内容正文:
第三章 化学实验与科学探究
资源包31 教材实验与实验创新
一、必备知识梳理
【2022版课标学业要求】
1. 能正确选取实验试剂和仪器,依据实验方案完成必做实验,并能全面,准确地记录实验过程和现象。
2. 能说明必做实验的基本思路与方法,分析实验实施的合理性,能体现严谨求实、敢于质疑的科学态度。
3. 能基于必做实验形成的探究思路与方法,结合物质的组成及变化等相关知识,分析解决真实情境中的简单实验问题。
【内容框架】
必做实验及重要教材实验
粗盐中难溶性杂质的去除
二氧化碳的实验室制取与性质
氧气的实验室制取与性质
气体制备实验
性质验证实验
常见金属的物理性质和化学性质
常见酸、碱的化学性质
分子的性质
分离除杂实验
空气中氧气含量的测定
组成测定实验
水的组成及变化的探究
燃烧条件的探究
科学探究实验
质量守恒定律的探究
一定溶质质量分数的氯化钠溶液的配制
基础操作实验
【基础梳理】
1. 空气中氧气含量的测定
装置
原理
4P + 5O2 2P2O5 药品:红磷
现象
红磷燃烧,产生大量白烟,放热,打开止水夹后水进入装置约占1/
操作要点
①装置气密性良好 ②反应物足量或过量 ③冷却至室温后再打开止水夹
压强变化
先升后降至4/5大气压。红磷燃烧放大量热,温度升高,压强先升高,后实验消耗大量O2,反应结束温度下降冷却至室温,压强逐渐下降至起始压强值的4/5。
替代药品
①只与空气中的氧气反应 ②生成物不为气体
实验改进方向
①提高实验准确性 ②提高实验精度 ③环保
2. 分子性质实验
装置
药品
浓氨水和酚酞
现象
B烧杯内酚酞溶液变为红色,A、C烧杯中溶液不变色
结论
分子在不断运动中
实验改进方向
①增加温度变量 ②体现分子运动的方向性、速率快慢
注意事项
对比实验要对比说明各处实验现象,多个变量的控制变量实验说明实验结论时要加前提:其他条件相同时。
3. 电解水实验
装置
在水中加入少量硫酸钠或氢氧化钠的目的:增强水的导电性
实验目的
通过生成物的元素组成推断反应物的元素组成
反应原理
2H2O 2H2↑+ O2 ↑
实验现象
正极、负极都产生气体,通电一段时间后,正、负两极产生的
气体的体积比约为1:2,质量比为8:1。
气体的检验
正极:用带火星木条检验,若木条复燃,说明产生的气体是氧气。
负极:用燃着的木头检验,若气体能燃烧,产生淡蓝色火焰,说明产生的气体是氢气。
实验结论
水是由氢元素和氧元素组成的
4. 探究质量守恒定律
装置
现象
白磷燃烧放热,产生大量白烟,气球先鼓后瘪,天平平衡
烧杯内产生大量气泡,天平向右倾斜
装置注意点
锥形瓶底部铺有细沙,防止白磷燃烧放热使集气瓶炸裂;玻璃管上端系牢一个气球以平衡压强。
实验结论
参加化学反应的物质质量总和等于生成物的质量总和
实验注意点
有烟雾状物质或气体参与、生成的反应实验应在密闭容器中进行
5. 二氧化碳是否与水反应的探究实验
装置
现象
Ⅰ纸花变红,Ⅱ纸花不变色,Ⅲ纸花不变色,Ⅳ纸花变红
分析
实验Ⅰ说明石蕊与酸变红;实验Ⅱ、Ⅳ对比说明仅有水不能使石蕊变红;实验Ⅲ、Ⅳ对比说明仅有二氧化碳不能使石蕊变红
实验结论
水和二氧化碳反应产生的酸性物质使石蕊变红
实验原理
CO2+H2O==H2CO3
6. 燃烧的条件实验
装置
现象
铜片上白磷燃烧,红磷不燃烧;水中白磷不燃烧
分析
①②对比,说明燃烧需要温度达到着火点以上;①③对比,说明燃烧需要与氧气接触
水的作用
①提供热量,使温度达到可燃物着火点以上 ②隔绝氧气
实验结论
燃烧同时需要可燃物、与氧气/接触、温度达到可燃物着火点以上,三条件缺一不可
实验改进点
环保
7. 探究金属活动性顺序
装置
现象
镁产生气泡速率最快,锌次之,铁较慢,铜不与酸反应。
铁和酸反应溶液由无色变为浅绿色。
结论
金属活动性:镁>锌>铁>铜
其他验证活动性的方法
三种金属:两金夹一盐或两盐夹一金
8. 探究酸和碱的中和反应
目的
探究无明显现象的酸碱之间能否发生反应
装置
现象
步骤①溶液变红;步骤②溶液由红色变为无色
分析
氢氧化钠呈碱性,遇酚酞变红。滴加盐酸后,溶液由红色变为无色,溶液无色说明溶液中不再存在碱性物质,即氢氧化钠被消耗,说明氢氧化钠同盐酸发生反应。
反应判据
溶液由红色变为无色
结论
酸与碱能发生反应
反应本质
酸中的氢离子和碱中的氢氧根离子反应生成水分子
pH曲线
pH>7未完全反应,溶质NaCl、NaOH;
pH=7恰好完全反应