二氧化碳氣體的性質范文
時間:2023-12-22 17:48:46
導語:如何才能寫好一篇二氧化碳氣體的性質,這就需要搜集整理更多的資料和文獻,歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文,供你借鑒。
篇1
知識目標
使學生了解在實驗室中制取氣體的方法和設計思路的基礎上,研討二氧化碳的實驗室制法;
通過討論,掌握實驗室制取二氧化碳的藥品和反應原理;
通過實驗探究,學會設計實驗室制取二氧化碳的裝置;
能力目標
通過實驗室制取二氧化碳的藥品和裝置的探究,逐步提高學生的探究能力;
通過小組合作,培養學生合作能力、表達能力;
通過探究實驗室制取二氧化碳的裝置,培養學生實驗室制取氣體裝置的設計思路;
通過篩選二氧化碳的實驗室制法,發展觀察能力并提高學生分析和解決實際問題的能力。
情感目標
在探究中,使學生體驗合作、發現的樂趣;
在設計實驗裝置過程中,培養學生創新精神、實踐能力,以及嚴謹求實的科學態度。
教學建議
課堂引入指導
方法一:引導學生復習到目前為止學生已經掌握的可以得到二氧化碳氣的方法,逐一篩選出適合實驗室制備二氧化碳的方法,讓學生在教師的帶領下學會選擇,學會判斷,從中真正體現學生是學習的主體,實驗學生的主動學習。
方法二:從實驗室制氣的要求入手,講清楚原則,讓學生自己總結,思考到底實驗室中用什么方法來制備二氧化碳。
方法三:單刀直入先講實驗室中制二氧化碳的原理,讓學生思考,實驗室選擇這種方法的依據是什么?通過對比突出該方法的優越性,總結出實驗室制氣的原則。
知識講解指導
注意講解時的條理性,使學生明白實驗室制二氧化碳的原理、裝置;檢驗方法;讓部分學生清楚選擇該方法的原因和實驗室制氣方法選擇的依據。
注意理論與實驗的結合,避免過于枯燥或過于淺顯,缺乏理論高度。
聯系實際,講二氧化碳滅火器的原理,適用范圍,必要時也可講解常用滅火器的使用方法。
關于二氧化碳的實驗室制法的教材分析
本節課在全書乃至整個化學學習過程中,所占有的地位十分重要。它是培養學生在實驗室中制取某種氣體時,藥品的選擇、裝置的設計、實驗的方法等思路的最佳素材。上好此節課對學生今后學習元素化合物知識、化學基本實驗及實驗探究能力都有深遠的影響。
本節知識的學習比較容易,學生在前面學習元素化合物的基礎上經過討論便可解決。本節學習的重點是能力訓練。學生在前面學習的氧氣、氫氣的實驗室制法,具備了一些氣體制備的實踐經驗,各項實驗技術也已經具備,此時,在課堂教學中體現學生主體,讓學生真正參與到教學過程中來正是時機。教師提出探究問題、引發學生思考;通過小組合作,設計方案、表達交流、實施方案、總結表達等環節完成整個探究。
關于二氧化碳的實驗室制法的教學建議
為了完成對學生探究能力的培養,設計2課時完成此節教學;
本節是典型的探究學習模式。其中有兩個探究:制備藥品的探究(快、易)、制取裝置的探究(重點、慢)。
講授過程指導
二氧化碳的實驗室制法可結合實驗六二氧化碳的制取和性質進行邊講邊實驗。
注意運用討論法,充分調動學生積極性。可適當與氧氣、氮氣的實驗室制法進行對比;結合裝置講解制二氧化碳裝置與制氫裝置的區別與聯系(均是固液反應不需加熱制氣);結合二氧化碳氣的性質,講解二氧化碳氣的檢驗和驗滿方法。
課程結束指導
復習實驗室制二氧化碳原理、裝置及驗滿方法。
布置學生進行家庭實驗,用醋酸和雞蛋殼或水垢制二氧化碳。
布置作業,注意計算和裝置圖兩方面的內容。
教學設計方案一
教學過程:
【引言】
二氧化碳是一種有廣泛用途的氣體,實驗室中如何制取二氧化碳呢?想一想到目前為止,你知道多少種能夠制得二氧化碳的方法。
(學生討論,并列舉學過的可以得到二氧化碳的方法。教師在黑板上逐一記錄)
1.堿式碳酸銅熱分解
2.蠟燭燃燒
3.木炭燃燒
4.石墨等碳單質在氧氣中燃燒
5.木炭還原氧化銅
6.碳在高溫下還原氧化鐵
7.碳酸受熱分解
8.人或動物的呼吸
9.高溫煅燒石灰石……
引導學生討論作為實驗室制法的條件是:
1.制取應簡便迅速;
2.所制得的氣體純度高,符合演示實驗的需要;
3.操作簡單、安全,易于實現。
學生評價每一種制得二氧化碳的方法是否可以作為二氧化碳的實驗室制法。
【板書】第四節二氧化碳的實驗室制法
【小結】以上方法都不能作為二氧化碳的實驗室制法。
【講解】經過不斷研究改進,實驗室中常用石灰石或大理石與鹽酸反應來制備二氧化碳。
【板書】一反應原理
1.試劑石灰石或大理石鹽酸
【講解】碳酸鈣與稀鹽酸反應生成氯化鈣和碳酸,碳酸不穩定,分解生成二氧化碳和水,故最終產物為氯化鈣、水和二氧化碳。
【板書】2.原理:
CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2
【提問】可不可以用稀硫酸與石灰石或大理石來制取二氧化碳?
【演示】在兩個表面皿中分別放有大小一樣的石灰石各一塊,一支試管中加入稀鹽酸、一支試管中加入稀硫酸。(讓學生觀察到開始都有二氧化碳生成,隨后加入硫酸的試管,反應速率越來越慢,最后停止。)
【結論】不能用硫酸與石灰石或大理石來制取二氧化碳。
【講解】為了收集到二氧化碳需要什么樣的裝置來制備二氧化碳呢?反應條件反應物的狀態等對實驗裝置有較大的影響。碳酸鈣是塊狀固體,鹽酸是液體,且反應進行時不需要加熱,根據這些特點,我們可以選擇什么樣的反應裝置呢?(必要時教師可以講解制氧氣、氫氣的裝置特點)
【板書】二、反應裝置:
(學生回答、教師歸納)
【講解】因為實驗室制取二氧化碳和實驗室制取氫氣的反應藥品狀態,反應條件類似,故可以采用相似的裝置來制取。用投影顯示制氫氣和制二氧化碳的裝置圖
【討論】
1.長頸漏斗是否可用普通漏斗代替?
2.錐形瓶可否用其他儀器來代替?
3.根據二氧化碳的性質,可以采用什么方法收集二氧化碳?
4.如何檢驗二氧化碳是否收集滿?
(學生討論、回答,然后教師實驗演示、講解)
【演示】用普通漏斗代替長頸漏斗,結果沒有在集氣瓶中收集到二氧化碳。
【講解】
1.因為普通漏斗頸太短,產生的二氧化碳氣會從漏斗處逸出。長頸漏斗下端管口在液面下被液體封住,氣體不會從長頸漏斗處逸出。
2.錐形瓶可以用廣口瓶、大試管等玻璃儀器代替。
3.氣體收集方法主要取決于氣體的密度和氣體在水中的溶解性。因二氧化碳可溶于水生成碳酸,故不宜用排水法收集。二氧化碳比空氣重,所以常采用集氣瓶口向上排氣法收集。
4.可以根據二氧化碳不能燃燒,也不支持燃燒的性質,可以將燃著的木條放在集氣瓶口,如火焰熄滅,則說明二氧化碳已收集滿。
【板書】三收集方法:向上排氣法
驗滿方法:將燃著的木條放在集氣瓶口,火焰熄滅,已經收集滿。
【板書】四、實驗室制取二氧化碳
【演示】制取并驗證二氧化碳氣體。
【提問】怎樣證明生成的氣體是二氧化碳?
(將氣體通入澄清石灰水中變渾濁)
【講解】上一節學過二氧化碳不能燃燒也不支持燃燒,可以用來滅火,如液態二氧化碳滅火器。還有其它一些二氧化碳型滅火器。
【錄像】各種二氧化碳型滅火器介紹
【演示】滅火器原理實驗。
常用二氧化碳滅火器主要有:
(1)泡沫滅火器(2)干粉滅火器(3)液態二氧化碳滅火器
【小結】通過已學習過的氧氣、氫氣、二氧化碳的實驗室制取,歸納出氣體實驗室制取的設計思路及方法,必須明確制取氣體的順序是:
1.了解實驗室制取氣體所需藥品及相應的化學反應方程式。
2.根據反應物、生成物的狀態及反應條件選擇合適的反應裝置。
3.根據氣體的物理性質(尤其是密度及其在水中的溶解性),選擇合適的收集方法及驗滿方法。
教學設計方案二
教學重點:實驗室制取二氧化碳的原理、裝置。探究能力的培養。
教學難點:從二氧化碳制取裝置的探究過程中,提升實驗室氣體裝置的設計思維水平。
教學過程:
【引入】
節課我們學習了二氧化碳的性質,今天我們將來探究在實驗室中如何制得大量的二氧化碳氣體。
根據前面學習氧氣、氫氣的實驗室制法的經驗分析,在實驗室制取一種氣體應考慮哪些因素?
學生活動:以小組為單位討論、代表發言。制取所需藥品、化學反應原理、反應條件、制取裝置、收集方法、驗滿或驗純的方法。
【展開】目前已學過哪些反應可生成CO2?
