專題五_實驗探究

1、專題五 實驗探究一、實驗探究的基本環(huán)節(jié)提出問題建立假設設計實驗方案進行實驗得出結論交流評價。二、實驗探究題考查的內容1考查實驗探究中提出問題或猜想的能力。2考查設計實驗的能力。3考查對科學探究結果解釋和表達的能力。三、實驗探究題的主要結構1提出猜想假設：根據(jù)實驗的現(xiàn)象，從反應的質量守恒定律、物質的性質(顏色、氣味、狀態(tài)等)提出假設。2設計實驗方案：根據(jù)提出的假設，利用控制變量法設計有效的對比實驗，驗證假設的合理性。3反思與評價：根據(jù)實驗的操作、裝置等方面進行可行性評價，可以從節(jié)能環(huán)保、操作方便、安全有效等方面進行分析。四、主要探究類型編者對近幾年的中考實驗探究題做了一定的歸納整理，發(fā)現(xiàn)有以下幾

2、種主要類型：氫氧化鈉和氫氧化鈣變質的探究、有關金屬活動性的探究、有關復分解反應及反應后溶質成分的探究、有關廢水處理及金屬回收的探究、有關廢氣(尾氣)成分分析及處理的探究等，有個別內容如空氣中氧氣含量的測定、燃燒與滅火條件的探究等在前面已經(jīng)歸納，在這里就不再重復。實驗探究一有關氫氧化鈉和氫氧化鈣變質的探究本類型涉及的知識點主要有中學階段常見的堿和碳酸鹽的性質檢驗，以及在實驗探究中常出現(xiàn)的物質變質和混合物成分的分析探究。一、氫氧化鈉的變質1NaOH 要密封保存的原因(1)吸收空氣中的_而潮解；(2)吸收空氣中的_而變質，化學方程式：_(變質后生成了_)。水蒸氣二氧化碳Na2CO32存放不嚴密的 N

3、aOH 的成分(1)沒有變質：滴入_(或_)溶液，無氣泡(或無白色沉淀)產(chǎn)生。(2)部分變質：加入_溶液，目的是檢驗并完全除去 Na2CO3，過濾，取濾液少量，滴入_，變紅色。(3)全部變質：加入_溶液，目的是檢驗并完全除去 Na2CO3，過濾，取濾液少量，滴入_，不變色。3除去 NaOH 中的 Na2CO3 雜質邊攪拌邊滴入_溶液，直至_為止，過濾，得到 NaOH 溶液。稀鹽酸氫氧化鈣氯化鈣酚酞溶液氯化鈣酚酞溶液氫氧化鈣不再產(chǎn)生沉淀二、氫氧化鈣的變質1生石灰變質的演變過程生石灰的化學式為_，它露置于空氣中，會吸收空氣中的_而變質，化學方程式為：_。利用此性質，生石灰可作_。生成的熟石灰又繼續(xù)

4、與空氣中的_反應而變質，化學方程式為：_。結論：生石灰變質后的物質可能是_、_。CaO水蒸氣干燥劑二氧化碳CaCO3Ca(OH)22食品干燥劑 CaO 變質后的成分檢驗(1)CaO：取少量樣品溶于水，如果有_現(xiàn)象，則樣品中含有 CaO。(2)CaCO3：另取樣，直接滴加_，如果有_，則樣品中含有 CaCO3。注意：因CaO對檢驗 Ca(OH)2 有干擾，一般不檢驗 Ca(OH)2。3Ca(OH)2 的變質情況(1)是否變質：取樣，滴入_，有氣泡產(chǎn)生，證明已變質；無明顯現(xiàn)象，證明沒有變質。溫度升高稀鹽酸氣泡產(chǎn)生稀鹽酸(2)部分變質：取樣，加水溶解，滴入_，變紅色，證明含有 Ca(OH)2；另取樣

