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《实验探究(一)》
考点分析
考点一：实验室制取气体
例1 下图所示为实验室中常见气体制备、净化、干燥、收集和进行实验探究的部分仪器（组装实验装置时，可重复选择仪器），化学小组的同学利用其进行下列化学实验。
请根据题目要求，回答下列问题：
（1）以石灰石和稀盐酸为原料，在实验室中制备并收集一瓶干燥且不含HCl的二氧化碳气体，按照要求设计实验装置，连接仪器，检查装置的气密性，进行实验。（提示：盐酸中挥发出的少量HCl气体可用饱和碳酸氢钠溶液吸收）
①所选仪器的连接顺序为_______（从左到右填写仪器序号字母）。
②上述方法制取二氧化碳的化学方程式为_______。
③向一个收集满二氧化碳气体的集气瓶中，同时放入一张干燥的蓝色石蕊试纸和一张湿润的蓝色石蕊试纸，观察到干燥的试纸不变色，而湿润的试纸变红。请叙述出现上述两种不同现象的原因：_______。
（2）化学小组的同学用一氧化碳气体（含少量水蒸气），测定某氧化铁样品（杂质为铁粉）中Fe2O3的质量分数，设计了实验方案，所选仪器按“CO（含少量水蒸气）→C→A→D1→D2”的顺序连接（D1、D2为氢氧化钠洗气瓶），检查装置的气密性，然后进行实验。（假设发生的化学反应都充分反应）
①该装置中，洗气瓶C作用为_______。
②进行实验时，检查完装置的气密性，在仪器A硬质玻璃管中放入12g该氧化铁样品后，进行以下操作，其中应该先进行的是_______（填选项序号之一）。
a.用酒精灯加热 b.通入一氧化碳气体（含少量水蒸气）
③反应充分进行后冷却，测得此时洗气瓶C增重1.8g，洗气瓶D1增重6.6g，则12g该氧化铁样品中Fe2O3的质量分数为_______（计算结果精确至0.1%），该氧化铁样品中铁元素与氧元素的质量比为_______（填最简整数比）。
④从环保角度考虑，该套实验装置还存在明显的不足之处，你的具体改进建议是_______。
【解题技巧】解答此类试题，要熟记常见仪器的名称以及氧气、二氧化碳、氢气等常见气体的实验室制法、发生装置、收集装置选取的依据，然后结合实验和问题情境认真、细致地分析题意和实验装置图，并根据反应物的状态和反应条件选择气体发生装置，再结合气体的溶解性、密度及其是否与水反应选择收集装置，最后根据常见气体的检验、干燥与净化方法解答相关问题。
【答案】（1）① BECF ②CaCO3+2HCl=CaCl2+CO2↑+H2O ③二氧化碳与湿润的蓝色石蕊试纸中的水发生化学反应生成碳酸，碳酸使蓝色石蕊试纸变红（答案合理即可） （2）①干燥CO气体（或除去CO气体中的水分；吸收水分，干燥气体等，答案合理即可） ②b ③66.7% 4∶1 ④在装置的末端加一个燃着的酒精灯（答案合理即可）
【知识归纳】1.实验室制取气体的一般思路
2.发生装置的选择
装置类型 固固加热型 固液常温型
发生装置
3.收集装置的选择
收集方法 排水法 排空气法
向上排空气法 向下排空气法
收集装置
4.气体的净化和干燥
（1）原则：收集气体时，先净化后干燥；净化气体时，先除杂后干燥。
（2）常见气体的净化
吸收试剂 净化装置 可吸收的气体杂质
水 NH3等
NaOH溶液 CO2、HCl、SO2等
饱和NaHCO3 HCl等
碱石灰（NaOH和CaO） CO2、HCl、H2O（气）
灼热的氧化铜 H2、CO
灼热的铜（网） O2
考点二：源于教材实验探究
例2 某校化学兴趣小组的同学在老师的指导下进行了“水的组成及变化的探究”实验。
【提出问题】水是由哪些元素组成的？
【设计并进行实验】
（1）实验1（燃烧法）：在带尖嘴的导管口点燃纯净的氢气，观察到火焰呈_______色。然后在火焰上方罩一个冷而干燥的小烧杯，过一会儿，观察到烧杯壁有_______且烧杯外壁发热。反应的化学方程式为_______。
（2）实验2（电解法）：按图进行电解水实验。在两试管内产生的气体中，a为_______，b为_______。
【实验结论】
（3）由上述两个实验都能得到的实验结论是_______。
【拓展提升】