學生活動:
列出很多反應
除大家列出的反應外,還有許多反應可以得到CO2。但并不是所有的反應都適合用于實驗室制取CO2。如煅燒石灰石在實驗室中很難實現。碳燃燒生成的氣體可能不純等等。
提問:以上反應中最適合實驗室制取CO2的藥品是?說明原因。
學生活動:通過討論和實驗排除反應1、2、3、4、6、7、8。明確反應5為實驗室制取CO2的反應。
[板書]:
實驗藥品:
1.石灰石和稀鹽酸
2.反應原理
CaCO3+2HCl==CaCl2+CO2+H2O請歸納反應的特點。
3.反應裝置:固液不加熱裝置
4.收集裝置
向上排空氣集氣法
提出探究問題:設計何種實驗裝置來制取CO2?(至少2種)
教師提供制氧氣、制氫氣的裝置圖供學生參考
學生活動:分組討論。小組活動。
1.首先考慮制氫氣的裝置。
2.在制氫裝置基礎上,改進實驗裝置。
3.提出各種裝置的創意。
4.畫出草圖,有小組代表上臺展示并講解設計思想。
5.其他小組質疑。
(建議:此處應提供可制備CO2的各種儀器及組裝好的裝置圖。最好是動態的。)
在同學們的共同設計中找到滿足條件的設計。
1.簡易氣體發生裝置(試管、導氣管)
2.將試管改為燒瓶、廣口瓶等較大液體容器。
3.類似啟普發生器裝置(氣體出口有控制開關或固液分離機關設計)
提出問題:根據大家的設計,總結滿足需要的制取CO2的合理裝置。
1.制取少量的氣體
2.一次性制取大量的氣體
3.隨時開始隨時停止的實驗裝置。
【結束】
提問:根據CO2的制取裝置的討論,總結實驗室制取氣體的裝置的一般思路。
(建議:此處應設計動畫圖。)
學生活動:小組討論
根據藥品的狀態、反應條件及待制取氣體的氣體的溶解性、密度等因素來考慮制取氣體的裝置。
1.固體加熱裝置。例如制氧氣。
2.固液不加熱裝置。例如制氫氣、二氧化碳。
探究活動
家庭小實驗:
篇2
一、藥品及反應原理
(一)藥品的選擇。
實驗室制取二氧化碳選用的藥品是大理石或石灰石和稀鹽酸。大理石或石灰石的主要成分都是碳酸鈣與稀鹽酸反應都會生成二氧化碳,并且反應速率適中,便于控制。在自然界里含量也極其豐富,價格低廉。一般不用以下藥品:
碳酸鈣:純凈的碳酸鈣與稀鹽酸反應,速率較快,不便于控制。
碳酸鈉或碳酸鉀:二者一般呈粉末狀,與稀鹽酸接觸時面積較大,反應速率更快,不易收集。
碳酸鎂:來源少。
濃鹽酸:具有強烈的揮發性,如果用它來代替稀鹽酸,會使制得的二氧化碳氣體中混有氯化氫氣體而不純,且影響二氧化碳的性質實驗。
硝酸:成本高;再者硝酸是不穩定酸,見光易分解,也會使制得的二氧化碳不純,混有二氧化氮氣體和氧氣等雜質。
稀硫酸:如果用稀硫酸來代替稀鹽酸,稀硫酸和碳酸鈣反應會生成硫酸鈣,它屬于微溶物會覆蓋在碳酸鈣的表面而阻止反應的進行,會使反應停止。
所以,實驗室制取氣體選擇藥品時,我們不僅要考慮來源是否廣泛,價格是否便宜,還應考慮反應速率是否適中,制得的氣體是否純凈等因素。
二、實驗裝置
1.實驗所用儀器:錐形瓶,長頸漏斗,雙孔橡膠塞,導氣管,止水夾,集氣瓶,玻璃片。
2.裝置類型:
初中實驗中涉及倆套實驗裝置:固與固加熱型,固與液不加熱型。
實驗室制取二氧化碳所用裝置是固與液不加熱型,其基本型如下:
實驗室制取二氧化碳的裝置
4.儀器的組裝原則:
遵循從左到右,由下到上的原則(實驗結束時的順序剛好相反)
實驗室制取氣體的裝置可分為兩部分:發生裝置和收集裝置。發生裝置的選擇由反應物的狀態和反應條件決定;收集裝置的選擇由制取氣體的密度和溶解性決定的。
三、實驗步驟
“連”:連接儀器。
“查”:檢查裝置的氣密性。
“裝”:從錐形瓶口裝大理石,塞緊塞子。
“加”:從長頸漏斗(或分液漏斗)加入稀鹽酸。
“收”:收集氣體。
“驗滿”:用燃著的木條放在集氣瓶口,火焰熄滅證明氣體已收集滿。
四、收集方法
不溶難溶排水法,所得氣體純度大;易溶可溶排氣法,根據密度定上下。因為二氧化碳能溶于水且密度比空氣大,所以實驗室用向上排空氣法收集二氧化碳。
五、檢驗方法
六、注意事項(以基本型裝置為例說明)
1.發生裝置的導管露出塞子即可,不能伸入過長,這樣不利于氣體的排出。
2.長頸漏斗下端要伸入液面以下,形成液封,防止生成的二氧化碳氣體隨長頸漏斗的管口溢出。
篇3
【教材分析】
1.教材的地位及作用
本節課在全書乃至整個化學學習過程中,所占有的地位十分重要。它是培養學生在實驗室中制取某種氣體時,藥品的選擇、裝置的設計、實驗的方法等思路的最佳素材。上好此節課對學生今后學習元素化合物知識、化學基本實驗及實驗探究能力都有深遠的影響。對培養學生良好的思維能力以及今后化學的學習奠定了基礎。
2.教學目標
(1)知識與技能:了解實驗室制取二氧化碳的反應原理,探究實驗室制取二氧化碳的裝置,并利用設計的裝置制取二氧化碳。了解實驗室制取氣體的方法和設計思路。
(2)過程與方法:通過實驗室里制取氧氣的方法和設計思路,探索實驗室制取二氧化碳的藥品和實驗裝置,讓學生初步學習科學探究的基本過程(提出假設,實驗探究,獲得結論)和方法,體驗化學實驗的方法的科學性;能進行初步的科學探究活動。
(3)情感態度與價值觀:通過實驗、問題討論,培養學生求實、創新、合作的科學品質。通過師生間、學生間合作學習,研究性學習,體驗探究成功的樂趣,激發學生的探究欲。
3.教學重點與難點
教學重點:探究實驗室制取二氧化碳的藥品、反應原理和實驗裝置的選擇,并利用設計裝置制取二氧化碳。
重點突破:通過提問讓學生思考教材中已知能產生二氧化碳的反應,師生共同確定實驗室制取二氧化碳的藥品;演示碳酸鈉粉末與稀鹽酸、大理石與稀鹽酸及稀硫酸的反應,確定反應原理。
教學難點:探究實驗室制取二氧化碳的實驗裝置。
難點突破:通過引導學生回憶實驗室制取氧氣的實驗裝置圖,讓學生分析對比兩套裝置,從而確定實驗室制取二氧化碳的實驗裝置。
【學情分析】
1.已有知識和經驗
學生對CO2的性質及幾種獲取途徑有一定的生活體驗和知識積累。在“制取氧氣”的學習中,已初步了解有關氣體的制備知識。
2.尚有欠缺和不足:氣體制備的內容掌握的較模糊。學生素質參差不齊,抽象思維的能力較薄弱。
【教法與學法】
1.教法:創設情景法、對比探究法、互動合作法
2.學法:探究學習、小組合作、自主創新、總結歸納
【教學過程】
教學設計思路:教材中直接給出了實驗室制取二氧化碳的藥品,這樣學生雖能一下子記住所用藥品,但是過后接觸到其他能夠產生二氧化碳的藥品時可能會混淆,因此,在教學過程中通過比賽書寫化學方程式的方法及演示實驗探究討論來加深學生的記憶。而有關發生裝置、收集裝置的選擇則采用探究的方式進行。
具體設計如下:
1.經典引入
通過電影經典片段引入自動脫殼原理,從而進入二氧化碳的制取課題。
2.溫故知新
讓學生進行競賽書寫制取CO2的化學反應方程式,給出提示,討論實驗室制取CO2的藥品,再通過教師演示實驗進一步確定實驗室制取CO2的藥品。
設計意圖:強化學生在多角度、多層次觀察分析問題的意識,并歸納出實驗室在藥品及反應原理的選擇標準。
3.探究創新
探究制取CO2的實驗裝置。
(1)閱讀書本第110頁,回答問題。學生思考并討論一下問題:
①實驗裝置由哪幾部分組成?
②氣體的發生裝置與什么因素有關?
③收集氣體一般有哪些方法?確定氣體收集裝置時應考慮哪些因素?
(2)通過回憶:實驗室制取氧氣的藥品及反應原理。對比它們反應物狀態和反應條件有什么不同?實驗室收集氧氣的方式是怎樣的?
(3)比較
■
通過氧氣和二氧化碳相關性質的比較,了解制備氧氣與二氧化碳時其發生裝置與收集裝置的異同。初步確立實驗室制取氣體的一般思路與方法。在教學中本人將相關比較以表格形式列出,并用媒體投影引導學生回憶氧氣制取的裝置,一邊歸納出實驗室制取氣體的方法。
(4)投影:實驗室制取氧氣的不同裝置,小組討論問題裝置為什么不同?
■
4.歸納總結
投影展示幾種成功制的CO2的裝置。
5.感悟收獲
學生和教師一起小結本節課所學內容,并投影出來。
篇4
1.知識與技能: A.了解二氧化碳在自然界碳循環中的作用及意義。B.認識二氧化碳的主要物理性質及化學性質,例舉一些用途。
2.過程與方法: A.從性質實驗的條件和現象歸納出二氧化碳的性質。通過有關二氧化碳性質的實驗,培養學生設計、觀察和描述實驗的能力; B.初步了解科學探究的方法,初步學會概括、對比等科學方法。
3.情感態度價值觀: A.了解二氧化碳在自然界碳循環中的作用以及對人類生活和生產的意義; B.培養學生求實、合作、創新的品質; C.學習全面的認識與評價自然界中的物質。
【重點難點】
1.探索并總結二氧化碳的主要性質
2.運用觀察、實驗等方法獲取信息,并對獲得的信息進行加工。
【課前準備】通讀本節教材,對感興趣的問題進行討論思考等探究,搜集相關知識,準備課堂討論。
【實驗器材】酒精燈、試管夾、試管、集滿二氧化碳的塑料瓶、集滿二氧化碳的集氣瓶、石蕊試液。
【實驗藥品】石蕊試液、稀硫酸、石灰水,蒸餾水、汽水、實驗室制二氧化碳的藥品。
【教學過程設計】
【情景創設】展示英國貝丁頓“零碳”社區圖片,簡單介紹。
【講解】所謂“低碳”就是較低的二氧化碳排放。為什么要努力減少二氧化碳等溫室氣體的排放呢?二氧化碳過多對我們的生活產生了怎樣的影響呢?它對我們的生活有沒有貢獻呢?
【過渡】大家能不能依據我們所學的知識或已有的經驗,簡單談談你對二氧化碳的認識呢?
【學生交流】談談對二氧化碳的認識。
【引入】二氧化碳究竟是種什么樣的氣體呢?下面讓我們來認識下這種奇妙的氣體。
奇妙的二氧化碳
一、二氧化碳的物理性質
1.展示一瓶CO2氣體,請同學描述所感受到的有關二氧化碳的物理性質。
2.【探究活動一】補充二氧化碳溶解性實驗。
用塑料瓶收集一瓶二氧化碳氣體,再倒入一些水,立即塞緊瓶塞,晃動,觀察現象。
現象:塑料瓶變癟了。 結論:二氧化碳能溶于水
講解:通常狀況下,1體積水中能溶解1體積的二氧化碳氣體,壓強越大,溶解得就越多,如汽水、啤酒就是高壓溶入較多的二氧化碳所形成的。打開飲料瓶,可以看到許多氣泡從飲料瓶中逸出,這些氣體便是二氧化碳。
3.二氧化碳的三態變化。固體二氧化碳叫“干冰”
二、二氧化碳的化學性質。
1.二氧化碳與石灰水反應
展示:一瓶汽水,讓學生捏瓶壁,感覺堅硬,打開瓶蓋,聽、看到有氣泡出來。再捏瓶壁,較軟。
提出問題:產生的氣泡是什么物質?如何檢驗呢?
