新高一化学暑假第5讲化学实验设计与探究2.docx
- 文档编号:5659829
- 上传时间:2023-05-08
- 格式:DOCX
- 页数:21
- 大小:433.86KB
新高一化学暑假第5讲化学实验设计与探究2.docx
《新高一化学暑假第5讲化学实验设计与探究2.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《新高一化学暑假第5讲化学实验设计与探究2.docx(21页珍藏版)》请在冰点文库上搜索。
新高一化学暑假第5讲化学实验设计与探究2
教育学科教师辅导教案
学员编号:
年级:
初三课时数:
1
学员姓名:
辅导科目:
化学学科教师:
授课类型
C
星级
★★★
授课日期及时段
教学内容
<建议用时5分钟!
>
<建议用时5--10分钟!
>
通过实验活动,探讨研究并解决科学研究、生产、生活、环境保护中面临的一些问题是化学学科永恒的主题。
在学习中,要求同学们能根据实际情况提出问题、设计实验研究问题、解决问题,在实践活动中巩固知识、提高认识、增强能力。
1、实验方案的设计:
实验设计考查的发展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发现和结论,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的实验方案的设计。
设计实验方案的试题大多思考性、综合性较强,解答时必须联系自己掌握的基础知识和技能,在进行适当的类比、迁移、重组后从已知条件出发,找到解决问题的突破口,设计出合理的实验步骤。
2、实验方案的评价:
实验方案的评价包括实验原理及方案的评价、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。
进行评价时一般从这几个方面入手:
理论上是否正确、操作上是否简便、会不会造成环境的污染、所需药品或原料的来源是否丰富、实验方案是否安全等等。
实验评价的考查范围包括对课本中重要的化学实验方案的评价,对为解决科学研究、生产、生活、环境保护中所出现的实际问题所设计出的实验方案的评价。
实验探究题的实例不胜枚举,探究的要素各有侧重,但探究的内容不外乎以下四方面的内容:
1、对反应物的探究:
如失去标签的药品的探究;反应物是否过量的探究;反应物是否变质的探究;原材料是什么的探究等等。
2、对生成物的探究:
如酸碱盐之间反应后所得溶液组成的探究;碳还原氧化铜后产物的的探究;物质变质后生成物的探究等等。
3、对反应条件的探究:
如关于催化剂的探究;温度对反应速率影响的探究等等。
4、对反应原理的探究:
如CO2水溶液使紫色石蕊变红色,探究哪一种微粒使石蕊变红色;酸溶液中哪一种微粒使指示剂变色的探究;碱溶液中哪一种微粒使指示剂变色的探究;铁、铜锈蚀的探究等等。
<建议用时20分钟!
>
【例1】小军进行了下列实验:
将数根火柴捆在一起,伸入到一集气瓶中,用另一根火柴点燃,等火柴头
燃烧完后取出.迅速将集气瓶口与另一装有酸性KMnO4溶液的集气瓶瓶口对接,振荡,发现红色
KMnO4溶液颜色消失.
【提出问题】问题1:
火柴头的成分是什么?
问题2:
什么气体使KMnO4溶液褪色?
【查找资料】小李从文献中查到:
火柴头的主要成分为KClO3、
硫磺粉(S)、三硫化二锑(Sb2S3)、玻璃粉等.
(1)、写出火柴头燃烧时发生的化学方程式(要求写出两个):
①____________________________;②____________________________.
【实验探究1】CO2气体是否使酸性KMnO4溶液褪色?
(2)、指明集气瓶中CO2的来源________________.
实验室提供了①稀硫酸、②块状碳酸钙、③稀盐酸、④碳酸钠固体等试剂及下列仪器.
(3)、请你从上述试剂和仪器中选择:
最适合制备CO2气体的试剂(填序号)___________________;
最适合制备CO2气体的仪器(填序号)__________________.
(4)、请指出仪器A的名称___________________.
将制得的CO2气体通入酸性高锰酸钾溶液中,发现酸性高锰酸钾溶液不褪色.
