒸发皿容量的三分之二。
②在加热过程中，应用玻璃棒不断搅拌，以防止液体溅出。
③当蒸发皿中出现较多的固体时停止加热，利用余热将剩余水分蒸发掉，以避免固体受热而迸溅出来。
④热的蒸发皿要用坩埚钳夹取，热的蒸发皿如需立即放在实验台上，要垫上石棉网。
（5）过滤
①一贴：滤纸紧贴漏斗的内壁。
②二低：滤纸的边缘低于漏斗口，漏斗内的液面低于滤纸的边缘。
③三靠：漏斗下端的管口紧靠烧杯内壁，用玻璃棒引流时玻璃棒的下端轻靠在三层滤纸的一边，用玻璃棒引流时烧杯尖嘴紧靠玻璃棒中部。
（6）仪器的连接
①玻璃管与胶皮管：左手拿胶皮管，右手拿玻璃管，先把插入胶皮管的一端用水润湿，稍稍用力即可把玻璃管插入胶皮管。
②玻璃管与橡皮塞：左手拿橡皮塞，右手拿玻璃管，插入的玻璃管一端用水润湿，然后稍用力转动即可。
③容器口与橡皮塞：左手拿容器，右手拿橡皮塞，慢慢转动即可。
（7）仪器的洗涤
①洗涤方法：一般情况用水冲洗或试管刷刷洗，油污用热纯碱溶液或洗衣粉洗涤，对于难溶固体则需用相应的化学试剂洗涤。
②玻璃仪器洗干净的标准：内壁的水既不凝聚成水滴，也不成股流下。
（8）气密性检查
图1 图2
①图1：连接好装置，将导管一端伸入水中，用手紧握试管，若导管口有气泡，且松手导管内形成一段稳定的水柱，则说明气密性良好。
②图2：用止水夹夹紧胶皮管，沿长颈漏斗向装置内加水至长颈漏斗中形成一段液柱，一段时间后漏斗中液面不下降，则说明装置气密性良好。
例1 常用仪器及基本操作
如图所示实验操作不正确的是（ ）
A． B．
C． D．
练习1.1
分析下列实验操作，其中不正确的是（ ）
A．给试管内液体加热时，试管口不对着人
B．过滤时如果速度慢可以在过滤器中用玻璃棒搅拌一下
C．取液后的滴管，应保持橡胶帽在上，不要平放或倒置
D．用酒精灯给物质加热时，应使用酒精灯火焰的外焰部分
练习1.2
下列各图所示装置的气密性检查中，漏气的是（ ）
A． B．
C． D．
模块二 常见气体制备、检验与净化
1.常见气体制备
（1）常见气体发生装置
气体发生装置 选择依据 所制取的气体
反应物状态：固态 反应条件：加热 氧气
反应物状态：固+液 反应条件：常温 氧气、二氧化碳、氢气
反应物状态：固+液 反应条件：常温 氧气、二氧化碳、氢气
（2）常见气体收集装置
气体收集装置 选择依据 所收集的气体
排水法 气体难溶或不易溶于水 氢气和氧气
向上排空气法 气体密度比空气大 氧气和二氧化碳
向下排空气法 密度比空气小 氢气和氨气
2.常见气体的净化与干燥
（1）气体的净化
吸收剂 吸收的气体杂质
水 HCl、NH3等易溶性气体
NaOH溶液 CO2、SO2、HCl、H2S等
碱石灰 H2O（气）、CO2、SO2、HCl等
灼热的CuO H2、CO等
灼热的铜网 O2
（2）气体的干燥
干燥剂 可干燥的气体 干燥装置
浓硫酸 H2、O2、CO、CO2、SO2、HCl、N2等
碱石灰 H2、O2、CO、CH4、N2、NH3等
3. 常见的尾气处理
（1）说明：为了保护环境，防止中毒，对有毒、有害的气体必须用适当的溶液予以吸收、收集或点燃处理。
（2）常见的处理装置
待处理气体 尾气处理装置
HCl、SO2、NH3等
CO
4. 有关气体制取、检验和净化实验中的先后顺序
（1）组装仪器：一般按从左到右，从下到上的顺序进行。
（2）制取气体：先检查装置气密性，后装药品。
（3）收集气体：先净化后收集。
（4）检验气体：先检验水蒸气，后检验其它气体。
（5）净化气体：先除去其它气体，最后干燥。
例2 声现象综合气体的制备
如图，对以下气体制备的发生装置说法正确的是（ ）
A．装置a可作实验室制备二氧化碳
