实验探究专题 教案讲义.docx
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实验探究专题教案讲义
课题
实验探究专题
教学目标
掌握初中科学常见的实验
重点、难点
熟悉常见的仪器和药品的使用
考点及考试要求
教学内容
1、空气中氧气含量的测定：
实验现象：
冒白烟，水流入集气瓶约占1/5。
原因：
P燃烧消耗氧气，导致瓶内压强降低。
集气瓶先装少量水的目的：
防止磷燃烧放出的热量使集气瓶破裂
燃烧匙中P必须过量的原因：
P过量才能把空气中氧气耗掉使得氧气的耗掉的体积更接近于空气中氧气实际体积，与氧气充分反应。
体积小于1/5的原因：
装置漏气；红磷量不足，未把氧气耗尽；红磷燃烧后未冷却到室温就打开止水夹。
（也是实验成功的注意事项）
不能用硫或木炭的原因：
硫或木炭燃烧消耗了氧气，但生成了二氧化硫或二氧化碳气体，瓶内压强基本不变。
类似装置：
（试写写实验现象）
2、电解水实验：
实验现象：
两极都有气泡产生，正极产生氧气，负极产生氢气
氧气与氢气的体积比为1：
2，质量比为8：
1
（口诀：
氧正氢负，氧一氢二）
实验结论：
①水通电生成氧气和氢气②水由氢氧两种元素组成
③一个水分子是由两个氢原子和一个氧原子构成④在化学变化中分子可分原子不可分
加稀硫酸或氢氧化钠的目的：
增加水的导电性
3、分子基本性质的探究实验：
证明分子运动的实验
实验现象：
A烧杯的酚酞溶液变为红色，B烧杯的酚酞溶液不变色。
实验结论：
分子在不断地运动。
在大烧杯外放一杯酚酞溶液的目的：
与烧杯内的酚酞的颜色变化形成对比。
类似装置：
（试写写实验现象）
4、活性碳或木炭的吸附性的探究：
二氧化氮（NO2）是一种红棕色气体，现在盛有二氧化氮气体的圆底烧瓶
投入少许木炭，按右图装置好。
实验现象：
红棕色消失，水进入烧瓶。
原因：
因为木炭有吸附性，烧瓶中红棕色NO2气体被木炭吸附，
导致烧瓶内压强减小，所以红棕色消失，在大气压作用下，水就从
导管上升进入烧瓶。
5、质量守恒定律的探究：
实验现象：
红磷燃烧，冒白烟。
锥形瓶装沙的原因：
防止燐燃烧放出的热量使锥形瓶破裂。
玻璃导管上套一个气球的原因：
防止磷燃烧放出热量，瓶内气体受热体积鼓胀，压强增大，瓶塞突然“冲出”瓶口。
6、气体的制取（氧气和二氧化碳）:
左图是固体加热型的发生装置，如用高锰酸钾、
氯酸钾和二氧化锰制取氧气都选用该装置。
它的注意事项：
①试管口稍微向下（原因：
防止 选用发生
冷凝的水流入试管底部使试管破裂）②玻璃导管应 装置的因
稍露出橡皮塞（原因：
便于将气体导出）③铁夹应夹 素：
在距管口1/3处④酒精灯应用外焰加热。
①反应物
左图是固液不加热型的发生装置，如用过氧化氢和二氧 的状态
化锰制取氧气、大理石和稀盐酸制取二氧化碳、锌和稀硫酸 ②反应条
制取氢气都选用该装置。
件
它的注意事项：
①长颈漏斗的末端管口要插入液面下（原因：
防止生成的气体沿长颈漏斗的末端管口逸出）②玻璃导管应稍
露出橡皮塞（原因：
便于将气体导出）
其它气体制取的发生装置（比比优缺点）
（注意：
①当使用分液漏斗时，主要能控制反应速率②当使用弹簧夹时，主要能控制反应进行与停止）收集装置：
上图是排水法 上图是向上排空气法 上图是向下排空气法
气体不易或难溶于水用此法 气体的密度比空气大用此法 气体的密度比空气小用此法
如：
氧气、氢气、一氧化碳 如：
氧气、二氧化碳 如：
氢气
选用收集装置的因素：
①气体的溶解性②气体的密度
其它气体收集装置：
此法叫排空气法，
此法也叫排水法， 收集时密度比空气小 此装置专用
收集时气体应从 的气体应从短管进长 来测量产生
短管进长管出。
管出，密度比空气大 气体的体积
的气体应从长管进短管出
7、氢气、碳、一氧化碳的还原性实验：
氢气还原氧化铜实验：
实验现象：
黑色氧化铜变成红色，试管内壁有水珠生成。
实验步骤：
