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專題四 科學(xué)探究題類型之一 對化學(xué)反應(yīng)過程及反應(yīng)條件的探究化學(xué)反應(yīng)中，反應(yīng)的條件將直接影響反應(yīng)過程，同時反應(yīng)過程還會受到多種因素的影響，如：催化劑的種類，反應(yīng)的環(huán)境等，做此類型探究題時要注意這些因素的變化。1. （2011廣東）學(xué)習(xí)了MnO2對過氧化氫有催化作用的知識后。某同學(xué)想：CuO能否起到類似MnO2的催化劑作用呢？于是進行了如下探究?！静孪搿? CuO不是催化劑、也不參與反應(yīng)，反應(yīng)前后質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)不變； . CuO參與反應(yīng)產(chǎn)生O2，反應(yīng)前后質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)發(fā)生了改變； . CuO是反應(yīng)的催化劑，反應(yīng)前后_?！緦嶒灐坑锰炱椒Q量0.2gCuO，取5ml5%的過氧化氫溶液于試管中，進行如下實驗：（1）填寫下表：步驟現(xiàn)象步驟結(jié)果步驟現(xiàn)象結(jié)論 帶火星的木條復(fù)燃 溶液中有氣泡放出 猜想、不成立猜想成立（2）步驟的目的_。（3）步驟需用到的實驗儀器有：鐵架臺（帶鐵圈）、漏斗、燒杯、 。（4）過氧化氫能被CuO催化分解放出O2的化學(xué)方程式為_?！就卣埂恳骄坎襟E做過催化劑的CuO其它化學(xué)性質(zhì)，還應(yīng)補做的實驗是_（寫一種）?！窘馕觥勘绢}是針對實驗條件催化劑及氧氣實驗室制法過程的探究。催化劑是影響反應(yīng)過程的重要因素，其在反應(yīng)前后，改變反應(yīng)的速率，但本身的質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)都不改變?！敬鸢浮俊静孪搿抠|(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)不變【實驗】（1）有氣泡產(chǎn)生；質(zhì)量不變；產(chǎn)生能使帶火星的木條復(fù)燃的氣體（2）過氧化氫溶液自己不能分解（3）玻璃棒（4）2H2O22H2O+O2【拓展】CuO+H2SO4=CuSO4+H2O2（2010佛山）氯氣（Cl2）是黃綠色氣體，水溶液叫氯水。把品紅試紙（染有品紅的紙）伸入氯水中，品紅褪色?！景l(fā)現(xiàn)問題】 氯水中的哪些成分能使品紅褪色呢？【查閱資料】 氯氣溶于水，部分與水反應(yīng)，方程式為Cl2 + H2O = HCl + HClO。其中，HClO的名稱叫次氯酸，是一種弱酸，具有強氧化性。【猜 想】猜想1：是氯水中的水使品紅褪色的；猜想2：是氯水中的 （填化學(xué)式）使品紅褪色的；猜想3：是氯水中的鹽酸使品紅褪色的；猜想4：是氯水中的次氯酸使品紅褪色的?！緦嶒炋骄俊繉嶒灢僮鲗嶒灛F(xiàn)象過程分析把品紅試紙伸入水中沒有褪色猜想1不成立把品紅試紙伸入干燥的氯氣中沒有褪色猜想2不成立 沒有褪色猜想3不成立【結(jié) 論】綜合分析：氯水中的 （填化學(xué)式）使品紅褪色，具有漂白作用（能使品紅等有色物質(zhì)褪色）?！痉?思】（1）HClO中氯元素的化合價為 價。（2）氯水中加入AgNO3溶液有白色沉淀生成，化學(xué)方程式為 。（3）向氯水中滴加紫色石蕊試液，觀察到的現(xiàn)象是 ?！窘馕觥柯葰饪扇芙馀c水，在氯水中共有四種分子，除了題中所給三種猜想中的三種分子外，還有氯氣分子。向氯水中滴加紫色石蕊試液，紫色石蕊遇鹽酸首先變紅，在次氯酸的作用下，紅色隨后褪去?！敬鸢浮俊静?想】Cl2【實驗探究】把品紅試紙伸入到鹽酸中【結(jié) 論】HClO【反 思】（1）+1 （2）AgNO3+HCl=AgCl+HNO3 （3）先變紅色后褪色類型之二：對實驗設(shè)計方案的探究此類探究題往往根據(jù)物質(zhì)的有關(guān)知識及實驗探究的基本要求，對給出的探究方案或猜想進行評價或改進。