B．装置b烧杯加水后，干燥管内外液面一致，则气密性良好
C．装置c可用作高锰酸钾制备氧气
D．装置d可作实验室制备氢气
练习2.1
以下是实验室制取、收集、干燥、存放气体的装置图，有关说法错误的是（ ）
A．实验室用双氧水制取氧气，用石灰石和稀盐酸制取二氧化碳均可使用装置②
B．实验室收集氧气和二氧化碳均可使用装置③，气体从导管b进入
C．实验室干燥氧气和二氧化碳均可使用装置④，气体从导管a进入
D．实验室收集的氧气和二氧化碳，均可如图⑤临时存放
例3 声现象综合气体的检验与净化
某混合气体由CO、CO2、SO2三种气体组成，某兴趣小组对此进行了相关实验：
【查阅资料】①SO2能使品红溶液褪色；②SO2易与高锰酸钾溶液反应而被吸收，并能使其褪色；③SO2能使氢氧化钡溶液和澄清石灰水变浑浊；④CO和CO2均不能使品红溶液褪色，也不与高锰酸钾溶液反应。
【实验研究】为验证这三种气体同学们设计并进行如下实验：
【事实与结论】通过实验验证了以上三种气体都存在。
（1）装置A的作用是 。
（2）能证明气体中含有CO2的现象是 。
【反思与评价】
（3）若装置按C→D→A→B→E的顺序连接，则无法验证的气体是 。
（4）有同学提出上述原装置中省略D装置也能达到实验目的，你认为该同学的设计有无道理并说明理由 。
练习3.1
某同学为研究相同条件下一氧化碳和氢气哪个还原氧化铁的量更多，将一氧化碳和氢气等体积混合后先通过图甲装置，再通过图乙中的仪器组合。为达到实验目的，图乙中仪器选择和连接最好的是（ ）
A．cba B．cda C．cbd D．bca
练习3.2
超氧化钾（KO2）是一种黄色固体，它能与二氧化碳反应生成氧气，在潜水艇中用它作制氧剂，供人们呼吸之用。化学方程式为：4KO2+2CO22K2CO3+3O2。某学生为了验证这一实验，设计出如下实验装置进行实验。回答下列问题（已知KO2也能与水分反应，无水硫酸铜遇水分变蓝，碳酸钾为白色固体）。
（1）A是制取CO2的装置，应从图1～3中选择 。
（2）B装置的作用是 。
（3）表明D中超氧化钾样品接近反应完毕时的现象是 。
（4）在A中有10.0克碳酸钙与足量盐酸完全反应后，如果生成的CO2全部被超氧化钾吸收，理论上D装置质量应减少0.4克，但实际上在实验后称量D装置，发现反应后其质量的变化量明显与理论值不符，可能原因可能是 （填序号）。
A．生成的CO2部分残留在A、B、C装置里未被D装置完全吸收
B．装置后面的水蒸气进入被超氧化钾吸收
C．超氧化钾不足量
D．装置B中反应生成的CO2也被D装置吸收
模块三 实验方案的设计与评价
1.实验设计
（1）特点及类型
实验设计题考查的方向是以化学实验为基础，联系科学研究、生产、生活、环境保护的实际去发现并提出问题，设计实验去探讨和解决实际问题并得出科学的结论。它包括物质的制备、物质的鉴别、物质的分离、物质的组成分析、气体的净化与转化等实验方案的设计。
（2）设计要求
实验设计要科学，安全可靠，操作简便，药品经济，现象明显。
（3）一般流程
①根据某一主题，“发现问题”、“提出猜想”、“确定假设”。
②根据假设设计实验方案。
③通过实验收集证据或实验现象。
④做出假设是否成立的结论。
⑤对结论进行反思与评价。
（4）解题策略
①分析题给条件，明确实验目的。
②根据反应原理，选择恰当的仪器和药品。
③对仪器装置进行科学的连接。
④制定操作步骤。
⑤结合物质性质，根据实验现象，得出正确的结论。
2.实验评价
（1）评价内容
实验方案的评价包括实验原理的评价、方案的评价、实验装置的评价、实验操作的评价、实验现象的描述与结论分析的评价等。
（2）评价方法
