专题四 科学探究
1.常见化学实验仪器使用及操作口诀
(1)常见仪器的耐热性
试管、坩埚、蒸发皿,直接加热不用问;
烧杯、烧瓶、锥形瓶,石棉网下酒精灯;
量筒、水槽、集气瓶,不可加热记心中。
(2)药品的取用原则
手不触,嘴不尝,
鼻不闻,取少量,
剩不回,不丢弃,
不出室,放定器。
(3)固体药品取用
取粉用药匙,纸槽也可以,
试管要横放,送底口朝上。
取块用镊子,容器先横放,
入口再慢竖,滑到容器底。
(4)倾倒液体药品的操作要领
拿下瓶塞要倒放,手握标签防腐蚀,
试管瓶子都倾斜,口口相挨再倾倒。
(5)滴管的使用
不横不倒宜正立,不触不入悬空滴,
不把空气挤入液,不经冲洗莫乱吸。
(6)量筒的使用
零点刻度无,平视凹低处,
俯视读数大,实际量不足,
仰视读数小,实际已超出。
(7)酒精灯的使用
燃着不能添酒精,点火不要把灯倾。
液面不超三分二,熄灯定要灯帽盖。
(8)给试管中固体药品加热
药品斜铺试管底,受热面积可增加;
管口稍微向下倾,水不倒流管不炸;
先要预热试管底,外焰加热效果优。
(9)给试管中液体药品加热
加热应用试管夹,夹持中上部位佳;
试管容积三分一,液体体积不超出;
预热之前要注意,先把管外水珠擦;
加热之时握长柄,管口不对我和他;
管与桌面有夹角,四十五度角最佳。
(10)装置气密性检查
先把导管水中浸,再把容器来握紧;
管口若有气泡冒,证明装置气密好,
管口若无气泡冒,装置漏气原因找。
(11)浓硫酸的稀释
水中倒硫酸,动作要缓慢。
沿壁往下流,玻璃棒搅拌。
2.实验室制取气体的一般思路和方法
(1)制取气体的一般思路:①反应原理,②实验装置,③气体验证。其中最重要的是装置的选择。实验室制取气体的实验装置包括发生装置和收集装置。发生装置的选择主要由反应物的状态和反应条件决定,收集装置的选择主要考虑生成气体的物理性质(溶解性、密度大小),也与气体的化学性质(能否与水反应、能否与空气中的成分反应)有关。
(2)对实验室制取气体的装置分析如下:
装置类型 |
固+固气体 |
液+固气体 |
发生装置 |
||
注意事项 |
试管口略向下倾斜,以免冷凝水倒流引起试管炸裂,铁夹夹在距试管口1/3处;导气管不能伸入试管中太长,否则不利于气体排出 |
长颈漏斗的末端必须插入液体内,用液体密封,防止生成的气体从长颈漏斗口逸出;导气管不能伸入试管中太长,否则不利于气体排出 |
举例 |
高锰酸钾或氯酸钾和二氧化锰加热制O2 |
分解过氧化氢溶液制O2、大理石和稀盐酸制CO2 |
(3)根据制取气体的性质,集气方法可有以下情况:
①排水法:凡不易溶于水,且不与水发生反应的气体均可用排水法收集,如收集H2、O2等气体。
②排空气法:密度与空气密度相差较大,且不与空气中任何一种成分反应的气体均可用排空气法收集。
a.向上排空气法:所收集的气体的密度大于空气的平均密度,如CO2、O2等。
b.向下排空气法:所收集的气体的密度小于空气的平均密度,如H2等。
3.初中常见气体的检验方法
气体 |
检验方法 |
现象 |
氧气 |
将带火星的木条插入集气瓶中 |
木条复燃 |
水蒸气 |
通过白色的无水硫酸铜粉末 |
白色无水硫酸铜粉末变蓝 |
氮气 |
将燃着的木条插入集气瓶中,倒入澄清石灰水,振荡 |
木条立即熄灭,澄清石灰水不变浑浊 |
氢气 |
点燃,在火焰上方罩一个干而冷的烧杯 |
产生淡蓝色火焰,烧杯内壁上有水珠凝结 |
依次通过灼热的氧化铜和白色的无水硫酸铜粉末 |
黑色氧化铜变红,白色无水硫酸铜粉末变蓝 |
|
二氧化碳 |
通入澄清石灰水 |
澄清石灰水变浑浊 |
一氧化碳 |
点燃,在火焰上方罩一个干而冷的小烧杯,再向烧杯中倒入澄清石灰水,振荡 |
产生蓝色火焰,烧杯内壁上没有水珠凝结,澄清石灰水变浑浊 |
依次通过灼热的氧化铜和澄清石灰水 |
黑色氧化铜变红,澄清石灰水变浑浊 |
|
甲烷 |
点燃,在火焰上方罩一个干而冷的小烧杯,再向烧杯内倒入澄清石灰水 |
产生淡蓝色火焰,烧杯内壁有水珠凝结,澄清石灰水变浑浊 |
氯化氢 |
将湿润的蓝色石蕊试纸放在瓶口 |
蓝色石蕊试纸变红 |
通入水中,滴入硝酸银溶液和稀硝酸 |
生成不溶于稀硝酸的白色沉淀 |
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氨气 |
有刺激性气味,将湿润的红色石蕊试纸放在瓶口 |
红色石蕊试纸变蓝 |
4.几种离子的检验方法
离子 |
加入试剂 |
主要实验现象 |
化学方程式 |
紫色石蕊试液 |
变红色 |
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较活泼的金属 |
有气体产生 |
Zn+2HCl↑ |
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pH试纸 |
pH<7 |
|
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紫色石蕊试液 |
变蓝色 |
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无色酚酞试液 |
变红色 |
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pH试纸 |
pH>7 |
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溶液及稀硝酸 |
