北京名师精品专题类2017年中考化学3月提升训之备课笔记-轻松拆解实验原理分析

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北京名师精品专题类2017年中考化学3月提升训之备课笔记-轻松拆解实验原理分析

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炎炎夏日,从冰箱里拿出一罐可乐,拉开拉环,听它“滋滋”的响声,喝上一口,打个饱嗝,是夏日里最美的一件事情。此处涉及一个问题,压强变化,压强变化在中考题【实验原理分析】题目中也是一个老常客。
【实验原理分析】属于中考的必考题型,此题出现在试卷结构的第35题,每空1分,共约5-6分。
1、涉及考点:(1)实验操作:如检查装置的气密性,如何使容器A
的液体进入容器B等
(2)
实验现象的描述:
如颜色、状态的变化,气体和沉淀的生成,固体的溶解,以及光和热的变化等等。
(3)实验现象的解释
2、专题教学策略:实验原理分析题涉及的内容众多,涵盖了氧气与二氧化碳气体的制备原理以及性质的分析、燃烧与灭火条件的分析、金属活动性与防腐蚀分析、酸碱盐的性质分析以及一些陌生物质的实验原理分析等等。题目属于中档偏难题,需要学生多加练习巩固,才能熟能生巧。
3、解题注意事项
实验原理分析题难点在于反应中可能会出现的过量问题导致的物质种类的可能性的判断和引起的其他反应,以及由此产生的气压变化。解决这类题的办法就是化学实验为载体,对比分析每个装置变化前后的气压变化,在对实验原理理解的基础上,理出解题思路,在解题过程中要特别注意实验现象的变化,通常用对比的方法和控制变量的方法来解决问题。解题的关键是理清思路,找出正确有用数据和现象,认真做好语言描述和分析。
燃烧条件的验证
燃烧的条件:可燃物、与氧气(或空气)接触、可燃物的温度达到着火点
题目中考察这个知识一般按照控制变量法验证‘空气’或“温度”对于实验的影响。
2、空气中氧气含量的测定
课本实验原理解析:密闭容器内可燃物燃烧消耗氧气,水倒流入集气瓶,流入水的体积与耗氧的体积相等,计算氧气的体积分数。
3、验证
CO2
与NaOH
的化学反应
2NaOH
+
CO2
=
Na2CO3
+
H2O
此知识点在题目中的考察涉及压强变化,生成物的检测,以及验证CO2
与N
a
OH
能否发生化学反应等。
4、铁生锈的实验验证
铁生锈的条件:与氧气和水同时接触。
实验题中铁粉经常做双吸剂,验证氧气消耗的问题。
【类型一】“常见基础装置”的实验原理分析
例1(15东城一模)(5分)某化学兴趣小组用下图所示装置进行实验(装置的气密性良好)。
(1)如图1所示,让瓶内充满二氧化碳气体,先向广口瓶中加入A的溶液,振荡广口瓶,气球膨胀;再向广口瓶中滴加B中的溶液,振荡广口瓶,气球又缩小,如此重复操作,气球可以反复膨胀和缩小。则:
①分液漏斗A中可能是_____溶液,
反应的化学方程式是