①化学反应原理是否正确，是否与实验目的相符。
②实验装置是否科学、优化、安全。
③操作方法是否可行，简捷。
④绿色化学的理念是否符合，对环境是否会造成污染。
⑤推理过程是否严密。
例4 常简单化学实验方案设计
下列依据实验目的所进行的操作，正确的是（ ）
选项 实验目的 操作
A 用氯酸钾和二氧化锰制取氧气后，回收其中的二氧化锰 将反应得到的混合物溶解后直接加热蒸发
B 用向上排空气法收集氧气时，检验氧气是否收集满 用带火星的木条伸入到集气瓶中，观察木条是否复燃
C 鉴别盐酸和硫酸 取样后滴加氯化钡溶液，观察是否变浑浊
D 比较铜和银的化学活动性顺序 将两种金属与等质量且同浓度的盐酸反应，观察产生气泡的快慢
练习4.1
下列实验方案错误的是（ ）
A．用Ca(OH)2溶液除去Na2CO3溶液中的NaOH
B．用铁粉除去FeCl2溶液中的CuCl2
C．用溶解、过滤、蒸发的方法除去白糖中混入的沙土
D．将点燃的木条放在集气瓶口检验二氧化碳是否收集满
练习4.2
为达到预期的目的，下列操作中正确的是（ ）
A．分离混合物：提纯含有少量泥沙的粗盐——溶解、过滤、蒸馏
B．物质检验：检验一瓶气体 是否是二氧化碳——用点燃的木条
C．物质鉴别：鉴别Ca(OH)2和NaOH溶液——加入Na2CO3溶液
D．除去杂质：除去Fe粉中少量Fe2O3杂质——加入过量的稀盐酸
例5 综合性化学实验探究
（2020·湖州）小明在实验室做镁条和稀盐酸反应的实验时，发现试管中产生大量气体、试管壁发烫。放置较长时间后，试管底部有沉淀生成。针对这一现象，小明进行了探究：
（1）小明最初认为试管底部的沉淀可能是镁与稀盐酸反应生成大量的MgCl2不能完全溶于水所致。但随后小明通过实验证实了沉淀不是MgCl2。你认为小明的实验操作是 。
（2）小明查阅资料知道镁与水在加热的条件下能生成氢氧化镁（难溶性物质）和氢气。于是他进行了实验验证：将去除氧化膜的镁条和水放在试管中加热，发现镁条表面有少量气泡生成。停止加热后，却始终没有观察到沉淀。请对“没有观察到沉淀”这一结果作出合理的解释____________________________。
（3）镁与水反应没有观察到沉淀，而镁与稀盐酸混合却有沉淀，小明经过思考，认为沉淀的产生与氯离子有关。后来查阅资料得知，沉淀的主要成分是一种可溶于稀硝酸，并生成氯化镁、硝酸镁和水的碱式氯化镁[Mg(OH)Cl]。请你设计实验验证沉淀中含有氯元素________________________________________。
练习5.1
科学兴趣小组用图1装置进行实验时发现，烧杯中饱和石灰水先变浑浊，后逐渐澄清。
（1）为探究饱和石灰水浑浊后变澄清的原因，该小组同学开展了如下活动：
【查阅文献】碳酸钙与二氧化碳、水反应生成可溶于水的碳酸氢钙。
【提出假设】
假设1：挥发出的HCl使浑浊的石灰水变澄清；
假设2：过量的CO2使浑浊的石灰水变澄清。
【设计实验】为除去CO2中的HCl，小科在图1中甲、乙装置之间增加图2装置，装置甲应该连导管 （填“a”或“b”）；图2中存放的试剂合理是 。
A．浓硫酸 B．NaOH溶液 C．蒸馏水 D．饱和NaHCO3溶液
【实验现象】饱和石灰水浑浊后，继续通入足量CO2，沉淀部分溶解但并未完全澄清。
【得出结论】二氧化碳不能使浑浊的石灰水全部变澄清。
（2）小组同学又在老师指导下，用pH传感器测得图1烧杯中溶液的pH，并画出pH值随通入气体时间的变化曲线（如图3）。
①AB段pH值几乎不变的原因可能是 ；
②D点处溶液的溶质有 。
例1. D
练1.1 B
练1.2 A
例2. D
练2.1 B
例3.
