搜索
专题五实验探究题1.体验科学探究是人们获取科学知识、认识客观世界的重要途径。2.意识到提出问题和做出猜想对科学探究的重要性,知道猜想必须用事实来验证。3.知道科学探究可以通过实验、观察等多种手段获取事实和证据。4.认识到科学探究既需要观察和实验,又需要进行推理和判断。5.认识到合作与交流在科学探究中的重要作用。6.物质的变质及反应后物质的成分探究仍是考查重点。实验探究题主要取材于实验情景、日常生活情景和社会问题情景等;出题方式主要有文字叙述、图表数据、实验装置及实验报告等形式;探究内容是从“情景设置”中提出的具有一定研究价值的小课题,比如物质的化学成分、组成、结构、性质、制备、用途、元素含量或数据处理、理论推断等。具有“高起点,低落点”的特点,即题目看起来新颖独特,要求高,但解决问题用到的知识却往往很基础。类型1气体成分的探究【考题】(2015·广东)如图为某家长带着小孩在下水道井盖小孔上点燃鞭炮发生爆炸的画面。现要探究某下水道的可燃性气体成分:【猜想】(Ⅰ)含可燃性气体CO;(Ⅱ)含可燃性气体CH4;(Ⅲ)含可燃性气体CO和CH4。【收集气体】用大的可乐塑料瓶装满水,打开瓶盖用绳子吊入下水道中,用铁钩将矿泉水瓶倒转,使,将瓶提到井口迅速盖好瓶盖备用。【进行实验】步骤实验操作实验现象结论(1)导出瓶中气体,通过装有的洗气瓶目的是除去CO2等酸性气体(2)再通过装有浓硫酸的洗气瓶目的是除去(3)将步骤(2)的气体导出点燃:①用吸附少量无水硫酸铜粉末的石棉贴在小烧杯内壁,再把小烧杯斜罩于火焰上方;②用内壁粘有澄清石灰水的小烧杯罩于火焰上方①无水硫酸铜;②烧杯内壁变浑浊①证明有H2O生成;②证明有生成【作出判断】根据上述实验现象,甲同学认为猜想Ⅲ正确;而乙同学认为甲的判断不严谨。因为猜想也有相同的现象。如需进一步确认还应检验的存在,其方法是。【拓展】若需要工人进入下水道清理淤泥,打开下水道井盖后应首先进行的操作是。解析:【收集气体】用大的可乐塑料瓶装满水,打开瓶盖用绳子吊入下水道中,用铁钩将矿泉水瓶倒转,使瓶内水倒完,将瓶提到井口迅速盖好瓶盖备用,这样就收集了一瓶地下水道中的气体。【进行实验】(1)由于氢氧化钠能与二氧化碳等酸性气体反应,可用氢氧化钠除去除去CO2等酸性气体;(2)由于浓硫酸具有吸水性,常用来干燥气体;(3)实验室常用无水硫酸铜来检验水、澄清的石灰水检验二氧化碳。【作出判断】根据上述实验现象,甲同学认为猜想Ⅲ正确;而乙同学认为甲的判断不严谨。因为猜想Ⅱ也有相同的现象。如需进一步确认还应检验CO的存在,由于一氧化碳具有还原性,其方法是将气体通过炽热的氧化铜粉末,看粉末是否变红。【拓展】由于地下水道中含有可燃性的气体,若需要工人进入下水道清理淤泥,打开下水道井盖后应首先进行的操作是通风。答案:【收集气体】瓶内水倒完;【进行实验】H2O;变蓝色;CO2【作出判断】Ⅱ,CO,将气体通过炽热的氧化铜粉末,看粉末是否变红;【拓展】通风。解题对策要想解答好这类题目,首先,要熟记常见气体的性质和检验方法,还有在检验的过程如何除去干扰的气体的相关知识,有时还需弄清图示信息,以及有关实验的注意事项等;然后,结合实验、问题情景信息,细致地分析题意和实验图等,细心地进行探究解答。类型2固体的组成的探究【考题】(2016·广东)小明在课外阅读中得知:氢氧化铜受热会分解生成氧化铜[Ca(OH)2CuO+X],于是用CuSO4溶液与KOH溶液反应制取氢氧化铜,并对氢氧化铜进行加热。(1)生成物X的化学式为。(2)制取氢氧化铜的化学方程式为。(3)小明在加热氢氧化铜时,发现蓝色固体先变成黑色;继续高温灼烧黑色固体变成红色,同时有气体产生。为弄清这种红色固体的成分,进行了如下的探究:【查阅资料】Cu和Cu2O均为红色固体,且Cu2O+H2SO4Cu+CuSO4+H2O。【提出猜想】红色固体是:Ⅰ.CuⅡ.Cu2OⅢ.。