②分液漏斗B中可能是_____溶液。
(2)如图2所示,将滴管甲中的液体挤出,气球明显鼓起,一段时间后恢复原状;再将滴管乙中的液体挤出,气球有明显鼓起且不恢复原状。则滴管甲、乙和烧杯①、②中的物质可能是
(填字母序号)。
A.甲:浓硫酸,①:水;乙:稀硫酸,②:碳酸钠
B.甲:水,①:氯化钠;乙:稀盐酸,②:铁
C.甲:水,①:氢氧化钠;乙:稀硫酸,②:锌
D.甲:水,①:生石灰;乙:稀盐酸,②:氢氧化钠
解题思路:装置中的用来表征压强的变化,两种思路解题。
1)气球置于容器内部,密闭容器内压强变大,则气球瘪。压强变小,则气球涨。
2)气球置于容器外部,密闭容器内压强变小,则气球瘪。压强变大,则气球涨。
此题需要总结的改变气压变化的因素:
1)气体总量的改变:此题中生成气体的反应有:活泼金属+酸
碳酸盐+酸
双氧水+MnO2。
消耗气体的反应有:CO2
与N
a
OH
的化学反应
2)温度变化影响压强:
升高温度:
中和反应放热、CaO
和H2O反应放热等
N
a
OH
固体溶解放热
浓H2SO4
稀释放热
(此处需要注意浓硫酸和其他溶液混合等同于稀释,会放出热量。)
降低温度:硝酸铵溶解吸热、干冰的升华、化学反应吸收热量等
3)其他因素:气体所处体积的改变
答案:(1)①NaOH
CO2 +2NaOH==
Na2CO3+
H2O
②HCl
(2)AC
例2(15西城一模)(4分)下图所示装置有多种用途,利用其进行相关实验。
检查装置气密性:关闭止水夹,从a处通入空气,观察到________________________,说明装置气密性良好。
除杂:打开止水夹,从a处缓慢通入O2和CO2的混合气,瓶中液体无明显变化,在c处得到较纯的O2。瓶中盛放的试剂是____________。
获得稳定气流:打开止水夹,从a处通入不稳定的氧气流,在c处获得较为稳定的气流,此时观察到的现象是_____________________________。
防止爆炸:气囊中有遇明火能爆炸的H2和O2混合气。将气囊与a处相连,在c处连接尖嘴管,打开止水夹,通入混合气,在尖嘴处点燃气体,没有爆炸,原因是:①集气瓶中的水能降温和阻断燃烧;②_______________________________。
解题思路:
此装置中试剂瓶内的“长玻璃管”和“短玻璃管”的组合是一种典型的设计,此处需要
总结两管的功能,简单概括为【长管走液,短管走气】。
2)b
处玻璃管连通了外界大气与试剂瓶,一般的作用为平衡气压
3)此题中涉及一个固定的考点:装置气密性的检查。分析这个问题时需要提醒学生,气密
性的检查首先设置一个密闭环境,所以装置中有止水夹时,书写步骤首先应该关闭止水
夹,然后观察气泡或者液面的相对高度等表征气密性良好。
答案:(1)b管中的页面升高到一定高度后保持不变
(2)NaOH溶液
(3)b管中的液面上下移动
(4)b管能调节装置内的压强
【类型二】“陌生或者复杂装置”的实验原理分析
例1、(2016顺义区一模)(5分)
甲、乙两个实验小组利用下图装置(夹持装置已略去),做了一个兴趣实验,证明了二氧化碳与氢氧化钠的反应产物中有碳酸钠生成。他们的实验步骤如下:
①在玻璃管中加入一定量碳酸钙,关闭K1、K3,打开K4,从分液漏斗放入稀盐酸并收集二氧化碳
②打开K1
,使玻璃管中的液体流入烧杯,并用清水冲洗
③关闭K1,从分液漏斗向玻璃管中加入氢氧化钠溶液
④使二氧化碳与氢氧化钠充分反应
⑤关闭K3,打开K4,从分液漏斗放入稀盐酸
⑥打开K1
,使玻璃管中的液体流入烧杯
回答下列问题:
(1)步骤①中发生反应的化学方程式为__________。
(2)步骤④
的具体操作是________。
(3)整个过程中注射器的作用是__________。
(4)在步骤⑥中,甲乙两组观察到了不同的现象。甲组发现烧杯中液体变浑浊;乙组发现烧杯中产生了大量气泡。两组产生不同现象的原因是________。
解题思路:
1)此类装置的特点是开关设置复杂,做题时需要认真阅读开关具体的闭合状态,并认真标记装置中药品的盛放。做题时需要按照仪器的设置~~~药品~~~化学变化~~~压强改变~~~气液的流动方向~~~化学变化的思路进行完整的分析并规范表达。
2)此题出现一个固定的考察点“注射器”,注射器的作用大致分为几个情况:
a
收集容纳液体,通过液体的体积表征气体的体积。
b
通过活塞的推动改变密闭容器内的压强大小
c
向容器内注入一定量的液体。
答案:(5分)
(1)CaCO3+2HCl
=
CaCl
2+CO2↑+H2O
(2)关闭K3,打开K4,推动注射器活塞使液体进入集气瓶,并将二氧化碳压入玻璃管内
(3)容纳集气瓶内液体,排除气体
(4)步骤①中所加盐酸的量不同(1分),甲组同学所用盐酸适量,而乙组同学所用盐酸过量(1分)
【那些年我们遇到的奇怪的仪器,肖肖的补充】
名称:奇葩的量气装置
产地:曾在16年平谷一模出没
优势:保证容器内气压与大气压一致。
使用方法:上下移动乙管,使甲乙液面水平,然后读数
名称:干燥管
产地:曾在16年通州二模出没
用途:盛放固体的干燥剂,一般盛放碱石灰。若该装置出现在几个装置之间,一般做干燥气体用,但不可干燥CO2
。若出现在整套装置的最后部分,则其用途是防止空气中的一些气体进入,影响数据分析。
名称:带孔玻璃球泡
产地:曾在16年门头沟一模出没
用途:使气体和溶液充分接触
(16东城一模)(4分)课外小组同学利用图A、图B所示装置验证碳酸钠的性质。
(1)利用图A装置进行如下实验
步骤一:向三口瓶内的碳酸钠溶液中滴加酚酞,溶液显红色。
步骤二:将注射器1的针头向瓶内推进,使针头下端进入瓶内液面下,向外拉注射器,此时注射器1中反应的化学方程式为
,看到明显现象后,将针头向上拉至图示所示位置。
步骤三:验证碳酸钠是碳酸盐,应该进行的实验操作是
,看到的实验现象是

