备考集训38 化学实验探究专题
1．(2016，荆州)小明同学将一定量的氢化钙(CaH2)加入到足量的Na2CO3溶液中，充分反应后过滤，分离出滤渣和滤液。
【提出问题】滤液中溶质的成分是什么？
【查阅资料】CaH2遇水迅速反应生成Ca(OH)2和H2。反应的化学方程式为__CaH2＋2H2O===Ca(OH)2＋2H2↑__。
【结论推理】滤液中溶质一定有NaOH，可能有__Na2CO3或Ca(OH)2__。
【实验验证】请结合题意，在下列表格的空白中填写恰当的内容。
实验方法
实验现象
实验结论
(1)取滤液少许，向其中滴加Na2CO3溶液
无明显现象
__说明滤液中没有氢氧化钙
(2)__另取滤液，向其中加入足量稀盐酸__
有气体放出
滤液中有Na2CO3存在
【反思与拓展】
(1)如果要从上述滤液中以最小生产成本获得大量NaOH，你建议向滤液中加入适量的__氢氧化钙__溶液。
(2)小明同学认为CaH2与水的反应是复分解反应，请谈谈你的看法并说明理由：__不属于复分解反应；氢化钙和水反应生成氢氧化钙和氢气，生成物中氢气属于单质__。
2．为了比较铝与相同pH的稀盐酸和稀硫酸反应的快慢，某化学兴趣小组做了如下的探究实验：
(1)铝与稀硫酸反应的化学方程式为__2Al＋3H2SO4===Al2(SO4)3＋3H2↑__。
(2)x＝__5__，实验过程中，可以通过观察__产生气泡的快慢__来比较铝与稀盐酸和稀硫酸反应的剧烈程度。
(3)实验过程中，发现铝与稀盐酸反应更加剧烈，同学们提出了以下猜想：
猜想一：试管Ⅰ中氯离子对反应起了促进作用；
猜想二：试管Ⅱ中硫酸根离子对反应起了阻碍作用；
猜想三：以上两种猜想同时成立。
为了验证上述猜想是否正确，向试管Ⅰ中加入少量__C__(填序号)，向试管Ⅱ中加入少量__B__(填序号)，做对比实验。
A．硫酸铜 B．氯化钠 C．硫酸钠 D．浓盐酸
(4)通过(3)中的对比实验，观察到试管Ⅰ中反应快慢无明显变化，试管Ⅱ中反应明显加剧，则猜想__一__成立。
3．某化学兴趣小组的同学向一定量的NaHCO3溶液中加入一定量的稀H2SO4。待反应完全后(假设反应所产生的气体全部逸出)，对反应后溶液中溶质的成分进行如下探究：
【实验用品】pH试纸、Zn片、氧化铜粉末、稀H2SO4、NaOH溶液、BaCl2溶液。
【假设猜想】猜想一：Na2SO4
猜想二：Na2SO4、NaHCO3
猜想三：Na2SO4、H2SO4
【实验探究】同学们取反应后的溶液用不同方案进行如下实验，请根据现象或结论填空。
实验方案
A
B
C
D
实验操作
实验现象
无气泡产生
试纸变色，对照比色卡，pH＜7
有气泡产生，Zn片不断溶解__
产生白色沉淀
实验结论
__猜想二不正确
猜想三正确
猜想三正确
猜想三正确
【得出结论】猜想三正确
【评价反思】老师对同学们能用多种方案进行探究，并且得出正确的实验结论给予了肯定，同时指出探究中存在的两处明显错误，分别是：
①__方案B中pH试纸浸入溶液中__；
②__方案D中Na2SO4与BaCl2反应也会生成白色沉淀，不能证明一定有H2SO4存在(或不能证明猜想三正确)__。
【总结提高】依据所给实验用品，你还有什么不同类方案确认猜想三是正确的。请写出你的实验方案__取少量氧化铜粉末于试管中，加入足量反应后的溶液，若氧化铜溶解，溶液变蓝，则猜想三正确__。
4．(2016，北京)镁条在空气中久置表面会变黑。某小组同学设计并进行实验，探究镁条变黑的条件。
【查阅资料】常温下，亚硫酸钠(Na2SO3)可与O2发生化合反应。
【猜想与假设】常温下，镁条变黑可能与O2、CO2、水蒸气有关。
【进行实验】通过控制与镁条接触的物质，利用如图装置(镁条长度为3 cm，试管容积为20 mL)，分别进行下列5个实验，并持续观察20天。
编号
主要实验操作
实验现象
1
先充满用NaOH浓溶液洗涤过的空气再加入2 mL浓硫酸
镁条始终无明显变化
2
加入2 mL NaOH浓溶液
镁条始终无明显变化
3
先加入2 mL浓硫酸再通入约4 mL CO2
镁条始终无明显变化
4
先加入4 mL饱和Na2SO3溶液再充满CO2
镁条始终无明显变化
5
先加入2 mL蒸馏水再通入约4 mL CO2
镁条第3天开始变黑至第20天全部变黑
【解释与结论】
(1)实验1和2中，NaOH浓溶液的作用是__NaOH＋CO2===Na2CO3＋H2O__(用化学方程式表示)。
(2)实验1的目的是__检验只用O2是否会使镁条变黑__。
(3)实验3中，试管内的气体主要含有CO2、__O2(N2可填写可不填写)__。
(4)得出“镁条变黑一定与CO2有关”结论，依据的两个实验是__2、5__(填编号)。
