2022年中考化學總復習學案-第二部分專題五科學探究題

專題五科學探究題一個完整的科學探究實驗的內(nèi)容一般包括以下8個環(huán)節(jié):提出問題、猜想與假設、制訂計劃、進行實驗、搜集證據(jù)、解釋與結論、反思與評價、表達與交流。每個環(huán)節(jié)的目的和意義如下:【提出問題】能從日?，F(xiàn)象和化學學習中發(fā)現(xiàn)有探究價值的問題;能比較清楚地表述所發(fā)現(xiàn)的問題?！静孪肱c假設】能針對問題提出合理的猜想與假設;能依據(jù)已有的知識和經(jīng)驗對猜想和假設進行初步論證?！局朴営媱潯客ㄟ^老師的指導或小組討論,提出活動方案,制訂科學探究活動計劃;根據(jù)具體問題設計化學實驗方案,具有控制實驗條件的意識。【進行實驗】能積極參與化學實驗,順利完成實驗操作;能在實驗中做到觀察與思考相結合。【搜集證據(jù)】學習運用多種方式對物質(zhì)及其變化進行觀察,對觀察和測量的結果進行記錄;能運用圖表等形式加以表述,學會多種搜集證據(jù)的方法?！窘忉屌c結論】能對事實和證據(jù)進行簡單加工與整理,判斷證據(jù)與假設之間的關系;能依據(jù)一定的標準對物質(zhì)及其變化進行簡單的分類;對所獲得的事實與證據(jù)進行歸納,得出正確的結論;認識知識之間的聯(lián)系,形成合理的認知結構?！痉此寂c評價】有對探究結果進行評價的意識;能對探究過程進行反思,提出具體的改進建議?！颈磉_與交流】能用書面方式明確表述探究的過程和結果。類型1有關物質(zhì)成分的探究(學用見P94~96)探究物質(zhì)成分的實質(zhì)就是物質(zhì)的鑒別,可以根據(jù)物質(zhì)的顏色、溶解性等物理性質(zhì)進行區(qū)分。若不能通過物理性質(zhì)區(qū)分,則從物質(zhì)的反應現(xiàn)象進行判斷,用化學方法判斷物質(zhì)的成分時要先排除其他物質(zhì)的干擾。典例某“自加熱食品”發(fā)熱包的主要成分為生石灰、活性炭、鋁粉、鐵粉、碳酸鈉和氯化鈣,其使用說明如圖1:某化學興趣小組對發(fā)熱包進行了如下探究。探究Ⅰ:發(fā)熱包的發(fā)熱原理將發(fā)熱包中固體倒入燒杯中,加入適量水,發(fā)生劇烈反應,水很快沸騰。反應結束后,燒杯底部有大量固體,繼續(xù)加水攪拌,過濾、洗滌、干燥,得到固體混合物。(1)發(fā)熱包中的某成分與水反應放出大量的熱,該反應的化學方程式是。

探究Ⅱ:固體混合物的成分查閱資料:單質(zhì)鋁既能與鹽酸反應,又能與氫氧化鈉溶液反應,并產(chǎn)生氫氣。小組同學認為固體混合物的成分可能是活性炭、鋁粉、鐵粉、碳酸鈣和氫氧化鈣。為進一步探究其成分,小組同學設計并進行如下實驗:(2)取少量固體于試管中,加水振蕩,靜置,滴入幾滴酚酞溶液,溶液變?yōu)榧t色,證明固體中含有。

(3)另取少量固體于錐形瓶中,逐漸加入稀鹽酸至不再產(chǎn)生氣泡為止(如圖2),反應停止后瓶底有黑色固體剩余,溶液呈淺綠色。①反應停止后,瓶底的黑色固體為,判斷依據(jù)是。

②當觀察到現(xiàn)象,證明固體中含有碳酸鈣。

③證明固體中含有鐵粉的現(xiàn)象是。

(4)設計實驗方案證明固體混合物中含有鋁粉(可供選擇的試劑:氯化銅溶液、稀鹽酸、氫氧化鈉溶液)。實驗操作:

;

實驗現(xiàn)象:;

實驗結論:。

【解析】(1)發(fā)熱包中的生石灰與水反應生成氫氧化鈣,放出大量的熱,該反應的化學方程式是CaO+H2OCa(OH)2。(2)溶液變?yōu)榧t色,說明溶液顯堿性,證明固體中含有氫氧化鈣。(3)①發(fā)熱包中的活性炭是黑色固體,且不和稀鹽酸反應。②碳酸鈣和稀鹽酸反應生成氯化鈣、二氧化碳和水,二氧化碳能使澄清石灰水變渾濁。③溶液由無色變?yōu)闇\綠色,證明固體中含有鐵粉,因為鐵和稀鹽酸反應生成的氯化亞鐵在溶液中呈淺綠色。(4)實驗步驟:取適量固體混合物于試管中,加入足量氫氧化鈉溶液;實驗現(xiàn)象:固體部分溶解,產(chǎn)生氣泡;實驗結論:固體混合物中含有鋁。【答案】(1)CaO+H2OCa(OH)2(2)氫氧化鈣(3)①活性炭活性炭是黑色固體,且不與稀鹽酸反應②澄清石灰水變渾濁③溶液由無色變?yōu)闇\綠色(4)取適量固體混合物于試管中,加入足量氫氧化鈉溶液固體部分溶解,產(chǎn)生氣泡固體混合物中含有鋁粉此類題目主要考查反應前后混合物的組成分析,解答時可根據(jù)質(zhì)量守恒定律、題干信息和所學知識對物質(zhì)成分作出猜想,并利用各種物質(zhì)的性質(zhì)設計合適的實驗方案,選取適當?shù)脑噭┲鹨或炞C,從而得出正確的結論。探究混合物的成分時應注意以下幾點:1.考慮物質(zhì)的顏色、狀態(tài)、溶解性等物理性質(zhì)。2.物質(zhì)成分間是否發(fā)生反應(即能否共存),以及反應后生成的物質(zhì)。3.鑒別物質(zhì)中某成分時選擇的試劑對其他物質(zhì)的鑒別是否產(chǎn)生干擾。針對訓練1.(2021·四川遂寧)在第七十五屆聯(lián)合國大會上,中國提出努力爭取2060年前實現(xiàn)“碳中和”,實現(xiàn)二氧化碳的“零排放”?；瘜W興趣小組認為實驗室可用氫氧化鈉溶液吸收多余的二氧化碳,從而實現(xiàn)實驗室二氧化碳的“零排放”。小組同學對吸收后溶液中溶質(zhì)的成分產(chǎn)生興趣并進行探究?！咎岢鰡栴}】氫氧化鈉溶液吸收二氧化碳氣體后,溶液中溶質(zhì)的成分是什么?【查閱資料】(1)CO2與NaOH溶液反應會生成Na2CO3,當二氧化碳過量時,會繼續(xù)反應生成NaHCO3。(2)NaHCO3溶液呈弱堿性,一般不與CaCl2溶液反應,與稀鹽酸反應產(chǎn)生氣體。(3)CaCl2溶液呈中性。【作出猜想】猜想①:NaOH、Na2CO3;猜想②:Na2CO3;猜想③:Na2CO3、NaHCO3;猜想④:NaHCO3。【實驗與結論】實驗步驟實驗現(xiàn)象實驗結論步驟一:取少量待測液于試管中,加入CaCl2溶液產(chǎn)生白色沉淀猜想④不成立

步驟二:另取少量待測液于試管中,加入過量CaCl2溶液至不再產(chǎn)生沉淀,過濾,取少量濾液,向其中加入適量稀鹽酸無(填“有”或“無”)氣泡產(chǎn)生

猜想③不成立步驟三:另取步驟二的少量濾液,向其中滴入2~3滴無色酚酞試液試液變紅猜想①成立

寫出步驟一中反應的化學方程式:CaCl2+Na2CO3CaCO3↓+2NaCl。

【反思與交流】反應物的量不同,可能導致生成物的種類不同。2.菱鐵礦主要成分是碳酸亞鐵(FeCO3),是一種分布廣泛的礦物。某同學對碳酸亞鐵和氧氣充分反應后的固體成分進行了如下探究?！静殚嗁Y料】①FeCO3在空氣中加熱生成鐵的氧化物和二氧化碳。②FeO是一種黑色粉末,在空氣中加熱,能迅速被氧化成四氧化三鐵。③Fe3O4能與鹽酸反應生成氯化亞鐵、氯化鐵和水。④FeCl2能使高錳酸鉀溶液褪色,而FeCl3不能使高錳酸鉀溶液褪色。⑤向FeCl3溶液中滴加KSCN溶液,溶液變紅;向FeCl2溶液中滴加KSCN溶液,溶液不變紅?！静孪肱c假設】猜想1:固體成分是Fe2O3;猜想2:固體成分是Fe3O4;猜想3:固體成分是FeO。【活動與探究】利用如圖裝置進行實驗(加熱和固定裝置已略去,裝置氣密性良好)。打開彈簧夾K,通入氧氣,加熱FeCO3。當瓶中產(chǎn)生的沉淀不再增加時,停止加熱,繼續(xù)通入氧氣至玻璃管冷卻。取玻璃管里的少量固體于試管中,滴加過量稀鹽酸,微熱,固體完全溶解。將所得溶液分成甲、乙兩份進行實驗。實驗編號實驗步驟實驗現(xiàn)象a向甲溶液中滴加KSCN溶液溶液變紅色b向乙溶液中滴加高錳酸鉀溶液高錳酸鉀溶液不褪色【解釋與結論】(1)碳酸亞鐵(FeCO3)中鐵元素的質(zhì)量分數(shù)是48.3%(結果精確到0.1%)。