（1）检验并且除去二氧化硫。
（2）B中品红溶液不褪色，C中溶液变浑浊。
（3）二氧化碳、二氧化硫。
（4）有道理，这是因为省略D装置后，如果E装置中黑色固体变成红色固体，说明气体中含有一氧化碳。
练3.1 A
练3.2
（1）图2。
（2）吸收二氧化碳中的氯化氢气体。
（3）固体由黄色变成白色。
（4）ABCD。
例4. C
练4.1 A
练4.2 C
例5.
（1）取少量沉淀于试管中，加入水。
（2）镁与水在加热条件下反应生成了氢氧化镁，覆盖镁条表面，阻止了镁与水的继续反应。
（3）取洗涤干净的沉淀，加入试管，加入稀硝酸溶解后，加入硝酸银溶液，若有白色沉淀生成说明含有氯元素。
练5.1
（1）b；D；
（2）①先排出的是装置内的空气，不会使溶液的pH明显变化；
②氯化钙、氯化氢。
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2024 新中考二轮复习 04 化学实验探究
模块一 常见仪器及基本操作
1.常见仪器使用及注意事项
仪器 用途 注意事项
试管 用做少量试剂的反应容器，在常温或加热时使用 可直接加热，加热时应用试管夹夹持或用铁夹固定在铁架台上 装液体不超过容积的1/3
烧杯 用作配制溶液和较大量试剂的反应容器，在常温或加热时使用 加热时应放置在石棉网上，使之受热均匀 不可用来确定液体体积
量筒 量取一定量液体体积 不能加热，不能作反应容器，不能在量筒中配制溶液
集气瓶 用于收集或贮存少量气体，有时装配气体发生器或进行固体在气体中的燃烧反应 不能加热，如果在其中进行燃烧实验且有高温熔融物生成时，应在瓶底盛少量水或铺一层细沙
酒精灯 用于加热 ①酒精量不能少于1/4，也不能超过2/3 ②加热时要用外焰，熄灭时要用灯帽盖灭，不能用嘴吹灭
胶头滴管 胶头滴管用于吸取和滴加少量液体 吸取液体时应在试剂瓶外捏扁橡胶头 滴加液体时，胶头滴管下端应略高于试管口 胶头滴管用过后应立即洗净，放置在烧杯中或试管架上
漏斗 用作加液器，将液体注入小口径容器中；装上滤纸后也可用作过滤器，用于分离液体和固体混合物
长颈漏斗 用于装配制备气体的反应器，便于加入液体 长颈漏斗下端管口应插入液面以下，防止气体逸出
分液漏斗 用于装配制备气体的反应器，通过活塞控制液体的滴加速度，控制化学反应速率 用分液漏斗滴加液体时应将上方玻璃塞打开
圆底、平底烧瓶 常用作较大量试剂并有液体参加的反应容器，在常温和加热时使用 不能直接加热，加热时要垫石棉网
锥型瓶 用作较大量试剂的反应容器和装配气体发生装置，在常温和加热时使用 不能直接加热，加热时要垫石棉网
蒸发皿 用于少量液体的蒸发、浓缩或结晶 ①可直接加热，但不能骤冷 ②盛液体量不应超过蒸发皿容积的2/3 ③取放蒸发皿应使用坩埚钳
坩埚钳 用于夹持蒸发皿等仪器
试管夹 用于夹持试管 ①夹持试管时，将试管夹从试管底部往上套，夹在试管的中上部 ②用手握住试管夹的长柄，不要把拇指按在短柄上
玻璃棒 用于搅拌、过滤或转移液体时引流 搅拌时应避免接触容器底部或碰撞容器壁，使用后及时用水冲洗干净
燃烧匙 用于将可燃性固体物质放在集气瓶内的气体中燃烧 可直接加热
药匙 用于取用粉末状固体药品 不能用于搅拌
研钵 用于研碎固体药品
镊子 用于取用块状固体药品
