北京中考化学重点知识梳理主题四化学基本实验与科学探究 35页

主题四 化学基本实验与科学探究 知识点一 仪器的使用和基本操作 知识梳理 一、仪器的使用 ‎1.化学实验中，取用药品三不能不能直接闻药品气味，不能用手接触药品，不能尝任何药品的味道。(能不能闻药品的气味？怎么闻？)‎ ‎(能闻药品的气味，要用手扇着闻)‎ ‎2.药品若不说明用量，应取最少量，固体取盖满试管底，液体取1~2 mL。‎ ‎3.多取的药品要做到：实验剩余的药品既不能倒回原瓶，也不能乱扔，更不能拿出实验室，要放入指定容器中。‎ ‎4.固体药品通常盛在广口瓶中，液体药品盛在细口瓶中。取用粉末状药品用药匙，取用块状固体用镊子，先将试管横放，再慢慢把药品送入试管底部。取用液体药品，瓶盖打开后应倒放在桌面上，标签向着手心，瓶口紧挨试管口，倒完应轻刮一下，防止液体往外流。试剂瓶摆放桌上标签应朝向外。使用滴管时应保持滴管胶头在上，不能平放或倒置，防止试剂倒流腐蚀胶头。‎ ‎5.托盘天平可称准到0.1 g。使用天平前应调零。物质放左盘，砝码放右盘，添加砝码要用镊子，不能用手直接拿砝码，并先放质量大的后放质量小的；称量完毕，砝码要放回砝码盒，游码要归零。药品的质量=砝码的质量+游码的质量；若左右放颠倒了，药品的质量=砝码的质量-游码的质量。任何药品都不能直接放在盘中称量，干燥固体 可放在称量纸上称量，称量氢氧化钠等易潮解或有腐蚀性药品时，应将药品放入表面皿或小烧杯等玻璃器皿中称量。‎ ‎6.量取液体的体积用量筒，读数时，视线应与量筒内液体凹液面的最低点保持水平，仰视时读数会小于实际体积，俯视时读数会大于实际体积。量取8 mL液体应选用10 mL量筒，量取45毫升水应选用50 mL量筒。接近刻度时应改用胶头滴管。‎ ‎7.酒精灯加热物质时，用外焰加热，因为外焰温度最高。熄灭酒精灯用灯帽盖灭。添加的酒精的量不应超过酒精灯容积的2/3。使用酒精灯一禁止向燃着的酒精灯中添加酒精，二禁止用燃着的酒精灯引燃另一盏酒精灯，三禁止吹灭酒精灯。万一酒精灯被碰倒，酒精洒出着火，应用湿抹布盖灭。‎ ‎8.下列仪器：①试管 ②量筒 ③烧杯 ④坩埚 ⑤集气瓶 ⑥蒸发皿 ⑦燃烧匙 可直接加热的是①④⑥⑦(填序号，下同)；可加热但不能直接加热的是③；不可加热的是②⑤。‎ ‎9.给固体加热一般管口应稍向下倾斜，以免产生的水倒流回试管底部，使试管受热不均而炸裂。给液体加热，液体的量不应超过试管容积的1/3，试管口应向上与桌面成45°角。使用蒸发皿时，当蒸发皿中出现较多固体时停止加热。‎ ‎10.洗涤试管一般用试管刷，玻璃仪器洗涤干净的标准是既不聚成水滴，也不成股流下，洗净的试管应倒扣放在试管架上。‎ ‎(1)废渣、废液倒入废物缸中，有用的物质倒入指定的容器中。‎ ‎(2)玻璃仪器洗涤干净的标准：玻璃仪器上附着的水，既不聚成水滴，也不成股流下。‎ ‎(3)玻璃仪器中附有油脂：先用热的纯碱(Na‎2‎CO‎3‎)溶液或洗衣粉洗涤，再用水冲洗。‎ ‎(4)玻璃仪器附有难溶于水的碱、碱性氧化物、碳酸盐：先用酸溶解，再用水冲洗。‎ ‎(5)仪器洗干净后，不能乱放，试管洗涤干净后，要倒插在试管架上晾干。‎ ‎11.夹持器——铁夹、试管夹 铁夹夹持试管的位置应在距试管口1/3处。手握试管夹的长柄，不要把拇指按在短柄上。试管夹夹持试管时，应将试管夹从试管底向上套；夹持部位在距试管口近1/3处。‎ ‎12.连接仪器装置及装置气密性检查 装置气密性检查：先将导管的一端插入水中，用手紧贴容器外壁，稍停片刻，若导管口有气泡冒出，松开手，导管口部有水柱上升，稍停片刻，水柱并不回落，就说明装置不漏气。‎ ‎13.过滤操作注意事项 ‎“一贴”：滤纸紧贴漏斗的内壁。‎ ‎“二低”：(1)滤纸的边缘低于漏斗口；(2)漏斗内的液面低于滤纸的边缘。‎ ‎“三靠”：(1)漏斗下端的管口紧靠烧杯内壁；(2)用玻璃棒引流时，玻璃棒下端轻靠在三层滤纸的一边；(3)用玻璃棒引流时，烧杯尖嘴紧靠玻璃棒中部。‎ 过滤后，滤液仍然浑浊的可能原因有：①滤纸破损，②漏斗内的液面高于滤纸的边缘，③烧杯不干净等。‎ ‎14.蒸发注意事项 ‎(1)在加热过程中，用玻璃棒不断搅拌(作用：防止局部过热，液滴飞溅)。‎ ‎(2)当液体出现较多固体时停止加热，利用余热将剩余水分蒸发掉，以避免固体因受热而迸溅出来。‎ ‎(3)热的蒸发皿要用坩埚钳夹取，热的蒸发皿如需立即放在实验台上，要垫上石棉网。‎ ‎15.粗盐提纯的步骤：溶解、过滤、蒸发、回收。‎ 二、基本实验 ‎1.空气中氧气含量的测定(见图1-4-1)‎ 图1-4-1‎ 实验步骤如下：先用弹簧夹夹住乳胶管，再点燃红磷，伸入瓶中，并塞上瓶塞，打开弹簧夹。请根据实验，回答下列问题。‎ ‎(1)红磷燃烧时可观察到的主要现象是产生大量白烟，待红磷熄灭并冷却后，打开弹簧夹，可观察到的现象是水倒吸至集气瓶容积约1/5，说明空气中的氧气被消耗了，约占空气体积的1/5。‎ ‎(2)实验完毕后，发现某同学所实验的广口瓶中水面上升明显小于瓶内空气体积的1/5，你认为产生问题的原因可能是红磷量不足，装置气密性不好，未冷却至室温就打开弹簧夹(任写两条即可)(写出两条)。‎ ‎(3)通过实验可推出氮气的性质有不燃烧，不支持燃烧。‎ ‎(4)能否用铁、铝代替红磷？不能，原因：在空气中无法点燃。‎ 能否用碳、硫代替红磷？不能，原因：反应生成CO‎2‎或SO‎2‎气体，装置中气体体积变化不大，压强改变不明显。‎ ‎(5)若只能燃烧碳做此实验，应做何改进？往集气瓶中先加入浓氢氧化钠溶液，在溶液上方将集气瓶体积等分为五等分(最好用氢氧化钠溶液，也可以用氢氧化钙溶液)。‎ ‎(6)做这个实验时，瓶底为什么要事先放少量水？吸收有毒的五氧化二磷和冷却装置。‎ ‎(7)若选择可燃物，应该从哪些方面考虑？(开放性)在空气中能燃烧；燃烧产物不为气体。‎ ‎2.氧气 ‎(1)铁和氧气反应的现象是剧烈燃烧、火星四射、发热、生成黑色固体，集气瓶底预先放入少量水或细沙，防止热的熔融物溅落，使瓶底炸裂。