5、，滴入_，產(chǎn)生氣泡，證明含有 CaCO3，即部分變質。(3)全部變質：取樣，加水溶解，滴入_，不變紅色，證明不含有 Ca(OH)2；另取樣，滴入_，產(chǎn)生氣泡，證明含有 CaCO3，即全部變質。注意：因 Ca(OH)2 微溶于水，則不溶于水的濾渣不一定全部是 CaCO3，可能有未溶解的 Ca(OH)2。酚酞溶液稀鹽酸酚酞溶液稀鹽酸題型1氫氧化鈉的變質探究解題指引有關氫氧化鈉的變質問題，其實就是考查氫氧化鈉的性質和碳酸鈉的性質，注意生成的碳酸鈉也呈堿性，因此，(1)不能用酚酞或紫色石蕊溶液來證明其是否變質；(2)在證明氫氧化鈉是否部分變質時，碳酸鈉對是否存在氫氧化鈉的判斷會有干擾。因此，要用過量的

6、氯化鈣溶液或氯化鋇溶液(不能用氫氧化鈣或氫氧化鋇)先除去碳酸鈉。溫度/ 020406080100溶解度/gNaOH3191111129313336Ca(OH)20.190.170.140.120.090.08例1下表是 NaOH 和 Ca(OH)2 的溶解度數(shù)據(jù)，請回答下列問題。(1)從表中數(shù)據(jù)可以獲得的信息是_(寫一條)。(2)把 80 時 NaOH 的飽和溶液降溫至 20 ，可以看到的現(xiàn)象是_；現(xiàn)有 20 時 Ca(OH)2 的飽和溶液(甲溶液)，向其中加入一定量 CaO 后得到的溶液(乙溶液)，此時溶液的溶質質量分數(shù)乙_甲(填“”“”或“”)。(3)某興趣小組對部分變質的氫氧化鈉固體進行

7、提純，設計了如下操作流程。請回答：()步驟反應的化學方程式為：_；加入過量 Ca(OH)2 的目的是_。()濾液 B 中的溶質是_、_(寫化學式)；步驟所包含的具體操作是加熱濃縮、_、過濾。解析：CaO 溶于水，與水反應會放熱，溶液溫度升高，Ca(OH)2 溶解度反而減小，故雖同為飽和溶液，但溶質質量分數(shù)乙小于甲。除去氫氧化鈉中的碳酸鈉，可采用 Ca(OH)2 或Ba(OH)2，但加入的量最好不要過量，否則又成為新雜質。答案：(1)相同溫度下，NaOH 的溶解度遠遠大于 Ca(OH)2的溶解度或 NaOH 的溶解度隨溫度的升高而增大，或 Ca(OH)2的溶解度隨溫度的升高而減小，合理即可(2)

8、溶液變渾濁(或有晶體析出) 實驗操作實驗現(xiàn)象結論往盛有 NaOH 溶液的試管中通入 CO2，然后滴入足量的_CO2 與 NaOH 溶液發(fā)生了反應例2(2013 年梅州) CO2 與 NaOH 溶液能發(fā)生反應，但看不到明顯現(xiàn)象。某化學小組為驗證 CO2 與 NaOH溶液發(fā)生了反應，進行了如下探究活動?！静殚嗁Y料】(1)CO2與 NaOH 反應的化學方程式為：_?！驹O計實驗】(2)方案一：稀鹽酸 有氣泡產(chǎn)生 實驗操作實驗現(xiàn)象結論_燒杯中的水吸入集氣瓶中CO2 與 NaOH 溶液發(fā)生了反應(3)方案二：按上圖所示裝置進行實驗?！痉此寂c評價】(4)有同學認為方案二根據(jù)實驗現(xiàn)象不能得出 “CO2 與Na

9、OH 溶液發(fā)生了反應”的結論，還應再做對比實驗，理由是_。擠壓膠頭滴管滴入NaOH溶液，振蕩，打開活塞 方案二的實驗現(xiàn)象也可能是CO2溶于水造成的 題型 2 氫氧化鈣的變質探究解題指引氫氧化鈣變質題，相對氫氧化鈉變質題要容易得多，原因是生成的碳酸鈣是難溶物，不會對氫氧化鈣存在的判斷造成干擾。例3在某食品廠生產(chǎn)的盒裝餅干中，發(fā)現(xiàn)盒內有一小包東西，其上標有“干燥劑”“主要成分是生石灰”“請勿食用”等字樣。為了提高自己的實驗探究能力，淑平?jīng)Q定對這包干燥劑展開探究。(1)她將這袋干燥劑全部倒入一定量水中，充分攪拌后，觸摸杯壁，感覺有點熱。將其過濾，得到白色沉淀物和濾液。(2)聯(lián)系到空氣成分和 CaO