(2)在實驗前就可以判斷猜想3不成立,因為FeO在加熱時,能迅速被氧化成四氧化三鐵。

(3)由實驗a、b的現(xiàn)象可知,猜想1成立,則FeCO3與氧氣在加熱時反應的化學方程式為4FeCO3+O22Fe2O3+4CO2。

(4)實驗b的目的是檢驗溶液中是否含有氯化亞鐵。

(5)該同學反思后發(fā)現(xiàn),不做實驗a也能得出相同的結論。

【拓展與應用】(6)碳酸亞鐵可作為補血劑,可由FeSO4溶液與過量的NH4HCO3溶液反應制取,反應時需要控制溫度在35℃以下,其原因可能是溫度高于35℃時,NH4HCO3容易分解。

類型2無明顯現(xiàn)象實驗的探究(學用見P96~97)大部分化學反應是有明顯現(xiàn)象的,如鋅粒與稀鹽酸反應,但有少部分反應的過程中無明顯現(xiàn)象,初中化學主要考查酸堿中和反應、二氧化碳與水的反應及二氧化碳與氫氧化鈉的反應。此類問題主要針對反應物與生成物的檢驗,證明是否發(fā)生反應。典例(2021·南寧改編)在學習復分解反應發(fā)生的條件后,同學們利用已學知識,對稀鹽酸與下表中的四種化合物的溶液之間能否發(fā)生反應作出判斷,并進行實驗驗證:物質(zhì)氫氧化鈉溶液硫酸鈉溶液碳酸鉀溶液硝酸銀溶液實驗現(xiàn)象無明顯現(xiàn)象無明顯現(xiàn)象產(chǎn)生氣泡產(chǎn)生白色沉淀能否反應能反應不能反應能反應能反應【提出問題】對于上述無明顯現(xiàn)象的反應,如何設計實驗進行驗證?【設計實驗】為了驗證氫氧化鈉溶液與稀鹽酸能發(fā)生化學反應,小剛設計了如下實驗方案并進行實驗。實驗步驟實驗現(xiàn)象實驗結論①將氫氧化鈉溶液滴入盛有稀鹽酸的試管中,振蕩溶液呈無色稀鹽酸與氫氧化鈉溶液能發(fā)生化學反應②向步驟①所得無色溶液中滴加幾滴酚酞溶液溶液呈無色【分析討論】小剛設計的實驗方案(填“可行”或“不可行”),說明理由:。

【總結提升】通過以上實驗分析,對于無明顯現(xiàn)象的反應,驗證思路可以是(Ⅰ)驗證生成物是否存在。(Ⅱ)驗證是否消失。

【拓展遷移】(1)氫氧化鈉溶液與稀鹽酸反應的實質(zhì)是H+和OH-結合生成了H2O,寫出另一個符合該反應實質(zhì)的化學方程式:。

(2)將一定量的氫氧化鈉溶液與稀鹽酸混合,充分反應后所得溶液中溶質(zhì)成分可能有種情況,具體的溶質(zhì)組合情況分別是(填化學式)。

【解析】【分析討論】由于氫氧化鈉溶液顯堿性,加入酚酞會變?yōu)榧t色,但是加入稀鹽酸反應后,再加入酚酞溶液呈無色,說明不再含有氫氧化鈉,證明氫氧化鈉被消耗完,從而說明氫氧化鈉與鹽酸發(fā)生了反應?！究偨Y提升】通過以上實驗分析,對于無明顯現(xiàn)象的反應,驗證思路可以是(Ⅰ)驗證生成物是否存在。(Ⅱ)驗證反應物是否消失?！就卣惯w移】(1)硫酸與氫氧化鈉溶液反應生成硫酸鈉和水,屬于中和反應,反應方程式為2NaOH+H2SO4Na2SO4+2H2O。(2)氫氧化鈉與鹽酸反應生成氯化鈉和水,若兩者恰好完全反應,則溶液中的溶質(zhì)是氯化鈉;若氫氧化鈉過量,則溶液中的溶質(zhì)是氯化鈉和氫氧化鈉;若鹽酸過量,則溶液中的溶質(zhì)是氯化鈉和氯化氫?！敬鸢浮俊痉治鲇懻摗靠尚械渭臃犹芤汉笕芤喝匀粸闊o色,說明溶液中氫氧化鈉消失了,進而說明了氫氧化鈉與鹽酸發(fā)生了化學反應【總結提升】反應物【拓展遷移】(1)2NaOH+H2SO4Na2SO4+2H2O(合理即可)(2)3NaCl;NaCl、NaOH;NaCl、HCl針對訓練二氧化碳通入氫氧化鈉溶液中無明顯現(xiàn)象,對此同學們展開了如下探究?！咎岢鰡栴}】二氧化碳與氫氧化鈉能否發(fā)生反應?【查閱資料】常溫下,氫氧化鈉、碳酸鈉在乙醇中的溶解性如下表。溶劑乙醇溶質(zhì)氫氧化鈉碳酸鈉溶解性易溶難溶【方案設計】小明同學設計了如圖所示裝置進行探究?！緦嶒炋骄俊?1)①配制甲溶液:將一定質(zhì)量的氫氧化鈉固體加入盛有一定體積乙醇的燒杯中,用玻璃棒不斷攪拌,得到飽和氫氧化鈉的乙醇溶液。量取一定體積的乙醇時,需要的儀器是量筒和膠頭滴管,用玻璃棒攪拌的目的是加速溶解。

②配制乙溶液:將一定質(zhì)量的氫氧化鈉固體加入盛有一定體積75%的乙醇溶液的燒杯中,用玻璃棒不斷攪拌,得到不飽和氫氧化鈉的乙醇溶液。判斷甲、乙溶液形成的現(xiàn)象是甲溶液含有固體,乙溶液不含固體。

(2)按如圖所示裝置加入藥品后進行實驗。A中發(fā)生反應的化學方程式為2HCl+CaCO3CaCl2+H2O+CO2↑,B裝置的作用是除去二氧化碳中混有的氯化氫,C中觀察到的現(xiàn)象是溶液變渾濁。

【實驗結論】(3)由此小明得出二氧化碳與氫氧化鈉發(fā)生了化學反應,反應的化學方程式為2NaOH+CO2Na2CO3+H2O。

【反思交流】(4)小剛同學認為小明的實驗還不足以證明二氧化碳與氫氧化鈉發(fā)生了化學反應,還應補充的實驗是將二氧化碳通入乙醇溶液中,觀察現(xiàn)象。

(5)若將C中的甲溶液換成乙溶液進行實驗,C中可能無明顯現(xiàn)象發(fā)生,原因可能是碳酸鈉易溶于水。

類型3有關影響化學反應速率因素的探究(學用見P97~99)本類型試題主要探究某些因素對反應快慢的影響。①影響過氧化氫分解制氧氣快慢的主要因素:過氧化氫溶液的濃度、溫度、有無催化劑、催化劑的種類以及催化劑顆粒大小等。②影響金屬與酸反應快慢的主要因素:金屬的種類、金屬的純度、金屬顆粒的大小、酸的種類、酸的濃度、溫度、有無催化劑等。一般會設置多組對照實驗,解答時注意控制變量法的應用,然后通過反應過程的現(xiàn)象進行分析、比較、判斷,最終得出實驗結論等。典例化學實驗室常用二氧化錳催化過氧化氫溶液分解的方法制取氧氣。某興趣小組的同學查閱資料發(fā)現(xiàn),人體肝臟中的過氧化氫酶也能催化過氧化氫分解產(chǎn)生氧氣和水,但其催化效果受溫度影響較大;FeCl3也能催化過氧化氫分解。為比較過氧化氫酶和FeCl3催化效率的高低,該同學在28℃環(huán)境下進行了如下探究:(1)請你寫出用FeCl3溶液催化過氧化氫溶液分解的化學方程式:。