(5)由上述实验可推知，镁条变黑的条件是__H2O、CO2、O2__。
【反思与评价】
(6)在猜想与假设时，同学们认为镁条变黑与N2无关，其理由是__常温下氮气的化学性质不活泼，很难和其他物质反应__。
(7)欲进一步证明镁条表面的黑色物质中含有碳酸盐，所需要的试剂是__稀盐酸和澄清石灰水__。
5．某小组在学习“二氧化碳与氢氧化钠溶液反应”时，进行了如下探究。
【提出问题】二氧化碳与氢氧化钠反应，还是溶解在水中？
【查阅资料】①15 ℃、101 kPa时，二氧化碳的溶解度如下：
溶剂
水
酒精
溶解度
1.0
0.3
②15 ℃时，在酒精中氢氧化钠易溶、碳酸钠微溶。
③通常情况下，稀溶液的体积约等于溶剂的体积。
【实验设计】在15 ℃、101 kPa时，制取二氧化碳并用于实验甲、实验乙。
【分析与表达】
(1)如果二氧化碳与氢氧化钠反应，化学方程式是__2NaOH＋CO2===Na2CO3＋H2O__，那么氢氧化钠应__密封__保存。
(2)实验前，两套装置都进行气密性检查，实验甲装置气密性检查的方法是__用手紧握左边的试管，只要U型管内液面会出现右高左低的现象，一段时间后回落到原位置，同理检验右侧试管__。
(3)实验甲中，同时滴入等体积的水和氢氧化钠溶液后的现象是__红墨水液面左边降低，右边升高，最终右边高于左边__。
(4)实验乙中，将氢氧化钠完全滴入锥形瓶中，注射器会自动向内移动并将酒精推入锥形瓶，活塞的移动速度是__B__(填答案字母)。
A．先慢后快 B．先快后慢
C．先慢后快，再变慢
实验乙中，还可能观察到的现象是__在锥形瓶中观察到白色浑浊现象__。
(5)实验乙中，120 mL酒精__不能__(填“能”或“不能”)换成水，原因是__二氧化碳在水中的溶解度大于在酒精中__。
(6)实验乙结束时，注射器中酒精体积为20 mL，则与氢氧化钠反应的二氧化碳体积至少是__70__mL。
(7)由以上探究可知，二氧化碳能溶于水，也能与氢氧化钠反应，但实验乙的数据还不够准确，造成实验乙误差的原因可能有__酒精具有挥发性__(写一条)。
课件30张PPT。第38讲 化学实验探究专题一、氧气、二氧化碳的实验室制取和工业制取 CaCO3＋2HCl===CaCl2＋H2O＋CO2↑浓硫酸或碱石灰 HCl 排水法、向上排空气法 将带火星的木条插入集气瓶内，若木条复燃，说明是氧气 将气体通入澄清的石灰水，若澄清的石灰水变浑浊，说明是二氧化碳 集气瓶口 有气泡冒出 木条熄灭 【注明】1.固液不加热装置——凡是反应物为固体和液体且反应不需加热的发生装置图均可用图①、③。
2．固固加热装置——凡是反应物都为固体且反应需要加热的发生装置图可用图②。
二、气体的净化与干燥
1．除杂原则：①不能引入新的气体杂质；②不能减少被净化气体的量。
2．除杂原理：(碱石灰是由CaO固体和NaOH固体组成的混合物)。
3．干燥剂的选择：原则上干燥剂不能与被干燥气体发生化学反应。SO2、CO2、HCl；
H2、O2、CO、N2、CH4NH3；H2、O2、CO、N2、CH4SO2、CO2、HCl；H2、O2、CO、N2、CH4NH3；H2、O2、CO、N2、CH4SO2、CO2、HCl；H2、O2、CO、N2、CH4NH34.常见吸收剂及能吸收的气体：HCl、CO2CO2、水蒸气、HClH2OCO、H25.尾气的吸收及处理——环保意识
(1)溶液吸收：如CO2、SO2、HCl、NH3等可用NaOH溶液吸收(极易溶气体要防止倒吸)。
(2)点燃处理：如CO、CH4、H2S等可燃性气体可接一个尖嘴导管，将其点燃，如图甲。
(3)气球收集：如有毒的CO、H2S、Cl2等可在导管末端接上一个气球收集。
(4)防倒吸装置：如易溶的气体可收集到倒立的漏斗中，如图乙。6．“万能瓶”的几种主要用途：(1)集气：(贮气)
①如瓶中为空气，即用排空气法收集气体时，密度比空气大的气体从a管进，密度小的从b管进。
②若瓶中为水，即用排水法收集气体时，气体从b管进。
(2)洗气：(长入短出)瓶内装浓硫酸或氢氧化钠溶液。(3)量气：(短入长出)
瓶内装满水，气体从b端进入，a端接量筒，通过测量量筒内水的体积从而测得生成气体的体积。
(4)安全瓶：(长入短出)
点燃可燃气体时，瓶内装少量水，将点燃的气体与从发生装置产生的气体分隔开。
【注明】气体的性质决定收集的方法【解题策略指导】
一定要熟知常见气体的制取、干燥、除杂、装置的连接顺序和性质的检验。
(1)除杂和干燥的先后顺序：①若用洗气装置除杂，一般除杂在前，干燥在后；②若用加热装置除杂，一般是干燥在前，除杂在后。
