中考化學二輪復習專題突破專題4實驗設(shè)計與探究題教案

1、11.固+固（加熱）（圖:適用于制備氣體：O2（KCIO3和MnO共熱、KMnO加熱）、NH中考化學二輪復習專題突破專題4 實驗設(shè)計與探究題教案【復習目標】1、通過實驗設(shè)計裝置的理解，學會設(shè)計實驗；2、理解探究的步驟、內(nèi)容、解題思路，學會解決探究題?！菊n時安排】教學安排：2課時【復習重點和難點】1、通過實驗設(shè)計裝置的理解，學會設(shè)計實驗；2、理解探究的步驟、內(nèi)容、解題思路，學會解決探究題?！窘虒W過程】一、知識梳理：（一）1.實驗方案的設(shè)計實驗設(shè)計考查的發(fā)展方向是以化學實驗為基礎(chǔ)，聯(lián)系科學研究、生產(chǎn)、生活、環(huán)境保護的實際去發(fā)現(xiàn)并提出問題、設(shè)計實驗去探討和解決實際問題并得出科學的發(fā)現(xiàn)和結(jié)論，它包括物

2、質(zhì)的制備、物質(zhì)的鑒別、物質(zhì)的分離、物質(zhì)的組成分析、氣體的凈化與轉(zhuǎn)化等的實驗方案的設(shè)計。設(shè)計實驗方 案的試題大多思考性、綜合性較強，解答時必須聯(lián)系自己掌握的基礎(chǔ)知識和技能，在進行適當?shù)念?比、遷移、重組后從已知條件出發(fā)，找到解決問題的突破口，設(shè)計出合理的實驗步驟。2.實驗方案的評價：實驗方案的評價包括實驗原理及方案的評價、實驗裝置的評價、實驗操作的評價、實驗現(xiàn)象的描述與結(jié)論分析的評價等。進行評價時一般從這幾個方面入手： 理論上是否正確、操作上是否簡便、會不會造成環(huán)境的污染、所需藥品或原料的來源是否豐富、實 驗方案是否安全等等。實驗評價的考查范圍包括對課本中重要的化學實驗方案的評價，對為解決科 學

3、研究、生產(chǎn)、生活、環(huán)境保護中所出現(xiàn)的實際問題所設(shè)計出的實驗方案的評價。（二）氣體的發(fā)生裝置22.固+液體（不加熱）（圖2、圖3）:適用于制CQ、出Q（用 NQQ 和HOHzQ和MnO制取Q也用此裝置）（三）氣體的凈化（干燥）裝置1、常見干燥劑及氣體的干燥液態(tài)干燥劑固態(tài)干燥劑常見干燥劑濃硫酸無水氯化鈣氫氧化鈉、氧化鈣、堿石灰（NaOH與CaO混合物）裝置1 =耳片n11可干燥氣體出Q、CO、N2、CO”HCI、CH4H2、6 CQ、N2、CO HCI、CHHa、6 NH、N2、CO CH不可干燥氣體NHNHHCI、CO注意事項a進b出（長進短出）a進b出（大進小出）左進右出2、常見凈化（包括干燥

4、氣體）裝置（圖4）3注意事項：A為加熱固態(tài)試劑以除去氣體中雜質(zhì)的裝置。如用灼熱的銅絲除氧氣。4B、C一般盛液體藥品，用于洗液。如用濃硫酸除水蒸氣，氫氧化鈉溶液除酸性氣體。氣體由a進b出。D一般盛固體藥品。如用堿石灰吸收水或二氧化碳。（四）氣體的收集裝置（圖5）（一）排水法： 難溶或不易溶于水且不與水發(fā)生化學反應(yīng)的氣體。例如：Hz、Q、CO CH等。排水法的裝置是a,注意導管只能伸入集氣瓶內(nèi)少許，便于導管的取出。（二）排氣法：不與空氣反應(yīng)且密度與空氣相差較大的氣體；又可分為向上排空氣法和向下排 空氣法。用排氣法收集氣體時，導氣管一定要伸入集氣瓶底部，把空氣盡量排出。為了減少空氣擴 散，集氣瓶口可

