专题06 科学探究讲技巧-备战中考化学必背手册（南京专用）

 06--科学探究讲技巧 一、物质的鉴别、检验与推断1.常见离子的检验 方法实验现象H+(酸)取样,滴加石蕊溶液溶液由紫色变为红色OH-(碱)取样,滴加酚酞溶液溶液由无色变为红色C(碳酸盐)取样,滴加稀盐酸;将气体通入澄清石灰水产生大量气泡;澄清石灰水变浑浊S(硫酸盐)取样,滴加Ba(NO3)2溶液及稀硝酸产生白色沉淀且不溶于稀硝酸N(铵盐)取样,滴加NaOH等碱溶液加热,在试管口放润湿的红色石蕊试纸红色石蕊试纸变蓝色Cl-取样,滴加AgNO3溶液和稀硝酸产生白色沉淀且不溶于稀硝酸 2.常见气体的检验气体检验方法实验现象O2将带火星的木条伸入到集气瓶内木条复燃H2点燃该气体,在其火焰上方罩一冷而干燥的烧杯火焰呈淡蓝色,烧杯内壁有水珠生成CO2将气体通入到澄清石灰水中澄清石灰水变浑浊CO点燃气体,在火焰上罩一干而冷的烧杯;倒转烧杯,注入澄清石灰水振荡火焰呈蓝色,澄清石灰水变浑浊CH4点燃,先在其火焰上方罩一干燥的烧杯,再更换附有澄清石灰水的烧杯火焰呈蓝色,干燥的烧杯内壁有水珠生成,另一烧杯内壁石灰水变浑浊氨气将湿润的红色石蕊试纸放在试管口红色石蕊试纸变蓝色氯化氢通入硝酸银溶液生成白色沉淀 3.常见物质的鉴别(1)鉴别羊毛线、合成纤维线和棉线(采用灼烧法)点燃,产生烧焦羽毛气味,不易结球的为羊毛线;有特殊气味,易结球的为合成纤维线;燃烧,有烧纸味,不结球的是棉线。(2)鉴别硬水和软水用肥皂水,有浮渣产生或泡沫较少的是硬水,泡沫较多的是软水。(3)真假黄金假黄金通常是用铜锌合金伪造的,可用盐酸加以鉴别,如有气泡产生,说明该物质中含锌,是假黄金;也可灼烧,变黑,说明含有铜,是假黄金。(4)过氧化氢溶液和水的鉴别加入二氧化锰,有气泡产生的是过氧化氢溶液,没有气泡产生的是水。(5)蛋白质的检验灼烧,产生烧焦羽毛气味。(6)淀粉的检验加入碘水,能使淀粉变蓝色。4.常见某些物质的特性溶液颜色蓝色CuSO4、Cu(NO3)2等含Cu2+的溶液浅绿色FeCl2、Fe(NO3)2、FeSO4等含Fe2+的溶液棕黄色FeCl3、Fe(NO3)3、Fe2(SO4)3等含Fe3+的溶液火焰颜色淡蓝色H2蓝色CO常见气体无色无味O2、N2、H2、CO、CO2、CH4有刺激性气味SO2、NH3、HCl常见固体淡黄色硫黄(S)紫红色Cu蓝色沉淀Cu(OH)2红褐色沉淀Fe(OH)3红棕色Fe2O3黑色Fe3O4、CuO、MnO2、C粉、Fe粉暗紫色KMnO4白色沉淀(可溶于酸)CaCO3、BaCO3、Mg(OH)2白色沉淀(不溶于酸)BaSO4、AgCl 5.组成元素相同的物质(1)气体:CO和CO2。(2)液体:H2O2和H2O。(3)铁的化合物:Fe3O4、FeO和Fe2O3;FeCl3和FeCl2;Fe(NO3)3和Fe(NO3)2;Fe2(SO4)3和FeSO4。6.