白色沉淀 |
+HClAgCl↓ +NaClAgCl↓ |
|
溶液及稀硝酸 |
白色沉淀 |
↓+2HCl ↓+2NaCl |
|
稀盐酸及澄清石灰水 |
产生使澄清石灰水变浑浊的气体 |
+2HCl↑ ↓ |
|
NaOH溶液 |
蓝色沉淀 |
+2NaOH↓ |
|
NaOH溶液 |
红褐色沉淀 |
+3NaOH↓+3NaCl |
|
氢氧化钠溶液及红色石蕊试纸 |
加热后,逸出有刺激性气味的气体,使湿润的红色石蕊试纸变蓝 |
+NaOH↑ |
5.分离提纯物质的物理方法
方法 |
适用范围 |
原理 |
实例 |
|
过滤 |
分离不溶于水的固体与液体或可溶性固体与不溶性固体组成的混合物 |
难溶性的物质难以通过滤纸 |
粗盐的提纯 |
|
结晶法 |
降温结晶 |
溶解度随温度变化影响较大的固体物质 |
溶解度随温度的降低而减小且受温度变化影响大的物质降温时会析出大量晶体 |
硝酸钾和氯化钠的混合物 |
蒸发结晶 |
溶解度随温度变化影响不大的固体物质 |
溶解度随温度变化影响不大的固体物质,加热蒸发时,溶解度变化不大,水分蒸发,晶体析出 |
海水晒盐 |
|
蒸馏 |
分离由沸点不同的液体组成的混合物 |
沸点低的先挥发出来 |
分离液态空气制氧气、石油的分馏等 |
6.分离提纯物质的化学方法
方法 |
转化途径 |
实例 |
沉淀法 |
加入一种试剂与杂质反应生成沉淀经过滤除去 |
除去硝酸中的硫酸,可加入适量的溶液 |
化气法 |
加入一种试剂与杂质反应转化成气体而除去 |
除去NaCl溶液中混有的,可加入适量盐酸 |
转化法 |
通过化学反应把杂质转化为被提纯的物质 |
除去中的少量CO,可将混合气体通过灼热的CuO |
吸收法 |
把混合气体通入一种溶液,其中的杂质被吸收 |
除去CO中混有的少量,可将混合气体通入足量的NaOH溶液中 |
溶解法 |
向混合物中加入某种溶液,将杂质溶解(发生化学反应)而除去 |
如除去Cu中混有的少量CuO,可将混合物放入足量稀盐酸中 |
加热法 |
通过加热的方法使杂质转化为气体或使杂质分解变成气体而除去 |
除去CuO中混有的少量木炭,可直接将混合物在空气中加热 |
7.推断题的突破口
(1)以特殊物质的颜色为突破口
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物质 |
特征 |
固态物质 |
红色 |
|
S |
黄色 |
|
· |
蓝色 |
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绿色 |
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C、、CuO、、铁粉 |
黑色 |
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溶液 |
含的盐溶液,如溶液 |
蓝色溶液 |
含的盐溶液,如溶液、溶液 |
浅绿色溶液 |
|
含的盐溶液,如溶液、溶液 |
黄色溶液 |
|
沉淀 |
AgCl、 |
不溶于水也不溶于稀硝酸的白色沉淀 |
、、、、 |
不溶于水但可以溶于酸的白色沉淀 |
|
不溶于水的蓝色沉淀 |
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不溶于水的红褐色沉淀 |
||
燃烧时的火焰 |
硫在氧气中燃烧 |
蓝紫色 |
S、、、OH在空气中燃烧 |
淡蓝色 |
(2)以物质特征反应条件为突破口
点燃(有2参加的反应);通电(电解H2O);催化剂3分解制2,双氧水分解制);高温(CaCO3分解,C、CO还原Fe2O3,2和C反应生成CO);加热[3、4、Cu2(OH)2CO3
等的分解,2还原CuO、Fe2O3]。
(3)以物质特征反应为突破口
①单质A+化合物B单质C+化合物D,通常有金属与酸反应,金属与盐溶液反应等。Fe+CuSO4Cu+FeSO4、Fe+2HClFeCl2+H2↑、H2+CuOCu+H2O、
C+2CuO2Cu+CO2↑
②单质A+化合物B化合物C+化合物D,通常包括有机物的燃烧。
CH4+2O2CO2+2H2O
③化合物A+化合物B单质C+化合物D,通常有CO还原金属氧化物。
CO+CuOCu+CO2
④单质A化合物C化合物D
CCOCO2,O2CO2CO
⑤化合物A沉淀沉淀溶解
Ca(OH)2CaCO3Ca(HCO3)2
⑥三角关系
(4)以物质特征反应现象为突破口
①能使澄清石灰水变浑浊的无色无味气体是CO2。
②能使黑色CuO变红(或红色Fe2O3变黑)的气体是2或CO,固体是C。
③能使燃着的木条正常燃烧的气体是空气,燃烧得更旺的气体是2,使木条火焰熄灭的气体是CO2或2;能使带火星的木条复燃的气体是2。
④能使白色无水4粉末变蓝的气体是水蒸气。
⑤在2中燃烧火星四射的物质是Fe。
⑥在空气中燃烧生成CO2和2O的物质是有机物,如4、C2H5OH等。
(5)以元素或物质之最为突破口
①地壳中含量最多的元素是O,含量最多的金属元素是Al。
②人体中含量最多的元素是O。
③空气中含量最多的元素是N。
④相对分子质量最小,密度最小的气体是2。
⑤相对分子质量最小的氧化物是2O。
⑥自然界中硬度最大的物质是金刚石。
⑦最简单的有机物是4。
⑧最常用的溶剂是2O。
⑨人体中含量最多的物质是2O。