5、蓋上毛玻璃片（如圖b）;試管口輕輕塞上一小團疏松的棉花（如圖d）向上排空氣法：相對分子質(zhì)量大于29的氣體。如Q、CO等，典型裝置是bo向下排空氣法：相對分子質(zhì)量小于29的氣體。如H2、CH、NH3等，典型裝置是C。（五）尾氣處理裝置 （圖7）通常有毒和有污染的尾氣必須適當處理。常用儀器有:a用于NaOH吸收CQ（氣體溶解或反應(yīng)速度不很快，不易引起倒吸）；b用于收集少量氣體然后處理；如多余的CO的處理。c收集極易溶且溶解很快的氣體。如NH等，這種裝置可以增大氣體與吸收液的接觸面積,有利于吸收液體對氣體的吸收。由于漏斗容積較大，從而防止吸收液的倒吸。d用于處理難以吸收（有毒）且可燃的氣體。如H2、

6、CO等。5（六）一般實驗步驟及氣體的凈化實驗室制取氣體的一般順序是：連接裝置T檢查氣密性T裝藥品（先固體，后液體）7反應(yīng)T收集氣體（應(yīng)等到裝置中空氣排凈后再收集）。氣體的凈化原則：凈化時所需氣體不能參加化學反應(yīng)或因溶解而損失，也不能引入新的雜質(zhì)。凈化的順序一般是除雜在前，干燥在后，干燥后的氣體不能再通過水溶液。二、題型、方法歸納：本單元復習本課題復習常見氣體的制取及檢驗、凈化，學生要掌握發(fā)生裝置、收集裝置的選擇， 氣體檢驗的方法、凈化的方法等內(nèi)容，通過實驗活動，探討研究并解決科學研究、生產(chǎn)、生活、環(huán) 境保護中面臨的一些問題是化學學科永恒的主題。在學習中，要求同學們能根據(jù)實際情況提出問題、設(shè)計實

7、驗研究問題、解決問題，在實踐活動中鞏固知識、提高認識、增強能力。常見題型有選擇題、填空題、實驗探究題。三、典例精講：1.某工廠的廢水只含硫酸鎂和少量硫酸，課外活動小組以此作為課題，探討如何從中回收純凈 的硫酸鎂固體。他們設(shè)計了兩種不同的方案，請你參加討論：（1）方案一，選用鎂粉為試劑。1往廢水中逐次加入鎂粉，當觀察到 _時，說明加入鎂粉的量已經(jīng)足夠。此過程發(fā)生反應(yīng)的化學方程式是_ ;2接下來的操作方法依次是 _和_ ;（2）方案二，選用氫氧化鈉溶液為試劑。1向廢水中逐滴加入氫氧化鈉溶液，當 _時，停止滴入氫氧化鈉溶液。此過程發(fā)生反應(yīng)的化學方程式是_ ;2為了得到純凈的硫酸鎂溶液，接著應(yīng)進行的實

8、驗操作是（請簡要寫出操作過程）_;3，得到硫酸鎂固體。（3）比較兩個方案，假設(shè)實驗中都沒有損耗，那么，最后得到的硫酸鎂固體的質(zhì)量是否相同？_ ，原因是_ 。（4）請你繼續(xù)探究，設(shè)計新的方案（使用的試劑必須是與鎂粉和氫氧化鈉屬不同類別）：你選用的一種試劑是（寫化學式）_；該試劑發(fā)生反應(yīng)的化學方程式是 _?！窘馕觥看祟}較為綜合，即考查了基本的化學反應(yīng)，又考查了實驗操作，還考查了新的實驗方 案的設(shè)計。此題能6體現(xiàn)同學們綜合應(yīng)用所學知識解決實際問題的能力，為同學們今后設(shè)計實驗方案 奠定基礎(chǔ)。請同學們對從硫酸鎂和少量硫酸的混合溶液中回收純凈的硫酸鎂固體的實驗方案進行討 論，需要同學們熟悉有關(guān)物質(zhì)的性質(zhì)、

9、實驗現(xiàn)象和相關(guān)的實驗操作。答案(1)鎂粉有剩余，溶液中不再有氣泡產(chǎn)生Mg+H2SQ=MgSO+ff過濾，蒸發(fā)(2)不再生成沉淀H2SQ+2NaOH=NSQ+2H2O MgSO4+2NaOH=Mg(OH“+NaSQ過濾，取出沉淀，加 入稀硫酸，至沉淀恰好完全溶解(3)不同，方案一中加入鎂粉，增加了硫酸鎂的質(zhì)量(4)MgO,MgO+HSO=MgSOHO(還可能有其它合理答案)。2、如圖是實驗室制取氧氣常用的裝置，根據(jù)裝置圖回答下列問題：JLIBum亙F(1)寫出圖中標號儀器的名稱a_b_；(2)實驗室用高錳酸鉀制取氧氣，氣體發(fā)生裝置應(yīng)選_ (填字母標號，下同)(3)_ 寫出實驗室用過氧化氫和二氧化

