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1第十二讲：化学实验探究专题主讲人：赖诗港知识导航：（一）气体发生装置的选择：考虑反应物的状态和反应所需条件给固体加热产生气体固体和液体在常温下反应产生气体（二）气体收集装置选择：考虑气体的水溶性和密度排水法向上排空气法向下排空气法(不易溶于水)（密度比空气大）（密度比空气小）（三）集气、洗气装置①收集密度比空气大的气体时，接口顺序为：a→b②收集密度比空气小的气体时，接口顺序为：b→a③用排水法收集气体时，瓶内装满水，接口顺序为：b→a④干燥二氧化碳、氧气等气体时，瓶内装适量浓硫酸，接口顺序为：a→b（四）控制反应发生和停止的装置2跟踪练习：1、某课外活动小组在学习了书本“空气中氧气含量的测定”实验，知道P2O5不能随便排放在空气中，否则会对空气造成污染，所以对该实验进行了改进：在由两个注射器组成的密闭系统内共有50mL空气，如右图。然后给装有红磷的玻璃管加热。同时交替推动两个注射器的活塞，至玻璃管内的红磷变成白烟，且较长时间内无进一步变化时停止。停止加热后，待冷却至室温将气体全部推至一个注射器内。请根据你对上述实验的理解，回答下列问题：（1）实验结束后，注射器内的气体体积理论上应该减少约mL。（2）在实验的加热过程中，交替缓慢推动两个注射器的目的是。写出该反应的化学方程式。（3）上述实验只是粗略测定空气中氧气含量的一种方法，你认为造成该实验不够精确的可能原因是（写出其中一种）。（4）通过上面的实验，你学到的测量混合物中某成分含量的方法是2、由实验测知：取3．5gKMnO4晶体加热到220oC，分解放出的氧气多于按下式计算的理论量。按下式计算的理论量为放出氧气0．354g，2KMnO4===K2MnO4+MnO2+O2↑(溶于水呈紫红色)(溶于水呈绿色)(黑色,不溶)换算成标准状况下的体积为248mL，而实际测得的氧气为308mL（标准状况），超过理论量为：(308-248)m1，＝60mL。试回答：⑴怎样用实验证明：超理论量的氧气不是来自MnO2？________________________________⑵怎样用实验证明超理论量的氧气是由K2MnO4分解产生的？（要求用KMnO4制取氧气后的残渣实验，如图所示）___________________________________⑶怎样从“最后残渣”中分离出MnO2？_____________________________3、某同学对催化剂产生了兴趣，通过查资料了解到氧化铜、氧化铁等都能加速氯酸钾的分解．为了证明氧化铜能加快氯酸钾的分解，他们设计了实验装置，并进行气体的制备和测量实验．实验时均以生成40mL气体为标准，相关记录见下表：实验序号KClO3质量加入其它的物质待测数据l1.2g无其它物质21.2g加入少量的CuO试回答下列问题：（l）上述实验中的“待测数据”指（2）从如图仪器中选择合适的并加以组装（填写字母）．△3（3）为探究CuO在实验2中是否起催化作用，还需探究的内容是4、化学小组进行实验探究，请你参与研究．（1）利用图所示装置进行二氧化碳的制备和性质实验．实验进行一段时间后，“人”字管左端发生反应制备二氧化碳；右端可以观察到的现象是；被石蕊溶液浸湿的纸质小花的颜色变为红色的原因是；若将燃烧的木条从干燥管的上管口伸入管内，可以看到燃烧的木条熄灭，以上实验说明二氧化碳具有点性质．（2）在探究CO2和NaOH是否发生反应时，设计出上面右图所示的三种装置进行实验，请回答问题：①以上三个实验中，B、C两个实验有明显现象，请你记录观察到的实验现象：实验B：实验C：②实验A因选用的仪器不当导致未能观察到明显现象，请你寻找一种物品替代该装置中的烧瓶，使实验获得成功，你将选用的物品是5、某同学发现将带火星的木条伸入氧气含量约占40%的空气样品中就能复燃，那么能使带火星的木条复燃的氧气含量的最低值是多少呢？