(2)洗气瓶和干燥管中气体的进出口顺序：①用洗气瓶除杂和干燥时，气体应长进短出；②用球型干燥管除杂或干燥时，气体应大进(即大管口进气)小出(即小管口出气)，以利于气体充分干燥。(3)检验多种气体的先后顺序：有多种气体需要检验时，应尽量避免前步检验对后步检验的干扰。如检验气体中是否含有二氧化碳和水蒸气时，应先检验水(用无水硫酸铜检验)，后检验二氧化碳(用澄清石灰水检验)，最后干燥水(用浓硫酸干燥)。
(4)常见物质的特征反应：CO2能使澄清石灰水变浑浊，白色的无水硫酸铜遇水变蓝。要验证氢气和一氧化碳等还原性气体，可先将净化后的气体通过灼热的氧化铜，再检验其产物。检验氢气的存在是通过其与氧化铜反应生成水，检验水时一定要将产物先通过无水硫酸铜检验。要验证一氧化碳和二氧化碳的混合气体，可先将混合气体通入澄清石灰水，后通过灼热的氧化铜，再检验二氧化碳。1．在学了生活常见盐的性质以后，某校化学兴趣小组的同学开展了测定Na2CO3和NaCl混合固体中Na2CO3含量的探究实验，他们设计了如下的实验方案：(1)如图甲所示(铁夹夹持的仪器是注射器)，把一定量的混合物与足量稀硫酸反应后，测定产生的二氧化碳气体的体积，检查该装置的气密性的方法是：________________________________________________
___________________________________________________________； 关闭分液漏斗的活塞，然后将注射器的活塞向外拉，松开后注射器活塞应回到原位，证明装置的气密性良好(2)小明同学提出用图乙代替图甲中的收集装置，则所测CO2气体的体积________(填“偏大”“偏小”或“不变”)；有同学对乙装置中的缺陷提出三种改进方案。
A方案：将广口瓶中的水改为饱和的CO2水溶液；
B方案：将广口瓶中的水改为氢氧化钠稀溶液；
C方案：在广口瓶中的水面上覆盖一层植物油。
你认为错误的方案是____(填字母代号)；广口瓶内原有的空气对实验结果________(填“有”或“没有”)影响；偏小B没有(3)小宁同学用图丙装置测定CO2的质量。则图丙实验装置主要存在哪些缺陷？这些缺陷对实验结果有何影响？请写出其中两点主要缺陷及对实验结果的影响。
①_________________________________________________________；
②________________________________________________________。二氧化碳中混有少量的水蒸气，会被碱石灰吸收，造成计算结果偏大碱石灰会吸收空气中的水蒸气和二氧化碳，造成计算结果偏大【解析】(1)如果装置不漏气向后拉注射器活塞，在外界大气压的作用下，松开后注射器活塞应回到原位；(2)以图乙代替图甲中的收集装置，二氧化碳易溶于水，形成碳酸，所以测得的体积会变小；改进方案是：可在水面涂一层植物油，使二氧化碳不能溶于水；或使用饱和的二氧化碳溶液，但是不能用氢氧化钠溶液，因为二氧化碳能与氢氧化钠溶液发生化学反应，广口瓶内原有的空气对实验结果没有影响；(3)生成的二氧化碳中混有少量的水蒸气，会被碱石灰吸收，再者碱石灰会吸收空气中的水蒸气和二氧化碳，造成碱石灰的质量偏大，认为生成的二氧化碳偏多，造成计算Na2CO3和NaCl混合固体中Na2CO3含量偏高。1．小明同学设计以下实验来探究可燃物燃烧的条件和测定空气中氧气的含量。(已知：白磷的着火点是40℃，红磷的着火点是240℃)(1)实验过程②是______________________________________，烧杯中发生反应的化学方程式为______________________________。
(2)白磷燃烧反应的化学方程式为_______________________。
(3)根据实验2的结果，计算空气中氧气的体积分数约为________________________(写出计算式和结果)。
(4)在整个实验2的过程中，集气瓶内的压强变化是
______________________________________________。集气瓶中预先装入50mL水，水起的作用是__________________________________________________________________________________________________________________。向烧杯中加入适量的冷水CaO＋H2O===Ca(OH)2 先变大后变小到与大气压相等吸收白烟，同时防止集气瓶内的空气因瓶内温度升高、压强增大而泄出瓶外2．(2017，预测)某同学设计了如图A～F气体制取与性质的组合装置。打开活塞K，很快看到F装置中蜡烛由下至上依次熄灭。请根据下图回答问题。(1)仪器①的名称为__________________。
(2)小华用G装置加热高锰酸钾制取氧气时，发现试管位置过高，他调节试管高度需要操作的旋钮是____。长颈漏斗③(3)利用A装置制取气体的优点：