【实验探究2】SO2气体是否可使酸性高锰酸钾溶液褪色。
在老师的指导下,实验小组的同学
通过实验,验证了SO2气体可以使酸性KMnO4溶液褪色.
【讨论交流】该实验小组的同学通过讨论,提出了如下问题,请你帮助解决.
(5)、SO2气体是大气污染物之一.SO2溶于雨水,通过进一步反应会形成酸雨.在我国,导致生成酸雨
的SO2主要来自于____________________________.
(6)、上述验证CO2不能使酸性KMnO4溶液褪色的实验过于复杂,请你设计一个更为简单的实验完成该
实验________________.
答案:
(1)
;
;(任答两个)
(2)空气本身含有的CO2;火柴梗燃烧生成CO2(任答一点即给满分) (3)②③ABC (4)锥形瓶
(5)化石燃料(如煤、石油等)的燃烧;硫酸厂排出的废气;利用硫酸的工厂排出的废气(任答一点即给满分) (6)用吸管(或导管)向装有酸性KMnO4溶液的容器中吹气
【练1】
(1)、某校化学兴趣小组的同学在一号实验室中进行了氧气分别与碳、硫、铁反应的实验,实验方法如下图所示:
其中不合理的是(填序号);C中的现象是;B中反应的化学方程式。
(2)、为了解上述实验产生的气体对空气成分造成的影响,接着设计了右图所示实验装置进行实验(图中多孔球泡的作用是:
增大气体与溶液的接触面积,使反应充分进行)。
①、该实验在没有受到污染的二号实验室中进行,需从一号实验室中取空气样品,其正确
的方法是
②、将取得的空气样品按上图所示的装置进行实验测定,其中装置A的作用是
,装置C的作用是。
③、若通入空气样品100mL,实验结束后,量筒中液体的体积为99mL(导管内液体忽略不计),说明装置(填序号)中吸收了lmL气体。
④、写出一种减少实验对环境污染的做法:
。
答案:
(1)B发出明亮的蓝紫色火焰,放热,产生刺激性气味的气体
3Fe+2O2点燃Fe3O4
(2)①用注射器(针筒)抽取1号实验室的空气②吸收CO2、SO2等酸性气体
量取B中排出水的体积即为剩余气体的体积.③A④预先在C中加入少量的NaOH溶液;并在通风厨内进行实验
【例2】、为了研究从热水瓶中倒出的片状固体(水垢)的成分,某学生进行以下探究:
操作
现象
结论
实
验
①
水垢变白、变疏松
澄清石灰水变浑浊
水垢分解产物中
有二氧化碳
实
验
②
固体部分溶解,测得pH约为12
该滤液呈碱性
根据上述探究,推测此水垢的成分中可能含有(写化学式)。
写出实验①中发生分解反应的化学方程式:
;
写出实验②中发生化合反应的化学方程式:
。
答案:
CaCO3;CaCO3高温CaO+CO2↑;CaO+H2OCa(OH)2
【练2】在“世界环境日”活动中,某校化学兴趣小组对学校附近的一小型化工厂排出的无色废水进行探究。
经调查发现该工厂在生产过程中用到盐酸。
【猜想】该工厂排放的废水呈酸性。
【设计实验】
实验操作
实验现象
实验结论
该废水呈酸性
【建议与反思】为防止造成水污染,同学们联合向厂家建议,应将废水治理达标后再排放,你认为治理该酸性废水时加入的试剂是____________(任答一种),此时废水的pH将__________(选填:
“升高”、“不变”或“降低”)。
答案:
[设计实验]
实验操作
实验现象
实验结论
用试管取少量的该废水,滴加紫色石蕊溶液
废水变红
(其他答案合理也可)
【例3】某研究性学习小组对“SO2能否与H2O反应生成酸”的课题开展探究。
查阅资料后得知:
①、SO2常温下是一种无色气体,易溶于水;
②、酸能使蓝色的石蕊试纸变成红色;
③、SO2有毒。
于是他们设计如图所示装置进行实验。
请你参与他们的探究活动,回答有关问题:
(1)实验过程中,A装置内蓝色石蕊试纸的颜色始终
没有变化。
A装置的作用是:
;
(2)在通入SO2之前将B装置中胶头滴管内的蒸馏水滴到
蓝色石蕊试纸上,未见试纸颜色发生变化,由此得
出的结论是,
当有SO2通过时发现润湿的蓝色石蕊试纸变红,此现象
说明;
(3)实验方案中,有一个明显的疏漏,请你帮他们指出不足之处。
答案:
(1)证明SO2不能使蓝色石蕊试纸变红;
(2)证明水不能使蓝色石蕊试纸变红(或证明水没有酸性);SO2与H2O反应生成酸;(3)尾气没有处理(或应加一个尾气处理装置)
【练3】在实验室里同学们用过氧化氢溶液与二氧化锰混合制取氧气(装置如右图)。
某小组甲、乙、丙三名同学用该装置进行实验过程中,橡皮塞突然被弹飞,并有少量的液体溅到实验台和衣服上。
就此异常现象这三名同学进行了如下探究:
【问题】橡皮塞为什么会突然弹飞?
