③ 根据实验现象得出结论。 3.实验设计方案的评价:
①科学性(即实验原理、操作程序和方法必须正确); ②安全性(即用药及操作要注意安全,注意环境保护等问题); ③可行性(要满足中学现有的实验条件);
④简约性(装置简单、步骤少、药品用量少、时间短)。
三、例题评析
例1已知Cu2S、CuS粉末的颜色和CuO粉末相似,且都不溶于水。在空气中煅烧Cu2S和CuS都转化为SO2和CuO。试根据上述性质,设计一个鉴别Cu2S、CuS和CuO三种黑色粉末的简单的实验方案。
例2学习了元素周期律后,同学们对第四周期过渡元素氧化物产生了浓厚的兴趣。
是否只有二氧化锰能催化氯酸钾受热分解?氧化铁、氧化铜、氧化铬等对氯酸钾的受热分解有没有催化作用?对此他们进行了实验探究。请你根据要求完成下列部分实验报告。
I 课题名称:_________________________________________________ II实验仪器及试剂:
实验仪器:带铁夹的铁架台、带橡皮塞的导管、量气装置、过滤装置、电子天平、药匙、________、________、________等。
实验试剂:二氧化锰、氧化铁、氧化铜、氧化铬和氯酸钾 III 实验步骤:略 IV 实验数据: 实验 编号 1 2 3 4 5 KClO3(g) 0.60 0.60 0.60 0.60 0.60 氧化物 化学式 - MnO2 CuO Fe2O3 Cr2O3 质量(g) - 0.20 0.20 0.20 0.20 产生气体(mL) 回收 (已折算到标况) - 90% 90% 90% 异常 10 67.2 67.2 67.2 67.2 耗时(s) 480 36.5 79.5 34.7 188.3 V 实验讨论:
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(1) 在氧化物的回收过程中,要进行过滤操作,所用的玻璃仪器是玻璃棒、
_________ 、_______ _
(2)实验编号3的实验中KClO3的分解率为_________%(保留一位小数)
(3) 在用Cr2O3 做研究实验时,发现有刺激性气味的气体产生,同时绿色的混合物
变成了橘黄色。该刺激性气体是________(填分子式),可用______________试纸检验。上述异常现象产生的原因是___________________________________。 VI 实验结论:______________________________________________________ 例3某研究性学习小组为探究铜、锌与浓盐酸反应,设计实验探究方案如下: 一、实验用品:纯锌片、铜片,37%的浓盐酸、蒸馏水、氯化铜溶液 二、实验记录:
交流卡片: NO:2006-SY-518 主题:Zn、Cu与浓盐酸 A、将锌放入浓盐酸中,反应较快 B、将锌片与铜片贴在一起,一同投入浓盐酸中,反应快速放出气体! C、当B中锌片完全溶解后,将溶液加热,又产生气体(值得进一步研究),得到无色溶液 D、将上述反应后的溶液,隔绝空气,加入适量水,出现白色沉淀 三、提供资料
资料卡片 NO:2006-ZL-918 主题:生成一价铜的反应 ①课本上:CH3CHO+2Cu(OH)2 2+△ Cu2O(红色)+CH3COOH+2H2O ②盐城市第二次调研试卷:Cu+4I==2CuI(白色)↓+I2 ③《无机化学》下册, p788, 氯化亚铜在不同浓度的KCl溶液中可形成[CuCl2]、[CuCl3]、[CuCl4]等离子,且它们在溶液中均为无色 2—3——-四、请你参与以下探究:
⑴交流卡片中,实验A反应速率明显比B小,原因是: ⑵根据铜位于金属活动顺序表氢之后,与稀盐酸不反应,依据交流卡片C又产生气体的事实,作出如下推断:
① 有同学认为是溶解在溶液中的H2逸出,你认为是否有道理,理由是:
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②某同学作了如下猜想,是否成立,请你设计实验方案加以验证。 猜想 认为铜片中可能含有锌等杂质 验证方法 预测现象及结论 ⑶交流卡片D中的白色沉淀,分析:不可能是CuCl2,因为溶液显蓝色或绿色,也不可能是氯化锌,因为稀释后溶液更稀,不会产生出沉淀,并利用资料①②大胆猜想,白色沉淀是生成的氯化亚铜,请你帮他设计验证方案(若有多个只设计两个方案): 白色沉淀是氯化亚铜 预设验证方法 猜想的现象与结论 ⑷指导老师肯定了白色沉淀是氯化亚铜,请结合资料卡片③,写出铜与足量浓盐酸在加热条件下生成无色溶液及气体的化学方程式:
根据交流卡片D,生成沉淀,实际上是一个平衡问题,请写出这一平衡关系式(用离子方程式表示) ⑸就铜与浓盐酸反应若还需进一步探讨,你认为还可探究的内容有
(只提供一个实验课题即可)。 例4某研究性学习小组在研究由Fe2+制备Fe(OH)2的过程中,设计了如下实验方案:
【实验设计】
方法一:按照图1进行实验,容器A中的反应开始时,弹簧夹C处于打开状态,一段时间后,关闭弹簧夹C,容器A中的反应仍在进行。最终在_______容器中观察到白色沉淀,该实验中涉及到的化学方程式有: 。 方法二:按图2进行实验,最终在两极间的溶液中首先观察到白色沉淀。请从所提供的试剂或电极材料中选择正确的序号填在横线上:
①纯水 ②NaCl溶液
③NaOH溶液 ④四氯化碳 ⑤CuCl2溶液 ⑥乙醇 ⑦Fe棒 ⑧植物油 ⑨碳棒 a为________,b为________,c为___________,d为________。(填序号)
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【探究思考】实验表明上述实验中出现白色的沉淀会逐渐转变为灰绿色或绿色,
那么如何解释出现灰绿色或绿色的现象呢? (1)甲同学查阅资料后,得到Fe(OH)2如下信息: 资料名称 《化学辞典》,顾翼东编,1989年版P637
《大学普通化学(下册)》傅鹰著P637
《普通化学教程》白色 (下册)P788
能强烈吸收O2,迅速变成棕色Fe(OH)3。这时作为氧化的中间产物为土绿色,其中含有Fe、Fe。
阅读该资料后,你对上述实验中出现灰绿色或绿色的现象的解释是: __________ 资料中提及的微绿色Fe3(OH)8,用氧化物的形式表示可写成__________。 (2)乙同学依据配色原理:白色和棕色不可能调配成绿色或灰绿色的常识,认为绿色可能是形成Fe(OH)2·nH2O所致。用热水浴的方式加热“方法一”中生成的绿色沉淀,观察到沉淀由绿变白的趋势。
加热时,“方法一”中弹簧夹C应处于___________(填“打开”或“关闭”)状态,容器A中的反应须处于___________(填“停止”或“发生”)状态。写出该实验中支持乙同学观点的化学方程式______________ 。 (3)欢迎你参加该研究小组的讨论,请提出一种在研究由Fe2+制备Fe(OH)2的过程中,有助于对沉淀由“白”变“绿”的现象进行合理解释的实验设计新思路。
2+
3+
物理性质描述 白色无定形粉末或白色至淡绿色六方晶体 白色沉淀
化学性质描述
与空气接触易被氧化,将细粉喷于空气中,则立即燃烧出火花
此沉淀易被氧化成微绿色Fe3(OH)8
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四、课堂练习
1.为探究CO2和NaOH确实发生了化学反应,某实验小组的同学设计了下列4种实验装置,请回答下列问题:
(1)选择实验装置(3),简述出现的实验现象以及产生该实验现象的原因:_______________________________ 。 ⑵某同学质疑上述所有实验设计,该同学质疑的依据是
______________________________ _ ⑶在原实验的基础(4)上,请你设计实验证明CO2和NaOH肯定发生了化学反应。____________________________________________________________________________ 。 2.某校开展从废旧干电池中回收碳棒、MnO2、NH4Cl、ZnCl2等物质课外研究
性学习活动,整个过程如下:
⑴干电池工作时正极上的反应是NH4++e=NH3+
—
1H2,该电极反应属于 2 反应(选填“氧化”或“还原”),MnO2的作用是除去正极上的产物,本身生成Mn2O3,该反应的化学方程式是
。
出,刷洗干净,将电池内的黑色粉末移入小烧杯中。
⑵锌皮和碳棒的回收:用钳子和剪子剪开回收的干电池的锌筒,将锌皮和碳棒取 ⑶氯化铵、氯化锌的提取、检验
①向小烧杯中加入一定量的热蒸馏水,充分搅拌, ,所得晶体即为ZnCl2、NH4Cl。
②设计简单的实验证明所得晶体中含有NH4+和Zn2+,并填写下列实验报告。
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