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专题七探究型试题考点一科学探究的步骤科学探究的基本过程：提出问题→猜想与假设→制定方案→进行实验→收集证据→解释与结论→反思与评价→表达与交流。考点二探究题的命题热点1.针对给出的小课题，自主设计探究方案。2.针对题给情境或信息，自己提出一个有价值的问题或猜想，并设计方案对该问题或猜想进行探究。3.对题给探究方案或猜想进行改进或评价。4.通过对现象、资料、数据的分析与对比，总结出一般规律或结论。5.从探究过程中得到有用的启示或将结论推广和应用。考点一物质组成成分的探究例1（2017·德州）化学兴趣小组为验证质量守恒定律，做了镁条在空气中燃烧的实验（如图）。同学们观察到镁条在空气中剧烈燃烧，发出耀眼的强光，产生的大量白烟弥漫到空气中，最后在石棉网上得到一些白色固体。（1）请写出镁条燃烧的化学方程式___________。（2）同学们通过称量发现：在石棉网上收集到产物的质量小于镁条的质量。有人认为这个反应不遵循质量守恒定律。你认为出现这样实验结果的原因可能是。（3）小红按如图装置改进实验，验证了质量守恒定律，还发现产物中有少量黄色固体。【提出问题】黄色固体是什么？【查阅资料】①氧化镁为白色固体；②镁能与氮气剧烈反应生成黄色的氮化镁（Mg3N2）固体；③氮化镁可与水剧烈反应产生氨气，该气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝。【做出猜想】黄色固体是Mg3N2。【实验探究】请设计实验，验证猜想。实验操作实验现象及结论【反思与交流】①氮化镁中氮元素的化合价是；②空气中N2的含量远大于O2的含量，可是镁条在空气中燃烧产物MgO却远多于Mg3N2，合理的解释是____________________________；③同学们又联想到氢气在氯气中能够燃烧，于是对燃烧条件又有了新的认识：__________________________________。解析：（1）镁燃烧是镁与氧气在点燃条件下反应生成氧化镁，化学方程式为2Mg＋O2=====点燃2MgO。（2）化学变化一定遵循质量守恒定律，该反应过程中有大量的白烟弥漫到空气中，使得生成物收集不全，所以会使收集的产物质量小于镁条的质量。（3）【实验探究】由查阅资料可知，氮化镁与水反应能产生氨气，氨气有刺激性气味，且可利用湿润的红色石蕊试纸检验，所以证明黄色固体为氮化镁的方法为收集产物中的黄色固体放入试管中，加入适量的水，在试管口放置湿润的红色石蕊试纸，若有刺激性气味的气体生成，且试纸由红色变蓝色，则可证明黄色固体是Mg3N2。【反思与交流】①氮化镁中镁元素化合价为＋2价，设氮元素化合价为x，根据化合物中各元素化合价的代数和为0可得，（＋2）×3＋2x＝0，解得x＝－3；②氮气化学性质不活泼，所以空气中虽然氮气的含量高，但镁仍主要与氧气发生反应；③由镁与氮气反应和氢气在氯气中燃烧可知，燃烧不一定需要有氧气参加。答案：（1）2Mg＋O2=====点燃2MgO（2）大量的白烟弥漫到空气中，使得生成物收集不全（3）【实验探究】收集产物中的黄色固体放入试管中，加入适量的水，在试管口放置湿润的红色石蕊试纸有刺激性气味的气体生成，且试纸由红色变蓝色，则黄色固体是Mg3N2【反思与交流】①－3②氮气化学性质不如氧气活泼③燃烧不一定需要有氧气参加考点二反应后物质成分的探究例2（2017·青岛）某研究性学习小组通过查阅资料获知以下信息：将二氧化碳气体慢慢地通入一定量的氢氧化钠溶液中，在溶液中先后发生以下两个化学反应：2NaOH＋CO2===Na2CO3＋H2O（先发生反应）Na2CO3＋CO2＋H2O===2NaHCO3（后发生反应）同学们开展了下列探究活动：【提出问题】将二氧化碳气体慢慢地通入一定量的氢氧化钠溶液中，反应后所得溶液中溶质的成分有哪些？【猜想与假设】Ⅰ.NaOH和Na2CO3；Ⅱ.只有Na2CO3；Ⅲ.；Ⅳ.。