一节课搞定五大实验

一课时搞定五大实验

一、空气中氧气含量的测定实验

知识点

原理：利用可燃物燃烧消耗空气中的氧气（且只消耗空气中的氧气），导致装置中气体压强减小，从而通过装置中的液面的变化（或针筒中活塞的移动）测量装置中空气中氧气的体积，

进而达到测量空气中氧气含量的目的．

实验步骤（选用装置一）1.组装好实验仪器2.检验装置的气密性

3.在集气瓶内加少量的水，并做好记号

4.点燃燃烧匙中的红磷，立即伸入集气瓶中，并塞紧双孔塞5.待红磷熄灭，装置冷却后打开弹簧夹

6.记录集气瓶中液面变化的情况，计算空气中氧气的含量

误差分析

小于1/5：1.红磷不足；2.装置漏气；3.未冷却至室温就打开止水夹

大于1/5：1.燃烧匙伸入集气瓶速度过慢；2.整个实验过程中未使用止水夹、止水夹未夹紧

例1

（2004年无锡市第37题）某研究性学习小组设计了如图所示的装置，探究空气中氧气的体积分数，其中A是底面积为50cm3、高20cm的圆筒状玻璃容器(带密封盖)，上面标有以cm为单位的刻度．B是带刻度的敞口玻璃管(其他辅助装置略)。他们的操作过程如下：a．检查装置的气密性；

b．加入水并调整B的高度．使A中的液面至刻度15cm处；c．将过量的铜粉平铺在惰性电热板上。盖紧密封盖；

d．通电加热铜粉，待充分反应后．冷却到原来的状况，调整B的高度使容器A、B中的液面保持水平，记录液面刻度。(注：A容器内固态物质所占的体积忽略不计)

(1)在操作a中检查装置气密性的方法是____________________________。(2)在上述实验中，下列物质不能代替铜粉的是____________(填字母)。A．红磷

B．木炭

C．铁粉

(3)往操作d结束时，装置A中液面的刻度约为___________cm(填整数)。如果在操作d结束时，装置A

中液面刻度在11cm处．则实验结果比理论值_________(填“偏大”或“偏小”)。

(4)该小组中有同学提出，用木炭代替铜粉也能测定空气中氧气的体积分数．只要将水换成一种溶液，则该溶液是_____________，其原因是(用化学方程式表示)_____________________。

例2

（2007年鄂州市第四题18、19）某同学为测定空气里氧气的含量，设计了如图所示的实验装置。该同学在“金属梯”的每一步的凹处放置一颗用滤纸吸干水后的白磷，用放大镜会聚6V手电筒光于靠近水面的一步“金属梯”处的白磷上。请回答问题。

（1）一段时间后，可观察到的现象是______________________________。

（2）“金属梯”的每一步上都放置一小颗白磷与只靠近水面的一步“金属梯”处放一大颗白磷相比，优点是：__________________________________________。

例3

（2008年安徽第14题）某校研究性学习小组用图13装置进行镁条在空气中燃烧的实验，燃烧、冷却后打开止水夹，进入集气瓶中水的体积约占集气瓶容积的70％。

(1)右图中A仪器的名称是______，燃烧、冷却后打开止水夹，水能进入集气瓶中的原因是：__________________。

(2)如果镁条只和空气中的氧气反应，则进入集气瓶中水的体积最多不超过其容积的______％。现进入集气瓶中水的体积约为其容积的70％，根据空气的组成可推出减少的气体中有氮气。

【发现问题】氮气是怎么减少的呢?【假设一】氮气与镁条反应而减少。

【假设二】_________________________________________。

【查阅资料】镁条在氮气中能燃烧，产物为氮化镁(Mg3N2)固体。氮化镁中氮的化合价是_____。镁条还可以在二氧化碳气体中燃烧生成碳和氧化镁，该反应的类型是_______。(3)通过以上探究，你对燃烧的有关知识有了什么新的认识：

_________________________________________________________(写出一点即可)。

二、实验室制取氧气的原理及装置选择知识点

1．纯固体加热

适用于KClO3与MnO2，以及KMnO4

加热制取氧气

操作步骤及注意点

（1）先均匀预热再定点加热，且用酒精灯外焰加热；（2）试管口必须略向下倾斜；（3）导管只能略伸出单孔塞；（4）铁架夹在离管口三分之一处；

（5）若是对粉末状药品加热须在管口塞一小团棉花；

（6）仪器组装之后药品加入之前须进行装置的气密性检验。

2．固体和液体混合不加热适用于H2O2和MnO2

的反应

例1

通过化学学习，应该知道有多种途径可以制取氧气。如：A．电解水C．加热高锰酸钾E．

(1)相信你在E处还可以写出另一种制取氧气的方法；(2)若用右图装置加热高锰酸钾制取氧气：写出标号仪器的名称

①

②

；

B．分离空气D．分解过氧化氢

实验结束，停止加热时要先把导管移出水面，其理由是，此时发现水槽中的水变成了浅紫红色，你认为产生该现象的原因可能是

；

(3)若分解过氧化氢制取氧气，供选用的装置如下：

要得到平稳的氧气流，应选用的发生装置是填“甲”或“乙”）；

（选

若用丙装置干燥生成的氧气，丙中盛放的液体试剂是或“b”）端导入。

，气体应从（选填“a”

