实验探究教案

姓名 学生姓名 课题名称 实验探究 教学目标 同步教学内容 教学重点 学科 年级 科学 上课时间 学校 年 月 日 课前检查 作业完成情况：优□ 良□ 中□ 差□ 建议__________________________________________ 【类型一】装置的设计与评价 一个完美的实验装置必须科学合理，最大减小误差，并且操作简单，环保。鉴于这些要求，整套装置一般分为主反应装置，副反应装置，除杂装置，鼓风装置和尾气处理装置。当实验要求准确度很高，而且涉及气体的时候，鼓风装置就很需要。尾气装置同样可以增加实验准确性，对于有害气体，可以采取吸收或点燃的方法除去。 1、某研究性学习小组的同学用电解水的方法测定水的组成后，提出问题：“测定水的组成还有其他的方法吗？”经过讨论后，得到了肯定的答案，邀请你一起对此展开探究． 教学过程 （教学过程可手写，亦可是电子版本） 【查阅资料】D装置球形管中碱石灰的主要成分是氢氧化钠和氧化钙．它们不但能吸收水，还能吸收CO2，写出氢氧化钠与CO2反应的化学方程式 【设计方案】甲同学利用氢气还原氧化铜的原理和上图装置及药品进行实验（操作规范）．图中a仪器的名称是 ，A装置中发生反应的化学方程式为： ，洗气瓶B中浓硫酸的作用为 ． 【实验探究】当玻璃管中固体由黑色转变为红色时，实验测得： ①装置C的玻璃管和其中固体的总质量在反应后减少了1.6g； ②装置D的干燥管和其中物质的总质量在反应后增加了1.82g，用此数据算得水中H、O元素的质量比为 ，而由水的化学式算得H、O元素的质量比为 ． 【分析交流】针对上述结果与理论值有偏差，乙同学认为：该装置存在缺陷，此观点得到了大家的认同，你对此改进的方法是 （假设生成的水完全被D中碱石灰吸收，装置内空气中的水蒸气、CO2忽略不计）． 2、某品牌纯碱中含有少量氯化钠。某化学探究小组为了测定该纯碱的纯度（即碳酸钠的质量分数），组内一同学设计了如下实验： 【设计实验方案】实验装置（如图2所示，固定装置略去）： 第1页 / 共2页

需要测定的实验数据：纯碱样品的质量；实验前后C装置（包含氢氧化钠固体）的质量。 (1)A装置中反应化学方程式是 。纯碱样品中的碳酸钠完全反应，其操作

是 。

(2)B装置的作用是 ；C 装置的化学方程式是是 ；

(3)补充D装置 （简要叙述或画出装置示意图）。 【交流与表达】

(4) 有同学认为图2 所示实验装置会造成测得纯碱的纯度偏低，原因

是 。

(5) 为了克服图2 装置的不足，有同学提出，还应增加图1 装置与A 装置连接（A 装置中原双孔橡胶塞换成三孔橡胶塞），在反应前、后用图1 装置分两次缓缓鼓入空气。 ①反应前，断开B 、C 装置之间的连接，用图1 装置鼓入空气的作用