針對此類實驗題，應(yīng)注意在設(shè)計的方案上，既要能夠反映出完整的探究過程，又要注意表述時簡單明了。3（2011河北）在一次實驗課上，各小組同學(xué)用在不同地點找來的小石塊與稀鹽酸反應(yīng)制取二氧化碳。此反應(yīng)的化學(xué)方程式為 。小明發(fā)現(xiàn)，相鄰小組氣體產(chǎn)生的速率比自己小組的快。小明將這一情況報告老師，老師鼓勵他們對此問題共同探究。【提出問題】影響二氧化碳氣體產(chǎn)生速率的因素是什么?【作出猜想】不同地點石塊中碳酸鈣含量不同； 所用鹽酸的溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)不同； 還可能是 ?！驹O(shè)計實驗】(1)驗證猜想是否成立，要設(shè)計的實驗：分別取大小相同、質(zhì)量相同、的石塊，加入質(zhì)量相同、的稀鹽酸進行實驗。(2)驗證猜想是否成立，對鹽酸的要求是。【交流討論】實驗中可以通過觀察氣泡產(chǎn)生的劇烈程度，粗略地比較反應(yīng)速率。若要做到精確比較，應(yīng)該測量的實驗數(shù)據(jù)是?！就卣寡由臁可鲜鰧嶒炛?，小明采用了控制變量的研究方法。用此方法探究“催化劑對用過氧化氫溶液制取氧氣的反應(yīng)速率的影響”，需要控制不變的因素有 (答出兩點即可)?！窘馕觥勘绢}重點考查對控制變量法的運用，探究時必須確保除探究因素以外其它因素都不改變。精確比較氣體產(chǎn)生快慢的方法是測量相同時間內(nèi)收集的二氧化碳體積?！敬鸢浮緾aC03+2HCl=CaCl2+H20+C02【作出猜想】石塊大小不同(或石塊質(zhì)量不同、鹽酸質(zhì)量不同)【設(shè)計實驗】(1)不同地點 溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)相同(2)溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)不同【交流討論】相同時間內(nèi)收集的二氧化碳體積(或收集相同體積二氧化碳所需的時間)【拓展延伸】溫度、溶液的溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)、溶液質(zhì)量、壓強4（2010蕪湖）某化學(xué)興趣小組的同學(xué)將一枚潔凈的鐵釘放入食鹽水中(如圖，裝置氣密性良好)，一段時間后，進行觀察。請你一起參與分析，并完成后續(xù)實驗設(shè)計?！居^察現(xiàn)象】裝置中右側(cè)導(dǎo)管中的液面升高。鐵釘生銹，試管底部有黑色固體物質(zhì)?！咎岢鰡栴}】導(dǎo)管中液體為何升高？黑色固體物質(zhì)又是什么？【理論分析】小組同學(xué)根據(jù)已學(xué)過的知識分析得知，液面上升的原因是 ?！静孪肱c假設(shè)】小組中的小明同學(xué)猜測該黑色固體可能含有：Fe、Fe2O3、FeCl3、C四種物質(zhì)?！痉治雠c驗證】小組同學(xué)根據(jù)小明的四種猜測做了以下分析：小紅同學(xué)認為不可能含有氯化鐵，該結(jié)論得到小組同學(xué)的認可，理由是 。小強同學(xué)認為一定含有碳，該結(jié)論也得到小組同學(xué)的認可，理由是 。小組同學(xué)不能確定是否含有鐵，請人幫他們設(shè)計方案進行確認：實驗步驟實驗現(xiàn)象實驗結(jié)論你選用的試劑是： 知識鏈接相信你一定在家中做過鐵釘分別在水以及食鹽水中生銹的實驗，你的結(jié)論之一是鐵釘在 (填“水”或“食鹽水”)中生銹快?！窘馕觥勘绢}是對鐵生銹實驗過程中產(chǎn)生現(xiàn)象的探究，通過設(shè)計實驗方案確定鐵單質(zhì)的存在。氯化鐵能溶于水，溶液呈黃色。【答案】【理論分析】鐵釘生銹消耗了試管內(nèi)的氧氣，使試管內(nèi)壓強低于大氣壓?！痉治雠c驗證】氯化鐵溶于水；鐵釘是鐵合金，含有碳；實驗步驟實驗現(xiàn)象實驗結(jié)論稀鹽酸（或稀硫酸）有氣泡產(chǎn)生（無氣泡產(chǎn)生）含有（或不含有）【知識鏈接】食鹽水5. （2011內(nèi)江）碳及許多含碳化合物不充分燃燒都要產(chǎn)生一氧化碳，一氧化碳是一種污染空氣的有毒氣體，它使人中毒的原因是 ，通常采用燃燒法處理尾氣中的一氧化碳。