例2

研究性学习小组选择“H2O2生成O2的快慢与什么因素有关”的课题进行探究，以下是他们探

究的主要过程：【假

设】H2O2生成O2的快慢与催化剂种类有关

【实验方案】常温下，在两瓶同质量、同浓度的H2O2溶液中，分别加入相同质量的MnO2和水泥块，测量各生成一瓶（相同体积）O2所需的时间。【进行实验】右图是他们进行实验的装置图，气体发生装置中A仪器名称是

此实验中B处宜采用的气体收集方法是

，

。

【实验记录】

【结【反

论】该探究过程得出的结论是思】H2O 2在常温下分解缓慢，加入MnO2

。

或水泥块后反应明显加快，若要证明MnO2和

水泥块是该反应的催化剂，还需要增加实验来验证它们在化学反应前后的

，是否改变。

H 2O 2生成O2的快慢与哪些因素有关？请你帮助他们继续探究。（只要求提出一种影响H2O 2生成O 2的快慢的因素以及相关假设和实验方案）【假

设】

。。

【实验方案】

例3

化学兴趣小组利用课余时间自制氧气，有同学从家里拿来了洗脸盆并盛了半盆自来水，用罐头瓶（带玻璃片）装满水倒放入脸盆中准备收集气体，还有同学从化工试剂商店买来了高锰酸钾作原料。由于自带仪器不够用，又有同学准备从学校化学实验室借用一些仪器。问：

①还需借用的仪器有________铁架台、酒精灯、大试管、橡皮塞、导管_____________________________________；

②检验收集的气体是O2的方法是__________________________________。

三、电解水实验知识点1．实验装置

2．实验步骤

利用图示装置，接通电源，观察电极上和试管内发生的现象，然后对两试管中的气体进行检验．3．实验现象

通电后，电极上有气泡产生，通电一段时间后，两个试管内都汇集了一些气体，与电源正极相连的试管内的气体体积较小，与负极相连的试管内气体的体积较大，体积比约为1∶2．4．气体的检验

试管乙中的气体可以使带火星的木条复燃，说明与电源正极相连的试管内的生成的气体是氧气；试管甲中的气体能够燃烧，火焰呈淡蓝色（有时可能发出“啪啪”的爆鸣声），说明与电源负极相连的试管内生成的气体是氢气．5．实验的结论

水在通电的条件下，发生了分解反应，生成了氢气和氧气。说明水是由氢（H）、氧（O）两种元素组成的．6．注意事项电源为直流电源。

水中通常加入少量的氢氧化钠溶液或硫酸溶液，增强水的导电性7．误差分析

实际试验结果往往出现生成的氢气的体积与氧气的体积之比大于2∶1的情况．

原因：性质描述，氢气难溶于水，氧气不易溶于水，即相同条件下，氧气溶解性略大于氢气．

例1

1．如下图A是电解水的简易装置，B为电解水生成气体体积与时间的关系图。试回答下列问题。

若甲管生成气体A，乙管生成气体B

（1）试在图中标出电源的正负极a、b

（2）气体B可以用点燃的火柴检验，有什么现象？说明气体B有什么性质？（3）可用什么方法收集氢气和氧气，这是利用了它的什么性质？（4）0—3分钟，及3—6分钟，甲、乙两管内排除水的体积比各为多少？

例2

如下图，甲、乙两图都是电解水的简易装置。回答下列问题。

（1）装置甲比装置乙有一个明显的优点，这个优点是（2）装置乙比装置甲有一个明显的优点，这个优点是。

（3）在水中加入少量硫酸或氢氧化钠的目的是

。

（4）图中显示表明，实验是未开始，刚开始还是已进行一段时间了？（5）开始电解后，A管收集到

气，B管收集到

气体。

。

（6）在D处，将使用燃烧着的木条还是带火星的木条进行检验？

四、一氧化碳的还原性实验知识点

1．一氧化碳还原氧化铁原理：

装置：

现象：玻璃管内物质由红变黑，澄清石灰水变浑浊，尾气点燃产生蓝色火焰注意：

实验前：先通CO气体，在点燃酒精喷灯（防止爆炸）

实验后：先停止加热带装置冷却至室温后再停止通CO气体（防止铁被再次氧化、Ca(OH)2溶液的倒吸）

尾气处理：物理：气球；化学：点燃

CO的作用：

实验前：(防止加热时发生爆炸)排尽装置内的空气实验时：形成气流，将CO2带入澄清石灰水中实验后：防止玻璃管内部的Fe被再次氧化

2．一氧化碳还原氧化铜原理：

装置：

现象：玻璃管内物质由黑变红，澄清石灰水变浑浊，尾气点燃产生蓝色火焰

例1

（2012•武汉）某化学小组的同学利用混有少量CO2的CO气体还原氧化铁，并验证反应后的气体产物．实验室现有下图所示。实验装置（可重复使用）．按气体从左到右的方向，装置连节顺序正确的是（

