《学生必做实验及实践活动》专题复习
课标解读
认识水的组成、常见金属的物理性质和化学性质、常见酸和碱的化学性质、燃烧的条件;初步学习运用简单的装置和方法制取某些气体;初步学习使用过滤、蒸发的方法对混合物进行分离;初步学会配制一定溶质质量分数的溶液;认识实验是科学探究的重要形式和学习化学的重要途径,能进行安全、规范的实验基本操作,独立或与同学合作完成简单的化学实验任务;能从化学视角对常见的生活现象、简单的跨学科问题进行探讨,能运用简单的技术与工程的方法初步解决与化学有关的实际问题,完成社会实践活动。
考点一:粗盐中难溶性杂质的去除
例1 完成“一定溶质质量分数的氯化钠溶液的配制”和“粗盐中难溶性杂质的去除”两个实验,都必需用到的仪器是( )
A.玻璃棒 B.酒精灯 C.漏斗 D.试管
【解题技巧】粗盐提纯实验各步骤中玻璃棒的作用。(1)溶解:搅拌,加速粗盐的溶解;(2)过滤:引流,防止液体外溅;(3)蒸发:搅拌,防止因局部温度过高,造成液滴飞溅;(4)计算产率:转移固体。
【答案】A
【知识归纳】(1)实验步骤顺序:
①溶解:称量粗盐;加水溶解并用玻璃棒不断搅拌,直到粗盐全部溶解为止。
②过滤:做好过滤器,装配好仪器;将粗盐水用玻璃棒引流到过滤器;如滤液浑浊应重新过滤。
③蒸发:装配好仪器;将过滤后的澄清液倒入蒸发皿中,边加热边用玻璃棒搅拌,当有较多晶体出现时停止加热,利用余热将其蒸干。
④计算产率:把蒸发皿中的晶体转移到纸上称量;将提纯的精盐放到指定容器中;产率=×100%。
(2)实验误差原因分析:
①产率偏低:溶解粗盐时未用玻璃棒充分搅拌;食盐没有全部溶解即过滤;过滤时漏斗内仍有少量液体残留即停止过滤;蒸发滤液时液体可能被溅出;从蒸发皿中转移固体时固体洒落;过滤后滤渣未洗涤。
②产率偏高:过滤时液面高于滤纸边缘;蒸发时未充分蒸干。
考点二:氧气的实验室制取与性质
例2 如图是氧气的实验室制取与性质实验。
(1)试管口棉花的作用是________。
(2)检验氧气集满的方法是________。
(3)制取氧气的主要步骤如下,正确的顺序是________ (填序号)。
①装入药品,开始加热 ②停止加热 ③收集气体 ④组装仪器,检查气密性
(4)硫在氧气中燃烧的现象是________。
【解题技巧】O2的制取常与CO2、H2等气体的制取结合起来考查。实验室制取气体通常要考虑反应原理、发生装置、收集方法、验证气体。如检验氧气用带火星的木条,木条复燃,则证明气体是氧气。对于发生装置应考虑反应物的状态和反应条件,对于收集方法要考虑生成气体的性质,如溶解性、密度等。
【答案】(1)防止加热时固体粉末进入导管 (2)将带火星的木条伸到集气瓶口,木条复燃 (3)④①③② (4)发出明亮的蓝紫色火焰,放出热量,放出有刺激性气味的气体
【知识归纳】(1)实验室制取氧气装置的选择:实验室中用高锰酸钾(或氯酸钾)制取氧气是固体加热的反应,发生装置应选择固体加热型(高锰酸钾制取氧气时,为了防止加热时高锰酸钾粉末进入导管,试管口要放一小团棉花);由于氧气不易溶于水可用排水法收集,氧气密度比空气略大,可用向上排气法收集。
(2)氧气的化学性质比较活泼,可以和很多种物质发生化学反应,具有氧化性,可作氧化剂。①做木炭在氧气中燃烧实验时,要将夹木炭的坩埚钳由上而下慢慢伸入是为了确保氧气充分反应,现象明显。②硫在氧气中燃烧的实验中要注意避免生成的SO2气体排到空气中污染空气,因此在集气瓶底部放入少量的水(或氢氧化钠溶液)是为了吸收生成的SO2气体。③细铁丝在氧气中燃烧的实验中,铁丝盘成螺旋状可以增大铁丝的受热面积,有利于铁丝持续燃烧。铁丝下端系一根火柴是为了引燃铁丝。点燃火柴后,要待火柴快燃尽时,再插入充满氧气的集气瓶中,以免火柴消耗氧气过多而现象不明显。集气瓶底部要预先放少量的水或细沙,目的防止溅落的高温熔化物炸裂瓶底。
考点三:二氧化碳的实验室制取与性质
例3 制取、收集CO2并验证相关性质,下列做法不正确的是( )