广口瓶 用于盛放固体药品
细口瓶 用于盛放液体药品
托盘天平 称量固体质量 药品不可直接放在托盘内，称量时将被称量物放在纸或玻璃器皿上，“左物右码”
2.基本实验操作
（1）固体药品取用
①粉末状固体：先将试管横放，再将盛药品的药匙或纸槽送入试管底部，然后使试管直立起来，让药品全部落到底部。
②块状固体：先将试管横放，用镊子将块状固体放在试管口，再把容器慢慢竖起来，使块状固体缓缓地滑向容器底部，以免打破容器。
（2）液体药品取用
①少量：使用胶头滴管，在滴加液体时滴管不要伸入仪器内，也不能接触仪器壁，防止污染药品。
②大量：采用直接倾倒的方法，在倾倒液体时，瓶塞应倒放在桌面上，标签朝向手心，瓶口与试管口紧挨着，以避免残留药液溜下来腐蚀标签。
（3）加热试管中的药品
①固体的加热：应先预热，试管口要略向下倾斜，以防止管口的冷凝水回流，而使试管炸裂。
②液体的加热：应先预热，试管外壁若有水，一定要在加热前擦干，试管内液体不能超过试管容积的三分之一，加热时试管与水平面倾斜成四十五度角，管口不能对着自己或者他人，加热后的试管不能立即用水冲洗。
（4）蒸发
①液体的量不超过蒸发皿容量的三分之二。
②在加热过程中，应用玻璃棒不断搅拌，以防止液体溅出。
③当蒸发皿中出现较多的固体时停止加热，利用余热将剩余水分蒸发掉，以避免固体受热而迸溅出来。
④热的蒸发皿要用坩埚钳夹取，热的蒸发皿如需立即放在实验台上，要垫上石棉网。
（5）过滤
①一贴：滤纸紧贴漏斗的内壁。
②二低：滤纸的边缘低于漏斗口，漏斗内的液面低于滤纸的边缘。
③三靠：漏斗下端的管口紧靠烧杯内壁，用玻璃棒引流时玻璃棒的下端轻靠在三层滤纸的一边，用玻璃棒引流时烧杯尖嘴紧靠玻璃棒中部。
（6）仪器的连接
①玻璃管与胶皮管：左手拿胶皮管，右手拿玻璃管，先把插入胶皮管的一端用水润湿，稍稍用力即可把玻璃管插入胶皮管。
②玻璃管与橡皮塞：左手拿橡皮塞，右手拿玻璃管，插入的玻璃管一端用水润湿，然后稍用力转动即可。
③容器口与橡皮塞：左手拿容器，右手拿橡皮塞，慢慢转动即可。
（7）仪器的洗涤
①洗涤方法：一般情况用水冲洗或试管刷刷洗，油污用热纯碱溶液或洗衣粉洗涤，对于难溶固体则需用相应的化学试剂洗涤。
②玻璃仪器洗干净的标准：内壁的水既不凝聚成水滴，也不成股流下。
（8）气密性检查
图1 图2
①图1：连接好装置，将导管一端伸入水中，用手紧握试管，若导管口有气泡，且松手导管内形成一段稳定的水柱，则说明气密性良好。
②图2：用止水夹夹紧胶皮管，沿长颈漏斗向装置内加水至长颈漏斗中形成一段液柱，一段时间后漏斗中液面不下降，则说明装置气密性良好。
例1 常用仪器及基本操作
如图所示实验操作不正确的是（ ）
A． B．
C． D．
练习1.1
分析下列实验操作，其中不正确的是（ ）
A．给试管内液体加热时，试管口不对着人
B．过滤时如果速度慢可以在过滤器中用玻璃棒搅拌一下
C．取液后的滴管，应保持橡胶帽在上，不要平放或倒置
D．用酒精灯给物质加热时，应使用酒精灯火焰的外焰部分
练习1.2
下列各图所示装置的气密性检查中，漏气的是（ ）
A． B．
C． D．
模块二 常见气体制备、检验与净化
1.常见气体制备
（1）常见气体发生装置
气体发生装置 选择依据 所制取的气体
