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1专题复习——科学探究学案20【复习目标】通过例题解析，学会科学探究的思路【课内探究】1.物质性质的探究（2018潍坊）金属镁可与热水反应生成氢氧化镁和氢气，所得溶液呈碱性，可使酚酞溶液显紅色。某同学将镁条放在水中煮沸，趁热取出部分溶液，滴加酚酞溶液，变为红色，放置在空气中一段时间后，发现溶液的红色褪去了。（1）镁与热水反应的化学方程式是。（2）查阅资料：溶液红色褪去的原因是溶液碱性减弱。【提出问题】导致溶液碱性减弱的原因是什么？【假设与分析】假设1：可能是氢氧化镁与N2或O2发生了反应。假设2：可能是溶液吸收了空气中的。假设3：可能是氢氧化镁的溶解度随温度的降低而。由碱的性质可知，假设1不成立。【实验探究】实验操作实验现象结论1．取上述紅色溶液，保持温度不变，在空气中放置一段时间，观察现象。①假设2成立2．取上述红色溶液，②，③观察现象。红色褪去假设③成立【拓展延伸】（3）将一小块金属钠投入硫酸铜溶液时，产生蓝色沉淀。请解释其原因：。（4）除上述金属外，根据金属活动性顺序，预测也能跟硫酸铜溶液反应产生上述现象（举一例即可）。2.物质成分的探究（2016潍坊）某化学兴趣小组用如图装置验证一氧化碳还原氧化铜，并探究其还原产物的组成．2（1）装置及反应原理探究①B装置中浓硫酸的作用为．②说明CO能还原CuO的现象为．③上述整套装置中发生的化学反应，其中属于化合反应的化学方程式．（不考虑CO2和H2O的反应．）（2）产物成分探究[查阅资料]Ⅰ、一氧化碳还原氧化铜．除生成铜外还可能生成氧化亚铜（Cu2O）Ⅱ、Cu2O为不溶于水的红色固体Ⅲ、Cu2O+H2SO4═CuSO4+Cu+H2O[提出问题]红色固体含有什么物质？[猜想假设]假设一：红色固体只含Cu假设二：红色固体只含Cu2O假设三：．[实验验证]该小组为验证上述假设，取少量红色固体，加到足量稀硫酸中，观察到溶液变为蓝色，红色固体部分溶解．[实验结论]根据上述实验结果，可知红色固体中一定含有．[数据处理]为进一步确定红色固体的成分，甲、乙两同学分别称取各自实验后的一定质量的红色固体，加到足量稀硫酸中使其充分反应，经过滤、洗涤、干燥后，称量剩余红色固体质量如表，请完善表中内容．实验人员红色固体（g）剩余红色固体（g）实验结论甲7.23.2乙4.082.48[交流与反思]只要假设合理，方法正确，根据实验现象和数据就能得出结论．33.物质变质的探究美羊羊同学在购买的袋装薯片中发现一个小袋，上面标有“成分：CaO、Fe；作用：防潮、防氧化；警告：禁止食用”等字样，撕开小袋，发现里面的固体粉末有少许是棕红色，大多数是灰白色的。经过分析，她认为棕红色粉末是Fe2O3，灰白色粉末应该含有CaCO3和Fe，为验证自己的判断，美羊羊同学打算进行实验探究，请你一同参与。【实验目的】证实灰白色粉末中含有CaCO3和Fe。【实验设计】装置如图所示：【实验预测与分析】①若要证实样品中含有CaCO3，观察到的实验现象是，B中发生反应的化学方程式为。②若要证实样品中含有Fe，E中应该观察到的现象是，此时C装置的作用是。③看了美羊羊同学的分析结论，有同学认为小袋内灰白色粉末中还应该有别的物质，请你写出其中一种物质的化学式：。4.有关影响因素的探究利用数据传感技术可以形象地比较不同形状的碳酸钙与稀盐酸反应的速率。某同学倾斜锥形瓶，使试管内的稀盐酸流入瓶中与碳酸钙发生反应，测得瓶内气压随时间的变化如图所示。（1）碳酸钙与稀盐酸反应的化学方程式。（2）下列有关说法正确的是（填字母序号）。A．对比分析a、b点可知，曲线①表示块状碳酸钙与稀盐酸反应B．对比分析c、d点可知，相同的气压时，碳酸钙粉末与稀盐酸反应速率更快C．碳酸钙粉末产生的CO2质量多4【课内探究】1.无论在化学世界里，还是在日常生活中，酸是广泛存在而又非常重要的物质。下面对常见的酸——硫酸的部分性质进行探究。