内容正文:
化学
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主题五 科学探究与化学实验
命题点3 教材实验分类练
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类型1 与压强有关的实验
1. 初中涉及压强变化的实验
密闭容器中
压强增大 生成气体 过氧化氢分解制氧气、电解水、金属或碳酸盐与
酸反应、铵盐与碱溶液反应等
放出热量 氢氧化钠固体溶解、稀释浓硫酸、氧化钙与水反
应、金属与酸反应、中和反应等
密闭容器中
压强减小 消耗气体 磷燃烧、金属与氧气反应、铁生锈、 与碱溶
液反应,或或 溶于水等
吸收热量 硝酸铵固体溶解、干冰升华等
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2.压强变化后的主要可视化实验现象:装置内外产生了气压差时,气体或
液体总是向着________(填“气压大”或“气压小”)的方向运动,常表现为:
①液柱(或液面)的移动;②气球的变大或变小。
气压小
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针对训练
1.如图,将少量液体 加入到烧瓶中,观察到气球逐渐膨胀。
下表中液体和固体 的组合,符合题意的是( )
① ② ③ ④
双氧水 水 水 水
二氧化锰 氯化钠 氢氧化钠 硝酸铵
A. ①④ B. ②③ C. ①③ D. ①③④
√
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【解析】要使图示的小气球鼓起来,就要使瓶内压强增大,要使瓶内压强
增大可通过升温或放出气体实现。①二氧化锰和过氧化氢溶液混合能生成
大量的氧气,会使气球膨胀起来;②氯化钠溶于水后,温度没有明显变化,
气球没有明显变化;③氢氧化钠固体溶于水会放出大量的热,瓶中气温升
高气体膨胀体积变大,瓶内压强增大,小气球膨胀起来; 溶于
水,温度降低,瓶内压强减小,气球会变小;故选C。
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2.[2024重庆模拟]如图各图装置气密性均良好。下列说法不正确的是
( )
A. 图①红磷燃烧过程中弹簧夹未夹紧,则测得空气中氧气的体积分数偏大
B. 图②加入氧化钙后,玻璃弯管左侧液面降低,证明氧化钙与水反应放热
C. 图③滴入稀盐酸后,气球胀大,说明镁和稀盐酸反应一定放出热量
D. 图④测量生成的 体积,集气瓶中植物油上方的空气对测量结果没有
影响
√
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【解析】若弹簧夹没有夹紧,反应放出大量的热,装置内压强增大,有空
气逸出,因此进入的水多,使测定结果偏大,A正确;氧化钙和水反应生
成氢氧化钙,反应放出大量的热,温度升高,玻璃弯管左侧液面降低,B
正确;图③滴入稀盐酸后,镁和稀盐酸反应生成氯化镁和氢气,气球胀大,
不能说明镁和稀盐酸反应一定放出热量,也可能是生成氢气使瓶内压强增
大造成的,C错误;测量生成的 气体的体积,其中在水面上放一层植
物油,目的是防止二氧化碳溶于水中而影响体积读数,有多少体积的二氧
化碳进入集气瓶中,就有多少体积的水排入量筒中,植物油上方的空气对
测量 的体积没有影响,D正确。
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3.用如图喷泉实验装置研究与 溶液的反应。将
溶液推入烧瓶,一段时间后,打开止水夹 ,滴有
无色酚酞的水被倒吸入烧瓶,形成喷泉,烧瓶内溶液呈
红色。
(1)形成喷泉是因为与 溶液反应,使烧瓶内压
强______(填“大于”“小于”或“等于”)外界大气压。
小于
(2)实验后,取烧瓶内溶液少许于试管中,滴加足量稀盐酸,开始时无
明显现象,片刻后观察到有气泡出现,则加稀盐酸前烧瓶内溶液中的溶质
成分是______________________________________。
和(或氢氧化钠和碳酸钠)