某同學(xué)對一氧化碳與一定量的氧氣反應(yīng)后所得的氣體成分進行了如下實驗探究：【提出猜想】反應(yīng)后氣體的組成可能是：CO和CO2；只有CO2； ?！緦嶒炋骄俊吭撏瑢W(xué)為了驗證自己的猜想，用下列裝置進行實驗：裝置B中氫氧化鈉溶液的作用是 。裝置A中出現(xiàn)的現(xiàn)象是 ，發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是 ，用帶火星的木條伸入D中出現(xiàn)的現(xiàn)象是 ?！緦嶒灲Y(jié)論】通過實驗驗證，猜想成立。【解析】本題猜想3雖然有多種選擇，但從探究過程D中帶火星的木條復(fù)燃及實驗結(jié)論猜想3成立，只能得出反應(yīng)后其它為CO2和O2 。【實驗探究】吸收二氧化【答案】一氧化碳與人體血液中的血紅蛋白結(jié)合，使人體缺氧【提出猜想】CO2、O2【實驗探究】吸收二氧化碳（或除去二氧化碳）澄清石灰水變渾濁；Ca(OH)2 + CO2 = CaCO3+ H2O ； 木條復(fù)燃。類型之三：對物質(zhì)組成或性質(zhì)的探究生活與化學(xué)實驗中，常會遇到一些我們未曾學(xué)過的物質(zhì)或課本未曾涉及的知識點。針對這些內(nèi)容，需要大家利用學(xué)過的知識對它們進行合理的探究。6.（2011黃石）碳酸氫鈉常用于食品和醫(yī)藥工業(yè)，某化學(xué)興趣小組對碳酸氫鈉的熱穩(wěn)定性進行探究。查閱資料碳酸氫鈉受熱易完全分解，生成水、二氧化碳氣體和一種常見固體物質(zhì)，該固體物質(zhì)含有三種元素，且為純凈物。進行實驗一為了驗證碳酸氫鈉受熱時會分解，該興趣小組的同學(xué)取一定質(zhì)量的碳酸氫鈉放到銅片上加熱，如下圖所示。 加熱一段時間后，觀察小燒杯內(nèi)壁有 現(xiàn)象，證明有水生成；通過向燒杯中加入澄清石灰水證明有二氧化碳生成。提出問題碳酸氫鈉充分加熱后固體產(chǎn)物是什么？作出猜想猜想：固體產(chǎn)物是Na2CO3。 猜想： （請完成猜想）。進行實驗二下表是該興趣小組同學(xué)設(shè)計的實驗方案，用來檢驗碳酸氫鈉分解后固體產(chǎn)物的成分，請你完成方案：實驗操作預(yù)期實驗現(xiàn)象結(jié)論有氣泡冒出取少量固體樣品于試管中，加入足量鹽酸猜想結(jié)論正確拓展應(yīng)用碳酸氫鈉常用來治療胃酸過多，但對于患有胃潰瘍（胃粘膜潰爛）的病人在胃酸（可用鹽酸表示）過多時，卻不宜服用碳酸氫鈉，其原因是 （用化學(xué)方程式表示）?！窘馕觥刻妓釟溻c受熱分解會生成水和二氧化碳，另一種產(chǎn)物可從實驗二中有氣泡冒出判斷為碳酸鈉?！敬鸢浮克F；固體產(chǎn)物是NaOH；實驗操作預(yù)期實驗現(xiàn)象結(jié)論取少量固體樣品于試管中，加入足量鹽酸猜想結(jié)論正確沒有氣泡冒出NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO27（2010河北）某班同學(xué)做驗證鐵、銅、銀的金屬活動性順序的實驗，用到的藥品有鐵絲、銅絲、銀絲、稀硫酸和硫酸銅溶液。實驗結(jié)束后，化學(xué)興趣小組的同學(xué)欲對該實驗的廢液進行探究，請你一起參與。【提出問題】廢液中含有什么物質(zhì)? 【交流表達】（1）小明通過觀察，認為廢液中一定含有硫酸銅。他觀察到的現(xiàn)象是 。（2）小紅通過分析，認為廢液中一定含有硫酸亞鐵，她的依據(jù)是： ?！咀鞒霾孪搿啃∪A認為廢液中還可能含有硫酸?！緦嶒烌炞C】（1）小華測得廢液的pH小于7，證明廢液中含有硫酸。用pH試紙測定溶液pH的方法： 。（2）小明取少量廢液，向其中滴加氫氧化鈉溶液，也得到了相同的結(jié)論。小明的實驗現(xiàn)象是 。通過分析與實驗，同學(xué)們得出廢液中含有硫酸亞鐵、硫酸銅和硫酸?！就卣箲?yīng)用】（1）若將廢液中的溶質(zhì)全部轉(zhuǎn)化為硫酸亞鐵，應(yīng)向廢液中加入過量的 。寫出該反應(yīng)過程中的一個化學(xué)方程式 。