）

A．甲→乙→丙→丁C．乙→甲→丙→甲→丁

B．甲→丙→乙→丁D．乙→甲→丙→乙→丁

例2

（2012•雅安）某实验小组模拟高炉炼铁的化学反应原理进行实验，其装置如图所示．

（1）A处发生反应的化学方程式是（2）B中发生反应的化学方程式是

C 处点燃酒精灯的目的是

．．

．

（3）实验结束后，小李看到红色固体全部变黑了，认为产物就是单质铁，但小王提出了质疑：还有可能生成其它物质．为了进一步验证其固体成分，小王查到下列资料：

①铁的氧化物有氧化铁、氧化亚铁、四氧化三铁（该化合物中铁有+2、+3两种化合价），其中氧化铁为红棕色，其余都为黑色；并且只有四氧化三铁能被磁铁吸引．②铁的氧化物（四氧化三铁除外）都能与酸发生反应而溶解．

根据上述信息，小王又设计了两个实验．【实验1】

将黑色固体研磨后，取少量加入足量未变黄色，据此得出的结论是【实验2】

再用磁铁吸引余下黑色固体，实验后即可对黑色固体成分进行判断

．

．

例3

（2011•重庆）2011年是国际化学年（IYC2011），其宗旨是“增进公众对化学重要性的认识，鼓励青年人热爱化学，学习和研究化学”．某校化学兴趣小组的同学，对课本中一氧化碳还原氧化铁实验作了绿色化改进后制取单质铁（K1，K2是活塞）：

（1）关闭K1、开启K2，可以验证CO还原Fe2O3的产物．①这是关于气体的实验，实验前必须对装置进行（②CO还原Fe2O3的化学方程式为③在e处点燃气体的目的是

（

（

））

）

（2）关闭K2，开启K1，可以将d口出来的气体再从a通入装置而循环使用．①c瓶中应装（填序号）．

A．澄清石灰水B．水C．石蕊溶液D．浓硫酸

②反应完后（假设b瓶中NaOH全部转化为纯碱），要从b瓶中溶液得到纯碱固体，必要的实验操作为转移、（结晶．

③该实验这样改进的主要优点是（

）．

）

五、二氧化碳的制备实验知识点

1．工业制法：高温煅烧石灰石CaCO3══CaO＋CO2↑

2．实验室制法：

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原料：大理石/石灰石、稀HCl

原理：CaCO3＋2HCl══CaCl 2＋H2O＋CO2↑

装置：

注意：

⑴不能用Na2CO 3代替大理石/石灰石（反应速率过快）Na 2CO 3＋2HCl══2NaCl＋H2O＋CO2

⑵不能用稀H2SO 4代替稀HCl（生成CaSO4微溶，影响反应进行）CaCO 3＋H2SO 4══CaSO4＋H2O ＋CO2

⑶不能用浓HCl代替稀HCl（浓HCl挥发影响气体纯度）

例1

（学科内综合题）下列是实验室常用的仪器：

请回答下列问题：⑴图中仪器①的名称是

，仪器④的名称是

。。(填编号)。

⑵实验室用石灰石和盐酸制取二氧化碳的文字表达式：⑶选用上图所示的仪器组装一套制取二氧化碳的发生装置

⑷下图为某同学设计并进行的有关CO2性质的探究实验过程简图。请回答：

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①该实验的实验目的是②该实验得到的结论是

；

。

例1

（学科间渗透题）某研究性学习小组的同学欲利用下列装置（如图2-3-13所示）探究绿色植物呼吸作用过程中是否有二氧化碳气体产生，设计的探究实验过程如下：

⑴假设：绿色植物在呼吸作用过程中有二氧化碳产生。

⑵设计方案：使绿色植物在避光的黑暗处发生呼吸作用，检验呼吸过程中产生的气体。⑶查阅资料：

①绿色植物光合作用过程：二氧化碳+水→有机物+氧气（条件：光、叶绿体）②绿色植物呼吸作用过程：有机物+氧气→二氧化碳+水（条件：酶存在）⑷实验：

⑸结论与讨论：

①能表示这个探究实验获得成功的两个主要现象是___________________和_________________。②如果该小组探究的结论不正确，原因是多方面的。请从实验条件控制上找可能的两个原因。一是________________________；二是_______________________。例2

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实验室用来制备和收集气体的部分装置如图所示：

⑴①用高锰酸钾制备氧气，选用的发生装置为②选用该装置的理由是

③使用该装置的注意事项之一是

④使用该装置还可完成的另一个实验的名称是

（填序号）

。。

。

⑵①石灰石和稀盐酸反应制CO

2

气体，选用的收集装置为②能用该装置收集的气体必须具备的物理性质是

（填序号）

；

③要证明集气瓶内已经集满二氧化碳气体，应该进行的操作和观察到的现象是

；

④假若二氧化碳气体始终不能收集满，除装置漏气外，还可能的一种原因是

；

⑶请设计一个实验，证明在相同温度和压强下，二氧化碳气体的密度比空气的密度大，然后填写下列实验报告。

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