初三化学上期期末复习——实验和科学探究.doc

初三化学上期期末复习——实验和科学探究
一.知识线索
1.常见气体的检验和鉴别方法
气体
鉴定试剂和方法
现象和化学方程式
O2

CO2

H2O
（蒸汽）
①无水CuSO4
②干冷的的玻璃片
无水CuSO4由白色变蓝色
CuSO4+5H2O= CuSO4·5H2O
玻璃上出现小水珠
H2

CO

CH4

2.实验室制取气体的装置选择依据
（1）发生装置的选择依据：反应物的状态和反应条件。①如果反应物的状态都是固体，反应条件需要加热，选用图1所示装置；②如果反应物的状态是固体和液体，反应条件不需加热，选用图2或图3所示装置。
图1
图3
图2
图4
图6
图5

（2）收集装置的选择依据：主要是气体的物理性质等，包括溶解性和气体的密度。①排水法：适用于收集___________②向上排空气法：适用于收集______________。③向下排空气法：适用于收集_________
3.氧气、二氧化碳制法的比较

O2
CO2
工业制法
分离液态空气
高温煅烧石灰石：
CaCO3CaO+CO2↑
实验室制法
原理
药品
H2O2、MnO2
KMnO4或KClO3、MnO2
石灰石、稀盐酸
化学
方程式
H2O2
KMnO4

KClO3
CaCO3+ HCl
实验装置
发生装置

装置特点：长颈漏斗末端在液面以下，导管露出橡皮塞少许

装置特点：试管口略向下倾斜，导管露出橡皮塞少许

装置特点：长颈漏斗末端在液面以下，导管露出橡皮塞少许
收集装置
排水法
向上排空气法
向上排空气法
排空气法收集验满方法

检验方法

注意事项
常温下不加热
用KMnO4制气时，在试管口应放一团棉花
用稀盐酸，不能使用浓盐酸和稀硫酸
二.练习
1.用下图中的仪器回答：①洗气：除去CO2中的水蒸气，装置内应盛的物质是________，气体应从________端通入。
②检验：证明CO中含有CO2，装置内应盛________，要除去CO2最好盛________。
③贮气：排空气法收集H2时，气体从________端通入；排水法收集O2时，瓶内先装满水，气体从________端通入；若要用水将装置中的O2排出进行实验，水应从____端通入。
④量气：要测量气体体积，还需要用到的一种仪器是________，测量时瓶内先装满水，气体从________端通入，该法适用于测量________气体的体积。
2.实验室中常用氯酸钾受热分解制取氧气。
⑴写出该反应的化学方程式____________________________________
⑵为组装制氧发生装置，请你从左下图中选择所需的仪器(填序号，下同)___________。装药品前应首先进行_______________________。

⑶实验室里还可采用右上图装置，通过分解过氧化氢(H2O2)的方法制取氧气。
写出该反应的化学方程式：______________________________。
此装置中锥形瓶可用上图中的哪些仪器替代________，收集氧气的方法还可以用________。右图发生装置还可用于制取的气体有________________。
（4）若将上述装置的收集方法改为__________________后，还可用于实验室制取二氧化碳气体，写出实验室制取该气体的化学方程式_______________________。
3.实验室里常用大理石跟盐酸反应来制
取二氧化碳，某同学认真研究了课本
中的实验装置（如图甲），对其中的
气体发生装置部分进行了改进(如图
乙)。请回答下列问题：
⑴写出制取二氧化碳反应的化学方
程式 。
⑵写出标号仪器的名称：a 、b 、c 、d 。
⑶说明该同学进行实验改进的目的： 。
⑷写出两种检验b中已充满二氧化碳气体的方法：
① ；
② 。
4.试根据核电荷数为1-18的元素的原子结构示意图，回答下列问题

