初中化学实验专题

学习如逆水行舟，不进则退

第 1 页 课 题 实验专题 年 级 初三 课 型 专题课

教学目标 1、全面掌握氧气制备的实验；

2、掌握空气中氧气的制备实验；

3、掌握水电解的实验。

学 情分 析 本节课，以做题并总结题目的方式使学生理解中考化学实验题的考法。

教

学

过

程

一、氧气的制备

1、实验原理：

2、高锰酸钾制氧气的注意事项：

（1）试管口为什么要塞一团棉花？

（2）试管口为什么要向下倾斜？

（3）先移出导管还是先熄灭酒精灯？

（4）什么时候开始收集气泡？

（5）收集的氧气不纯的原因？

（6）试管炸裂的原因？

（7）如何检查装置的气密性？

（8）如何验纯？

（9）如何验满？

（10）用什么方法收集氧气？各个方法有什么优缺点？

3、过氧化氢制氧气的注意事项：

（1）液封的目的

（2）如何液封？

4、收集气体方法：

【例题讲解】

1、化学是一门以实验为基础的科学，某校化学兴趣小组的同学在实验室进行了如下实验探究，请结合下列实验装置图甲回答问题：

高锰酸钾制备氧气实验

向上排空气法：通入气体后将空气向上排出。

使用时机：制取气体密度大于空气密度时使用。比如氧气。

原因：制取气体密度大，所以比较重，沉在集气瓶下方，于是空气从上方被赶出。

向下排空气法：通入气体后将空气向下排出。

使用时机：制取气体密度小于空气密度时使用。比如氨气。

原因：制取气体密度小，所以比较轻，飘在集气瓶上方，于是空气从下方被赶出。 过氧化氢制备氧气

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（1）请写出标号仪器的名称：③ ；⑤ 。

（2）利用图甲仪器，选择氯酸钾和二氧化锰加热制取氧气时，发生装置应选择的仪器有

（填仪器序号），反应的化学方程式为 ；若选用的药品为高锰酸钾，上述装置还有一点不足，应如何改进？ ，这样做的目的是： ，该反应的化学方程式为 。用排水法收集氧气时，当 时开始收集；收集完毕后，应先将导管移出水面，再熄灭酒精灯，以防止 ，使试管破裂。

（3）利用上述仪器，选择过氧化氢和二氧化锰制取较大量氧气时，发生装置应选择的仪器有

（填仪器序号），反应的化学方程式为 ，若要控制反应速率应将装置 （填仪器序号）换为 。

（4）实验室用氯酸钾和二氧化锰制取氧气的化学方程式是 。对于制取氧气后的固体残渣，通过以下实验操作可以回收其中的二氧化锰：①烘干、②溶解、③过滤、④洗涤，正确的操作顺序是 （填序号）。

（5）通过查阅资料得知，硫化氢是一种有臭鸡蛋气味的气体，其密度比空气大，且能溶于水形成氢硫酸。实验室通常用块状固体硫化亚铁（FeS）和稀硫酸混合，在常温下，通过发生反应制得硫化氢（H2S）气体，制取较少量硫化氢气体的发生装置和收集装置的组合选用 （填仪器序号）。

（6）如图乙是化学实验中经常使用的仪器，称为“万能瓶”，请用字母“a”或“b”填空。

Ⅰ．用向上排空气法收集氧气，则氧气应从 端导管通入。若要检查已收集满氧气，可将带火星的木条放在 端导管口处。

Ⅱ．若用排水法收集氧气，可使集气瓶中装满水，氧气从 端导管通入。

Ⅲ．医院给病人输氧气时，也利用了类似的装置，氧气从 端进入，另一端输出氧气供病人使用．医生可以通过水中冒出气泡的多少快慢，来确定是否有氧气输出及输出速度的快慢。

2、某化学兴趣小组进行“铁丝在氧气中燃烧”的实验，并进行了一些探究活动，请你一同参与。

（1）铁丝在氧气中燃烧实验的示意图如图，图中螺旋状铁丝的末端系一根火柴的作用是 ;

集气瓶中先放一些水的作用是 。

【探究1】:铁丝燃烧是否需要纯氧?

【实验内容】:取直径为0.38mm的铁丝，分别在体积分数为90%、70%、60%、55%的氧气中实验。实验现象如表所示：

O2% 90% 70% 60% 55%

实验现象 燃烧剧烈、燃烧时间长、效果好 燃烧比90%弱，燃烧时间短，试验成功 燃烧比70%弱，燃烧时间更短，试验成功 难以燃烧，只是发红

【结论1】 就0.38mm铁丝而言，铁丝燃烧对氧气体积分数的要求是 （填“>”“=” 或“<”）55%，且氧气浓度越大， 燃烧现象越 （填“剧烈”或“不剧烈”）。

【讨论】如果实验中所用集气瓶的容积为125mL，实验时集气瓶中需留25mL水，如果需收集100mL体积分数为80%的氧气，其操作方法是先在集气瓶中装 mL水 ，然后用排水法收集，直到剩下25mL水。（空气中氧气的体积分数计为20%）

【探究二】铁丝燃烧为什么会火星四射?