【进行实验】操作现象结论①取灼烧后的红色固体1.44g于试管中,加入足量稀硫酸,加热并充分震荡,静置溶液由无色变蓝色,固体减少1.44g红色固体一定有:②过滤、洗涤、干燥得红色固体【结论分析】①据上述实验现象,小明认为猜想Ⅲ正确。但有同学认为小明的判断不严谨,因为猜想也有相同现象。②氧化铜高温灼烧由黑色变成红色的化学反应方程式为。③如要确定1.44g红色固体成分,还需要补充的操作是,再通过得出结论。解析::(1)根据反应前后原子种类、数目不变,则X中含有2个氢原子和1个氧原子,则X的化学式为H2O。(2)CuSO4溶液与KOH溶液反应生成氢氧化铜沉淀和硫酸钠溶液,可用CuSO4溶液与KOH溶液反应来制取氢氧化铜。(3)根据查阅资料知猜想Ⅲ为:有Cu也有Cu2O;在进行实验中由于Cu2O+H2SO4Cu+CuSO4+H2O知,溶液由无色变蓝色,固体减少;并得红色固体,说明1.44g红色固体一定有:Cu2O。此实验现象是由Cu2O与硫酸反应产生的,猜想Ⅱ、猜想Ⅲ都有Cu2O,小明认为猜想Ⅲ正确,小明的判断不严谨;氧化铜高温灼烧由黑色变成红色是生成了Cu2O和O2;如要确定1.44g红色固体成分,还需要补充的操作是称量最后得到的红色固体质量,再通过计算得出结论。答案::(1)H2O;(2)CuSO4+2KOHCu(OH)2↓+K2SO4;(3)Cu和Cu2O;Cu2O;【结论分析】①Ⅱ;②4CuO2Cu2O+O2↑;③称量最后得到的红色固体质量,计算得出结论解题对策解答这类题目,首先要分析问题情景,找到实验探究的反应原理,再根据实验的反应原理和实验探究的现象,分析推断出该物质的组成成分。有时要根据化学方程式计算来定量确定物质的组成。类型3反应后混合物成分的探究【考题】(2017·广东)某同学进行如图两个实验:(l)甲实验中反应的化学方程式为;(2)乙实验观察到的现象是,溶液由蓝色变成无色;(3)把甲、乙反应后的溶液倒入同一烧杯,发现有白色沉淀生成。他决定对白色沉淀的成分进行探究。【查阅资料】硫酸钡不溶于酸。【提出猜想】白色沉淀为:Ⅰ.;Ⅱ.Mg(OH)2和BaSO4;Ⅲ.Mg(OH)2和MgCO3。【实验方案】实验操作实验现象与结论过滤、洗涤白色沉淀备用;向白色沉淀中加入盐酸至过量①若沉淀全部溶解,且无其他现象;猜想Ⅰ成立;其化学反应方程式为。②若且无气体产生,猜想Ⅱ成立。③若沉淀完全溶解,,猜想Ⅲ成立【拓展与思考】如果猜想Ⅲ成立,产生此结果的原因是做甲实验时;上述白色沉淀的成分不可能出现的组合是Mg(OH)2、MgCO3和BaSO4,原因是:。解析::(1)甲实验是:碳酸钠与氢氧化钡反应生成碳酸钡沉淀和氢氧化钠;(2)根据金属活动性顺序知,镁可以把铜从其盐溶液中置换出来,镁与硫酸铜反应,生成铜与硫酸镁,所以乙实验观察到的现象是:镁条表面出现红色固体,溶液由蓝色变成无色;(3)【提出猜想】甲、乙反应后的溶液倒入同一烧杯,发现有白色沉淀生成,说明乙中硫酸镁与甲中的氢氧化钡、碳酸钠或氢氧化钠反应,生成氢氧化镁沉淀、碳酸镁沉淀或硫酸钡沉淀;如果甲中碳酸钠与氢氧化钡恰好完全反应,则硫酸镁与甲中的氢氧化钠反应,生成氢氧化镁沉淀,白色沉淀为:Ⅰ.Mg(OH)2;如果氢氧化钡有剩余,则白色沉淀为:Ⅱ.Mg(OH)2和BaSO4;如果碳酸钠有剩余,则白色沉淀为:Ⅲ.Mg(OH)2和MgCO3;【实验方案】根据氢氧化镁能与盐酸反应;硫酸钡不溶于酸,碳酸镁与盐酸反应生成二氧化碳气体设计实验。【拓展与思考】如果猜想Ⅲ成立,产生此结果的原因是做甲实验时滴加的碳酸钠过量,上述白色沉淀的成分不可能出现的组合是Mg(OH)2、MgCO3和BaSO4,原因是甲反应后的溶液中碳酸钠与氢氧化钡不能共存。答案::(1)Ba(OH)2+Na2CO3BaCO3↓+2NaOH;(2)镁条表面出现红色固体;(3)【提出猜想】Mg(OH)2;【实验方案】①Mg(OH)2+2HClMgCl2+2H2O②白色沉淀部分溶解③且有气体产生【拓展与思考】滴加的碳酸钠过量;甲反应后的溶液中碳酸钠与氢氧化钡不能共存。