化学方程式为‎3Fe+2‎O‎2‎Fe‎ ‎‎3‎O‎4‎。‎ ‎(2)碳和氧气反应的现象是碳在空气中加热只是红热，在氧气中比在空气中更旺，发出白光，生成的气体使澄清石灰水变浑浊，碳燃烧的生成物的色态无色气体，碳充分燃烧的化学方程式为C+O2CO‎2‎，碳不充分燃烧的化学方程式2C+O22CO。‎ ‎(3)硫和氧气反应的现象是：在空气中产生淡蓝色火焰，在氧气中产生明亮的蓝紫色的火焰，生成有刺激性气味的气体，化学方程式为S+‎O‎2‎SO‎2‎，是空气污染物，会形成酸雨。‎ ‎(4)磷和氧气反应的现象是：产生大量白烟(用于发令枪)。化学方程式为‎4P+5‎O‎2‎‎2‎P‎2‎O‎5‎。‎ ‎(5)氢气的燃烧：发出淡蓝色的火焰，化学方程式为‎2H‎2‎+‎O‎2‎‎2H‎2‎O，氢气作为未来的高能燃料的原因是来源广泛、燃烧放出热量高、无污染。‎ ‎(6)甲烷的燃烧：发出蓝色的火焰，化学方程式为CH‎4‎‎+2‎O‎2‎CO‎2‎‎ ‎‎+2H‎2‎O，沼气、天然气、瓦斯气的主要成分是甲烷。‎ ‎3.氧气和二氧化碳的制取 图1-4-2‎ 实验室制取氧气的化学方程式‎2‎KMnO‎4‎K‎2‎MnO‎4‎+MnO2‎+‎O‎2‎↑或‎2‎H‎2‎O‎2‎‎2H‎2‎O+‎O‎2‎↑。‎ 实验室选择发生装置的依据是看反应物状态和反应条件。‎ 到目前为止我们学习过的发生装置有固体加热型和固液常温型(A和B)。‎ 实验室选择收集装置的依据是收集的气体密度比空气大或小、是否溶于水(是否与空气中的物质反应、是否与水反应)。‎ 到目前为止我们学习过的收集方法及原因排水法，因为难(不易、微)溶于水；向上排空气法，因为气体密度比空气大；向下排空气法，因为气体密度比空气小。‎ 制取氧气的发生装置有A、B。‎ 收集氧气的方法和原因排水法，因为不易溶于水；向上排空气法，因气体密度比空气略大。‎ 氧气的验满方法是把带火星的木条伸到瓶口，燃着则满(不能伸入瓶中)。‎ 氧气的检验方法是把带火星的木条伸入瓶口，复燃则是氧气。‎ 实验室制取并收集干燥的氧气，应选择A和C连接。‎ 判断一种气体比空气轻还是重的方法是空气的平均相对分子质量是29，其他气体的相对分子质量和它比较，比29大，则比空气重；比29小，则比空气轻，空气的平均相对分子质量是29。‎ 注意事项：‎ ‎(1)反应药品为高锰酸钾时，发生装置中导管口部还要塞上少量棉花，原因是防止高锰酸钾进入导管。‎ ‎(2)试管口应稍向下，原因是防止水倒流到试管中使试管受热不均而炸裂。‎ ‎(3)用排水法收集氧气时，实验结束时，应先撤导管，再撤酒精灯，防止水倒吸使试管受热不均炸裂。‎ ‎(4)如果用向上排空气法收集，导管口应该尽量伸入集气瓶底部，哪种收集方法不用验满排水法。‎ ‎(5)用高锰酸钾制取氧气后，试管破裂了，可能的原因有：试管口向上倾斜了、先撤酒精灯后撤导管了、用焰心加热了、试管外壁的水没有擦干净等。‎ ‎4.怎样通过实验证明二氧化锰在这个反应中起催化作用？首先验证催化剂的质量是否发生变化，反应前称量二氧化锰的质量，反应后过滤、洗涤干燥、再称量剩余二氧化锰固体质量，质量不变；再验证二氧化锰的性质是否发生变化，取一支试管，倒入少许双氧水，将过滤得到的二氧化锰固体倒入试管中，将带火星的木条伸入试管中，木条复燃，化学性质不变。综上所述，二氧化锰起催化作用。‎ ‎5.做电解水实验时，和电源负极相连的一端产生的气体是氢气，检验的方法和现象点燃，火焰上罩干冷烧杯，产生淡蓝色火焰，烧杯内部有水雾；和电源正极相连的一端产生的气体是氧气，检验的方法和现象用带火星木条，带火星木条复燃。两者的体积比是2∶1，质量比是1∶8。电解水的化学方程式是2H2O‎2‎H‎2‎↑‎+‎O‎2‎↑。这一实验表明水是由氢和氧两种元素组成。水是最常见的一种溶剂，是相对分子质量最小的氧化物。水的吸收：常用浓硫酸、氢氧化钠固体、生石灰固体吸收水。‎ 图1-4-3‎ ‎6.燃烧的条件 ‎(1)燃烧与缓慢氧化、自燃的共同点是都是氧化反应，都放出热量。‎ ‎(2)燃烧的条件：①有可燃物；②和氧气(空气)接触；③温度达到着火点。‎ ‎7.二氧化碳 ‎(1)物理性质：通常状况下，是无色无味的气体，密度比空气大，能溶于水。降温条件下，会变为固体，称作“干冰”。‎ ‎(2)化学性质：‎ ‎①一般情况下CO‎2‎既不燃烧，也不支持燃烧，不能供给呼吸。‎ ‎②CO‎2‎与水反应：‎ 若在水中先加入紫色石蕊，再通入二氧化碳，观察到的现象是紫色石蕊溶液变成红色。‎ 用化学方程式表述产生上述现象的原因CO‎2‎‎+H‎2‎O═H‎2‎CO‎3‎。‎ 碳酸不稳定，受热易分解，化学方程式为H‎2‎CO‎3‎H‎2‎O+‎CO‎2‎↑。‎ ‎③CO‎2‎与澄清石灰水的反应：CO‎2‎‎+CaOH‎2‎═CaCO‎3‎↓‎+H‎2‎O。‎ 现象：澄清石灰水变浑浊，该反应的用途：检验二氧化碳、除去二氧化碳、检验二氧化碳是否除净。‎ 应用：用石灰浆抹墙一段时间后变硬的原因是石灰水吸收了空气中的二氧化碳生成了碳酸钙沉淀。‎ 在刚抹过石灰浆的室内生一盆炭火，墙壁变得更湿的原因：碳燃烧产生了二氧化碳，反应CO‎2‎‎+CaOH‎2‎═CaCO‎3‎↓‎+H‎2‎O产生更多水。‎ 实验室里久置的石灰水上层会有一层白膜的原因：CO‎2‎‎+CaOH‎2‎═CaCO‎3‎↓‎+H‎2‎O，白膜是CaCO‎3‎，怎样除白膜‎2HCl+‎CaCO‎3‎═CaCl‎2‎‎+H‎2‎O+‎CO‎2‎↑。‎ ‎8.(1)金属有3条化学性质，分别是：‎ ‎①金属和氧气反应，生成金属氧化物。‎ ‎②金属和酸反应，生成盐和氢气。‎ ‎③金属和某些盐溶液反应，生成新盐和新金属。‎ ‎(2)写化学方程式并说出现象：‎ 铁和硫酸铜溶液反应Fe+‎CuSO‎4‎═Cu+‎FeSO‎4‎，铁表面产生红色物质，溶液由蓝色逐渐变成浅绿色。