【查阅资料】①、容器内瞬间产生气体过多,压强过大,可能导致橡皮塞弹飞。
②、化学反应速率与反应物的浓度、用量、接触面积、温度、催化剂等因素有关。
【猜想】甲同学:
导气管堵塞造成。
乙同学:
过氧化氢溶液用量过多造成。
丙同学:
过氧化氢溶液的浓度过大造成。
………………………………………………
【分析验证】针对以上三种猜想,通过检查实验装置发现导气管没有堵塞的情
况;在与其他实验成功的小组交流时,得知各小组所用的过氧化
氢溶液的浓度均相同。
于是他们否定了__________同学的猜想。
请你设计实验,验证另一名同学的猜想是导致本次实验橡皮塞弹飞的可能原因。
实验步骤
实验现象
结论
【交流反思】
(1)老师提示他们引起此实验过程中橡皮塞被突然弹飞的原因可能还有其他因素,老师建议还可进一步探究。
而就目前的原因,可以通过改进气体发生装置和操作的方法,避免橡皮塞被弹飞。
你对气体发生装置有何改进设想?
请你从两个不同角度提出改进方法,将奖励4分(化学试卷总分不超过60分)
【改进方法一】;
【改进方法二】。
【问题拓展】
(1)实验结束后,有的同学发现衣服和手上出现白色的斑点。
由此推出过氧化氢溶液具有________________________性质。
答案:
【分析验证】甲和丙;
实验方法
实验现象
结论
取两支试管分别加入等质量的二氧化锰,再加入相同浓度不同体积的过氧化氢溶液
过氧化氢溶液多的反应较剧烈
橡皮塞没有被弹飞
过氧化氢溶液多,一定时间内产生的气体多(或乙的猜想正确)
(其他合理答案也可)
【交流反思】方法一:
换成一容积大的反应容器(如用广口瓶、烧瓶、锥形瓶等);
改试管单孔橡皮塞为双孔橡皮塞,插上一根带有气球的玻璃管。
方法二:
用长颈漏斗、分液漏斗、注射器等逐量加入液体;(答案合理均可,但需要从不同角度提出改进方法);
腐蚀性(氧化性、漂白性、过氧化氢能与衣服染料反应等)
【例4】小红发现,金店里有两种不同的“白金”,单价相差悬殊,小红很好奇,打算进行研究。
【查阅资料】市场上所谓的“白金”通常有两种,一种是金、镍、铜、锌的合金,称为白色金;
另一种是铂金,铂是一种银白色的贵重金属,用于耐腐蚀的化学仪器及首饰等,
俗称“白金”[platinum]-----元素符号Pt。
小红结合化学课上学习的金属活动性顺序,展开了下列实验活动。
(1)、鉴别两种白金,她的方法可能是__________________________________;
(2)、探究Zn、Ni(镍)、铜的活动性顺序。
【作出假设】对三种金属的活动性顺序提出可能的假设①Zn>Ni>Cu;②Zn>Cu>Ni
你觉得还有其他的可能性吗?
