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专题05 化学实验探究
【解题方法点拨】
思考解答这类题目时,可以利用控制变量法,通过设计对照实验(即控制其它条件相同时,一个实验使用某一条件或者满足某一因素,另一个实验不使用或者不满足),来进行实验探究之.并且,一般都按照如下的思路来思考分析、设计实验、推断解答. 对于物理变化来说,要考虑的变化条件和影响因素主要有降温、加热、加压、搅拌、物质的形状或接触面积等等.例如,工业上用分离液态空气的方法制氧气时,首先要将空气在低温条件下加压,使空气液化,然后蒸发;并且,为了便于贮存、运输和使用,通常把氧气加压贮存在蓝色钢瓶中.再如,物质的溶解时,不但要考虑物质的形状、水的温度,还要考虑搅拌等影响因素. 对于化学变化来说,要考虑的变化条件和影响因素主要有点燃、加热、催化剂、通电、高温、高压以及是否搅拌、反应物的浓度、形状或接触面积等等.例如,控制其它条件相同时,使用催化剂,会改变化学反应速率(初中阶段一般是指加快).再如,控制其它条件相同时,使用玻璃棒搅拌,会使化学反应速率加快.
化学实验方案设计的基本思路是:明确实验目的→确定反应原理→选择仪器药品→设计实验装置及操作步骤→记录现象和数据→分析得出结论;而实验方案的评价应是注意的:目标明确、科学合理、简便易行、安全环保、节约快捷、效果显著等等;若有不妥,可参考评价的七原则,给出合理的改进方案.
【中考考题】
1.(2020•温州)18世纪前后,人们把元素等同于一种在化学变化中不可再分的物质,即单质。“燃素说”和“燃烧的氧化学说”一度成为科学家争论的焦点。
材料一:1723年,施塔尔提出“燃素说”:燃素也是一种元素,燃素存在于一切可燃物中。如金属含有燃素,金属燃烧时金属释放燃素后成为金属灰(实际是金属氧化物);金属灰与燃素结合又会重新变回金属。
材料二:1766年,卡文迪许制得氢气并认为它是燃素;1773年,舍勒研究发现,可燃物燃烧需要一种他称为“火空气”的单质参与;1784年前,人们认为水是一种元素;1796年,普里斯特利制得可在“脱燃素气”中燃烧的“可燃空气”,也把它当作燃素。
材料三:1777年,拉瓦锡建立了“燃烧的氧化学说”,认为可燃物中不存在燃素;1801年,克鲁克香克证明了普里斯特利所谓的“可燃空气”是一氧化碳,从而结束了“燃素说”与“燃烧的氧化学说”之争。
(1)用你所学的燃烧条件分析,材料二中的“火空气”是 氧气 。
(2)材料三中的“可燃空气”一氧化碳属于纯净物中的 化合物 ,所以不可能是燃素。
(3)“燃素说”自提出后就引起争议。下列是当时科学家分析的事实或现象,用“燃素说”解释不合理的是 ADE 。(可多选)
选项
事实或现象
用“燃素说”解释
A
金属成分比金属灰简单
因为金属燃烧时燃素从金属中逸出
B
加热金属灰通入氢气,金属灰变回金属
因为氢气是燃素
C
木炭与金属灰一起加热变回金属
因为木炭富含燃素
D
铜在空气中加热后质量增加
因为金属铜中含有燃素,加热后有燃素逸出
E
燃素(氢气)与脱燃素气(氧气)结合成为水
因为水是一种元素
【解答】解:(1)分析材料二,可燃物燃烧需要一种他称为“火空气”的单质参与,其中氧气为单质且可以支持燃烧,故答案为:氧气;
(2)分析一氧化碳,一氧化碳的化学式为CO,是由两种元素组成的纯净物,故分类属于化合物。故答案为:化合物;
(3)A.金属成分比金属灰简单,因为金属燃烧时燃素从金属中逸出,该说法是错误的。因为金属燃烧过程中有氧气参与,故A错误;
B.由题意可知,金属灰是金属氧化物,金属氧化物会与氢气发生氧化还原反应,氢气把金属氧化物还原成金属,故B正确;
C.木炭与金属氧化物反应生成金属,因为木炭具有还原性,木炭中富含燃素,故C正确;
D.金属铜加热,会与空气中氧气反应生成氧化铜,而金属铜是单质,铜中不含有燃素,故D错误;
E.氢气与氧气反应生成水,水是由两种元素组成,故E错误。
综上所述,故答案为:ADE。
2.(2020•温州)小明和兴趣小组同学利用铁与硫酸铜溶液反应,比较铁与铜的活动性强弱,发现铁丝表面有红色物质析出,溶液颜色由蓝色逐渐变为浅绿色,但有时会出现溶液颜色变为淡黄绿色或淡蓝色,甚至无明显变化的异常现象。
(1)针对上述异常现象,他们认为可能是溶液浓度或反应时间不同导致。为进一步探究此问题,请你设计实验方案并写出实验步骤 ①将质量分数为16%的硫酸铜溶液稀释成4%、8%、12%的硫酸铜溶液备用;②取四只试管分别装入5mL4%、8%、12%、16%的硫酸铜溶液,然后在相同实验条件下,将4根大小相同的铁丝同时放入4支试管内;③在20分钟内观察试管内溶液颜色变化,每2分钟记录一次颜色变化情况;④比较不同浓度的硫酸铜溶液,在相同时间内溶液的颜色变化,同时比较同一浓度硫酸铜溶