九年级化学探究专题(5-7单元)(教师版)
考点一:验证质量守恒定律
1.质量守恒定律: 参加化学反应 的各物质的质量之和等于生成的各物质的质量之和。
2.质量守恒定律适用于一切的 化学变化 ,有气体参加或生成的化学反应用于验证质量守恒定律需在 密闭 的体系中进行。
【典型例题】
在用白磷(白磷与红磷组成相同,着火点为40℃)探究质量守恒定律的实验中,晓涵同学将橡皮塞上的细玻璃管下端放到酒精灯火焰上灼烧至红热后,迅速用橡皮塞将锥形瓶塞紧,并引燃白磷,实验过程如下图所示。请回答下列问题:
(1)实验观察到A、C中气球的大小不同,用所学知识解释产生此现象的原因是 白磷燃烧消耗了瓶内的氧气,生成五氧化二磷固体,从而使瓶内压强减小 ;
(2)将C再次放到天平上称量,天平仍然平衡,分析天平平衡的原因是 参加反应白磷和氧气的质量之和等于生成的五氧化二磷的质量 。
【变式训练】
质量守恒定律是物质科学中的一条重要规律,具体表述为:参加化学
反应的各物质的质量总和,等于反应后生成的各物质的质量总和。
(1)某科学兴趣小组的同学设计了如上三个实验装置(天平略)来验证质量守恒律。其中B、C装置均不能用来验证质量守恒定律。否定B装置的理由是:酒精和水不能反应 。C装置存在一处明显的缺陷是 反应生成的二氧化碳逸出装置 。
(2)小明将C装置进行改进,如图D所示。待完全反应后,将装置D置于天平上称量,所得数据较反应前的小。则造成上述实验误差的原因是 C 。
A.该反应前后原子的种类、数目变少
B.该反应生成物的总质量小于反应物的总质量
C.空气的浮力作用干扰了实验结果
D.生成气体的反应不遵守质量守恒定律。
(3)图A实验中锥形瓶底部放细沙的目的是 防止锥形瓶受热不均而炸裂 ;
(4)由上述实验可知,在化学反应前后,一定不变的是①②⑤ (填数字序号)。
①原子种类 ②原子数目 ③分子种类 ④分子数目 ⑤元素种类 ⑥物质种类
(5)环保部门常用I2O5测定空气受CO污染的程度,发生反应的化学方程式:I2O5+5CO=I2+5X 根据生成X的多少,可以判断CO的含量,X的化学式是 CO2。
(6)运用质量守恒定律解释蜡烛燃烧后质量减轻的原因是蜡烛燃烧生成的水蒸气和二氧化碳扩散到空气中 。
考点二:化学反应前后元素的种类和质量不变
1.化学反应前后:原子的 个数 、 种类 、 质量 不变;元素的 种类 、 质量 不变;物质的总 质量 不变;分子的 种类 改变;物质的 种类 改变;分子的 个数 可能改变。
【典型例题】
为探究某塑料的组成元素,设计了如下图所示的实验。回答下列问题:
(1)定性检测(已知:无水CuSO4遇水变蓝色)
实验操作 实验现象 结论
连接装置,检查气密性,装入试剂并按如图进行实验。通入O2,一段时间后,点燃J处酒精灯。 装置K中无水CuSO4变①蓝 色 塑料燃烧产物中有H2O
装置L中②澄清石灰水变浑浊_。 塑料燃烧产物中有CO2
由上述实验可知,该塑料一定含有的元素是 C、H (填元素符号)。
(2)定量测定
为进一步确定组成,将1.4 g该塑料在足量O2中完全燃烧,共产生了4.4 g CO2 和1.8 g H2O,依据质量守恒定律,可判断该塑料不含 (填“含有”或“不含”)除上述中结论之外的元素。
【变式训练】
自从歼﹣20首次试飞被曝光以来,中国的新一代战机便成为全世界关注的焦点.人们首先发现,不仅歼﹣20炫酷的外形让人眼前一亮,而且其机身一改以往颜色,变成了灰黑色.这灰黑色就是其能隐形的关键,它能吸收雷达发出的雷达波,主要成分是有机物M(化学式:C6H4S4;M燃烧的化学方程式为:C6H4S4+11O2=6CO2+4SO2+2H2O).某化学兴趣小组为验证其组成元素,并探究其分子结构进行了下列实验:
将少量样品放入A的燃烧管中,通入足量O2,用电炉加热使其充分燃烧,并将燃烧产物依次通入余下装置(夹持仪器的装置已略去)
查阅资料:1.品红溶液用于检验SO2会褪色,KMnO4溶液用于吸收SO2并且不与CO2反应。2. 无水硫酸铜是白色粉末,吸水后变蓝
(1)计算有机物M中碳的含量 35.3%
(2)装置B的目的是验证有机物中含氢元素,则B中盛装的试剂可为: 无水硫酸铜 .
(3)D中盛放的试剂是KMnO4溶液,E中盛放的试剂是品红溶液,其中E装置的作用是 检验 SO2是否除尽 。
(4)能证明有机物含碳元素的现象是: E中溶液不褪色,F中有白色沉淀.
(5)装置Ⅰ、Ⅱ不能互换的理由是: 生成物通过II时会带出水蒸气,干扰氢元素的验证.
(6)指出装置F的错误 未与大气相通 .