__________________________________________________________。A装置中发生的化学反应方程式为：____________________________。
(4)B装置中观察到的现象为：____________________________。
(5)D装置中发生的化学反应方程式为：__________________________________________________。
(6)E装置中观察到石蕊试液变红，用化学反应方程式解释产生该现象的原因：___________________________。
(7)F装置中蜡烛熄灭的原因是：
_________________________________________________________。 可使反应随时发生，随时停止；便于节约药品导管口有气泡冒出，白磷燃烧CaCO3＋2HCl===CaCl2＋H2O＋CO2↑CO2＋H2O===H2CO3二氧化碳不能燃烧，不能支持燃烧，密度比空气大1．某校化学兴趣小组，在实验室里用二氧化锰和浓盐酸在加热条件下制取氯气并进行有关氯气性质的实验探究(如下图所示)。回答下列问题：
(1)从分液漏斗中加入的药品是____________。
(2)从反应物的状态和反应条件考虑，装置A属于________________型气体发生装置。
(3)若进入装置D中的氯气是纯净干燥的，则装置B的作用是____________，装置C中盛有的溶液是_____________。浓盐酸固液加热除氯化氢浓硫酸(4)实验过程中，同学们看到装置D中“石蕊纸花”(用石蕊溶液染成的紫色的干燥纸花，下同)无明显变化，E中湿润的石蕊纸花先变红后褪色。对此，同学们产生了浓厚的兴趣，于是继续进行以下实验探究。
【查阅资料】Ⅰ.氯气(Cl2)是一种黄绿色的有毒气体，能溶于水(溶解性不大)并能与水反应：
Cl2＋H2O===HCl＋HClO(次氯酸)。
Ⅱ.氯气溶于水所得的溶液称为氯水，氯水除了具有消毒作用，还具有漂白作用。
【提出问题】氯水中的什么物质具有漂白作用？
【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。【实验探究】不变色稀盐酸将石蕊纸花放入次氯酸中成立【反思交流】①同学们一致认为，不用再做实验对猜想4进行探究，理由是：进行氯气性质的实验探究时，装置____(填装置序号)的现象已证明了Cl2不具有漂白作用。
②钱程同学认为，由于氯气在水中的溶解性不大，用实验装置F中的蒸馏水吸收氯气效果不是很理想，于是将装置F中的蒸馏水换成了氢氧化钠溶液，则最终反应所得溶液中含有的盐类物质是______________________________。D氯化钠和次氯酸钠2．(2016，兰州)根据下列装置，结合所学化学知识回答问题。(1)标号仪器①的名称是_____________；
(2)用过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气，反应的化学方程式是________________________，二氧化锰是____________，若选用F装置收集氧气，气体应该从____(填“a”或“b”)进入；
(3)实验室选择装置B和C制取二氧化碳，反应的化学方程式是______________________________________，验满的方法是____________________________________________________，若将收集的气体通入紫色石蕊溶液中，产生的现象是______________________；酒精灯催化剂aCaCO3＋2HCl===CaCl2＋CO2↑＋H2O将一根燃着的木条放于集气瓶口，若木条熄灭，则收集满了紫色石蕊溶液变成红色(4)兰州市近年逐步采用天然气取暖。天然气的主要成分是甲烷，楠楠同学通过查阅资料，知道实验室可用无水醋酸钠固体和固体碱石灰加热制取甲烷，通常情况下甲烷的密度比空气小，难溶于水。实验室制取甲烷选择的发生装置是____(填字母)，欲收集干燥的甲烷气体可选用____装置(从A～E中选择)；甲烷的使用，有效的改善了空气质量，其完全燃烧的化学方程式是____________________________________。AD
