沪教版九年级全册(全国版)2019初三化学实验探究题(一)复习教学案(无答案).doc

教学内容实验探究题（一）教学目标1. 掌握实验室和工业炼铁的的原理、学会用差量法计算混合物中物质的质量2. 掌握催化剂的特点、能够设计实验探究催化剂的催化特性3.掌握空气中氧气体积分数的测定原理、学会进行实验误差分析教学过程知识详解一、测定空气中氧气的体积分数实验现象：（1）集气瓶内有大量白烟产生（2）打开止水夹后，水沿导管进入集气瓶，并且占据集气瓶体积的1/5实验结论：空气是混合物； O2约占1/5，可支持燃烧；N2约占4/5，不支持燃烧，也不能燃烧，难溶于水注意事项： 液面上升小于1/5原因：装置漏气，红磷量不足，未冷却完全打开止水夹 液面上升大于1/5原因：红磷放入过程很慢，止水夹未关 能否用铁代替红磷？不能 原因：铁不能在空气中燃烧 能否用碳、硫代替红磷？不能 原因：产物是气体，不能产生压强差二、铁的冶炼（一）实验室1.实验步骤：检验装置的气密性；装入药品并固定；向玻璃管内通入一氧化碳气体；给氧化铁加热；停止加热；停止通一氧化碳。将黑色粉末倒在白纸上，看其能否被磁铁吸起。高温2实验现象：红棕色粉末逐渐变成黑色，澄清的石灰水变浑浊，尾气燃烧并产生蓝色火焰。黑色粉末可以被磁铁吸引。3CO + Fe2O3=2Fe + 3CO23注意事项：1）反应前，先通入CO，再加热。目的是为了排尽装置内的空气，避免加热时CO与空气混合发生爆炸。2）反应后，先撤走酒精灯，等固体冷却后再停止通一氧化碳。目的是为了使固体产物冷却，防止铁在较高的温度下重新被氧化;同时还可以防止石灰水倒吸。3）尾气处理：由于一氧化碳有毒，故尾气要点燃或收集除去，防止污染空气设问：如果将CO改为H2还要进行尾气处理吗？(不用，因为H2无毒)（二）工业炼铁1炼铁的原料：铁矿石(提供铁元素)、焦炭(a、提供热源、维持炉温;b、制还原剂)、石灰石(制造炉渣)和空气(提供氧气)2炼铁的设备：高炉点燃3炼铁的原理：在高温条件下，利用焦炭与氧气反应生成的还原剂一氧化碳从铁矿石中将铁还原出来。高温主要反应：2C +O2=2CO ( C+CO2=2CO C+O2=CO2)高温 3CO + Fe2O3= 2Fe + 3CO2高温 CaCO3 = CaO +CO2 CaO +SiO2=CaSiO3 （炉渣可用于制水泥） 尾气主要成分：CO和CO2 （需经处理后再排放）真题在线一、实验探究铁的冶炼1（9分）煤、石油和天然气等化石燃料是目前人类使用的最主要燃料，也是重要的化工原料。(1)石油中主要含有_（填写元素符号）两种元素；天然气的主要成分是_（填写化学式）。(2)化石燃料属于_（填“可再生”或“不可再生”）能源，其燃烧排放的大量二氧化碳会引起全球气候变暖。一种新的处理方法是将二氧化碳气体通入含有长石（地壳中最常见的矿石，含量高达60%）成分的水溶液里，其中一种反应的化学方程式为KAlSi3O8CO22H2OKHCO3X3SiO2O2，则X的化学式为_。(3)工业上，煤炭燃烧前进行粉碎的目的是_。煤隔绝空气加强热得到的焦炭是冶铁的重要原料。为了测定某赤铁矿中氧化铁的质量分数，化学兴趣小组的同学设计了两种实验方案（假设该赤铁矿中的杂质既不溶于水，也不与水发生反应）。方案I 取8.00 g赤铁矿粉，加入足量稀硫酸，完全反应后过滤，得到1.60 g滤渣。则赤铁矿粉中氧化铁的质量分数为_。方案如下图所示，取8.00 g赤铁矿粉与过量的焦炭粉混合后加强热，充分反应。测得氢氧化钠溶液反应前后质量增加了1.32 g。如果产生的二氧化碳被氢氧化钠溶液完全吸收，根据所学反应3C2Fe2O34Fe3CO2计算，赤铁矿粉中氧化铁的质量分数为_。【实验反思】方案中硬质玻璃管内原有的空气对实验结果有影响，这会导致测出的氧化铁的质量分数_（填“偏大”“偏小”或“不变”）。【实验分析】方案I测出的氧化铁的质量分数明显大于方案测出的结果，可能的原因是_（写出一种即可）。二、实验探究催化剂1（5分）学校化学兴趣小组的同学知道二氧化锰能作过氧化氢分解的催化剂以后，想再探究其他一些物质如三氧化二铝是否也可作过氧化氢分解的催化剂。请你一起参与他们的探究过程，并填写下列空白：【问题】Al2O3能不能作过氧化氢分解的催化剂呢？