考点三:木炭还原氧化铜
现象:黑色粉末变为 红色 ,澄清石灰水变 浑浊
化学方程式为: 注意事项:木炭研成粉末状的目的 增大接触面积,使其充分反应
停止实验时,先撤离导管,再熄灭酒精灯的目的: 防止石灰水倒流
待冷却后再将固体倒出的目的: 防止生成的铜再次被氧化 实验成功的关键:持续的高温;木炭稍微过量。
【典型例题】
某小组同学对木炭还原氧化铜实验进行如下探究活动.
【实验准备】如图是小组设计的实验装置.小芳提出用酒精灯加热时,需在火焰处加一铁丝网罩,其作用是 使火焰集中以提高温度 .
【实验探究】
I.该实验成功与否的关键之一是木炭与氧化铜的质量比.
(1)在理论上,木炭与氧化铜充分反应的质量比是1:13.3,但实验中木炭的用量比理论上要多,原因是管内氧气要消耗木炭或生成的CO2会与C 反应 ,所以实验前要先打开K夹,通入一会儿干燥的气体X后关闭K夹,再加热.气体X的化学式为 N2 .
(2)炭与氧化铜的质量比不同,产生的实验现象也不同.下面是炭与氧化铜不同质量比的实验记录:(均取2g)
木炭与氧化铜的质量比 1:7 1:11 1:13
实验现象 红热,产生大量气泡,石灰水变浑浊 红热,产生大量气泡,石灰水变浑浊 偶尔红热,有气泡,石灰水变浑浊
实验结果 表层铜珠较大,有较多黑色粉末 亮红色金属光泽,网状铜块 暗红色层状粉末里含微细铜粒
分析上述实验结果,可知反应混合物的最佳质量比为 1:11 .
(3)下面是某同学完成的木炭还原氧化铜的实验得到的数据:
反应前质量 反应后质量
硬质玻璃管+固体混合物/g 79.8 75.4
洗气瓶+澄清石灰水/g 158.8 162.6
根据上述数据分析,该过程中产生的气体是 CO和CO2 .
II.为探究碳还原氧化铜的最佳实验条件,用木炭粉和氧化铜的干燥混合物1~2.5g进行系列实验。
【查阅资料】①氧化铜(CuO)为黑色固体。
②碳还原氧化铜得到的铜中可能含有少量的氧化亚铜;氧化亚铜为红色固体,能与稀硫酸反应:Cu2O + H2SO4 = CuSO4 + H2O + Cu
【进行实验】
实验1:取质量比1:11的木炭粉和氧化铜混合物1.3g,进行实验。
序号 1﹣1 1﹣2
装置
反应后物质的颜色、状态 黑色粉末中混有少量 红色固体 红色固体有金属光泽,混有极少量黑色物质
实验2:取一定量的混合物,用1—2装置进行实验。
【解释与结论】
序号 木炭粉与氧化铜的质量比 反应后物质的颜色、状态
2﹣1 1:9 红色固体有金属光泽 混有少量黑色物质
2﹣2 1:10 混有很少量黑色物质
2﹣3 1:11 混有极少量黑色物质
2﹣4 1:12 无黑色物质
2﹣5 1:13 混有较多黑色物质
(1)配平化学方程式:1 C+_2__CuO高温 __2_Cu+ _1__CO2↑。
(2)实验1—2中,证明产生CO2的现象是澄清石灰水变浑浊。
(3)实验1的目的是探究氧化铜与木炭的受热面积对其反应的影响。
(4)实验2的结论是木炭与氧化铜质量比为1:12时恰好完全反应,因此木炭与氧化铜反应的最佳质量比为1:12 。
【反思与评价】
(5)实验2没有进行质量比为1:14的实验,理由是木炭与氧化铜的质量比为1:13时,氧化铜已过量 。
(6)为检验2—4的红色固体中是否含Cu2O,所需试剂是稀硫酸。
考点四:CO2的制取
实验原理:CaCO3+2HCl═CaCl2+H2O+CO2↑
发生装置: 固液反应常温 型;收集装置: 向上排空 气 法
检验:澄清石灰水 ;
4.验满: 用燃着的木条伸入集气瓶口,木条熄灭,则满 。
【典型例题】
某项目学习小组进行了如下探究。
【查阅资料】
①溶液中离子浓度越大,导电性越强,电导率越大。氯化钙溶于水后形成自由移动的Cl﹣和Ca2+。
②鸡蛋壳主要成分是CaCO3,其他成分对实验影响忽略不计。
③鸡蛋壳与牙齿和含氟牙膏反应的化学原理相似。
【实验一】鸡蛋沉浮将一个新鲜的鸡蛋放在盛有足量稀盐酸的烧杯中,可观察到鸡蛋一边冒气泡一边沉到杯底,一会儿又慢慢上浮,到接近液面时又下沉。
(1)冒气泡的原因CaCO3+2HCl═CaCl2+H2O+CO2↑(方程式)。
(2)接近液面又下沉的原因 鸡蛋上浮至液面时,鸡蛋表面的气泡破裂,浮力减小鸡蛋下沉
【实验二】
鸡蛋壳溶解在烧杯中加入蒸馏水,插入电导率传感器,加入蛋壳粉,搅拌,测得电导率随时间的变化如图1。
(2)搅拌的目的是 增大接触面积,加快溶解速率 。
(3)图1中,a﹣b段电导率变化的原因 蛋壳中部分碳酸钙逐渐溶解,溶液中离子浓度增大,电导率增强;溶质溶解接近饱和,离子浓度则 基本不变,电导率也几乎不变 。
【实验三】鸡蛋壳代替牙齿探究含氟牙膏能否预防龋齿。
查资料知,含氟牙膏(含氟成分为NaF)与蛋壳反应在表而生成氟化钙保护层。反应的化学方程式为:CaCO3+2NaF═CaF2+Na2CO3
(4)先检查图2装置气密性,方法是 打开开关,拉动注射器活塞,松开后,活塞回到原位,说明气密性良好 .再称取0.50g“牙膏处理过的蛋亮(用牙膏液浸泡、洗涤、晾干)”于锥形瓶中,用注射器抽取20mL3.5%的盐酸(模拟形成龋齿的酸境),连接好装置,打开开关,将盐酸快速压入锥形瓶,关闭开关,测得压强随时间的变化如图3所示。用“未用牙膏处理的蛋壳”重复上述实验。
(5)图3中x﹣y段压强增大的主要原因 将盐酸快速压入锥形瓶,使锥形瓶中的气体压缩,压强增大 。
(6)根据实验三的数据分析,用“未用牙膏处理的蛋壳”重复上述实验的作用是 对比 。
【变式训练】
利用如图装置进行实验.实验前K1、K2、K3均已关闭.
