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—1—题库：实验探究题类型1控制变量法的相关探究1.科学探究是奇妙的过程。在一次实验中，小亮不小心把硫酸铜溶液滴加到了盛有5%H2O2溶液的试管中，立即有大量的气泡产生。是什么使过氧化氢分解的速率加快？小亮和同学分析了硫酸铜溶液中的粒子并进行了下列实验探究活动。【提出猜想】猜想1：H2O；猜想2：2-4SO；猜想3：。【实验探究】实验现象实验结论实验操作1向5mL5%的H2O2溶液中加入水，并伸入带火星的木条木条不复燃猜想1(填“成立”或“不成立”)—2—2向5mL5%的H2O2溶液中加入稀硫酸，并伸入带火星的木条猜想2不成立3向5mL5%的H2O2溶液中加入，并伸入带火星的木条木条复燃猜想3成立【实验结论】通过上述实验，得出是硫酸铜溶液中的(填离子符号)加快了过氧化氢的分解。【实验反思】小红认为实验1没必要做，理由是。【答案】【提出猜想】Cu2＋【实验探究】不成立木条不复燃CuCl2溶液[或Cu(NO3)2溶液]【实验结论】Cu2＋【实验反思】过氧化氢溶液中本身就有水2.某校化学兴趣小组将Cu块加入到盛有稀H2SO4溶液的试—3—管中，Cu块不溶解，不发生化学反应。再向此试管中加入KNO3溶液，发现Cu块逐渐溶解，有无色气体产生，该气体与空气接触后变成红棕色的气体，最后Cu块完全溶解，变成蓝色溶液。【提出问题】Cu块与什么物质发生了化学反应，产生的气体是H2吗？小军同学认为产生的气体一定不是H2，你认为他作出此判断的合理理由是。【查阅资料】他们通过查阅资料知道：NO是一种无色气体，与空气接触后生成红棕色的NO2气体。【提出猜想】猜想一：Cu块与KNO3溶液发生了化学反应；猜想二：Cu块与K2SO4溶液发生了化学反应；猜想三：Cu块与溶液发生了化学反应。—4—【设计实验】实验步骤实验现象解释或结论①将Cu块加入到KNO3溶液中Cu块不溶解说明猜想一是错误的②将Cu块加入到溶液中Cu块不溶解说明猜想二是错误的③将Cu块加入到稀HNO3溶液中Cu块溶解，有无色气体产生，该气体与空气接触后变成红棕色的气体，溶液变成蓝色说明猜想三是正确的【实验结论】猜想三成立。请写出Cu块加入到稀HNO3溶液中发生反应的化学方程式。【讨论交流】—5—实验结束后，同学们在一起进行交流。从复分解反应的角度分析，H2SO4和KNO3(填“能”或“不能”)发生化学反应。Cu块是如何与稀HNO3溶液发生化学反应的呢？他们带着这个问题去请教老师，老师告诉他们：H2SO4溶液解离出H＋和2-4SO，KNO3溶液解离出，可以间接地看成有HNO3溶液。老师还告诉大家：Ag也能与稀HNO3溶液反应。请写出将Ag加入到HCl和NaNO3混合溶液中所产生的实验现象。【答案】【提出问题】该无色气体与空气接触后变成红棕色的气体【提出猜想】HNO3【设计实验】K2SO4【实验结论】3Cu＋8HNO3===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O【讨论交流】不能K＋和NO－3银粉溶解，产生气泡和白色沉淀【解析】【提出问题】根据题干信息“该气体与空气接触后变—6—成红棕色的气体”，结合氢气与空气接触不会产生上述现象分析，可知该气体一定不是氢气。【提出猜想】根据题干信息，确定溶液中所含物质种类，结合表格中实验三的内容以及已知的猜想，可知猜想三为铜块与稀硝酸溶液发生了化学反应。【设计实验】根据表格中实验的结论以及猜想二的内容，可知该实验是将铜块加入到硫酸钾溶液中。【实验结论】结合题干信息以及化学反应前后元素种类不变分析可知，铜与稀硝酸反应生成硝酸铜、一氧化氮和水。【讨论交流】硫酸与硝酸钾溶液混合后不能产生沉淀或气体或水，因此不能发生复分解反应。硝酸钾溶液会解离出钾离子和硝酸根离子。银粉与稀硝酸反应生成硝酸银、一氧化氮和水，观察到产生气泡，硝酸银与稀盐酸反应生成氯化银白色沉淀和稀硝酸，因此实验现象为银粉溶解，产生气泡和白色沉淀。3.某班同学分别用向上排空气法和排水法各收集一瓶氧气，—7—然后进行铁丝燃烧的实验，发现燃烧现象不同，于是进行如下探究。