（4）下列有关说法正确的是_______。
A.点燃纯净的氢气会发生爆炸 B.含氧的化合物是氧化物
C.冰块与水混合得到混合物 D.电解水的反应属于分解反应
（5）若电解水产生了mg氢气，则同时产生了_______g（用含m的代数式表示）氧气。
（6）水是一切生命体生存所必需的物质，我们必须爱护水资源，一方面要_______，另一方面要防治水体污染。请提出条预防和治理水体污染的措施_______。
【解题技巧】本题主要考查了物质的性质、分类以及电解水实验，解答时要根据所学知识，结合各方面条件进行分析、判断，从而得出正确的结论。
【答案】（1）淡蓝 水雾出现（合理即可） 2H2+O22H2O （2）氢气（或H2） 氧气（或O2） （3）水是由氢元素和氧元素组成的 （4）D （5）8m （6）节约用水 工业废水处理达标后排放（或合理使用化肥和农药或生活污水集中处理达标后排放等）（合理即可）
【知识归纳】一些来源于教材中的较典型的“活动与探究”和重要实验已成为中考化学命题素材的热点内容之一。这类试题不仅能很好地考查学生的综合实验和科学探究的能力，而且还能有效地培养学生的科学精神和科学方法，提高学生的综合素质，具有很强的选拔功能。
考点三：创新实验探究
例3 小红同学借助U形管对蜡烛燃烧产物进行创新实验探究，实验装置图(夹持装置略去)如下。
实验操作步骤是：
①准备一个干燥的18mm×180mm的U形管备用；
②点燃固定在桌面的蜡烛，将U形管的一端罩在蜡烛火焰的中上部，观察U形管内壁的实验现象；
③蜡烛燃烧10秒后，将U形管快速倒过来，立即向U形管中注入少量的澄清石灰水，振荡，观察实验现象。
请分析，回答下列问题：
(1)步骤②中，可以观察到U形管内壁的实验现象是_______。
(2)步骤③观察到澄清石灰水变浑浊，其发生反应的化学方程式为_______。
(3)上述实验现象进一步表明，蜡烛中一定含有_______、_______两种元素（填元素符号)。
(4)小红同学用U形管代替小烧杯做实验，你认为这样做的优点有_______(填选项)。
A.便于实验操作 B.实验现象明显 C.产物浓度较低
【解题技巧】解答这类试题的关键：一是明确实验目的与要求；二是将学过的实验知识、方法和实验技能迁移至新的实验上，并结合新实验的实际情况来分析解答。
【答案】(1)出现水雾 (2)CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O (3)C H (4)AB
【知识归纳】近年来在全国各省、市的中考化学命题中，都十分注重创新实验题的设计，这些实验题通常会跳出教材原有实验的限制，或是对教材实验的拓展或延伸，或是全新的探究实验。这类试题很好地考查了学生的基本实验技能、创新能力和创造精神。
【备考训练】
1.某兴趣小组利用注射器进行如下图所示探究。请回答相关问题。
（1）图甲：注射器完好，手能推动活塞，这是因为分子_______。
（2）图乙：仪器a的名称是_______。用手向左推动注射器活塞，若观察到_______，则装置的气密性良好。
（3）图丙：实验室制备CO2时，注射器中所装的试剂为_______，反应后无块状固体剩余，取反应后的溶液，滴加Na2CO3溶液，若观察到_______，说明反应物刚好完全反应。
2.FeCl3是饮用水，工业用水、城市污水及游泳池循环水处理的高效廉价絮凝剂，也是中学实验室中常见的试剂。某实验小组设计如图1所示装置制备FeCl3固体。A中产生Cl2，B中为饱和食盐水，C、D中均为浓硫酸，E中为溶液。
已知：①Cl2为黄绿色有刺激性气味的有毒气体，可与碱性物质反应。
②FeCl3固体熔点306℃，沸点316℃，易升华且易与水发生反应。
请仔细阅读题中所给信息并回答下列问题：
（1）仪器组装完毕后，_______，装入药品，先点燃_______（填“A”或“F”）处酒精灯。
（2）仪器H的名称为_______，所盛装的试剂为_______，其作用是_______。
（3）若将F、G替换为图2装置，缺陷是_______。
（4）FeCl3溶液显酸性，使用pH试纸测定pH的操作为_______。