（1）上图中硫元素的核电荷数=    ；氯元素的最外层电子数=    ；与氯元素化学性质相似的元素是    ．
（2）核电荷数为12的元素的原子失去两个电子后，形成的粒子的符号是    ，它的核外电子排布与    元素的原子核外电子排布相同．
（3）图中的排列具有一定的规律，如：同一行中，从左到右元素的核电荷数依次递增．你还能找到哪些规律？试写出其中一个：    ．
5.某些地区的农民将玉米秸秆粉碎后放在密闭的沼生池内发酵制沼气，发酵后的残余物可做农家肥。沼气的主要成分是甲烷（化学式为CH4），据此化学小组的同学围绕“玉米秸秆主要由哪些元素组成”的问题展开了以下探究活动。
[猜想与假设]根据沼气的成分猜想玉米秸秆中主要含有碳元素、氢元素。
[设计方案进行探究]
探究步骤
预计现象
相关结论
用坩埚坩夹持一小段烘干的玉米秸秆，点燃后伸入盛有氧气的集气瓶中
玉米秸秆剧烈燃烧，火焰熄灭后能够观察到瓶壁上有水珠
产物中有_ ___
向集气瓶中滴入少量_________
能够观察到___________
产物中有CO2
[结论与解释]
⑴将玉米秸秆烘干的目的是：①干燥，使其容易燃烧；②____________________。
⑵根据以上探究，同学们得出结论，秸秆中含有C、H、O三种元素。
[反思与评价]
你认为同学们得出的结论是否正确________，理由是________________________。
[拓展与应用]
农村的大部分地区处理玉米秸秆的方式是直接烧掉，试从环境、原料利用等方面说明将玉米秸秆制成沼气的重要意义是（答出一点即可）_______________________。
6. 为了研究植物的呼吸作用，小刚设计了如图7所示的装置。请你和小刚一起探究下列问题。
（1）实验时，广口瓶用不透光的黑纸包住，其目的是为了防止瓶内的植物进行____________ 作用，对实验产生干扰。
（2）经过一段时间后，可以看到细玻璃管中的红墨水向 _________（选填‘左移’、‘右移’或、‘不动’）。揭去广口瓶外的黑纸，观察到广口瓶中发生的现象是____________，原因______________________________
7.在学校的元旦联欢会上，某同学表演了“水能生火”魔术。他向包有过氧化钠（Na2O2）粉末的脱脂棉上滴水，脱脂棉燃烧起来。小军很兴趣，于是他和同学们进行探究。
[提出问题]过氧化钠与水反应生成什么物质？为什么脱脂棉会燃烧？
[猜想]①可能有一种气体和另一种物质生成
②反应过程中可能有能量变化
[设计装置]如右图所示
[实验探究]实验一：探究反应后生成的气体是什么？
⑴打开右图装置中分液漏斗的活塞，控制滴加水的速度，观察到试管内有气泡产生，用带火星的木条靠近P处，木条复燃。说明生成的气体是 。
⑵实验中，还观察到伸入烧杯中的导管口有气泡冒出，请解释产生该现象的原因： 。
实验二：继续探究反应后生成的另一种是什么？
小张猜想另一种物质是Na2CO3，小军认为不可能。小军的依据是： 。
8.一次化学兴趣小组活动时，小红在实验室制取了一种初中化学中常见的气体，收集在三个集气瓶中，让小刚通过实验确定该气体。小刚进行了下面的实验。请根据实验步骤和现象，将你的推断结果及结论填入下表空格中，并回答问题。
实验步骤
实验现象
推断结果及结论
⑴取一瓶气体，闻其气味
无气味
可能是H2、O2、N2、CO、CO2、CH4
⑵移开另一瓶的玻璃片，将一燃着的木条缓慢伸入瓶中。
瓶口处未见火焰
一定不是_______________
木条的火焰熄灭
一定不是_______________
⑶向第三个瓶中注入少量澄清石灰水，振荡
石灰水变浑浊
一定是_______________
(3)在进行实验(2)时，除了使用澄清石灰水外，还可用                来确定该气体。请写出实验室制取该气体的化学方程式                               。
9.乙醇（C2H5OH）是以高梁、玉米、薯类等为原料，经过发酵、蒸馏制得，属于可再生资源。乙醇在足量的氧气中完全燃烧时生成二氧化碳和水，如果氧气不足，乙醇燃烧可能还有一氧化碳生成。现用下图实验装置进行实验，检验乙醇的燃烧产物中是否有二氧化碳和一氧化碳：

Ca(OH)2溶液
CuO
Ca(OH)2溶液
B
C
D

NaOH溶液

Ca(OH)2溶液
A
E
乙醇燃烧产物

请回答下列问题：
（1）写出乙醇在足量的氧气中完全燃烧的化学方程式 。
（2）有甲、乙、丙三个同学分别完成上述实验并将观察到的现象填写在下表中，试用“有”、“没有”和“可能有”填写下表中的实验结论。