化学之最(1)天然存在的最坚硬的矿物——金刚石;(2)天然存在的最软的矿物——石墨;(3)地壳中含量最多的元素——氧;(4)地壳中含量最多的金属元素——铝;(5)空气的成分按体积分数计算含量最多的物质——氮气(N2);(6)密度最小的气体、相对分子质量最小的物质——氢气(H2);(7)相对原子质量最小的原子——氢原子(H);(8)相对分子质量最小的氧化物——水(H2O);(9)最简单的有机物、相对分子质量最小的有机物——甲烷(CH4);(10)形成化合物种类最多的元素——碳(C);(11)人体中含量最多的元素——氧;(12)人体中含量最多的金属元素——钙;(13)海洋中含量最高的元素——氧;(14)海洋中含量最高的物质——水;(15)海洋中含量最高的盐——氯化钠;(16)含氧元素质量分数最大的氧化物是H2O2;(17)日常生活中应用最广泛的金属——铁。7.物质的用途(1)可进行光合作用和灭火的气体是二氧化碳;(2)可以作消毒剂的常见有机物是乙醇;(3)可作食品保护气的是氮气;(4)可作高能燃料的气体是氢气;(5)可用于冶炼金属的是氢气、一氧化碳或木炭;(6)可用作建筑材料的是石灰石(主要成分是碳酸钙);(7)可用作补钙剂的是碳酸钙;(8)是胃酸的主要成分,能帮助人体消化的是盐酸;(9)可作干燥剂的是氧化钙、氢氧化钠或浓硫酸;(10)能治疗胃酸过多的是氢氧化铝、碳酸氢钠或氢氧化镁;(11)能改良酸性土壤的是熟石灰;(12)易与血红蛋白结合的有毒气体是一氧化碳;(13)工业上广泛用于玻璃、造纸、纺织和洗涤剂生产的是碳酸钠;(14)广泛用于肥皂、石油、造纸、纺织和印染等,工业、生活中可用来去除油污的是氢氧化钠;(15)导致温室效应的气体是二氧化碳。8.特征反应(1)AB+C,A一般是H2O。(2)AB+C,A一般是CaCO3。(3)A+BC,一般A、B是C和CO2。(4)AC+D,A一般为H2O2,B为MnO2;若有“加热”条件,则A为KClO3。(5)A(单质)+B(化合物)C(单质)+D(化合物)。则该反应为置换反应,有以下可能:①金属+酸盐+氢气;②金属+盐新金属+新盐;③氢气+金属氧化物金属+水;④碳+金属氧化物金属+二氧化碳。(6)A+B盐+水。A、B有以下几种可能:①酸+碱盐+水(中和反应)②酸+金属氧化物盐+水③碱+酸性氧化物盐+水(7)A+BC+D,若该反应不属于四种基本反应类型,则一般A、B是CO、CuO(或Fe2O3),生成金属单质和CO2。9.重要的转化关系(反应条件略去)有关氧气的转化关系碳及其氧化物的三角关系(常称作“碳三角”)钙及其化合物的三角关系(常称作“石灰三角”)  续表　　钠及其化合物的三角关系铜及其化合物的三角关系三酸间的转化关系三碱间的转化关系  二、物质的分离与提纯1.物质分离与提纯的原则(1)不能“玉石俱焚”指所选试剂只与杂质反应,而不能与主要成分反应。如NaOH溶液中混有杂质Na2CO3,就不能用稀盐酸除杂,因盐酸和Na2CO3、NaOH都可反应;用适量Ca(OH)2溶液,就能达到只除去Na2CO3,保留NaOH的目的,因为Ca(OH)2与NaOH不反应,而与Na2CO3发生如下反应:Ca(OH)2+Na2CO3CaCO3↓+2NaOH。(2)不能“引狼入室”指在操作过程中,既要除掉杂质,又不引入新杂质。如NaOH溶液中混有杂质Na2CO3,不能用CaCl2溶液除杂,因为CaCl2+Na2CO3CaCO3↓+2NaCl,会引入新杂质NaCl,故要用Ca(OH)2溶液。2.