利用图B装置进行实验。将二氧化碳持续通入饱和碳酸钠溶液中,发生反应为:Na2CO3
+
CO2
+
H2O
=
2NaHCO3↓,产生浑浊的原因是除反应消耗水使溶剂量减少外,还有的其它原因是
(请依据下表信息回答)。
物质
20℃时溶解度/g
相对分子质量
Na2CO3
21.5
106
NaHCO3
9.6
84
解题思路:
此题中三口烧瓶的装置设计,需要注意以下几点问题:试剂的加入顺序;反应后的溶质成分的判断
此题考查固定的知识“碳酸钠的性质”。涉及这个考点可能出现的一些固定知识联想:碳酸钠的生成,溶液的酸碱性。碳酸钠与酸和碱的化学反应等。
答案:4分)
(1)步骤2:Na2CO3
+
Ca(OH)2
=
CaCO3↓
+
2NaOH
步骤3:将注射器2中稀硫酸推入瓶中
瓶中产生气泡,烧杯中澄清石灰水变浑浊
(2)20℃时,碳酸氢钠的溶解度小于碳酸钠;生成碳酸氢钠的质量大于参加反应的碳酸钠的质量
1.(16海淀一模)(4分)为了研究反应中压强的变化情况,利用下图进行实验。
(1)检查装置气密性:打开a,关闭b,在A中加入水,
,则装置的气密性良好。用同样原理可以检查装置另一侧的气密性。
(2)在A、B中分别加入澄清石灰水,在集气瓶内放入一定量的大理石,将a、b都打开,用注射器加入足量稀盐酸直至液面浸没下端管口,保持注射器活塞不动。此时,可观察到的现象是

(3)关闭b,集气瓶中持续产生气体,A中的现象是
。判断A中是否发生化学反应
(若没有反应,写出理由;若发生反应,写出化学方程式)。
2.(2016西城区一模)36.(4分)
同学们用下图所示装置进行实验,验证CO2与NaOH、Ca(OH)2都能发生反应。
分别向甲、乙两个瓶中注入少量、等体积的两种溶液,观察实验现象。
(1)甲中反应的化学方程式是
。说明CO2能与Ca(OH)2反应的实验现象是