10、的性質，她對白色沉淀物的組成提出了以下假設：假設 1：是 CaO 和 CaCO3 的混合物；假設 2：是 Ca(OH)2 和 CaCO3 的混合物；假設 3：只有 CaCO3；假設 4：只有 Ca(OH)2。其中假設_(填序號)不合理，原因是_(用化學方程式表示)。(3)為了判斷其他幾種假設的合理性，該同學繼續(xù)進行實驗：取少量沉淀物放入試管中，加入稀鹽酸，有氣泡產(chǎn)生，由此可否定假設_。為了得到最后結論，她再取少量沉淀物放在另一支試管中，加入少量水振蕩，靜置后，滴入酚酞溶液，呈紅色，說明只有假設_合理。(4)從此，淑平同學明白了：“請勿食用”是因為該干燥劑吸水后具有_ 性且_(填“吸”或“放”)

11、熱。該干燥劑吸水后會變質，變質后的物質可能是 CaCO3。寫出 CaO 變質生成 CaCO3 的最后一步反應的化學方程式：_?？諝庵械乃?、氧氣等能引起食品變質。一般采用_(寫出兩種方法)等包裝方法可以防止或延緩食品變質。解析：考查生石灰作干燥劑的原理，從而引出生石灰變質問題的探究，仍然是對生石灰、熟石灰和石灰石三者性質的考查。把握上述知識點，此類題則可順利解答。實驗探究二金屬活動性的探究本類型涉及的知識點主要有金屬的化學性質和對金屬活動順序的理解和運用，以及酸、鹽與金屬發(fā)生轉換的反應。一、金屬活動性強弱比較1金屬與酸反應(1)從是否產(chǎn)生氣泡以及放出氣泡速率的快慢角度分析：與酸反應有氣泡產(chǎn)生的

12、金屬，其活動性強于無氣泡產(chǎn)生的金屬；放出氣泡快的金屬活動性強于放出氣泡慢的金屬。(2)從圖像分析：先出現(xiàn)折點的金屬活動性強于后出現(xiàn)折點的金屬。2金屬與鹽溶液反應能把另一種金屬從其鹽溶液中置換出來的金屬，其活動性強于被置換的金屬。二、應用設計實驗證明：Zn、Fe、Cu 三者的活動性強弱。1金屬放酸中鋅有大量氣泡迅速產(chǎn)生，鐵有少量氣泡產(chǎn)生，銅沒有氣泡產(chǎn)生，結論：ZnFeCu。2金屬放鹽中有以下兩種方案，均可證明 ZnFeCu。(1)取“兩邊金屬中間鹽”：Zn、FeCl2 溶液、Cu，如下圖甲。甲乙(2)取“中間金屬兩邊鹽”：ZnCl2 溶液、Fe、CuCl2 溶液，如上圖乙。解題指引關鍵是對金屬與

13、酸、鹽反應的性質要分別理解和掌握，并懂得用酸或鹽溶液比較出金屬的活動性強弱的技巧和方法。題型1選擇型的活動性探究例1(2013 年揭陽) 將甲、乙兩種金屬片分別放入硫酸銅溶液中，甲表面析出金屬銅，乙沒有明顯現(xiàn)象，故此判斷三種)。金屬的金屬活動性順序是(A甲銅乙C銅甲乙B乙銅甲D甲乙銅解析：熟悉金屬活動性順序表，且理解其中含義：越前越強，前金換后金。A例2(2012 年揭陽)為了驗證 Zn、Fe、Cu 三種金屬的活動順序為 ZnFeCu 這一結論，下面實驗設計合理的是()。DA將 Zn、Cu 兩金屬片分別放入稀硫酸中B將 Fe、Cu 兩金屬片分別放入稀硫酸中C將 Zn、Fe 兩金屬片分別放入 C