常用的除杂方法方法适用范围或原理举例物理方法过滤法(1)固体与液体混合物的分离(2)可溶性固体与不溶性固体混合物的分离粗盐的提纯结晶法蒸发(1)分离溶质与溶剂(2)除去易挥发的杂质从氯化钠溶液中分离出氯化钠固体降温可溶性固体溶质的溶解度受温度影响大小不同从含氯化钠杂质的硝酸钾中提纯硝酸钾续表　　方法适用范围或原理举例物理方法蒸馏分离由沸点不同的液体组成的混合物分离液态空气制氧气、石油的分馏等吸收把混合气体通入一种溶液,其中杂质被吸收浓硫酸吸收氧气中混有的水蒸气化学方法沉淀法加入一种试剂与杂质反应,生成沉淀,经过滤除去除去硝酸中的硫酸,可加入适量的硝酸钡溶液化气法加入一种试剂与杂质反应生成气体而除去除去NaCl溶液中混有的Na2CO3可加入适量盐酸化水法加入某种试剂,使杂质变为水除去NaCl溶液中的少量NaOH,可加入稀盐酸加热法通过加热的方法使杂质转化为气体或使杂质分解变成气体而除去除去Na2CO3中混有的少量NaHCO3,可直接加热溶解法向混合物中加入某种溶液将杂质溶解(发生化学反应)而除去除去Cu中混有的少量CuO可将混合物放入足量稀盐酸中转化法通过化学反应把杂质转化为被提纯的物质除去CO2中的少量CO可将混合气体通过灼热的氧化铜综合法一种方法不能达到目的,可采用几种方法完成物理方法的综合:主要是溶解、过滤、蒸发、结晶、洗涤等方法的结合粗盐中难溶性杂质的去除物理与化学方法的综合:当某物质所含杂质不止一种时,可加入几种不同试剂除杂如粗盐中可溶性杂质的去除,可依次加入BaCl2溶液、Na2CO3溶液、NaOH溶液等分别将所含的Na2SO4、CaCl2、MgCl2等杂质转化为沉淀,再用过滤法除去,最后加盐酸中和 3.常见物质的除杂物质状态物质杂质方法气体CO2CO通过灼热的氧化铁CO2HCl通过饱和的碳酸氢钠溶液,干燥O2水蒸气通过浓硫酸COCO2通过足量的氢氧化钠溶液,干燥H2HCl、水蒸气通过足量的氢氧化钠溶液,干燥O2HCl、水蒸气通过足量的氢氧化钠溶液,干燥N2O2通过足量的灼热的铜网固体CaOCaCO3高温灼烧CaCO3CaO加入大量的水,过滤NaClNa2CO3加入适量稀盐酸,蒸发CuOCu空气中灼烧CuCuO加入足量的稀硫酸,过滤CuFe磁铁吸引(或足量的硫酸铜溶液,过滤)液体氢氧化钠溶液氢氧化钙加入适量碳酸钠溶液,过滤氢氧化钠溶液碳酸钠溶液加入适量澄清石灰水,过滤氯化钠溶液碳酸钠溶液加入适量稀盐酸氯化钙溶液HCl加入足量碳酸钙粉末充分反应,过滤水过氧化氢加入二氧化锰,过滤硫酸铜溶液硫酸加入过量的氧化铜粉末,充分反应后过滤FeCl2溶液CuCl2加入足量铁粉,过滤  4.常见离子的除杂酸、碱、盐的除杂,关键是找准杂质离子,并将杂质离子转化为沉淀、气体、水除去。杂质离子除杂方法举例C加入H+使之转变为气体或加入Ca2+、Ba2+使之转变为沉淀NaCl(Na2CO3):对比有用物质和杂质,都含Na+,因此C是杂质离子,可用H+或Ca2+或Ba2+,为了生成有用物质,还需Cl-,从而确定除杂试剂为HCl或CaCl2或BaCl2溶液S加入Ba2+使之转化为沉淀NaNO3(Na2SO4):对比有用物质和杂质,都含Na+,因此S是杂质离子,可用Ba2+,为了生成有用物质,还需N,从而确定除杂试剂为Ba(NO3)2溶液Cl-加入Ag+使之转化为沉淀KNO3(KCl):对比有用物质和杂质,都含K+,因此Cl-是杂质离子,可用Ag+,为了生成有用物质,还需N,从而确定除杂试剂为AgNO3溶液OH-加入H+使之转化为水CaCl2[Ca(OH)2]:对比有用物质和杂质,都含Ca2+,因此OH-是杂质离子,可用