A.检查装置气密性 B.加入石灰石 C.收集CO2 D.验证CO2不支持燃烧
【解题技巧】实验室制取气体通常要考虑反应原理、发生装置、收集装置和气体的验证。对于反应原理和验证气体主要考虑反应物的选择及根据生成物性质加以验证;对于发生装置的选择主要由反应物的状态、反应条件决定;收集装置主要考虑生产气体的溶解性、密度大小等。
【答案】B
【知识归纳】(1)实验室通常利用稀盐酸与石灰石(或大理石)反应来制取二氧化碳,反应的化学方程式为CaCO3+2HCl=CaCl2+CO2↑+H2O。①实验室制取二氧化碳不能用稀硫酸来代替稀盐酸,因为稀硫酸与碳酸钙生成的硫酸钙微溶于水,会覆盖在碳酸钙的表面,阻止了碳酸钙与酸的接触,从而使反应难以进行。②不能用碳酸钠来代替石灰石,因为碳酸钠是粉末状固体,与盐酸反应速率太快,不利于收集,而且成本也较高。③不能用浓盐酸来代替稀盐酸,因为浓盐酸具有很强的挥发性,挥发出的氯化氢气体会使制取的二氧化碳气体不纯。
(2)实验室制取二氧化碳所用的原料是石灰石(或大理石)和稀盐酸,且反应不需要加热,因此可选用固~液常温型装置。由于二氧化碳能溶于水,又能与水反应,因此不能用排水法收集;又因为二氧化碳的密度比空气大且不与空气反应,因此可以用向上排空气法收集。
(3)检验二氧化碳的方法是把产生的气体通入澄清石灰水中,若澄清石灰水变浑浊,证明生成的气体是二氧化碳;验满二氧化碳的方法是将燃着的木条放在集气瓶口,若火焰熄灭,证明集气瓶内已充满二氧化碳。
考点四:常见金属的物理性质和化学性质
例4 如图,研究金属的活动性顺序实验。
(1)实验a观察到的现象是________。
(2)要验证铜、铝、银的活动性顿序,不必做的实验是________(填实验序号)。
【解题技巧】判断金属活动性顺序的常见方法:(1)根据金属能否与稀硫酸反应放出氢气判断;(2)根据金属与另一种金属化合物溶液能否发生置换反应判断。
【答案】(1)铜表面有银白色固体析出,溶液由无色变成蓝色 (2)c
【知识归纳】(1)铝具有很好的抗腐蚀性能的原因——易与氧气反应生成一层致密的氧化铝薄膜,保护内层金属。
(2)“真金不怕火炼”说明即使在高温下金也不与氧气反应或表示金的化学性质德定。
(3)金属与酸反应要求是:在金属活动性顺序中,金属的位置要在氢(H)的前面,且酸一般是指稀盐酸和稀硫酸。
(4)金属与酸的作用:能比较与酸反应的多种金属的活动性强弱。可以依据与酸(同种酸、同种浓度)反应的激烈程度比较,反应越激烈,金属活动性越强。
(5)金属与某些金属化合物反应的应用:比较金属活动性的强弱,金属活动性强的置换金属活动性弱的。
考点五:常见酸、碱的化学性质
例5 用如图喷泉实验装置研究CO2与NaOH溶液的反应。将NaOH溶液挤入烧瓶,振荡,打开止水夹K,水倒吸入烧瓶,形成喷泉,烧瓶内溶液呈红色。
(1)CO2与NaOH溶液反应的化学方程式为________。
(2)水倒吸入烧瓶的原因是烧瓶内压强________(填“>”或“<”)外界大气压。
(3)实验结束后,取烧瓶内溶液少许于试管中,滴加足量的稀盐酸,可能观察到的现象有________。
【解题技巧】氢氧化钠与二氧化碳反应无明显现象,为证明二者发生了反应,一般采用两种思路:一是反应在密闭容器中进行,瓶内压强减小,通过液面、气球等的变化证明二者发生了反应;二是验证生成物,即是否有碳酸钠生成,可加入稀盐酸观察是否有气泡产生。
【答案】(1)2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O (2)< (3)产生气泡,溶液由红色变成无色
【知识归纳】(1)盐酸和硫酸具有相似性质的原因是溶液中都含有氢离子,又具有特性的原因是酸根不同。
(2)氢氧化钠溶液和氢氧化钙溶液具有相似性质的原因是溶液中都含有氢氧根离子,又具有特性的原因是阳离子不同。
考点六:一定溶质质量分数的氯化钠溶液的配制
例6 在配制一定溶质质量分数的氯化钠溶液的实验中,下列操作没有涉及到的是( )