【提出問題】過氧化氫酶和FeCl3哪個催化效率更高?【猜想與假設】。

【實驗材料】適宜濃度的FeCl3溶液,適宜濃度的新鮮豬肝研磨液(含有過氧化氫酶),適宜濃度的過氧化氫溶液等。【實驗步驟】①取2支潔凈的試管,編號為1、2,分別注入3mL適宜濃度的過氧化氫溶液;②向1號試管內(nèi)滴入2滴適宜濃度的FeCl3溶液,向2號試管內(nèi);

③觀察并記錄兩支試管產(chǎn)生氣泡的情況?！绢A測實驗結果】請寫出一種可能的實驗結果:。

(2)該組同學又完成了“探究溫度對豬肝研磨液和FeCl3催化效率的影響”實驗,實驗結果如圖1所示。圖中代表豬肝研磨液催化效率的曲線是(填“甲”或“乙”)。

【拓展延伸】同學們在老師的指導下設計實驗繼續(xù)探究。向兩支試管中分別加入等質(zhì)量、不同濃度的H2O2溶液,再加入等質(zhì)量、等濃度的FeCl3溶液,分別用氣壓傳感器測定兩支試管中氣體壓強的變化曲線,如圖2、圖3所示。請你思考:(3)為保證實驗的準確性,請你設計向兩支試管中加入FeCl3溶液的具體方法:

。

(4)圖3中前100s壓強變化不大的原因是

。

(5)請你從曲線中總結出FeCl3溶液對H2O2溶液分解影響的兩條規(guī)律性結論:、。

【解析】(1)過氧化氫在FeCl3溶液作催化劑的條件下分解生成水和氧氣,化學方程式為2H2O22H2O+O2↑?！緦嶒灢襟E】在對比實驗中,要注意控制變量,應向2號試管中滴加相同量的豬肝研磨液。(2)題圖1中代表豬肝研磨液催化效率的曲線是乙,因為過氧化氫酶的活性受溫度影響較大。(3)為保證實驗的準確性,可以分別用注射器吸取等量、等濃度的FeCl3溶液同時注入兩支試管中。(4)FeCl3溶液沒有和H2O2溶液充分混合,H2O2分解速率較慢,故前100s氣體壓強變化不大。(5)根據(jù)曲線可以看出,FeCl3溶液能加快H2O2溶液的分解;FeCl3溶液對濃度較大的H2O2溶液分解促進效果更好?！敬鸢浮?1)2H2O22H2O+O2↑【猜想與假設】過氧化氫酶的催化效率更高【實驗步驟】滴入2滴適宜濃度的新鮮豬肝研磨液【預測實驗結果】2號試管內(nèi)產(chǎn)生氣泡的速度比1號試管快(2)乙(3)分別用注射器吸取等量、等濃度的FeCl3溶液,同時注入兩支試管中(4)FeCl3溶液沒有和H2O2溶液充分混合,H2O2分解速率較慢(5)FeCl3溶液能加快H2O2溶液的分解FeCl3溶液對濃度較大的H2O2溶液的分解促進效果更好影響化學反應速率的因素可分為內(nèi)因和外因兩種,內(nèi)因包括反應物的種類、濃度與反應物間的接觸面積,外因包括溫度、催化劑(是否使用催化劑、催化劑的種類、質(zhì)量、顆粒大小等),對于有氣體參加的反應還得考慮氣體壓強。設計實驗時,注意對照實驗或控制變量法的使用,實驗流程包括明確實驗目的、選擇實驗藥品和儀器、實驗預測、設計實驗方案、觀察實驗現(xiàn)象、得出實驗結論這幾個步驟。針對訓練1.某小組為探究二氧化碳產(chǎn)生快慢與哪些因素有關,在老師的指導下進行如下探究。老師提供的藥品:塊狀和粉末狀大理石、5%和10%稀鹽酸、10%稀硫酸?！咎岢鰡栴}】影響產(chǎn)生二氧化碳快慢的因素有哪些?【作出猜想】甲同學:與酸的種類有關;乙同學:與酸的濃度有關;丙同學:與大理石顆粒大小有關;丁同學:與溫度有關。

【設計實驗】同學們?yōu)榱蓑炞C自己的猜想,按照如下實驗方案進行實驗并測得數(shù)據(jù)。序號a大理石顆粒酸的種類酸的濃度/%收集50mL氣體時間/s①20塊狀稀鹽酸556②20塊狀稀鹽酸1042③30塊狀稀鹽酸1031④20塊狀稀硫酸10-⑤20粉末狀稀鹽酸10b(1)寫出稀鹽酸與大理石反應的化學方程式:2HCl+CaCO3CaCl2+H2O+CO2↑。

(2)對比實驗①②,得出的實驗結論為其他條件相同時,稀鹽酸濃度越大,反應速率越快。

(3)如果要驗證大理石顆粒大小對反應速率的影響,可選擇實驗②⑤作對比,b的數(shù)據(jù)可能是C(填字母序號)。

A.42 B.48 C.28 D.58(4)如果要驗證丁同學的猜想,可選擇實驗②③作對比。

2.理科實驗操作考試中,小明同學在做鋁和稀鹽酸反應時無意中加入了幾滴硫酸銅溶液,發(fā)現(xiàn)鋁片表面產(chǎn)生氣泡的速率明顯加快,對此他產(chǎn)生了興趣?！咎岢鰡栴}】硫酸銅溶液是不是該反應的催化劑?硫酸銅溶液的體積對該實驗有影響嗎?【設計并實驗】室溫下,小明將過量、表面積相同且已打磨過的鋁片分別加入6份30mL10%的稀鹽酸中,并在每份中加入不同體積的飽和硫酸銅溶液,記錄獲得相同體積氫氣的時間,從而確定產(chǎn)生氫氣的速率?；旌先芤壕幪?23456飽和硫酸銅溶液/mL00.52.551020水/mL2019.517.5V100(1)上述表格中V=15。

(2)寫出鋁和稀鹽酸反應的化學方程式:2Al+6HCl2AlCl3+3H2↑。

(3)定量收集氫氣可選用圖c(填字母序號)裝置。

【實驗現(xiàn)象】隨著飽和硫酸銅溶液體積的增加,產(chǎn)生氣泡的速率先加快后明顯減慢,且鋁片表面附著的紅色物質(zhì)逐漸增多?！窘Y論與解釋】(4)隨著飽和硫酸銅溶液體積的增加,反應速率明顯變慢,原因可能是部分鋁和飽和硫酸銅溶液發(fā)生了置換反應。

(5)根據(jù)實驗現(xiàn)象,小明認為硫酸銅溶液不是此反應的催化劑,其原因是硫酸銅和鋁發(fā)生了反應。

【實驗反思】加快鋁和稀鹽酸反應速率還可以采取的措施是升高溫度(或增大稀鹽酸的濃度,合理即可)(寫出1點即可)。

【實驗拓展】根據(jù)上述實驗,小明認為是鹽中的金屬離子影響了鋁和稀鹽酸的反應速率。為了研究不同金屬離子對反應速率的影響,小明同學繼續(xù)實驗,取過量、表面積相同的鋁片和30mL10%的稀鹽酸混合后加入不同的鹽溶液,實驗現(xiàn)象如下(加號越多,代表反應速率越快)。實驗編號12345加入試劑0.5mL水5%的NaCl溶液5%的Mg(NO3)2溶液5%的FeSO4溶液5%的CuSO4溶液產(chǎn)生氣泡速率++++++++(6)上表中,用水進行實驗的目的是進行對照。

(7)上述實驗設計存在缺陷,該缺陷是鋁片表面未經(jīng)打磨且所用鹽溶液中的陰離子不同;改進實驗后,仍符合上表中的實驗現(xiàn)象,可得到的結論是①Na+、Mg2+對鋁和稀鹽酸的反應速率無影響;②Fe2+、Cu2+能加快鋁和稀鹽酸的反應速率,且Cu2+加快反應速率的效果更明顯。

類型4有關“條件類”問題的探究(學用見P99~100)大多數(shù)化學反應都需要在一定條件下才能發(fā)生,如①燃燒的條件:可燃物、達到著火點、與氧氣接觸。②鐵銹蝕的條件:與氧氣和水同時接觸。此類試題通常設置對照實驗,根據(jù)不同的反應現(xiàn)象判斷發(fā)生反應的條件。對于有多因素的問題可以通過控制變量設計實驗。典例某化學興趣小組探究“燃燒的條件”實驗時改進了課本中的圖甲實驗。如圖乙所示,將白磷和紅磷分裝于Y形試管的2個支管中,管口系牢小氣球,將2個支管同時伸入相同深度的熱水中?！静殚嗁Y料】①白磷的著火點為40℃,紅磷的著火點為240℃。②磷燃燒產(chǎn)生的白煙會刺激人的呼吸道?！緦嶒炋骄俊吭撔〗M以圖甲所示裝置探究燃燒的條件。(1)能說明白磷的著火點比紅磷的著火點低的實驗現(xiàn)象為(填序號);現(xiàn)象①③說明物質(zhì)燃燒需要的條件是。