【探究活動二】二氧化碳的檢驗
實驗目的:檢驗汽水瓶中的氣體是否是二氧化碳
現象:澄清石灰水變渾濁。 結論:汽水中產生的氣體是二氧化碳
文字表達式:二氧化碳+氫氧化鈣碳酸鈣+水
小結:用澄清的石灰水檢驗二氧化碳氣體
啟發提問:打開瓶蓋,為什么會有二氧化碳出來?
2.二氧化碳與水反應
【探究活動三】二氧化碳與水反應
提出問題:二氧化碳溶于水時,會不會與水發生反應生成新物質呢?
知識準備:紫色石蕊試液遇到酸性物質會變成紅色。
實驗藥品:稀鹽酸、蒸餾水、紫色石蕊試液、紫色石蕊試液染成的干燥的小花、二氧化碳溶于水后的液體。
實驗:1.稀鹽酸使石蕊試液變紅(酸性的物質能使石蕊試液變紅)
2.二氧化碳溶于水后的液體使石蕊試液變紅
提問:到底是什么物質使石蕊試液變紅的呢?如何設計實驗證明你的猜想?
【交流討論】:
實驗:3.將紫色石蕊試液染成的干燥的小花放入盛有二氧化碳的集氣瓶中(無現象)
結論:二氧化碳不能使石蕊試液變色
實驗:4.在紫色石蕊試液染成的干燥的小花上噴水(無現象)。
結論:水不能使石蕊試液變色。
實驗:5.將噴水后紫色石蕊試液染成的干燥的小花放入盛有二氧化碳的集氣瓶中(變紅)。
結論:二氧化碳的水溶液中產生酸性的物質,該物質是碳酸
二氧化碳+水碳酸
實驗:6.加熱實驗2所得的紅色液體
現象;溶液由紅色變成紫色。
結論:碳酸不穩定,易分解。碳酸二氧化碳+水
講解:人們利用二氧化碳能溶于水且能與水反應生成這一特性制成飲料,供人飲用,說明二氧化碳無毒。
提問:既然二氧化碳無毒,為什么會有人昏迷?
三、二氧化碳與人體健康的關系
閱讀:二氧化碳與人體健康的關系
提出問題:你能設計實驗檢驗人能否安全地進入久為開啟的菜窖?(燈火試驗)
播放視頻:死狗洞
學生:談談觀后的感想
小結:1.二氧化碳不能供給呼吸,密度大于空氣。
2.進入久未開啟的菜窖、深井、深洞,一定要檢測其中的二氧化碳濃度(燈火試驗)。
【板書設計】
第二節 奇妙的二氧化碳(一)
一、二氧化碳的物理性質:1、色、態、氣味。2、溶解性。3、三態變化。
二、二氧化碳的化學性質:
1.二氧化碳與氫氧化鈣反應。現象:澄清的石灰水變渾濁。
結論:二氧化碳+氫氧化鈣 碳酸鈣+水。此反應用于檢驗二氧化碳
2.二氧化碳與水反應
現象:石蕊試液由紫色變成紅色,加熱后試液又由紅色變成紫色。
篇5
一、二氧化碳的捕集
二氧化碳的捕集方法主要有吸收法、吸附法、膜分離法等。
工業上常用的吸收法分為物理吸收法和化學吸收法[1]。物理吸收法是指采用水、甲醇等作為吸收劑,利用二氧化碳在這些溶劑中的溶解度隨壓力而變化的原理來吸收的方法。其關鍵在于吸收劑的選擇,要求具有對二氧化碳的溶解度大、選擇性好、沸點高、無腐蝕、無毒性以及性質穩定的特點。
化學吸收法是利用二氧化碳的酸性氣體的性質與弱堿性物質發生化學反應,然后加熱生成物,分解得到二氧化碳。該方法的關鍵是控制好吸收和解吸的條件。吸收劑應對二氧化碳具有選擇性、不易揮發、腐蝕性小、粘度低、毒性小、不易燃。常用的吸收劑有醇胺、碳酸鹽等的水溶液,吸收劑濃度通常不超過50%。
吸附法是一種利用固態吸附劑(活性炭、天然沸石、分子篩、活性氧化鋁和硅膠等)對原料氣中的二氧化碳進行有選擇性的可逆吸附來分離回收二氧化碳。吸附劑在低溫(或高壓)條件下吸附二氧化碳,升溫(或降壓)后將二氧化碳解吸出來。一般需要多座吸附塔并聯使用以保證整個過程中能連續的輸入原料氣,連續地取出二氧化碳氣及未吸附氣體。其關鍵是吸附劑的載荷能力,主要決定因素是溫差(或壓差)。
膜分離法是利用某些聚合材料,如醋酸纖維、聚酰亞胺、聚砜等制成的薄膜,利用其對不同氣體的不同滲透率來分離。膜分離的驅動力是壓差,當膜兩邊存在壓差時,滲透率高的氣體組分以很高的速率透過薄膜,形成滲透氣流,滲透率低的氣體則絕大部分在薄膜進氣側形成殘留氣流,兩股氣流分別引出,從而達到分離的目的。
上述各種方法均有各自的優、缺點,可以單獨使用,也可以結合起來使用,例如物理化學吸收法、膜分離-吸收聯合法。在實際生產中需根據原料氣的組成、處理量及對二氧化碳產品純度的要求來選擇合適的方法。
二、二氧化碳的資源化利用
二氧化碳不僅廣泛應用在石油開采、冶金、焊接、低溫冷媒、機械制造、人工降雨、消防、化工、造紙、農業、食品業、醫療衛生等傳統領域,還可應用于超臨界溶劑、生物工程、激光技術、核工業等高科技領域。近年來,二氧化碳在棚菜氣肥、蔬菜(肉類)保鮮、生產可降解塑料等領域也展現良好的發展前景。根據二氧化碳的利用方式不同,可將其應用分為物理利用、化學利用和生物利用三個方面[2]。
二氧化碳的物理利用主要有以下方面:(1)作為惰性氣體用于焊接保護氣、煙絲膨化劑、滅菌氣體;(2)作為冷卻劑用于原子能反應堆的冷卻和食品工業中的冷卻及冷凍等。(3)作為壓力劑用于粉末滅火劑的壓出劑、噴槍噴射劑、碳酸飲料、鮮啤酒壓出劑、混凝土破碎。(4)用作清洗劑,超臨界二氧化碳對有機物有極好的溶解性,可用于光學零件、電子器件、精密機械零件進行清洗。(5)用于原油開采,超臨界二氧化碳可以與原油混溶,降低其粘度從而提高老油井石油采出率。
二氧化碳的化學應用較廣泛,可以被用于生產種類繁多的有機、無機化工產品[3]。利用二氧化碳與焦炭在高溫下反應制得一氧化碳氣體,繼而進行羰基合成可生產醋酸、甲酸等產品。與氨作用合成尿素是二氧化碳最大規模固定和利用方式,以尿素為基礎還可以生產出碳酸二甲酯等重要化學品。二氧化碳通過催化氫化生成甲醇是一種很有發展前途的化工利用方法。甲醇不僅是重要的化工原料,而且由于它易于儲存和運輸而被用于替代化石燃料。早在2003年,中國有關部門已將甲醇燃料列入國家替代油源發展計劃。甲醇是含氧化合物,辛烷值高,燃燒充分,燃燒排放有害物質明顯低于石油燃料。以二氧化碳和環氧化物共聚物為代表的二氧化碳基塑料已經成為一個研發的熱點。這類塑料可降解,有助于解決塑料“白色污染”問題,是發展最快的塑料品種之一。最近,東京大學的野崎京子教授等發明了一種用丁二烯和二氧化碳共聚合成高性能塑料的高效利用二氧化碳的方法,塑料中二氧化碳的重量百分數可高達29%[4]。
就地球的整體碳循環過程而言,通過生物的方法固定并轉化二氧化碳是地球上最符合自然規律的利用方式,因此二氧化碳的生物利用也越來越受到重視。二氧化碳可以用來養殖生長周期短的植物或藻類以生產生物燃料。其中利用微藻固定二氧化碳技術極具開發和應用潛力,這主要是由于微藻固定二氧化碳的能力及其通過光合作用合成生物燃料的速度遠高于傳統作物。另外,由于微藻能夠利用生活及工農業廢水作為氮、磷和其它營養物的來源,因此可以實現廢水處理、二氧化碳固定和生物燃料合成三種過程的耦合,從而使過程的經濟效益和環境效益最大。
三、 結束語
二氧化碳排放及與之相關的氣候變化問題已經成為一個目前迫切需要解決的重大國際問題,通過合理的途徑實現二氧化碳的資源化利用是解決這一問題的最佳途徑之一。通過化學、生物等方法將二氧化碳轉化成為更具附加值的能源、化工原料和精細化學品就成為了研究工作的熱點方向。開展二氧化碳資源化利用需要企業和科研機構的通力協作,同時政府應進行相應的政策引導,從而促進技術突破及推廣應用。
參考文獻:
[1] 李曉斌.二氧化碳的捕集分離技術的研究進展[J].廣東化工,2014, 41(5): 115-116
[2] 王文珍,張生琦,倪炳華,等, CO2的綠色利用技術研究進展[J],化工進展,2013,32(6): 415-1422
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【關鍵詞】初中化學 化學實驗 氣球
【中圖分類號】G632 【文獻標識碼】A 【文章編號】1674-4810(2014)25-0142-02
將生活中的物質運用到化學實驗教學中,能激發學生學習的熱情,拉近學生學習與生活的距離,提高對生活物質有用性的認識,體現以人為本的學習理念。將學生身邊的氣球應用到初中化學實驗中,可以將抽象、復雜、難于理解的化學知識化為簡單、直觀的知識,從而提升教學效果。本文就氣球在初中化學實驗中的應用案例分析如下:
一 收集尾氣
在初中化學實驗中,常常會產生有毒氣體,如一氧化碳、二氧化硫等,如果不及時收集可能對環境和實驗操作者造成不利影響。采用氣球對這些有害尾氣進行收集,不僅可以避免其對空氣的污染,還可以變廢為寶,實現資源的再利用。在初中化學學習煉鐵一課中,用一氧化碳還原氧化鐵,首先通入一氧化碳將玻璃管中的空氣排凈,然后再繼續通入一氧化碳到試管冷卻。對于沒有參加反應的一氧化碳,在試驗裝置中設置一盞酒精燈,使一氧化碳燃燒,避免其對空氣造成污染,但一氧化碳燃燒產生的熱能散失,沒有得到有效的利用,造成能源浪費。通過對試驗進行改進,在導管后面加一個氣球,將沒有參加反應的一氧化碳進行收集,不僅能避免一氧化碳亂排放對空氣產生污染,還能將一氧化碳重新用于實驗,實現資源的再利用。
二 驗證性質
二氧化碳氣體與氫氧化鈉反應沒有明顯的實驗現象,給學生學習和掌握相關物質的性質帶來了困擾。若選擇氣球作為實驗器材,通過氣球在氣體下膨脹的性質,靈活設計實驗思路與方案,可以將抽象的知識變得直觀、具體,提高學生驗證物質性質的創新能力,培養學生的實證意識。在體積相同的集氣瓶中通入相同的二氧化碳,分別加入等體積的氫氧化鈉溶液和水,把注射器中的水和氫氧化鈉溶液壓入集氣瓶中,然后觀察氣球大小的變化,可以說明二氧化碳和氫氧化鈉在水的作用下確實發生了化學反應。
三 探究二氧化碳的密度
二氧化碳密度是二氧化碳氣體的物理性質,是運用排空氣收集氣體的重要依據。在化學教學中,往往通過天平稱量法和杠桿平衡法進行二氧化碳和空氣密度的比較,如果利用氣球的沉浮作用比較氣體的大小,能化繁為簡,活躍課堂氣氛,且會生動有趣。在燒杯底部放入紅色與藍色兩個氣球,紅色充滿空氣,藍色是二氧化碳,將集氣瓶中的二氧化碳傾入燒杯中,會發現裝有空氣的紅色氣球浮起來了,用手輕輕按壓該氣球,手松開氣球又上浮,這就說明二氧化碳密度比空氣大。