请把它们写出来(一种即可)
假设:
③_________________________……
【查阅资料】小红同学查阅了部分含镍化合物的溶解性如下表,且得知镍能与酸反应。
OH—
NO3—
SO42—
Cl—
Ni2+
不
溶
溶
溶
【设计实验】同温下,取大小、厚度相同的这三种金属薄片,分别投入等体积等浓度的足量
稀盐酸中,观察现象。
【记录现象】请帮助小红把实验现象填写完整
金属
Ni
Zn
Cu
与盐酸反应的现象
气体产生缓慢
金属逐渐溶解
气体产生激烈
金属迅速溶解
____
【得出结论】原假设中正确对待的是________(填序号)
写出镍与盐酸反应的化学方程式________。
【结论应用】①、根据探究结果,请你预测镍与硫酸铜溶液________(填“能”或“不能”)反
应,理由是________。
②、除小红的实验设计外,你能否象小红一样,设计另一组实验,也这样一次验
证上述假设的正确与否,你的设计所用的一组物质的化学式是________
(只写出一组即可)。
答案:
(1)取两种白金分别放入盛有稀盐酸的试管中,有气泡产生的是含锌的白金,无气泡的是铂金(其它合理也给分)
(2)③Ni>Zn>Cu 【记录现象】Cu无明显现象(无气泡产生)
【得出结论】①Ni+2HCl=NiCl2+H2↑
【结论应用】①能镍的活动性比铜强②ZnNiSO4Cu(其它合理答案也给分)
【练4】小刚在化学实验室发现,盛放NaOH溶液的试剂瓶瓶口和橡皮塞上出现了白色粉末。
小刚叫来小军和小红,共同探究这种白色粉末的成分。
他们依据所学的化学知识,对这种白色粉末的成分作了如下猜想:
、可能是NaOH;
、可能是Na2CO3;
、可能是NaOH与Na2CO3的混合物。
为了验证猜想,他们分别做了下面的实验。
(1)小军取少量白色粉末溶于水,向所得溶液中滴加酚酞试液,溶液变为红色。
由此小军认为白色粉末是NaOH。
请判断小刚所得结论是否正确简述理由_________________
______________________________________________。
(2)小红取少量白色粉末溶于水,向所得溶液中滴加BaCl2试液,有白色沉淀产生。
由此判断白色粉末中含有_____。
为了验证猜想
,小红继续向溶液中滴加BaCl2试液至不再产生沉淀,然后过滤。
你认为她接下来还应进行的实验是_____;
(3)在小红所做的实验中,若把BaCl2溶液换成Ba(OH)2溶液是否可行?
请简述理由________________________________________________。
(4)在一烧杯中盛有22.3gNa2CO3和NaCl组成的固体混合物,加43.1g水溶解,制成溶液。
向其中逐渐滴加溶质质量分数为10%的稀盐酸,放出气体的总质量与所滴入稀盐酸的质量关系曲线如图所示:
请根据题意回答问题:
(H-1;Cl-35.5;Na-23;
C-12;O-16)
①、当滴加了73g稀盐酸时,放出气体的质量
为g。
②、当滴加稀盐酸至图中B点时,烧杯中溶液
里的溶质是(写化学式)。
③、当滴加了73g稀盐酸时(即A点时),烧杯
中为不饱和溶液,通过计算求出其中含溶
质的质量分数是。
(计算结果精确到0.1%)
答案:
(1)不;Na2CO3溶液也呈现碱性
(2)Na2CO3;向溶液中加酚酞
(3)不;反应会生成NaOH对原来是否有NaOH产生干扰
(4)①4.4②NaCl、HCl③17.5%
<建议用时5分钟!
>
(建议与上面题目中问题讲解结合)
<建议用时15-20分钟!