14、uSO4 溶液中D將 Zn、Cu 兩金屬片分別放入 FeSO4 溶液中題型 2 綜合實驗型的活動性探究例3(2012 年梅州)現(xiàn)有銀、銅、鐵三種金屬，某研究小組的同學為探究銀、銅、鐵的金屬活動性順序，設計了三個實驗：.將鐵片浸入稀硫酸中；.將銀片浸入稀硫酸中；.將鐵片浸入硫酸銅溶液中。(1)實驗的現(xiàn)象是有氣泡產(chǎn)生，溶液由無色逐漸變?yōu)闇\綠色。反應的化學方程式為：_；反應產(chǎn)生的氣體可用_的方法檢驗。(2)上述三個實驗還不能完全證明三種金屬的活動性順序，請你補充一個實驗以達到實驗目的： ( 寫出實驗操作和現(xiàn)象)_。根據(jù)以上探究，三種金屬的活動性由強到弱的順序是_。實驗操作實驗現(xiàn)象剪下一片變黑的銅片，

15、放入試管中，加入足量的_溶液銅片表面的黑色物質全部消失，露出紅色的銅，溶液變?yōu)開色(3)將銀、銅、鐵中的兩種金屬分別放入_溶液中，即可驗證這三種金屬的活動性強弱。(4)將銅片加熱，銅片表面會變黑。同學們設計了如下實驗證明此黑色物質是氧化銅。實驗探究三有關反應物過量導致物質組成改變的探究本類型實驗主要探究的是化學反應中反應物是否反應完全，及若反應不完全而導致的反應產(chǎn)物組成成分不同的相關問題。題型1 置換反應中反應物過量探究解題指引解此類反應物過量問題，因為生成物是反應物發(fā)生反應生成的，所以生成物是不用證明的，要證明反應物是否存在，關鍵是要熟悉反應物的特性，特別是其化學性質。例1為確定木炭還原氧化

16、銅后的固體成分，請你與興趣小組的同學完成以下探究?！静孪搿坎孪耄喝渴墙饘巽~；猜想：除銅外，還含有氧化銅；猜想：除銅外，還含有木炭；猜想：除銅外，還含有氧化銅、_?！具M行實驗】實驗流程見下圖：木炭【問題與討論】(1)步驟包括溶解、_兩步操作，它們共同用到的玻璃儀器是燒杯、_。(2)C 的化學式為_，D 的化學式為_，由此推出固體 B 中含有_(寫化學式)。步驟發(fā)生反應的化學方程式為：_。(3)結合(2)的結論推斷：如果溶液 A 顯藍色，則溶液 A 的溶質的化學式為_，說明樣品中含有_，則證明猜想_成立；如果溶液 A 無色，則證明猜想_成立。過濾玻璃棒CO2 CuOC和Cu CuSO4氧化銅題型

17、 2 復分解反應中反應物過量探究解題指引此類問題和置換反應很相似，生成物都是不用證明的。證明復分解反應中反應物過量的技巧性比較強，用相互證明法簡潔方便快捷，但是酸堿中和反應不適用此法。ABC例2(2012 年揭陽)某實驗小組用下圖 A 完成課本實驗“碳酸氫鈉與鹽酸反應的探究”后，他們發(fā)現(xiàn)兩種反應物的用量不同時反應后溶液中的成分也可能不同，于是他們對碳酸氫鈉與鹽酸反應后的大試管中溶液的成分進行探究，請回答以下問題：(1) 寫 出 圖 A 大 試 管 中 發(fā) 生 反 應 的 化 學 方 程 式 ：_；寫出小試管中發(fā)生反應的化學方程式：_。(2)若實驗室制二氧化碳應選裝置_(填字母)，藥品為_(填名

18、稱)。【提出假設】小組成員認為 A 中大試管的溶液的溶質只能存在三種情況：假設 1.兩溶液恰好完全反應，溶質為 NaCl；假設 2.兩溶液完全反應后，鹽酸過量，溶質為 NaCl 和 HCl；假設 3._。實驗實驗操作實驗現(xiàn)象實驗結論取反應后的溶液少量于試管 1 中，加入過量的_有_溶液中存在_，假設_成立取反應后的溶液少量于試管 2 中，加入過量的_有_溶液中存在_，假設_成立綜合實驗和實驗兩個實驗操作，發(fā)現(xiàn)都沒有明顯的實驗現(xiàn)象溶液中只存在NaCl，假設 1 成立【實驗和結論】小組同學討論后發(fā)現(xiàn)只要用反應物本身兩種試劑(碳酸氫鈉溶液和稀鹽酸)就可以完成實驗，請?zhí)顚懴卤碇械膶嶒瀮热荨嶒炋骄克挠?/p>