实验现象
实验结论
A装置
C装置
E装置
是否有二氧化碳
是否有一氧化碳
甲同学
石灰水
变浑浊
石灰水
没变浑浊
石灰水
没变浑浊

乙同学
石灰水
变浑浊
石灰水
变浑浊
石灰水
变浑浊

丙同学
石灰水
没变浑浊
石灰水
没变浑浊
石灰水
变浑浊

（3） 若燃烧一定量的乙醇，得到了4.4g二氧化碳和5.6g一氧化碳，在该反应过程中生成水的质量是 。　　

参考答案
2、（1）2KClO3 2KCl + 3O2↑  
（2）acdghi   ；检查装置的气密性
（3）2H2O22H2O+O2↑  ；d或f   ；向上排空气法  ；CO2
（4）向上排空气法；Ca2CO3+2HCl==CaCl2+H2O+CO2↑
3、解：（1）碳酸钙和盐酸通过交换成分生成了氯化钙、水和气体二氧化碳；其化学方程式为：CaCO3+2HCl═CaCl2+H2O+CO2↑
（2）仪器a为向装置内添加液体的长颈漏斗，b为集气瓶，仪器c为固定装置的铁质仪器铁架台，d为试管；
（3）装置改进后的有孔板可以把固体与液体分离开来，当关闭导管时，装置内压强升高而把液体压回长颈漏斗，使得液体与固体脱离接触反应停止，当打开导管，装置内压强减小，长颈漏斗内液体重新流入装置，液体与固体接触，反应继续；使反应容易控制，可随时使反应发生和停止．
（4）验证瓶口充满二氧化碳的方法是：①将燃着的木条放在集气瓶口，看是否熄灭；②将蘸有澄清石灰水的玻璃棒放在集气瓶口，看石灰水是否变浑浊．
故答案为：
（1）CaCO3+2HCl═CaCl2+H2O+CO2↑；
（2）长颈漏斗，集气瓶，铁架台，试管；
（3）使反应容易控制，可随时使反应发生和停止．
（4）①将燃着的木条放在集气瓶口，看是否熄灭；②将蘸有澄清石灰水的玻璃棒放在集气瓶口，看石灰水是否变浑浊．

（1）实验室利用石灰石或大理石（主要成分为碳酸钙）和稀盐酸反应制取二氧化碳，写出反应的化学方程式；
（2）根据图示，辨识常用仪器，写名仪器名称；
（3）装置乙除用试管代替甲中的锥形瓶外，添加了有孔塑料板，使得固体药品与液体药品可以分离；改变了装置甲中药品一直接触的不足；
（4）集气瓶内二氧化碳从瓶底部慢慢充满，收集满时在瓶口有大量二氧化碳，可利用二氧化碳不支持燃烧、能使澄清的石灰水变浑浊的性质检验瓶口的二氧化碳；

4、根据核电荷数为1-18的元素的原子结构示意图，可知：
（1）上图中硫元素的核电荷数；氯元素的最外层电子数；与氯元素化学性质相似的元素．
（2）核电荷数为12的元素的原子失去两个电子后，形成的粒子的符号，它的核外电子排布与稀有气体氖元素的原子核外电子排布相同．
（3）图中的排列具有一定的规律，如：同一行中，从左到右元素的核电荷数依次递增．还能找到的规律有：①从左到右，由金属元素逐渐向非金属元素过渡；②从左到右，各元素原子的电子层数相同；③从左到右，元素原子的最外层电子数依次增加或从左到右，元素原子的原子序数依次增加…（只要合理均给分）
【解析】

（1）上图中硫元素的核电荷数=16；氯元素的最外层电子数=7；与氯元素化学性质相似的元素是氟．
（2）核电荷数为12的元素的原子失去两个电子后，形成的粒子的符号是Mg2+，它的核外电子排布与氖元素的原子核外电子排布相同．
（3）图中的排列具有一定的规律，如：同一行中，从左到右元素的核电荷数依次递增．还能找到哪些规律有：同一行中最外层电子数依次递增（或同一列的最外层电子数相同）（其他答案合理也行）
故答为：
（1）16； 7； 氟．
（2）Mg2+，氖．
（3）同一行中最外层电子数依次递增（或同一列的最外层电子数相同）（其他答案合理也行）