小亮同学设计了如下实验进行探究：第一组实验：取5只集气瓶，编号为①、②、③、④、⑤，分别装入其总容积10%、20%、30%、40%、50%的水．用排水法收集氧气，恰好把5只集气瓶中的水排去．将带火星的木条依次插入①～⑤号瓶中，记录实验现象．小亮在前一组的基础上又做了第二组和第三组实验，并进行了记录．第一组第二组第三组集气瓶编号①②③④⑤①②③④⑤①收集的O2占容积的体积分数（%）1020304050313335373934带火星木条的状况微亮亮很亮复燃复燃很亮很亮复燃复燃复燃很亮请回答下列问题：（1）用带火星的木条验满氧气的方法是否可靠：（填“是”或“否”）．（2）收集的氧气占容积的体积分数最低为%时，可使带火星的木条复燃，这时集气瓶中氧气分数约为%（计算结果保留整数）。（3）用带火星的木条直接检验双氧水受热分解产生的氧气时，往往难以复燃，这是因为在加热生成氧气的同时产生大量水蒸汽所致，此时混合气体中氧气的体积分数随温度变化的曲线如图所示．若只考虑氧气的体积分数对实验结果的影响，欲使带火星的木条复燃，应将加热双氧水的最高温度控制在大约℃．某同学改用如图装置后能使带火星的木条复燃其原因是，反应的化学方程式为4（4）采取“半值法”探究能减少实验次数：例如：第一组实验若按③、④的编号顺序进行实验，即可确定下一组实验收集的氧气占容积的体积分数应在30%～40%之间，从而省去编号①、②、⑤的实验．同理，第二组实验可以省去的实验编号为6、向包有过氧化钠（Na2O2）粉末的脱脂棉上滴水，脱脂棉燃烧起来。[提出问题]过氧化钠与水反应生成了什么物质？为什么脱脂棉会燃烧？[进行猜想]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。现利用如右图装置进行。[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：7、测定硫酸铜晶体（CuSO4•5H2O）里结晶水的含量，实验步骤为：①研磨②称量空坩埚和装有试样的坩埚的质量③加热④冷却⑤称量⑥重复③至⑤的操作，直到连续两次称量的质量差不超过0.1g为止⑦根据实验数据计算硫酸铜结晶水的含量．请回答下列问题：（1）现有坩埚、坩埚钳、三脚架、泥三角、玻璃棒、干燥器、药匙、硫酸铜晶体样品等实验用品，进行该实验时，缺少的实验用品是（2）该实验中哪一步骤需要使用干燥器？使用干燥器的目的是什么？（3）实验步骤⑥的目的是（4）若操作正确而实验测得的硫酸铜晶体中结晶水的含量偏低，其原因可能有（填入选项的编号）A．被测样品中含有加热不挥发的杂质B．被测样品中含有加热易挥发的杂质C．实验前被测样品已有部分失水D．加热前所用的坩埚未完全干燥．8、请你根据下图回答下列问题：（1）写出下列仪器的名称：①，④5（2）如果用大理石和稀盐酸制取并收集CO2，应选用上图中的（填序号）；其化学方程式为（3）若用加热氯酸钾和二氧化锰来制取并用排水法收集一瓶O2，应选用上面图中的（填序号），其化学方程式为9、某同学做了用双氧水和二氧化锰制氧气实验后，展开了下列思考与探究：（1）催化剂MnO2的用量对反应速率有没有影响呢？他做了这样一组实验：每次均用30mL10%的H2O2溶液，采用不同量MnO2粉末做催化剂，测定各次收集到500mL氧气时所用的时间，结果如下：（其他实验条件均相同）实验次序12345678910MnO2粉末用量（克）0.10.20.30.40.50.60.70.80.91.0所用时间（秒）17875432222请分析表中数据回答：MnO2的用量对反应速率有怎样影响呢？。（2）H2O2溶液的溶质质量分数对反应速率有没有影响呢？他又做了一组实验：每次均取5mL30%的H2O2溶液，然后稀释成不同溶质质量分数的溶液进行实验。