‎ 铜和硝酸银溶液Cu+2‎AgNO‎3‎═‎2Ag+CuNO‎3‎‎2‎，铜表面产生银白色(另一说法为黑色)物质，溶液由无色逐渐变成蓝色。‎ 铝和稀硫酸‎2Al+3‎H‎2‎SO‎4‎═Al‎2‎SO‎4‎‎3‎‎+3‎H‎2‎↑，产生大量气泡，固体逐渐溶解。‎ ‎9.工业炼铁时利用碳与氧气反应生成的CO把铁从铁矿石里还原出来。‎ 图1-4-4‎ 原理：‎3CO+‎Fe‎2‎O‎3‎‎2Fe+3‎CO‎2‎，现象：红色固体变成黑色，生成的气体使澄清石灰水变浑浊。‎ 实验注意事项：‎ ‎(1)先通入CO气体，排尽装置内的空气，防止爆炸；‎ ‎ (2)实验完毕后要继续通入CO气体，直到玻璃管冷却，防止铁又与氧气反应。同时，实验过程中还可防止石灰水被倒吸；‎ ‎(3)尾气中含有CO，有毒，所以尾气要点燃或收集，直接排放会污染空气；‎ ‎(4)若实验中没有酒精喷灯，也可用酒精灯代替，不过要在火焰上加一个金属网罩，目的是使火力更加集中，提高温度。‎ ‎10.酸的化学性质。主要是指稀盐酸和稀硫酸的。‎ ‎(1)酸溶液能使紫色石蕊溶液变红，能使无色酚酞溶液不变色。‎ ‎(2)酸与活泼金属(排在氢前面的金属)发生置换反应，生成盐和氢气。‎ 写出镁、铁、锌分别和盐酸、硫酸反应的化学方程式。‎ Mg+2HCl═MgCl‎2‎‎+‎H‎2‎↑‎ Mg+‎H‎2‎SO‎4‎‎═MgSO‎4‎‎+‎H‎2‎↑‎ Fe+2HCl═FeCl‎2‎‎+‎H‎2‎↑‎ Fe+‎H‎2‎SO‎4‎‎═FeSO‎4‎‎+‎H‎2‎↑‎ Zn+2HCl═ZnCl‎2‎‎+‎H‎2‎↑‎ Zn+‎H‎2‎SO‎4‎‎═ZnSO‎4‎‎+‎H‎2‎↑‎ ‎(3)酸与金属氧化物反应生成盐和水。‎ 分别写出盐酸、硫酸除铁锈的化学方程式和现象。‎ Fe‎2‎O‎3‎‎+6HCl═‎‎2FeCl‎3‎+3H‎2‎O ① 锈逐渐消失；②无色溶液变为黄色 Fe‎2‎O‎3‎‎+3‎H‎2‎SO‎4‎‎═‎Fe‎2‎SO‎4‎‎3‎‎+3H‎2‎O ‎①铁锈逐渐消失；②无色溶液变为黄色 ‎(4)酸和碱发生中和反应，此反应属于基本反应类型中的复分解反应。‎ ‎①氢氧化钠和氢氧化钙与酸的中和反应能看到明显现象吗？不能看到明显现象。要想看到它们确实发生了反应，最好的办法是先在试管中加碱溶液，再加无色酚酞溶液，看到变红现象，然后再逐滴加酸，会看到红色逐渐消失，当红色刚好消失时，恰好完全反应现象。指示剂换成石蕊好码？换成石蕊溶液不好，是因为蓝变紫，或红变紫不容易看出变化。‎ ‎②生成盐和水的反应一定是中和反应吗？分别写出氢氧化钠、氢氧化钙和盐酸、硫酸反应的化学方程式。‎ 不一定，只有酸和碱反应生成盐和水的反应才是中和反应，酸和金属氧化物反应，碱溶液和非金属氧化物反应都生成盐和水，但不是中和反应，也不是复分解反应。‎ NaOH+HCl═‎NaCl+H‎2‎O CaOH‎2‎‎+2HCl═‎CaCl‎2‎‎+2H‎2‎O ‎2NaOH+‎H‎2‎SO‎4‎‎═‎Na‎2‎SO‎4‎‎+2H‎2‎O CaOH‎2‎+‎H‎2‎SO‎4‎‎═‎CaSO‎4‎‎+2H‎2‎O ‎(5)酸与碳酸盐反应。写出碳酸钙、碳酸钠、碳酸氢钠分别和盐酸反应的化学方程式。‎ CaCO‎3‎‎+2HCl═CaCl‎2‎‎+H‎2‎O+‎CO‎2‎↑‎ Na‎2‎CO‎3‎‎+2HCl═‎2NaCl+H‎2‎O+‎CO‎2‎↑‎ NaHCO‎3‎‎+HCl═NaCl+H‎2‎O+‎CO‎2‎↑‎ ‎11.碱溶液的化学性质 ‎(1)碱溶液能使紫色石蕊溶液变蓝，能使无色酚酞溶液变红。‎ ‎(2)碱溶液能和某些非金属氧化物反应生成盐和水。‎ 氢氧化钠和二氧化碳反应方程式‎2NaOH+‎CO‎2‎═Na‎2‎CO‎3‎‎+H‎2‎O。‎ 氢氧化钙和二氧化碳反应方程式CaOH‎2‎+‎CO‎2‎═CaCO‎3‎↓‎+H‎2‎O。‎ ‎(3)和酸发生中和反应。‎ 氢氧化铝可用于治疗胃酸过多，化学方程式AlOH‎3‎+3HCl═AlCl‎3‎‎+3H‎2‎O。‎ ‎12.(1)检验氢氧化钠溶液是否变质：氢氧化钠变质会变成碳酸钠。检验氢氧化钠溶液是否变质有两种办法。第一是检验生成物的产生，第二是通过压强的变化产生可视的现象检验反应物的减少。‎ 第一检验生成物的方法是：向所得物质溶液中加入稀盐酸，现象产生气泡，相关的方程式Na‎2‎CO‎3‎+2HCl═‎2NaCl+H‎2‎O+‎CO‎2‎↑。把产生的气体通入澄清石灰水中，看到变浑浊现象，方程式CaOH‎2‎+‎CO‎2‎═CaCO‎3‎↓‎+H‎2‎O；或加入氢氧化钙溶液，现象产生白色沉淀，相关的方程式CaOH‎2‎+‎Na‎2‎CO‎3‎═CaCO‎3‎↓+2NaOH。‎ 能否用加入酚酞溶液的方法检验氢氧化钠溶液是否变质？不能，原因是氢氧化钠和纯碱溶液都显碱性，都能使酚酞变红。‎ 想想第二种方法通过压强变化设计的实验？可以简单画一些装置图。‎ 图1-4-5‎ ‎(2)除去氢氧化钠中含有的碳酸钠，能否加稀盐酸？不能，原因是盐酸也会把氢氧化钠除掉，能否加氢氧化钙溶液？能，原因是不但除掉了碳酸钠还生成了氢氧化钠 ‎，能否加氯化钙溶液？不能，原因是产生新杂质NaCl，能否通入CO‎2‎？不能，原因是会除去氢氧化钠。除杂质的原则是一不能除掉要保留的物质，二不能带入新的杂质。‎ ‎13.测pH的方法用玻璃棒蘸待测溶液(或用胶头滴管吸取)滴到pH试纸上，与标准比色卡对照得出数值。‎ 要点解读 ‎1.化学是一门以实验为基础的自然科学，化学学习的过程始终伴随着化学实验，所以学好基本操作和基本实验是必要的，也是中考所必需的。‎ ‎2.初中化学课程标准要求学生必做的探究实验，即使没有条件的学校也应该创造条件做的八个实验是：(1)粗盐提纯；(2)氧气的制取和性质；(3)二氧化碳的制取和性质；(4)金属的物理性质和化学性质；(5)燃烧条件的探究；(6)配制一定溶质质量数的溶液；(7)溶液酸碱性的检验；(8)酸碱的化学性质。