中考化学探究性实验专题复习----定量探究.doc

中考化学探究性实验专题复习定量探究为了探究碳酸钠和石灰水是否恰好完全反应某化学兴趣小组将其产物进行过滤并对滤液进行如下探究提出问题所得滤液的溶质是什么作出猜想猜想溶质是猜想溶质是猜想溶质是你做出猜想的理由是实验过程实验操作实验现象实验结论取少量滤液于试管中滴加过量稀盐酸无气泡产生猜想不成立取少量滤液于试管中滴加溶液猜想成立反应的化学方程式是拓展反思操作中通入气体物质写化学式也可得到相同的结论定量研究称取烧碱固体样品样品中的杂质是碳酸钠配成溶液然后向溶液中加入稀盐酸产生二氧化碳的量如图所示试计算样品中氢氧化钠的质量分数写出计算过程第题图实验室中有一瓶长期使用的氢氧化钠固体样品某兴趣小组的同学对该样品的成分及含量进行探究发现问题该样品中含有哪些物质查阅资料在空气中不会转化成溶液呈中性是可溶性强碱在饱和的溶液中几乎不溶解提出猜想猜想猜想猜想和设计实验收集证据若现象是有气泡产生则溶液为则填猜想猜想或猜想不成立若溶液为溶液现象是有白色沉淀生成则产生该沉淀的化学方程式为取反应后的上层清液测定其当填或则证明猜想成立定量分析确定部分变质样品中的质量分数兴趣小组的同学用如图所示装置进行实验步骤如下按图连接好装置并检查气密性准确称取该样品放入烧瓶内打开活塞滴加的稀硫酸至过量关闭活塞反应结束后量筒内液体读数为已知室温条件下的密度约为第题图装置集气瓶内原有的空气对实验结果填有或没有影响饱和碳酸氢钠溶液如果用水代替则所测的体积填偏大偏小或不变理由是计算该固体样品中的质量分数写出计算过程计算结果保留一位小数实验反思有同学提出上述三种猜想并不全面请再提出一种合理猜想有些晶体按比例带有一定量的结晶水带有结晶水的晶体在一定温度下会脱去结晶水草酸晶体在常温下是一种无色透明晶体草酸晶体受热时分解的化学方程式为某化学兴趣小组的同学利用该信息以及所学的知识设计并开展实验测定草酸晶体中结晶水的质量分数图中固定装置已略去装置气密性良好装置中的试剂足量注射器量程足够第题图测量装置的质量排尽注射器中的空气连接装置取质量为的草酸晶体加热至完全分解将产物全部通入以上装置测量并记录装置增加的质量为装置增加的质量为装置读数为甲乙丙三位同学分别利用装置所得数据计算该草酸晶体中结晶水的质量分数请回答下列问题装置中盛放的液体是装置的作用是装置的作用之一是测量的体积乙同学对利用装置测量结果计算的可靠性进行反思与评价认为反应后装置中残留的气体会使自己的计算结果填偏小或偏大甲同学依据装置测量结果计算结晶水的质量分数为用代数式表示某兴趣小组先往甲乙试管中各加入的溶液再往甲试管中加入乙试管中滴入滴的溶液观察到甲试管中有蓝色沉淀生成乙试管中有浅绿色沉淀生成实验讨论得到的蓝色沉淀一定是氢氧化铜写出反应的化学方程式那么浅绿色沉淀是什么呢查阅资料溶液和溶液反应可生成碱式硫酸铜它是浅绿色固体受热会分解碱式硫酸铜有多种可能的组成如或它们的相对分子质量分别为气体能使酸性高锰酸钾溶液褪色实验探究该小组对碱式硫酸铜产生了兴趣想探究碱式硫酸铜受热分解的产物实验设计取少量碱式硫酸铜加入试管中并按以下流程进行实验第题图实验结束后试管中残留有黑色固体滴入稀硫酸黑色固体溶解溶液呈蓝色证明黑色固体是中无水变蓝色证明有水生成中证明生成中气体能使带火星的木条复燃证明生成实验反思当溶液和溶液反应时只要控制溶液的量一定溶液填过量或不足时就能生成浅绿色沉淀此实验利用的科学方法是填控制变量法或对比观察法碱式硫酸铜可表示为则还可表示为拓展延伸当反应物的量不同产物可能不同试另举一个例子为了确定所得浅绿色沉淀的组成再进行后续实验取碱式硫酸铜放入试管中加热充分反应后生成了水通过计算确定所得浅绿色沉淀的化学式为某研究性学习小组的同学用电解水的方法测定水的组成后提出问题测定水的组成还有其他的方法吗经过讨论后得到了肯定的答案邀请你一起对此展开探究第题图设计方案甲同学利用氢气还原氧化铜的原理和上图装置及药品进行实验操作规范装置中发生反应的化学方程式为洗气瓶中浓硫酸的作用为实验探究当玻璃管中固体由黑色变为红色时实验测得装置的玻璃管和其中固体的总质量在反应后减少了装置的干燥管和其中物质的总质量在反应