初中化学科学探究

模块五科学探究提出问题、猜想与假设、收集资料、设计实验方案、得出结论、实验反思与评价实验探究科学探究物质的鉴别、检验、分离、提纯定性定量实验方案常用仪器的实验实验基本操作分析过程解决方法模块五科学探究主题一常见气体的制取、净化与检验主题二物质的鉴别、除杂及共存主题一常见气体的制取、净化与检验重难点突破重难点一气体发生装置和收集装置重难点二气体的检验和验满重难点三气体的净化、干燥和尾气处理模块五科学探究返回主目录重难点一气体发生装置和收集装置1.气体发生装置发生装置的选择由反应物的状态和反应条件决定。两种类型如图所示：(1)固体和固体反应加热型[适用于KClO3、KMnO4反应制取O2,（NH4）2SO4与Ca（OH）2反应制取NH3等]（如图1)模块五科学探究（２）液体和固体反应不加热型（适用于H2O2制取O2、CaCO3与HCl反应制取CO2、Zn与稀H2SO4反应制取H2、FeS与稀HCl反应制取H2S等）（如图2）模块五科学探究模块五科学探究图2中装置①与装置②相比的优点：可连续制取并控制反应速率，随开随停。使用这类装置应注意：①若使用长颈漏斗，长颈漏斗导管下端应插入液体的液面以下；②块状固体大小应适当，不能太小，防止反应剧烈不易控制。2.气体收集装置收集装置的选择主要由气体的密度和气体的溶解性决定。常见几种收集方法如下：（1）排空气集气法（如图3）所收集的气体不与空气中的任何成分反应，且密度与空气相差较大。密度比空气大（相对分子质量大于29）的气体用向上排空气法（如O2、CO2、H2S、SO2），密度比空气小（相对分子质量小于29）的气体用向下排空气法（如H2、CH4、NH3）。模块五科学探究返回重难点模块五科学探究(2)排水集气法（如图4）不溶于水或难溶于水的气体可用排水法收（如H2、O2、CO、CH4等）。重难点二气体的检验和验满模块五科学探究氧气二氧化碳检验方法将带火星的木条伸入集气瓶中，木条复燃通入澄清石灰水中，有白色沉淀生成验满方法将带火星的木条放到集气瓶瓶口，木条立即复燃且燃烧旺盛将带火焰的火柴伸到集气瓶瓶口，火焰立即熄灭重难点三气体的净化、干燥和尾气处理1.常见气体的净化（1）所用装置模块五科学探究(2)气体的净化试剂需除的气体净化试剂及方法CO2NaOH溶液HClNaOH溶液、Na2CO3溶液、NaHCO3溶液H2先通过灼热的CuO将其氧化为水，再用浓硫酸或碱石灰吸收CO先通过灼热的CuO将其氧化为CO2，再用NaOH溶液吸收O2通过灼热的铜网模块五科学探究【注意】净化气体所用的试剂应根据气体的性质来选定。净化的试剂只能吸收杂质气体，不能吸收待净化的气体。如CO2中混有HCl时，不能用NaOH溶液、Na2CO3溶液，因为它们既会吸收HCl，也会吸收CO2，所以要选用只吸收HCl而不吸收CO2的饱和NaHCO3溶液。模块五科学探究2.常见气体的干燥（1）所用装置模块五科学探究(2)常见气体的干燥剂及可干燥的气体干燥剂可干燥的气体不能干燥的气体酸性浓硫酸H2、O2、CO2、CO、CH4、N2、SO2、HClNH3等碱性气体中性生石灰、碱石灰、固体氢氧化钠H2、O2、CO、CH4、N2、NH3CO2、SO2、HCl等酸性气体碱性无水氯化钙除NH3以外的所有气体NH3模块五科学探究3.尾气处理（1）常用装置模块五科学探究（2）常用方法①燃烧法（图1）：对于可燃性气体可采用此种方法，使其通过燃烧转化为无害的物质，如CO。②水封法（即将气体通入水中）：这种方法适用于水溶性较大的气体，如氯化氢和氨气的尾气处理就是采用了这种方法。这种方法的操作必须注意防止因气体溶解太快而出现倒吸现象。模块五科学探究模块五科学探究③吸收法（图2）：即酸性气体通入到碱液中，碱性气体通入到酸液中，使这些气体与溶液反应生成不具挥发性的盐类。如CO2、SO2等酸性气体，其尾气就可以通入到氢氧化钠溶液中。④收集法：此种方法在导管出口套一气球，收集未反应完全或反应生成的气体。常用于有毒气体的收集。