‎ 这八个实验包含了物质分离、气体制备、物质性质、研究反应规律、反应原理的探究、溶液配制、物质检验。‎ 实战中考 ‎1.(2019·北京)下列酒精灯的使用方法正确的是( )‎ A.用嘴吹灭燃着的酒精灯 ‎ B.用燃着的酒精灯引燃另一盏酒精灯 C.向燃着的酒精灯里添加酒精 ‎ D.万一洒出的酒精在桌面燃烧，用湿布盖灭 答案：D ‎2.(2019·北京)如图1-4-6所示实验中，①、④为用紫色石蕊溶液润湿的棉球，②、③为用石蕊溶液染成紫色的干燥棉球。下列能说明CO‎2‎密度大于空气且能与水反应的现象是( )‎ 图1-4-6‎ A.①变红，③不变红 ‎ B.④变红，③不变红 C.①、④变红，②、③不变红 ‎ D.④比①先变红，②、③不变红 答案：D ‎3.(2019·北京节选)水是一种重要的资源。‎ 电解水实验揭示了水的组成。图1-4-7实验中得到氧气的试管是2(填“1”或“2”)。‎ 图1-4-7‎ ‎4.(2019·北京)实验小组同学做了如图1-4-8所示实验。‎ 图1-4-8‎ ‎(1)A中反应的化学方程式为‎2‎KMnO‎4‎K‎2‎MnO‎4‎‎+MnO‎2‎+‎O‎2‎↑，将带火星的木条置于a处，若观察到木条复燃，说明已有氧气产生。‎ ‎(2)B中现象是量筒涌出柱状的泡沫，可形象地称为“大象牙膏”，其原理主要是H2O‎2‎在某些催化剂作用下迅速分解产生水和氧气，反应的化学方程式为‎2‎H‎2‎O‎2‎‎2H‎2‎O+‎O‎2‎↑。‎ ‎5.(2019·北京)依据如图1-4-9进行实验(夹持仪器略去)。实验过程：①通入N‎2‎，点燃酒精灯，一段时间后，a、b中均无明显现象；②熄灭酒精灯，立即改通O2，a中无明显现象，b中红磷燃烧。‎ 图1-4-9‎ ‎(1)实验过程②中，红磷燃烧的化学方程式为‎4P+5‎O‎2‎2P2O‎5‎。‎ ‎(2)实验过程②中，对比a、b中的实验现象，可知可燃物燃烧的条件之一是温度达到可燃物的着火点。‎ ‎(3)实验过程中，能说明可燃物燃烧需要氧气的实验是步骤①中b通N‎2‎，不燃烧；步骤②中b通O‎2‎，燃烧。‎ ‎6.(2019·北京)3%的硼酸溶液可用于清洗皮肤的小面积创伤。现配制300 g质量分数为3%的硼酸溶液，实验操作如下：‎ ‎(1)称量硼酸固体的质量：在图a中分别标出所选砝码的质量和游码的示数。‎ 图1-4-10‎ ‎(2)量取水的体积：用量筒取291mL水(ρ水≈1 g/‎cm‎3‎)。‎ ‎(3)溶解：用到的玻璃仪器是烧杯、玻璃棒。‎ ‎(4)装瓶、贴标签：在图b的标签中填上相应的内容。‎ 习题巩固 ‎1.(2019·北京)下列物质在氧气中燃烧，产生大量白烟的是( )‎ A.木炭 B.甲烷 C.蜡烛 D.红磷 答案：D ‎2.(2019·北京)下列方法能鉴别空气、氧气和二氧化碳三瓶气体的是( )‎ A.闻气味 B.将集气瓶倒扣在水中 C.观察颜色 D.将燃着的木条伸入集气瓶中 答案：D ‎3.(2019·北京)下列实验操作正确的是( )‎ 图1-4-11‎ 答案：C ‎4.(2019·北京)用下列装置进行实验，不能达到实验目的的是( )‎ 图1-4-12‎ 答案：B ‎5.(2019·北京)根据如图1-4-13回答问题。‎ 图1-4-13‎ ‎(1)仪器a的名称是酒精灯。‎ ‎(2)实验室制取氧气时，选用的收集装置是C(填字母序号，下同)。如图E所示，铁丝与氧气反应的化学方程式为‎3Fe+2‎O‎2‎Fe3O‎4‎。‎ ‎(3)实验室用大理石和稀盐酸制取二氧化碳的化学方程式为CaCO‎3‎+2HCl═‎CaCl‎2‎‎+H‎2‎O+‎ CO‎2‎‎↑，选用的发生装置是B。如图F所示，将二氧化碳倒入烧杯中，观察到燃烧中的蜡烛自下而上依次熄灭，说明二氧化碳具有的性质是不燃烧，不支持燃烧，密度比空气的密度大。‎ ‎6.(2019·北京)用如图1-4-14所示装置，在常温下，分别进行研究燃烧条件和研究氧气性质的实验。已知：白磷的着火点为40 ℃。‎ 内容步骤 ‎【实验1】研究燃烧条件 ‎ 【实验2】研究氧气性质 Ⅰ 烧杯中盛有80 ℃的热水，分别在燃烧匙 和烧杯中导管口放置一小块白磷，塞紧瓶塞 烧杯中盛有NaOH溶液，燃烧匙中放入 木炭 点燃木炭后，迅速将燃烧匙伸入瓶中，塞紧瓶塞 Ⅱ 推入适量H‎2‎O2溶液 推入适量H‎2‎O‎2‎溶液 图1-4-14‎ ‎1‎H‎2‎O‎2‎稀溶液与MnO‎2‎接触时发生反应的化学方程式为‎2‎H‎2‎O‎2‎‎2H‎2‎O+‎O‎2‎↑。‎ ‎(2)实验1中，推入H‎2‎O‎2‎溶液前，燃烧匙和水中的白磷均不燃烧，原因分别是燃烧匙中白磷不燃烧是因为未达到白磷的着火点，烧杯中白磷未燃烧是因为没有与O‎2‎接触；推入H‎2‎O‎2‎溶液后，观察到烧杯中的现象是导管口有气泡冒出，白磷燃烧。‎ ‎(3)实验2中，推入H‎2‎O‎2‎溶液后，观察到木炭燃烧得更剧烈，由此得出氧气的性质是助燃性；木炭熄灭后冷却一段时间，烧杯中的部分液体流入集气瓶。该实验中，集气瓶内压强的变化过程是先变大，一段时间后变小。‎ 知识点二 科学探究 知识梳理 科学探究的基本环节：提出问题、猜想与假设、制订计划、设计方案、进行实验、收集证据、解释与结论、反思与评价、表达与交流。‎ 要点解读 初中化学的科学探究以“重视基础、关注探究、联系实际、学会思考、培养能力、促进发展”为原则，以相关场景或信息为载体，通过明确问题、设计实验、观察解释、解决问题、评价反思等过程，对科学探究的八个要素进行学习。‎ 其中以实验方案的设计和评价最为重要。要求如下：‎ ‎(1)实验方案的设计，包括确定实验原理、仪器、药品、装置及实验步骤或对实验进行补全、改进以及实验报告的填写。‎ ‎(2)实验方案的评价，包括评价多种方案的合理性；评价选择装置能否达到实验目的；评价实验步骤的合理性；分析实验误差产生的原因等。‎ 涉及的题型有计划方法类探究题、假设验证类探究题、结果分析处理型探究题、全程类探究题和调查、辩论类探究题。