解题对策解答这类题目,首先要分析物质是否恰好完全反应,还是反应物是否有过量现象,然后结合反应后的生成物性质进行分析解答即可。一、有关物质变质的探究1.氢氧化钠的变质及检验氢氧化钠的变质原因在空气中久置一段时间,与二氧化碳发生反应生成白色粉末,此物质的主要成分是(填化学式),用化学方程式表示发生的变化氢氧化钠的变质情况检验变质情况的方法Na2CO32NaOH+CO2Na2CO3+H2O①没有变质:只有NaOH;②全部变质:只有;③部分变质:NaOH和Na2CO3的混合物①取少量样品于试管中,滴入足量的,若无产生,证明没有变质;②另取少量样品于试管中滴入足量的溶液,产生,过滤,取滤液少许,滴入,若变红色,证明部分变质;若不变色证明全部变质Na2CO3盐酸气泡氯化钡白色沉淀酚酞2.氢氧化钙的变质及检验氢氧化钙的变质原因在空气中久置一段时间,与二氧化碳发生反应而变质,其主要成分是(填化学式),用化学方程式表示发生的变化氢氧化钙的变质情况检验变质情况的方法①没有变质:只有;②全部变质:只有;③部分变质:Ca(OH)2和CaCO3的混合物①取少量样品于试管中,滴入,若无产生,证明没有变质;若有产生,证明变质;②另取少量样品于试管中加入水充分溶解,静置,取上层清液少许,滴入,若变红色,证明部分变质;若不变色证明全部变质CaCO3Ca(OH)2+CO2CaCO3↓+H2OCa(OH)2CaCO3盐酸气泡气泡酚酞3.氧化钙的变质及检验氧化钙的变质原因在空气中久置一段时间,与水、二氧化碳发生反应而变质,反应的化学方程式为、氧化钙检验方法:取样,加水溶解,用水触摸容器外壁,,说明有氧化钙二、有关物质成分的探究1.中和反应后存在三种情况:酸+碱→盐+水①酸过量,用检验的方法②碱过量,用检验的方法③完全中和,用判定或检验既无酸又无碱CaO+H2OCa(OH)2Ca(OH)2+CO2CaCO3↓+H2O外壁发烫酸碱石蕊溶液2.复分解反应后溶质存在三种情况:A+B→C(↑、↓或H2O)+D①溶质只有D;(A、B恰好完全反应)②溶质有D和A(A过量,反滴进行检验)③溶质有D和B(B过量,反滴进行检验)3.金属回收与废水处理金属+盐溶液→新金属+新盐溶液①工业废水中常含有AgNO3、Cu(NO3)2等物质,一般可在废水中加入过量的或,使金属Cu和Ag完全转换出来②再加将过量的锌或铁除去,得到较纯Cu和AgBA锌铁酸三、有关反应因素的探究1.催化剂(“一变两不变”)的探究实验过程实验设计(1)“一变”:设计两个对比实验,判断的改变(2)“两不变”:化学反应前后各称量一次,判断反应前后是否改变将反应后的该物质回收后重复做(1)的实验,判断反应前后是否改变化学反应速率质量化学性质2.反应条件、影响因素的探究(1)影响化学反应速率的因素主要有反应物浓度、反应的接触面积、外界温度、催化剂种类等(2)燃烧条件的探究通过对比实验探究燃烧发生需要①②③三条件同时具备(3)金属锈蚀条件的探究通过对比实验探究金属锈蚀需要金属与①②等同时接触(4)金属活动性顺序的探究一般采用金属与反应(或不反应)来探究(5)质量守恒定律的探究采用天平测出反应前后质量的变化情况来探究。要注意有参加或生成的反应可燃物与氧气接触达到一定温度氧气水盐溶液气体四、涉及数据分析的定量探究通过对实验数据分析,运用质量守恒定律或极值法,通过计算进行判断。五、涉及实验设计与评价的探究评价时要考虑:实验目的是否明确;实验方法是否科学、简便;现象是否明显;操作是否安全可靠;推断是否完整严密等。1.理解提出的探究问题,紧扣探究的问题,从多角度、多方向分析问题,根据实验现象及基础知识,正确推理,得出结论。2.有关反应因素的探究要学会控制变量与不变量,通过对比实验得出结论。3.有关物质成分或变质的探究实际上就是要确定物质是否存在,要通过物质的特殊反应,产生明显现象来验证。1.(2017·益阳)某实验小组的甲、乙两同学围绕Na2CO3进行了如图1所示的实验。实验结束后,丙同