H+使之变为H2O,为了生成有用物质,还需Cl-,从而确定除杂试剂为HCl溶液N加入OH-,使之转化为气体KCl(NH4Cl):对比有用物质和杂质,都含Cl-,因此N是杂质离子,可用OH-使之变为NH3,为了生成有用物质,还需K+,从而确定除杂试剂为KOH溶液某些金属离子加入OH-,使之转化为沉淀NaCl(CuCl2):对比有用物质和杂质,都含Cl-,因此Cu2+是杂质离子,可用OH-使之变为Cu(OH)2沉淀,为了生成有用物质,还需Na+,从而确定除杂试剂为NaOH溶液 杂质离子除杂方法举例两种离子可用双沉淀法NaNO3(MgSO4):对比有用物质和杂质,无相同部分,因此Mg2+和S都是杂质离子,除Mg2+可用OH-,除S可用Ba2+,从而确定除杂试剂为Ba(OH)2溶液 三、常考化学图像 1.有关pH变化的曲线 溶液的稀释酸碱中和反应稀释碱溶液稀释酸溶液碱入酸酸入碱图像分析稀释碱性溶液时,由于碱性溶液的pH>7,随着水的质量的增加,溶液浓度逐渐变小,碱性逐渐减弱,pH不断减小,但不会小于7或等于7稀释酸性溶液时,由于酸性溶液的pH<7,随着水的质量的增加,溶液浓度逐渐变小,酸性逐渐减弱,pH不断增大,但不会大于7或等于7碱入酸,在开始反应时,溶液的pH<7,此时溶液呈酸性;随着碱的加入,pH逐渐增大,当酸碱恰好完全反应时,溶液的pH=7,此时溶液呈中性;随着碱的继续加入,溶液的pH>7,溶液呈碱性酸入碱,在开始反应时,溶液的pH>7,此时溶液呈碱性;随着酸的加入,pH逐渐减小,当酸碱恰好完全反应时,溶液的pH=7,此时溶液呈中性;随着酸的继续加入,溶液的pH<7,溶液呈酸性  2.有关溶质质量、溶剂质量、溶液质量及溶质的质量分数变化的曲线(1)一定温度下,向一定量水中不断加入硝酸钾固体,溶液中各成分的变化曲线。 溶质质量溶剂质量溶液质量溶质质量分数图像分析随着硝酸钾不断加入,溶质质量由零开始不断增加,当溶液达到饱和时,溶质质量不再增加溶剂是水,在加入硝酸钾的过程中溶剂质量保持不变起始时,只有水,溶液质量为零,随着硝酸钾不断加入,溶液的质量不断增加,当溶液达到饱和时,溶液的质量不再增加起始时,溶质质量为0,则溶质质量分数为0,随着硝酸钾固体的不断加入,溶质质量分数不断增加,当溶液达到饱和时,溶质质量分数不再变化 (2)一定温度下,向一定量不饱和硝酸钾溶液中不断加入硝酸钾固体,溶液中各成分的变化曲线。 溶质质量溶剂质量溶液质量溶质的质量分数图像分析随着硝酸钾不断加入,溶质质量不断增加,当溶液达到饱和时,溶质质量不再增加溶剂是水,在加入硝酸钾的过程中溶剂质量保持不变随着硝酸钾不断加入,溶液质量不断增加,当溶液达到饱和时,溶液质量不再增加溶质质量分数开始不为0,随着硝酸钾固体的不断加入,溶质质量分数不断增加,当溶液达到饱和时,溶质质量分数不再变化 (3)一定温度下,向饱和硝酸钾溶液中不断加入硝酸钾固体,溶液中各成分均不发生变化。(4)一定温度下,向饱和石灰水中加入一定量氧化钙固体,溶液中各成分随时间的变化曲线。 