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(3)若将烧瓶内的 换成下列四种气体中的___
(填字母)仍可产生喷泉现象。
A. B. C. D.
√
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类型2 应用控制变量法的实验
【归纳总结】
初中化学常见利用控制变量法的实验有:①影响化学反应速率因素的探究;
②影响物质溶解性因素的探究;③探究分解过氧化氢制取氧气的反应中二
氧化锰的作用;④金属活动性顺序的探究;⑤探究铁钉生锈的条件;⑥探
究燃烧的条件;⑦验证二氧化碳与水或氢氧化钠溶液的反应。
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一、单组实验变量研究(自身对照)
图1
例1 图1是探究过氧化氢分解制取氧气的实验。①中无明显现象,③中的
现象是_________________________________________,说明该实验中的
变量是___________。
试管中有大量气泡产生,带火星的木条复燃
有无
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例2 如图2所示,铁丝在空气中加热时只红热不燃烧,在氧气中铁丝剧烈
燃烧、__________、放出大量的热,生成__________,该实验中研究的变
量是____________。
火星四射
黑色固体
氧气的浓度
图2
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二、多组实验变量研究(空白对照)
例3 以探究铁钉生锈条件的实验为例。通过分析该实验涉及的几种因素,
可得出以下表格。
序号 A B C
条件 蒸馏水 √ √
氧气 √ √
现象 生锈 不生锈 不生锈
(1)实验A、B研究的变量为______,说明铁制品锈蚀的条件之一是
____________。
氧气
与氧气接触
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(2)实验A、C研究的变量为________,说明
铁制品锈蚀的条件之一是__________。
蒸馏水
与水接触
【思维模型】通过上述实验,构建出控制变量实验的思维模型如下:
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针对训练
1.下列问题的研究中,没有利用对比的实验思想方法的是( )
A. 探究二氧化锰的催化作用
B. 探究燃烧条件
C. 探究金属的活动性顺序
D. 探究水的组成
√
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【解析】对比实验是为了探究某一因素对实验的影响,而运用控制变量法
是进行对比实验的探究方法;解答时要根据实验目的分清实验中的定量和
变量,其他条件相同且只有一个变量,出现不同的现象,才能达到对比实
验的目的。由此可知只有D选项没有利用对比思想。
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2.[2024苏州]某实验小组设计如图实验对过氧化氢分解进行探究。下列相
关说法不正确的是( )
A. 对比实验甲和乙,探究浓度对 分解速率的影响
B. 对比实验乙和丁,探究对 分解速率的影响
C. 对比实验甲和丙,探究温度对 分解速率的影响
D. 对比实验甲、丙和丁,探究和温度对 分解速率影响的程度
√
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【解析】该题是利用控制变量法,具体分析如下:
选项 实验 变量分析 结果分析
A 甲和乙 过氧化氢的浓
度 变量唯一,能探究浓度对 分解速率的影响
B 乙和丁 过氧化氢的浓
度、二氧化锰 变量不唯一,不能探究对 分解速率的影响
C 甲和丙 温度 变量唯一,能探究温度对 分解速率的影响
D 甲、丙和丁 甲和丙:温度;甲和丁:
二氧化锰 变量唯一,对比实验甲和丙可以探究温度对_x001A_分解速率的影响;对比实验甲和丁,可以探究对 分解速率的影响
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3.控制变量是科学探究的重要方法之一。请结合下列实验,回答相关问题:
(1)A实验中,观察到薄铜片上的乒乓球碎片先燃烧,滤纸碎片后燃烧,
可以说明燃烧条件之一是________________________。
(2)B实验中,根据燃烧的现象可知,影响硫燃烧剧烈程度的因素是
__________。
温度达到可燃物的着火点
氧气浓度
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(3)C实验中为探究酸的浓度对反应速率的影响,则实验中应控制加入稀
盐酸的______相等,反应的化学方程式是__________________________。
体积
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类型3 应用元素守恒法的实验
1.[2024湖北省卷]在探究甲烷的元素组成时,
做了如下图的两个实验。下列说法错误的是
( )