反应物状态：固态 反应条件：加热 氧气
反应物状态：固+液 反应条件：常温 氧气、二氧化碳、氢气
反应物状态：固+液 反应条件：常温 氧气、二氧化碳、氢气
（2）常见气体收集装置
气体收集装置 选择依据 所收集的气体
排水法 气体难溶或不易溶于水 氢气和氧气
向上排空气法 气体密度比空气大 氧气和二氧化碳
向下排空气法 密度比空气小 氢气和氨气
2.常见气体的净化与干燥
（1）气体的净化
吸收剂 吸收的气体杂质
水 HCl、NH3等易溶性气体
NaOH溶液 CO2、SO2、HCl、H2S等
碱石灰 H2O（气）、CO2、SO2、HCl等
灼热的CuO H2、CO等
灼热的铜网 O2
（2）气体的干燥
干燥剂 可干燥的气体 干燥装置
浓硫酸 H2、O2、CO、CO2、SO2、HCl、N2等
碱石灰 H2、O2、CO、CH4、N2、NH3等
3. 常见的尾气处理
（1）说明：为了保护环境，防止中毒，对有毒、有害的气体必须用适当的溶液予以吸收、收集或点燃处理。
（2）常见的处理装置
待处理气体 尾气处理装置
HCl、SO2、NH3等
CO
4. 有关气体制取、检验和净化实验中的先后顺序
（1）组装仪器：一般按从左到右，从下到上的顺序进行。
（2）制取气体：先检查装置气密性，后装药品。
（3）收集气体：先净化后收集。
（4）检验气体：先检验水蒸气，后检验其它气体。
（5）净化气体：先除去其它气体，最后干燥。
例2 声现象综合气体的制备
如图，对以下气体制备的发生装置说法正确的是（ ）
A．装置a可作实验室制备二氧化碳
B．装置b烧杯加水后，干燥管内外液面一致，则气密性良好
C．装置c可用作高锰酸钾制备氧气
D．装置d可作实验室制备氢气
练习2.1
以下是实验室制取、收集、干燥、存放气体的装置图，有关说法错误的是（ ）
A．实验室用双氧水制取氧气，用石灰石和稀盐酸制取二氧化碳均可使用装置②
B．实验室收集氧气和二氧化碳均可使用装置③，气体从导管b进入
C．实验室干燥氧气和二氧化碳均可使用装置④，气体从导管a进入
D．实验室收集的氧气和二氧化碳，均可如图⑤临时存放
例3 声现象综合气体的检验与净化
某混合气体由CO、CO2、SO2三种气体组成，某兴趣小组对此进行了相关实验：
【查阅资料】①SO2能使品红溶液褪色；②SO2易与高锰酸钾溶液反应而被吸收，并能使其褪色；③SO2能使氢氧化钡溶液和澄清石灰水变浑浊；④CO和CO2均不能使品红溶液褪色，也不与高锰酸钾溶液反应。
【实验研究】为验证这三种气体同学们设计并进行如下实验：
【事实与结论】通过实验验证了以上三种气体都存在。
（1）装置A的作用是 。
（2）能证明气体中含有CO2的现象是 。
【反思与评价】
（3）若装置按C→D→A→B→E的顺序连接，则无法验证的气体是 。
（4）有同学提出上述原装置中省略D装置也能达到实验目的，你认为该同学的设计有无道理并说明理由 。
练习3.1
某同学为研究相同条件下一氧化碳和氢气哪个还原氧化铁的量更多，将一氧化碳和氢气等体积混合后先通过图甲装置，再通过图乙中的仪器组合。为达到实验目的，图乙中仪器选择和连接最好的是（ ）
A．cba B．cda C．cbd D．bca
练习3.2