(2)燒杯中水的作用:一方面,另一方面。

該小組繼續(xù)用圖乙所示裝置進行了實驗探究。(3)化學實驗要遵循綠色化學的原則。該裝置的管口系牢小氣球,其作用是,符合實驗綠色化。

【現(xiàn)象與結論】(4)圖乙裝置中能燃燒的是(填“a”“b”或“c”),寫出燃燒反應的化學方程式:;該處燃著的磷會很快熄滅,原因可能是(填字母序號)。

A.溫度降低B.氧氣耗盡C.試管內(nèi)產(chǎn)生了二氧化碳氣體D.著火點升高【拓展應用】(5)實驗室里物質(zhì)的保存方法與物質(zhì)的性質(zhì)有關,則白磷保存的方法是。

【解析】(1)①和②都與氧氣接觸,并且溫度都是80℃,但是只有白磷燃燒,因此可以證明白磷的著火點比紅磷的著火點低;①和③可燃物都是白磷,溫度都是80℃,但是一個與氧氣接觸,另一個不接觸氧氣,所以物質(zhì)燃燒需要的條件是與氧氣接觸。(2)熱水升溫穩(wěn)定,為達到可燃物著火點提供能量,另外可以隔絕空氣或氧氣,保證水中可燃物不與氧氣接觸。(3)磷燃燒產(chǎn)生的白煙會刺激人的呼吸道,因此不能直接排放,密封的小氣球可以避免生成物排放到空氣中,造成污染。(4)a滿足可燃物與氧氣接觸,達到了白磷的著火點,b是可燃物與氧氣接觸,沒有達到紅磷的著火點,c沒有與氧氣接觸,所以a燃燒;白磷和氧氣在點燃條件下反應的化學方程式為4P+5O22P2O5;裝置是密封的,氧氣被消耗完畢后,內(nèi)部沒有氧氣,不足以支持燃燒。(5)白磷接觸氧氣后,在較低溫度下就可以發(fā)生燃燒,因此需要密封保存在冷水中。【答案】(1)①②與氧氣接觸(2)提供熱量,使銅片上的白磷達到著火點使水中的白磷隔絕空氣(氧氣)(3)防止磷燃燒生成的五氧化二磷進入空氣,污染空氣(4)a4P+5O22P2O5B(5)密封保存在冷水中針對訓練某化學課外興趣小組對鐵的銹蝕條件進行了如下探究?！咎骄?】鐵銹蝕的條件。實驗①②③現(xiàn)象放置一周無明顯變化無明顯變化鐵釘表面出現(xiàn)紅色物質(zhì)放置兩周鐵釘表面出現(xiàn)紅色物質(zhì)無明顯變化鐵釘表面紅色物質(zhì)增多【提出問題】為什么①中“油封”一段時間后鐵絲表面出現(xiàn)了紅色物質(zhì)?【探究2】“油封”對水中溶解氧含量的影響。實驗1:將蒸餾水煮沸后迅速冷卻至12℃,取等體積水樣于兩個燒杯中,其中一個燒杯加5mL花生油進行“油封”,用溶解氧傳感器測定兩個水樣中溶解氧含量。實驗2:實驗操作與實驗1相同,實驗條件中溫度改為19℃,花生油改用煤油。溶解氧含量/(mg·L-1)時間/h02612243648實驗1①未油封2.424.756.448.4510.1010.4310.51②油封2.433.024.284.816.477.207.98實驗2③未油封1.953.796.237.988.989.099.08④油封1.933.425.377.118.268.248.22已知:12℃時未煮沸的蒸餾水中溶解氧含量為10.68mg·L-1,19℃時為9.10mg·L-1。【解釋與結論】(1)探究1中,對比②③(填序號),可得出鐵銹蝕需要與水接觸。

(2)探究2中,對比花生油和煤油,進行“油封”時,效果較好的是花生油。

(3)0h時,實驗2的溶解氧含量低于實驗1,其原因可能是實驗2溫度高于實驗1。

(4)由實驗得出的結論是B(填字母序號)。

A.“油封”的方式能隔絕氧氣在水中的溶解B.通過加熱煮沸并冷卻,可以明顯降低水中含氧量【反思與評價】(5)探究1實驗①中,放置兩周后鐵釘依然出現(xiàn)銹蝕的原因是氧氣能通過油層傳遞擴散溶解到水里,使鐵釘銹蝕。

(6)生活中常用在金屬表面涂油的方式“防生銹”,其主要原因是隔絕水。

類型5有關金屬化學性質(zhì)的探究(學用見P100~102)初中化學對于金屬化學性質(zhì)的探究通?？疾榻饘倥c氧氣、酸、可溶性鹽的反應及金屬活動性順序。該類試題的設置一般給定情境,考查考生的歸納、猜想、判斷能力。此類題目要求考生熟知常見金屬反應的化學方程式、反應現(xiàn)象。解決金屬活動性相關試題可以采用間接比較法和直接比較法。典例興趣小組同學在做金屬化學性質(zhì)實驗時,發(fā)現(xiàn)銅片與不同濃度的硫酸溶液接觸時現(xiàn)象不相同,如圖,請你與他們一起探究(所用銅片大小、種類相同,溶液均為硫酸溶液)。【實驗現(xiàn)象】①②③④無明顯現(xiàn)象;⑤銅片溶解,溶液變藍并生成有刺激性氣味的氣體。(1)以上實驗中,欲得出“升高溫度可使銅與硫酸反應”需對比的實驗是(填序號)。

【提出問題】刺激性氣體是什么?【查閱資料】HCl、NH3、SO2均有刺激性氣味且污染空氣;SO2化學性質(zhì)與CO2相似,但SO2具有漂白性,能使紅色的品紅溶液褪色,HCl、NH3不行?！静孪爰僭O】甲同學:HCl;乙同學:NH3;丙同學:H2;丁同學:。

【實驗與結論】(2)大家認為甲、乙同學的猜想不合理,理由是。丙同學的猜想也不合理,理由是。

(3)丁同學設計如圖實驗,將生成的氣體通入A、B裝置。A中觀察到的現(xiàn)象是紫色石蕊溶液變紅;B中觀察到的現(xiàn)象是。結論:丁同學猜想正確。

【反思評價】(4)同學們認為丁同學實驗有不足之處,請你改進:。

【拓展延伸】(5)根據(jù)結論,寫出實驗⑤的化學方程式:。

(6)實驗⑤反應停止后,所得溶液里(填“有”或“沒有”)溶質(zhì)硫酸,理由是

。

【解析】(1)要想得出“升高溫度可使銅與硫酸反應”需要注意控制溫度為唯一變量,應對比實驗③和⑤?！静孪爰僭O】該反應的反應物是銅和濃硫酸,由質(zhì)量守恒定律可推知,該刺激性氣體可能是SO2。(2)由質(zhì)量守恒定律可知,化學反應前后元素的種類不變,反應物中沒有氮元素與氯元素,該氣體不可能是氨氣或氯化氫氣體。氫氣沒有氣味,丙同學的猜想也不合理。(3)由題意可知,丁同學猜想正確,則該氣體是SO2,SO2具有漂白性,能使紅色的品紅溶液褪色。(4)SO2是一種有毒氣體,不能直接排放到空氣中,否則會造成空氣污染,故應在B裝置的后面增加盛有氫氧化鈉溶液的裝置或用氣球回收過量的有害氣體。(5)銅和濃硫酸在加熱的條件下反應生成硫酸銅、水和二氧化硫氣體,化學方程式為Cu+2H2SO4(濃)CuSO4+2H2O+SO2↑?！敬鸢浮?1)③⑤【猜想假設】SO2(2)不遵循質(zhì)量守恒定律(或反應前沒有氮元素與氯元素)氫氣沒有氣味(3)品紅溶液褪色(4)在B裝置后增加盛有氫氧化鈉溶液的裝置(或用氣球回收過量的有害氣體)(5)Cu+2H2SO4(濃)CuSO4+2H2O+SO2↑(6)有由實驗④可知,硫酸的濃度為50%時就不能與銅繼續(xù)反應,所以反應停止后溶液中仍含有溶質(zhì)硫酸進行金屬化學性質(zhì)的探究實驗時需注意以下幾點:1.實驗前金屬必須經(jīng)過打磨。2.做金屬與酸的反應時,一般用稀鹽酸或稀硫酸,不用濃鹽酸、濃硫酸或硝酸。3.做金屬與鹽溶液的反應時,鹽必須可溶于水。4.并不是所有排在前面的金屬都能把排在其后面的金屬從鹽溶液中置換出來,如鉀、鈣、鈉。5.在比較金屬活動性時,需要注意控制變量法的應用,如酸溶液的溫度、濃度、體積和金屬的形狀、表面積等需保持一致。針對訓練1.在一支試管中放入一小段鎂條(已打磨除去氧化膜),再向試管中加入一定量的鹽酸,鎂條表面有氣泡產(chǎn)生,該反應的化學方程式是Mg+2HClMgCl2+H2↑。