装置内容 【实验1】制备气体 【实验2】测定气体含量
Ⅰ.打开K1,用注射器向盛有二氧化锰的A中注入过氧化氢溶液,直至液面浸没下端导管口 Ⅱ.在K1上方导管口收集气体 Ⅰ.A(容积350mL)中为用排空气法收集的CO2,B中装满澄清石灰水.用注射器向A中注入15mL 澄清石灰水(足量,完全吸收CO2),充分反应. Ⅱ.打开K2和K3
(1)检查装置气密性:保持 K1 关闭,打开 K2、K3 ,向B中加水至液面浸没下端导管口,用手捂住A瓶外壁,说明装置的左侧气密性良好的现象是 看到B装置左侧导管口有气泡冒出 ;用同样原理可以检查装置另一侧的气密性。
(2)实验1中,气体收集完毕后,不拆卸装置的情况下,使A中未反应的过氧化氢溶液大部分转移到B中的操作是 打开k2,k3,关闭k1 .
(3)实验2中,打开K2和K3后所观察到的现象是 澄清石灰水变浑浊 ,A中发生反应的化学方程式为CO2+Ca(OH)2═CaCO3↓+H2O ;当B中液面不再变化时,测得B中减少了160mL水,则A中CO2的体积分数约为 50 %。
考点五:CO2的性质
CO2的物理性质:CO2是 无色无味 的气体,密度比空气 大 , 溶于水(体积比为 1:1 )。
CO2的化学性质:①CO2 不能燃烧,也不支持燃烧 。可用于灭火;②CO2 不能供给呼吸 ,会使人窒息;③CO2 可与水反应 ,通入紫色石蕊溶液,溶液变红,对应化学方程式为 CO2+H2O=H2CO3 。④CO2与澄清石灰水反应:CO2+Ca(OH)2═CaCO3↓+H2O 。
【典型例题】
I.下图为某同学所做的实验及现象。
(1)实验1发生反应的化学方程式为 CO2+Ca(OH)2 ==CaCO3↓+H2O。
(2)实验2生成Ca(HCO3)2。实验3发生反应的化学方程式为__Ca(HCO3)2CaCO3↓+CO2↑+H2O,该实验说明CaCO3比Ca(HCO3)2热稳定性 强 (选填“强”或“弱”)。
II. 用图1装置进行实验,先后将溶液快速全部推入,测得一段时间内压强变化如图2所示。查阅资料:二氧化碳与氢氧化钠反应与氢氧化钙相似。
(1)先推入的溶液是__ NaOH溶液__;
(2)bc段压强不变,原因是_氢氧化钠溶液与二氧化碳充分反应,反应停止_;
(3)cd段压强增大,用化学方程式解释 2HCl+Na2CO3=2NaCl+H2O+CO2↑ 。
【变式训练】
利用pH传感器实时监测在酸碱中和反应过程中pH的变化情况,是化学实验的一大重要变革。它可将实验过程中某些因素(酸碱性、气压等)的变化以数据、图象的形式呈现出来,这种方法极大丰富了实验研究的方法,被称为“数字化实验”。某校化学研究小组同学利用数字化实验室。对初中化学常见的实验进行了探究活动,请回答:
(查阅资料:PH表示溶液酸碱性的强弱程度。PH>7溶液呈碱性,碱性越强PH值越大;PH<7溶液呈酸性,酸性越强PH值越小;PH=7溶液呈中性)
(1)探究二氧化碳与水的反应
I.图1中可观察到甲试管中现象 紫色溶液变为红色 ,乙试管的作用是 与甲作对比 。
Ⅱ.由图2坐标图中的曲线可知,烧杯内溶液的酸性逐渐变 强 (填“强”或“弱”),反应的化学方程式为 CO2+H2O=H2CO3 。
(2)探究蜡烛燃烧的产物
方案一:
方案二(数字化实验):
I.如图3所示,用注射器在蜡烛外焰部位抽气并振荡,可观察到 澄清石灰水变浑浊 ,证明反应生成了二氧化碳。
Ⅱ.如图4所示,蜡烛在密闭容器内燃烧,同时监测容器内氧气、二氧化碳和水蒸气含量的变化,形成三条曲线如坐标图所示。曲线
bc (选填“a”、“b”、“c”)能够说明蜡烛燃
烧生成了二氧化碳和水。
(3)比较块状碳酸钙、碳酸钙粉末与稀盐酸反应的速度
I.图5中,乙试管中稀盐酸的浓度C%应为 10% 。
Ⅱ.按图6所示进行实验,使瓶内发生反应的操作是倾斜锥形瓶使稀盐酸流出 ,瓶内气压的变化如坐标图所示。对比分析坐标图中的点 cd (选填a~d)可知:两个锥形瓶内达到相同的压强时,碳酸钙粉末与稀盐酸反应所需时间更短。
考点六:CO的性质
CO2的物理性质:CO是 无色无味 的气体,密度比空气 略小 , 难 溶于水。
CO和CO2性质完全不同的原因是 分子的构成不同 ,金刚石和石墨的物理性质不同是因为碳原子的排列方式不同 ,说明 结构 决定了物质的性质。
收集CO只能用 排水集气 法。CO具有 毒 性,收集时注意尾气处理,防止污染空气 ;CO还具有 还原 性,写出CO还原CuO的化学方程式:
【典型例题】