后增加了用此数据算得水中元素的质量比为而由水的化学式算得元素的质量比为分析交流针对上述结果与理论值有偏差乙同学认为该装置存在缺陷此观点得到了大家的认同你对此改进的方法是假设生成的水完全被中碱石灰吸收装置内空气中的水蒸气忽略不计小组同学用改进后的装置重新实验得到了正确结果意外发现丙同学不小心将反应后的少量红色固体洒落到稀硫酸中了发现除了有红色固体以外溶液的颜色由无色变为蓝色提出问题铜与稀硫酸是不反应的这里溶液的颜色为什么会变蓝呢查阅资料被还原的过程中会有生成也能被还原成固体是红色的它与稀硫酸的反应为得出结论红色固体中含有分析交流红色固体中含有是否会影响水组成的测定结果填影响或不影响提出猜想针对红色固体的成分小组同学提出猜想是和猜想是拓展探究丁同学利用改进后的装置及药品重新实验通过测量反应前后固体质量的方法去确定哪种猜想成立他已称得玻璃管的质量反应前红色固体和玻璃管的总质量完全反应后你认为他还需要称量的质量教师点拨称取一定质量的红色固体与足量的稀硫酸充分反应后经过滤洗涤干燥后再称量红色固体的质量也可以确定哪种猜想成立定量分析小组同学再次实验他们开始称取质量为的红色固体与足量的稀硫酸完全反应后得到红色固体为假如红色固体都是请你计算出生成铜的质量利用进行计算写出计算过程然后通过与实际得到的固体进行比较判断猜想成立填或某研究小组欲检验草酸晶体样品分解产物并测定其质量分数假设杂质不参与反应草酸晶体的部分理化性质见表表草酸晶体的部分理化性质熔点沸点热稳定性与碱反应升华失去结晶水分解成与反应产生白色沉淀加热分解草酸晶体最适宜的装置是填字母序号第题图以下是验证热分解产物中含的装置第题图仪器和的名称分别是和证明存在的现象是证明存在的现象是中反应的化学方程式是装置的作用是气囊的作用是为测定样品中草酸晶体的质量分数设计如下两种方案称一定量样品用上图装置进行实验测得装置反应前后的质量差由此计算出的实验结果比实际值明显偏低排除仪器和操作的因素其原因可能有未完全反应称取草酸晶体样品配制溶液取溶液加适量的稀硫酸然后滴加溶液恰好反应完全已知则溶液显色溶液中的质量请计算样品中的质量分数写出计算过程针对训练答案作出猜想二者恰好完全反应实验过程有白色沉淀生成拓展反思定量研究解设反应消耗杂质碳酸钠的质量为氢氧化钠的质量分数为答样品中氢氧化钠的质量分数为解析作出猜想碳酸钠与氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和氢氧化钠如果恰好完全反应则溶质只有氢氧化钠若碳酸钠过量溶液中的溶质为氢氧化钠和碳酸钠若氢氧化钙过量溶液中的溶质为氢氧化钠和氢氧化钙实验过程稀盐酸能与碳酸钠反应产生气体所以往样品中加入过量的稀盐酸如果没有气泡产生说明溶液中不存在碳酸钠则猜想不成立氢氧化钙能与碳酸钠反应生成碳酸钙沉淀所以往样品中加入碳酸钠溶液如果有白色沉淀生成说明样品中有氢氧化钙猜想成立拓展反思氢氧化钙能与二氧化碳反应生成碳酸钙沉淀所以验证猜想成立除往样品中加入碳酸钠溶液外也可向样品中通入二氧化碳通过观察是否有白色沉淀生成判断溶液中是否存在氢氧化钙收集证据稀盐酸或稀硫酸猜想定量分析没有偏小会部分溶于水使收集的气体体积减小解设样品中的质量为的质量的质量分数为实验反思和解析收集证据因为产生气体只能考虑有所以是稀盐酸或者稀硫酸就排除猜想若加入氯化钡溶液就发生因为溶液中有溶液的定量分析容器中的气体不影响实验因为反应后集气瓶里面的气体不变外面的大气压一定若改用水会部分溶于水使收集的气体减少先求出的质量为将它代入化学方程式进行计算求出的质量为质量分数就是实验反思在空气中不能生成碳酸氢钠但它有吸水性可以变成溶液有可能含有碳酸氢钠浓硫酸吸收反应生成的二氧化碳反应生成的一氧化碳偏大解析结合实验目的根据草酸晶体受热分解生成水二氧化碳一氧化碳分析可利用浓硫酸吸收反应生成的水利用氢氧化钠溶液吸收反应生成的二氧化碳通过增加的质量确定反应生成水二氧化碳的质量然后利用反应中草酸晶体水或草酸晶体二氧化碳的质量比计算草酸晶体中结晶水的个数从而计算草酸晶体中结晶水的质量分数根据以上分析可知分别为浓硫酸氢氧化钠溶液中的一种如果是氢氧化钠溶液从导出的气体中可能含