A. 燃烧时火焰呈(淡)蓝色 B. 左侧烧杯内壁有小液滴产生
C. 右侧烧杯内壁石灰水变浑浊 D. 可得出甲烷含有氧元素
√
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2.根据如下教材中的实验图示,回答相关问题。
图1
(1)如图1,点燃蜡烛,可观察到烧杯内壁有_________出现,说明蜡烛
中含有____元素。
无色液滴
氢
图2
(2)如图2,在燃烧的蜡烛上方罩一个冷碟子,过一会儿发现冷碟子底部
出现了黑色物质,说明蜡烛中含有____元素。
碳
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3.[2024湖南省卷改编]航天员在太空生活需要氧气和水。氧气和水的相互
转化,体现了“合”与“分”的思想。
图1
图2
图3
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(1)“合”的思想
液氢和液氧反应产生的能量可为返回舱返回提供动力,实验室进行氢气燃
烧的实验如图1所示,该反应的微观示意图如图2所示:
①点燃纯净的氢气,可观察到的现象是______________________________
_____,该化学反应的化学方程式为___________________,该化学反应的
基本类型是______反应。
产生淡蓝色火焰,烧杯内有水雾出现
化合
图1
图2
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(2)“分”的思想
①航天员在空间站生活所需氧气主要通过电解水获得,该反应
的化学方程式是______________________。
②如图3是电解水的实验装置,其中负极产物为______________,
正极产物为______________。
氢气(或)
氧气(或)
(3)“合”与“分”的思想
通过以上事实,证明了水是由________________组成。
氢元素和氧元素
②返回舱返回的动力采用液氢作为能源的优点是______________________
_______________________(写一条即可)。
热值高(或燃烧产物是水,无污染,合理即可)
图3
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【思维模型】通过上述实验,构建出测定纯净物元素组成的思维模型如下:
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类型4 创新实验
1.用“ ”形玻璃管进行微型实验,将注射器中的过氧化氢溶液推入玻璃管
中与二氧化锰接触。下列说法正确的是( )
A. 过氧化氢分解能生成氧气和氢气
B. 若 处粉末是木炭粉,不能看到木炭燃烧
C. 若处粉末是硫粉, 处应接有尾气处理装置
D. 若 处粉末是铜粉,能看到粉末由黑色变
为红色
√
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【解析】过氧化氢在二氧化锰的催化作用下分解生成水和氧气,A错误;
若处粉末是木炭粉,加热木炭粉能看到木炭燃烧,B错误;若 处粉末是
硫粉,生成的气体是二氧化硫,会污染空气, 处应接有尾气处理装置,C
正确;若 处粉末是铜粉,能看到粉末由红色变为黑色,D错误。
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2.如图是兴趣小组设计的“趣味实验”:利用铁生锈的原理测定空气中氧气
的含量。先将用饱和食盐水浸润的铁丝绒放入集气瓶中,再塞紧带导管的
单孔橡胶塞,固定在铁架台上进行实验(铜能与空气中的氧气、水、二氧
化碳共同反应而锈蚀)。下列说法错误的是( )
A. 一段时间后可观察到铁丝绒表面有一层红棕色的铁锈
B. 彩色水沿导管流入集气瓶中,是因为瓶内压强减小
C. 植物油的作用是防止集气瓶外空气中的某些成分对实验
的影响
D. 该实验也可以将铁丝绒换成足量铜丝绒
√
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【解析】铁与氧气、水同时接触,表面会生成一层铁锈,
会观察到铁丝绒表面生成一层红棕色的物质,A正确;铁在
空气中锈蚀,实际上是铁跟空气中的氧气、水共同作用的
结果,锈蚀时会消耗装置中的氧气、水分,使装置内压强
减小,在大气压的作用下,彩色水沿导管倒流入集气瓶中,B正确;实验
中植物油的作用是防止集气瓶外空气中的某些成分对实验的影响,C正确;
铜能与空气中的氧气、水、二氧化碳反应而锈蚀,若将铁丝绒换成足量铜
丝绒,空气中有二氧化碳,不能准确地测定空气中氧气的含量,D错误。
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3.[2024无锡惠山区一模]利用如图装置研究氢气的性质。向烧杯中加入约
稀硫酸, 后将燃着的木条置于石英管管口,观察到有火焰产
生,一段时间后,观察到铜片由右向左逐渐变红,同时火焰明显变小。下
列说法不正确的是( )
A. 该实验利用了铜的导热性
B. 该实验仅能证明氢气具有可燃性
C. 该实验点燃氢气前无需验纯
D. 该实验中共发生了3个化学反应
√
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【解析】向烧杯中加入约 稀硫酸,镁和稀硫酸