是 。 ②反应后，用图1 装置鼓入空气的作用

是 。 ③在A 装置中的反应发生时，开关K 处于关闭状态，其原因

是 。 【数据处理】

(6)称得纯碱样品的质量为10.8g，实验前、后C装置的总质量分别为75.2g和79.6g，纯碱的纯度为 %（计算结果保留小数点后1位）。 【反思与评价】

(7)能否用稀盐酸代替稀硫酸？同学们经过讨论认为不能，理由

是 。

(8)改进后的实验装置能减少测定的误差，原因是①反应生成的CO2尽可能被装置C 吸收；

② 。

【类型二】收集一定体积的气体

用集气瓶通过排水法可以粗略收集一定体积气体，但缺陷是没有考虑大气压强。量气管和水准管的组合很好地克服了这一缺陷。另外，对于装置气密性的检验方法，常用的有

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“捂热法”“水压法”和“注射器法”，具体问题具体分析。 3、小明设计了如图所示的实验装置来证明氧化铜能加快过氧化氢溶液的分解，并与相同条件下MnO2的催化效果做比较，实验时间均以生成30 mL气体为准（即比较反应速率）．用图示装置测量产生气体的体积，其它可能影响实验因素均已忽略，相关数据如下： 实验序号 过氧化氢溶液催化剂 待测数据 体积 ① 15mL 无 ② 15mL CuO（0.5g） ③ 15mL MnO2（0.5g） （1）检查图（I）装置气密性的方法是： ；检查图（Ⅱ）装置气密性的方法是： ； （2）图（Ⅱ）装置中油层的作用是 ． （3）从设计原理看，实验中的“待测数据”可以是指 ． （4）为了较准确地测量气体体积，在读取反应前后量气管中液面的读数的过程中，应注意 （填字母编号）． a．视线与凹液面最低处相平 b．读数前不能移动量气管和水准管 c．保持水准管静止，待水准管中液面不再上升时，立刻读数 d．读数前应上下移动水准管，待两管液面相平再读数 （5）如果要进一步探究CuO是否是该反应的催化剂，请完成下列实验． 实验步骤和现象 设计这一步骤的目的 （1）取15mL过氧化氢溶液，加入0.5gCuO后，产生O2的CuO能加快过氧化氢溶液的分解 速率比未加入时快的多 4、氢化钙（CaH2）固体是一种储氢材料，是登山运动员常用的能源提供剂． 【阅读资料】 ①󰀀 石灰是氢化钙和氢氧化钠的混合物． 第3页 / 共2页

②󰀀 钙遇水立即发生剧烈反应生成氢氧化钙和氢气． ③󰀀 氢化钙要密封保存，遇水反应生成氢氧化钙和氢气． 【氢化钙的制备】 氢化钙通常用氢气与钙加热制得．某化学兴趣小组设计额制取装置如图1所示（固定装置已省略）．回答下列问题： （1）装置A中制取氢气的化学方程式为 ． （2）装置B的作用是 ． （3）装置C中制取氢化钙的化学方程式为 （4）若不改变温度，检查整套装置气密性的方法是 【产品的定量测定】 通过上述方法制得的氢化钙样品中常混有未完全反应的钙（其余可能的杂质忽略不计）． 样品纯度的测定步骤如下： ①查装置气密性，装入药品，按图2（固定装置省略）所示连接仪器． ②调整水准管高度，使量气装置两边的液面保持同一水平．读取液面所在的刻度数据为10.0mL． ③将Y形管慢慢倾斜，直到A端的水全部与B端的样品混合． ④反应结束，冷却至室温，再次读取液面所在刻度数据为110.0mL． 回答下列问题： （5）如何判断样品与水完全反应： ． （6）反应生成氢气的体积为 ． （7）已知该实验条件下，氢气的密度为0.09mg/mL．样品中氢化钙的纯度为 ．（结果精确到0.1%） 5、氢化钙（CaH2）固体是登山运动员常用的能源提供剂。氢化钙要密封保存，一旦接触到水就发生反应生成氢氧化钙和氢气。氢化钙通常用氢气与金属钙加热制取，图1是模拟制取装置。 （1）装置B的作用是 ；装置D的作用是__ ____； （2）利用图1实验装置进行实验，实验步骤如下：检查装置气密性后装入药品；打开分液漏斗活塞， （请按正确的顺序填入下列步骤的序号）。 ①加热反应一段时间 ②收集气体并检验其纯度 ③关闭分液漏斗活塞 ④停止加热，充分冷却 （3）为了确认进入装置C的氢气已经干燥，应在B、C之间再接一装置，该装置中加入的试剂是： 。 （4）甲同学设计一个实验，测定上述实验中得到的氢化钙的纯度，请完善下列实验步骤。 ①样品称量 ②加入 溶液（填化学式），搅拌、过滤 ③______（填操作名称）④______（填操作名称） ⑤称量碳酸钙 （5）乙同学利用图2装置测定上述实验中得到的氢化钙的纯度．他称取46mg 所制得的氢化钙样品，记录开始时注射器活栓停留在10.00mL刻度处，反应结束后充分冷却，活栓最终停留在57.04mL刻度处。（上述气体体积均在标准状况下测定） 试通过计算求样品中氢化钙的纯度： 。 （6）请你再设计一种氢化钙纯度的测定方法： 。 第4页 / 共2页