此类问题的难点在于综合性强，情境新，反思与评价内容提升不够。‎ 解决这一类问题的前提是化学知识的熟练灵活应用。一般有以下几个步骤：‎ ‎(1)浏览全题，初步分析科学探究题的主要结构：猜想与假设、实验方案的设计、资料支持、反思与评价过程。‎ ‎(2)认真审题，明确实验目的，一切活动的设计都围绕着目的展开。‎ ‎(3)将实验方案和猜想与假设对应起来，明确每一次的实验都是为了验证猜想。分析时要注意瞻前顾后，不同的地方都会有所提示，要把题中的描述方法为自己的答题服务。很多时候都会考查运用控制变量的思想进行对比实验的设计，要找全变量，选择其一作为自变量，控制其余变量不变，进行研究。当不清楚如何选择试剂、如何设计方案时要注意资料的应用。‎ ‎(4)实验结论要与实验目的相呼应。‎ ‎(5)反思与评价环节，进行提升。一般有以下的角度，如元素守恒、环境保护、控制变量思想设计对比实验、结论得出过程中干扰因素的分析等。‎ 实战中考 ‎1.(2019·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，利用图1-4-15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。‎ 图1-4-15‎ 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 ‎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‎2NaOH+‎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。‎ 解析：(1)利用氢氧化钠吸收二氧化碳的反应，较简单。(2)从实验目的出发，探究镁条变黑与O‎2‎、CO‎2‎、水蒸气是否相关，而氢氧化钠除CO‎2‎，浓硫酸除水，故为探究氧气的作用。(3)浓硫酸将水蒸气除去，故试管中主要含有O‎2‎、CO‎2‎、N‎2‎。(4)要得出CO‎2‎的作用，需要找到对比实验组，有二氧化碳变黑，无二氧化碳不变黑，还需要控制其余量不变，因而选择实验2、5。(5)1~4组实验说明无论是单一气体还是两种气体同时存在都不能使镁条变黑，只有第5组可以，故是三种气体共同作用的结果。(6)考查氮气的化学稳定性。(7)考查碳酸盐的检验，遇酸产生能使澄清石灰水变浑浊的气体。‎ ‎【命题立意】注重课本实验的延伸，从教材中探究铁生锈的条件拓展到以“镁条在空气中久置表面会变黑”为探究背景，涉及多个变量条件，重点考查了学生对采用控制变量的思想和对比实验方法的理解及应用。试题中列举实验操作和实验现象，要求学生依据实验目的进行分析和解释，考查了学生对实验事实的分析、推理能力。‎ ‎2.(2019·北京)众所周知，酚酞溶液遇NaOH溶液变红。但是，在分组实验中(如图1-4-16所示)，出现了意想不到的现象：有的溶液变红后褪色；有的出现白色浑浊物。‎ 图1-4-16‎ ‎【提出问题】分组实验中，出现意想不到的现象的原因是什么呢？‎ ‎【查阅资料】酚酞溶液由酚酞固体溶于酒精配制而成。‎ ‎【猜想与假设】‎ Ⅰ.红色褪去，与NaOH溶液和空气中的CO‎2‎反应有关。‎ Ⅱ.红色褪去，与NaOH溶液的浓度有关。‎ Ⅲ.出现白色浑浊物，与酚酞溶液的浓度有关。‎ ‎【进行实验】‎ 实验 实验操作 实验现象 ‎ 1‎ 向盛有2 mL Na‎2‎CO‎3‎溶液的试管中滴加5滴0.5%的酚酞溶液 溶液变红 ‎2‎ ‎1号试管0.1 min红色褪去 ‎ 2号试管5 min红色褪去 ‎ ‎3号试管30 min红色明显变浅 ‎ ‎4号试管120 min红色无明显变化 ‎3‎ 取3支试管，分别加入2 mL水 酚酞溶液浓度/%‎ 浑浊程度 ‎5‎ 大量浑浊物 ‎2‎ 少量浑浊物 ‎0.5‎ 无浑浊物 ‎【解释与结论】‎ ‎(1)NaOH与CO‎2‎反应的化学方程式为‎2NaOH+‎CO‎2‎═Na‎2‎CO‎3‎‎+H‎2‎O。‎ ‎(2)实验1的现象表明，猜想与假设Ⅰ不成立(填“成立”或“不成立”)。‎ ‎(3)由实验2得出结论：出现“溶液变红后褪色”现象的原因是与NaOH浓度有关，浓度过高会使酚酞褪色。‎ ‎(4)实验3的操作步骤：取3支试管，分别加入2 mL水，分别向三支试管中滴加5滴5%、2%、0.5%的酚酞溶液。‎ ‎【反思与评价】‎ ‎(5)依据现有实验，为了确保红色不变，若酚酞溶液浓度为0.5%，建议选用NaOH溶液的浓度为0.5%%。‎ ‎(6)有同学认为，仅通过实验3得出“猜想与假设Ⅲ成立”证据不足，理由是未考虑氢氧化钠的影响。‎ 解析：(1)考查氢氧化钠与二氧化碳反应的化学方程式。(2)二氧化碳与氢氧化钠溶液反应生成的碳酸钠溶液也显碱性，滴入酚酞后溶液应变红，所以猜想与假设Ⅰ不成立。(3)通过实验观察到，在所加酚酞浓度相同的条件下，氢氧化钠溶液的浓度越高，红色褪去越快。(4)此问是为了验证猜想与假设Ⅲ是否正确，加2 mL 水后，后面操作应为向三支试管中加入不同浓度的酚酞溶液。(5)根据实验2中的现象，只有氢氧化钠溶液的浓度为0.5%时，才能确保红色不变。(6)没有考虑氢氧化钠的影响。‎ ‎【命题立意】该题源于对异常实验现象产生的原因进行分析，既考查了酸碱盐的基础知识，又考查了学生分析处理解决实际问题的能力。而且还考查了实验操作中控制变量和对比的问题，查阅资料的应用问题，对于向NaOH溶液中加入酚酞溶液后先变红后褪色的实验现象，学生应该不陌生，但会变浑浊的现象学生很少接触到，故难度较大。‎ ‎3.(2019·北京)碳酸钠和碳酸氢钠是生活中常见的盐，通过实验验证、探究它们的化学性质。‎ ‎【查阅资料】‎ ① Na‎2‎CO‎3‎‎+‎CaCl‎2‎‎═CaCO‎3‎↓+2NaCl。‎ ② ‎2‎NaHCO‎3‎Na‎2‎CO‎3‎‎+‎CO‎2‎‎↑‎+H‎2‎O。‎ ③ CaHCO‎3‎‎2‎易溶于水。