【發(fā)現(xiàn)問題】為了再次觀察上述實驗現(xiàn)象,小林同學用較長的鎂條重做上述實驗,但發(fā)現(xiàn)了異常現(xiàn)象,試管中出現(xiàn)了白色沉淀。【實驗驗證1】小林同學針對兩次實驗的不同結果,設計對比實驗方案,探究出現(xiàn)異?，F(xiàn)象的原因。試管(盛有同體積、同濃度的鹽酸)①②③④鎂條長度/cm1234相同的實驗現(xiàn)象(省略題干現(xiàn)象)快速反應,試管發(fā)熱,鎂條全部消失沉淀量差異(恢復至20℃)無少量較多很多【得出結論】鎂條與鹽酸反應產(chǎn)生的白色沉淀與鎂條長度有關。

【追問】白色沉淀是什么物質(zhì)?【查閱資料】①20℃時,100g水中最多能溶解氯化鎂54.8g。②鎂能與熱水反應產(chǎn)生一種堿和氫氣。③氯化銀既不溶于水也不溶于稀硝酸?！咀鞒霾孪搿坎孪胍?鎂;猜想二:氯化鎂;猜想三:氫氧化鎂,猜想的依據(jù)是Mg+2H2OMg(OH)2↓+H2↑(用化學方程式表示)。

【實驗驗證2】將白色沉淀洗滌干凈,分別取少量沉淀于A、B、C試管中,進行如下實驗。試管操作現(xiàn)象結論A加入足量鹽酸沒有氣泡產(chǎn)生,白色沉淀消失

猜想一錯誤,但這種白色沉淀能溶于鹽酸B加入足量水白色沉淀不消失

猜想二錯誤C加入適量稀硝酸白色沉淀消失原白色沉淀中含有的離子是Mg2+、Cl-

繼續(xù)滴加幾滴硝酸銀溶液出現(xiàn)大量白色沉淀【拓展延伸】足量鎂與鹽酸反應過程中,溶液會經(jīng)歷從酸性到堿性并且堿性逐漸增強的過程,從而促使白色堿式氯化鎂的生成。2.“鋁熱反應”指鋁和氧化鐵的反應:2Al+Fe2O3Al2O3+2Fe,常用于焊接鐵軌。如圖所示,此過程為引燃鎂帶,漏斗內(nèi)物質(zhì)熔化,大量熔融物落下焊接。(1)“鋁熱反應”說明鋁的金屬活動性比鐵的強。

(2)某學習興趣小組對所得熔融物的成分進行了探究?！静殚嗁Y料】①鋁能和氫氧化鈉溶液反應產(chǎn)生偏鋁酸鈉(NaAlO2)和氫氣。②鐵可以被磁鐵吸引,鋁不能被磁鐵吸引?！咀鞒霾孪搿俊颁X熱反應”所得到的熔融物中的金屬成分:猜想一:鐵;猜想二:鐵和鋁的混合物?！具M行實驗】同學們設計以下實驗方案驗證猜想。實驗步驟實驗現(xiàn)象實驗結論取少量冷卻后的熔融物于石棉網(wǎng)上,用磁鐵吸引熔融物能夠被吸引猜想二正確取少量冷卻后的熔融物于試管中,加入NaOH溶液

熔融物部分溶解,有氣泡產(chǎn)生

請寫出鋁與氫氧化鈉溶液反應的化學方程式:2Al+2NaOH+2H2O2NaAlO2+3H2↑。

3.實驗課上,老師分析金屬與鹽溶液的反應時指出,在金屬活動性順序里,位于前面的金屬能把位于后面的金屬從它的鹽溶液中置換出來,但鉀、鈣、鈉等除外。小明很好奇,于是做了金屬鈉與硫酸銅溶液反應的實驗。【進行實驗】取一塊綠豆大小的金屬鈉,放入盛有20mL硫酸銅溶液的燒杯中,發(fā)現(xiàn)金屬鈉浮在液面上不停打轉,產(chǎn)生大量氣體,燒杯發(fā)燙,溶液中出現(xiàn)了藍色絮狀沉淀,并沒有出現(xiàn)紫紅色的銅,一段時間后,部分沉淀逐漸變黑。【提出問題】金屬鈉與硫酸銅溶液反應后的產(chǎn)物是什么?【查閱資料】①鈉能與水反應生成一種堿,同時放出氣體。②氫氧化銅受熱至60~80℃時變暗,溫度過高時分解為相應的金屬氧化物和水?！咎骄?】探究生成的氣體是什么?小明將上述金屬鈉與硫酸銅溶液放入錐形瓶中,立即塞上帶導管的單孔塞,將導管通入肥皂水中,將燃著的木條靠近飄起的肥皂泡,有爆鳴聲。說明生成的氣體是氫氣,點燃該氣體前一定要先檢驗純度。

【探究2】探究沉淀的成分是什么?【猜想與假設】沉淀中有Cu(OH)2和CuO,可能還有Cu。

【實驗驗證】實驗步驟實驗現(xiàn)象結論將錐形瓶內(nèi)反應后的物質(zhì)過濾,向濾出的固體中加入足量的稀硫酸

固體全部溶解,溶液變成藍色

沉淀中沒有Cu【實驗結論】通過實驗,小明同學得出結論:鈉加入硫酸銅溶液中會先與水反應,生成物再與硫酸銅反應生成氫氧化銅。寫出相關化學方程式:2Na+2H2O2NaOH+H2↑,2NaOH+CuSO4Cu(OH)2↓+Na2SO4。

【反思與交流】出現(xiàn)黑色物質(zhì)的可能原因是鈉和水反應放出大量的熱,氫氧化銅受熱分解生成黑色的氧化銅。

類型6有關酸、堿、鹽性質(zhì)的探究(學用見P102~104)安徽省中考主要考查酸、堿及碳酸鹽的化學性質(zhì)。解答此類問題的關鍵是熟悉常見物質(zhì)之間的反應現(xiàn)象、常見物質(zhì)的性質(zhì),并能推測同類物質(zhì)的性質(zhì),以及熟知驗證無明顯現(xiàn)象的反應的方法:指示劑法、pH值法、溫度變化、壓強變化等。典例(2021·山東菏澤)某化學興趣小組為驗證硫酸的部分化學性質(zhì),使用氫氧化鈉、碳酸鈉、金屬鋁和另外一種不同類別的物質(zhì)A進行了相關實驗。(1)實驗時觀察到稀硫酸與A反應有藍色溶液生成,則A物質(zhì)是。

(2)稀硫酸與氫氧化鈉溶液反應時沒有明顯現(xiàn)象,為了證明二者發(fā)生了反應,該組同學設計了如圖一所示實驗,傳感器測定的pH和溫度隨溶液質(zhì)量變化的情況見圖二、圖三,則B溶液是溶液,圖三中的M與圖二中X、Y、Z中的數(shù)值相等。

(3)該化學興趣小組又做了如圖所示實驗:【提出問題】②號試管中無色溶液的溶質(zhì)是什么?【作出猜想】猜想一:硫酸鈉;猜想二:硫酸鈉、硫酸;猜想三:。

【實驗驗證】該小組同學用試管取適量②號試管中的無色溶液,加入一種試劑后,根據(jù)產(chǎn)生的現(xiàn)象推斷出了②號試管中溶質(zhì)的成分,該試劑是。

【質(zhì)疑反思】甲同學認為猜想三不能成立,因為①②號試管中溶液混合后燒杯中沒有藍色沉淀生成。乙同學則認為猜想三是可以成立的,理由是

。

【解析】(1)實驗時觀察到稀硫酸與A反應有藍色溶液生成,故A物質(zhì)是氧化銅,因為氧化銅屬于氧化物,能和稀硫酸反應生成硫酸銅和水。(2)B溶液是稀硫酸,是因為溶液pH由大于7逐漸減小;題圖三中的M與題圖二中的Y數(shù)值相等,因為M、Y點都是稀硫酸和氫氧化鈉恰好完全反應。(3)【作出猜想】猜想一:恰好完全反應時,溶質(zhì)是硫酸鈉;猜想二:硫酸過量時,溶質(zhì)是硫酸鈉、硫酸;猜想三:氫氧化鈉過量時,溶質(zhì)是硫酸鈉、氫氧化鈉。【實驗驗證】由題意可知,該試劑是紫色石蕊試液,因為中性溶液不能使紫色石蕊試液變色,堿性溶液能使紫色石蕊試液變藍色,酸性溶液能使紫色石蕊試液變紅色?！举|(zhì)疑反思】乙同學認為猜想三是可以成立的,理由是如果①號試管中稀硫酸過量,混合后,會與②號試管中的氫氧化鈉反應,如果氫氧化鈉完全反應,則不會產(chǎn)生氫氧化銅沉淀?！敬鸢浮?1)CuO(2)稀硫酸Y【作出猜想】硫酸鈉、氫氧化鈉【實驗驗證】紫色石蕊試液【質(zhì)疑反思】如果①號試管中稀硫酸過量,則混合后,氫氧化鈉先與稀硫酸反應生成硫酸鈉和水,也不會產(chǎn)生藍色沉淀酸、堿、鹽這幾類物質(zhì)能夠相互發(fā)生反應,且有的反應現(xiàn)象十分明顯,如生成氣體或沉淀,有的卻幾乎觀察不到變化。解答此類問題需要掌握各類物質(zhì)的性質(zhì)及不同物質(zhì)反應的實驗現(xiàn)象,以此來判斷反應是否發(fā)生以及是何種反應物。針對訓練1.實驗室常用氫氧化鈉溶液來吸收CO2,石灰水也能與CO2反應?！咎岢鰡栴}】實驗室可否用石灰水來吸收CO2呢?化學興趣小組的同學對此展開探究?！咀鞒霾孪搿啃∶?可用飽和石灰水吸收CO2;小亮:不可用飽和石灰水吸收CO2。小明提出猜想的理由是氫氧化鈣與CO2反應。小亮提出猜想的理由是氫氧化鈣溶液中溶質(zhì)的含量低,因為氫氧化鈣微溶于水。