【类型三】未知物体 探究物体的化学组成，涉及化学方程式的书写和化学式的推断，需要熟悉计算。 6、草酸亚铁晶体（FeC2O4•2H2O）是一种浅黄色固体，难溶于水，受热易分解，是生产锂电池的原材料，某化学兴趣小组设计实验验证草酸亚铁晶体热分解的气体产物，并用热重法（TG）确定其分解后所得固体产物的组成，探究过程如下： 【查阅资料】 1、草酸亚铁晶体热分解的气体产物是H2O，CO，CO2 2、白色的无水CuSO4遇水蒸气会变成蓝色 【实验设计】 （1）从环保角度考虑，该套实验装置的明显缺陷是 。 （2）可选择以下实验装置中的 （选填“甲”或“乙”）作为虚线中的“热分解装置”。 【问题讨论】 （3）D中浓硫酸的作用是 ，实验过程中观察到B中白色无水CuSO4变成蓝色，C中澄清石灰水变浑浊，E中 （填实验现象），则可证明草酸亚铁晶体热分解的气体产物是H2O，CO，CO2。 （4）该兴趣小组进行上述实验时，先点燃热分解装置中的酒精灯，一段时间后再点燃E处的酒精灯，原因是 。 （5）若通过F装置中澄清石灰水变浑浊来证明草酸亚铁晶体热分解的气体产物中有CO，则需在C和D装置之间增加盛有 （填物质的名称或化学式）溶液的洗气瓶。 【数据分析】 （6）称取3.60g草酸亚铁晶体（FeC2O4•2H2O，相对分子质量是180）用热重法对其进行热分解，得到剩余固体的质量随温度变化的曲线如图所示，请分析该图回答下列问题： 第5页 / 共2页

①过程Ⅰ发生反应的化学方程式为 。 ②300℃时剩余固体只有一种且是铁的氧化物，试通过计算确定该氧化物的化学式或名称 。（请写出计算过程） 7、菠菜营养丰富，素有“蔬菜之王”的美称．民间流传：菠菜豆腐同食，易得结石．某化学兴趣小组对“菠菜豆腐是否不能同食”等问题进行探究． 已知：菠菜含有丰富的铁、草酸盐、碳酸盐等；豆腐中含有丰富的蛋白质及钙盐等．人体结石的主要成分：草酸钙（CaC2O4）．醋酸不与草酸钙反应，但能与碳酸钙反应生成可溶性盐等． 【探究一】菠菜中部分成分分析 （1）步骤②中的实验室操作中需要的玻璃仪器有 （2）白色沉淀B的化学式可能为 【探究二】某草酸钙晶体（CaC2O4•xH2O）热分解研究 按如图装置将某草酸钙晶体样品高温加热，使其完全分解，对所得气体产物进行探究（假设装置中各试剂均足量）． （3）某研究所利用SDT Q600热分析仪对草酸钙晶体（CaC2O4•xH2O）进行热分解，得相关数据，绘制成固体质量-分解温度的关系如图． ①800℃以上时，固体成分的化学式为 ②写出固体质量由12.8g变为10.0g时的反应方程式 ③计算草酸钙晶体的x（写出计算过程）． 8、某化学小组成功完成了如图所示实验（装置气密性良好），验证了二氧化碳的组成． 第6页 / 共2页

探究过程如下： Ⅰ．称量装有干燥块状木炭的试管D，质量为50.7g，装有碱石灰的装置C质量为l12.3g，连接A、B、D装置； Ⅱ．从长颈漏斗加入足量3%的过氧化氢溶液，连接C装置，点燃酒精灯； Ⅲ．待D中发生反应，熄灭酒精灯，冷却； Ⅳ．称量试管D及剩余固体的质量为50.1g，装置C的质量为114.5g 已知：碱石灰的成分是氧化钙和氢氧化钠（友情提示：氢氧化钠能与二氧化碳发生化学反应），木炭中的杂质不参与反应，B、C中所装药品足量，能完全吸收相关物质．请回答下列问题： （1）装置A反应的化学方程式为 ，该反应属于 反应． （2）装置B的作用是 ．装置D中铁夹夹住试管的中上部的原因 是 ．酒精灯加热的作用是 ． （3）为减小误差，步骤Ⅲ冷却过程中需要注意的问题是 ． （4）根据实验数据计算参加反应的氧气的质量为（列式并计算） ，从而计算出二氧化碳中碳、氧元素的质量比． 【类型四】物质的推断 此类题目需要熟悉物质间的变化规律和离子共存条件 9、有一已磨成粉末的混合物试样，是由下列六种物质中的若干种等量组成﹕ （A）NaCl （B）KCl （C）CaCl2 （D）CuSO4（无水） （E）Na2SO4 （F）Na2CO3 为了要确定该粉末试样的成分，某研究性学习小组先查了资料后，研拟了一个检验粉末试样的流程图，并在老师的指导下在化学实验室中进行实验。以下是该小组实验报告的一部份： 实验一：用烧杯取粉末试样约2g，加蒸馏水约100mL，搅拌后形成无色的透明溶液X。 实验二：在溶液X中加了盐酸，观察到在溶液中陆续产生气泡，至溶液不再冒气泡，溶液仍为无色透明（贴上卷标Y）。 实验三：在无色透明的溶液Y中，滴加BaCl2溶液，即见白色沉淀。 实验四：继续滴加BaCl2溶液，至白色沉淀不再产生后，过滤分离出白色沉淀，得到透明的无色滤液Z。 实验五：在滤液Z中，滴入AgNO3溶液，则见白色沉淀，加入稀硝酸，沉淀不溶解。 （1）根据上述实验报告，原粉末中一定没有哪两种物质﹖ （从（A）-（F）中选两项，填字母） （2）原粉末中，一定含有哪两种物质﹖ （从（A）-（F）中选两项） （3）若只需回答上述（1）（2）的问题，你认为该小组同学不需要做哪两个实验 。 （A）实验一 （B）实验二 （C）实验三 （D）实验四 （E）实验五 10、水蒸气通过灼热的焦炭后得到的混合气体有哪些成分？某化学兴趣小组在老师的指导 第7页 / 共2页