‎ ④ CaCl‎2‎溶液分别与NaHCO‎3‎、Na‎2‎CO‎3‎溶液等体积混合现象(表中的百分数为溶液中溶质的质量分数)：‎ NaHCO‎3‎ Na‎2‎CO‎3‎ ‎0.1%‎ ‎1%‎ ‎5%‎ CaCl‎2‎ ‎0.1%‎ 无明显现象 有浑浊 有浑浊 有浑浊 ‎1%‎ 无明显现象 有浑浊 有浑浊，有微小气泡 有沉淀 ‎5%‎ 无明显现象 有浑浊 有浑浊，有大量气泡 有沉淀 ‎【进行实验】‎ 序号 实验装置 主要实验步骤 ‎ 实验现象 实验1‎ 向2支试管中分别加入少量Na‎2‎CO‎3‎和NaHCO‎3‎溶液，再分别滴加盐酸 ‎ ‎2支试管中均有气泡产生 实验2‎ ‎ 向 Ⅱ 中加入试剂a，向 Ⅰ 中加入少量Na‎2‎CO‎3‎或NaHCO‎3‎固体，分别加热一段 时间 Na‎2‎CO‎3‎受热时Ⅱ中无明显现象 ‎ NaHCO‎3‎受热时Ⅱ中出现浑浊 实验3‎ 向 Ⅱ 中加入试剂a，向 Ⅰ 中加入少量5%的NaHCO‎3‎溶液，再滴加5%的CaCl‎2‎溶 液 Ⅰ中出现浑浊，有气泡产生 ‎ Ⅱ中出现浑浊 ‎【解释与结论】‎ ‎(1)实验1中，NaHCO‎3‎与盐酸反应的化学方程式为NaHCO‎3‎+HCl═NaCl+H‎2‎O+‎CO‎2‎↑。‎ ‎(2)实验2中，试剂a为澄清的石灰水。‎ ‎(3)实验3中，NaHCO‎3‎与CaCl‎2‎反应的化学方程式为：‎2NaHCO‎3‎+‎CaCl‎2‎═CaCO‎3‎↓+2NaCl +CO‎2‎↑‎+H‎2‎O。‎ ‎【反思与评价】‎ ‎(1)实验2中，加热NaHCO‎3‎后，试管Ⅰ中残留固体成分可能为Na‎2‎CO3；Na‎2‎CO‎3‎和NaHCO‎3‎(写出所有可能)。‎ ‎(2)资料④中，NaHCO‎3‎溶液与CaCl‎2‎溶液混合的现象中，有些只观察到浑浊、未观察到气泡，原因可能是CaCl‎2‎溶液的溶质质量分数较小，生成的CO‎2‎量较少，CO‎2‎溶于水，因此没有气泡。‎ ‎(3)用2种不同的方法鉴别Na‎2‎CO‎3‎和NaHCO‎3‎固体，实验方案分别为：‎ ‎①各取少量0.1%的NaHCO‎3‎和Na‎2‎CO‎3‎加入等质量的5%的CaCl‎2‎溶液，若无明显现象，则为NaHCO‎3‎，若观察到浑浊则为Na2CO‎3‎；②各取少量Na‎2‎CO‎3‎和NaHCO‎3‎固体于实验2装置中，若观察到澄清石灰水变浑浊，固体为NaHCO‎3‎，若观察到无明显现象，固体为Na‎2‎CO‎3‎。‎ 解析：【解释与结论】(1)应用质量守恒定律书写碳酸氢钠和盐酸反应的化学方程式。(2)从装置图可看出是检验碳酸氢钠和碳酸钠的热稳定性，再结合二氧化碳能使澄清的石灰水变浑浊，分析解答。(3)应用质量守恒定律书写NaHCO‎3‎与CaCl‎2‎反应的化学方程式；【反思与评价】(1)根据NaHCO‎3‎是否完全分解解答；(2)根据CaCl‎2‎溶液的溶质质量分数较小，生成的CO‎2‎量较少，CO‎2‎溶于水解答；(3)根据Na‎2‎CO‎3‎和NaHCO‎3‎固体的性质解答。‎ ‎【命题立意】本题是一道比较传统的酸碱盐内容的考查题，是以信息的形式呈现出来。对比探究碳酸钠和碳酸氢钠的性质来解答。‎ ‎4.(2019·北京)同学们发现NaOH溶液与NaHCO‎3‎溶液混合后无明显现象，产生疑问：两种物质是否发生了化学反应？在老师的帮助下，他们通过以下探究过程证明NaHCO‎3‎溶液与NaOH溶液发生了反应。‎ ‎(1)实验准备 ‎①查阅资料：NaHCO‎3‎+NaOH═‎Na‎2‎CO‎3‎‎+H‎2‎O ‎②用一定溶质质量分数的NaHCO‎3‎、NaOH和Na‎2‎CO‎3‎三种溶液进行如下实验，为设计实验方案提供参考。‎ NaHCO‎3‎溶液 NaOH溶液 ‎ Na‎2‎CO‎3‎溶液 加入稀盐酸 现象Ⅰ 无明显变化 ‎ 产生气泡 加入澄清石灰水 溶液变浑浊 无明显变化 现象Ⅱ 加入CaCl‎2‎溶液 无明显变化 溶液变浑浊 溶液变浑浊 加热 溶液至沸腾，将气体通入澄清石灰水 澄清石灰水变浑浊 澄清石灰水无明显变化 澄清石灰水无明显变化 表中的现象Ⅰ为产生气泡，现象Ⅱ对应反应的化学方程式为CaOH‎2‎+‎Na‎2‎CO‎3‎═‎2NaOH+‎CaCO‎3‎↓。‎ ‎ (2)实验过程 ‎【实验1】证明反应生成了Na‎2‎CO‎3‎ 图1-4-17‎ 同学们选用上表实验中的药品，设计了如图1-4-17所示实验，先在NaHCO‎3‎溶液中加 入A溶液，无明显现象，再滴加NaOH溶液，溶液变浑浊，则A溶液是CaCl2。‎ 有同学提出这个实验不足以证明有Na‎2‎CO‎3‎生成，其理由是CaCl2和NaOH反应生成 CaOH‎2‎，氢氧化钙是微溶物(表中已给出。为了证明有Na‎2‎CO‎3‎生成，需要继续进行的操作是取少量反应物滤渣加入足量的稀盐酸，若产生气泡，证明有Na‎2‎CO‎3‎生成，反之则没有。‎ ‎【实验2】证明反应后NaHCO‎3‎不存在 同学们参考上表中的实验，又设计了一个实验，虽然没有观察到明显的实验现象，但可以证明反应发生了，该实验方案是取少量反应后的溶液加热至沸腾，将产生的气体通过澄清石灰水，若澄清石灰水变浑浊，证明有NaHCO‎3‎存在，反之则没有。‎ ‎(3)实验反思 通过【实验1】和【实验2】说明，对于没有明显现象的化学反应，可以从两个不同的角度证明反应的发生，这两个角度是一是可以通过检验反应物证明反应发生，二是可以通过检验产物证明反应发生。‎ 解析：(1)表中的现象Ⅱ为氢氧化钙和碳酸钠反应生成氢氧化钠和碳酸钙，溶液变浑浊。(2)【实验1】由表知，碳酸氢钠和氯化钙反应无明显现象，加入氢氧化钠，碳酸氢钠与氢氧化钠反应生成碳酸钠，碳酸钠与氯化钙反应生成沉淀；又由表知，氯化钙与氢氧化钠反应生成氢氧化钙，氢氧化钙是微溶物，在溶液中也产生沉淀。【实验2】因为碳酸氢钠受热分解生成碳酸钠、水和二氧化碳，所以把反应后的溶液加热，用澄清的石灰水检验有没有二氧化碳即可。