【实验探究】将二氧化碳气体慢慢地通入一定量的某氢氧化钠溶液中，再将反应后所得溶液按下列流程进行实验并测出相关数据：小资料：碳酸盐一般不易溶于水，如CaCO3难溶；碳酸氢盐绝大多数易溶于水，如Ca（HCO3）2易溶。【获得结论】根据上述信息，分析反应后所得溶液中溶质的成分并计算溶质的质量，将结果填入下表：溶质的化学式溶质的质量/g填表说明：①不写计算过程，计算结果保留一位小数。②如果溶质的成分只有一种，请填写在第一行；如果溶质的成分有两种，请分别在两行中各填写一种物质。解析：【猜想与假设】由题目中所给定的化学方程式分析可知，反应后的溶液中溶质可能是氢氧化钠和碳酸钠，也可能是只有碳酸钠，也可能是碳酸钠与碳酸氢钠，还有可能是只有碳酸氢钠；【获得结论】由流程图可知，溶液中加入足量氯化钙溶液时，有白色沉淀生成，则说明溶液中一定有碳酸钠，且碳酸钠全部与氯化钙反应；过滤后再向滤液中加稀盐酸，产生无色气体，证明溶液中还含有碳酸氢钠，碳酸氢钠与盐酸反应生成二氧化碳气体；设碳酸钠质量为x，Na2CO3＋CaCl2===2NaCl＋CaCO3↓106100x10g106100＝x10gx＝10.6g即溶液中Na2CO3的质量为10.6g。设碳酸氢钠的质量为y，NaHCO3＋HCl===NaCl＋CO2↑＋H2O8444y8.8g8444＝y8.8gy＝16.8g即溶液中NaHCO3的质量为16.8g。答案：【猜想与假设】Na2CO3和NaHCO3只有NaHCO3【获得结论】溶质的化学式溶质的质量/gNa2CO310.6NaHCO316.8考点三物质变质的探究例3（2017·随州）实验室中的试剂一般要密封保存，否则可能会与空气接触而变质。淅河中学化学学习小组发现一瓶未密封的氢氧化钾固体，对其是否变质进行探究。【提出猜想】1.未变质2.部分变质3.完全变质【查阅资料】KOH与NaOH性质类似，也能与CO2反应而变质。写出KOH变质的化学方程式为。【设计实验】（l）取少量样品于试管中配成溶液，滴加足量稀盐酸有气泡产生，则猜想不成立。（2）准确称量一定质量的固体样品，放在右图所示的装置中进行实验，根据CO2的体积和密度计算变质产物的质量，从而确定变质情况。你认为这个方案是否可行，并说明理由____________。（3）请你另外设计一个方案，进一步探究变质情况。实验步骤实验现象实验结论猜想2成立解析：【查阅资料】KOH与NaOH性质类似，能与CO2反应生成碳酸钾和水，则KOH变质的化学方程式为2KOH＋CO2===K2CO3＋H2O。【设计实验】（1）取少量样品于试管中配成溶液，滴加足量稀盐酸有气泡产生，说明溶液中含有碳酸钾，氢氧化钾已经变质，则猜想1不成立。（2）这个方案不可行，这是因为二氧化碳能够溶于水，能和水反应生成碳酸，会导致测定的二氧化碳质量偏小，从而导致测定的碳酸钾质量分数偏小。（3）根据实验结论可知，溶液中既有碳酸钾又有氢氧化钾。碳酸钾和氢氧化钾均呈碱性，因此在确定氢氧化钾是否存在前应先排除碳酸钾的干扰，可用氯化钙检验碳酸钾的存在，并保证氯化钙过量，除去碳酸钾，再用酚酞溶液检验氢氧化钾是否存在。答案：【查阅资料】2KOH＋CO2===K2CO3＋H2O【设计实验】（1）1（2）不可行，因为二氧化碳能够溶于水，并且能和水反应生成碳酸（3）取少量样品于试管中，加入适量水溶解，加入足量的氯化钙溶液，静置后滴加酚酞溶液产生白色沉淀，溶液变红色考点四物质性质的探究例4（2017·湖州）科学兴趣小组在探究酸的性质时，做了如下实验：向放有少量CuO粉末的试管中加入6毫升盐酸，观察到黑色粉末很快溶解，并得到蓝绿色溶液。而向放有少量CuO粉末的试管中加入6毫升硫酸溶液，常温下无明显现象。为什么会产生这种差异呢？【建立猜想】①两种酸溶液的pH不同。（注：pH相同，则单位体积溶液中H＋数目相同）②两种酸溶液中的不同。