A.称量溶质 B.量取溶剂 C.溶解搅拌 D.过滤除杂
【解题技巧】用浓溶液配稀溶液时,一般先计算出所需浓溶液的体积,再用量筒量取体积,而不用天平称量质量。
【答案】D
【知识归纳】(1)实验步骤顺序:
Ⅰ.固体配制溶液:①计算;②称量;③量取;④溶解:⑤装瓶贴标签。
Ⅱ.液体配制溶液:①计算;②量取;③混合均匀:④装瓶贴标签。
(2)配制溶液误差原因分析:
Ⅰ.所配溶液中溶质的质量分数偏大
①溶质的质量偏大:称取固体溶质质量偏大或量取浓溶液时仰视读数。
②溶剂的质量偏小:用量筒量取水时,俯视液面;水量好后,向烧杯中倾倒时有液体溅出。Ⅱ.所配溶液中溶质的质量分数偏小
①溶质的质量偏小:称量固体溶质的质量偏小;所用固体溶质不纯、不干燥或已潮解;称量时“左码右物”并使用了游码;量取浓溶液时俯视读数。
②溶剂的质量偏大:量取水时仰视读数;烧杯内有残留的水。
(3)装瓶时将溶液洒落不影响溶液中溶质的质量分数,只是溶液质量减小。
考点七:水的组成及变化的探究
例7 下图是实验室电解水实验的装置图。请回答下列问题。
(1)与负极相连的电极产生的气体是________。
(2)通过电解水实验得出结论:水是由________两种元素组成的。
【解题技巧】解答此类题关键是掌握以下几点:(1)电解水的实验现象:“正氧负氢,氢二氧一”,其中的“氢二氧一”是指体积比而不是质量比;电解水的实验结论:水是由氢、氧两种元素组成的;不能说成水是由氢气和氧气组成的。(2)电解水的实验中向水中加入少量稀硫酸或氢氧化钠是为了增强水的导电性,但并不是作反应物。
【答案】(1)氢气或H2 (2)氢和氧
【知识归纳】(1)电解水的实验现象:①通电后,正、负电极上都有气泡产生;②一段时间后,与电源正极、负极相连的玻璃管内产生的气体体积为1:2。
(2)电解水的产物:
①检验产物:负极产生的气体应用燃着的木条,有淡蓝色火焰产生,是氢气;正极产生的气体应用带火星的木条,带火星的木条复燃,为氧气。
②正极产生的是氧气:负极产生的是氢气。产生氧气的体积小,产生氢气的体积大。简单概括为“负氢正氧;氢二氧一”。
(3)电解水的实验结论:
①水通电后分解成氢气和氧气。氢气是由氢元素组成的,氧气是由氧元素组成的,由此说明水不是由一种元素组成的,而是由氢元素和氧元素组成的。
②水的电解实验证明了在化学反应中,分子是可分的,而原子是不可再分的。化学变化的实质:分子分裂成原子,原子又重新组合成新的分子。
考点八:燃烧条件的探究
例8 用如图所示实验验证可燃物燃烧的条件。
已知:白磷和红磷的着火点分别为40℃、240℃。
(1)铜片上的白磷燃烧而红磷不燃烧,说明可燃物燃烧的条件之一是________。
(2)能验证可燃物燃烧需要与O2接触的现象是________。
(3)热水的作用是________。
【解题技巧】燃烧需要多个条件同时存在,设计对比实验,研究各个条件对燃烧的影响。当都与氧气(或空气)接触、温度达到着火点时,研究的是是否为可燃物;当都是可燃物,都与氧气(或空气)接触时,则研究的是温度是否达到可燃物的着火点;当都是可燃物,温度都能达到可燃物的着火点时,研究的是与氧气(或空气)是否接触。
【答案】(1)温度需要达到可燃物着火点 (2)铜片上的白磷燃烧,水中的白磷不燃烧 (3)提供热量和隔绝氧气
【知识归纳】(1)燃烧需要三个条件:①物质是可燃物;②与氧气(或空气)接触;③温度达到可燃物的着火点。
(2)设计实验探究燃烧与着火点的关系时,变量为着火点,应控制可燃物与氧气(或空气)的接触、温度两个因素相同。探究燃烧是否需要与氧气(或空气)接触时,变量为是否与氧气(或空气)接触,应控制可燃物、温度相同。
【备考训练】
1.在“溶液酸碱性检验”活动中,测得校园土壤样品呈酸性,所记录的pH与下列数值最吻合的是( )
A.6 B.7 C.8 D.9
2.如图是教材中两个实验,下列有关说法错误的是( )
A.实验①点燃氢气之前要检验其纯度
B.实验②a,b两管上方生成气体的体积比的为2:1