‎ ‎【命题立意】此题考查学生结合图表分析问题解决问题的综合能力，后面的实验是对教材中氢氧化钠与盐酸中和反应、二氧化碳与氢氧化钠溶液等无明显现象的化学反应判断反应是否发生的方法的延伸，难度不大。‎ 习题巩固 ‎1.(2019·通州一模)化学兴趣小组欲探究自己使用的某品牌牙膏的主要成分。‎ ‎【查阅资料】‎ ‎(1)牙膏的成分有活性物质、摩擦剂、保持牙膏湿润的甘油等物质。‎ ‎(2)常用的牙膏摩擦剂的主要成分有CaCO‎3‎、AlOH‎3‎、SiO‎2‎。‎ ‎(3)牙膏中除了碳酸钙以外，其他物质均不与稀盐酸反应产生气体。‎ ‎4‎SiO‎2‎不溶于水，也不与盐酸反应。AlOH‎3‎和氢氧化钠溶液反应生成 偏铝酸钠NaAlO‎2‎和水，该反应的化学方程式为AlOH‎3‎+NaOH═NaAlO‎2‎‎+2H‎2‎O。偏铝酸钠和适量稀盐酸反应生成氢氧化铝，氢氧化铝和稀盐酸可以发生中和反应。‎ ‎(5)相关物质的溶解性表如下：‎ 物质 AlOH‎3‎ NaAlO‎2‎ AlCl‎3‎ 溶解性 不溶 溶 溶 该品牌牙膏含有上述摩擦剂中的两种成分，为探究摩擦剂的组成，化学兴趣小组取适量该牙膏加水充分搅拌、静置、过滤、洗涤、干燥，得到该牙膏中的摩擦剂。‎ ‎【提出猜想】猜想1：摩擦剂的成分为AlOH‎3‎和CaCO‎3‎。‎ 猜想2：摩擦剂的成分为SiO‎2‎和CaCO‎3‎。‎ 猜想3：摩擦剂的成分为SiO‎2‎和AlOH‎3‎。‎ ‎【设计实验】‎ 实验步骤 预期实验现象 预期实验结论 组装下图所示装置进行实验。取少量摩擦剂于 锥形瓶中，加入适量的稀盐酸 ‎ 固体全部 溶解，有气泡产生，石灰水变浑浊 则猜想1成立 锥形瓶中发生反应的化学方程式为AlOH‎3‎+3HCl═AlCl‎3‎+3H2O CaCO‎3‎+2HCl═CaCl‎2‎‎+H‎2‎O+‎CO‎2‎↑‎ 摩擦剂部分溶解 石灰水无明显变化 则猜想3成立 ‎【实验结论】经过实验验证，猜想1成立。‎ ‎【实验反思】同学们为进一步确认摩擦剂中含有氢氧化铝，先在少量牙膏样品中加入过量的氢氧化钠溶液，静置一段时间，取上层清液，再滴加稀盐酸至过量。整个实验过程中观察到的现象为牙膏样品中部分固体溶解，向上层清液中滴加稀盐酸时开始无现象，之后有固体产生，最后固体溶解，依据该现象可以判断摩擦剂中一定含有氢氧化铝。‎ ‎2.(2019·昌平二模)暖贴的发热材料主要由铁粉、活性炭、食盐、水等物质构成。‎ ‎【提出问题】‎ 发热材料中各主要物质起到了什么作用？暖贴内部发热材料的截面图如图1-4-18。‎ 图1-4-18‎ ‎【猜想与假设】‎ Ⅰ.铁粉生锈，发生氧化反应，放出热量。‎ Ⅱ.活性炭能加快铁粉氧化的速率。‎ Ⅲ.食盐能加快铁粉氧化的速率。‎ ‎【进行实验】‎ ‎【解释与结论】(1)铁生锈的条件是与氧气和水同时接触。‎ ‎(2)已知铁粉在一定条件下生锈，发生氧化反应的产物可能是FeOH‎3‎，该反应的化学方程式为‎4Fe+6H‎2‎O+3‎O‎2‎═‎4FeOH‎3‎。‎ ‎(3)分析实验组2(填实验编号)与对照组数据，可证明猜想与假设Ⅱ正确。‎ ‎(4)分析实验组4与对照组数据，可证明猜想与假设Ⅲ正确。请填写表中空缺数据。‎ 铁粉/g 活性炭/g 食盐/g 水/g ‎1‎ ‎0.2‎ ‎0‎ ‎5‎ ‎【反思与评价】(5)某同学认为没有必要进行实验组1，你是否同意他的观点并说明理由不同意，不进行实验组1，不能排除热量是由活性炭、食盐、水三者共同作用产生的可能。‎ ‎(6)某同学质疑此实验中忽略了发热材料中的水。你认为分析对照组与实验组3(填实验编号)的数据，可证明水的作用。‎ ‎3.(2019·大兴一模)在探究二氧化碳性质的实验课上，同学们把一瓶CO‎2‎气体(排空气法收集，并已验满)倒扣在盛水的水槽中，有的小组没有观察到水压入瓶中，有的小组观察到少量水压入瓶中。针对课堂中出现的现象，化学小组的同学在课外进行了探究。‎ ‎【提出问题】按教材的说法“1体积水大约能溶解1体积CO‎2‎”，水槽中的水足够把集气瓶中的CO‎2‎气体全部溶解，为什么集气瓶中的水面不上升或上升很少呢？‎ ‎【作出猜想】(1)排空气法收集到的CO‎2‎气体可能不纯。‎ ‎(2)CO‎2‎溶于水需要时间较长。‎ ‎(3)……‎ ‎【进行实验】小组同学分别用排空气法和排水法各收集2瓶CO‎2‎，重复图B实验，在不同时间测得压入的水量占集气瓶容积的百分数数据见表1。(已知：CO‎2‎在饱和碳酸氢钠溶液中溶解度很小)‎ 图1-4-19‎ 表1 24小时内CO‎2‎溶解情况 气体样本 ‎1‎ ‎2‎ ‎3‎ ‎4‎ 收集方法 向上排空气法 向上排空气法 排水法 排水法 ‎2 小时 ‎13.7%‎ ‎15.0%‎ ‎15.3%‎ ‎15.1%‎ ‎24小时 ‎35.7%‎ ‎56.3%‎ ‎94.2%‎ ‎93.6%‎ 实验室制CO‎2‎的化学反应方程式为CaCO‎3‎+2HCl═CaCl‎2‎‎+‎CO‎2‎↑‎+H‎2‎O。‎ ‎【得出结论】‎ 课堂中同学们没有观察到预期实验现象的原因是时间短，排空气法收集的气体不纯。‎ ‎【实验反思】‎ 该实验引发了同学们对向上排空气法收集CO‎2‎的纯度及CO‎2‎收集方法的思考。‎ ‎(1)向上排空气法收集CO‎2‎的纯度。‎ 小组同学用容积为150 mL的集气瓶，装入部分水，留一定量的空气，用CO‎2‎排出这些水。用此法收集到占空气体积分数不同的CO‎2‎气体，再将燃着的木条伸入集气瓶中，观察是否熄灭。试验不同浓度的CO‎2‎使燃着的木条熄灭的情况，实验结果见表2。‎ 表2 占空气体积分数不同的CO‎2‎使燃着的木条熄灭情况 实验1‎ 实验2‎ 实验3‎ 实 验4‎ 集气瓶中预留水的体积 ‎60 mL ‎45 mL ‎42 mL ‎39 mL CO 2的体积分数 ‎40%‎ ‎30%‎ X ‎26%‎ 燃着的木条状况 灭 灭 灭 不灭 上表中X的值为28%。