18【特别提醒】多功能瓶的使用专题五科学探究图示操作目的气体进出方向举例与原理收集密度大于空气的气体ａ进ｂ出（长进短出）收集CO2、O2，进入的气体聚集在集气瓶下方收集密度小于空气的气体ｂ进ａ出（短进长出）收集H2，进入的气体聚集在集气瓶上方排水法收集气体ｂ进ａ出（短进长出）收集H2、O2（进入的气体聚集在集气瓶上方，水从下方导管被压出）洗气或干燥ａ进ｂ出（长进短出）浓硫酸干燥O2或NaOH溶液吸收CO2例1如图是实验室常用的一些装置。(1)仪器ａ的名称是。(2)实验室制取并收集二氧化碳气体应选择的装置是（填序号），检验二氧化碳是否收集满的方法是，。，则CO2已集满。试管将燃着的木条置于集气瓶瓶口，燃着木模块五科学探究BD条熄灭（3）用装置A与C连接制取并收集氧气，则装置Ａ中反应的化学方程式为,,,当观察到装置Ｃ中,时才能开始收集。气泡连续均匀放出模块五科学探究2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑（4）SO2通常是一种无色有刺激性气味的有毒气体，密度比空气大，易溶于水，排放到空气中会形成酸雨。实验室用如图２装置收集一瓶干燥的SO2，装置的导管按气流方向连接的顺序是___→→→→ｅ（填字母），装置中的Ｘ是。浓硫酸模块五科学探究返回重难点cadb重难点突破重难点1物质的鉴别重难点2物质的分离和除杂重难点3物质的共存模块五科学探究返回主目录主题二物质的鉴别、除杂及共存重难点一物质的鉴别1.物质鉴别的思路和方法（1）若物质间有明显的溶解性差异、溶解时的热效应差异以及水溶液的颜色差异时，可用“水”来鉴别，如CaCO3、NaOH、CuSO4、NaCl。（2）若物质间有明显的酸碱性差异，可选用紫色石蕊试液或pH试纸来鉴别，如HCl、NaCl、NaOH。模块五科学探究（3）鉴别一组溶液时：①若溶液中有酸，可选用Na2CO3等可溶性碳酸盐来检验，如HCl、Ca（NO3）2、NaCl；②若溶液中有碳酸盐时，可选用酸；③若有含Ag+的化合物时，选用盐酸，如NaCl、AgNO3；④若含有Ba2+的化合物时，选用硫酸，如Na2CO3、BaCl2、NaNO3；⑤无试剂鉴别（不用任何其他试剂鉴别多种物质）。模块五科学探究鉴别的方法一般有三种：a.特征现象法：利用物质的物理性质（如颜色等）不同，通过观察找到突破口，然后利用已鉴别出来的物质作为试剂将剩余物质连环鉴别出。例如：鉴别NaOH、Na2SO4、CuSO4、NH4Cl四种溶液，观察发现，只有CuSO4溶液为蓝色，其余均为无色，我们就以CuSO4溶液为已知的试剂，来鉴别本组另三种物质，鉴别顺序为CuSO4→NaOH→NH4Cl→Na2SO4。模块五科学探究b.两两混合法：当无法通过物理性质入手时，采用两两混合的方法，若能各自产生不同现象，即可加以区别。例如：鉴别溶液Na2SO4、Na2CO3、BaCl2、HCl，用两两混合反应的方法分析。模块五科学探究c.借助产物法：若用以上两种方法还不能将组内的一种或两种物质鉴别开来，可借用相关反应产物和酸反应加以鉴别（组内物质一般含有酸）。例如：鉴别MgCl2、HCl、NaCl、NaOH四种溶液时，HCl和NaCl溶液的鉴别是利用MgCl2与NaOH的反应产物Mg(OH)2来实现的，能使沉淀溶解的是HCl溶液，不能使沉淀溶解的是NaCl溶液。模块五科学探究d.若被鉴别的物质为金属单质、非金属单质和金属氧化物，可选用强酸为试剂来鉴别，如Fe粉、C粉、CuO粉末。模块五科学探究2.