初三化学实验设计探究题教学内容.docx
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初三化学实验设计探究题教学内容
初三化学实验设计探究题
物质的性质实验探究
1、常见题型
1.对物质在反应后的产物做出合理的推断并设计实验验证
2.实验过程中实验装置的作用、实验仪器的选用和连接、装置有无缺陷作出判断
3.由实验结果写出相应的化学方程式
2、解题思路和方法
1.哪怕物质从未见过,但其中运用的研究方法是课堂提及过的;实验原理也可能在自己所学反应式中找到相似处。
因此必须课堂上的知识不能落下,且要及时复习所学知识
2.仔细抓住题干、资料、探究目的三大点。
探究目的能清晰做题过程,始终抓住这条主线不动摇。
因为探究题多是未知物质探究,因此题干和资料是解题突破口(重抓给出的未知物性质、相关反应原理)
3.注重积累和过程素养培养。
探究题综合性强,研究广泛。
所以不能一成不变用一个思路去解决问题。
因此要主动多加积累这种题型,学到一种新方法马上做好笔记。
最好把每次考试的实验探究题都用一个本子记录下来(试题、答案、解决思路)
三、典例分析
【例1】三聚氰胺(化学式为C3H6
N6)是一种白色结晶粉末,因其低毒、含氮量高,俗称“蛋白精”。
不法分子为了提高奶粉中的蛋白质含量而加入三聚氰胺,导致发生婴幼儿泌尿结石病例。
某化学兴趣小组同学欲通过三聚氰胺的制取原理探究相关问题:
【查阅资料】
(1)化工企业常用尿素合成法制取三聚氰胺。
即以尿素[化学式CO(NH2)2]为反应物,硅胶为催化剂,在380℃至400℃的温度下,沸腾反应、冷凝得到三聚氰胺,同时产生两种无色气体,其中一种气体具有刺激性气味。
(2)NO是无色气体,不溶于水,在空气中能迅速氧化为棕色NO2气体。
【提出问题】反应生成的两种气体是什么?
【假设猜想】根据资料及反应物判断,生成的两种气体可能是:
①二氧化碳和水蒸气②二氧化碳和氨气(NH3)
③二氧化碳和氮气④二氧化碳和二氧化氮
提出以上猜想的依据是;
你认为合理的猜想是(填序号),理由是。
【设计实验】同学们在老师的指导下,设计如图所示的实验模拟制取三聚氰胺,并验证猜想。
【实验现象和分析】
(1)A装置的作用是。
(2)实验时观察到B中棉花变红,证明生成了,同时看到D中现象,说明
还生成了二氧化碳。
(3)C中浓硫酸的作用是。
【实验结论】根据资料和实验现象分析可知,用尿素分解制取三聚氰胺的化学方程式为。
【例2】已知浓硫酸与焦炭在加热的条件下能发生反应,生成三种氧化物.某校研究性学习小组对此进行以下一系列的探究活动.
【提出猜想】浓硫酸与焦炭在加热条件下反应,生成H2O、SO2和CO2.
【查阅资料】经查阅资料得知:
①CO2、SO2均可使澄清石灰水变浑浊;②SO2可使品红溶液的红色褪去,而CO2不能;③SO2可与酸性的KMnO4溶液反应使其褪色,而CO2不能;④无水CuSO4为白色粉末,遇水可生成蓝色胆矾.
【实验探究】用以下A-D四个装置组装成一套完整的实验装置,然后进行实验,验证猜想.
(1)本实验的发生装置应选用如下图所示三种装置中的装置_______________(填序号).
(2)为了验证三种产物,达到预期的实验目的,整套实验装置的正确组装顺序是(按导管口连接的先后顺序):
发生装置导管口
(3)实验过程中,同学们观察到装置D中的无水CuSO4变为蓝色,由此得出产物中有_______________的结论;同时还观察到以下实验现象:
装置C中品红溶液(I)和酸性高锰酸钾溶液都褪色,品红溶液(Ⅱ)不褪色;装置B中澄清石灰水变浑浊.装置C中品红溶液(I)褪色,说明产物中有_______________,酸性KMnO4溶液的作用是_______________,品红溶液(Ⅱ)不褪色,说明_______________;装置B中发生反应的化学方程式是______________________________
(4)能确认反应产物中有CO2的实验现象是_________________________________.