四 測定氧氣含量
對空氣中氧氣含量的測定,初中化學課本中典型的實驗就是通過紅磷燃燒進行測定。在紅磷燃燒實驗中,在其中設置密閉體系,觀察其液面升高的數值進行氧氣含量的粗略測定,測定結果的誤差較大,紅磷燃燒生成的五氧化二磷容易對空氣造成污染,不符合綠色化學的規定。如果在該實驗中使用氣球,不但現象明顯、操作簡單,還大大減小了實驗結果誤差,有利于保護環境。通過注射器讀數變化計算空氣中氧氣的含量,從量的角度引導學生,實現化學實驗從定性分析到定量計算的過渡。
五 改善實驗
初中化學課本中探求質量守恒定律,利用加熱的玻璃棒點燃錐形瓶內的白磷,通過燃燒白磷消耗氧氣,對前后物質質量進行對比,從而驗證質量守恒定律。由于該實驗燃燒白磷時放出的熱量會增大密閉體系中的氣壓,容易將膠塞沖開,導致實驗失敗,同時對實驗操作者的安全帶來隱患。將玻璃棒換成玻璃管,并在其上端系一個氣球,利用氣球的緩沖作用,錐形瓶的膠塞不易被沖開,確保了實驗的安全性和精確性。
六 提高裝置多用性
在密閉裝置體系中,由化學或物理變化引起的溫度變化、氣體吸收或放出,都會導致氣體壓強變化,改變氣球形狀大小。如在集氣瓶中設置甲乙兩個滴管、①②兩個小燒杯、一個氣球。(1)甲滴管中液體為過氧化氫,燒杯①中是固體二氧化錳,將兩者進行混合反應,可以看到氣球明顯變大,且不會恢復原樣,這就說明過氧化氫和二氧化錳兩者反應生成了氣體。(2)如果甲滴管中液體是水,燒杯①中放有生石灰,將兩者進行混合反應,可以看見氣球鼓起,但是一段時間后氣球恢復原狀,這就說明水與生石灰反應放出了熱量。(3)當甲滴管擠出的液體與燒杯①中的物質反應,使氣球鼓起且一段時間后恢復原狀;再將乙滴管液體擠出與燒杯②中物質進行反應,氣球鼓起且不恢復原狀,那么說明前者反應放出熱量,后者反應生成氣體。
七 結束語
我們生活中小小的氣球在初中化學實驗中竟然有如此作用,吸收尾氣、凈化環境;驗證物質性質、凸顯直觀;研究密度、提升課堂趣味性;測定含量,彰顯科學性;改善實驗、注重安全化;利用變形,呈現綜合化。氣球在初中化學實驗中的應用,激發了學生學習的興趣和積極性,培養了學生的思維能力和創新能力,使學生體驗化學學習的快樂,從而提升化學學習的質量與效果。
參考文獻
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關鍵詞:說課的定義;要素;內容
一、說課的定義
什么是說課?說課,就是教師以教育教學理論為指導,在精心備課的基礎上,面對同行、領導或教研員,主要用口頭語言和有關的輔助手段闡述某一學科課程或某一具體課題的教學設計,并與聽者一起對課程目標達成、教學流程安排、重點難點的把握及教學效果與質量的評價等方面進行預測和反思,共同研討進一步改進和優化教學設計的教學研究過程。
二、說課的要素
說課的主體為教師,運用科學的教育理論,對所教的課程進行教材分析及具體的教學策略設計。即對所教的課程教什么、怎樣教、為什么這樣教等教學環節進行分析。說課的形式主要通過語言進行闡述,它們各要素之間的關系是相輔相成的。
三、說課的內容
說課對教師而言,是尋找教學研究的金鑰匙。說課重在“說”的內容。如何將說課內容中的“說”呈現出來?首先,就要從五要點來說,即說教材、說目標、說學情、說教法、說教學程序等五說。下面結合實例對“五說”進行具體分析:
(一)說教材
說教材,就是說課者在認真研讀課程標準和教材的基礎上,系統地闡述選定課題的教學內容、本節內容在教學單元乃至整個教材中的地位、作用;圍繞課程標準對課題內容的要求,將三維目標化解到具體的教學環節中,確定教學的重點和難點以及課時的安排。
說課者既要說得準確,又要說出特色;既要說出共性,又要說出個性。分析教材就是要從知識內容、課標要求、教材地位三方面進行闡述。
(二)說目標
說目標,就是關注三維目標:即知識與技能、過程與方法、情感態度與價值觀的過程。
1.知識與技能:例如《生活中的堿》中的知識與技能,根據課程標準的要求:①讓學生知道NaOH的重要性質,學會辨認生活中的堿。②初步了解NaOH的堿性與環境保護的關系。③初步形成如何吸收有害氣體的實驗技能。如果就這樣生搬硬套按課標要求說出,不按你對本節課的認識、教材的處理對知識點進行補充,就顯得對“知識與技能”的闡述蒼白無力。關注本節課的知識點,以及知識點的形成過程,不是單純讓學生停留在知道、了解、初步學會等淺表性的語言描述。說出掌握“知識點”的載體。其“說”的效果就不一樣,例如,①通過對生活中幾種堿類清潔劑的調查和對管道通溶液的探究,使學生知道NaOH的重要性質,學會辨認生活中的堿。②通過SO2與NaOH溶液的作用,初步了解NaOH的堿性與環境保護的關系。③初步形成利用堿液吸收有害氣體的實驗技能。這樣的“說”就有了說服力。
2.過程與方法:與知識與技能的闡述一樣,說出解決問題的方法、闡述不同實驗的目的及認識物質的方法,重在闡述學科的素養形成過程。例如本節課的過程與方法可以這樣“說”:①初步學習通過調查、實驗的方法認識堿的性質。②應用NaOH與SO2反應的化學性質,解決硫燃燒測定氧氣含量實驗中產生的SO2問題。③通過設計腐蝕性、與CO2反應的對照實驗,初步培養學生思維的嚴密性。其過程的方法說得有根有據!
3.情感態度與價值觀:同樣的對“情感態度與價值觀”的形成闡述不是停留在一些華麗的語言上,而是針對本節課,通過哪些活動、實驗、調查、閱讀等形式建立起來的思想意識。例如本節課的“情感態度與價值觀”可以這樣說:①通過調查活動增強學生對生活中化學現象的好奇心和探究欲,發展學習化學的興趣。②通過對NaOH腐蝕性、與SO2反應的探究,初步建立科學的物質觀。③通過對NaOH用途的分析及課后對家長的介紹,使學生感受化學對社會發展的積極作用,初步形成主動參與社會決策的意識。
(三)說教法
說教法,就是依據本課題內容的特點、教學目標和學生學業水平情況,說出選用的教學方法和教學手段,以及采用這些教學方法和教學手段的理論依據。教學方法雖然多種多樣,有傳統的講授法、課堂討論法、教師課堂演示、教師引導的實驗探究、學生自主探究等模式,不管怎樣“說”,但始終是“教學有法,教無定法”。
(四)說學情
分析學情,就是依據學生的年齡特征、認知規律,全面客觀地闡述學生已有的學業情況和已經掌握的學習方法,為優化教學設計提供參考。一般地說,學情分析有兩種情況,一種是通用型(如圖1):根據實際情況進行學法制訂。一般從“知識”“能力”“心理”三個層次層層遞進。通用型說法對元素化合物的內容教學均可實用。另一種,也可從以下三方面的內容:已有知識和經驗、學生認知特點、本班學生特點進行分析。
(五)說教學程序
教學程序是指教學活動的系統展開,它表現為教學活動推移的時間序列。通俗地說,就是教學活動是如何發起的,又是怎樣展開的,最終又是怎樣結束的。
說教學程序應關注這幾個環節:教具、學具準備,設計思路,教學流程,板書設計,學案或練習設計。注意:突出特色,過程可以加入問卷調查、實物展示、實驗過程、材料呈現、插播視頻等。注重分析教學思想與理論依據、教材分析與學習者分析、教學目標定位、教學策略設計、教學過程分析等。
其次,教學程序一般通過一份說課稿來體現,例:教學分析、教學目標、教學重難點、教學方法、教學用品、教學流程、教學過程(教學環節、教師活動、學生活動、教學意圖)、教學反思等八個環節來體現。
四、案例分析
筆者以《實驗探究二氧化碳氣體的性質》粵教版第五章第一課時為例探討新課程下如何說課。
(一)說課的環節
本節課從教學內容分析、教學目標確定、教學方法選擇、教學過程設計、教學課后反思五環節來說。
1.教學內容分析
它包括教材分析、學情分析、教學重難點確定。
(1)教材中的地位與作用
本課題選自科學版九年級《化學》上冊第五單元第三節《二氧化碳的性質和制法》的第一課時。二氧化碳在初中化學知識系統中起著承上啟下的重要作用。它是學生繼學習氧氣后第二次系統學習到的氣體物質。筆者從客觀事實出發,讓學生推測二氧化碳的性質然后設計實驗驗證,最后再根據實驗結論解釋一些現象,體現新課標“從生活走進化學,從化學走向社會”的教學宗旨,在學習和探究過程中提高學生理解和解釋相關化學問題的素養。為后面了解二氧化碳的用途及實驗室制法打下基礎。
(2)學情分析
學生對二氧化碳比較熟悉(小學的自然課、初二的生物課對它有一定認識),知道它是光合作用的原料,能滅火,知道用澄清石灰水變渾濁來檢驗CO2。
初中三年級學生經過一段時間的化學學習,有了一定的實驗操作能力,但是自主探究能力還比較薄弱。本節課對實驗設計進行有針對性的引導,培養學生的探究思維及持續學習化學的能力。
(3)教材的重點和難點
重點:①體驗研究物質性質的基本程序。②學會從原理是否正確,操作是否簡單,現象時候明顯三個因素去考慮設計實驗。③通過實驗掌握二氧化碳的化學性質。
難點:引導學生設計實驗。
2.教學目標的確定
教學目標的確定可以從知識與技能、過程與方法、情感態度與價值觀三方面進行闡述,三者是相互的,缺一不可。(見圖2)
3.教學方法的選擇
教師通過講授、提出問題、演示實驗、啟發思考等方法,主要啟發引導實驗探究。
4.教學過程設計
(1)設計思路
這堂課主要以二氧化碳氣體性質的探究為載體,讓學生體驗實驗探究的過程,了解實驗探究的一般程序,側重讓學生自己設計實驗,知道在設計實驗時應該注意的一些問題,讓學生初步形成科學探究的思路,為以后的實驗探究學習打下一定基礎,逐步培養學生持續學習化學的能力。
(2)教學過程設計
筆者在教學程序上設計了四環節,各環節層層遞進,通過各環節的活動歸納總結出四種學習方法。(見圖3)
環節1 創設情境,引入新課
通過教師展示的圖片讓學生說說自己對二氧化碳有哪些了解。
通過快問快答讓學生從在空氣中的存在、表示方法、物質組成、物理性質等方面描述二氧化碳。接著提出問題:科學家們又是如何獲知物質的性質并加以應用的?