常见离子的鉴别离子名称鉴别方法实验现象H+①取少量试剂滴加紫色石蕊溶液石蕊溶液变红②用玻璃棒蘸取少量试剂滴在pH试纸上与标准比色卡对照,pH7③取少量试剂加入Zn粒有气体生成模块五科学探究OH-①取少量试剂滴加紫色石蕊溶液石蕊溶液变蓝②用玻璃棒蘸取少量试剂滴在pH试纸上与标准比色卡对照，pH7③取少量试剂滴加无色酚酞溶液酚酞溶液变红④取少量试剂加入可溶性铜盐有蓝色絮状沉淀生成模块五科学探究Cl-取少量试剂滴加少量AgNO3溶液和稀HNO3有白色沉淀生成SO42-取少量试剂滴加少量Ba(NO3)2溶液和稀HNO3有白色沉淀生成CO32-取少量试剂滴加稀盐酸，产生的气体通入澄清石灰水产生气泡，澄清的石灰水变浑浊Cu2+取少量试剂滴加可溶性碱有蓝色絮状沉淀生成模块五科学探究Fe3+取少量试剂滴加可溶性碱有红褐色沉淀生成Ba2+取少量试剂滴加少量Na2SO4溶液和稀HNO3有白色沉淀生成NH4+取少量试剂滴加可溶性碱，加热，把湿润的红色石蕊试纸放在试管口产生有刺激性气味的气体，红色石蕊试纸变蓝Ag+取少量试剂滴加少量NaCl溶液和稀HNO3有白色沉淀生成模块五科学探究【注意】检验固体物质时，先要将其溶于水，同时取出少量试剂进行操作，根据现象和结论对其进行鉴定，既要鉴定阳离子，也要鉴定阴离子。模块五科学探究3.常见气体的检验气体鉴别方法现象O2用带火星的木条木条复燃CO2通入澄清石灰水石灰水变浑浊CO点燃，分别用干而冷的烧杯和内壁蘸有石灰水的烧杯罩在火焰上方产生蓝色火焰，干冷的烧杯无明显现象，石灰水出现白色浑浊模块五科学探究CH4点燃，分别用干冷的烧杯和内壁蘸有石灰水的烧杯罩在火焰上方产生蓝色火焰，干冷的烧杯内壁出现水雾，石灰水出现浑浊NH3润湿的红色石蕊试纸试纸变蓝H2点燃，用干冷的烧杯罩在火焰上方产生蓝色火焰，干冷的烧杯壁上有水雾，将烧杯立即倒过来加入澄清石灰水不变浑浊模块五科学探究H2O通过白色硫酸铜粉末白色粉末变蓝HCl通入硝酸银溶液产生白色沉淀，加入稀HNO3沉淀不溶解模块五科学探究4.常见物质的鉴别（１）纤维的检验与鉴别一般考查天然纤维和合成纤维的鉴别。分别将纤维点燃，有烧焦羽毛气味（动物纤维）或烧纸气味（植物纤维），且燃烧后的残留物为黑色，能捏碎的是天然纤维，燃烧产物通常是黑色硬球，捏不碎的是合成纤维。模块五科学探究（2）硬水和软水的鉴别生活中常用肥皂水来鉴别。加入肥皂水，产生泡沫较多浮渣较少的是软水，泡沫较少、浮渣较多的是硬水。模块五科学探究（3）化肥的鉴别①看外观：氮肥、钾肥都是白色晶体；磷肥是灰白色粉末；②加水：氮肥、钾肥都溶于水；磷肥大多不溶于水或微溶于水；③加熟石灰研磨：铵态氮肥（铵盐）能放出具有刺激性气味的氨气。模块五科学探究例1在生活中，用所学化学知识的火眼金睛同假劣商品做斗争，其中不正确的是（）B模块五科学探究选项假商品替代产品鉴别方法A戒指用黄铜做成戒指替代纯金戒指滴加稀盐酸看是否有气泡B胃药用CaCO3制成胃药代替胃舒平Al（OH）3溶于水看是否溶解溶于水看是否溶解C化肥用NH4NO3代替高效CO（NH2）2与熟石灰混合后一起研磨，闻气味D羊毛用锦纶制作羊毛衫替代羊毛点燃，观察现象并闻气味模块五科学探究选项正误原因分析A√黄铜中的锌可以和稀盐酸反应放出氢气，真黄金不与稀盐酸反应，故可以鉴别B×CaCO3和平Al（OH）3都不溶于水，故不能鉴别C√NH4NO3与熟石灰研磨可产生有刺激性气味的氨气，故可以鉴别D√羊毛纤维燃烧有烧焦羽毛的气味，锦纶燃烧没有烧焦羽毛的气味，故可以鉴别【解析】返回重难点模块五科学探究【方法指导】物质检验题与物质鉴别题的相同点：都要借助一定的试剂（或方法）；不同点：物质检验题关键在“定”，即需要通过产生的现象，得出“有没有”的结论，而物质鉴别题关键在“别”，即需要通过产生的现象，得出“谁是谁”的结论。重难点二物质的分离和除杂（提纯）1.除杂原则（１）“不减”：即非杂质的成分不能减少。（２）“不增”：即不能引入新的杂质。（３）“易分”：即得到的物质要容易分开。【注意】物质除杂时应优先考虑物理方法，其次再考虑化学方法。模块五科学探究442.主要方法方法适用范围或原理举例物理方法过滤法①固体与液体混合物的分离②可溶性固体与不溶性固体混合物的分离粗盐提纯结晶法蒸发①分离溶质与溶剂②除去易挥发的杂质从含有HCl的NaCl溶液中分离出固体NaCl降低温度可溶性固体溶质溶解度受温度影响变化大小不同分离KNO3与NaCl的混合物专题五科学探究45化学方法气化法与杂质反