為了驗證他們的觀點,同學們設計了如圖1所示實驗裝置并用數(shù)字傳感器記錄數(shù)據(jù)?！具M行實驗】①連接儀器,檢查裝置氣密性。

②按要求裝入藥品。夾緊K1、K2,打開壓強傳感器,繪制初始波形圖至a點(圖2)。③打開K1,向裝置中注入50mL飽和石灰水,完畢后再微微振蕩裝置。④等曲線平衡后,打開K2,向裝置中注入50mL氫氧化鈉溶液,記錄波形圖?！痉治雠c結論】(1)ab段壓強增大的原因是加入飽和石灰水對瓶內(nèi)氣體產(chǎn)生擠壓。

(2)注入氫氧化鈉溶液發(fā)生反應的化學方程式為2NaOH+CO2Na2CO3+H2O。

(3)通過a、c兩點的比較,說明小明的猜想不成立。通過數(shù)字化實驗,同學們明白了實驗室不能用石灰水來吸收CO2。

【交流與評價】(4)實驗中最好用氫氧化鈉飽和(填“飽和”或“不飽和”)溶液。

(5)小燕認為de段壓強明顯減小的原因也可能是CO2溶于水造成的,請分析整個波形圖,說說你的觀點:水對實驗影響不大,石灰水中也含有水,而最終吸收氣體的體積小于石灰水的體積。

(6)若在波形圖上出現(xiàn)e后,再微微振蕩裝置,波形圖會繼續(xù)下降,理由是氫氧化鈉溶液充分吸收了剩余的CO2。

2.某校九年級“我們愛化學”活動小組的同學,在老師的指導下對稀硝酸的性質(zhì)進行了實驗探究?！緦嶒炘O計】①將紫色石蕊溶液滴入稀硝酸中,預計紫色石蕊溶液由紫色變?yōu)榧t色;②將銅片加入稀硝酸中,觀察現(xiàn)象。

【實驗驗證】同學們按上述設計進行了實驗,卻發(fā)現(xiàn)紫色石蕊溶液變色后一會兒即褪去,銅片投入稀硝酸后,有氣泡冒出,產(chǎn)生無色氣體X,無色氣體X遇空氣變成紅棕色有刺激性氣味的氣體?！咎岢鰡栴}】①紫色石蕊溶液變色后為何會褪色?②上述產(chǎn)生的無色氣體X是什么?硝酸具有哪些特性?【查閱資料】Ⅰ.硝酸具有強氧化性,可與Cu、Zn等多種金屬反應生成相應的硝酸鹽,但不會生成H2。Ⅱ.某些氣態(tài)含氮物質(zhì)的物理性質(zhì)如下表所示:物質(zhì)N2NH3NONO2顏色無色無色無色紅棕色溶解性不溶于水極易溶于水不溶于水可溶于水【猜想與分析】(1)小強同學認為紫色石蕊溶液變色后又褪色是由于試管不干凈,含有其他雜質(zhì)造成的,要證明小強的觀點,應進行的操作是換一支干凈的試管重新進行實驗。

(2)大家一致認為紅棕色氣體是NO2,但對于無色氣體X及變化的原因有不同的觀點。①小華同學認為氣體X是N2,但遭到大家的一致反對,理由是氮氣常溫下化學性質(zhì)穩(wěn)定,不會與空氣中的成分反應產(chǎn)生紅棕色氣體。

②小明同學認為氣體X是NH3,也遭到大家的一致反對,理由是氨氣極易溶于水且可與酸反應,生成銨鹽,不會逸出。

③經(jīng)討論,最終大家達成了氣體X是NO的共識。NO遇到空氣中的氧氣生成NO2的化學方程式為2NO+O22NO2。

【表達交流】根據(jù)探究結果,請分析稀鹽酸和銅不反應,而稀硝酸卻能和銅反應的原因:硝酸具有強氧化性。

【反思拓展】將銅片加入足量的濃硝酸中,發(fā)現(xiàn)反應后所得溶液呈綠色?；顒有〗M的同學查閱資料得知,這是由于生成的紅棕色NO2溶解在溶液中引起的,請設計一個簡單的實驗證明:取適量該溶液于試管中,加熱,觀察到有紅棕色氣體產(chǎn)生,溶液變?yōu)樗{色,說明溶液呈綠色是由生成的紅棕色NO2溶解在溶液中引起的。

類型7有關實驗異?，F(xiàn)象的探究(學用見P104~107)化學實驗中可能會出現(xiàn)與所探究目的不一樣的現(xiàn)象。此類題目一般考查導致異?，F(xiàn)象的因素或異?，F(xiàn)象的結果。解決此類問題要根據(jù)已有知識作出合理的猜想,假設所有符合實際的可能因素或結果,并設計實驗進行驗證。典例某研究性學習小組在驗證“堿使酚酞試液變紅”的實驗時,發(fā)現(xiàn)一個異?，F(xiàn)象:將酚酞試液滴入某NaOH溶液中,溶液變成了紅色,可是過一會兒紅色卻消失了。【提出問題】是什么原因?qū)е碌斡蟹犹囈旱腘aOH溶液由紅色褪為無色?【猜想與假設】他們分別對這種異?，F(xiàn)象作出如下猜想:甲同學:可能是酚酞試液與O2發(fā)生了反應;乙同學:可能是NaOH溶液與空氣中的CO2發(fā)生了反應;丙同學:可能與NaOH溶液濃度大小有關;你認為可能還與有關(寫出1條即可)。

【設計實驗】三位同學分別設計實驗驗證自己的猜想:(1)甲同學設計了如下實驗,請你填寫下表。實驗步驟設計這一步驟的目的實驗現(xiàn)象實驗結論①將NaOH溶液加熱煮沸

溶液變紅,過一會兒紅色消失甲同學猜想(填“正確”或“不正確”)

②向冷卻后的溶液中滴入酚酞試液,并滴一些植物油在其上方

(2)乙同學設計如圖1裝置進行實驗,一段時間后,試管中溶液的紅色褪去,于是認定自己的猜想正確。請寫出CO2與NaOH溶液反應的化學方程式:。甲同學認為乙同學的實驗不夠嚴謹,理由是。

(3)丙同學使用了色度傳感器測溶液的顏色。他在a、b、c三個比色皿中分別加入等量5%、10%、20%的NaOH溶液,然后各滴加2滴酚酞試液。溶液顏色的變化曲線如圖2[說明:溶液無色時色度值(透過率)為100%]。請你觀察圖2回答問題。①寫出兩條規(guī)律性結論:;。