通過該環節讓學生從感性和化學的角度描述二氧化碳,讓學生可以從生活走進化學,同時從化學的角度認識事物。
環節2 探究實驗,學習方法
方法一:研究物質性質的基本方法和程序。
方法二:觀察實驗應注意:實驗前、實驗中、實驗結束后的現象,通過對比得出結論。
方法三:利用大氣壓將不可見的氣體變為可見。
本環節的設計讓學生從實驗中總結出三種學習方法。
①二氧化碳不可燃不助燃
讓學生利用一瓶二氧化碳、一根木條、一個打火機,設計實驗,能否通過實驗驗證對二氧化碳性質猜想。提示學生在設計實驗時應考慮三個因素:原理可行,操作簡單,現象明顯。
實驗后學生驗證了他們的猜想,告訴他們剛才所做的正是科學家們研究事物性質的基本方法和程序:通過已有事實推測可能的性質,設計實驗,通過實驗驗證性質,利用性質解釋已有的現象。實驗過程讓學生注意觀察現象及如何觀察實驗,從中也引出方法二。
②二氧化碳能溶于水
學生預測二氧化碳能溶于水。引導學生從原理上考慮即二氧化碳如果能溶于水那么二氧化碳的量一定減少,而水中質量增加且水中含有二氧化碳。從現象上考慮要讓不可見的氣體變化變得可見。
如果將不可變形的集氣瓶換成能變形的塑料瓶會有什么現象產生?讓學生利用一塑料瓶的二氧化碳和一杯水來設計實驗,證明二氧化碳能溶于水。
證明二氧化碳能溶于水就要讓二氧化碳與水充分接觸,教師表演將水倒入裝有二氧化碳的集氣瓶中,蓋上玻璃片,震蕩,學生觀察不到任何想象,這時教師將集氣瓶倒過來,握住瓶身而不接觸玻璃片。玻璃片沒有掉下來而是牢牢地吸在瓶口,引起學生的討論。
這樣的設計讓學生通過觀察老師的“魔術”產生視覺沖擊引發思考,集氣瓶是不可變形的,二氧化碳溶于水,氣體減少壓強較小,外界大氣壓讓玻璃片和瓶中的水不會掉落。從而引出方法三。
環節3 設計實驗,明確科學探究過程
方法四:明確科學探究過程。
方法五:檢驗物質要先取樣,氣體與液體反應必須將氣體通入液面以下或者進行振蕩。
①二氧化碳能與水反應
教師演示:取出少量礦泉水瓶中的液體,滴在石蕊染色的濾紙上,讓學生思考紫色石蕊變成了紅色,是什么物質使它發生這樣的變化?請設計實驗方案證明并提供材料:干燥的石蕊濾紙若干、水、充滿二氧化碳的集氣瓶、鑷子。
這樣設計的目的是讓學生學會在實驗中控制變量,并通過實驗知道不能僅僅通過現象來判斷是否發生化學變化,而必須從事后有新物質生成的角度來判斷。同時明確科學探究過程。(見圖4)
②二氧化碳能與澄清石灰水反應
教師提出問題:教師讓學生思考如何通過實驗證明汽水瓶中二氧化碳氣體的存在。
學生已經知道可以通過澄清石灰水來證明二氧化碳的存在,問題的關鍵在于如何將二氧化碳引入石灰水中。
環節4 總結歸納知識與方法
該環節設計為兩個部分,一部分為知識,即讓學生歸納除通過今天的探究活動所得到的二氧化碳的化學性質,另一部分歸納實驗探究的一些方法:科學探究的基本程序,研究對象選擇,設計實驗應考慮的因素,研究物質應注意控制變量,研究物質是否發生變化應關注:是否有新的物質生成。
篇8
中圖分類號:G633.8 文獻標識碼:A 文章編號:1671-0568(2014)24-0088-02
浙教版(2013年版)科學八年級下冊第4節《二氧化碳》中,在二氧化碳的制取活動部分,教材提供了如圖1所示的圖片讓學生選擇制取二氧化碳氣體所需要的發生裝置和收集裝置。
從教材編寫的邏輯順序上看,由于學生已經學習了氧氣的實驗室制取,所用的藥品為雙氧水和二氧化錳(催化劑),裝置如圖2所示;而學生分組實驗,在實驗室制取氧氣,用到的藥品是高錳酸鉀加熱分解制取氧氣,裝置如圖3所示。
同時,教材安排二氧化碳的制取在二氧化碳的性質之后,而且,學生已經在制取氧氣時學習了如圖1裝置選擇的要求。所以,根據制取二氧化碳用到的石灰石或大理石(反應物的狀態)為固體和反應時不需要加熱(反應條件)不難選擇出發生裝置選擇圖b;同樣,由于二氧化碳微溶于水且能與水發生化學反應,不能用排水集氣法,而二氧化碳的密度大于空氣,所以也較容易就能選擇裝置c。
教材提供的是一種學習資料,雖然它也讓參與學生知識的建構,但往往教材內容的呈現方式更大的功能在于知識結構的完整性、邏輯結構的合理性、內容層次的適切性等針對知識結構本身,而沒有關注學生學習心理的變化、認知特征等,當然也不可能關注認知主體(學生)知覺、注意、記憶、心象(即表象)、思維和語言,也就是說,缺乏了學生對認知過程的信息加工過程。
在教師主導下的教學設計方案的實施正是體現學習主體認知過程。這種認知的過程不是僅僅只對提供內含一定科學信息的文字、圖片等的認知過程,還要認知主體從認知心理需求的角度出發,在不斷滿足認知心理需求的基礎上,逐漸地建構與完善認知對象在認知主體中的知識體系。
對于實驗室制取二氧化碳氣體時選擇的裝置,從教師的角度來說,這是已經被人類掌握的知識,而對于學生來說,這是未知的知識。學生對于未知知識探索過程的心理變化與科學家認知未知自然界現象、規律的過程是相同的。基于構建主義理論的課堂教學,正是要創設一系列情境,營造學生對認知對象的層層遞進的“心理需求”,如同科學家發現新規律般進行科學學習。基于此,對二氧化碳氣體制取的裝置構建,不是如教材圖1般直接呈現5種裝置讓學生去選擇。
師:前面,我們已經學習了氧氣的制取,知道用不同的藥品、反應條件,制取裝置也不相同。你能簡單畫出用不同藥品制取氧氣的實驗裝置圖嗎?
此環節“暴露”學生的前概念、前知識,也為后續不斷地構建搭建一個基礎,找到一種資源。
生:(獨立作圖。)
展示:先選擇一些不太規范的“作品”來展示,請其他學生進行評價,特別對不太規范的部分可以造成的后果提煉出來,進一步完善“作品”,這樣,最后展示“作品”都類似于圖2、3的情況。
建構的過程,就是根據“作品”的功能缺陷,不斷摒棄不符合“需求”的,構建比較“理想”的,而“理想”正是我們建構的目標。
師:實驗室制取二氧化碳時,用塊狀的石灰石或大理石(配以藥品展示)和稀鹽酸反應。你覺得應該選擇圖1中的哪種裝置?為什么?
學生的“作品”就是圖1選擇中的一部分內容,這是為此處選擇制取二氧化碳氣體裝置服務的。而教學時不是直接呈現圖1,是通過學生回憶原有知識結構,在此基礎上復習對制取氣體裝置選擇的標準。
生:選擇圖1中的裝置b,因為石灰石或大理石為塊狀固體,稀鹽酸是液態,而且反應條件不需要加熱,所以選擇裝置b。
師:為什么選擇a不可以?
生:反應不需要加熱,而且稀鹽酸是液體,倒入圖a試管中會流出來的。
師:那如果我們選擇裝置a,但去掉酒精燈,而且將略向下傾斜的試管改為向上傾斜或正立,可以嗎?
生:(討論)應該可以。
師:這樣的裝置與裝置b有什么不同?
生:一個是試管,一個錐形瓶,一個沒有長頸漏斗,一個有長頸漏斗。
師:試管與錐形瓶對化學反應來說有區別嗎?改為燒杯可以嗎?
生:沒有本質區別,只有反應物容量多少的區別;不能用燒杯,因為無法密封收集氣體。
師:這樣看來,反應物的容器只要適合化學反應,可以密封收集氣體,就可以了。你覺得圖4中的實驗室玻璃儀器可以用作制取氣體的反應容器嗎?(由于學生對實驗室中的玻璃容器還不熟悉,所以改為提供圖片進行判斷。)
生:可以用來制取氣體的反應容器是C、D、E、F、G、H等,其它不可以。
師:其他不可以的原因是什么?
生:A、B、I都無法密封,氣體會逃逸的。
師:從化學反應的角度來看,你覺得是否能作為反應的容器,僅僅從“是否可密封的角度”考慮就可以了嗎?
(學生討論分析,如果有困難,提示學生從化學反應過程的安全性考慮)
當學生為了符合某種標準進行思考時,往往會忽視其他重要的內容,比如實驗的安全問題。所以引導學生全面考慮問題,特別是化學實驗的安全問題要擺在首要考慮的位置,這是非常重要的。
生:用雙氧水和催化劑二氧化錳制氧氣時,反應是放熱的,可能有一些玻璃容器要考慮是否能承受反應放熱帶來的安全性問題。
師:想得非常周到!這樣看來,如果在C、D、E、F、G、H中重新選擇,可能哪些儀器不可以作為反應的容器?
生:C、D、E、G肯定可以,因為它們本身就可以用酒精燈來加熱,而F、H不是加熱的容器,可能不行。
師:我們總結一下可以用來作為化學反應制取氣體的玻璃儀器的特征:一是可以密封氣體,二是能承受放熱反應。
通過這樣的逐步建構過程,學生形成了一個很重要的印象:反應容器形狀并不重要,只要符合如上兩個條件就可以了。這樣,我們也可以從日常廢棄物中找到可以當反應容器的瓶子。
師:裝置中有長頸漏斗與無長頸漏斗有什么區別?
生:有長頸漏斗,倒入稀鹽酸更方便一些。
師:這樣說來,蒸餾燒瓶、圓底燒瓶、平底燒瓶、試管等分別加上長頸漏斗和橡皮塞,與圖1中的b的功能是一樣的。
師:下面我們用石灰石和稀鹽酸反應制取二氧化碳氣體,如何選擇收集氣體的裝置?請結合氧氣制取時的收集裝置進行思考。
生:制取氧氣時,我們用排水集氣法或向上排空氣法,這是因為氧氣不易溶于水,氧氣的密度比空氣略大。而二氧化碳微溶于水(1體積二氧化碳能溶于1體積水中),且能與水發生化學反應,所以不能用排水集氣法,但可用向上排空氣法,因為其密度比空氣大。所以選擇圖1中的c裝置。
師:在制取氧氣中,要收集一瓶較純凈的氧氣,一般選擇什么方法收集?
