化学人教版九年级下册科学探究专题复习.docx

科学探究专题复习物质成分的实验探究及计算分析 学习目标1.通过对一些物质成分的探究，初步学习科学探究的一般方法。2.能按照科学探究的基本过程解答相应的习题。3.通过实验数据分析，巧用元素守恒法、极值法、平均值法等推导物质成分。一、气体成分分析例1.水蒸气通过炽热的焦炭得到的水煤气，其主要成分是CO和H2，还含有少量CO2和水蒸气，请用下列装置设计一个实验，以证明水煤气中含有CO和H2（1）连接上述所有装置的正确顺序是（用甲、乙、丙、丁、戊填入横线上）：水煤气_（2）装置丁在连接时，气体必须由_进入（用“A”或“B”填写）（3）确认水煤气中含有H2的实验现象主要是_（4）确认水煤气中含有CO的实验现象主要是_（5）上述实验有何安全缺陷：_你认为应如何改进_例2.膨松剂是一种食品添加剂。它在面包制作过程中发生反应产生气体，使面包变得松软。膨松剂反应产生气体的量作为检验膨松剂品质的一项重要指标。已知某膨松剂含碳酸氢钠、碳酸氢铵中的一种或两种，化学兴趣小组对该膨松剂进行如下探究：【查阅资料】2NaHCO3 Na2CO3+H2O+CO2;NH4HCO3 NH3+H2O+CO2。探究：检验膨松剂的成分在玻璃管中加入该膨松剂，按下图连接好装置（铁架台略去，下同）。【观察与分析】点燃酒精灯。（1）关闭铁夹2，打开铁夹1，观察澄清石灰水变浑浊，说明产物中有二氧化碳，该反应的化学方程式为 。（2）打开铁夹2，关闭铁夹1，观察到的现象是 ，说明产物中有氨气。（3）充分加热后，玻璃管中 （填“有”或“无”）固体。【实验结论】该膨松剂的成分是碳酸氢钠和碳酸氢铵混合物。探究：测定膨松剂受热产生气体的质量用下图装置测定该膨松剂中样品产生的二氧化碳和氨气的质量（装置B装有膨松剂，整套装置气密性良好，各装置中气体吸收剂足量）。【观察与分析】（4）通过测定实验前后装置D的质量，其质量差即为样品产生二氧化碳的质量，装置C的作用是 。若没有装置E，造成测定结果 （填“偏大”、“不变”或“偏小”）。（5）实验过程中必须向装置内通入空气，装置A的作用是除去空气中的 （填化学式）。在停止加热后，继续通入空气一段时间，目的是 。（6）若对装置C、D、E连接顺序进行调整，即可用于测定另一份同质量相同样品受热分解产生氨气的质量。C、D、E连接顺序为 ，通过测定实验前后装置C的质量，其质量差即为样品产生氨气的质量。二、测定物质组成例1.电石，学名碳化钙(CaC2)，以焦炭和碳酸钙为原料生产碳化钙并制备重要工业原料 乙炔（CxHy）气体的原理如下图。【实验探究】（1）气体C有毒，写出固体A和焦炭反应得到碳化钙的化学方程式为 。（2）小组同学对固体D提出三种猜想：猜想一：氧化钙；猜想二：氢氧化钙；猜想三：碳酸钙。同学们经过分析将猜想一排除了，理由是 。（3）检验固体D：取样，滴加足量的稀盐酸，观察到 ，猜想二正确。【组成测定】将一定量的乙炔（CxHy）在足量的氧气中完全燃烧，生成的气体全部缓缓通过下图 装置（选填“”或“”）。 （二）实验测定：（小资料：乙炔的相对分子质量为26）实验数据记录于下表中，试通过计算，确定乙炔的化学式。反应前质量/g反应后质量/g装置125.3127.1装置78.287.0结论：乙炔的化学式 。【归纳小结】写出碳化钙与水反应的化学方程式： 。例2.水的组成揭秘。【资料卡片】18世纪末，英国科学家普利斯特里把“易燃空气”（即氢气）和空气混合后盛在干燥、洁净的玻璃瓶中，当用电火花点火时，发出震耳的爆鸣声，且玻璃瓶内壁上出现了 （写现象）。【定性实验】如右图所示，在电解器玻璃管里加满含有酚酞的硫酸钠溶液，接通直流电源，电解一段时间后，断开电源。用燃着的木条分别在两个玻璃管尖嘴口检验电解反应中产生的气体。（1）检验管a中产生的气体时，观察到 。（2）该实验说明水是由 组成的。【交流反思】本实验中，水中加入少量硫酸钠以增强导电性，硫酸钠不发生反应。