②推測5%的NaOH溶液滴加2滴酚酞試液后褪為無色的時間約為(填字母序號)。

A.小于30sB.30~90sC.90~140sD.140~180s E.180~280s F.大于280s【解析】【猜想與假設】除了題中猜想外,還可考慮滴入酚酞試液的多少、滴入酚酞試液的濃度大小以及氫氧化鈉溶液中含有的雜質(zhì)等因素。(1)將NaOH溶液加熱煮沸是為了除去氫氧化鈉溶液中溶解的氧氣;向冷卻后的溶液中滴入酚酞試液,并滴一些植物油在其上方能隔絕氧氣。由實驗現(xiàn)象可知,甲同學猜想不正確。(2)CO2與NaOH反應生成碳酸鈉和水,化學方程式為2NaOH+CO2Na2CO3+H2O;二氧化碳中可能混有氯化氫氣體,氫氧化鈉會與氯化氫發(fā)生反應,試管中溶液的紅色也能褪去。(3)①由題圖2可以得出:氫氧化鈉溶液的濃度越大,酚酞試液變紅后褪色越快;氫氧化鈉溶液的濃度越大,起始顏色越深。②由題圖2可看出,5%的NaOH溶液滴加2滴酚酞試液后140s內(nèi)色度從85%升高至約92%,那么從92%升高至100%,所需時間要大于140s。【答案】【猜想與假設】滴入酚酞試液的多少(或滴入酚酞試液的濃度大小或氫氧化鈉溶液中含有雜質(zhì),合理即可)(1)除去NaOH溶液中溶解的氧氣隔絕氧氣不正確(2)2NaOH+CO2Na2CO3+H2O若制取的二氧化碳氣體中混有氯化氫氣體,試管中溶液的紅色也能褪去(3)①NaOH溶液的濃度越大,酚酞試液變紅后褪色越快NaOH溶液的濃度越大,起始顏色越深②F探究實驗中產(chǎn)生異?，F(xiàn)象的原因可從以下角度分析:1.反應物本身2.生成物本身3.反應條件是否需要加熱4.反應伴隨現(xiàn)象:主要是熱現(xiàn)象。5.環(huán)境:周圍環(huán)境的差異(溫度、物質(zhì)等)、環(huán)境中某些物質(zhì)是否參與了反應。針對訓練1.為研究鋁和銅的金屬活動性,某研究小組進行如下探究。(1)小明設計的實驗方案:將打磨好的鋁片和銅片分別放入稀鹽酸中,觀察反應現(xiàn)象。寫出鋁與鹽酸反應的化學方程式:2Al+6HCl2AlCl3+3H2↑。

(2)小芳將鋁片放入濃氯化銅溶液中,看到有大量氣泡逸出,且在一段時間內(nèi)產(chǎn)生氣泡越來越快,收集的該氣體可點燃,則生成的氣體可能是氫氣(或H2)。

(3)小芳在(2)實驗中,還觀察到鋁片與濃氯化銅溶液反應時,還有“白色沉淀”這一異?，F(xiàn)象?！咎岢鰡栴}】鋁片與濃氯化銅溶液反應出現(xiàn)的白色沉淀的組成是什么?【查閱文獻】①AlCl3為無色透明晶體或白色而微帶淺黃色的固體,易溶于水和乙醇。②CuCl為白色固體,不溶于水、乙醇;溶于濃鹽酸且溶液變褐色;溶于濃氨水且溶液變藍色?！咎岢龊侠砑僭O】假設a:該白色沉淀可能含有CuCl(或CuCl和AlCl3);

假設b:該白色沉淀可能含有AlCl3;假設c:該白色沉淀可能含有Al?！驹O計并完成實驗】取白色沉淀分別進行如下實驗:實驗編號實驗操作實驗現(xiàn)象①加入適量濃鹽酸無氣泡,固體溶解,得到褐色溶液②加入適量無水乙醇固體部分溶解③加入適量濃氨水固體部分溶解,得到藍色溶液【得出結論】實驗①可判斷假設c不成立(填“成立”或“不成立”),再結合實驗②和③可得出該白色沉淀的成分是CuCl和AlCl3。

(4)室溫時,小芳將等質(zhì)量的相同鋁片分別放入氯化銅溶液和硫酸銅溶液中,發(fā)現(xiàn)鋁片和氯化銅溶液的反應更劇烈。【發(fā)現(xiàn)問題】為什么鋁片與氯化銅溶液反應比與硫酸銅溶液反應劇烈呢?【提出假設】假設①:Cl-使銅鹽和鋁的反應容易進行。假設②:氯化銅溶液和硫酸銅溶液的濃度不同所致。

【設計實驗】為驗證假設①是否正確,請設計一個合理的實驗:取打磨好的鋁片放在一定體積的硫酸銅溶液中,滴加氯化鈉溶液(合理即可)。

2.(2021·阜陽三模)某研究性學習小組取100mL飽和Ca(OH)2溶液做導電性實驗,如圖所示。觀察到燒杯中電極處產(chǎn)生大量氣泡,此外還發(fā)現(xiàn)一個異常的現(xiàn)象:石墨電極附近出現(xiàn)渾濁現(xiàn)象。(1)燈泡發(fā)亮,說明Ca(OH)2在水中會解離出Ca2+(或OH-)(寫出1種離子符號即可)(2)燒杯中正極產(chǎn)生的氣體是氧氣。

【提出問題】什么原因?qū)е率姌O附近出現(xiàn)渾濁現(xiàn)象?【猜想與假設】猜想1:可能是由于飽和Ca(OH)2溶液通電后,水的減少所致;猜想2:可能是由于飽和Ca(OH)2溶液通電后,放熱使溶液溫度升高,導致固體Ca(OH)2析出所致?！驹O計實驗】①請設計實驗驗證猜想1不成立:實驗操作實驗現(xiàn)象增加Ca(OH)2溶液中水的質(zhì)量,進行重復實驗

溶液變渾濁

②為確定猜想2是否合理,還需確定飽和Ca(OH)2溶液通電后,溫度是否升高。取100mL相同濃度的飽和Ca(OH)2溶液于燒杯中,加熱至電解實驗時上升的溫度,沒有明顯的渾濁現(xiàn)象出現(xiàn),說明猜想2不成立(填“成立”或“不成立”)。

【深入探究】當把石墨電極換成鉑電極,重復Ca(OH)2溶液導電性實驗時,燒杯中沒有出現(xiàn)渾濁現(xiàn)象。于是,提出出現(xiàn)渾濁現(xiàn)象的原因可能是石墨電極產(chǎn)生的O2與石墨電極中的碳發(fā)生反應生成了CO2,CO2與Ca(OH)2反應生成了CaCO3。向渾濁液體中滴加稀鹽酸,白色渾濁物消失,無明顯氣泡產(chǎn)生,當改用CO2傳感器實驗時,得到圖像如圖所示,寫出圖像中涉及的化學方程式:CaCO3+2HClCaCl2+H2O+CO2↑。

【拓展延伸】查閱資料可知,20℃時,飽和碳酸鈣溶液和飽和氫氧化鈣溶液的pH值如表。飽和碳酸鈣溶液飽和氫氧化鈣溶液pH8.412.8測得該白色渾濁液的pH為9.5,則該白色渾濁物成分是碳酸鈣、氫氧化鈣。

3.某化學興趣小組同學發(fā)現(xiàn)將鎂條放入Na2CO3濃溶液中,鎂條表面會產(chǎn)生較多氣泡,溶液中有白色沉淀生成。小組同學對此進行了探究活動?！緦嶒?】按圖1所示裝置進行實驗。觀察到A中產(chǎn)生較多氣泡,溶液中有白色沉淀;B中石灰水不變渾濁;D處氣體燃燒產(chǎn)生淡藍色火焰,燒杯內(nèi)壁出現(xiàn)水珠。(1)產(chǎn)生的氣體為氫氣,點燃該氣體前的操作是驗純。

【實驗2】按圖2所示裝置進行實驗?！静殚嗁Y料】①鎂能與水反應生成氣體,同時生成一種堿。②Na2CO3溶液中含有Na+、CO32-、(2)觀察到E、G中緩慢產(chǎn)生氣泡,F中快速產(chǎn)生氣泡。E中反應的化學方程式為Mg+2H2OMg(OH)2+H2↑。

(3)G中試劑X是NaOH;比較F、G,說明溶液中促進鎂與水快速反應的微粒是CO32-【實驗3】按圖3所示裝置進行實驗。將實驗1中的白色沉淀過濾,充分干燥后加熱,把加熱過程中產(chǎn)生的氣體全部通入圖3所示的裝置。(4)裝置H和I的質(zhì)量均增加,沉淀中含有的離子可能是Mg2+、OH-、CO32-(5)堿石灰能吸收水和二氧化碳,則裝置J的作用是吸收空氣中的水分和二氧化碳,防止空氣中的水分和二氧化碳進入裝置I中。

類型8數(shù)字化實驗探究(學用見P107~108)有些化學反應現(xiàn)象不明顯,就需要借助溫度傳感器、pH傳感器以及濃度傳感器監(jiān)測,并通過電腦描繪圖像。解決此類題目的關鍵是能看懂題給圖像,善于從圖像中總結歸納有價值的信息。典例氫氧化亞鐵[Fe(OH)2]可以用來制顏料、藥物、催化劑、吸收劑和砷解毒劑等,學習小組展開制取Fe(OH)2的實驗探究?！静殚嗁Y料】①Fe(OH)2是一種難溶于水的白色固體,在空氣中易被氧氣氧化。②2NaOH+FeSO4Na2SO4+Fe(OH)2↓?！緦嶒炛苽洹啃〗M同學向盛有FeSO4溶液的試管中滴加NaOH溶液,觀察到開始有大量白色沉淀生成,很快變成灰綠色,最終變成紅褐色物質(zhì)。【提出問題】實驗制備中沉淀顏色為什么會發(fā)生改變?【猜想假設】通過對資料進行分析,小組同學認為是氧氣將Fe(OH)2氧化成紅褐色的Fe(OH)3。【實驗驗證】小組同學利用氧氣傳感器、溶解氧傳感器進行數(shù)字化實驗,實驗裝置如圖1所示(夾持裝置略去,裝置氣密性良好)。打開磁力攪拌器,立即加入NaOH溶液,實驗數(shù)據(jù)如圖2、圖3所示?！窘忉屌c結論】(1)攪拌的作用是。

