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        一次氣體制取五道探究“關(guān)卡”

        2015-12-26 03:27:30向慶元
        初中生天地 2015年33期
        關(guān)鍵詞:長(zhǎng)頸氣密性關(guān)卡

        □向慶元

        一次氣體制取五道探究“關(guān)卡”

        □向慶元

        二氧化碳是碳的一種重要化合物,與人類(lèi)生活、生產(chǎn)緊密相聯(lián).二氧化碳的實(shí)驗(yàn)室制法是九年級(jí)化學(xué)的一個(gè)重點(diǎn)內(nèi)容,關(guān)于這一部分的實(shí)驗(yàn)探究也是每年中考的一個(gè)熱點(diǎn),常與氧氣的制法結(jié)合起來(lái)考查,具有知識(shí)系統(tǒng)性強(qiáng)、考查面廣、題型多變等特點(diǎn).對(duì)照2015年各地中考試題分析,這一部分題型主要集中在實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)裝置、檢驗(yàn)方法、實(shí)驗(yàn)步驟與操作要點(diǎn)、誤差分析等五個(gè)方面.

        一、反應(yīng)原理

        討論制取一種氣體的反應(yīng)原理,需要考慮的因素是:原料價(jià)廉易得,反應(yīng)條件容易實(shí)現(xiàn),反應(yīng)速度適中,操作簡(jiǎn)便易行,生成氣體較為純凈,便于收集,無(wú)毒、無(wú)害,對(duì)環(huán)境無(wú)污染等.我們?cè)谠u(píng)價(jià)某一個(gè)實(shí)驗(yàn)方案時(shí),也可以結(jié)合以上幾個(gè)方面進(jìn)行分析.綜合多方面因素,實(shí)驗(yàn)室制取二氧化碳的最佳方案是用稀鹽酸和塊狀大理石(或石灰石)反應(yīng),其反應(yīng)的化學(xué)方程式為:2HCl+CaCO3

        二、實(shí)驗(yàn)裝置

        主要包括氣體發(fā)生裝置和收集裝置.初中化學(xué)中制取氣體的典型發(fā)生裝置有兩套,即“固-固”加熱裝置和“固-液”反應(yīng)不加熱裝置,選擇時(shí)要依據(jù)反應(yīng)物的狀態(tài)及反應(yīng)條件來(lái)確定.氣體的收集方法由氣體的溶解性及密度決定:密度比空氣大的用向上排空氣法;密度比空氣小的用向下排空氣法;不易溶于水或難溶于水的可用排水法;易溶于水的不能用排水法;密度和空氣接近的不能用排空氣法.同時(shí),答題時(shí)要緊扣實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮鸵螅缡占案稍铩钡臍怏w或“較為純凈”的氣體等等.根據(jù)二氧化碳的制取原理,其發(fā)生裝置應(yīng)該用“固-液”反應(yīng)不加熱型;由于二氧化碳的密度比空氣大,能溶于水且與水反應(yīng),故只能用向上排空氣法收集.

        三、檢驗(yàn)和驗(yàn)滿(mǎn)方法

        檢驗(yàn)氣體只能利用氣體的特性反應(yīng),因而檢驗(yàn)制取的氣體是否是二氧化碳,應(yīng)把生成的氣體通入澄清的石灰水,石灰水變渾濁,則是二氧化碳,反應(yīng)原理是:CO2+Ca(OH)2要特別注意的是能使燃燒的木條熄滅的氣體不一定是二氧化碳,如氮?dú)獾纫材?,因而檢驗(yàn)CO2時(shí)不能用燃木條.而檢驗(yàn)二氧化碳是否收集滿(mǎn),只需要用燃著的木條放在集氣瓶口,木條熄滅,則證明二氧化碳已經(jīng)收集滿(mǎn).

        四、操作要領(lǐng)

        為了確保實(shí)驗(yàn)成功,實(shí)驗(yàn)操作中還要注意一些要領(lǐng),如裝藥品前需要檢查裝置的氣密性;先加固體,后加液體;如果發(fā)生裝置中有長(zhǎng)頸漏斗,為了防止氣體外逸,長(zhǎng)頸漏斗下端必須伸到液面以下;反應(yīng)中不能加熱等等.