【实验过程】实验次数试剂实验条件实验现象10.2克CuO粉末＋6毫升pH＝0的盐酸常温黑色粉末很快溶解，溶液呈蓝绿色20.2克CuO粉末＋6毫升pH＝0的硫酸常温无明显现象30.2克CuO粉末＋6毫升pH＝0的硫酸＋0.35克NaCl常温黑色粉末很快溶解，溶液呈蓝绿色40.2克CuO粉末＋6毫升pH＝0的硫酸＋0.35克常温无明显现象【实验结论】常温下，pH相同的盐酸和硫酸溶液与CuO反应现象出现差异的原因是由于促进了反应的进行。解析：【建立猜想】根据少量CuO粉末和等量的盐酸、硫酸反应产生的现象不同可以猜想是酸的差异性造成的。等量的盐酸和硫酸除pH不同外，它们的酸根离子也不同，因此猜想②是两种酸溶液中的酸根离子不同。【实验过程】根据4组实验可知，实验3与实验4为对比实验，加入的物质除阴离子外其他应相同，则实验4加入的物质为Na2SO4。【实验结论】分析4组实验的试剂及产生的实验现象可知，当溶液中有Cl－时CuO可以溶解，则可以得出结论：常温下，pH相同的盐酸和硫酸溶液与CuO反应现象出现差异的原因是由于Cl－促进了反应的进行。答案：【建立猜想】酸根离子（或阴离子）【实验过程】Na2SO4【实验结论】Cl－考点五影响化学反应速率的探究例5（2017·金华）人体代谢产生的过氧化氢，对人体有毒害作用。人体肝脏中的过氧化氢酶能催化过氧化氢分解产生氧气和水。某同学查阅资料发现，FeCl3也能催化过氧化氢分解。为比较过氧化氢酶和FeCl3催化效率的高低，该同学在28℃环境下进行了如下探究：（1）提出问题：过氧化氢酶和FeCl3催化效率哪个更高？（2）猜想与假设：__________________________________。（3）实验材料：适宜浓度的FeCl3溶液，适宜浓度的新鲜猪肝研磨液（含有过氧化氢酶），适宜浓度的过氧化氢溶液等。（4）实验步骤：①取2支洁净的试管，编号为1、2，并各注入3mL适宜浓度的过氧化氢溶液；②向1号试管内滴入2滴适宜浓度的FeCl3溶液，向2号试管内_____________________；③观察并记录两支试管产生气泡的情况。（5）预测实验结果：请写出一种可能的实验结果：____________________。（6）在以上探究的基础上，该同学又完成了“探究温度对猪肝研磨液和FeCl3催化效率的影响”实验。实验结果如图所示。图中代表猪肝研磨液催化效率的曲线是，判断的理由是。解析：（2）既然是猜想，只要合理都可以，可以是过氧化氢酶的催化效率更高，也可以是FeCl3催化效率更高或相差不大；（4）由于是对比实验，向1号试管内滴入2滴适宜浓度的FeCl3溶液，则应该向2号试管内滴入一样多的适宜浓度的新鲜猪肝研磨液；（5）既然是预测，可以有不同答案；（6）根据曲线可以看出乙曲线的催化效率受温度影响较大，且在37℃左右催化效率最好，符合生物催化剂的特点，所以图中代表猪肝研磨液催化效率的曲线是乙。答案：（2）过氧化氢酶的催化效率更高（合理即可）（4）滴入2滴适宜浓度的新鲜猪肝研磨液（5）1号试管产生气泡的速度比2号试管快（或“慢”或“基本相等”，合理即可）（6）乙酶的活性受温度影响，在一定温度范围内，随着温度的升高，酶的活性增强，超过最适温度后，随着温度的升高，酶的活性下降1．(15分)我国古代将炉甘石(ZnCO3)、赤铜(Cu2O)和木炭粉混合后加热到一定温度，可以得到一种外观似金子的锌和铜的合金，不法分子用它来冒充黄金。小晨同学在实验室进行了木炭粉还原氧化亚铜的实验(主要反应：C＋Cu2O=====△2Cu＋CO↑)，她观察到反应后的固体不完全是紫红色，于是对该固体的成分进行了实验探究：【提出问题】该固体的成分是什么？【查阅资料】①Cu是紫红色固体；②Cu2O是红色固体；③Cu2O＋H2SO4(稀)===CuSO4＋Cu＋H2O。【猜想与假设】猜想一：Cu；猜想二：Cu、Cu2O；猜想三：Cu、C；猜想四：Cu、Cu2O、C。小晨同学认为猜想一不正确，因为反应后的固体不完全是紫红色。【实验探究】实验操作实验现象实验结论步骤一：取少量固体置于烧杯中，加入足量稀硫酸，观察溶液颜色溶液呈蓝色猜想三不正确步骤二：把步骤一中所得混合物过滤，将滤渣干燥后置于滤纸上，观察固体颜色固体为紫红色、黑色猜想四正