“一通、二点、三灭、四停”
先通氢气的原因：
除净装置中的空气，防止氢气混有空气炸裂装置。
三灭、四停不能颠倒的原因：
防止空气进入使炽热的铜再度氧化。
CO还原氧化铜实验：
实验现象：
黑色氧化铜变成红色澄清石灰水变浑浊
实验步骤：
“一通、二点、三灭、四停、五处理”
先通CO的原因：
除净装置中的空气，防止CO混
有空气炸裂装置。
三灭、四停不能颠倒的原因：
防止空气进入使炽热的铜再度氧化。
处理尾气的原因：
防止CO污染空气。
C还原氧化铜实验：
实验现象：
黑色氧化铜变成红色，澄清石灰水变浑浊
8、燃烧条件的探究：
实验现象：
铜片上的白磷燃烧，冒白烟，而铜片上的红磷和水中的白磷没有燃烧。
往水中通往氧气后，白磷在水中燃烧。
结论：
燃烧的条件：
①、可燃物②、与空气或氧气接触③、温度达到着火点
类似实验：
9、铁生锈条件的探究：
实验准备：
①、水要用新制的蒸馏水（原因：
新制的蒸馏水中几乎没
有氧气）②、III试管要用酒精灯烘干（原因：
烘干试管中的水蒸气）
实验现象：
I试管中的铁钉生锈。
10、金属活动性的探究：
①、与酸反应：
会反应比不会反应的活泼；都会反应时，产生气泡快比慢的活泼。
②、与盐溶液反应：
会反应时，金属单质比盐中金属活泼；不会反应时，盐中金属比金属单质活泼。
10、二氧化碳与氢氧化钠反应的探究（可以设计成如下图的装置）
图F
可能观察到的实验现象：
所选
装置
操作方法
实验现象
A
将充满二氧化碳的试管倒扣在水中
试管内的液面略有上升
B
将充满二氧化碳的试管倒扣在氢氧化钠溶液中
试管内的液面明显上升
C
将氢氧化钠溶液滴入烧瓶
水槽中的水倒吸入烧瓶中
D
将氢氧化钠溶液滴入锥形瓶
盛氢氧化钠溶液的试剂瓶内的长导管口有气泡产生
E
将胶头滴管中氢氧化钠溶液挤入烧瓶
烧瓶内形成喷泉
F
将氢氧化钠溶液滴入锥形瓶
小气球膨胀
＊为什么要做图A实验？
（为了验证这些实验现象不是二氧化碳与水反应造成的）
课后练习
某课外活动小组的同学将16克氧化铜和过量的炭粉均匀混合，用下图所示装置进行实验。
图中铁架台等装置已略去。
请回答有关问题：
（1）实验中最多能得到铜克。
（2）同学们想通过测定消耗碳、氧元素的质量和生成二氧化碳的质量，以进一步分析氧化铜和炭粉反应产生的气体除CO2外是否还有其它产物。
反应一段时间后停止加热，冷却到室温。
反应前．后测得的数据如下：
装置
反应前
反应后
A
试管的质量36.2克
氧化铜和炭粉混合物的质量20.0克
试管和固体物质的质量54.8克
B
反应后瓶内液体比反应前增重1.1克
分析数据发现，反应中消耗碳和氧元素的质量（填“大于”或“小于”或“等于”生成二氧化碳的质量。
下列4项中跟这一结果有关的有哪几项？
。
（填编号）
A．装置中还有一部分CO2未被NaOH溶液吸收
B．氧化铜和炭粉反应产生的气体除CO2外还有CO
C．氧化铜和炭粉没有完全反应
D．该反应不符合质量守恒定律
（3）有同学认为用图示装置C代替上面的装置A，加热前先通一会气体X，停止加热后再通一会该气体，这样可使实验测得的数据更能准确的说明问题。
你认为在O2．N2和H2三种气体中，X应选择哪一种气体？
。
11．（7分）现有如图所示的实验装置。
请回答有关问题：
（1）写出实验室用氯酸钾和二氧化锰混合加热制取氧气的化学方程式。
（2）装置C可用来检验出CO气体中混有的CO2，请写出检验时产生的实验现象。
（3）现有稀H2SO4、CuO、Fe粉三种物质，利用上述装置进行连接后能否制得铜（若能，请选出所需装置的编号；若不能，则说明原因）。
12．欲测定某石灰石样品中碳酸钙的质量分数（碳酸钙在高温下分解生成氧化钙和二氧化石灰石样品中的杂质受热不分解，且不与酸反应），甲、乙两位同学分别设计了如下两个实验方案：
【方案一】①称取石灰石样品质量8g；②用酒精灯加热样品，直至质量不再改变；
③将固体残余物放在干燥的器皿中冷却后称得质量6.9g；④计算。