生:排水集氣法。
師:如果我們也想收集一瓶較純凈的二氧化碳,那怎么辦?
生:是否可以選擇一種二氧化碳難溶于其中又不與二氧化碳反應的液體代替水?
師:非常好的想法!但如果還是用排水集氣法的裝置收集二氧化碳,有辦法嗎?
這個問題將會把學生引導到對未知領域的探索上,因為用排水法收集的氣體,不易溶于水,且不與水反應,而二氧化碳卻不具備這一性質。這樣巨大的矛盾會激發學生“創造性”、“發散性”思維。
生:(討論進行)
師:(在學生答案的基礎上進行引導)為了避免二氧化碳與水接觸,可將導管變長通到集氣瓶底,且為了避免二氧化碳溶于水,在水中放入一層油,油會浮在水面上阻隔二氧化碳與水接觸。
師:下面我們選擇圖1中的裝置b、c進行實驗。
(通過實驗,發現存在的問題,從而根據存在的問題進一步進行探究。)
師:現在已經收集了一瓶二氧化碳,我們有辦法使反應暫停一下嗎?
生:(討論解決辦法,但最終毫無辦法。)
師:確實,無辦法可想,這說明我們現在的這種裝置還存在缺陷,即無法即時暫停反應的停止。這樣缺陷最大的缺點是什么?
生:浪費藥品,浪費資源。
師:這樣,我們就想改進發生裝置b。在不取出藥品的情況下,要想反應停止,有什么辦法?
生:稀鹽酸和碳酸鈣分離(不接觸)就可以不反應了。
師:怎么樣才能分離呢?
生:(討論分析,如果無法解決,教師設問并操作,用止水夾夾住橡皮導管(或帶開關的導管),錐形瓶內稀鹽酸溶液有部分向長頸漏斗上流動。但反應還在繼續進行。)
師:你能解釋觀察到的現象嗎?
生:止水夾夾住橡皮導管,發生裝置內氣體越來越多,氣壓越來越大,所以將溶液向下壓,溶液就流向長頸漏斗。
師:如果用止水夾夾住橡皮導管,溶液向長頸漏斗上流動,但還是無法停止,你覺得有辦法通過一定的改變,使碳酸鈣與稀鹽酸分離嗎?
(組織學生討論此問題,逐漸向啟普發生器的原理靠近。雖然教材中沒有認清啟普發生器原理的要求,但對于實驗裝置的設計,它的一個重要原則就是在實驗操作簡便的基礎上,要節約資源)
生:想一個辦法,將裝置b中的碳酸鈣墊高一些,這樣,當稀鹽酸流向長頸漏斗上后,它們就可以分離。
師:這個想法非常好,按照這個原理,我們可以在距離容器底部某一高度放置一個隔板,將塊狀碳酸鈣放在上面。但怎么將隔板放進錐形瓶?
(學生討論,由于錐形瓶口小底大,不好放入,只能改為大試管了)
生:用試管代替錐形瓶。
師:(展示如圖5裝置。并且用此裝置來制取二氧化碳。制取一瓶二氧化碳后,關閉導管上的開關,反應停止。)
篇9
例1(2014?葫蘆島)如圖1所示的是初中化學中的一些重要實驗。請回答下列問題:
(1)實驗A:傾倒CO2時觀察到的現象是
。
(2)實驗B:測得空氣中氧氣體積分數小于1/5的原因可能是(只答一條):。
(3)實驗圖1C:用玻璃棒攪拌的目的是。
(4)實驗D:集氣瓶內放少量水的目的是。觀察到鐵絲劇烈燃燒,,生成黑色固體,放出大量的熱。
解析(1)由于二氧化碳的密度大于空氣,并且二氧化碳不支持燃燒,所以傾倒CO2時下層的蠟燭先熄滅,上層的蠟燭后熄滅。
(2)在測量空氣中氧氣的體積分數的實驗中,有三個主要原因可能會導致測量氧氣的體積分數小于1/5,分別是:裝置氣密性不好、紅磷量不足、紅磷燃燒完后未等冷卻至室溫就打開了止水夾。
(3)在蒸發過程中玻璃棒攪拌的目的是使其受熱均勻,防止局部溫度過高造成液滴飛濺。
(4)在鐵絲燃燒的集氣瓶中加入少量水的目的是降溫,防止濺落的溶化物炸裂瓶底;鐵絲燃燒的現象是:劇烈燃燒,火星四射,生成黑色固體,放出大量的熱。
答案:(1)下層的蠟燭先熄滅,上層的蠟燭后熄滅(2)裝置氣密性不好(其他合理答案也可)
(3)防止液滴飛濺
(4)防止濺落的溶化物炸裂瓶底火星四射
例2(2014?泰安)化學實驗是科學探究的重要途徑。
請根據實驗圖示2回答相關問題:
圖2
(1)A是實驗室制備氣體的發生與收集裝置。用過氧化氫溶液與二氧化錳制取氧氣的化學方程式為
,制取氧氣、二氧化碳可用同樣的發生裝置,原因是,選擇收集裝置的依據是;
(2)B實驗中設計合理的是(填“①”或“②”),另一裝置設計中存在的問題是;
(3)C是定量實驗,選擇儀器不恰當或操作不規范都會導致實驗結果有誤差。實驗時選擇量筒規格應為(填“50mL”或“100mL”),稱量時砝碼與藥品位置放反了(1g以下使用游碼),所得溶液的質量分數15%(填“小于”、“等于”或“大于”)。
解析(1)由于實驗室用過氧化氫制取氧氣和用大理石與稀鹽酸制取二氧化碳都是固體和液體不需要加熱的反應,故發生裝置可以相同,但由于二氧化碳能溶于水且密度比空氣大,故只能用向上排空氣法收集,而氧氣不易溶于水,可用排水法收集。氣體的收集方法是由氣體的密度和溶解性決定的。(2)驗證質量守恒定律時,凡是有氣體參加或有氣體生成的實驗都必須在密閉容器中進行,否則氣體的質量不能稱量,故B實驗中裝置②不合理。
(3)配制50g15%的氯化鈉溶液,需要氯化鈉的質量為50g×15%=7.5g,則需要水的質量為50g-7.5g=42.5g,故要選擇50mL的量筒量取水的體積。若稱量時砝碼與藥品位置放反了,則實際稱量的氯化鈉質量為7g-0.5g=6.5g,則所得溶液的質量分數小于15%。
答案:(1)2H2O2MnO22H2O+O2,反應物的狀態及反應條件相同(或都是固體與液體反應,且不需加熱),氣體的密度和溶解性;
(2)①,②中裝置不密封生成的二氧化碳逸散到空氣中,沒有稱量計入反應后的總質量;(3)50mL,小于。
跟蹤練習1.(2014?昆明)圖3是初中化學中的一些重要實驗。
請回答:
圖3
(1)A中紅磷必須足量的原因是;
(2)B中玻璃棒的作用是;
(3)C中反應后天平不平衡,該反應是否遵守質量守恒定律(填“是”或“否”)。
2.(2014?河北)根據圖4的實驗回答問題:
圖4
(1)甲是蒸發溶液的實驗,儀器a的名稱是,用玻璃棒不斷攪拌的目的是。
(2)乙是探究燃燒條件的實驗。打開分液漏斗的活塞前,白磷不燃燒,而打開后,白磷燃燒。比較打開前后的現象,證明白磷燃燒需要。燒杯中水的作用是。
(3)丙是一組對比實驗,實驗目的是。
答案:1.(1)為了耗盡裝置內的氧氣;
(2)引流;
(3)是。2.(1)鐵架臺防止局部溫度過高,造成液滴飛濺
篇10
1.某校興趣小組同學將課本“測定空氣中氧氣的含量”實驗裝置(如甲圖)改進為新的實驗裝置(如乙圖),以下評價不恰當的是
A.甲、乙兩裝置實驗前都要檢查裝置的氣密性
B.乙裝置實驗中膠塞先向右移動,后向左移動
C.乙裝置簡潔,減少了甲圖裝置中導管引起的誤差
D.甲裝置實驗中沒夾緊彈簧夾,會使測定結果偏小
2.下列實驗,不能成功的是
A.收集一瓶氧氣,觀察顏色 B.觀察顏色來區分高錳酸鉀和氯酸鉀
C.聞氣味來區分白酒和白醋 D.用10毫升量筒量取5.56mL的水
3.下列說法正確的是( )
A.工業上常采用分離液態空氣法制氧氣,該原理是利用氮氣和氧氣的密度不同進行分離
B.實驗是制取氣體的原料必須是純凈物
C.氧氣的化學性質比較活潑,屬于可燃物
D.空氣質量報告中所列的空氣質量級別越小,空氣質量越好
4.為鑒別空氣、氧氣、二氧化碳三瓶氣體,可選用的方法是
A.將水倒入三瓶氣體中 B.將澄清的石灰水倒入三瓶氣體中
C.聞三瓶氣體的氣味 D.將燃著的木條分別伸入三瓶氣體中
5.除去下列物質中的少量雜質,所選用的試劑及操作方法均正確的是( )
選項 物質(括號內為雜質) 試劑 操作方法
A HCl( CO2) 適量NaOH溶液 洗氣
B NaCl (NaOH) 過量稀鹽酸 蒸發結晶
C CO2(CO) 足量O2 點燃
D 稀鹽酸(稀硫酸) 適量硝酸鋇溶液 過濾
6.下列物質的鑒別方法錯誤的是( )
待鑒別的物質 鑒別方法
A 腈綸和羊毛纖維 燃燒,聞燃燒產生的氣味
B 食鹽溶液和鹽酸 滴加無色酚酞試液,觀察溶液顏色的變化
C 氯化銨和尿素[CO(NH2)2] 與熟石灰混合后一起研磨,聞氣味
D CO2和CO 通入澄清石灰水中,觀察溶液是否變渾濁
7.現有空氣、氧氣、二氧化碳的三瓶氣體,最簡單的區別方法是( )
A.測量三種氣體的密度 B.將燃著的木條分別伸入三瓶氣體中
C.將氣體分別通入澄清石灰水中 D.將氣體分別通入水中
8.下列方法一定能夠達到實驗目的的是
A.除去氧化銅中含有的木炭粉——高溫加熱
B.除去碳酸鈉中含有少量的碳酸氫鈉——加入稀硫酸
C.提純新制二氧化碳氣體(含有少量氯化氫氣體)——將氣體通過氫氧化鈉溶液
D.鑒別生石灰中是否含有未分解的石灰石——加入稀鹽酸
9.為實現下列實驗目的,所選的試劑或方法正確的是()
選項 實驗目的 所用試劑或方法
A 區分NH4NO3溶液和K2SO4溶液 加Ba(NO3)2 溶液
B 除去生石灰中含有的雜質石灰石 加水或稀鹽酸
C 除去CO2中的CO氣體 在氧氣中點燃
D 除去氧化銅粉末中的銅粉 加入足量稀鹽酸,過濾
A.A B. B C. C D. D
10.下列實驗不能達到實驗目的是
A.探究水的組成 B.探究化學反應是否遵循質量守恒定律
C.探究分子運動 D.探究二氧化錳能否加快過氧化氫分解二、填空題
11.(12分)現有A、B、C、D四種物質,已知A為暗紫色固體,B為白色固體,C和D都是黑色粉末,將A與B混合或B與C混合,加熱時都有無色的氣體F產生,加熱B和C的混合物與只加熱B相比,產生F的速度前者要比后者快很多,且反應前后C的化學性質和質量都不變,只加熱A時,除產生氣體F外還有物質C產生,D在F中劇烈燃燒,生成一種無色氣體E,E能使澄清的石灰水變渾濁。根據以上事實推斷A、B、C、D、E、F各是什么物質,并寫出有關的文字表達式。
(1)各物質的名稱:A ,B ,C ,D ,E ,F 。
(2)寫出有關反應的文字表達式并在后面括號內注明基本反應類型:
① ( )
② ( )
③ ( )
12.(7分)一種白色固體A和黑色粉末B在加熱條件下生成一種無色氣體C。在C中,黃色粉末D劇烈燃燒,生成無色有刺激性氣味的氣體E。某常見金屬F,在C中劇烈燃燒,火星四射,得黑色固體G。
(1)物質A、G的名稱分別是 , ;物質B的作用是 。
(2)實驗室完成反應D時,預先在集氣瓶里裝少量水的目的是 。
(3)寫出F在C中燃燒的表達式: ,此反應屬于 反應。
13.(8分)利用廢舊電池銅帽(含Cu、Zn)制取海綿銅(Cu),并得到硫酸鋅溶液,主要流程如下(反應條件己略去):
已知:2Cu+2H2SO4+O2 2CuSO4+2H2O
請回答下列問題
(1)過程II中分離操作的名稱是 ,在操作過程中使用到的玻璃儀器有燒杯、
和 。
(2)溶液A中的溶質有 (填化學式)。
(3)過程III中有氣體產生,反應的化學方程式為_______ 。
(4)A~E中含銅、鋅兩種元素的物質有 (填字母序號)。 .