(1)浓硫酸的特性①向一个烧杯中加入一定质量的浓硫酸，总质量为m1；敞口放置在空气中一段时间后，总质量为m2，那么m1____m2(填“＞”“＝”或“＜”)。②如图1所示，将水滴入装有浓硫酸的锥形瓶中(锥形瓶和木板用熔化的石蜡粘在一起)，观察到液滴四溅。据此分析，下列关于浓硫酸的叙述正确的是___。A．稀释浓硫酸时，一定要将浓硫酸缓慢注入水中B．稀释浓硫酸时，一定要将水缓慢注入浓硫酸中C．浓硫酸充分溶于水后，可以将锥形瓶从木板上轻轻提离(2)与金属反应向装有镁、铁、铜的A、B、C三只试管中(如图2)，分别加入等质量等质量分数的稀硫酸，不能观察到明显现象的是____(填序号)；请写出反应最剧烈的试管中发生反应的化学方程式：。(3)与非金属反应将冷的浓硫酸加入到装有碳粉的圆底烧瓶中，无明显现象：加热该混合物，有大量气泡产生，现对导出的气体成分进行验证。【查阅资料】①碳与浓硫酸在加热时，除了生成水之外，还生成二氧化硫和碳的一种氧化物；②二氧化硫和二氧化碳都能使澄清石灰水变浑浊，其中，二氧化硫还能使紫红色的酸性高锰酸钾溶液褪色。【实验验证】某化学兴趣小组在老师指导下设计了如图3实验装置进行验证。温馨提示：丁装置的A、B、C中均装有紫红色的酸性高锰酸钾溶液①为完成对导出气体验证，请将上述装置进行正确的连接：甲→___→___→丙→___(填序号)。②请完成如表中的相关内容：5实验现象实验结论乙中观察到的现象证明碳与浓硫酸加热反应生成碳的氧化物是二氧化碳而不是一氧化碳丁装置A中溶液褪色丁装置C中溶液不褪色证明气体中有装置C的作用是戊中白色固体变蓝证明气体中有水蒸气【获得结论】写出碳与浓硫酸加热反应的化学方程式：。【知识拓展】化学反应的进行与反应物的溶质质量分数、反应条件都有一定关系。酸不仅仅能与某些金属反应，还能与某些非金属单质在一定条件下反应。3.钠是一种活泼金属，常温下能与氧气、水等物质发生反应。钠与水反应的化学方程式为：2Na+2H2O═2NaOH+H2↑．在实验室，小亮先取定量的硫酸铜溶液于烧杯中，再取一小块钠投入硫酸铜溶液中，充分反应后过滤，得到滤液和蓝色滤渣，并对滤液的成分进行探究。【提出问题】滤液中溶质的成分是什么？【查阅资料】Na2SO4溶液呈中性【猜想与假设】猜想一：Na2SO4猜想二：Na2SO4和NaOH猜想三：猜想四：Na2SO4、CuSO4和NaOH分析：小明认为猜想不合理，理由是（用化学方程式表示）。【实验与验证】实验实验操作实验現象实验结论实验一取少量滤液于试管中，仔细观察现象溶液为无色猜想不成立实验二向实验一所取滤液中滴入酚酞溶液猜想二不成立实验三常温下，再取少量滤液，测溶液酸碱度pH＝7猜想成立【拓展延伸】金属活动性顺序表中钠及前面的金属（填“能”或“不能”）把位于后面的金属从它们盐溶液里置换出来。4.某化学活动兴趣小组用如图装置进行一氧化碳还原氧化铜的探究实验，反应一段时间后，玻璃管内黑色粉末全部变成红色，澄清石灰水变浑浊。(1)从安全环保的角度考虑，上述实验需要改进的是。(2)装置B中发生反应的化学方程式为。(3)同学们通过查阅资料得知：氧化亚铜(Cu2O)和铜均为红色固体，且Cu2O能和稀硫酸反应，6反应的化学方程式为Cu2O＋H2SO4===CuSO4＋Cu＋H2O。他们对反应后玻璃管中的红色固体进行如下探究：【提出问题】反应后生成的红色固体成分是什么？【作出猜想】猜想一：红色固体只有Cu；猜想二：红色固体只有Cu2O；猜想三：红色固体可能含有__。【实验探究】设计如下实验方案实验操作现象结论取少量红色固体于试管中，加入过量稀硫酸红色固体含有Cu2O【思考与分析】甲同学认为猜想二正确，同学们分析后认为他的结论不准确，理由是。为此，同学们补充进行了以下实验：称取mg红色固体于试管中，加入过量的稀硫酸充分反应，然后过滤、洗涤、干燥、称量，得到ng固体。当n＞___(用含m的代数式)时，可以得出猜想三正确。5.实验课上，老师给了同学们一包红色粉末，该粉末可能是铜粉和氧化铁(Fe2O3)粉末中的一种或两种，为确定该粉末的成分，同学们进行了如下探究，请你参与其中并回答问题。