反应生成硫酸镁和氢气, 后将燃着的木条置于
石英管口,氢气燃烧生成水,观察到有火焰产生,燃
烧放出热量,一段时间后,观察到铜片由右向左逐渐变红,说明氢气与氧
化铜在加热条件下发生了反应,氢气燃烧产生的热量能使氢气与氧化铜发
生反应,该实验利用了铜的导热性,A正确;由A分析知该实验除了能证明
氢气具有可燃性,还能证明氢气具有还原性,B错误; 后将燃着的
木条置于石英管口,由于导管很细,产生的氢气已将导管中的空气排出,
该实验点燃氢气前无需验纯,C正确;该实验中共发生了镁和稀硫酸反应
生成硫酸镁和氢气、氢气燃烧生成水、氢气和氧化铜反应生成铜和水3个
化学反应,D正确。
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4.[2024合肥一模]按如图所示趣味实验,将 形管开口端放入烧杯内,下
列说法正确的是( )
A. 实验前,烧杯中的溶液呈无色
B. 实验中观察到溶液进入 形管并流入另一端
C. 实验后烧杯中溶液变浑浊
D. 实验结束后,溶液几乎不导电
√
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【解析】氢氧化钠溶液显碱性,能使无色酚酞溶液变红色,实验前,烧杯
中的溶液呈红色,A错误;二氧化碳与氢氧化钠反应生成碳酸钠和水,氢
氧化钠溶液吸收形管中的二氧化碳,使 形管内气压减小,在大气压作
用下,可观察到溶液在 形管内上升并流入另一端,B正确;二氧化碳与
氢氧化钠反应生成碳酸钠和水,生成的碳酸钠易溶于水,实验后烧杯中溶
液是澄清的,C错误;二氧化碳与氢氧化钠反应生成碳酸钠和水,实验结
束后,溶液中存在自由移动的离子,溶液具有导电性,D错误。
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5.为了探究物质燃烧条件而进行的实验如图所示(白磷的着火点为 ,红
磷的着火点为 ,白磷、红磷均不能穿过带小孔圆形铝片),下列说法
错误的是( )
A. 观察到甲中白磷未燃烧,乙中白磷燃烧
B. 热水主要起隔绝氧气的作用
C. 该实验可以探究燃烧需要温度达到可燃物的着火点
D. 该实验相比教材实验更为环保
√
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【解析】甲中白磷温度达到着火点,但未与氧气接触,不能燃烧;乙中白
磷温度达到着火点,并与氧气接触,能燃烧,A正确;直通管中热水的作
用是提供热量和隔绝氧气,B错误;甲中红磷与氧气接触,但未燃烧,乙
中白磷与氧气接触能燃烧,对比可知燃烧需要温度达到可燃物的着火点,
C正确;磷燃烧生成的五氧化二磷有毒会污染环境,该实验装置为密闭装
置,与教材实验相比,更环保,D正确。
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6.兴趣小组同学进行了“无形变有形”的创新
实验。如图所示,打开弹簧夹,向试管Ⅰ中
加入一定量稀盐酸,关闭弹簧夹(保持导管
口在液面以下)。
(1)试管Ⅰ中观察到的现象是______________。
产生大量气泡
【解析】试管Ⅰ中加入稀盐酸后,盐酸和镁反应生成氯化镁和氢气,观察
到的现象为产生大量气泡。
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(2)一段时间后有液体流入试管Ⅱ中,产
生此现象的原因是镁与稀盐酸反应使试管Ⅰ
中压强______(填“变大”“变小”或“不变”)。
变大
【解析】向试管Ⅰ中加入一定量稀盐酸,盐酸和镁反应生成氯化镁和氢气,
加入的稀盐酸液面没过导管,气体无法通过导管排出,则试管内压强增大,
将试管内液体沿导管压入试管Ⅱ中。所以试管Ⅰ中有大量气泡产生且有液
体流入试管Ⅱ中这一现象的原因是试管Ⅰ中镁和稀盐酸反应产生氢气,压
强变大。
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(3)反应结束后,试管Ⅱ中的溶液由红色
变为无色且无沉淀生成,试管Ⅱ中发生反应
的化学方程式为________________________
____。
【解析】试管Ⅱ中的溶液由红色变为无色且无沉淀生成,溶液由红色变为
无色,说明消耗完了氢氧化钠,而没有发生氯化镁和氢氧化钠的反应,则
进入Ⅱ中的溶液中溶质一定含有盐酸,盐酸与氢氧化钠优先反应,且盐酸
将氢氧化钠全部消耗,发生反应的化学方程式为
。
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类型5 同一主题类
1.【铜】下列初中化学实验中均用到铜片,下列实验体现了铜的导热性的
是( )
A. 探究可燃物燃烧的条件
B. 比较黄铜片与纯铜片的硬度大小
C. 验证铜的金属活动性比银强
D. 探究铜锈蚀与二氧化碳有关
√
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【解析】探究可燃物燃烧的条件实验中用到薄铜片,其作用是作载体、导
热,利用了铜的导热性,A正确;比较黄铜片与纯铜片的硬度大小实验中
只体现了铜的硬度,与导热性无关,B错误;验证铜的金属活动性比银强
实验中铜可能作为反应物,体现的是铜的化学性质,C错误;探究铜锈蚀