C.两个实验中发生的反应都是分解反应
D.两个实验均可证明水的组成
3.如图是实验室进行粗盐提纯的实验操作,下列有关说法中不正确的是( )
A.实验的正确步骤是①③② B.步骤②出现较多固体时停止加热
C.步骤③中漏斗内液面应低于滤纸边缘 D.各步操作均需要玻璃棒搅拌
4.兴趣小组同学设计了如图装置验证燃烧的条件(已知白磷的着火点为 40 ℃),实验现象记录如下表所示:
甲中白磷 丙中白磷
滴入H2O2溶液前 ①不燃烧 ②不燃烧
滴入H2O2溶液后 ③不燃烧 ④燃烧
回答下列问题:
(1)写出乙中发生反应的化学方程式___________。
(2)对比___________(填现象序号),可验证白磷燃烧需要与氧气接触。
(3)对比③④,可验证燃烧的条件为___________。
(4)为了使甲中白磷燃烧,可采用的方法是___________。
5.如图是兴趣小组同学做的有关金属的实验,根据所学知识回答下列问题。
(1)实验①中铁丝燃烧生成的物质是___________(填化学式)。
(2)实验②中发生反应的化学方程式为___________。
(3)实验③中观察到的现象是___________。
(4)实验④说明铜具有___________性。
6.工业上利用除去泥沙的粗盐(主要成分是NaCl,还含有MgCl2和CaCl2)提纯制取精盐(NaCl晶体)的流程如下:
注:为保证NaCl晶体的纯度,每步加入的试剂均过量。
(1)流程中除去CaCl2的为步骤___________(填序号)。
(2)写出步骤①中发生反应的化学方程式___________。
(3)步骤③中加盐酸的目的是___________。
(4)步骤④中进行的操作是___________。
7.化学实验课上,为了更清楚的让学生了解Ca(OH)2的性质,老师分别进行了如下的实验:
步骤一:向两支试管中分别加入0.2 g Ca(OH)2粉末,然后各加入2 mL水,振荡后静置,试管底部有粉末,溶液呈无色。
步骤二:向两支试管中再各滴入2滴酚酞溶液,振荡后静置,溶液由无色变为红色,试管底部粉末无明显变化。
步骤三:继续向其中一支试管中加入2 mL水,振荡后静置,无明显变化;向另一支试管中加入2 mL稀盐酸,振荡后静置,溶液由红色变为无色,试管底部的粉末消失。
实验结束后,老师将同学们分为三组分别结合上述实验现象分析氢氧化钙的性质,并相互交流。
甲组:由步骤一可知常温下氢氧化钙不溶于水。
乙组:步骤二中溶液变红是因为Ca(OH)2在水溶液解离出Ca2+。
丙组:步骤三中溶液由红色变为无色的原因是Ca(OH)2+2HCl=CaCl2+2H2O。
【交流讨论】
(1)乙组同学认为甲组得到的实验结论不正确,其原因是___________。
(2)甲组同学也认为乙组得到的实验结论不正确,其原因是___________。
(3)同学们经过讨论得到丙组结论正确,则该反应的微观实质是___________。
【归纳总结】同学们经过自己讨论和老师指导后,结合实验现象归纳出氢氧化钙的性质是___________。
参考答案
1.A 2.C 3.D
4.(1)2H2O22H2O+O2↑ (2)②④ (3)温度需达到可燃物的着火点 (4)加热试管甲,使水的温度达到40 ℃以上(合理即可)
5.(1)Fe3O4 (2)Fe+CuSO4=FeSO4+Cu (3)产生气泡,溶液由无色逐渐变为浅绿色 (4)导热
6.(1)② (2)2NaOH+MgCl2=Mg(OH)2↓+2NaCl (3)除去滤液2中的氢氧化钠和碳酸钠 (4)蒸发结晶
7.【交流讨论】(1)氢氧化钙的溶解度小,溶剂不足也会产生这种现象[或步骤二中滴入酚酞后溶液变红则证明Ca(OH)2部分溶于水中] (2)溶液由无色变为红色说明溶液显碱性,氢氧化钙在水溶液中解离出OH- (3)氢离子和氢氧根离子结合生成水分子(或H+和OH-结合生成H2O) 【归纳总结】溶解度小,溶液显碱性,能与稀盐酸反应