        五、誤差分析

        此實(shí)驗(yàn)涉及到一些實(shí)驗(yàn)誤差分析,如實(shí)驗(yàn)中不能收集到氣體(或集氣瓶?jī)?nèi)氣體一直不能收集滿(mǎn))可能的原因是裝置的氣密性太差;檢驗(yàn)二氧化碳時(shí),看不到石灰水變渾濁的現(xiàn)象,可能的原因包括所用的鹽酸過(guò)濃、制取的二氧化碳中混有氯化氫氣體、石灰水放置時(shí)間過(guò)長(zhǎng)已變質(zhì)等.

        下面結(jié)合2015年幾個(gè)典型的中考實(shí)驗(yàn)探究題,作具體的解析說(shuō)明.

        例1(2015·大連)在實(shí)驗(yàn)室常用以下裝置制取氣體.

        圖1 

        (1)用高錳酸鉀制氧氣的化學(xué)方程式為_(kāi)________,發(fā)生裝置應(yīng)選_________(填字母,下同).

        (2)用裝置B制二氧化碳的化學(xué)方程式為_(kāi)________,長(zhǎng)頸漏斗末端應(yīng)位于液面下的目的是_________;收集裝置應(yīng)選_____,依據(jù)二氧化碳______________.

        解析:(1)根據(jù)加熱高錳酸鉀生成錳酸鉀、二氧化錳、氧氣寫(xiě)出反應(yīng)的方程式;根據(jù)此反應(yīng)是固體的加熱反應(yīng)選擇發(fā)生裝置.(2)此裝置應(yīng)為大理石和稀鹽酸反應(yīng)生成氯化鈣、水和二氧化碳,如果不把長(zhǎng)頸漏斗末端位于液面下,產(chǎn)生的二氧化碳?xì)怏w就會(huì)從長(zhǎng)頸漏斗口逸出,導(dǎo)致收集不到二氧化碳;根據(jù)二氧化碳的性質(zhì)(能溶于水,密度比空氣大)來(lái)分析其收集方法.

        點(diǎn)撥:此題重在考查根據(jù)反應(yīng)物狀態(tài)和反應(yīng)條件選取發(fā)生裝置,會(huì)從題干信息中找突破口,找出反應(yīng)物和生成物就可以寫(xiě)化學(xué)方程式了.熟悉了以上解題要點(diǎn),此類(lèi)題目應(yīng)該就能迎刃而解了.

        例2(2015·攀枝花)如圖2是實(shí)驗(yàn)室制取二氧化碳的一種裝置.請(qǐng)回答下列問(wèn)題:

        圖2 

        (1)反應(yīng)生成CO2的化學(xué)反應(yīng)方程式是______________.

        (2)為了檢驗(yàn)該裝置的氣密性,可將橡膠管用止水夾夾住,然后通過(guò)長(zhǎng)頸漏斗向試管內(nèi)注水,如果發(fā)現(xiàn)______,說(shuō)明裝置的氣密性良好.

        (3)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中加注的稀鹽酸的液面必須浸沒(méi)長(zhǎng)頸漏斗的下端管口,其理由是______________.

        解析:(1)根據(jù)碳酸鈣和鹽酸反應(yīng)制取二氧化碳進(jìn)行分析.(2)圖中發(fā)生裝置的氣密性的檢驗(yàn)方法是:用止水夾夾緊膠皮管,從長(zhǎng)頸漏斗中加水,至管內(nèi)形成一段液柱,觀察液柱如果不下落,則氣密性良好.(3)根據(jù)收集氣體要保證裝置的氣密性進(jìn)行分析.

        點(diǎn)撥:本題考查的知識(shí)比較細(xì)致、全面,掌握實(shí)驗(yàn)室制取氣體(氧氣、二氧化碳)的原理等知識(shí),并會(huì)結(jié)合裝置進(jìn)行分析,才能正確解答該題.對(duì)可能出現(xiàn)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象作出合理的解釋?zhuān)梢圆捎冒盐杖值牟呗赃M(jìn)行分析.

        此類(lèi)實(shí)驗(yàn)探究題重在考查分析和解決問(wèn)題的能力、實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新的能力,是中考當(dāng)中容易出現(xiàn)失誤的題型之一.其實(shí),我們只要掌握了每一類(lèi)實(shí)驗(yàn)探究題的解題要點(diǎn),理解了實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的基本思路和方法,這類(lèi)題目并不會(huì)成為我們化學(xué)學(xué)習(xí)的“攔路虎”.相反,我們每成功解決一個(gè)探究的問(wèn)題,都會(huì)收獲一份成功的喜悅.

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