【资料】生活中常见的铁都不是纯净的铁，都合有 一定量的碳。

【设计与实验2】小明将直径都为0.38mm的纯铁丝和不同含碳量的铁丝放入氧气中燃烧，实验现象记录 学习如逆水行舟，不进则退

第 3 页 如表，请你分析完成下表：

物质 纯铁丝 含碳0.05%的铁丝 含碳0.2%的铁丝 含碳0.6%的铁丝

燃烧时的现象 无火星四射现象，熔断 剧烈燃烧，极少火星 剧烈燃烧，少量火星

【结论2】通过以上实验，说明铁丝燃烧产生火星四射现象和含碳量 （填“有关” 或“无关”）。

3、小明参观某养鱼池，发现农民向养鱼池中撒一种叫做过氧化钙的淡黄色固体用来增加鱼池中含氧量。小明学完氧气的实验室制法，于是他想可否用过氧化钙制取氧气。

【提出问题】过氧化钙可否用于制取氧气？

【查阅资料】部分内容如下：过氧化钙（CaO2）室温下稳定。在300℃时分解生成氧气，可作增氧剂、杀菌剂等。

【猜想与验证】（1）提出猜想：加热过氧化钙可制取氧气。

实验装置 实验主要过程

①验装置气密性，操作如下：先将导管深入液面下，用手紧握试管，观察到有 ，松开手后，有液体进入导管；

②加入过氧化钙，加热，立即收集气体；

③收集满两瓶气体；

④停止加热。熄灭酒精灯前，应 ；

⑤第一瓶用来检验气体。方法是 ；

⑥点燃绑有铁丝的小木条，待小木条快燃尽时伸入到第二瓶气体中，观察到火星四射的现象，请写出该过程中发生反应的文字表达式： 。

（2）验证过程中小明发现实验过程中第五步实验失败了，在老师的帮助下他分析出了原因。你觉得他失败的原因是： 。

【实验结论】加热过氧化钙可制取氧气。

【练习】

学校化学兴趣小组的同学知道二氧化锰能作过氧化氢(H2O2)分解的催化剂后，想再探究其他一些物质如氧化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。

【提出问题】氧化铝能不能作过氧化氢分解的催化剂呢？

【作出猜想】氧化铝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 _____________________________

_____________________________ 有少量气泡，木条不复燃 常温下过氧化氢溶液分解速率很慢

实验二 在装有过氧化氢溶液的试管中加入少量氧化铝，然后将带火星的木条伸入试管中 _______________

_______________ 氧化铝能加快过氧化氢的分解速率

【得出结论】氧化铝能加快过氧化氢的分解速率，故氧化铝能作过氧化氢分解的催化剂。

【反思提高】经过讨论，有的同学认为只有上述两个证据，不能证明氧化铝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】①准确称量氧化铝(少量)的质量；②完成实验二；③待反应结束，将实验二试管里的物质进行__________，洗涤，干燥，称量；④对比反应前后氧化铝的质量。

【交流讨论】如果氧化铝在反应前后质量不变，则说明氧化铝可以作过氧化氢分解的催化剂． 学习如逆水行舟，不进则退

第 4 页 【提出新的问题】但小华认为，要证明猜想，上述三个实验还不足够，还需要再增加一个探究实验：探究_____________________________________。

【拓展探究】设计如下四组实验，比较二氧化锰和氧化铝对过氧化氢溶液分解的催化作用，其中观察效果最差的_________。

第一组 第二组 第三组 第四组

A．第一组同时实验，观察比较反应过程中两个气球体积的变化

B．第二组同时实验，观察比较反应过程中两个试管内产生气泡的快慢

C．第三组分两次实验，看木条是否能复燃

D．第四组分两次实验，比较收集一定体积的气体所需要的时间

二、空气中氧气含量的测定

1、实验原理：

2、注意事项：

（1）实验现象：

（2）不能用碳和硫的原因。

（3）在集气瓶内价少量水的原因。

（4）最后测定的氧气体积少于1/5的原因。

（5）如何检查装置的气密性。

【例题讲解】

1、九年级教材中有关空气中氧气含量的测定是把足量红磷放入燃烧匙中，在空气中点燃后再放入集气瓶中进行实验，有关资料显示红磷燃烧产生的P2O5白烟对人体呼吸道有危害，兴趣小组同学改进了教材中的实验，从环保角度设计出如下实验装置：

该兴趣小组的同学选用了40mL的试管作反应容器和量筒体积足够大且湿润效果很好的针筒注射器，将足量的白磷放入试管后，用酒精灯加热试管中的白磷，燃烧结束后，观察现象。