硫燃烧产生的二氧化硫气体会造成空气污染。为避免二氧化硫污染空气,某教师对教材中“硫在空气和氧气中燃烧”的实验进行了改进与创新,设计了如图甲所示的实验装置。
【实验原理】
①B装置中燃烧匙固定在带有a导管的单孔塞上,硬质玻璃管透光性好,不影响实验现象的观察;
②C装置的广口瓶中盛放氢氧化钠溶液可吸收二氧化硫气体,避免污染;
③打开D装置中的阀门,气体就会从左向右依次进入各装置。
【实验过程】
步骤一:将硫粉放在燃烧匙上,在空气中点燃后,迅速伸入硬质玻璃管内(如图B装置),打开阀门,观察硫在空气中燃烧的现象;
步骤二:将导管a伸入盛有氧气的集气瓶中(如图A装置),观察硫在氧气中燃烧的现象。
【交流讨论】
(1)硫在氧气中燃烧的现象 发出明亮的蓝紫色火焰,发热,生成有刺激性气味的气体,该反应的化学方程为。
(2)气流能从左向右作定向流动的原因是 水位下降,压强减小,形成内外压强差 。
【拓展应用】
小丽同学认为,运用该装置设计原理,还能进行其它有毒气体的实验,同样能达到避免污染的目的。于是设计了图乙实验装置,用以完成“C0还原氧化铜”实验。
(3)图乙D装置在实验中除了形成气体定向流动外,还有的用途是储存气体或收集气体或收集尾气_;
(4)实验时,小丽同学先打开止水夹和阀门,过一会儿再点燃酒精灯,她这样操作的目的是排尽装置内的空气,防止发生爆炸 。
【变式训练】
新能源的开发和利用是人类社会可持续发展的重要课题。氢、氧燃料电池是一种新型能源,所用的氧气从空气中获得的方法是分离液态空气法 。空气中的氧气按体积计算,大约是空气总体积的 1/5 。氢气可用天然气制取,这种方法制取的氢气中往往混有二氧化碳和一氧化碳,为了证明混合气体中H2、CO2、CO三种气体都存在,一化学实验小组设计以下实验。
【查阅资料】
无水硫酸铜是白色粉末,吸水后变蓝。
请回答下列问题。
(1)A装置的作用是 验证二氧化碳并除去 。
(2)C装置中的实验现象是 黑色粉末变成红色 。
(3)E装置中盛放的试剂应该是 澄清石灰水 ,该装置中发生反应的化学方程式为CO2+Ca(OH)2==CaCO3↓+H2O 。
(4)证明氢气存在的实验现象是 无水硫酸铜变蓝色 。
(5)该装置存在一处缺陷,请改进 在E装置后添加酒精灯处理尾气 。
(5)另一小组同学利用上述实验装置(把其中的E装置换成装有碱石灰的干燥管),仿照上述实验过程,通过定量的方法确定一氧化碳存在,记录实验数据如下:
(注:反应生成的水蒸气被D装置完全吸收,不考虑其他水蒸气对实验结果的影响)
实验前C装置玻璃管内固体总质量/g m1
实验后C装置玻璃管内固体总质量/g m2
实验前D装置总质量/g n1
实验后D装置总质量/g n2
利用如表数据,计算出能证明CO存在的质量关系是 。(用m1、m2、n1、n2表示)
考点七:探究燃烧的条件
通常情况下, 可燃物 与 氧气 发生的一种 发光、放热 剧烈的 氧化 反应叫燃烧。
燃烧的条件:① 可燃物 ;② 氧气 ;③ 着火点 。
【典型例题】
请参与下列探究实验:
【实验探究】
步骤 实验操作 实验现象 结论或解释
(1) 用玻璃棒分别蘸取95%的酒精、蒸馏水置于火焰上。 酒精燃烧 ,蒸馏水不燃烧。 结论:酒精是可燃物,水不是可燃物。
(2) 在铁片两端放大小相同的硬纸片、乒乓球碎片,在铁片中间加热。 乒乓球碎片先燃烧、硬纸片后燃烧。 结论:乒乓球碎片的 着火点 比硬纸片的低。
(3) 在右图中打开分液漏斗的旋塞 ①溶液中产生气泡;②蜡烛火焰a先于填“先于”“后于”)b熄灭。 现象②的原因是:CO2不助燃;CO2的密度比空气大。
(4) 用大烧杯罩住高低两支点燃的蜡烛。 ①烧杯底部变黑;②蜡烛火焰d比c先熄灭。 CO2不助燃,蜡烛不完全燃烧;d 先熄灭的原因是:燃烧产生较多的二氧化碳且温度较高,气体上升使烧杯上部CO2浓度高,蜡烛先熄灭。
【拓展】堆积的面粉不容易点燃,即使少量点燃也只是小火燃烧;如果把面粉撒向空中遇火星可能会发生爆炸。“小火燃烧”和“发生爆炸”的原因分别是:“小火燃烧”使因为堆积的面粉与空气接触不充分 ;“发生爆炸”是因为与空气的接触面积大,燃烧比较明显,空气受热膨胀,发生爆炸 。
【变式训练】
化学是实验为基础的科学,实验室科学探究的重要手段。
(1)某化学兴趣小组的同学利用下图微型实验装置进行探究实验。
①写出一个双球管中可能反应的化学方程式:2HCl+CaCO3==CaCl2+H2O+CO2↑
②挤压右滴管并微热燃烧管,白磷燃烧而红磷不燃烧,由此可说明燃烧需要什么条件?
