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1《探究题》解读·探究题型探究题是中考必考题型，具有情境新、综合性强、知识容量大、难度大等特点。常围绕猜想与假设、进行实验、解释与结论、反思与评价等探究环节设置问题。突破·探究题型题型一物质成分和性质的探究方法点拨此类试题常考查初中化学中重要物质的性质，立足性质、探究成分。解答有关反应后物质成分的探究题时，一是要根据质量守恒定律去判断物质的成分;二是除了要考虑生成物外，还要考虑反应物的量。典例引路例1某兴趣小组对“蜡烛燃烧的产物”进行探究。【查阅资料】蜡烛的主要成分是石蜡，石蜡由碳、氢两种元素组成。【作出猜想】蜡烛燃烧的产物是二氧化碳和水。【实验验证1】(1)用干冷的小烧杯罩在蜡烛火焰上，观察到，证明有水生成。(2)同学们用图1所示的装置进行实验,1分钟后，提起锥形瓶，翻转后注入20mL饱和石灰水，加塞、振荡，观察到澄清石灰水变浑浊，确定有(填化学式)生成。实验中小明观察到一个意外现象:锥形瓶内壁上有少量黑色物质。【交流讨论】经分析，同学们一致认为黑色物质是石蜡不充分燃烧生成的。由此他们猜想还可能生成一氧化碳。为验证一氧化碳，他们设计了如图2所示的实验。【实验验证2】(3)实验前，先在玻璃管的中部放入一团棉花，其目的是。(4)将a端插入蜡烛的焰心。(5)用酒精灯加热b端的糊状物，一段时间后，观察到黑色物质变成红色，证明蜡烛不充分燃烧有一氧化碳生成。(6)为防止玻璃管中的红色物质又被氧化变成黑色，接下来的操作是。【拓展应用】(7)含碳燃料不充分燃烧会生成一氧化碳等物质，浪费资源，且污染空气。为使其充分燃烧，应采取的措施是(答一条即可)。(8)若蜡烛(CxH4y)充分燃烧只生成二氧化碳和水，则其燃烧的化学方程式为。2【解析】(1)验证可燃物燃烧是否有水生成的方法是用干冷的烧杯罩在火焰上，观察烧杯内壁是否有小液滴生成。(2)澄清石灰水变浑浊，说明有二氧化碳生成。【交流讨论】蜡烛中含有碳元素，当其发生不完全燃烧时可生成炭黑。(3)为防止生成的炭黑与氧化铜反应，干扰实验，需放置一团棉花阻挡生成的炭黑与氧化铜接触。(4)若先撤蜡烛，空气会进入玻璃管，使炽热的铜被氧化成氧化铜，故应先熄灭酒精灯，待玻璃管的温度冷却至室温，再熄灭蜡烛。(5)要使可燃物充分燃烧可以采用增大氧气浓度或增大可燃物与氧气的接触面积的措施。(6)根据蜡烛燃烧的生成物，可知化学方程式为CxH4y+(x+y)O2===2yH2O+xCO2。【答案】(1)烧杯内壁有水雾(2)CO2炭黑(3)阻挡炭黑，防止炭黑与氧化铜发生反应(4)先撤酒精灯，待玻璃管的温度冷却至室温后，再撤蜡烛(5)提供充足的氧气(或增大燃料与氧气的接触面积等)(6)CxH4y+(x+y)O2===2yH2O+xCO2例2某实验小组的同学用氢氧化钙溶液和盐酸进行酸碱中和反应的实验，向烧杯中的氢氧化钙溶液中滴加一定量的稀盐酸后，发现忘记滴加指示剂，此时，他们停止滴加稀盐酸，并对烧杯内溶液中溶质的成分进行探究。(1)写出该中和反应的化学方程式:。(2)探究烧杯内溶液中溶质的成分。【作出猜想】I.溶质可能是CaCl2与Ca(OH)2Ⅱ.溶质可能是CaC12Ⅲ.溶质可能是CaCl2与HCl【查阅资料】CaC12溶液呈中性【实验设计】①取少量烧杯中的溶液于试管中，并向试管中滴加几滴无色酚酞试液，振荡，观察到酚酞试液不变色。于是排除了猜想I，你认为排除猜想I的理由是。②小华想用碳酸钠溶液来验证后两种猜想，请你帮他完成实验，填写以下表格:实验步骤预计现象预计结论取少量反应后的溶液于试管中,逐滴加入碳酸钠溶液猜想Ⅱ正确猜想Ⅲ正确【交流反思】为确定猜想Ⅲ正确，下列几种实验方案不合理的是(填字母)。点燃点燃3A.取反应后的溶液于试管中，滴加紫色石蕊试液变红色B.取反应后的溶液于试管中，加入锌粉冒气泡C.用洁净的玻璃棒蘸取反应后的溶液，涂抹在pH试纸上，测得溶液的pH7D.