10、錳制氧氣的化學方程式 _，該反應(yīng)的基本類型 _.(4)實驗室用大理石和稀鹽酸反應(yīng)制取CO,氣體收集裝置選:若要值得干燥的CO2還應(yīng)將氣體通過_裝置.【解析】a是試管，常用作反應(yīng)容器；b是分液漏斗，通過分液漏斗可以向反應(yīng)容器中注入液體藥品故填：試管；分液漏斗.(2)實驗室用高錳酸鉀制取氧氣時需要加熱，氣體發(fā)生裝置應(yīng)選A裝置故填：A.(3)實驗室用過氧化氫和二氧化錳制氧氣的化學方程式為：2H2Q2H2O+Of，反應(yīng)物是一種，生成物是兩種，屬于分解反應(yīng).【答案】2HQ2HO+Of;分解反應(yīng).(4)二氧化碳能夠溶于水，不能用排水法收集，密度比空氣大，可以用向上排空氣法收集，即用D裝置收集；若要制取干燥

11、的CO,還應(yīng)將氣體通過F裝置.故填：D; F.3、下列為實驗室常用的實驗裝置示意圖，請回答下列問題：7(1)_若實驗室需制取干燥的CO氣體，你選擇的干燥裝置是_(寫裝置編號，下同)，收集裝置是_;8（2）若實驗室制取的X氣體只適用B裝置進行收集，請推測X氣體一條可能的性質(zhì)：_；（3）D裝置在裝藥品之前需檢查氣密性。在不與其他裝置連接時，請說明其檢驗方法及氣密性 良好的標志；【解析】此題是一道綜合的實驗探究題。若實驗室需制取干燥的CO氣體,選擇的干燥裝置是A,不能用F,因為堿石灰會和二氧化碳反應(yīng)；實驗室制取的X氣體只適用B裝置進行收集，則該氣體密度比空氣小或能溶于水；D裝置在裝藥品之前需檢查氣密

12、性。在不與其他裝置連接時，其檢驗方法及氣密性良好的標志用彈簧夾（或止水夾）夾緊膠皮管，從長頸漏斗中加水至使長頸中形成一段 水柱，若在一段時間內(nèi)水柱液面不下降，則該裝置的氣密性良好?！敬鸢浮浚?）A E（2）密度比空氣小或能溶于水（3）用彈簧夾（或止水夾）夾緊膠皮管，從長頸漏斗中加水至使長頸中形成一段水柱，若在一 段時間內(nèi)水柱液面不下降，則該裝置的氣密性良好。4、請完成以下探究 過程：問題：如何鑒定孔雀石CU2（OH）2CQ加熱分解的產(chǎn)物？假設(shè)：假設(shè)孔雀石加熱分解的產(chǎn)物是H2O CO和CuO設(shè)計實驗：實驗：按右圖進行實驗，證明分解產(chǎn)物中有H2O和CO。實驗：請你設(shè)計實驗，證明孔雀石完全分解后，試

13、管中剩余的黑色固體是CuO（用圖示或文字說明均可）：_?，F(xiàn)象和結(jié)論：實驗中：U形管中的無水硫酸銅變成藍色，證明產(chǎn)物中有 _ ;證明產(chǎn)物中有CO的現(xiàn)象是 _ 。實驗中（你設(shè)計的）：因為有_ 現(xiàn)象，所以黑色固體中有銅元素；因為有 _現(xiàn)象，所以黑色固體中有氧元素；由此可得到結(jié)論：產(chǎn)物中有CuO該裝置的連接順序是：a接_按此順序連接的理由 是:孔省石d無水硫酸銅9分析熟悉各套裝置的功能、知道混合氣體中各種成分檢驗的方法及實驗的先后順序、靈活運用有關(guān)物質(zhì)的性質(zhì)是解答此類問題所必須具備的基礎(chǔ)或能力。要對混合氣體中的各種成分進行檢驗 須遵循“先驗水，后驗其它”的原則，其中檢驗水用無水硫酸銅，檢驗二氧化碳用澄