【猜想】Al2O3能作过氧化氢分解的催化剂。【实验验证】实验步骤实验现象实验结论实验一 _木条不复燃常温下过氧化氢溶液的分解速率很慢实验二在装有过氧化氢溶液的试管中加入少量Al2O3，将带火星的木条伸入试管中木条复燃Al2O3能加快过氧化氢的分解速率【结论】Al2O3能加快过氧化氢的分解速率，故Al2O3能作过氧化氢分解的催化剂。【讨论与反思】经过讨论，有的同学认为只有上述两个证据，不能证明Al2O3能作过氧化氢分解的催化剂，还要补充一个探究实验（实验三）：【实验目的】探究_。【实验步骤】准确称量少量Al2O3 的质量；完成实验二；待反应结束，将实验二试管里的物质进行过滤、洗涤、烘干、_；反应前后进行对比。【讨论】如果Al2O3在反应前后_不变，也不能说明Al2O3可以作过氧化氢分解的催化剂。理由是还应设计实验：探究Al2O3的_是否发生变化。三、实验探究空气中氧气体积分数的测定1某化学兴趣小组对教材中“测定空气里氧气含量”的实验（见图I）进行了大胆改进，设计了如图（选用容积为45 mL的18×180 mm的试管作反应容器）所示的实验方案，收到了良好的效果。请你对比分析下面图I、图实验，回答下列有关问题：(1)指出实验中A、B仪器的名称：A_；B_。(2)图实验的操作步骤如下：点燃酒精灯；撤去酒精灯，待试管冷却后松开弹簧夹；将少量红磷平装入试管中，将20 mL的注射器活塞置于10 mL刻度处并按图中所示的连接方式固定好，再将弹簧夹夹紧橡皮管；读取注射器活塞的数据。你认为正确的实验操作顺序是_（填序号）。 (3)图实验中注射器活塞将从10 mL刻度处慢慢前移到约为_mL刻度处才停止。 (4)对照图I实验，你认为实验图有何优点？（回答一点即可）_。变式训练一、实验探究铁的冶炼1（13分）善于提出问题、探究问题和解决问题是学好化学的重要方法，某研究性学习小组的同学在学习铁及其化合物知识时进行了系列研究I提出问题问题1：铁为何称为黑色金属？问题2：铁和氧气在不同条件下能发生哪些反应？问题3：铁有多种氧化物，它们的性质有哪些差异？问题4：钢铁厂在选矿时，如何测定铁矿石中的含铁量？问题5：用一氧化碳还原氧化铁得到的黑色固体一定是单质铁吗？解决问题【问题1】上网查寻，有两种说法a因为在铁表面有黑色的铁的氧化物，所以叫黑色金属b因为铁的粉末为黑色，铁的氧化物也均为黑色，所以叫黑色金属（1）你认为正确的说法是（填“a”或“b”）【问题2】通过学习，已经知道铁丝在潮湿的空气中能生锈，也能在纯氧中燃烧（2）请写出一种防止钢铁生锈的方法 ；（3）请写出铁丝在纯氧中燃烧的化学方程式 【问题3】查阅资料：a铁常见的氧化物有氧化铁（Fe2O3）、四氧化三铁（Fe3O4）和氧化亚铁（FeO）b四氧化三铁是具有磁性的黑色晶体，可以近似地看作是氧化亚铁和氧化铁的化合物它不溶于水，能与酸反应生生成氯化亚铁、氯化铁和水c氧化亚铁是不溶于水的黑色粉末，能与酸反应，无磁性，也不能被磁铁吸引（4）请写出四氧化三铁与盐酸反应的化学方程式 （5）有一包黑色粉末，可能是铁粉、Fe3O4粉末、FeO粉末中的一种请你设计一种实验方案进行鉴别 【问题4】同学们参观了某钢铁厂，了解到钢铁厂在选矿时测定铁矿石中含铁量的方法较多，小明结合所学知识，设计了如图1所示的实验装置测定某赤铁矿样品中Fe2O3的质量分数他称取l0.0g赤铁矿，当赤铁矿中的Fe2O3全部还原为Fe时，剩余固体在CO的保护下冷却、称量质量为7.6g（假设赤铁矿中的杂质均不与CO反应）（6）图中酒精灯的作用是 （7）该赤铁矿中Fe2O3的质量分数为 （列出计算过程）【问题5】在钢铁厂的实验室同学们采集了用某种热分析仪记录的CO与Fe2O3进行反应时的有关数据，并得到固体质量与反应温度的关系曲线如图2所示（8） 根据图象分析，写出P点时固体成分的化学式 固体质量由48.0g变为46.4g的过程中发生反应的化学方程式为 二、实验探究催化剂1. (8分)咱们学校化学兴趣小组的同学，对实验室制备氧气的若干问题进行如下探究:【探究一】为探究影响双氧水分解速率的某种因素，A小组记录了如下实验数据:(1)写出本实验中反应的化学方程式为 ;测量O2体积的装置是 (选填下图1中的装置编号)。