（2）反應(yīng)完全后，過濾，濾渣中物質(zhì)為 ，濾液中溶質(zhì)為硫酸亞鐵?！窘馕觥勘绢}是對金屬活動性的探究。探究金屬活動性的方法可以用酸與金屬反應(yīng)，看是否產(chǎn)生氣泡來比較，也可利用不同的金屬與鹽溶液反應(yīng)看是否能置換出鹽中的金屬元素來判斷。【答案】【交流表達】（1）溶液顯藍色（2）鐵絲與稀硫酸（或硫酸銅溶液）反應(yīng)生成硫酸亞鐵（或反應(yīng)生成的硫酸亞鐵不與其他物質(zhì)反應(yīng)）【實驗驗證】（1）將待測液滴到試紙上，把試紙呈現(xiàn)的顏色與標(biāo)準比色卡比較，確定 pH（2）滴加一定量氫氧化鈉溶液后才有沉淀生成【拓展應(yīng)用】（1）鐵片（或 Fe、鐵粉、鐵絲等）Fe + H2SO4FeSO4 + H2（或 Fe + CuSO4FeSO4 + Cu）（2）鐵和銅（或 Fe 和 Cu）豫題實戰(zhàn)1(2011河南)氯氣(Cl2)是有刺激性氣味的有毒氣體。氯氣可與水反應(yīng)：Cl2+H2OHCI+HCIO(次氯酸)。右圖是探究物質(zhì)漂白性(使有色物質(zhì)褪色)的實驗。 (1)聞氯氣時，在操作上應(yīng)注意什么問題? (2)寫出右圖C中C12與NaOH溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式。(提示：HCIO+NaOHNaCl0+H2O) (3)圖中實驗的現(xiàn)象為B中布條褪色而A中布條不褪色，由此可推測具有漂白性的物質(zhì)可能有哪些?若要證明只有次氯酸有漂白性，還需補做相關(guān)的實驗，消簡要寫出實驗的步驟和現(xiàn)象。 【解析】(1)不要把鼻孔湊到容器口去聞氯氣的氣味。 (或用手在容器口輕輕扇動，讓極少量氣體飄進鼻空。 (2)Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O (3)具有漂白性的物質(zhì)可能有鹽酸和次氯酸。 取一紅色布條，在上面滴加鹽酸，布條不褪色。2、 (2011河南)利用下圖裝置可做CO還原Fe2O3，的實驗，并檢驗該反應(yīng)生成的氣體產(chǎn)物。 已知由A裝置制取的CO氣體中混有少量的CO2。 CO與Fe2O3反應(yīng)的化學(xué)方程式為 。 氣體通過裝置的順序是A (裝置不能重復(fù)使用)。 從環(huán)保角度考慮，對以上裝置的改進措施是 。 【解析】Fe2O3+3C0=2Fe+3CO2 CDB 將尾氣點燃或進行收集等。 3.(2010河南)過氧化鈉(化學(xué)式為Na202)可用在呼吸面具中作為氧氣來源。Na202能跟C02反應(yīng)生成02和另一種固體化合物(用X表示)；它也能跟H20反應(yīng)生成02，化學(xué)方程式為:2Na202+2H20=4NaOH+02。以下是某興趣小組進行的探究活動。 (1)利用如下圖所示實驗裝置制取氧氣，請回答有關(guān)問題。 實驗室制取CO2的化學(xué)方程式為 。表明C02未被Na202完全吸收的實驗現(xiàn)象為 。 O2可采用D裝置收集，并用帶火星的木條檢驗，這是利用了O2的哪些性質(zhì)？ 若A裝置產(chǎn)生的C02中混有水蒸氣，要檢驗干燥的C02能否與Na202反應(yīng)生成O2，以上實驗裝置應(yīng)如何改進? (2)為探究X是哪種物質(zhì)及其有關(guān)性質(zhì)，同學(xué)們進行了如下分析和實驗。 有同學(xué)猜想X可能是酸、堿或鹽中的一種。通過對物質(zhì)組成的分析，大家一致認為X肯定不是酸和堿，理由是 。同學(xué)們通過討論和實驗證明了X是Na2C03。以下是他們設(shè)計的有關(guān)Na2C03性質(zhì)的探究實驗，請根據(jù)卷首資料提供的信息，將下表填寫完整。 實驗操作 現(xiàn) 象 有關(guān)的化學(xué)方程式實驗一：取少量固體樣品， 澄清石灰水變渾濁Na2C03+2HCl=2NaCl+H20+C02C02+Ca(OH)2=CaC03+H2 0實驗二：取少量固體樣品，加水配成溶液，滴加適量的 溶液有白色沉淀產(chǎn)生 【解析】(1)CaC03+2HCl=CaCl2+H20+C02 澄清石灰水變渾濁 氧氣密度比空氣的大，氧氣有助燃性。 在A、