③相同质量的磷、铁、镁分别在氧气中完全燃烧,消耗氧气最多的是__②。
(2)实验室可利用下图实验装置制取纯净、干燥的CO,然后用CO还原CuO并检验气体产物。已知CO发生装置中的反应为:H2C2O4 H2O+CO2↑+CO↑
A装置中能观察到什么现象?
①写出B装置中反应的化学方程式。
②要达到实验目的,装置中导管接口从左到右的连接顺序为:一氧化碳发生装置接_h_、_g__接_e_、_f_接c(或d)、d(或c_)接_b_。
③从环保角度考虑,还需对以上装置进行改进,请简述改进措施。
将尾气点燃或进行收集等,防止CO污染空气九年级化学探究专题(5-7单元)(学生版)
考点一:验证质量守恒定律
1.质量守恒定律: 的各物质的质量之和等于生成的各物质的质量之和。
2.质量守恒定律适用于一切的 ,有气体参加的化学反应用于验证质量守恒定律需在 的体系中进行。
【典型例题】
在用白磷(白磷与红磷组成相同,着火点为40℃)探究质量守恒定律的实验中,晓涵同学将橡皮塞上的细玻璃管下端放到酒精灯火焰上灼烧至红热后,迅速用橡皮塞将锥形瓶塞紧,并引燃白磷,实验过程如下图所示。请回答下列问题:
(1)实验观察到A、C中气球的大小不同,用理化知识解释产生此现象的原因是 ;
(2)将C再次放到天平上称量,天平仍然平衡,在此化学反应中,从具体的反应物和生成物分析天平平衡的原因是 。
【变式训练】
质量守恒定律是物质科学中的一条重要规律,具体表述为:参加化
反应的各物质的质量总和,等于反应后生成的各物质的质量总和。
(1)某科学兴趣小组的同学设计了如上三个实验装置(天平略)来验证质量守恒律。其中B、C装置均不能用来验证质量守恒定律。否定B装置的理由是: 。C装置存在一处明显的缺陷是 。
(2)小明将C装置进行改进,如图D所示。待完全反应后,将装置D置于天平上称量,所得数据较反应前的小。则造成上述实验误差的原因是 。
A.该反应前后原子的种类、数目变少
B.该反应生成物的总质量小于反应物的总质量
C.空气的浮力作用干扰了实验结果
D.生成气体的反应不遵守质量守恒定律。
(3)图A实验中锥形瓶底部放细沙的目的是 ;
(4)由上述实验可知,在化学反应前后,一定不变的是 (填数字序号)。
①原子种类②原子数目③分子种类④分子数目⑤元素种类⑥物质种类
(5)环保部门常用I2O5测定空气受CO污染的程度,发生反应的化学方程式:I2O5+5CO=I2+5X 根据生成X的多少,可以判断CO的含量,X的化学式是 。
(6)运用质量守恒定律解释蜡烛燃烧后质量减轻的原因是 。
考点二:化学反应全后元素的种类和质量不变
1.化学反应前后:原子的 、 、 不变;元素的 、 不变;物质的总 不变;分子的 改变;物质的 改变;分子的 可能改变。
【典型例题】
为探究某塑料的组成元素,设计了如下图所示的实验。回答下列问题:
(1)定性检测(已知:无水CuSO4遇水变蓝色)
实验操作 实验现象 结论
连接装置,检查气密性,装入试剂并按如图进行实验。通入O2,一段时间后,点燃J处酒精灯。 装置K中无水CuSO4变 ①____________色 塑料燃烧产物中有H2O
装置L中②_____________________________。 塑料燃烧产物中有CO2
由上述实验可知,该塑料一定含有的元素是___________(填元素符号)。(2)定量测定
为进一步确定组成,将1.4 g该塑料在足量O2中完全燃烧,共产生了4.4 g CO2 和1.8 g H2O,依据质量守恒定律,可判断该塑料______(填“含有”或“不含”)除上述中结论之外的元素。
【变式训练】
自从歼﹣20首次试飞被曝光以来,中国的新一代战机便成为全世界关注的焦点.人们首先发现,不仅歼﹣20炫酷的外形让人眼前一亮,而且其机身一改以往颜色,变成了灰黑色.这灰黑色就是其能隐形的关键,它能吸收雷达发出的雷达波,主要成分是有机物M(化学式:C6H4S4;M燃烧的化学方程式为:C6H4S4+11O2=6CO2+4SO2+2H2O).某化学兴趣小组为验证其组成元素,并探究其分子结构进行了下列实验:
将少量样品放入A的燃烧管中,通入足量O2,用电炉加热使其充分燃烧,并将燃烧产物依次通入余下装置(夹持仪器的装置已略去)
查阅资料:1.品红溶液用于检验SO2会褪色,KMnO4溶液用于吸收SO2并且不与CO2反应。2. 无水硫酸铜是白色粉末,吸水后变蓝
(1)计算有机物M中碳的含量
(2)装置B的目的是验证有机物中含氢元素,则B中盛装的试剂可为: .