14.請分別選擇合適的試劑或方法,除去下列物質中少量的雜志(括號內的物質為雜質),用化學方程式來表示:
(1)NaNO3(Na2CO3) _________ ;
(2)Cu(CuO) _________ .三、簡答題
15.(4分)根據實驗要求完成下列各題:
(1)實驗室通常用(填寫化學方程式)____反應制O2 ;如圖所示的實驗裝置中,可用作O2制氣裝置的是(選填字母)____。
(2)粗鹽中難溶性雜質的去除實驗的基本操作步驟依次為: 、
、 ;最后一步操作中需要用到的儀器有(選填字母):____。
a.玻璃棒 b.試管 c.酒精燈 d.蒸發皿
e.量筒 f.燒杯 g.鐵架臺
16.氯化鉀固體樣品中混有少量碳酸鉀和硫酸鉀兩種雜質,為了獲得純凈的氯化鉀,將樣品溶解,按如圖所示步驟進行提純.已知試劑1為氯化鉀溶液,B、C為固體難溶物,每步驟加稍過量的試劑.
(1)固體難溶物B含有碳酸鋇和 ;
(2)檢驗步驟①已除去雜質的方法(操作、現象、結論)是
;
(3)試劑Ⅱ中溶質的化學式: ,試劑Ⅲ的名稱是 ;
(4)由E獲得氯化鉀晶體的分離操作名稱是 .
17.“孔雀石”的主要成分是堿式碳酸銅[Cu2(OH)2CO3],它是一種重要的銅礦石原料。小明欲從孔雀石中提煉出單質銅。
【查閱資料】(1) 堿式碳酸銅加熱易分解,其方程式為:Cu2(OH)2CO3加熱2CuO+CO2+H20。
(2) 向Cu2(OH)2CO3中加入足量的鹽酸,固體完全溶解,有無色氣體生成,寫出此反應的化學方程式: 。
【設計方案】在實驗室中以堿式碳酸銅、鐵粉、稀鹽酸為原料來制取單質銅。請你仿照下圖畫出方案二制取銅的流程圖,要求:步驟最少。
方案一:
方案二:你設計的方案為
【進行實驗】方案一中最后一步:在溶液中加入過量的Fe的實驗現象為
【反思】銅銹的主要成分也是堿式碳酸銅,從堿式碳酸銅的化學式[Cu2(OH)2CO3]推知,銅生銹可能與空氣中的氧氣、水、________________________有關。四、推斷題
18.如圖是中學常見物質的轉換關系圖,其中A、B常溫下都為無色液體,且組成元素相同.A、B、X、Y、E都為氧化物,X、E都為黑色固體,Y可用作干燥劑,F是大理石的主要成分,I為藍色沉淀,L為不溶于稀硝酸的白色沉淀.請回答:
(1)X在反應①中起 作用.
(2)寫出反應⑥的化學方程式 .
(3)寫出L的化學式 .
(4)寫出G在空氣中變質發生反應的化學方程式 .
19.(14分)某興趣小組用下圖所示流程制取氧氣(反應原理: 2KClO3 2KCl+3O2),并回收提純氯化鉀和二氧化錳。
回答下列問題:
(1)根據化學方程式計算,理論上可制得氧氣的質量是多少?(計算結果精確到0.1g)
解:
(2)在回收提純的過程中需要控制水的用量,原因有 (填標號)。
A.提高實驗效率 B.保證固體1全部溶解 C.節約能源
(3)①寫出下圖中儀器a、b的名稱:
A ,b 。
②步驟Ⅱ中的操作m應選擇圖11中
(填“甲”或“乙”)裝置,該操作中玻璃棒
的作用是 。
③步驟Ⅲ中用酸化的硝酸銀(AgNO3)溶液檢驗洗出液中是否含有氯化鉀,該檢驗方法的原理
為 (用化學方程式表示)。
(4)實驗結束后,稱得回收到的氯化鉀的質量比理論值小,
可能的原因有 (寫一點)。參考答案
1.D
【解析】
試題分析:A、為了確保實驗的成功,甲、乙兩裝置實驗前都要檢查裝置的氣密性,正確,B、乙裝置實驗中紅磷燃燒放熱,使裝置內的氣體受熱膨脹,故膠塞先向右移動,正確,C、乙裝置簡潔,減少了甲圖裝置中導管引起的誤差,正確,D、甲裝置實驗中若沒夾緊彈簧夾,則集氣瓶中的氣體受熱膨脹排出,會使測定結果偏大,錯誤,故選D
考點:空氣中氧氣含量的測定
2.D
【解析】
試題分析:A、可以通過觀察得出氧氣的顏色,正確,B、高錳酸鉀是暗紫色,而氯酸鉀是白色,故可觀察顏色來區分高錳酸鉀和氯酸鉀,正確,C、白酒有特俗氣味,白醋有刺激性氣味,故可用聞氣味的方法來區分白酒和白醋,D、量筒的精確值是0.1mL,故數據不合理,故選D
考點:物質的性質,量筒的使用
3.D
【解析】
試題分析:A、工業上常采用分離液態空氣法制氧氣,該原理是利用氮氣和氧氣的沸點不同進行分離,錯誤; B、實驗是制取氣體的原料不一定純凈物,例如制取氧氣使用過氧化氫溶液和二氧化錳的混合物,錯誤; C、氧氣的化學性質比較活潑,不具有可燃性,不屬于可燃物,錯誤; D、空氣質量報告中所列的空氣質量級別越小,空氣質量越好,正確;故選D.
考點:氧氣的工業制法、氧氣的化學性質、空氣污染及其危害
4. D
【解析】
試題分析:鑒別空氣、氧氣、二氧化碳三瓶氣體,根據氣體的性質知道可選用的方法是將燃著的木條分別伸入三瓶氣體中,燃燒更旺的集氣瓶中的氣體為氧氣;變化不大的集氣瓶中的氣體為空氣;熄滅的集氣瓶中的氣體為二氧化碳,故選擇D
考點:氣體的鑒別
5.B
【解析】
試題分析:物質除雜的原則是所加試劑與雜質反應的同時不能引進新的雜質,主要物質可以多但不能少;A選項氫氧化鈉與主要物質反應;B選項符合除雜的原則;C選項在二氧化碳的環境下一氧化碳不能燃燒;D選項引進新雜質硝酸;故選擇B
考點:物質的除雜
6.B
【解析】
試題分析:A選項腈綸和羊毛纖維利用燃燒法聞燃燒產生的氣味可以鑒別;B選項中食鹽溶液和鹽酸溶液都不能使無色酚酞溶液變顏色;C選項氯化銨和尿素可以通過加熟石灰混合研磨的方法鑒別;D選項二氧化碳和一氧化碳,可通入石灰水中,觀察是否變渾濁進行鑒別;故選擇B
考點:物質的鑒別
7.B
【解析】
試題分析:根據物質的性質可知鑒別空氣、氧氣、二氧化碳的三瓶氣體,最簡單的區別方法將燃著的木條分別伸入三瓶氣體中,木條熄滅的集氣瓶中的氣體為二氧化碳、燃燒更旺的集氣瓶中的氣體為氧氣,無明顯變化的集氣瓶中的氣體為空氣;故選擇B
考點:氣體的鑒別
8.D
【解析】
試題分析:A選項不能達到目的,高溫加熱碳能與氧化銅反應;B選項不能達到目的,硫酸能與碳酸鈉反應是主要物質減少;C選項二氧化碳、氯化氫氣體均能與氫氧化鈉溶液反應,不但能把雜質除去,也會把原物質除去,不符合除雜原則;故選項所采取的方法錯誤;D選項鑒別生石灰中是否含有未分解的石灰石——加入稀鹽酸能達到目的;故選D
考點:物質的鑒別與除雜
9.A
【解析】
試題分析:A、硫酸鉀溶液和硝酸鋇溶液反應生成硫酸鋇沉淀和硝酸鉀,所以可用加Ba(NO3)2 溶液的方法區分NH4NO3溶液和K2SO4溶液,故A正確; B、生石灰能和水反應生成氫氧化鈣,生石灰也能和鹽酸反應生成氯化鈣和水,所以不能用加水或稀鹽酸的方法除去生石灰中含有的雜質石灰石,故B錯誤; C、CO2中含有CO氣體時不能被點燃,所以不能用在氧氣中點燃的方法除去CO2中的CO氣體,故C錯誤; D、鹽酸和氧化銅反應生成氯化銅和水,而和銅不反應,故D錯誤.故選:A.