‎ ‎(2)排水法和向上排空气法收集气体所需时间对照小组同学分4组用排水法和排空气法分别收集1瓶(集气瓶容积相同)CO‎2‎气体，记录所需时间，如表3所示。‎ 表3 排水法和向上排空气法收集1瓶气体所需时间对照 ‎1‎ ‎2‎ ‎3‎ ‎4‎ 排水法 ‎35′′‎ ‎43′′‎ ‎43′′‎ ‎43′′‎ 排空气法 ‎1′57′‎ ‎1′ 15′′‎ ‎1′4′′‎ ‎1′12′′‎ ‎①每次收集气体时，需要反应开始一段时间后再收集，其原因是排出装置内的空气。‎ ‎②综合上述实验，请你对CO‎2‎的两种收集方法做出评价：排水法比排空气法收集的气体纯度高且收集时间短。‎ ‎4.(2019·海淀二模)众所周知，在金属活动性顺序中，位于前面的金属能把位于后面的金属从其化合物的溶液中置换出来。化学小组同学将金属钠放入硫酸铜溶液时(图1-4-20)，却没有得到红色的铜。‎ 图1-4-20‎ ‎【提出问题】没有得到红色铜的原因是什么呢？‎ ‎【猜想与假设】所用硫酸铜溶液的浓度过小。‎ ‎【查阅资料】①钠很活泼，常温下与水反应，生成氢氧化钠和氢气，且放出大量的热。‎ ‎②氢氧化铜是蓝色絮状沉淀，难溶于水，受热至80 ℃以上分解为黑色的氧化铜和水。‎ ‎③氢氧化铜与盐酸可以发生复分解反应；氧化铜也与盐酸反应，且产物相同。‎ ‎【进行实验】‎ 实验一 实验操作 实验现象 ‎ 步骤1‎ ‎1号：钠在溶液中游 动较少，发出嘶嘶声和持续的火光，最后消失，生成灰蓝色絮状沉淀 ‎ 2号：钠在溶液中几乎不游动，聚集在一起，发出嘶嘶声和持续的火光，最后发出“ 啪”的较大响声，然后消失，生成大量灰蓝色片状沉淀 步骤2‎ 分别向1 号、2号所得灰蓝色沉淀上加入等体积20%的盐酸 ‎1号：沉淀完全消失，得到浅绿 色溶液 ‎ 2号：沉淀完全消失，得到深绿色溶液 ‎【解释与结论】(1)生成蓝色絮状沉淀时发生反应的化学方程式为‎2NaOH+‎CuSO‎4‎═CuOH‎2‎↓‎+‎Na‎2‎SO‎4‎。‎ ‎(2)步骤2中灰蓝色沉淀消失后生成的物质是CuCl‎2‎、H‎2‎O。‎ ‎(3)实验一结果表明，猜想与假设不成立(填“成立”或“不成立”)，依据是用浓的CuSO‎4‎溶液，也未得到红色固体(或铜)。‎ ‎【继续实验】‎ ‎(4)在教师的指导下，同学们又设计了实验二：将饱和CuSO‎4‎溶液滴加在一小块钠上至钠完全反应，观察到表面生成灰黑色固体，周围有大量蓝色糊状物。同学们加入了试剂X将灰黑色和蓝色固体除去，看到有金属光泽的红色物质。则试剂X为20%盐酸。‎ ‎【反思与评价】(5)与实验一对比，实验二中得到红色铜的原因是此题为开放性答案，学生可以从不同角度作答，答出一点即可。实验原理角度：实验二中的水少，有利于钠置换出铜 实验方法角度：试剂的加入顺序不同。‎ ‎5.(2019·海淀二模)“食品蒸汽加热器”常用于野外加热食物。加热袋中的固体粉末含镁粉、铁粉和氯化钠，使用时向其中加入水袋中的水，即可产生大量热。实验小组针对放热过程中的反应原理展开探究。‎ 图1-4-21‎ ‎【查阅资料】‎ ‎①常温下镁粉能与水反应放热而铁粉不能。‎ ‎②氢氧化镁是难溶于水的白色固体。‎ ‎【进行实验】‎ 同学们用图1-4-22所示装置进行模拟实验：分别取不同成分的固体粉末放入甲中，通过分液漏斗向其中加入8 mL水，读取甲中所得固液混合物的最高温度，实验记录如下表：‎ 图1-4-22‎ ‎(实验时的室温为22.7 ℃；除B外，其余实验中镁粉的质量均为1.0 g)‎ 实验序号 A B C D E F 固体成分 Mg Fe Mg+Fe Mg+NaCl Fe+NaCl Mg+Fe+NaCl 乙中现象 少量肥皂泡，难以点燃 ‎① 无肥皂泡 少量肥皂泡，难以点燃 较多肥皂泡，点燃有爆鸣 声 无肥皂泡 大量肥皂泡，点燃有爆鸣声 混合物温度 ‎23.1 ℃‎ ‎22.8 ℃‎ ‎23.1 ℃‎ ‎24.2 ℃‎ ‎22.8 ℃‎ ‎27.2 ℃‎ ‎【获得结论】‎ ‎(1)实验A证明了镁粉与水能反应，反应的化学方程式为Mg+2H‎2‎O═MgOH‎2‎‎+‎H‎2‎↑。‎ ‎(2)使镁粉与水迅速反应并放热的最佳方法是向镁粉中加入Fe和NaCl。‎ ‎【反思改进】‎ ‎(1)同学们分析实验数据发现，升高的温度不足以加热食物，其可能的原因是固体药品用量少(或水太多、反应物配比不合适、反应时间不足等，合理即可)。‎ ‎(2)同学们根据实验结果进一步猜测，实验F中的反应结束后，甲中的固液混合物中仍然含有NaCl和铁粉，通过补充实验证明了上述猜测。补充的实验方案是：取少量固液混合物，过滤，向滤渣中加入足量稀盐酸，固体溶解，有气泡冒出，溶液变浅绿色，证明有Fe；取滤液蒸发结晶，得到白色固体(经检验为NaCl)。‎ ‎6.(2019·海淀一模)某纯碱样品中含有少量氯化钠杂质，现用图1-4-23所示装置来测定纯碱样品中碳酸钠的质量分数(铁架台、铁夹等在图中均已略去)。‎ 图1-4-23‎ 实验步骤如下：‎ ‎①按图连接装置，并检查气密性；‎ ‎②准确称得盛有碱石灰(固体氢氧化钠和生石灰的混合物)的干燥管D的质量为83.4 g；‎ ‎③准确称得6 g纯碱样品并放入容器B中；‎ ‎④关上K‎1‎，打开K‎2‎，缓缓滴入稀硫酸，至不再产生气泡为止；‎ ⑤关上K‎2‎，打开K‎1‎，往试管A中缓缓鼓入空气数分钟，然后称得干燥管D的总质量为85.6 g。‎ 试回答：‎ ‎(1)已知装置A中试剂为碱性溶液，其作用是除去空气中的CO‎2‎。‎ ‎(2)实验步骤⑤鼓入空气的目的是使B中产生的二氧化碳全部进入D中。‎ ‎(3)C装置的作用是除去CO‎2‎中的水蒸气，若没有C装置，则会导致测定结果偏大(填“偏大”或“偏小”)。‎ ‎(4)E装置的作用是防止空气中CO‎2‎和水蒸气进入D中。‎ ‎(5)根据实验中测得的有关数据，计算出纯碱样品中碳酸钠的质量分数为88.3%(结果保留一位小数)。‎