【实验结论】本实验提出的猜想_______________(填“成立”或“不成立”);
浓硫酸与木炭反应的化学方程式是______________________________.
【例3】叠氮化钠(NaN3)被广泛应用于汽车安全气囊,某化学小组同学对其进行下列研究。
【查阅资料】
NaN3受撞击会生成Na、N2②NaN3遇盐酸、H2SO4溶液无气体生成。
③碱石灰是CaO和NaOH的混合物。
NaN3的制备方法是:
将金属钠与液态氨反应制得NaNH2,再将NaNH2与N2O反应可生成NaN3、NaOH和氨气(NH3)。
【问题探究】
(1)汽车经撞击后,30毫秒内引发NaN3迅速分解,写出该反应的化学方程式。
(2)工业级NaN3中常含有少量的Na2CO3,其原因是(用化学方程式表示)。
(3)为测定某工业级NaN3样品中含有Na2CO3的质量分数,化学小组同学设计了如下实验装置。
小明同学认为通过测定装置
中反应前后B的质量差,再通过相应计算,就可测定Na2CO3的纯度,小组内同学通过讨论认为不可以,其理由可能是。
小刚同学在大家讨论
的基础上,设计了装置
。
请分析:
装置
中A的作用是_____;
若无装置C,对测定结果造成的影响是(填“偏大”、“偏小”或“无影响”);装置E的作用是。
根据装置
,小组同学设计的实验步骤有:
a.称量装置D。
b.称量样品,检查装置气密性。
c.打开弹簧夹,鼓入空气。
d.打开分液漏斗的活塞和玻璃塞,注入足量的稀硫酸,关闭活塞和玻璃塞。
其正确顺序为 (填字母序号,可重复)。
【例4】蚊虫叮咬时能在人的皮肤内分泌出蚁酸刺激皮肤,某小组同学决定对蚁酸进行探究。
[提出问题]蚁酸有什么性质?
[查阅资料]
1.蚁酸化学名称叫甲酸,化学式为HCOOH
2.该酸与火碱中和的反应方程式为:
HCOOH+NaOH=====HCOONa+H2O
3.蚁酸在一定条件下会分解生成两种氧化物
4.碳酸钠和氯化钙可以发生复分解反应
5.白色无水硫酸铜遇到水变蓝
[实验探究一]探究蚁酸的酸性。
(1)向盛有蚁酸溶液的试管中滴加,观察到溶液颜色变成红色,说明蚁酸溶液显酸性。
(2)将碳
酸钙加入到盛有蚁酸溶液的试管中,有气泡产生。
写出该反应的方程式
。
[实验探究二]探究蚁酸分解的两种产物。
【猜想】①小芳同学猜测生成物是水和二氧化碳
②小明同学猜测
生成物是
水和___________。
两位同学都认为有水生成的依据是__________________________________。
【实验】实验]为了确认蚁酸分解的所有产物,两位同学共同设计实验,对仪器进行组装,正确的连接顺序是________________________(填写接口序号)
【结论】分析实验现象后,证明小明的猜想是正确的。
【讨论】从环保的角度考虑,上述装置的缺陷是____________________________。
实验中两次用到澄清石灰水,他们的作用分别是________________、__________________涉及到的化学方程式是:
。
【拓展】当你被蚊虫叮咬后,在叮咬处涂抹一些物质可减轻痛痒。
下列物质中,你会选择的物质是。
A.稀氨水B.食醋C.苏打水(碳酸钠水溶液)D.食盐水(氯化钠水溶液)
【例5】已知木炭粉(假设木炭粉中不含杂质)和氧化铁粉末在加热条件
下能发生化学反应,某兴趣小组对该反应展开了如下的探究活动。
【查阅资料】将CO通入氯化钯溶液中,会出现黑色沉淀。
【实验过程】同学们设计了如下图所示装置(部分夹持仪器已略去)。
⑴探究反应中产生气体的成分
称取9.0g氧化铁和1.2g木炭粉,混合均匀后进行实验。
打开止水夹a通一段时间的氮气,关闭a。
再对木炭粉和氧化铁粉末的混合物加热一段时间,观察到澄清石灰水变浑浊,氯化钯溶液中出现黑色固体。
木炭粉与氧化铁粉末反应一定生成了气体;E处酒精灯的作用是;B中发生反应的化学方程式为;加热前通一段时间氮气的原因是。
⑵探究反应后剩余固体的成分
【提出猜想】
猜想1:
只含有铁;
猜想2:
含有铁和木炭;
猜想3:
含有;
猜想4:
含有铁、木炭和氧化铁。
【实验验证】