取反应后的溶液于试管中，加入硝酸银溶液，生成白色沉淀【解析】(1)根据中和反应的原理，可知氢氧化钙和盐酸反应的化学方程式为Ca(OH)2+2HC1=CaC12+2H2O。(2)【实验设计】①氢氧化钙能使无色酚酞试液变红，故可以排除;②若溶液中只有氯化钙，滴加碳酸钠溶液会立刻生成白色沉淀;若溶液中含有氯化钙和氯化氢，滴加碳酸钠溶液时会先与HCl反应、产生无色气体，HCl反应完后，再滴加碳酸钠，才能与氯化钙反应生成白色沉淀。【交流反思】为确定猜想Ⅲ正确，也就是验证溶液呈酸性，可以用石蕊、锌、pH试纸，但不能用硝酸银溶液，这是因为无论溶液中是否有HC1，滴加硝酸银溶液时，都会有沉淀生成。【答案】(1)Ca(OH)2+2HC1===CaCl2+2H2O(2)【实验设计】①酚酞试液不变色，说明溶液不呈碱性，而猜想A的溶液呈碱性，所以可以排除②生成白色沉淀先有气泡产生，后产生白色沉淀【交流反思】D题型二实验设计与创新的探究方法点拨解答此类试题时，应审清题意、了解整个实验过程，明晰实验方案设计原则，以实验目的为主线，结合所学知识进行解题。典例引路例3在研究酸和碱的化学性质时，某小组想证明稀硫酸与氢氧化钠溶液混合后，虽然无明显现象，但确实发生了化学反应，试与他们一起完成实验方案的设计、实施和评价，并得出有关结论。(1)探究稀硫酸与氢氧化钠溶液的反应:当滴入几滴酚酞溶液后，溶液由无色变为色，根据上述实验中颜色变化，可确定稀硫酸与氢氧化钠溶液发生了化学变化，反应的化学方程式为。(2)探究上述稀硫酸与氢氧化钠溶液反应后烧杯中的硫酸是否过量。根据上述反应过程中溶液变成无色，不能确定稀硫酸是否过量，同学们又分别选取氯化钡溶液、紫色石蕊试液设计实验方案，请你判断并分析:实验方案实验步骤实验现象实验结论4方案一取样，滴入适量的氯化钡溶液出现白色沉淀稀硫酸过量方案二取样，滴入几滴紫色石蕊溶液溶液变红稀硫酸过量上述设计的实验方案中，正确的是(填“方案一”或“方案二”)，另外一个实验方案错误的原因是。请你设计一个确定稀硫酸是否过量的实验方案，你选用的药品是，实验现象及结论是。【解析】(1)氢氧化钠溶液呈碱性，能使酚酞溶液变红;氢氧化钠与稀硫酸反应的化学方程式为2NaOH十H2SO4===Na2SO4+2H2O。(2)除硫酸外，硫酸钠也能和BaC12反应产生白色沉淀，故滴加氯化钡溶液不能证明硫酸是否过量，方案一不正确;石蕊溶液在酸性溶液中能变红色，从而能判断硫酸过量，故方案二正确;活泼金属(或碳酸盐)与硫酸反应生成气体、氧化铁能与硫酸反应生成黄色溶液，所以可选择加入锌、碳酸钠、氧化铁等试剂，判断稀硫酸是否过量。【答案】(1)红2NaOH十H2SO4===Na2SO4+2H2O(2)方案二NaOH和H2SO4反应后生成的硫酸钠也能和BaC12反应产生白色沉淀锌粒有气体放出，证明稀硫酸过量，反之稀硫酸不过量(答案合理均可)例4化学兴趣小组设计的创新实验是“火龙生字”。在成果展示现场，某同学用硝酸钾的热饱和溶液先在白纸上书写“火”字，晾干后白纸上出现硝酸钾晶体(见图1)。用带火星的木条接触硝酸钾晶体，就会观察到白纸上写过字的地方燃烧并迅速蔓延，留下“火”字的黑色痕迹(见图2)。在场的同学对此产生了浓厚的兴趣，并进行了如下研究:【提出问题】为什么附有硝酸钾的白纸更容易燃烧?【查阅资料】硝酸钾受热易分解，生成亚硝酸钾(KNO2)和一种常见的气体单质。【猜想与假设】对于产生的是什么气体，四位同学有如下猜测:甲:二氧化氮;乙:氮气;丙:氧气;丁:氢气同学丙指出不可能是二氧化氮、氢气，理由分别是、。【进行实验】其他同学设计了实验对同学丙的猜想进行了验证，他们的操作方法是。观察到的现象是，说明同学丙的猜想正确。硝酸钾分解的化学方程式是。【解释与结论】白纸上写过字的地方更容易燃烧的原因是。【反思与评价】为什么要用“硝酸钾的热饱和溶液”书写文字?已知硝酸钾在不同温度时的溶解度如下表:5温度/℃20406080100溶解度/g31.663.9110169246你对上述问题的解释是_________________________________。