（5）已知FeCl3与明矾的作用类似，也可做净水剂，利用FeCl3溶于水后生成的胶状物对杂质的_______，使杂质沉降来达到净水的目的。
（6）设计虚线框内D、E装置的目的是_______。
3.化学兴趣小组课外实验时，取出镁条，发现久置的镁条有一层灰黑色的“外衣”他们把该镁条放入试管中，倒入一定浓度的盐酸，观察到有气泡产生，试管壁发烫。同学们对此气体成分产生了兴趣。
【提出问题】产生的气体是什么？
【查阅资料】（1）灰黑色“外衣”中含有MgCO3
（2）无水CuSO4遇水由白色变为蓝色
【猜想假设】猜想一：H2、CO2
猜想二：H2、CO2和水蒸气
猜想三：H2、CO2、水蒸气和HCl气体
（1）猜想三中有HCl气体的理由是_______。
【设计实验】为检测产生的气体成分，同学们设计如图所示装置进行实验（部分固定装置略去）
（2）B装置中出现白色沉淀，证明产生的气体中含有_______，写出有关的化学方程式_______。
（3）C装置的作用是_______。
（4）甲同学观察到E装置中无水CuSO4由白色变为蓝色，于是得出结论：产生的气体中一定含有H2。乙同学对此提出质疑，理由是_______。
（5）若颠倒B装置和C装置的安装顺序，_______（填“能”或“不能”）达到实验目的，原因是_______。
【反思与评价】
（6）从安全角度考虑，你认为实验时应注意_______。
4.我国劳动人民早在五千年前就会使用木炭炼铜，在化学实验室里模拟炼铜，既可用传统的实验装置(见图甲)、又能用改进的微型实验装置(见图乙)，化学兴趣小组采用图乙装置开展以下探究活动：
图甲 图乙
【提出问题】木炭与CuO反应所得红色固体中含有什么物质？
【查阅资料】(1)木炭与CuO反应的化学方程式是：_______，若该反应进行的不彻底，产物中还有氧化亚铜(Cu2O)。
(2) Cu2O是红色固体，能与稀硫酸反应；Cu2O＋H2SO4=Cu＋CuSO4＋H2O
【作出猜想】红色固体的成分：
①全部是Cu；
②全部是_______；
③是Cu和Cu2O的混合物。
【实验探究】(1)取木炭、CuO两种黑色粉末适量，再加少许CaCl2(能降低反应温度，加快反应速率)均匀混合，然后将黑色粉末装入长柄V形玻璃管的直管内。
(2)按图乙连好实验装置，然后加热反应物；2分钟后，黑色粉末变红，同时澄清石灰水变浑浊，(写出澄清石灰水变浑浊的化学方程式_______)此时停止加热。
(3)待玻璃管冷却后，提取里面的红色固体，进行如下的验证：
步骤 现象 结论
①取1.44 g红色固体装入试管，滴入足量的稀硫酸，充分反应 红色固体部分减少，溶液变为_______色 猜想_______错误
②滤出试管中残留的红色固体，洗涤干燥，称其质量为1.04 g 猜想_______正确
【评价反思】使用图乙装置与使用图甲装置相比，其优点是_______(写出1条即可)。
参考答案
1.（1）之间有间隔 （2）长颈漏斗 长颈漏斗内液面上升 （3）稀盐酸 一开始就产生沉淀
2.（1）检查装置气密性 A （2）U型管 熟石灰（答案合理即可） 吸收氯气 （3）氯气会扩散到空气中污染环境 （4）用洁净干燥的玻璃棒蘸取溶液，滴在pH试纸上，把变色的pH试纸与标准比色卡对照，读出对应的数值即可 （5）吸附性 （6）防止过多的氯气进入F装置
3.（1）盐酸易挥发 （2）HCl(或氯化氢) HCl+AgNO3=HNO3+AgCl↓ （3）检验并除尽CO2 （4）气体通过C装置会带出水蒸气，也会使无水硫酸铜由白色变为蓝色，干扰对氢气的检验 （5）不能 混合气体中的HCl、CO2均会被氢氧化钙吸收，因此无法判断混合气体中是否含有HCl （6）实验开始前，先通一段时间氮气，再将产生的气体通入该装置，防止发生爆炸
4.【查阅资料】C＋2CuO2Cu＋CO2↑　
【作出猜想】Cu2O
【实验探究】(2)CO2＋Ca(OH)2=CaCO3↓＋H2O (3)蓝　①　③　
【评价反思】节约药品(合理即可)

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