小组同学测得剩余固体质量为6.6g,将剩余固体置于烧杯中,向其中加入足量的稀盐酸,固体全部溶解且有大量气泡出现,猜想不成立的是,剩余固体中含有的物质及质量分别为。
【例6】(宜宾)Mg与NH4Cl溶液反应,除生成MgCl2外,还有气泡产生。
为确定气体的成分,进行下列实验探究:
【假设与猜想】气体可能是HCl,NH3,H2中的一种或几种。
【查阅资料】
① NH3+HCl=NH4Cl
② NH3+H2SO4= (NH4)2SO4
【实验探究】
(1)假设HCl不存在。
为了探究其他气体是否存在,设计了如下实验装置:
①A中观察到____________________,证明有NH3;
②B中玻璃管内观察到____________________证明有H2;
③浓硫酸的作用是_____________________________。
【实验结论】Mg与NH4Cl溶液反应生成盐,NH3和H2。
写出化学方程式__________________【实验反思】综合以上信息和实验结论,有同学认为不需要单独检验HCl,就能证明HCl不存在。
请评价这种说法是否合理______(填“是”或“否”),理由是____________________________
。
【例7】(2015南京)小明在做铁与硫酸溶液反应的实验时,发现生成的气体有刺激性气味,于是进行了探究。
【提出问题】铁与硫酸溶液反应生成的气体为什么有刺激性气味?
【查阅资料】
(1)6H2SO4(浓)+2Fe
Fe2(SO4)3+6H2O+3SO2↑
(2)SO2可使品红溶液的红色褪去,且溶于NaOH溶液中
【进行猜想】铁与不同浓度的硫酸溶液反应,生成的气体产物中可能有二氧化硫。
【实验探究】小明用图甲所示的装置进行实验,并将E中收集到的气体进行如图乙所示的爆鸣实验。
请帮助小明完成下表:
A中硫
酸浓度
实验现象
A中生成气体成分
B中品
红溶液
D中品
红溶液
爆鸣实验
实验一
98%
__________
不褪色
无爆鸣声
只有SO2
实验二
45%
稍有褪色
不褪色
有爆鸣声
实验三
25%
__________
不褪色
_________
只有H2
【实验结论】铁与不同浓度的硫酸溶液反应,生成的气体产物可能不同,当硫酸浓度达到足够大时,生成的气体产物中有二氧化硫。
【交流反思】
(1)写出实验三中铁与硫酸反应的化学方程式:
_________________。
写出实验二中发生爆鸣反应的化学方程式:
_____________________。
(2)实验一中C装置的作用是_________________________________。
【例8】实验室有瓶黑色粉末药品,标签为MnO2,化学小组同学在加热该药品时,发现有气泡产生(如图一所示),于是他们对这个异常现象进行了探究。
(1)对气体成分的探究:
加热二氧化锰样品,用燃着的木条靠近试管口,木条熄灭。
将气体通入澄清的石灰水,发现石灰水变浑浊,产生的气体是
(2)对气体来源的探究:
【假设1】甲同学认为:
该气体来自于试管中的空气,请你设计实验证明该假设不成立
实验步骤及现象:
____________________________________________________________
结论:
假设不成立。
【假设2】乙同学认为:
二氧化锰样品中可能混有炭粉,炭粉发生反应生成了该气体。
他设计了如图二所示的实验进行研究,其中B装置的作用是检验A中反应是否完全,B中的试剂是____________,实验中观察到D处澄清石灰水变浑浊,D中发生反应的化学方程式是________________________________________。
他又用氮气代替空气(氮气不参与该实验中的任何反应),重复上述实验,发现D处澄清的石灰水也变浑浊。
【结论】通过乙同学的实验证明,二氧化锰中混有炭粉,炭粉与__________反应产生了这种气体。
【延伸拓展】如果是氧化铜中混有炭粉,则图二中C处的现象为______,反应的化学方程式为
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