溶质质量溶剂质量溶液质量溶质的质量分数图像分析加入氧化钙固体,氧化钙反应消耗了饱和溶液中的水,析出溶质;反应放热,氢氧化钙的溶解度减小,开始时溶质质量逐渐减小;随着溶液的冷却,水中溶解的溶质质量逐渐增大,恢复到原温度后,溶质质量不再变化,但小于开始时溶质质量一定温度时向一定量饱和石灰水中加入氧化钙,氧化钙会与水反应生成氢氧化钙,水被消耗,溶剂质量减小,反应结束后溶剂质量不再变化加入氧化钙固体,氧化钙反应消耗了饱和溶液中的水,使溶质部分析出,溶液质量减少;反应放热,氢氧化钙的溶解度减小,开始时溶液质量逐渐减小;随着溶液的冷却,水中溶解溶质的质量逐渐增大,恢复到原温度后,溶质质量不再变化,溶液质量也不再增加,但小于开始时溶液质量由于氧化钙与水反应会放出热量,导致氢氧化钙的溶解度减小,饱和溶液中溶质的质量分数减小;随着溶液的冷却,水中溶解溶质的质量逐渐增大,恢复到原温度后,溶质的质量分数不再变化,与原温度时相同 (5)一定温度下,向饱和石灰水中不断加入氧化钙固体,溶液中各量均逐渐减小,直至为零。 3.金属与酸反应的曲线 等质量的金属与足量的酸反应足量的金属与等质量的酸反应图像分析(1)金属的活动性决定了金属与酸反应的速率,金属越活泼,与酸反应的速率越大,图像中斜线的倾斜度越大(M的活动性强于N);(2)金属的相对原子质量与化合价决定了金属与酸反应生成氢气的多少,当两种金属成盐时的化合价相同时,等质量的两种盐中相对原子质量越小的,生成的氢气越多,图像中的拐点越高(M的相对原子质量小于N)金属是足量的,说明酸完全反应,最终生成氢气的质量要依据酸的质量来计算,所以最终生成氢气的质量相等 4.与反应顺序有关的图像 向盐酸和氯化铁混合溶液中加入过量氢氧化钠溶液向一定量纯碱(Na2CO3)和烧碱的混合溶液中滴入盐酸图像分析盐酸先与氢氧化钠反应,无沉淀生成,当盐酸消耗尽,氯化铁与氢氧化钠反应生成氢氧化铁沉淀碳酸钠和氢氧化钠的混合物中加入盐酸,盐酸与氢氧化钠先反应,氢氧化钠反应完毕后再与碳酸钠反应,故开始无气体生成,加盐酸至一定量后生成气体 四、常考的N个化学实验问题　　(一)有关实验操作的问题1.中学化学实验操作中的七原则(1)“从下往上”原则。(2)“从左到右”原则。(3)先“塞”后“定”原则。(4)“固体先放”原则,“液体后加”原则。(5)先验气密性(装入药口前进行)原则。(6)后点酒精灯原则。(7)连接导管通气时长进短出原则。2.配制一定质量分数的溶液的操作方法A.固体溶质计算→称量→量取→溶解→装瓶贴签B.浓溶液配制稀溶液计算→量取→混匀→装瓶贴签3.读取量气装置中的气体体积的方法待装置冷却至室温后,先上下移动量气管使量气管两侧的液面相平,然后使视线与凹液面的最低点相平读取数据。3.蒸发NaCl溶液得到氯化钠晶体的操作方法将氯化钠溶液置于蒸发皿中,溶液体积不能超过蒸发皿容积的2/3,用酒精灯加热,边加热边用玻璃棒搅拌溶液,当蒸发皿中出现大量晶体时停止加热。▶注意　若是纯净的氯化钠溶液可以利用余热蒸干得到氯化钠晶体;若氯化钠溶液中含有硝酸钾等杂质,则要趁热过滤得到氯化钠晶体。★★★★★(二)有关物质检验的问题1.检验某溶液中是否含有S的操作方法取待测液少许置于试管中,先加过量稀盐酸无明显现象(若有沉淀则静置后取上层清液继续实验);再加入氯化钡溶液,若产生白色沉淀,则证明溶液里含有S,反之则不含S。2.检验某溶液中是否含有Cl-的操作方法取待测液少许置于试管中,先加硝酸银溶液产生白色沉淀,再滴加稀硝酸,若产生白色沉淀,则证明溶液里含有Cl-,反之则不含Cl-。3.检验某溶液中是否含有N的操作方法取待测液少许置于试管中,加入过量的浓氢氧化钠溶液,加热,用湿润的红色石蕊试纸检验产生的气体,若试纸变蓝,则证明溶液里含有N,反之则不含N。