与二氧化碳有关的实验中铜是反应物,体现的是铜的化学性质,D错误。
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2.【水】有关下列实验中水的作用的说法,错误的是( )
A. 防止高温熔融物溅落炸裂瓶底
B. 只是让热水中的白磷隔绝空气
C. 吸收生成的二氧化硫,防止污染空气
D. 通过集气瓶中水的体积变化,测出空气中氧气所占体积比
√
44
【解析】铁丝在氧气中燃烧时,为防止生成的高温熔融物溅落下来使瓶底
炸裂,集气瓶的底部应放少量的水或铺一层细沙,A正确;探究燃烧的条件
的实验中,水的作用是提供热量和隔绝空气,B错误;硫在氧气中燃烧生成
二氧化硫,水的作用是吸收生成的二氧化硫,防止污染空气,C正确;通过
从烧杯进入集气瓶中水的体积来确定氧气在瓶内空气里的体积,D正确。
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3.[2024晋中一模]老师布置了以下四个实验,让同学们探究化学反应的发
生。当把胶头滴管内的液体全部加入试管中时,能达到其实验目的的是
( )
√
46
【解析】无色酚酞溶液遇酸性和中性溶液不变色,遇碱性溶液变红色,氢
氧化钠溶液显碱性,能使无色酚酞溶液变红色,向含有酚酞的氢氧化钠溶
液中滴加稀盐酸,若观察到溶液由红色逐渐变为无色,则可说明氢氧化钠
和盐酸发生了反应,A正确;鸡蛋壳的主要成分是碳酸钙,碳酸钙和稀盐
酸反应生成氯化钙、二氧化碳和水,二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊,检
验二氧化碳气体通常用澄清石灰水,B错误;无色酚酞溶液遇酸性和中性
溶液不变色,遇碱性溶液变红色,所以使用少量酚酞溶液无法检验澄清废
水的酸碱性,C错误;在化学反应里能改变其他物质的化学反应速率,而
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本身的质量和化学性质在反应前后都没有发生变化的物质叫作催化剂。催
化剂的特点可以概括为“一变二不变”,一变是能够改变化学反应速率,
二不变是指质量和化学性质在化学反应前后保持不变,图示实验不能证明
二氧化锰是催化剂,D错误。
4.【磷】下图所示实验中均使用了红(白)磷,请分析实验并回答问题:
图1
图2
(1)白磷燃烧的现象是__________________________。反应的化学方程
式为____________________。
产生大量的白烟,放出热量
(2)图1为测定空气里氧气含量的实验。仪器 的名称为________,红磷
的作用是____________________,因此实验中对红磷用量的要求是
_________________。
燃烧匙
消耗集气瓶中的氧气
足量(或过量)
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(3)图2是探究物质燃烧的条件。能说明可燃物燃烧需要与氧气接触的实
验现象是________________________________。
铜片上白磷燃烧,水中白磷不燃烧
图1
图2
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5.【棉花】“世界棉花看中国,中国棉花看新疆”,棉花在化学实验中也常
被使用。
(1)实验①中棉花上蘸有的酒精能燃烧,而棉花上蘸有的水不能燃烧,
说明燃烧的条件之一是____________。
需要可燃物
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实验②
(2)实验②中蓬松棉、石英砂和小卵石在净水中的作用是
________________________________。
过滤(或除去水中的难溶性杂质)
实验③
(3)若用实验③装置加热高锰酸钾制取氧气时试管口没有塞棉
花,可能导致的后果是____________________________________。
试管内粉末状物质进入导管后堵塞导管
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(4)实验④的目的是探究铁钉生锈的条件。试管 内棉花中放氯化钙的目
的是____________________。
作干燥剂(或吸水)
实验④
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6.【注射器】[2023重庆B卷]某兴趣小组利用注射器进行如图所示探究。
请回答相关问题。
(1)图甲:注射器完好,手能推动活塞,这是因为________________。
分子之间有间隔
图甲
图乙
(2)图乙:仪器 的名称是__________。用手向左推动注射器活塞,若
观察到______________________________,则装置的气密性良好。
长颈漏斗
长颈漏斗中形成一段稳定的水柱
图丙
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图丙
(3)图丙:实验室制备 时,注射器中所装的试剂为________,
反应后无块状固体剩余,取反应后的溶液,滴加 溶液,若观
察到______________________________,说明反应物刚好完全反应。
稀盐酸
立即产生白色沉淀,无气泡产生
55
$$