14、清石灰水。答案設(shè)計實驗：d e b （或e，d,b）必須先通過無水硫酸銅檢驗水蒸氣，否則，因澄清石灰水中水的揮發(fā)或冷凝作用而干擾原產(chǎn)物中水蒸氣的檢出；氣體通過澄清石灰水時須遵循長進短出的原則。待反應(yīng)后的試管冷卻，拔下橡皮塞，用一根長導管向黑色固體通氫氣，一會兒，加熱試管，當看到黑色固體變紅，試管口有水珠時，停止加熱，冷卻，停止通入氫氣（本問題是開放的：用圖示、或其他合理解答均可）現(xiàn)象和結(jié)論：H20（水）澄清石灰水變渾濁 試管中黑色 固體變紅色試管口有水珠出現(xiàn)（解答要與設(shè)計實驗相匹配）5.某?；瘜W課外興趣小組的同學在研究性學習課上展示了一套如右圖所示的實驗裝置（假設(shè)每步化學反應(yīng)都完全，氧化鐵樣品

15、中的雜質(zhì)不參加反應(yīng)）。ABC廠E查閱資料：草酸在濃硫酸存在時加熱發(fā)生如下反應(yīng)：HQO訂幾監(jiān)C6 +CO+H2O通 過討論，同學們對這套裝置有 了多種認識。（1） 第一小組同學說：從實驗安全和實驗操作程序看，首先要檢查裝置的氣密性，實驗開始先加熱（填A或D處，實驗結(jié)束時，應(yīng) _ （填先或后）停止D處的加熱；從環(huán)保的角度講，在E裝置后還應(yīng)對尾氣進行處理，其方法是： _。（2） 第二小組的同學說：用該實驗裝置可以檢驗一氧化碳與氧化鐵反應(yīng)的產(chǎn)物，其中B裝置的作用_;E裝置的作用_;一氧化碳與氧化鐵反應(yīng)的化學方程式為 _ 。（3）第三小組的同學說：利用這套裝置還可以測定氧化鐵樣品中氧化鐵的質(zhì)量分數(shù)。他們

16、的測定方法是：稱量氧化鐵樣品的質(zhì)量10.0 g，樣品與玻璃管的總質(zhì)量為60.0 g,完全反應(yīng)并冷卻后再稱量玻璃管與剩余固體的總質(zhì)量為57.6 g。計算實驗測得氧化鐵樣品中氧化鐵的質(zhì)量分數(shù)為_。10（4）第四小組同學說：利用這套裝置還有另外測定樣品中氧化鐵的質(zhì)量分數(shù)的方法：先稱量氧 化鐵樣品的質(zhì)量，再分別稱量E裝置在反應(yīng)前后的總質(zhì)量，即可計算求得樣品中氧化鐵的質(zhì)量分數(shù)。但按此方法實際實驗測定結(jié)果卻偏大，分析造成偏大的原因可能是_。分析本題較好的體現(xiàn)了“理在書中，題在書外”，掌握好書本知識是解題的基礎(chǔ)；利用化學計算的某些原理對實驗中出現(xiàn)的數(shù)據(jù)進行處理是該題提出的能力要求；能否根據(jù)實驗的具體情景對某

17、 些問題作出正確的分析體現(xiàn)了同學們思維的境界。本題（1）、（2）兩問的思維原點為課本中重點出現(xiàn)的“一氧化碳還原氧化鐵”這一重要的化學實驗；解答第（3）問，須運用“反應(yīng)前固體的質(zhì)量之差=參加反應(yīng)的氧化鐵中氧元素的質(zhì)量”；解答第（4）問需要考慮裝置E和空氣相連通這一具體的實驗情景。答案（1）A、先、點燃或用氣球收集（2）除去CO;檢驗CO與FezQ反應(yīng)生成的二氧化高溫碳；3CO+FeQ_ 2Fe+3CO（3）80%（4）原裝置中空氣含有的二氧化碳被E裝置吸收（四）歸納小結(jié)：本單元復習本課題復習常見氣體的制取及檢驗、凈化，學生要掌握發(fā)生裝置、 收集裝置的選擇，氣體檢驗的方法、凈化的方法、探究的步驟、探究的內(nèi)容等內(nèi)容，通過實驗活動， 探討研究并解決科學研究、生產(chǎn)、生活、環(huán)境保護中面臨的一些問題是化學學科永恒的主題。在學 習中，要求同學們能根據(jù)實際情況提出問題、設(shè)計實驗研究問題、解決問題，在實踐活動中鞏固知 識、提