(3)D中盛放的试剂是KMnO4溶液,E中盛放的试剂是品红溶液,其中E装置的作用是
(4)能证明有机物含碳元素的现象是: .
(5)装置Ⅰ、Ⅱ不能互换的理由是: .
(6)指出装置F的错误 .
考点三:木炭还原氧化铜
现象:黑色粉末变为 ,澄清石灰水变
化学方程式为:
注意事项:木炭研成粉末状的目的
停止实验时,先撤离导管,再熄灭酒精灯的目的:
待冷却后再将固体倒出的目的:
实验成功的关键:持续的高温;木炭稍微过量
【典型例题】
某小组同学对木炭还原氧化铜实验进行如下探究活动.
【实验准备】如图是小组设计的实验装置.小芳提出用酒精灯加热时,需在火焰处加一铁丝网罩,其作用是 .
【实验探究】
I.该实验成功与否的关键之一是木炭与氧化铜的质量比.
(1)在理论上,木炭与氧化铜充分反应的质量比是1:13.3,但实验中木炭的用量比理论上要多,原因是 ,所以实验前要先打开K夹,通入一会儿干燥的气体X后关闭K夹,再加热.气体X的化学式为 .
(2)炭与氧化铜的质量比不同,产生的实验现象也不同.下面是炭与氧化铜不同质量比的实验记录:(均取2g)
木炭与氧化铜的质量比 1:7 1:11 1:13
实验现象 红热,产生大量气泡,石灰水变浑浊 红热,产生大量气泡,石灰水变浑浊 偶尔红热,有气泡,石灰水变浑浊
实验结果 表层铜珠较大,有较多黑色粉末 亮红色金属光泽,网状铜块 暗红色层状粉末里含微细铜粒
分析上述实验结果,可知反应混合物的最佳质量比为 .
(3)下面是某同学完成的木炭还原氧化铜的实验得到的数据:
反应前质量 反应后质量
硬质玻璃管+固体混合物/g 79.8 75.4
洗气瓶+澄清石灰水/g 158.8 162.6
根据上述数据分析,该过程中产生的气体是 .
II.为探究碳还原氧化铜的最佳实验条件,用木炭粉和氧化铜的干燥混合物1~2.5g进行系列实验。
【查阅资料】①氧化铜(CuO)为黑色固体。
②碳还原氧化铜得到的铜中可能含有少量的氧化亚铜;氧化亚铜为红色固体,能与稀硫酸反应:Cu2O + H2SO4 = CuSO4 + H2O + Cu
【进行实验】
实验1:取质量比1:11的木炭粉和氧化铜混合物1.3g,进行实验。
序号 1﹣1 1﹣2
装置
反应后物质的颜色、状态 黑色粉末中混有少量 红色固体 红色固体有金属光泽,混有极少量黑色物质
实验2:取一定量的混合物,用1—2装置进行实验。
【解释与结论】
序号 木炭粉与氧化铜的质量比 反应后物质的颜色、状态
2﹣1 1:9 红色固体有金属光泽 混有少量黑色物质
2﹣2 1:10 混有很少量黑色物质
2﹣3 1:11 混有极少量黑色物质
2﹣4 1:12 无黑色物质
2﹣5 1:13 混有较多黑色物质
(1)配平化学方程式:___C+___CuO高温 ___Cu+ ___CO2↑。
(2)实验1—2中,证明产生CO2的现象是_______________________。
(3)实验1的目的是__________。
(4)实验2的结论是_____________。
【反思与评价】
(5)实验2没有进行质量比为1:14的实验,理由是________________。
(6)为检验2—4的红色固体中是否含Cu2O,所需试剂是__________。
考点四:CO2的制取
实验原理:CaCO3+2HCl═CaCl2+H2O+CO2↑
发生装置: 型;收集装置: 型
检验: ;
验满 。
【典型例题】
某项目学习小组进行了如下探究。
【查阅资料】
①溶液中离子浓度越大,导电性越强,电导率越大。氯化钙溶于水后形成自由移动的Cl﹣和Ca2+。
②鸡蛋壳主要成分是CaCO3,其他成分对实验影响忽略不计。
③鸡蛋壳与牙齿和含氟牙膏反应的化学原理相似。
【实验一】鸡蛋沉浮将一个新鲜的鸡蛋放在盛有足量稀盐酸的烧杯中,可观察到鸡蛋一边冒气泡一边沉到杯底,一会儿又慢慢上浮,到接近液面时又下沉。
(1)冒气泡的原因 (化学方程式表示)。
(2)接近液面又下沉的原因
【实验二】
鸡蛋壳溶解在烧杯中加入蒸馏水,插入电导率传感器,加入蛋壳粉,搅拌,测得电导率随时间的变化如图一。
(2)搅拌的目的是 。
(3)图1中,a﹣b段电导率变化的原因 。
【实验三】鸡蛋壳代替牙齿探究含氟牙膏能否预防龋齿。
查资料知,含氟牙膏(含氟成分为NaF)与蛋壳反应在表而生成氟化钙保护层。反应的化学方程式为:CaCO3+2NaF═CaF2+Na2CO3
(4)先检查图2装置气密性,方法是 _.再称取0.50g“牙膏处理过的蛋亮(用牙膏液浸泡、洗涤、晾干)”于锥形瓶中,用注射器抽取20mL3.5%的盐酸(模拟形成龋齿的酸境),连接好装置,打开开关,将盐酸快速压入锥形瓶,关闭开关,测得压强随时间的变化如图3所示。用“未用牙膏处理的蛋壳”重复上述实验。
(5)图3中x﹣y段压强增大的主要原因 。
(6)根据实验三的数据分析,用“未用牙膏处理的蛋壳”重复上述实验的作用是 。
【变式训练】利用如图装置进行实验.实验前K1、K2、K3均已关闭.