【解析】【猜想与假设】二氧化氮不是单质，不符合题意;硝酸钾中不含有氢元素，根据质量守恒定律，不可能生成氢气。【进行实验】证明氧气的方法:加热硝酸钾，把带火星的木条伸入试管中，木条复燃，证明是氧气;综上所述，可知硝酸钾分解的化学方程式为2KNO3===2KNO2+O2↑。【解释与结论】解答此问，应抓住关健字“更容易”，从而可推知其原因是氧气浓度增大的结果。【反思与评价】分析表中数据，可知要使白纸上有较多硝酸钾，就需用硝酸钾的热饱和溶液。【答案】【猜想与假设】二氧化氮不是单质硝酸钾中不含有氢元素【进行实验】将少量硝酸钾晶体放在试管中加热，把带火星的木条伸入试管中木条复燃2KNO3===2KNO2+O2↑【解释与结论】硝酸钾晶体受热分解生成氧气，使写过字的白纸附近氧气的浓度增大【反思与评价】温度越高，硝酸钾的溶解度较大，用热饱和溶液书写文字能使白纸上附着更多的硝酸钾晶体题型三定量实验的探究方法点拨此类试题常涉及测定混合物中某物质的质量分数、反应中生成气体或沉淀的质量等。解题时，应围绕实验目的，明确所需数据测定的方法或手段;还要考虑实验中的干扰因素，以及减小误差、优化设计的方法。典例引路例5某校学习小组准备探究气体的测定和数据处理方法。【提出问题】如何利用石灰石(主要成分为CaCO3)与稀盐酸反应来测定生成CO2的质量和体积，并处理数据。【实验设计】通过下列两个实验分别测定CO2的质量和体积:【分析与表达】(1)上述两个实验中，反应的化学方程式是。(2)实验I中，将小烧杯中的所有稀盐酸分几次加入到大烧杯中，并不断搅拌，判断石△△6灰石中CaCO3完全反应的实验现象是。(3)实验Ⅱ中，先连接好装置，再(填操作名称)，然后装好药品，最后将10mL稀盐酸快速推入烧瓶中。若稀盐酸是缓慢推入的，则可能造成的后果是。【记录与处理】(4)已知实验I反应前的总质量〔m(大烧杯+石灰石粉末)+m(小烧杯+稀盐酸)〕，要计算生成CO2的质量，至少还需要的数据是(填字母)。A.m(小烧杯)B.m(大烧杯)C.m(大烧杯十反应后剩余物)(5)实验Ⅱ的实验记录如下(表中数据在相同温度、相同压强条件下测定):时间/min12345678910注射器读数/mL60.085.088.089.089.589.889.990.090.090.0①根据以上实验过程和数据综合分析，最终生成CO2的体积是mL，理由是。②根据你的认识，在坐标图中绘制出0～10min生成CO2体积随时间变化的曲线。【反思与评价】(6)经过分析，你认为实验I的优点是。实验Ⅱ的优点是。【解析】(1)石灰石和盐酸反应的化学方程式是CaCO3+2HC1===CaC12+CO2↑+H2O。(2)判断石灰石中CaCO3是否完全反应的方法是加入最后一次稀盐酸，观察石灰石表面是否有气泡产生，若无气泡，则证明碳酸钙完全反应。(3)制取气体要先检查装置的气密性;装好药品后，若缓慢推入稀盐酸，则会出现因二氧化碳的产生而导致烧瓶内气压增大，稀盐酸难以完全推入烧瓶中或仪器连接处脱落的现象。(4)根据差量法的原理，可知要计算生成CO2的质量，还需要的数据是m(小烧杯)和m(大烧杯十反应后剩余物)。(5)①分析表中数据，可知从第8分钟后气体的体积不再变化，又因为稀盐酸占10mL,所以可推知第1分钟生成CO2的体积是50mL，第2分钟是75mL，最终生成CO2的体积是80mL;②用描点法即可画出生成CO2体积随时间变化的曲线。(6)实验I的优点是操作简单，而实验Ⅱ的优点是在密闭体系内反应更加环保，现象更加直观。7【答案】(1)CaCO3+2HC1===CaC12+CO2↑+H2O(2)最后一次加入稀盐酸，没有气泡产生(3)检查装置的气密性烧瓶内气压增大，稀盐酸难以完全推入烧瓶中或仪器连接处脱落(4)AC(5)①80原稀盐酸占有10mL体积②(6)实验操作简单(或便于读数)在密闭体系内反应更加环保，现象更加直观例6某化学兴趣小组的同学对呼吸面具的制氧原理产生了好奇