考點:化學實驗方案設計與評價;常見氣體的檢驗與除雜方法;金屬的化學性質;鹽的化學性質;酸、堿、鹽的鑒別
10.B
【解析】
試題分析: A選項電解水探究水的組成能達到目的;B選項有氣體生成的反應在敞口容器中探究質量守恒定律 是不能達到目的的;C選項用濃氨水探究分子的運動;時能達到目的的;D選項用對比的方法探究二氧化錳是否加快過氧化氫的分解時能達到目的的;故選B。
考點:實驗方案評價
11.(1)高錳酸鉀 氯酸鉀 二氧化錳 木炭 二氧化碳 氧氣
(2)高錳酸鉀 錳酸鉀+二氧化錳+氧氣 (分解反應) 氯酸鉀 氯化鉀+氧氣(分解反應) 木炭+氧氣 二氧化碳(化合反應)
【解析】
試題分析:根據題中的敘述所學物質的性質可知,(1)物質A為高錳酸鉀、B為氯酸鉀、C為二氧化錳、D為木炭、E為二氧化碳、F為氧氣;(2)有關反應的文字表達式及反應的類型為:高錳酸鉀 錳酸鉀+二氧化錳+氧氣 (分解反應) 氯酸鉀 氯化鉀+氧氣(分解反應) 木炭+氧氣 二氧化碳(化合反應)
考點:物質的推斷、文字表達式的書寫、反應類型的判斷
12.(1) 氯酸鉀 , 四氧化三鐵 ; 催化作用 (2) 吸收二氧化硫,防止空氣污染 (3)鐵+氧氣 四氧化三鐵 (也可寫符號表達式,下同),化合(或氧化)
【解析】
試題分析:依據“在C中,黃色粉末D劇烈燃燒,生成無色有刺激性氣味的氣體E”可知C是氧氣,D是硫磺,E是二氧化硫;F和氧氣的反應現象推得F是鐵G是四氧化三鐵;所以可根據白色固體A和黑色粉末B在加熱條件下生成氧氣,可知A是氯酸鉀B是二氧化錳;(1)由以上分析可知物質A、G的名稱分別是氯酸鉀,四氧化三鐵; 物質B時氯酸鉀分解制取氧氣的催化劑,所起的作用是催化作用;(2)二氧化硫是有毒氣體,且能與水反應,所以實驗室完成反應D時,預先在集氣瓶里裝少量水的目的是吸收二氧化硫,防止空氣污染;(3)鐵絲在氧氣中燃燒的反應表達式為鐵+氧氣 四氧化三鐵,該反應的反應物是兩種生成物是一種,故該反應是化合反應;
考點:物質的鑒別及推斷
13.(1)過濾 漏斗 玻璃棒 (2) H2SO4、CuSO4、ZnSO4
(3) Zn + H2SO4 === ZnSO4 + H2 (4)A、C
【解析】
試題分析:(1) 經過過程II得到固體和液體,即將固體和液體分離,所以操作的名稱是過濾,在操作過程中使用到的玻璃儀器有燒杯、漏斗和玻璃棒
(2) 溶液A是經過實驗I,發生反應:2Cu+2H2SO4+O22CuSO4+2H2O,Zn + H2SO4 =ZnSO4 + H2,再加上過量的硫酸,所以溶液A中的溶質有H2SO4、CuSO4、ZnSO4
(3) 經分析固體C應是銅、鋅混合物,所以過程III就是要將鋅除去,所以有氣體產生,發生的方程式:Zn + H2SO4 === ZnSO4 + H2
(4)根據上面的分析,溶液A中的溶質有:H2SO4、CuSO4、ZnSO4,固體C應是銅、鋅混合物,所以選AC
考點:過濾基本操作,金屬的化學性質,反應后溶液中溶質的判斷
14.(1)Na2CO3+2HNO32NaNO3+H2O+CO2 (2)CuO+H2SO4CuSO4+H2O
【解析】
試題分析:用化學方法給物質的除雜有2個原則:1、加入的物質或采取的方法只能除去雜質,2、在除雜過程中不能引入新的雜質
(1)除去NaNO3中的Na2CO3,應加入稀HNO3,化學方程式為:Na2CO3+2HNO32NaNO3+H2O+CO2(2)除去Cu中的CuO,應加入稀H2SO4,化學方程式為:CuO+H2SO4CuSO4+H2O
考點:物質的除雜
15. (1)2KClO3 2KCl + 3O2 或2H2O2 2H2O+ O2;B或A;(2)溶解、過濾、蒸發結晶;acdg.
【解析】
試題分析:根據所學知識可知(1)實驗室通常用2KClO3 2KCl + 3O2 或2H2O2 2H2O+ O2反應制O2 ;如圖所示的實驗裝置中,可用作O2制氣裝置的是B或A;(2)粗鹽中難溶性雜質的去除實驗的基本操作步驟依次為:溶解、過濾、蒸發結晶;最后一步操作中需要用到的儀器有a.玻璃棒c.酒精燈 d.蒸發皿、g.鐵架臺
考點:氧氣的制取、粗鹽的提出
16. (1)硫酸鋇;(2)取少量A溶液滴加氯化鋇溶液,如果沒有出現白色沉淀生成,說明硫酸鉀和碳酸鉀已經除去;(3)K2CO3;鹽酸;(4)蒸發結晶
【解析】
試題分析:(1)氯化鋇溶液和硫酸鉀溶液反應生成硫酸鋇沉淀和氯化鉀,氯化鋇溶液和碳酸鉀溶液反應生成碳酸鋇沉淀和氯化鉀,所以可用氯化鋇溶液除去硫酸鉀和碳酸鉀,所以固體難溶物B含有碳酸鋇和硫酸鋇;(2)氯化鋇溶液和硫酸鉀溶液反應生成硫酸鋇沉淀和氯化鉀,氯化鋇溶液和碳酸鉀溶液反應生成碳酸鋇沉淀和氯化鉀,所以可取少量A溶液滴加氯化鋇溶液,如果沒有出現白色沉淀生成,說明硫酸鉀和碳酸鉀已經除去;(3)氯化鋇溶液過量,所以A中含有氯化鉀和氯化鋇,碳酸鉀溶液和氯化鋇溶液反應生成碳酸鋇沉淀和氯化鉀,所以試劑Ⅱ為碳酸鉀;鹽酸和碳酸鉀反應生成氯化鉀、水和二氧化碳,所以試劑Ⅲ的名稱是鹽酸;(4)氯化鉀溶于水,所以由E獲得氯化鉀晶體的分離操作名稱是蒸發結晶.
考點:混合物的分離方法;蒸發與蒸餾操作;鹽的化學性質.
17. Cu2(OH)2CO3+ 4HCl = 2CuCl2 + CO2+ 3H20
產生氣泡,析出紅色固體,溶液逐漸變淺綠色 CO2
【解析】
試題分析:(2) 向Cu2(OH)2CO3中加入足量的鹽酸,固體完全溶解,有無色氣體生成,反應的化學方程式:Cu2(OH)2CO3+ 4HCl = 2CuCl2 + CO2+ 3H20,根據反應的情況可設計為
【進行實驗】方案一中最后一步:在溶液中加入過量的Fe,鐵與剩余的鹽酸反應也能置換出金屬銅,故實驗現象為產生氣泡,析出紅色固體,溶液逐漸變淺綠色;根據質量守恒定律可知【反思】銅銹的主要成分也是堿式碳酸銅,從堿式碳酸銅的化學式[Cu2(OH)2CO3]推知,銅生銹可能與空氣中的氧氣、水、二氧化碳有關
考點:實驗方案設計、質量守恒定律
18.(1)催化;(2)CuSO4+2NaOH=Cu(OH)2+Na2SO4;(3)BaSO4;(4)2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O.
【解析】
試題分析:(1)F是大理石的主要成分,所以F是碳酸鈣,A、B常溫下都為無色液體,且組成元素相同,A和X反應會生成B、C,A、B、X、Y、E都為氧化物,X、E都為黑色固體,所以A是過氧化氫,X是二氧化錳,過氧化氫在二氧化錳的催化作用下生成水和氧氣,所以B是水,C是氧氣,Y可用作干燥劑,水與Y生成的D和碳酸鈉反應會生成碳酸鈣,所以Y是氧化鈣,水和氧化鈣反應生成氫氧化鈣,所以D是氫氧化鈣,氫氧化鈣和碳酸鈉反應生成碳酸鈣沉淀和氫氧化鈉,所以G是氫氧化鈉,氫氧化鈉和H會生成藍色沉淀I,所以I是氫氧化銅沉淀,H中含有銅離子,E和硫酸反應會生成H,所以H是硫酸銅,氧氣和Z反應會生成E,所以Z是銅,E是氧化銅,氫氧化鈉和硫酸銅反應生成氫氧化銅沉淀和硫酸鈉,所以J是硫酸鈉,通過驗證,推出的各種物質均滿足題意,推導合理,所以X是二氧化錳,催化過氧化氫的分解,X在反應①中起催化作用;(2)反應⑥是硫酸銅和氫氧化鈉反應生成藍色的氫氧化銅沉淀和硫酸鈉,化學方程式為:CuSO4+2NaOH=Cu(OH)2+Na2SO4;(3)通過推導可知,J是硫酸鈉,K和硫酸鈉反應會生成不溶于稀硝酸的白色沉淀L,所以L是硫酸鋇沉淀,化學式為:BaSO4;(4)通過推導可知,G是氫氧化鈉,氫氧化鈉和空氣中的二氧化碳反應生成碳酸鈉和水而發生變質,化學方程式為:2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O.
考點:物質的鑒別、推斷;化學式的書寫及意義;書寫化學方程式、文字表達式、電離方程式.
19. (1)5.9g(2)AC(3)①a鐵架臺b酒精燈②甲 引流
③KCl+AgNO3==AgCl+KNO3(4)蒸發過程中,氯化鉀固體飛濺(合理均可)
【解析】
試題分析: (1)根據題意可知:題目中的反應的化學方程式為2KClO3MnO2 2KCl+3O2。已知量為氯酸鉀的質量為15.0g;未知量為可制得氧氣的質量。所以解題思路為:利用氯酸鉀和氧氣在化學反應中的質量關系進行求解。
解題過程: 解題步驟:
解:設理論上可制得氧氣的質量為x ①設未知量
2KClO3MnO2 2KCl+3O2 ②寫出反應的化學方程式
245 96 ③標出化學方程式所表示的相關物質的質量關系
15.0g x 標出題目中的已知量和未知量
245:96 =15.0g:x ④列比例式
x=5.9 g 求解未知量
答:理論上可制得氧氣的質量為5.9 g。 ⑤寫出答案
(2)在操作過程中,固體1的成分為氯化鉀和二氧化錳的混合物。二氧化錳不溶解于水,所以加入水只能使氯化鉀溶解而不能使二氧化錳溶解。因此B項錯誤。控制水的用量是為了減少因過濾和烘干、蒸發過程中由于水太多而影響實驗的效率和浪費能源。所以應選AC。
(3)①圖示中的儀器a為鐵架臺;b為酒精燈。
②操作m將原混合物分離為固體和液體,所以應為過濾。應選甲操作。在過濾操作中,玻璃棒的作用是引流。
③如有氯化鉀存在,則會和加入的硝酸銀反應生成氯化銀沉淀和硝酸鉀,可觀察到有白色沉淀出現。反應的化學方程式為KCl+AgNO3==AgCl+KNO3。如無氯化鉀存在,則反應不發生,不會觀察到有白色沉淀出現。