19、關物質成分的探究此類探究題是近兩年廣東省中考化學實驗探究題的熱點，廣東省及其各市幾乎都出現(xiàn)了此類實驗探究題。其主要考查常見物質(包括溶液、單質、氧化物、酸、堿、鹽和化肥等)的檢驗和鑒別，根據(jù)物質(或溶液)的顏色和物質的類別、性質等分析探究物質的組成成分。了解常見物質的性質及離子的檢驗方法是解答本類題型的關鍵。一、溶液成分的探究主要考查金屬、酸、堿、鹽的性質和置換反應、復分解反應。關于這部分涉及的知識點，前面已有詳細介紹，在此不重復列舉。二、固體物質(單質、氧化物、酸、堿、鹽或化肥)成分的探究主要考查物質的物理和化學性質，包括顏色、氣味、狀態(tài)以及與酸、堿、鹽等試劑發(fā)生反應的性質等等。三、不明產(chǎn)物

20、成分的探究此類探究題，主要是對于各種物質的性質，(特別是化學性質)要熟悉，并能根據(jù)它們的性質來檢驗、鑒別待測物質，探究所產(chǎn)生物質的成分。題型1溶液成分的探究解題指引此類探究題主要在溶液中進行，所涉及的知識主要是金屬、酸、堿、鹽的性質和置換反應、復分解反應。例1(2013 年廣州) 某學習小組在如右圖所示的化學藥品柜中發(fā)現(xiàn)一瓶標簽模糊不清的無色溶液，已知這瓶溶液是以下 5 瓶溶液中的一種：HNO3 溶液、Mg(NO3)2溶液、Ba(NO3)2 溶液、Cu(NO3)2 溶液、NaNO3 溶液。實驗操作預期現(xiàn)象與結論(1)根據(jù)上述信息判斷，該無色溶液不可能是_溶液和_溶液，只可能是其他 3 種溶液中

21、的一種。(2)為了進一步確定該溶液是何種溶液，請你設計實驗方案，敘述實驗操作、預期現(xiàn)象與結論。限用試劑：稀 H2SO4、NaOH 溶液、Na2CO3 溶液、酚酞溶液。實驗操作預期現(xiàn)象和結論(1)取適量溶液于試管中，加入適量的 NaOH 溶液，振蕩，觀察若出現(xiàn)白色沉淀，則原溶液為Mg(NO3)2則原溶液為 Ba(NO3)2 溶液或NaNO3 溶液(2)在操作(1)后針對無明顯現(xiàn)象的情況，另取少量溶液于試管中，加入適量的稀 H2SO4，振蕩，觀察若出現(xiàn)白色沉淀，則原溶液為Ba(NO3)2則原溶液為 NaNO3 溶液解析：根據(jù) NaOH 溶液能與 Mg(NO3)2 溶液反應生成氫氧化鎂沉淀、稀 H2

22、SO4 與 Ba(NO3)2 溶液反應生成了硫酸鋇沉淀分析設計實驗。答案：(1)HNO3 Cu(NO3)2(2)溶液；若無明顯現(xiàn)象，溶液；若無明顯現(xiàn)象，題型2 固體物質成分的探究解題指引此類探究題主要根據(jù)不明物質的物理性質提出猜測，設計探究方案，根據(jù)實驗中的現(xiàn)象判斷物質的成分。例2(2013 年廣東) 倉庫中有一包氮肥的包裝標簽模糊不清，有同學進行了以下探究：(1)操作用玻璃棒攪拌的目的是_。加速溶解假設和現(xiàn)象判斷和化學方程式A 若現(xiàn)象 I 為無氨味則樣品中不含_(填名稱)B 由操作現(xiàn)象判斷該樣品一定含有_離子C若現(xiàn)象為白色沉淀，現(xiàn)象為無沉淀則樣品中含有_(寫名稱)，該反應的化學方程式為：_D若現(xiàn)象為“無沉淀”，現(xiàn)象為白色沉淀則樣品中含有_(寫化學式)，該反應的化學方程式為：_(2)請完成下表(已知 AgCl 和 BaSO4 是難溶于水和酸的白色固體)：(3)若現(xiàn)象、都無現(xiàn)象，則該氮肥可能是_(寫化學式)；若操作現(xiàn)象為無氣味，現(xiàn)象、無現(xiàn)象，則該氮肥可能是_(只寫一