【方案二】
1称取石灰石样品质量8g；②加入质量分数为7.3%的盐酸100g，使碳酸钙完全反应；
③向反应后的溶液中加入含溶质3.2g的氢氧化钠溶液，恰好中和多余的盐酸；④计算。
请回答下列有关问题：
（1）你认为上述方案中，切实可行的是方案，不选用另一方案的原因是；
（2）100g质量分数为7.3%的盐酸中，溶质氯化氢的质量为g；
（3）求方案二样品中碳酸钙的质量分数．
现有一种不纯的氧化铁粉末样品（杂质为铁粉），小刚和小强通过实验测定样品中氧化铁的质量分数。
请你回答相关问题：
⑴小刚称取10g样品，利用下图所示装置进行实验，相关实验数据见下表：
（玻璃管内的物质完全反应）
编号
称量物
反应前
反应后
一
硬质玻璃管及所盛固体总质量
76.2g
73.8g
二
B装置总质量
153.7g
160.3g
①由上表的数据可分析出，反应后硬质玻璃管及所盛固体总质量减少的是__________的质量。
②请根据B装置总质量变化的数据，计算出样品中氧化铁的质量分数（写出计算过程）。
解：
设样品中氧化铁的质量为x。
⑵为达到同样的实验目的，小强设计的方案为：
将一定质量的样品于过量的稀盐酸反应，准确称量反应前、后固体和液体物质的总质量，据此可求出氧化铁的质量分数。
请你分别对小刚和小强设计的实验方案进行评价（各写出一条即可）：
__________________________________________________________________。
⑶如果小强还想计算出所用稀盐酸的溶质质量分数，请简要说明对其方案的改进方法及原因：
_________________________________________________________________；
__________________________________________________________________。
欲测定金属镁的相对原子质量。
请利用下图给定的仪器组成一套实验装置（每件仪器只能使用一次，假设各气体的体积可看作标准状况下测得）。
填写下列各项（气流从左到右）：
（1）各种仪器连接的先后顺序（用小写字母表示）应是。
（2）连接好仪器后，要进行的操作有如下几步，其先后顺序是。
①待仪器B中的物质恢复至适当的温度时，测得量筒C中水的体积为VmL；
②擦掉镁条表面的氧化膜，将其置于天平上称量，得质量为mg，并将其投入试管B中有孔隔板上；
③检查装置的气密性；
④旋开装置A上分液漏斗的活塞，使其中的水顺利流下，当镁完全溶解时再关闭这个活塞，这时广口瓶A中共放入水VbmL。
（3）根据实验数据可算出金属镁的相对原子质量，其数学表达式为。
（4）若试管B的温度未冷却至室温，就读出量筒C中水的体积，这将会使所测相对原子质量数据（填“偏大”、“偏小”或“无影响”）。
（5）若未擦净镁条表面的氧化膜就进行实验，这将使所测相对原子质量数据（填“偏大”、“偏小”或“无影响”）。
某校化学课外兴趣小组的同学在研究性学习课上展示了一套如下图所示实验装置（假设每步化学反应都完全，氧化铁样品中的杂质不参加反应）。
查阅资料：
草酸在浓硫酸存在时加热发生如下反应：
H2C2O4
CO↑＋CO2↑＋H2O通过讨论，同学们对这套装置有了多种认识。
（1）第一小组同学说：
从实验安全和实验操作程序看，首先要检查装置的气密性，实验开始先加热__▲____（填A或D）处，实验结束时，应___▲___（填先或后）停止加热；
（2）第二小组的同学说：
用实验装置可以检验一氧化碳与氧化铁反应的产生，其中B装置的作用______________▲____________________；一氧化碳与氧化铁反应的化学方程式是________________▲__________。
（3）第三小组的同学说：
利用这套装置还可以测定氧化铁样品中氧化铁的质量分数。
他们的测定方法是：