5、[设计方案进行探究]根据二氧化碳和水的检验方法回答．
[结论与解释]（1）从排除本身含水对产物判断的影响考虑．
[反思与评价]根据质量守恒定律和氧气的组成回答．
[拓展与应用]根据将玉米秸秆制成沼气的好处回答．
【解析】
[设计方案进行探究]如玉米桔杆燃烧生成水，水在燃烧放热的条件下为水蒸气，冷却后则会在瓶壁上出现小水珠；二氧化碳能使澄清的石灰水变浑，如生成二氧化碳，则现象是澄清石灰水变浑．
[结论与解释]将玉米秸秆烘干的目的，一方面是干燥，使其容易燃烧，另一方面要从排除本身含水对产物判断的影响考虑，是为了除去秸秆中的水分，以便证明反应后出现的水珠是反应的产物．
（1）[反思与评价]同学们得出的结论是错误的；因为参加反应的氧气中含氧元素，上述实验无法证明秸秆中是否含氧元素．
[拓展与应用]从环境、原料利用等方面考虑，将玉米秸秆制成沼气，减少了环境污染，另外还能废物再利用，变废为宝，节约化石能源．
故答案为：[设计方案进行探究]
探究步骤
预设现象
相关结论
用坩埚钳夹持一小段烘干的玉米桔杆，点燃后伸入盛有氧气的集气瓶中
玉米桔杆剧烈燃烧，火焰熄灭后能观察到瓶壁上有水珠
产物中有水
向集气瓶中滴入少量澄清的石灰水
能观察到澄清的石灰水变浑浊
产物中有二氧化碳
[结论与解释]（1）除去秸秆中的水分；
[反思与评价]否；上述实验无法证明秸秆中是否含氧元素；
[拓展与应用]保护环境，变废为宝．
6、根据应用的知识进行分析，研究植物的呼吸作用，则需排除光合作用的干扰，植物的呼吸作用消耗氧气，生成二氧化碳，二氧化碳能与氢氧化钙反应生成碳酸钙，瓶内压强减小．
【解析】
（1）广口瓶用不透光的黑纸包住，能阻止光的进入防止植物的光合作用的发生；
（2）植物的呼吸作用消耗氧气，生成二氧化碳，二氧化碳能与氢氧化钙反应生成碳酸钙，导致瓶内压强减小，在大气压的作用下，细玻璃管中的红墨水左移；二氧化碳与氢氧化钙反应生成不溶于水的碳酸钙沉淀和水，所以会看到澄清的石灰水变浑浊．
故答案为：（1）光合；（2）左移；变浑浊；呼吸作用产生的二氧化碳与氢氧化钙反应生成不溶于水的碳酸钙沉淀；
7、解答：解：
实验一：
（1）用带火星的木条靠近P处，木条复燃，说明该气体具有助燃性，故答案为：氧气；
（2）导管口冒出气泡，可能生成了气体，也可能气体的温度升高，通过分析没有生成气体，只能是锥形瓶中的气体温度升高，故答案为：过氧化钠和水反应是放热反应；
实验二：
（1）在化学反应前后，元素的种类不变，反应物中没有碳元素，生成物中也不会有碳元素，故答案为：质量守恒定律；
8.（1）CO和CH4 ；O2 （2）CO2 
（3）石蕊试液 ；CaCO3 + 2HCl===CaCl2 + H2O + CO2↑
9、（1）乙醇（C2H5OH）在足量氧气中完全燃烧生成二氧化碳和水；
故选C2H5OH+3O22CO2+3H2O；
（2）装置A中石灰水变浑浊，可以说明燃烧生成二氧化碳；
装置C中石灰水不浑浊，说明混合气体中二氧化碳已完全吸收，变浑浊则说明前面生成的二氧化碳没有吸收完全，对后面二氧化碳的判断带来影响；
装置E中石灰水变浑浊，说明气体中有二氧化碳；
故答案为：

实验现象
实验结论
A装置
C装置
E装置
是否有二氧化碳
是否有一氧化碳
甲同学

有
没有
乙同学

有
可能有
丙同学

没有
有
（3）4.4g二氧化碳中C元素质量=4.4g××100%=1.2g
5.6g一氧化碳中C元素质量=5.6g××100%=2.4g
则燃烧的乙醇中C元素质量=1.2g+2.4g=3.6g
乙醇中C、H元素质量比=24：6=4：1，则乙醇中H元素质量==0.9g
乙醇燃烧生成水的质量=0.9g÷×100%=8.1g
故答案为：8.1g．
分析：（1）根据可燃物完全燃烧的规律：可燃物中C元素全部变成二氧化碳、H元素全部生成水，写出乙醇完全燃烧的化学方程式；
（2）装置A用于检验乙醇燃烧是否生成二氧化碳；装置B则用于吸收二氧化碳；装置C用于检验二氧化碳是否已完全吸收；装置D用于把一氧化碳气体转变为二氧化碳；装置E检验装置D排出气体中是否含有二氧化碳；根据以上装置作用的分析，由实验现象判断乙醇燃烧的生成物；
（3）根据化学变化前后元素种类和质量不变，乙醇燃烧生成物二氧化碳、一氧化碳中碳元素质量总和即乙醇中碳元素质量，由乙醇中C、H元素质量比计算出H元素质量，由H元素质量计算生成水的质量．
点评：可燃物在氧气充足时完全燃烧，其中C元素生成二氧化碳、H元素生成水；在氧气不足时不完全燃烧，可燃物中的C元素就可能生成二氧化碳或一氧化碳．