4.检验某溶液中是否含有Fe3+的操作方法取待测液少许置于试管中,滴入几滴硫氰化钾溶液,若溶液变红,则证明溶液里含有Fe3+,反之则不含Fe3+。5.检验某溶液中是否含有Fe2+的操作方法取待测液少许置于试管中,先滴加几滴硫氰化钾溶液无明显现象;再滴加新制的氯水(或通入氯气),若溶液变红则证明溶液里含有Fe2+,反之则不含Fe2+。6.检验含有Fe3+的溶液中含有Fe2+的操作方法取少许待测液置于试管中,滴加少许酸性高锰酸钾溶液,紫色褪去,说明含有Fe2+。7.检验二氧化硫气体的操作方法将气体通入品红溶液中,若品红溶液褪色,加热褪色后的溶液红色复现,说明该气体是二氧化硫。8.检验淀粉水解(催化剂是稀硫酸)的产物是葡萄糖的方法取少许水解液置于试管中,加NaOH溶液使溶液呈碱性,再加入新制的氢氧化铜悬浊液(或银氨溶液),加热(或水浴加热),若产生红色沉淀(或产生光亮的银镜),则证明水解产物中有葡萄糖。　　(三)特殊试剂的存放Na、K:隔绝空气,防氧化,保存在煤油中;白磷:保存在水中,防氧化,放冷暗处。液Br2:有毒易挥发,盛于磨口的细口瓶中,并用水封。浓HNO3、AgNO3:见光易分解,应保存在棕色瓶中,放在低温避光处。卤水、石灰水、银氨溶液、Cu(OH)2悬浊液等,都要随用随配,不能长时间放置。　　(四)中学化学中与“0”有关的实验问题(1)滴定管最上面的刻度是0,精确度为0.01 mL;(2)量筒无0刻度;(3)托盘天平的标尺左边数值是0,精确度为0.1 g。　　★★★★★(五)实验现象的描述1.镁条在空气中燃烧:发出耀眼的强光,放出大量的热,生成白烟,同时生成一种白色物质。2.木炭在氧气中燃烧:发出白光,放出热量。3.硫在氧气中燃烧:发出明亮的蓝紫色火焰,放出热量,生成一种有刺激性气味的气体。4.铁丝在氧气中燃烧:剧烈燃烧,火星四射,放出热量,生成黑色固体物质。5.加热试管中的碳酸氢铵:有刺激性气味气体生成,有液滴生成。6.氢气在空气中燃烧:火焰呈现淡蓝色。7.氢气在氯气中燃烧:发出苍白色火焰,产生大量的热。8.在试管中用氢气还原氧化铜:黑色氧化铜变为红色物质,试管口有液滴生成。9.用木炭粉还原氧化铜粉末,将生成气体通入澄清石灰水中:黑色氧化铜变为红色,石灰水变浑浊。10.一氧化碳在空气中燃烧:发出蓝色火焰,放出热量。11.向盛有少量碳酸钾固体的试管中滴加盐酸:有气体生成。12.加热试管中的硫酸铜晶体:蓝色晶体逐渐变为白色粉末,且试管口有液滴生成。13.钠在氯气中燃烧:剧烈燃烧,生成白色固体。14.点燃纯净的氢气,用干冷烧杯罩在火焰上:发出淡蓝色火焰,烧杯内壁有液滴生成。15.向含有Cl-的溶液中滴加用硝酸酸化的硝酸银溶液,有白色沉淀生成。16.向含有S的溶液中滴加用盐酸酸化的氯化钡溶液,有白色沉淀生成。17.在硫酸铜溶液中滴加氢氧化钠溶液:有蓝色絮状沉淀生成。18. 在三氯化铁溶液中滴加氢氧化钠溶液:有红褐色沉淀生成。19.向盛有生石灰的试管里加少量水:反应剧烈,放出大量热。20.将一洁净铁钉浸入硫酸铜溶液中:铁钉表面有红色物质附着,溶液颜色逐渐变浅。21.向盛有石灰水的试管里,注入浓的碳酸钠溶液:有白色沉淀生成。22.二氧化硫气体通入品红溶液后再加热:红色褪去,加热后又恢复原来的颜色。