称取氧化铁样品10.0g，完全反应并冷却后再称量剩余固体的总质量为7.6g。
计算实验测得氧化铁样品中氧化铁的质量分数为____▲____。
（4）第四小组同学说：
利用这套装置还有其它测定样品中氧化铁的质量分数的方法：
先称量氧化铁样品的质量，再分别称量E装置在反应前后的总质量，即可计算求得样品中氧化铁的质量分数。
但按此方法实际测定结果却偏大，分析造成这种误差的原因可能是__________▲___________。
某同学利用图甲所示实验装置来测定铝元素的相对原子质量。
（1）图中仪器C的瓶颈上标有刻度。
将一定质量的铝片和足量稀硫酸在仪器A中完全反应，产生的H2把仪器B中的水压入C中，通过收集相关实验数据可计算出铝元素的相对原子质量。
这里C装置的作用是__▲__ 。
（2）该同学根据上述实验器材和实验方法测出铝的相对原子质量为27．22，而目前国际公认的铝元素的相对原子质量为26．98，可能引起该同学实验误差的原因是__▲__。
①铝片中含有与硫酸不反应的杂质
②没有除去铝片表面的氧化铝
③铝片中含有杂质镁
（3）利用实验室常用的仪器，也可组装一套与该同学具有相同原理的实验装置。
你认为应选用图乙装置中的__▲__ 。
学校初三兴趣小组利用如下装置（部分固定装置已略去）制备氮化钙，并探究其化学式（实验式）。
（1）按图连接好实验装置。
检查装置气密性的方法是 。
（2）反应过程中末端导管必须插入试管A的水中，目的是 。
（3）制备氮化钙的操作步骤是：
①打开活塞k并通入N2；②点燃酒精灯，进行反应；③反应结束后， ；④拆除装置，取出产物。
（4）数据记录如下：
空硬玻璃管质量m0/g
硬玻璃管与钙的质量m1/g
硬玻璃管与产物的质量m2/g
114.8
120.8
122.2
①计算得到化学式（实验式）CaxN2,其中x=。
②若通入的N2中混有少量O2，如上计算得到的x3（填写“＞”、“=”、“＜”），判断依据是：
。
某自然科学兴趣小组的同学为了测定某不纯氧化铁试样（其中的杂质不参与反应）中氧化铁的质量分数，设计了如下图所示的实验装置：
试回答下列问题：
（1）A发生装置的优点是
（2）写出C中硬质玻管内发生的化学方程式
（3）B瓶中的氢氧化钠溶液的作用是
（4）称m克不纯氧化铁试样放入C中硬质玻管内，称得U形管和氯化钙干燥剂的质量为m1克，按上述装置进行实验，经过充分反应后称得U形管和氯化钙干燥剂的质量为m2克，则试样中氧化铁的质量分数为。
（5）同学设计的这个实验装置对实验结果的准确性还有影响，你对实验装置的改进建议是（写一条）。
某化学兴趣小组的学生研究过量的炭粉与Fe2O3在高温条件下反应的气体产物成分。
探究过程如下：
（1）提出假设：
气体产物全部是C02。
（2）查阅资料：
a．氮气不能与炭粉及Fe2O3反应。
b．高温下可以发生下列反应：
2Fe203+3C
4Fe+3CO2↑C+C02
2CO
（3）设计方案：
将一定量氧化铁在隔绝空气的环境下与过量炭粉充分反应。
用实验中实际测得产生气体的质量，与理论计算得到的CO2的质量进行比较。
（4）实验装置：
如下图所示。
（5）实验操作：
①称量：
反应前Fe2O3的质量3.20g；炭粉的质量2.00g；玻璃管C的质量48.48g。
反应后玻璃管与残留固体共52.24g。
②加热前先通一段时间氮气，再夹紧弹簧夹T，点燃酒精喷灯加热。
（6）问题分析：
①用酒精喷灯而不用酒精灯的目的是▲。
②加热前先通一段时间氮气的目的是▲。
③根据题意B试管中应加入的试液是▲。
④理论计算：
若氧化铁与炭粉反应的气体产物全部是C02，求3.2g氧化铁完全反应时生成CO2的质量（Fe-56O-16C-12）。
▲
⑤根据实验数据计算实验中实际获得气体的质量▲。
（7）结论：
（要求简述获得结论的理由）▲
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