(2)由实验I、II、III可知:影响双氧水分解速率的因素是: 。【探究二】B小组查阅资料:在过氧化氢溶液的分解反应中，氧化铜也能作催化剂。于是他们用天平称量0. 2g氧化铜，取5%过氧化氢溶液5mL于试管中，进行如下实验: (1)填写下表:(2)步骤的目的是 ，步骤对应的实验操作是 ，步骤是证明 。三、实验探究空气中氧气体积分数的测定1某同学设计了测定空气中氧气含量的实验，实验装置如右下图所示。该同学的实验步骤如下：将图中的集气瓶分为5等份，并作好标记。在带橡皮塞和导管的燃烧匙内装入足量的红磷，将导管上的止水夹夹紧，在酒精灯上点燃红磷，并立即伸入集气瓶内，塞紧橡皮塞。充分反应后，待集气瓶冷却至室温，打开止水夹。请回答下列问题：（1）该实验中红磷需稍过量，目的是 。（2）步骤集气瓶中的现象是 ，其反应的文字表达式为 ；步骤中打开止水夹后观察到的现象是 ，由此可得出氧气约占空气体积的 。（3）该实验可推论出氮气 （填“易”或“难”）溶于水和其化学性质_（填“活泼”或“不活泼”）的结论。（4）请说出氮气的一条用途_。2.实验室里，在一个具有刻度和可以滑动的活塞的玻璃管中放入白磷(过量，白磷燃烧所需的最低温度为40 ),将玻璃管固定好，放在盛有80 热水的烧杯上，实验装置如图1-4所示，试回答下列问题。图1-4(1)实验过程中，可以观察到的现象有：玻璃管内 ；活塞 ；活塞最后约停在刻度 处。(2)白磷在反应过程中要过量的原因为 。(3)反应后，玻璃管中的气压 (填“变大”、“变小”或“不变”)。玻璃管中剩余的气体主要是 。请猜测这种气体可能有哪些性质(至少写三条)。 ； ； 。(4)由此实验得出的结论是 。随堂检测一、实验探究铁的冶炼1.(1) 据资料统计显示，2013年我国粗钢产量已近8亿吨。若用含氧化铁80的赤铁矿炼铁，生产84亿吨铁，至少产生多少亿吨二氧化碳? 需这样的赤铁矿石多少亿吨?(2) 大气中CO2含量增加会导致“温室效应”加剧，科学家认为，人类不仅要努力减少CO2的排放，更重要的是将CO2转化为有用物质。如将CO2转化为化工原料乙烯(C2H4)，其反应的微观过程如下图所示：请写出上述反应的化学方程式： .2.(1) 写出工业上用赤铁矿炼铁主要原理的化学方程式 。【查阅资料】用CO还原Fe2O3炼铁的过程大致分 为三个阶段： 500600阶段1：3Fe2O3+CO 500600 2Fe3O4+CO2阶段2：Fe3O4 + CO 600700 3FeO + CO2阶段3：FeO + CO 700 Fe + CO2(2) 在钢铁厂的实验室，同学们采集了用某种热分析仪记录的CO与Fe2O3进行反应时的有关数据，并得到固体质量与反应温度的关系曲线，如右图所示。则图中M点对应的a= 。二、实验探究空气中氧气体积分数的测定1如图所示装置（燃烧匙中盛放的是红磷）可用于测定空气中氧气的含量，将红磷点燃后迅速塞好橡皮塞。回答一下问题。观察到红磷 。在实验初期观察到水面 ，原因是 。冷却至室温以后观察到液面 。据此可下的结论 。钟罩内剩余气体是 ，从实验可知这种气体具有什么性质？ 。若实验中发现进入钟罩内的液面不到其容积的1/5，可能原因是什么？（至少写出两种）可不可以用碳、硫、铁代替红磷做此实验？请说明原因。2.用来测定空气成分的方法很多，左下图所示的是小明用红磷在空气中燃烧来测定氧气在空气中含量的方法。 实验过程是： 第一步：将集气瓶容积划分为五等份，并做好标记。 第二步：点燃燃烧匙内的红磷，伸入集气瓶中并把塞子塞紧。 第三步：等红磷熄灭并冷却后，打开弹簧夹，发现水被吸入集气瓶中，进入集气瓶中水的体积约为集气瓶中原空气总体积的15。（1）上面的实验结束后，集气瓶中剩余的气体是_（填“纯净物”或“混合物”）（2）实验完毕，若进入集气瓶中水的体积明显大于集气瓶中原空气总体积的l5，你认为导致这一结果的原因可能是（写一条）_。（3）某同学对实验进行反思后，提出了改进方法（如右上图所示）。你认为改进后的优点是_（写出一条即可）。（4）写出红磷燃烧的化学方程式：_。 (5)上述实验中的红磷不能用木炭或硫代替，原因是_。教学反思