装置内容 【实验1】制备气体 【实验2】测定气体含量
Ⅰ.打开K1,用注射器向盛有二氧化锰的A中注入过氧化氢溶液,直至液面浸没下端导管口 Ⅱ.在K1上方导管口收集气体 Ⅰ.A(容积350mL)中为用排空气法收集的CO2,B中装满澄清石灰水.用注射器向A中注入15mL 澄清石灰水(足量,完全吸收CO2),充分反应. Ⅱ.打开K2和K3
(1)检查装置气密性:保持 关闭,打开 ,向B中加水至液面浸没下端导管口,用手捂住A瓶外壁,说明装置的左侧气密性良好的现象是 ;用同样原理可以检查装置另一侧的气密性。
(2)实验1中,气体收集完毕后,在不拆卸装置的情况下,使A中未反应的过氧化氢溶液大部分转移到B中的操作是 .
(3)实验2中,打开K2和K3后所观察到的现象是 ,A中发生反应的化学方程式为 ;当B中液面不再变化时,测得B中减少了160mL水,则A中CO2的体积分数约为 %。
考点五:CO2的性质
CO2的物理性质:CO2是 的气体,密度比空气 , 溶于水(体积比为 )。
CO2的化学性质:①CO2 ,可用于灭火;②CO2 ,会使人窒息;③CO2 ,通入紫色石蕊溶液,溶液变红,对应化学方程式为 。④CO2与澄清石灰水反应: 。
【例题】
I.下图为某同学所做的实验及现象。
(1)实验1发生反应的化学方程式为 。
(2)实验2生成Ca(HCO3)2。实验3发生反应的化学方程式为___ _____,该实验说明CaCO3比Ca(HCO3)2热稳定性 (选填“强”或“弱”)。
II. 用图1装置进行实验,先后将溶液快速全部推入,测得一段时间内压强变化如图2所示。查阅资料:二氧化碳与氢氧化钠反应与氢氧化钙相似。
(1)先推入的溶液是____________________________________;
(2)bc段压强不变,原因是______________________________;
(3)cd段压强增大,用化学方程式解释 。
【变式训练】
利用pH传感器实时监测在酸碱中和反应过程中pH的变化情况,是化学实验的一大重要变革。它可将实验过程中某些因素(酸碱性、气压等)的变化以数据、图象的形式呈现出来,这种方法极大丰富了实验研究的方法,被称为“数字化实验”。某校化学研究小组同学利用数字化实验室。对初中化学常见的实验进行了探究活动,请回答:
(查阅资料:PH表示溶液酸碱性的强弱程度。PH>7溶液呈碱性,碱性越强PH值越大;PH<7溶液呈酸性,酸性越强PH值越小;PH=7溶液呈中性)
(1)探究二氧化碳与水的反应
I.图1中可观察到甲试管中现象 ,乙试管的作用是 。
Ⅱ.由图2坐标图中的曲线可知,烧杯内溶液的酸性逐渐变 (填“强”或“弱”),反应的化学方程式为 。
(2)探究蜡烛燃烧的产物
方案一:
方案二(数字化实验):
I.如图3所示,用注射器在蜡烛外焰部位抽气并振荡,可观察到 ,证明反应生成了二氧化碳。
Ⅱ.如图4所示,蜡烛在密闭容器内燃烧,同时监测容器内氧气、二氧化碳和水蒸气含量的变化,形成三条曲线如坐标图所示。曲线
(选填“a”、“b”、“c”)能够说明蜡烛燃
烧生成了二氧化碳和水。
(3)比较块状碳酸钙、碳酸钙粉末与稀盐酸反应的速度
I.图5中,乙试管中稀盐酸的浓度C%应为 。
Ⅱ.按图6所示进行实验,使瓶内发生反应的操作是 ,瓶内气压的变化如坐标图所示。对比分析坐标图中的点 (选填a~d)可知:两个锥形瓶内达到相同的压强时,碳酸钙粉末与稀盐酸反应所需时间更短。
考点六:CO的性质
CO2的物理性质:CO是 的气体,密度比空气 , 溶于水。
CO和CO2性质完全不同的原因是 ,金刚石和石墨的物理性质不同是因为 ,说明 决定了物质的性质。
收集CO只能用 法。
CO具有 性,收集时注意尾气处理,防止 ;CO还具有 性,写出CO还原CuO的化学方程式 。
【典型例题】
硫燃烧产生的二氧化硫气体会造成空气污染。为避免二氧化硫污染空气,某教师对教材中“硫在空气和氧气中燃烧”的实验进行了改进与创新,设计了如图甲所示的实验装置。
【实验原理】
①B装置中燃烧匙固定在带有a导管的单孔塞上,硬质玻璃管透光性好,不影响实验现象的观察;
②C装置的广口瓶中盛放氢氧化钠溶液可吸收二氧化硫气体,避免污染;