有从中带出的水分导致测量数值不准确可确定应先通过浓硫酸吸收反应生成的水所以中盛放浓硫酸中盛放氢氧化钠溶液的作用是吸收反应生成的二氧化碳装置既可测量反应生成的一氧化碳体积同时还能收集一氧化碳防止其逸散到空气中造成污染反应后装置中残留的气体会使装置增加的质量偏少即所测生成二氧化碳的质量偏小利用草酸晶体与二氧化碳的质量比列出比例式据此计算的值会偏大导致最终所测结晶水的质量分数偏大装置增加的质量为说明质量为的草酸晶体分解生成水的质量为利用反应中草酸晶体与水的质量比列出比例式解得则草酸晶体的化学式为则草酸晶体中结晶水的质量分数为化简得实验讨论实验设计酸性高锰酸钾溶液由紫色变为无色或酸性高锰酸钾溶液褪色实验反思不足控制变量法拓展延伸碳与氧气反应氧气足量时生成二氧化碳氧气不足时生成一氧化碳合理即可解析实验讨论硫酸铜与氢氧化钠反应生成氢氧化铜蓝色沉淀和硫酸钠实验设计中盛放的是酸性高锰酸钾溶液查阅资料可知二氧化硫气体能使酸性高锰酸钾溶液褪色故当气体通入后酸性高锰酸钾溶液由紫色变为无色证明生成实验反思从实验中可知向的硫酸铜溶液中加入氢氧化钠溶液时生成的是氢氧化铜加滴时生成的是碱式硫酸铜说明当氢氧化钠的量不足时生成的是碱式硫酸铜这个实验中只有加入的氢氧化钠的量不同这一个变量其他条件都相同属于控制变量法碱式硫酸铜的化学式可以写成氢氧化铜分子带硫酸铜分子的形式但分子中原子的个数不变故可写成个氢氧化铜分子带个硫酸铜分子的形式即拓展延伸举例要注意反应物的种类必须相同反应条件相同只是反应物的量不同生成物不同的反应如碳与氧气反应碱式硫酸铜在密闭的试管中加热生成了水根据质量守恒定律水中的氢元素都来自碱式硫酸铜则碱式硫酸铜中氢元素的质量为该物质中氢元素质量与物质的质量比为而中氢元素质量与物质的质量比为中氢元素质量与物质的质量比为中氢元素质量与物质的质量比为故该物质是设计方案吸收水蒸气或干燥氢气实验探究或分析交流在装置后再连接一个盛碱石灰的干燥管防止空气中水蒸气和进入装置分析交流不影响提出猜想拓展探究反应后红色固体和玻璃管定量分析解假设红色固体都是设生成铜的质量为由于因此红色固体中含有和解析实验探究电解水实验之所以能说明水的组成是根据化学反应前后元素种类不变得出的同理本题利用了氢气还原氧化铜生成水实验也可以说明水的组成中氢气还原氧化铜后氧化铜失去氧变成铜所以固体减少即氧元素质量为碱石灰吸收生成的水其质量增加了即表示生成的水质量为则其中氢元素质量为氢元素与氧元素质量比为化简得或根据水的化学式算出氢元素和氧元素质量比分析交流实验过程中装置与空气相通所以它除了吸收生成的水也吸收空气中的水和二氧化碳所以测的质量不准确为了排除空气的干扰可以在装置后再加一个相同装置分析交流无论红色固体中是否有我们测的质量减少的是被氢气还原生成的水中的氧所以对结果没有影响提出猜想猜想红色固体的成分可能是和的混合物也可能全部是但不可能全部是铜如果全部是铜铜不与稀硫酸反应所以不会看到溶液的颜色由无色变为蓝色拓展探究丁同学已称得玻璃管的质量以及反应前红色固体和玻璃管的总质量完全反应后他还需要称量反应后红色固体和玻璃管的总质量前后质量的差值即为被夺走的氧元素的质量烧杯酒精灯装置中澄清石灰水变浑浊装置中固体由黑色变成紫红色冷凝草酸或防止未反应的草酸进入装置生成草酸钙沉淀影响的测定收集等气体或防止污染空气部分草酸升华或部分草酸未分解紫红解法一设参加反应的草酸质量为草酸晶体的质量分数答略解法二设参加反应的草酸晶体质量为样品中的质量分数答略解析加热草酸晶体装置的选择从反应原理来看应选择固体加热型根据已有的经验很容易选其实所给三套装置都是固体加热型装置这时就需要仔细比较它们的异同中试管口向上倾斜了故错误再仔细比较的异同结合草酸晶体熔点较低很容易熔化的性质正确答案选证明存在的现象是中的澄清石灰水变浑浊证明存在的现象是中黑色粉末变成红色装置的作用是冷凝草酸或防止未反应的草酸进入装置生成草酸钙沉淀影响的测定气囊的作用是收集多余的防止污染空气关于草酸晶体质量分数的计算需要注意的是求草酸晶体的质量分数而不是草酸的质量分数它含有结晶水其次要注意原来的样品配成了溶液而实际反应的只有溶液即计算出的草酸晶体的质量应该再乘以