（1）电解后，待溶液混合均匀，观察到溶液的颜色为无色，测定其pH=7。但在实验过程中，观察到管b电极附近的溶液迅速变红，则此时管a电极附近的溶液呈 （填“酸”、“碱”或“中”）性。（2）若取24g质量分数为2%的硫酸钠溶液进行电解，消耗了4g水，则电解后的硫酸钠溶液的质量分数为 。（3）本实验中，若水中加入少量氢氧化钠以增强导电性，氢氧化钠不发生反应，则电解后溶液的碱性 （填“增强”、“减弱”或“不变”）。【定量实验】利用以下装置进行实验，分别称量反应前后玻璃管（含其中物质）的质量和U形管（含其中物质）的质量，可以进一步测定水中氢、氧元素的质量比。A B C D（1）装置的正确连接顺序是 （填字母，且每套装置限用一次）。（2）下列情况中，有可能造成测定值大于理论值的是 （填序号）。氧化铜未被完全还原 未连接装置B 装置C中U形管后未连接干燥管例3.在高温下，铁与水蒸气能发生反应生成一种常见的铁的氧化物和一种气体。某兴趣小组进行如下探究。 A B C D E(1) 探究气体的成分。【查阅资料】 碱石灰是氧化钙和氢氧化钠的混合物；硫酸铜是白色的，易吸水。【推断与探究】小明根据所学化学知识推断出生成的气体是氢气，为了使同学们信服，他按ABCEDE的顺序连接好实验仪器进行实验验证，他在装置D、装置D右边的装置E中观察到的现象分别是是 、 。在装置C、D之间的装置E的作用是_ _。装置A中的碎瓷片的作用是 。(2)探究B装置中剩余固体成分。【查阅资料】 四氧化三铁能与盐酸反应生成氯化亚铁、氯化铁和水。 氯化铁能与铁反应生成氯化亚铁。氧化亚铁和氧化铁不能被磁铁吸引，铁和四氧化三铁能被磁铁吸引。【初步探究】装置中剩余固体全部是黑色的，并且都能被磁铁吸引。【猜想与假设】 猜想1：固体成分是四氧化三铁； 猜想2： 。 【探究与结论】小华取少量黑色固体于试管中，加入足量的稀盐酸，她认为若固体全部溶解，没有气泡冒出，则猜想1正确；若固体全部溶解，有气泡冒出，则猜想2正确。铁与水蒸气反应的化学方程式为 。【反思与拓展】 小张根据查阅资料所得的信息分析得出：“小华取少量黑色固体于试管中，加入足量的稀 盐酸，若固体全部溶解，没有气泡冒出，就认为剩余固体是四氧化三铁”的结论是错误的。他的理由是 。 将B装置中剩余的黑色固体20.3g，经过一系列转化，全部变为氧化铁（设转化过程中铁元素无损耗），增加的质量为x，则x的取值范围为 。反馈练习1.钢铁工业是国家工业的基础。I右图是教材中炼铁高炉及炉内化学变化过程示意图，根据图示回答下列问题。 若右图中采用的铁矿石的主要成分为氧化铁，请写出A区所发生主要反应的化学方程式： 。II化学兴趣小组同学在实验室里利用碳和氧化铁反应模拟炼铁，得到了无色气体A和黑色粉末B，并探究两者的成分。加热C、Fe2O3无色气体A黑色粉末B（一）甲组同学对无色气体A的成分进行探究。【猜想与假设】猜想1：A中只有CO2； 猜想2：A中只有CO； 猜想3：A中有CO2和CO。【实验验证】甲组同学按如下图示进行实验（箭头表示气体流向，NaOH溶液的作用是除去气体中的CO2）。 【讨论交流】实验证实猜想3正确，则：（1）中澄清石灰水的作用是 ，能证明猜想3成立的现象是_ 。（2）中反应的化学方程式_ _。（二）乙组同学对黑色粉末B的成分进行探究。【查阅资料】碳（或一氧化碳）还原氧化铁的固体产物可能有四氧化三铁、氧化亚铁、铁。碳（或一氧化碳）还原氧化铁的产物成分与反应温度、反应时间等因素有关。物质 性质四氧化三铁氧化亚铁氧化铁铁粉颜色黑色黑色红色黑色能否被磁铁吸引能不能不能能【初步实验与猜想】 组同学将反应后的黑色固体研磨后，再用磁铁吸引，发现黑色固体粉末全部能被吸引，则该黑色固体粉末中不可能含有氧化铁和 。进行猜想：黑色固体粉末可能是：猜想一：全部是Fe；猜想二：全部是Fe3O4；猜想三：是_。【进一步实验】该小组按右图装置设计实验，在一定温度下进行了实验，测得下列数据：应前称取5.8 g黑色粉末B加入玻璃管内 （玻璃管的质量为60.0g）充分反应后管内固体全部是铁，玻璃管和管内固体的总质量64.2g（已冷却到室温）。