【提出猜想】甲组：铜粉；乙组：氧化铁粉末；丙组：。【设计实验】方案1：取少量红色粉末放入试管中，滴加足量的(从下列试剂中选择：氯化钠溶液、稀盐酸、氢氧化钠溶液)振荡，若甲组猜想正确，则实验现象为。方案2：取8g红色粉末放入硬质玻璃管中，先通入CO，然后用酒精喷灯加热一段时间(实验装置如图1所示)，停止加热并继续通入CO至装置冷却。若乙组或丙组猜想正确，则硬质玻璃管内发生反应的化学方程式是_。实验时要先通CO再加热的目的是。【数据处理】等装置完全冷却到室温，称量硬质玻璃管内剩余固体质量为mg。若乙组猜想正确，则m的取值范围是。【实验反思】图1虚线框内的装置是用于吸收CO2，并收集CO；图2(广口瓶内均为氢氧化钠溶液)中最合适的装置是(填序号)。76.小明在登山的过程中发现山上的岩石是红色的，他根据所学知识猜测岩石中可能含有氧化铁，为了验证猜想并到测定其含量，小明进行了以下探究：【查阅资料】①一定温度下，CH4可将Fe2O3还原为单质铁，若温度控制不当，还可生成少量的Fe3O4．②单质铁和Fe3O4均能被磁铁吸引。【实验探究】（1）小明利用A装置进行实验。在点燃酒精喷灯之前先通入一段时间CH4，目的是。（2）小明将A装置中得到的固体经过水洗、过滤、干燥处理后，再通过B装置进行实验，观察到仪器a中的现象为，从而得出了岩石中含有氧化铁的结论。（3）小明将反应后的B装置冷却到室温，根据量筒内水的体积V（产生气体的体积），通过有关计算求出了岩石中氧化铁的质量分数。【评价反思】实验后小明经过认真反思，认为：（1）在实验中对甲烷的使用没有“物尽共用”，请你给出一条合理建议：。（2）若B装置的固体含有一定量的Fe3O4，则会导致测得的岩石中氧化铁的质量分数比实际含量（填“偏高”、“偏低”或“不变”），请你利用处理后的固体，CuSO4溶液、磁铁等试剂及用品，结合资料所给信息，设计实验证明是否含有Fe3O47．（1）某研究性学习小组为验证“氨气还原氧化铜”的实验，认真阅资料并做出以下准备。资料准备：I．氨气是一种无色、有刺激性气味的气体，密度比空气小，极易溶于水，溶液呈碱性。Ⅱ．氨气还原氧化铜的化学反应原理：2NH3+3CuO3Cu+N2+3H2O。①为达成“氨气还原氧化铜”的实验目的，装置A、B、D、E的正确连接顺序8②装置A中发生反应的化学方程式；③装置B观察到的现象，装置E的作用；④将装置A产生的气体通入装置C中，石蕊试液浸泡的纸花变蓝色，原因是。（2）小凡同学利用氯化钡和氢氧化钠两种试剂，从硫酸钠、硫酸镁和氯化镁三瓶未贴标签的无色溶液中鉴别出硫酸镁溶液，设计并进行以下实验。请你补齐实验内容；实验步骤实验现象实验结论（1）取三支洁净试管，分别倒入三种无色溶液，然后滴加，振荡，观察现象；（2）8.实验室中有一种含有纯碱、小苏打和少量水的固体粉末样品。为了测定其中小苏打的含量，某化学兴趣小组的同学在老师的指导下，利用如图所示装置(部分固定装置已略去)进行实验。已知：①该装置气密性良好，A、C、D中所装药品足量且能完全吸收相关物质；②碱石灰是CaO与NaOH的固体混合物；③加热条件下，纯碱稳定不分解，小苏打易分解，反应的化学方程式为：2NaHCO3=====△Na2CO3＋H2O＋CO2↑探究过程如下：Ⅰ.称量样品和已装入相关药品的装置C、D的质量，分别为：m、m1、m2；Ⅱ.将质量为m的样品装入B玻璃管中，按图连接好装置，关闭弹簧夹，给玻璃管加热；Ⅲ.待玻璃管中样品完全反应，打开弹簧夹通空气，再熄灭酒精灯，直到玻璃管冷却；Ⅳ.再次称量装置C、D的质量，分别为m3、m4。请回答下列问题。(1)装置A中碱石灰的作用是。(2)装置C中所装药品为__。(3)装置D中发生反应的化学方程式为。(4)装置E的作用是。(5)依据实验所得数据计算，该样品中小苏打的质量分数为(用相关字母表示)。(6)误差分析。按上述实验步骤测得该样品中小苏打的质量分数(填“偏大”“偏小”或“准确”)，