(2)下列实验现象中,一定能说明“CO2与NaOH发生了化学反应”的是
(填序号)。
a.U型管中红墨水左低右高
b.U型管中红墨水左高右低
c.U型管中红墨水液面没有发生改变
3(5分)化学小组同学利用下图装置进行相关实验。
(1)若甲中放入块状大理石,乙中放入澄清石灰水,打开b,
将分液漏斗中过量的盐酸注入,关闭a,此时乙中反应
的化学方程式是
,一段时间后,关闭b,观察到
乙中液体变澄清,产生此现象的原因是

(2)若甲中放入氢氧化钠固体,乙中放入水,关闭b,将分液
漏斗中的盐酸注入,关闭a。观察到甲中导管内液面上升至
一定高度,一段时间后液面下降且最终高于烧瓶中的液面。
甲中反应的化学方程式是
。同学们解释“甲中导管内液面上升”
的原因有氢氧化钠与盐酸反应放出热量、

等。
4、(2016门头沟区一模)36.(4分)
利用下图装置验证二氧化碳的部分性质,进行如下实验(甲、乙试剂瓶的体积均为250mL)。
实验一:若乙中盛有用紫色石蕊溶液染成的干燥的纸花,关闭K1,打开K2,通入潮湿的CO2气体,紫色纸花不变色,则甲中所盛试剂可能是
。关闭K2,打开K1,通入潮湿的CO2气体,紫色纸花变红,用化学方程式解释纸花变红的原因

实验二:若甲中盛有100mLNaOH溶液,乙中盛有100mLCa(OH)2溶液。验证二氧化碳与氢氧化钠发生了反应。
资料:通常状况下,1体积的水约能溶解1体积二氧化碳。
①甲中发生反应的化学方程式为

②你设计的实验方案是

分析实验装置→
总结化学变化→
整理实验现象
【验证燃烧条件】
1、(2016西城区二模)36.(5分)兴趣小组用下列装置研究两个问题。
(1)研究燃烧条件
【资料】白磷的着火点为40℃
步骤1:在乙、丙中分别放一小块白磷,再分别放入80℃和20℃的水至没过长导管
口下端,观察到乙、丙中白磷均不燃烧。
步骤2:将装置按照a→b→c→d连接后,关闭K2,打开K1,将A中的液体滴入B中,观察到乙、丙中白磷均不燃烧。
步骤3:立即……,观察到乙中白磷燃烧。
步骤1:丙中白磷不燃烧的原因是_____。
步骤3:使乙中白磷燃烧的操作是_____。
(2)研究NaOH固体的变质程度
【资料】二氧化碳气体难溶于饱和NaHCO3溶液
步骤1:在B中放入5
g变质的NaOH固体样品,乙中盛满饱和NaHCO3溶液。
步骤2:将装置按照……连接后,打开K2,关闭K1,将A中的稀硫酸(足量)滴入B中,充分反应后,待装置冷却至室温,测得丙中液体体积为V1。
步骤3:将B中样品换成5
g的Na2CO3固体,重复上述操作,最终测得丙中液体体积为V2。
步骤2中装置的连接顺序是_____(填接口序号)。
步骤3的实验现象是_____。
若V2
=
5V1,5
g
NaOH固体样品中未变质的NaOH的质量为_____g。
2、(2016朝阳区二模)(4分)某化学小组利用下图进行如下实验,实验前K1、K2均关闭。
(1)用甲、乙装置证明可燃物的燃烧条件。
甲、乙装置中分别放入一小块白磷,再向甲、乙装置中分别加入后,打开K2,从a处通入氧气,观察到甲中白磷不燃烧,乙中白磷燃烧,其反应的化学方程式为

(2)用甲、乙装置证明二氧化碳能与水反应。
乙中放一朵干燥的紫色石蕊溶液浸泡过的小花,打开K2,从a处通入潮湿的二氧化碳气体,紫色小花不变红,甲瓶中所盛的试剂是
。为达到实验目的,后续的实验操作及现象是