>
1、已知某纯碱试样中含有杂质氯化钠,为测定试样中纯碱的质量分数,可用下图装置进行实验。
主要步骤如下,请填空:
①、按图组装仪器,并检查__________________;
②、将10g试样放入锥形瓶中,加适量蒸馏水溶解,得到试样溶液;
③、称量盛有碱石灰的U形管的质量为300g;
④、从分液漏斗中滴入20%的稀硫酸,直到________________为止,写出反应的化学方程式
__________________________;
⑤、从导管A处缓缓鼓入一定量的空气;
⑥、再次称量盛有碱石灰的U形管的质量;
⑦、重复⑤和⑥的操作,直到U形管的质量基本不变,测得质量为303.3g。
回答下列问题:
(1)装置中浓硫酸的作用是___________________________________。
(2)步骤⑤的目的是_________________________________________。
(3)试样中纯碱的质量分数为_________________________________。
(4)分液漏斗中的稀H2SO4不能换成浓盐酸,理由是______________________。
(5)若用生成沉淀的方法来测定试样中纯碱的质量分数,应选用的试剂是_________。
2、实验室有一保管不当的试剂瓶,其残缺的标签中只剩下“Na”字样。
已知它是无色液体,是初中化学
常用的试剂。
小宏同学为探究其成分进行了猜想,并设计实验进行验证,有关内容见下表:
猜想
设计的实验步骤
可能的现象与结论
猜想一:
可能是氢氧化钠溶液
用试管取少量样品,向其中滴入两滴酚酞试液。
若酚酞试液变为红色,则猜想成立。
若酚酞试液无明显变化,则猜想不成立。
猜想二:
?
用试管取少量样品,向其中先滴入适量的用硝酸酸化的硝酸钡溶液,然后滴入硝酸银溶液。
若溶液先没有明显变化,后出现白色沉淀,则猜想成立。
若与上述现象不同,则猜想不成立。
猜想三:
?
用试管取少量样品,向其中先加入适量盐酸酸化,然后滴入氯化钡溶液。
若溶液先没有明显变化,后出现白色沉淀,则猜想成立。
若与上述现象不同,则猜想不成立。
请你参与这一探究活动,根据上表回答下列问题:
(1)、小宏的猜想二是:
____________________________________。
如果猜想成立,则产生沉淀的化学反应方程式为_____________________________________________。
(2)、小宏的猜想三是:
____________________________________。
如果猜想成立,则产生沉淀的化学反应方程式为_____________________________________________。
(3)、小宏同学对猜想一所描述的实验现象和作出的结论是否正确?
请判断并说明理由。
_________________________________________________________________________。
(4)、除了小宏的三种猜想,请你再补充一种猜想,模仿上述过程,设计简单的实验方案并验证你的猜想,将有关内容填入下表。
你补充的猜想
设计的实验步骤
可能的现象与结论
3、《消防知识手册》中指出:
活泼金属(如镁、钙、钠)燃烧而引发的火灾不能用CO2灭火。
小明和小白想是不是活泼金属能与CO2反应呢?
于是他向化学老师要了一小块金属钠和其它必要的药品及仪器(如下图所示),并按下列步骤进行实验探究:
ABCDEF
(1)小明制取并收集干燥的CO2应选用上图中的______________装置(填装置代号);
(2)小明同学将燃烧的钠迅速伸入到盛有CO2的集气瓶中,钠在其中继续燃烧,反应后冷却,瓶底附着黑色颗粒,瓶壁上粘附着白色物质。
【提出问题】黑色颗粒和白色物质是什么?
【进行猜想】小明认为黑色颗粒是,白色物质可能是Na2O或或
,小白同学还认为白色物质是氢氧化钠。
小明立刻认为小白的猜想是错误的,其理由是。
【查阅资料】氧化钠为白色粉末,溶于水生成氢氧化钠:
Na2O+H2O==2NaOH
【实验探究】小明对白色物质进行实验探究。
实验方案
实验操作
实验现象
结论
方案1
取样品少量于试管中,加入适量水,振荡,样品全部溶于水,向其中加入无色酚酞试液
溶液变成红色
白色物质
为Na2O
方案2
①取样品少量于试管中,加入适量水,振荡,样品全部溶于水,向其中加入过量的CaCl2溶液
出现白色沉淀
白色物质
是。
②静置片刻,取上层清液于试管中,滴加无色酚酞试液
无明显现象
【反思评价】小丽认为方案1得到的结论不正确,其理由是。
【得出结论】钠在二氧化碳中燃烧的化学方程式为。
4、小海探究氢氧化钠固体溶于水时其温度的变化后,由于疏忽,未将盛氢氧化钠固体试剂的瓶塞塞紧,一段时间后,它可能变质了。
如果变质,其原因用化学方程式表示为:
。
小海对该样品进行了系列探究:
【提出问题1】该样品真的变质了吗?