【得出结论】根据上述数据，经计算得出该黑色粉末B是 。【反思与评价】碳（或一氧化碳）还原氧化铁的实验中，若要得到铁可适当提高反应温度和延长反应时间。澄清石灰水2.研究小组进行木炭还原氧化铁的探究活动。将木炭、氧化铁及试管充分烘干，并将木炭和氧化铁混合均匀、研磨。取适量上述混合物于试管中，用右图1所示的装置加热（试管竖直向上，可使加热时的热量尽少散失）。【提出问题】实验结束后，试管中的剩余固体X含有哪些成分，质量分别是多少？【查阅资料】图1铁的氧化物被还原时，是从高价铁的氧化物逐级还原成低价铁的氧化物，最后还原成金属铁。铁的部分氧化物的性质如下：Fe3O4具有很好的磁性，能被磁铁吸引。铁的三种氧化物均不溶于水，但能溶于稀盐酸，分别发生如下反应：Fe2O3 + 6HCl 2FeCl3 + 3H2O来源:学#科#网Fe3O4 + 8HCl 2FeCl3 + FeCl2 + 4H2OFeO + 2HCl FeCl2 + H2O黄色的FeCl3溶液中滴入无色的KSCN溶液，溶液变为红色，该实验常用于检验FeCl3；FeCl3溶液遇单质铁发生反应：2FeCl3 + Fe = 3FeCl2，溶液变为浅绿色。【猜想】固体X可能含有：Fe FeO Fe3O4 （写化学式） C【实施实验】目的：确定固体X的组成。步骤操作主要现象结论I取部分冷却后的固体X倒在滤纸上，用磁铁充分吸引。部分固体被吸引到磁铁上可能有Fe或Fe3O4II取滤纸上的剩余固体少量，放入图2所示的试管a中，通入氧气，用酒精灯加热。固体剧烈燃烧， b中溶液变浑浊一定有 。III另取滤纸上的剩余固体少量，放入试管中，加入足量的稀盐酸。无明显现象一定没有 。IV取步骤I磁铁上的固体少量，放入试管中，逐滴加入稀盐酸。产生 。一定有FeV在步骤IV所得溶液中逐滴加入 。溶液不变红色一定没有Fe3O4【反思改进】同学们讨论发现，用上述实验方法不能确定固体X中一定没有Fe3O4，理由是 。盐酸固体Xa澄清石灰水O2滤纸上的剩余固体图3图2为确定固体X中是否含Fe3O4并测定其中各成分的质量，同学们又进行了以下实验：步骤操作数据I重新取部分冷却至室温的固体X，称量其质量为m1。 m1 = 17.9 gII将称量好的固体X全部放入图3所示的锥形瓶中，称量整套装置及药品的质量为m2；打开分液漏斗旋塞，放入足量稀盐酸后关闭旋塞，待没有气泡产生并恢复至室温，再次称量整套装置及药品的质量为m3。m2 = 317.9gm3 = 317.3gIII将锥形瓶中剩余的固体过滤、洗涤并干燥，称量其质量为m4。m4 = 1.1 g【获得结论】（1）为确定固体X中是否含Fe3O4，m1 m4中应该用到的数据有 。（2）固体X各成分的质量比为 。3.某校化学小组对热水壶底部水垢的主要成分进行了如下探究，请完成以下活动并回答相关问题。【查阅资料】天然水中含有Ca2+、Mg2+、HCO3等离子，在加热条件下，这些离子趋于生成溶解度更小的物质水垢（主要成分为碳酸盐和碱）。有关物质的溶解性见下表（20）： 阴离子阳离子OH-CO32-HCO3-Ca2+微溶来源:Z|xx|k.Com不溶可溶Mg2+不溶微溶可溶根据上述物质的溶解性，小组同学确定水垢的主要成分中一定含有的两种物质是 ，可能含有Ca(OH)2和MgCO3 。【提出问题】水垢的主要成分中是否含有Ca(OH)2和MgCO3呢？【实验方案1】确定水垢中是否含Ca(OH)2实验步骤实验现象结论在少量研碎的水垢中，加入适量的蒸馏水充分搅拌，过滤，在滤液里加入Na2CO3溶液。_水垢中无Ca(OH)2来源:Zxxk.Com【实验方案2】确定水垢中是否含MgCO3利用下列实验装置，完成实验2探究。其主要实验步骤如下：按上图组装后，将9.8g水垢试样放入锥形瓶中，打开止水夹K，从导管a处缓缓鼓入空气，一段时间后精确称量D、E装置总质量为6