下，对此进行了实验探究。 【提出猜想】1．该混合气体只含有一氧化碳、氢气 2．该混合气体含有一氧化碳、二氧化碳、氢气和水蒸气 3．该混合气体只含有二氧化碳、氢气和水蒸气 4．该混合气体只含有一氧化碳、二氧化碳和氢气 【查阅资料】a．无水硫酸铜遇水由白色变为蓝色。 b．碱石灰是固体氢氧化钠和氧化钙的混合物。 c．浓硫酸具有强烈的吸水性，常用作某些气体的干燥剂 【实验过程】同学们在老师的指导下设计了如下图所示装置，并进行了实验(部分夹持仪 器已略去)。 （1）装置A中无水硫酸铜变蓝，装置B中澄清石灰水变浑浊，由此得出的结论为混合气 体中有 。B中变化的化学方程式为 。 （2）装置C中的药品为 。 （3）E中氧化铜变红、F中无水硫酸铜变蓝、G中澄清石灰水变浑浊，说明混合气体中 还存在的气体是 ； E中的变化说明氧化铜具有 性。 【实验结论】猜想 正确。 【实验反思】 经过讨论，同学们将上图中装置C~H进行了简化，只用下图所示装置并自选必要试剂就 能完成探究。其中，干燥管中碱石灰的作用为 ， 烧杯上能观察 到的现象是 。最后一步的实验操作及现象是 。 11、小鹏与小明做完酸、碱、盐相关性质实验后，很感兴趣地把稀硫酸、氢氧化钠溶液和碳酸钠溶液混合一起，看到有大量气泡生成．他们对反应后溶液中溶质的成分很好奇，请你与他们一起进行探究． 【提出问题】反应后溶液中溶质的成为是什么？ 【猜想假设】 猜想①Na2SO4、Na2CO3 猜想 ②Na2SO4、Na2CO3、NaOH 猜想③Na2SO4、H2SO4、Na2CO3猜想 ④Na2SO4、H2SO4 猜想⑤Na2SO4 上述猜想中，你认为不合理的是猜想 （填序号）． 【实验探究】（1）小鹏取少量该溶液于试管中，向其中滴加无色酚酞，发现溶液颜色无变化，据此，他认为猜想⑤是正确的．你认为他的结论是 （填“合理”或“不第8页 / 共2页

合理”）的，理由是 ． （2）小明向盛有少量氧化铜粉末的试管中加入适量该溶液，振荡，溶液变蓝．该反应的化学方程式是 ． 【实验结论】根据上述实验探究，你认为猜想 （填序号）是正确的． 【拓展应用】工厂与实验室的酸性废水必须处理至中性再排放，这样做的意义是

12、某兴趣小组的同学对一包久置的生石灰（CaO）干燥剂产生了好奇，于是他们对这包干燥剂的成分展开了探究． 【提出问题】这包干燥剂是否变质，成分是什么？ 【猜想假设】 猜想一：全部是CaO； 猜想二：是CaO和Ca（OH）2的混合物； 猜想三：全部是Ca（OH）2； 猜想四：是Ca（OH）2和 CaCO3的混合物． 【实验探究】 （1）取部分该干燥剂于试管中，加水后无放热现象，说明这包干燥剂中不含 （2）继续向试管中滴加足量稀盐酸，有气泡出现，说明这包干燥剂中含有 ． （3）为了进一步确定这包干燥剂中有无其他成分，小组同学设计了以下三种方案． 另取部分干燥剂于烧杯中，加水并搅拌，静置后取上层清液于3支试管中．请你参与实验，并填写表中的空白： 实验方案 方案一 方案二 方案三 实验操作 实验现象 溶液由无色变红色 澄清石灰水变浑浊 写出方案二发生的化学反应方程式 ． 【实验结论】通过以上实验探究，得出猜想 成立． 【拓展迁移】小组同学反思了生石灰干燥剂变质的原因，认识到实验室保存氧化钙应注意 ．

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