超氧化钾（KO2）是一种黄色固体，它能与二氧化碳反应生成氧气，在潜水艇中用它作制氧剂，供人们呼吸之用。化学方程式为：4KO2+2CO22K2CO3+3O2。某学生为了验证这一实验，设计出如下实验装置进行实验。回答下列问题（已知KO2也能与水分反应，无水硫酸铜遇水分变蓝，碳酸钾为白色固体）。
（1）A是制取CO2的装置，应从图1～3中选择 。
（2）B装置的作用是 。
（3）表明D中超氧化钾样品接近反应完毕时的现象是 。
（4）在A中有10.0克碳酸钙与足量盐酸完全反应后，如果生成的CO2全部被超氧化钾吸收，理论上D装置质量应减少0.4克，但实际上在实验后称量D装置，发现反应后其质量的变化量明显与理论值不符，可能原因可能是 （填序号）。
A．生成的CO2部分残留在A、B、C装置里未被D装置完全吸收
B．装置后面的水蒸气进入被超氧化钾吸收
C．超氧化钾不足量
D．装置B中反应生成的CO2也被D装置吸收
模块三 实验方案的设计与评价
1.实验设计
（1）特点及类型
实验设计题考查的方向是以化学实验为基础，联系科学研究、生产、生活、环境保护的实际去发现并提出问题，设计实验去探讨和解决实际问题并得出科学的结论。它包括物质的制备、物质的鉴别、物质的分离、物质的组成分析、气体的净化与转化等实验方案的设计。
（2）设计要求
实验设计要科学，安全可靠，操作简便，药品经济，现象明显。
（3）一般流程
①根据某一主题，“发现问题”、“提出猜想”、“确定假设”。
②根据假设设计实验方案。
③通过实验收集证据或实验现象。
④做出假设是否成立的结论。
⑤对结论进行反思与评价。
（4）解题策略
①分析题给条件，明确实验目的。
②根据反应原理，选择恰当的仪器和药品。
③对仪器装置进行科学的连接。
④制定操作步骤。
⑤结合物质性质，根据实验现象，得出正确的结论。
2.实验评价
（1）评价内容
实验方案的评价包括实验原理的评价、方案的评价、实验装置的评价、实验操作的评价、实验现象的描述与结论分析的评价等。
（2）评价方法
①化学反应原理是否正确，是否与实验目的相符。
②实验装置是否科学、优化、安全。
③操作方法是否可行，简捷。
④绿色化学的理念是否符合，对环境是否会造成污染。
⑤推理过程是否严密。
例4 常简单化学实验方案设计
下列依据实验目的所进行的操作，正确的是（ ）
选项 实验目的 操作
A 用氯酸钾和二氧化锰制取氧气后，回收其中的二氧化锰 将反应得到的混合物溶解后直接加热蒸发
B 用向上排空气法收集氧气时，检验氧气是否收集满 用带火星的木条伸入到集气瓶中，观察木条是否复燃
C 鉴别盐酸和硫酸 取样后滴加氯化钡溶液，观察是否变浑浊
D 比较铜和银的化学活动性顺序 将两种金属与等质量且同浓度的盐酸反应，观察产生气泡的快慢
练习4.1
下列实验方案错误的是（ ）
A．用Ca(OH)2溶液除去Na2CO3溶液中的NaOH
B．用铁粉除去FeCl2溶液中的CuCl2
C．用溶解、过滤、蒸发的方法除去白糖中混入的沙土
D．将点燃的木条放在集气瓶口检验二氧化碳是否收集满
练习4.2
为达到预期的目的，下列操作中正确的是（ ）
A．分离混合物：提纯含有少量泥沙的粗盐——溶解、过滤、蒸馏
B．物质检验：检验一瓶气体 是否是二氧化碳——用点燃的木条
C．物质鉴别：鉴别Ca(OH)2和NaOH溶液——加入Na2CO3溶液