【氧气含量的测定】
1、(17朝阳期末)(5分)利用表中装置进行下列实验。(已知:白磷的着火点为40℃;实验过程中长颈漏斗下端始终在液面以下;注射器的摩擦力忽略不计。)
实验装置
实验步骤
Ⅰ.将盛有白磷的燃烧匙伸入瓶中,塞紧瓶塞Ⅱ.打开K,从长颈漏斗向容积为200
mL的集气瓶内加入80mL
约80℃的热水,浸没白磷Ⅲ.将a端连接盛有50
mL空气的注射器Ⅳ.将注射器的活塞推至20
mL处,瓶中液面恰好低于燃烧匙底部,立即关闭K,观察现象Ⅴ.冷却至室温后,打开K
(1)实验前,连接好仪器,关闭K,加水至长颈漏斗内液面高于瓶中液面。一段时间后,液面高度保持不变,该现象说明

(2)实验中,瓶内发生反应的化学方程式为

(3)步骤Ⅳ中观察到的现象是

(4)对比步骤II和Ⅳ可知,欲探究的燃烧条件是

(5)步骤Ⅴ,打开K后,注射器活塞最终停在23
mL处,则实际测得氧气约占空气体积的
%。
【变式1】(15中考)36.(4分)利用下图装置进行实验。实验前、、均已关闭。
内容
装置
【实验1】制备气体
【实验2】测定气体含量
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Ⅰ.打开,用注射器向盛有锌粒的A中注入稀硫酸,直至液面浸没下端导管口Ⅱ.在上方导管口收集气体
Ⅰ.A(容积)中为用排空气法收集的,B中装满水。用注射器向A中注入15mL
NaOH溶液(足量),充分反应Ⅱ.打开和
(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,说明装置在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,锌与稀硫酸反应的化学方程式
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;气体收集完毕后,在不拆卸装置的情况下,使A中未反应的稀硫酸大部分转移到B中的操作是

(3)实验2中,当B中液面不再变化时,测得B中减少了160mL水,则A中的体积分数约为
%。
【验证CO2
与NaOH
的化学反应与产物的检测】
13.(5分)利用右图装置进行有关物质性质的实验。
(1)证明CO2与NaOH反应:
I中充满CO2气体,II中加适量澄清石灰水,连接装置导管b→_______(填字母序号)。打开a、b处止水夹,通过分液漏斗A加入足量NaOH溶液后,关闭a、b处止水夹,轻轻振荡,充分反应后打开b处止水夹。可观察到的现象有:II中溶液倒吸入I中、
。倒吸后I中发生反应的化学方程式为_______。
(2)研究双吸剂(主要成分是铁粉)的变质情况:
I中放置适量使用过一段时间的双吸剂,II中放置足量锌粒,连接装置导管a→d。打开a、b处止水夹,通过分液漏斗A加入适量稀硫酸后,关闭a处止水夹。观察到I中冒气泡,溶液变为黄色并通过导管流入II中;II中也产生气泡,锌粒表面逐渐有灰黑色固体生成。
[已知:Fe2(SO4)3
+
Zn
2FeSO4
+
ZnSO4]
结合实验现象推断:

实验中的双吸剂
(填“未变质”、“部分变质”或“完全变质”)。

I、II中发生的所有置换反应的反应物组合为:Fe和H2SO4、

【变式1】16.(7分)二氧化硫与二氧化碳具有某些相似的化学性质。为研究二氧化硫的性质,化学小组同学用如图所示装置进行实验。
关闭K1、K2,将燃烧匙中硫粉在空气中点燃,迅速伸入如图所示瓶中,可以观察到火焰呈蓝紫色,则瓶内的气体是
,硫燃烧反应的化学方程式是
。瓶内的石蕊溶液由紫色变为红色,原因是

(1)若只打开K1,烧杯内的兵乓球被吸在漏斗口,原因是

(2)若注射器中盛有溶液A,只打开K2,可观察到的现象是
,瓶
内溶液变为蓝色,溶液A一定具有的性质是

(3)若注射器中盛有澄清石灰水,打开K1、K2,向外拉注射器,可观察到澄清石灰水变浑浊,反应的化学方程式是

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轻松拆解【实验原理分析】
CO2
CO2
NaOH溶液
Ca(OH)2溶液
红墨水


a
分液漏斗
b

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