(2)通過上述數(shù)字化實驗,可得到“Fe(OH)2在制備過程中,沉淀顏色的改變與氧氣有關”的結論。其依據(jù)是。

【清洗儀器】實驗結束后,裝置內(nèi)壁沾有的紅褐色固體用水不易洗去,小林同學提議利用(填化學式)清洗。

小組同學為制取純凈的Fe(OH)2,設計了如下實驗:【改進方案】向盛有5mL新制FeSO4溶液的試管中加入10滴植物油,然后用膠頭滴管滴加煮沸過的氫氧化鈉溶液,此時膠頭滴管的正確使用方法是(填字母序號)。

【實驗現(xiàn)象】能較長時間看到白色沉淀產(chǎn)生。【反思交流】該實驗中加入植物油的目的是;氫氧化鈉溶液煮沸的目的是。

【解析】(1)攪拌有利于沉淀與氧氣接觸,使沉淀和氧氣充分反應。(2)從題圖2和題圖3中可以看出氧氣濃度明顯降低,沉淀顏色隨之發(fā)生變化?！厩逑磧x器】紅褐色固體為氫氧化鐵,屬于堿,可與酸反應生成可溶性鹽和水,故可利用鹽酸進行清洗?！靖倪M方案】為防止氫氧化鈉和硫酸亞鐵生成的氫氧化亞鐵被氧化,滴加氫氧化鈉時需要將膠頭滴管伸入液面以下,保證液體全部加入。【反思交流】植物油可以起到密封作用,避免氧氣進入溶液;氫氧化鈉溶液可以溶解一定的氧氣,加熱煮沸可以將其除去,從而消除溶解氧對沉淀的影響?！敬鸢浮?1)使反應物充分反應(2)瓶內(nèi)空氣中、溶液中的氧氣含量均降低,沉淀顏色改變【清洗儀器】HCl【改進方案】D【反思交流】隔絕氧氣除去氫氧化鈉溶液中的氧氣數(shù)字化實驗通常用于反應現(xiàn)象不明顯的實驗中,一般需要借助傳感器(溫度傳感器、壓強傳感器、pH傳感器)、電腦等儀器繪制圖像,從而證明反應發(fā)生。解答此類題目需掌握以下幾點:1.清楚橫、縱坐標表示的量以及不同曲線所表示的含義。2.了解圖像的起點、拐點、變化趨勢與反應進程的聯(lián)系。3.善于從圖像中歸納出有價值的信息,結合題意進行分析解答。針對訓練1.小明在市場看到,魚老板將一勺白色粉末“魚浮靈”加入水中,有氣泡產(chǎn)生,水中奄奄一息的魚很快張開嘴,活蹦亂跳起來,小明對這種白色粉末展開了相關的探究?！緰碎嗁Y料】“魚浮靈”主要成分是過氧碳酸鈉(2Na2CO3·3H2O2),俗稱固體雙氧水,該晶體具有Na2CO3和H2O2的雙重性質(zhì)。【實驗1】(1)取少量“魚浮靈”于試管中,加水,有持續(xù)細小氣泡緩慢放出,將帶火星木條伸入試管中,木條不復燃(或無明顯變化),不能得出是否有氧氣生成。

【實驗2】(2)通過數(shù)字實驗進一步探究,如圖1,在三頸燒瓶中加入“魚浮靈”和適量水,三頸燒瓶兩端分別插入氧氣傳感器和溶解氧傳感器(氧氣傳感器用于測定裝置內(nèi)氣體中氧氣的含量變化,溶解氧傳感器用于測定溶液中溶解氧氣的含量變化),測定的圖像如圖2所示,根據(jù)溶解氧傳感器測得的曲線可以得出結論:“魚浮靈”與水作用產(chǎn)生的氣體是氧氣。

【實驗反思】(3)結合曲線,實驗1中小明不能檢驗出是否有氧氣生成的原因是產(chǎn)生的氧氣較少,主要溶解在水中。

(4)向?qū)嶒?試管中加入少量二氧化錳(填物質(zhì)名稱),產(chǎn)生大量氣泡,伸入帶火星木條,木條復燃。

(5)取實驗1中上層清液,測得溶液pH>(填“>”“<”或“=”)7;向溶液中滴加足量稀鹽酸,產(chǎn)生大量氣泡;將產(chǎn)生的氣體通入澄清石灰水中,澄清石灰水變渾濁,說明有CO2生成。

(6)向過氧碳酸鈉中加入下列物質(zhì)時,不會導致過氧碳酸鈉變質(zhì)的是C(填字母序號)。

A.硫酸銅B.醋酸C.硫酸鈉D.氯化鋇2.為探究CO2與NaOH溶液發(fā)生的反應,某興趣小組嘗試用不同的方式進行實驗?！静殚嗁Y料】Ⅰ.20℃時,幾種物質(zhì)在水中的溶解度如表所示。物質(zhì)Na2CO3NaHCO3Ba(OH)2Ca(OH)2溶解度/g21.89.63.890.165Ⅱ.本實驗條件下,Na2CO3溶液和NaHCO3溶液的pH分別約為11.0和8.5?！緦嶒炋骄俊?1)實驗一:小雨取一個充滿CO2的礦泉水瓶,向其中加入一定量的水,立即擰緊瓶蓋,振蕩,發(fā)現(xiàn)瓶子變癟。小雨另取一個相同的充滿CO2的礦泉水瓶,向其中加入與水等體積的稀NaOH溶液,立即擰緊瓶蓋,振蕩,得到溶液X,此時觀察到的現(xiàn)象是瓶子變癟,且比裝水的瓶子更癟。實驗中,小雨采用兩個礦泉水瓶做對照實驗的原因是證明CO2與NaOH溶液發(fā)生反應。

(2)實驗二:為檢驗CO2與NaOH溶液反應后的產(chǎn)物,小亮取少許實驗一所得的溶液X,向其中滴加BaCl2溶液,有白色沉淀產(chǎn)生,該反應的化學方程式為BaCl2+Na2CO3BaCO3↓+2NaCl。實驗中不宜將BaCl2溶液換成CaCl2溶液的原因是CaCl2溶液與NaOH混合會生成微溶的Ca(OH)2,也會有白色沉淀。

(3)實驗三:小華取少許實驗一所得溶液X,向其中加入過量的BaCl2溶液,振蕩,靜置,取上層清液,滴入2滴酚酞試液,發(fā)現(xiàn)溶液不變紅色,證明溶液X中沒有NaOH。實驗中,小華沒有直接向溶液X中滴入酚酞試液,理由是Na2CO3溶液顯堿性,也能使酚酞試液變紅,干擾實驗。

(4)實驗四:興趣小組將CO2持續(xù)通入一定濃度和體積的NaOH溶液中,用數(shù)字化實驗技術測定反應過程中溶液的pH和溫度變化,結果如圖1、圖2所示。圖1中,BC段發(fā)生反應的化學方程式為Na2CO3+H2O+CO22NaHCO3。圖2中,DE段溫度變化的原因是CO2與NaOH反應放熱。

【反思感悟】(5)實驗從CO2減少、NaOH減少、Na2CO3生成等角度,以及能量轉化等視角多維度探究CO2與NaOH發(fā)生了反應。對于現(xiàn)象不明顯的化學反應,可以通過現(xiàn)代技術手段進行數(shù)據(jù)測定,實現(xiàn)反應過程的“可視化”。

類型9項目式學習實驗探究(學用見P109~110)此類問題可以進一步促進化學學科的真實情境教學,試題注重考查考生運用所學知識分析問題和解決問題的能力。讓教學走出課本,走向生活,提升考生分析問題、解決問題的能力。典例體積分數(shù)為75%的醫(yī)用酒精能夠破壞新型冠狀病毒的脂質(zhì)包膜分子并使其蛋白質(zhì)變性,從而殺滅病毒。某學習小組的同學們對乙醇展開了項目化探究。項目一:探究乙醇的物理性質(zhì)在盛有2mL水的試管中滴入3滴紅墨水,再緩慢加入2mL乙醇如圖所示,觀察到的現(xiàn)象是。振蕩試管,靜置,觀察到。由此得出的結論是。實驗中紅墨水的作用是。

項目二:了解乙醇汽油在汽油中加入一定比例的乙醇即為乙醇汽油。乙醇屬于(填“可再生”或“不可再生”)能源,其燃燒的化學方程式是。欲檢驗其燃燒生成的一種產(chǎn)物,實驗方案是

。

為保證乙醇汽油