【实验方案1】取该样品少量于试管里,加入适量的水,振荡,样品全部溶于水,再向其中滴加少
量溶液,观察到,说明样品真的变质了。
【提出问题2】该样品是部分变质还是全部变质?
【实验方案2】另取该样品少量于烧杯里,加适量的水,搅拌,全部溶解后,再向其中加入过量的
溶液,然后过滤,再向滤液里滴加无色酚酞试液,观察到变成红色,
说明该样品是部分变质。
【提出问题3】怎样除去样品中的杂质?
【实验方案3】将样品全部溶于水,向其中加入适量的溶液,发生反应的化学方程式为:
;然后过滤,再将滤液蒸干,即得到纯净的氢氧化钠固体。
5、小亮在做“盐酸中和氢氧化钠溶液”的实验时,滴加盐酸前忘了加入指示剂,导致无法判断该中和
反应进行的程度。
于是他对所得溶液的酸碱性进行探究。
【探究目的】探究所得溶液的酸碱性
【提出猜想】所得溶液可能呈碱性,也可能呈酸性,还可能呈中性。
【实验验证】
实验操作
实验现象
结论
用试管取该溶液1-2mL,滴入1-2滴无色酚酞试液,振荡
无色酚酞试液变
溶液呈碱性
无色酚酞试液不变色
溶液呈
【分析与思考】
⑴、若溶液呈碱性,则溶液中使其呈碱性的离子是(填写微粒符号),为避免碱性溶液污染环境,小亮对所得溶液进行了如下处理:
向溶液中逐滴加入溶液,直到不再产生沉淀为止。
然后过滤,把滤液倒入蒸发皿中加热,得到氯化钠晶体,该过程涉及的化学方程式为。
⑵、若无色酚酞试液不变色,为了进一步确定溶液的酸碱性,小亮提出了以下方案:
方案一:
取样,加入碳酸钠溶液,若观察到,则所取溶液呈酸性;若无明显现象,则呈中性。
方案二:
取样,加入金属锌,若有所泡产生,则所取溶液呈酸性,该反应的化学方程式为
;若无明显现象,则呈中性。
6、碱的化学性质活动与探究:
(1)右图所示,在白色点滴板上进行实验,往氢氧化钠溶液和氢氧
化钙溶液中滴加两滴紫色石蕊溶液,石蕊溶液都变色。
由实验现象分析可知,不同的碱溶液中都含有相同的;
(2)氢氧化钠必须密封保存,因为氢氧化钠在空气中不仅吸收水分,
还吸收空气中的,该反应的化学方程式是
(3)如下图所示,在烧杯中加入10mL氢氧化钠溶液,滴入几滴酚酞试液,溶液显色,再用滴管慢慢滴入稀盐酸,并不断搅拌溶液,至溶液颜色变,此时中和反应恰好完成。
接着用滴管返滴入1-2滴氢氧化钠溶液,溶液显色,再次用滴管慢慢滴入足量的稀盐酸,溶液的颜色;
(4)氢氧化钠溶液和稀盐酸反应的实质可以用如下微观示意图表示。
由该图的粒子变化可得出酸碱
中和反应的实质是。
7、有三种白色粉末,分别是氢氧化钠、碳酸氢钠和氯化钠中的一种。
请设计一个实验方案,把这三种粉末
区分开来。
叙述实验操作、预期现象和结论。
(温馨提示:
碳酸氢钠溶液呈碱性;空格可不全填,也可
以根据必要添)
实验操作
预期的现象与结论
8、下图是实验室制取气体和检验有关性质的一些装置
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 高一化学 暑假 化学 实验设计 探究