记录数据如下：（实验均在20℃室温下进行，其他实验条件也均相同）实验次序12345678H2O2溶液溶质质量分数1%3%5%10%15%20%25%30%MnO2粉末用量（克）0.20.20.20.20.20.20.20.2收集到540mL气体时所用时间（秒）6602202058025943反应后液体温度（℃）2434395665676970请分析表中数据回答：H2O2溶液的溶质质量分数对反应速率有怎样影响呢？。由表中数据还可看出，该反应是个反应（填“放热”或“吸热”）。（3）还有哪些因素可能影响该反应的速率呢？请说出你的一个猜想：。10．利用图甲装置探究“MnO2的用量对H2O2分解反应的影响”，实验中H2O2的溶质质量分数为3%，装置中产生氧气的量可以用压强传感器测出（在等温条件下，产生氧气体积与装置内压强成正比。反应放热忽略不计。）【出处：21教育名师】（1）写出装置中发生反应的化学方程式：______________________________，MnO2在此反应中起__________作用。【版权所有：21教育】（2）图乙是“0.1克MnO2与不同体积的3%H2O2溶液混合”的实验结果，从图中可以看出____________________。21教育名师原创作品甲MnO2压强传感器3%H2O2溶液乙丙6（3）当用“3%H2O2溶液8毫升与不同质量的MnO2混合”时，得到如图丙所示的曲线。曲线的斜率显示，当MnO2的用量增加到0.08克时，分解速度达到实验要求。在此实验条件下，若MnO2的质量有4克（一药匙），就能使下图__________（选填字母）烧杯中所装的3%H2O2溶液，其分解速度最接近实验要求。21*cnjy*comABC11．硫燃烧产生的二氧化硫气体会造成空气污染。为避免二氧化硫污染空气，某教师对教材中“硫在空气和氧气中燃烧”的实验进行了改进与创新，设计了如图甲所示的实验装置。【实验原理】①B装置中燃烧匙固定在带有a导管的单孔塞上，硬质玻璃管透光性好，不影响实验现象的观察；②C装置的广口瓶中盛放氢氧化钠溶液可吸收二氧化硫气体，避免污染；③打开D装置中的阀门，气体就会从左向右依次进入各装置。【实验过程】步骤一：将硫粉放在燃烧匙上，在空气中点燃后，迅速伸入硬质玻璃管内(如图B装置)，打开阀门，观察硫在空气中燃烧的现象；21世纪教育网版权所有步骤二：将导管a伸入盛有氧气的集气瓶中(如图A装置)，观察硫在氧气中燃烧的现象。【交流讨论】(1)硫在空气中燃烧并发出________________火焰，生成的SO2气体被氢氧化钠溶液吸收的反应原理是____________________________________(用化学方程式表示)；(2)气流能从左向右作定向流动的原因是___________________________________。【拓展应用】小丽同学认为，运用该装置设计原理，还能进行其它有毒气体的实验，同样能达到避免污染的目的。于是设计了图乙实验装置，用以完成“CO还原氧化铜”实验。(3)图乙D装置在实验中除了形成气体定向流动外，还有的用途是_________________________________________________________________________________________；(4)实验时，小丽同学先打开止水夹和阀门，过一会儿再点燃酒精灯，她这样操作的目的是________________________________________________________________。7第十二讲课后作业学生姓名：得分：1、小刚和小强用图甲和图乙所示实验来探究可燃物燃烧的条件。经查阅资料知：白磷着火点为40℃，红磷着火点为240℃，它们在空气中燃烧都生成有毒的白烟——五氧化二磷，五氧化二磷易溶于水。(1)小刚用图甲所示装置进行实验，观察到的现象是。(2)小强用图乙所示装置进行实验，得到以下实验事实：①不通空气时，冷水中的白磷不燃烧；②通空气时，冷水中的白磷不燃烧；③不通