D．除去杂质：除去Fe粉中少量Fe2O3杂质——加入过量的稀盐酸
例5 综合性化学实验探究
（2020·湖州）小明在实验室做镁条和稀盐酸反应的实验时，发现试管中产生大量气体、试管壁发烫。放置较长时间后，试管底部有沉淀生成。针对这一现象，小明进行了探究：
（1）小明最初认为试管底部的沉淀可能是镁与稀盐酸反应生成大量的MgCl2不能完全溶于水所致。但随后小明通过实验证实了沉淀不是MgCl2。你认为小明的实验操作是 。
（2）小明查阅资料知道镁与水在加热的条件下能生成氢氧化镁（难溶性物质）和氢气。于是他进行了实验验证：将去除氧化膜的镁条和水放在试管中加热，发现镁条表面有少量气泡生成。停止加热后，却始终没有观察到沉淀。请对“没有观察到沉淀”这一结果作出合理的解释____________________________。
（3）镁与水反应没有观察到沉淀，而镁与稀盐酸混合却有沉淀，小明经过思考，认为沉淀的产生与氯离子有关。后来查阅资料得知，沉淀的主要成分是一种可溶于稀硝酸，并生成氯化镁、硝酸镁和水的碱式氯化镁[Mg(OH)Cl]。请你设计实验验证沉淀中含有氯元素________________________________________。
练习5.1
科学兴趣小组用图1装置进行实验时发现，烧杯中饱和石灰水先变浑浊，后逐渐澄清。
（1）为探究饱和石灰水浑浊后变澄清的原因，该小组同学开展了如下活动：
【查阅文献】碳酸钙与二氧化碳、水反应生成可溶于水的碳酸氢钙。
【提出假设】
假设1：挥发出的HCl使浑浊的石灰水变澄清；
假设2：过量的CO2使浑浊的石灰水变澄清。
【设计实验】为除去CO2中的HCl，小科在图1中甲、乙装置之间增加图2装置，装置甲应该连导管 （填“a”或“b”）；图2中存放的试剂合理是 。
A．浓硫酸 B．NaOH溶液 C．蒸馏水 D．饱和NaHCO3溶液
【实验现象】饱和石灰水浑浊后，继续通入足量CO2，沉淀部分溶解但并未完全澄清。
【得出结论】二氧化碳不能使浑浊的石灰水全部变澄清。
（2）小组同学又在老师指导下，用pH传感器测得图1烧杯中溶液的pH，并画出pH值随通入气体时间的变化曲线（如图3）。
①AB段pH值几乎不变的原因可能是 ；
②D点处溶液的溶质有 。
例1. D
练1.1 B
练1.2 A
例2. D
练2.1 B
例3.
（1）检验并且除去二氧化硫。
（2）B中品红溶液不褪色，C中溶液变浑浊。
（3）二氧化碳、二氧化硫。
（4）有道理，这是因为省略D装置后，如果E装置中黑色固体变成红色固体，说明气体中含有一氧化碳。
练3.1 A
练3.2
（1）图2。
（2）吸收二氧化碳中的氯化氢气体。
（3）固体由黄色变成白色。
（4）ABCD。
例4. C
练4.1 A
练4.2 C
例5.
（1）取少量沉淀于试管中，加入水。
（2）镁与水在加热条件下反应生成了氢氧化镁，覆盖镁条表面，阻止了镁与水的继续反应。
（3）取洗涤干净的沉淀，加入试管，加入稀硝酸溶解后，加入硝酸银溶液，若有白色沉淀生成说明含有氯元素。
练5.1
（1）b；D；
（2）①先排出的是装置内的空气，不会使溶液的pH明显变化；
②氯化钙、氯化氢。
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