③打开D装置中的阀门,气体就会从左向右依次进入各装置。
【实验过程】
步骤一:将硫粉放在燃烧匙上,在空气中点燃后,迅速伸入硬质玻璃管内(如图B装置),打开阀门,观察硫在空气中燃烧的现象;
步骤二:将导管a伸入盛有氧气的集气瓶中(如图A装置),观察硫在氧气中燃烧的现象。
【交流讨论】
(1)硫在氧气中燃烧的现象 ,该反应的化学方程为 ;
(2)气流能从左向右作定向流动的原因是 。
【拓展应用】
小丽同学认为,运用该装置设计原理,还能进行其它有毒气体的实验,同样能达到避免污染的目的。于是设计了图乙实验装置,用以完成“C0还原氧化铜”实验。
(3)图乙D装置在实验中除了形成气体定向流动外,还有的用途是 ;
(4)实验时,小丽同学先打开止水夹和阀门,过一会儿再点燃酒精灯,她这样操作的目的是 。
【变式训练】
(2019黑龙江)新能源的开发和利用是人类社会可持续发展的重要课题。氢、氧燃料电池是一种新型能源,所用的氧气从空气中获得的方法是 。空气中的氧气按体积计算,大约是空气总体积的 。氢气可用天然气制取,这种方法制取的氢气中往往混有二氧化碳和一氧化碳,为了证明混合气体中H2、CO2、CO三种气体都存在,一化学实验小组设计以下实验。
【查阅资料】
无水硫酸铜是白色粉末,吸水后变蓝。
请回答下列问题。
(1)A装置的作用是 。
(2)C装置中的实验现象是 。
(3)E装置中盛放的试剂应该是 ,该装置中发生反应的化学方程式为 。
(4)证明氢气存在的实验现象是 。
(5)该装置存在一处缺陷,请改进 。
(5)另一小组同学利用上述实验装置(把其中的E装置换成装有碱石灰的干燥管),仿照上述实验过程,通过定量的方法确定一氧化碳存在,记录实验数据如下:
(注:反应生成的水蒸气被D装置完全吸收,不考虑其他水蒸气对实验结果的影响)
实验前C装置玻璃管内固体总质量/g m1
实验后C装置玻璃管内固体总质量/g m2
实验前D装置总质量/g n1
实验后D装置总质量/g n2
利用如表数据,计算出能证明CO存在的质量关系是 。(用m1、m2、n1、n2表示)
考点七:探究燃烧的条件
通常情况下, 与 发生的一种 、 剧烈的 反应叫燃烧。
燃烧的条件:① ;② ;③ 。
【典型例题】
请参与下列探究实验:
【实验探究】
步骤 实验操作 实验现象 结论或解释
(1) 用玻棒分别蘸取95%的酒精、蒸馏水置于火焰上。 酒精_______,蒸馏水_____。 结论:酒精是可燃物,水不是可燃物。
(2) 在铁片两端放大小相同的硬纸片、乒乓球碎片,在铁片中间加热。 乒乓球碎片先燃烧、硬纸片后燃烧。 结论:乒乓球碎片的________比硬纸片的低。
(3) 在右图中打开分液漏斗的旋塞。 ①溶液中产生气泡;②蜡烛火焰a_____填“先于”“后于”)b熄灭。 现象②的原因是:CO2不助燃;___________。
(4) 用大烧杯罩住高低两支点燃的蜡烛。 ①烧杯底部变黑;②蜡烛火焰d比c先熄灭。 CO2不助燃,蜡烛不完全燃烧;d 先熄灭的原因是:_______。
【拓展】堆积的面粉不容易点燃,即使少量点燃也只是小火燃烧;如果把面粉撒向空中遇火星可能会发生爆炸。“小火燃烧”和“发生爆炸”的原因分别是:_______________。
【变式训练】化学式一实验为基础的科学,实验室科学探究的重要手段。
(1)某化学兴趣小组的同学利用下图微型实验装置进行探究实验。
①写出一个双球管中可能反应的化学方程式。
②挤压右滴管并微热燃烧管,白磷燃烧而红磷不燃烧,由此可说明燃烧需要什么条件?
③相同质量的磷、铁、镁分别在氧气中完全燃烧,消耗氧气最多的是_____。
(2)实验室可利用下图实验装置制取纯净、干燥的CO,然后用CO还原CuO并检验气体产物。已知CO发生装置中的反应为:H2C2O4 H2O+CO2↑+CO↑
A装置中能观察到什么现象?
①写出B装置中反应的化学方程式。
②要达到实验目的,装置中导管接口从左到右的连接顺序为:一氧化碳发生装置接_________、_______接_______、_______接_______、______接_______。
③从环保角度考虑,还需对以上装置进行改进,请简述改进措施。