【作出猜想】铁丝燃烧与有关。【进行实验】取5根相同的铁丝（直径0.6mm），卷成相同的螺旋状后，分别在体积分数不同的集气瓶中进行实验，实验记录如下：实验次数氧气的体积分数%实验现象第一次90%，燃烧时间长第二次80%燃烧现象与90%的相比没有明显差异第三次70%燃烧比80%的弱，燃烧时间比80%的短第四次60%燃烧比70%的弱，燃烧时间更短，第五次50%铁丝没有燃烧—8—（1）进行实验时，集气瓶底部需放少量水，其作用是。（2）通过这组探究实验，可得出的结论是。（3）要研究铁丝的粗细对燃烧现象的影响，下列实验能达到目的的是。A.在同一瓶氧气中，先后进行不同粗、细铁丝的燃烧实验B.在两瓶不同浓度的氧气中，分别同时进行粗、细铁丝的燃烧实验C.在两瓶相同浓度的氧气中，分别进行粗、细铁丝的燃烧实验【反思与评价】对氧气纯度要求较高的实验应采用收集氧气。【答案】【作出猜想】氧气浓度【进行实验】燃烧剧烈，—9—火星四射，生成黑色固体（1）防止反应生成的高温熔融物溅落，使集气瓶瓶底炸裂（2）铁丝燃烧与氧气浓度有关，当氧气的体积分数大于60%时，铁丝能燃烧，而且氧气浓度越大，燃烧越剧烈（3）C【反思与评价】排水法4.实验小组在做“石灰石与稀盐酸反应制取二氧化碳”的实验时，用从不同地方找来的小石块代替石灰石，发现产生气泡的速率都不相同，并对这一现象展开了探究。【提出问题】影响产生二氧化碳气体速率的因素有哪些？【作出猜想】猜想一：稀盐酸的浓度猜想二：石块中碳酸钙的质量分数猜想三：石块颗粒大小【实验与分析】为验证三个猜想，同学们设计了如图所示实验装置进行探究。将各试管生成的气体分别通入到相同体积与浓度的氢氧化钠—10—溶液中，称量相同反应时间内各组氢氧化钠溶液增加的质量。第4题图组别实验现象实验结论①A组产生气体使氢氧化钠溶液增加的质量小于B组稀盐酸的浓度越高，二氧化碳的产生速率越②B组产生气体使氢氧化钠溶液增加的质量C组二氧化碳的产生速率与石块中碳酸钙的质量分数无关③C组产生气体使氢氧化石块颗粒越小，石块与稀盐—11—钠溶液增加的质量D组酸的接触面积越大，二氧化碳的产生速率越快（1）为保证实验结果的准确性，应该进行的操作是。（2）有同学指出第②组实验不能得出该结论，原因是。【实验反思】写出你认为会影响石灰石与稀盐酸反应速率的因素。请设计一个合理的实验来验证你的猜想。【答案】【实验与分析】15%快等于小于（1）进行多次重复实验（2）不能确定两支试管中石块所含碳酸钙的质量分数【实验反思】温度（合理即可）在不同温度下，取两份体积和质量分数相同的稀盐酸加入到两支试管中，再向其中分别加入质量和形状大小相同的碳酸钙，记录—12—各收集一瓶气体所需要的时间（与上一空对应即可）类型2成分类探究考向1反应后物质成分的探究5.某兴趣小组使用块状石灰石和稀盐酸制取二氧化碳。当观察不到有气泡产生，发现固体仍有剩余。【提出问题】剩余溶液中的溶质是什么物质？【作出猜想】根据实验室制取二氧化碳的反应原理，同学们一致认为剩余溶液中一定有CaCl2，小芳认为剩余溶液中的溶质还可能含有(填化学式)。【查阅资料】CaCl2溶液呈中性。【实验探究】（1）小芳为了证明自己的猜想是正确的，选择用pH试纸进行实验。取上层清液，用pH试纸测得溶液的pH＝2，说明溶液显性；pH测定中，“上层清液滴到试纸上”的后—13—一步操作是。（2）小明选择了另外一种物质进行实验，也得到了与小芳同样的结论，他所选用的物质可能。【交流讨论】（3）小芳将反应后的剩余混合液加热，冷却后，取上层清液测pH，发现pH略有上升，请简述产生此现象的可能原因。（4）若想要处理剩余溶液得到只含CaCl2一种溶质的溶液，小芳选择向剩余溶液中加入过量的(填选项序号)，反应完后过滤。A．碳酸钙粉末B．氢氧化钠C．熟石灰D．生石灰【答案】【作出猜想】HCl【实验探究】（1）酸待pH试纸显色后，与标准比色卡对照（2）碳酸钠溶液(或紫色—14—石蕊溶液，合理即可)【交流讨论】（3）加热使溶液中的HCl气体挥发，使溶液酸性降低（4）A【解析】【作出猜想】实验室选择石灰石和稀盐酸制取二氧化碳，反应的化学方程式为322CaCO+2HClCaCl+HO+CO2↑。因此剩余溶液中溶质一定含有氯化钙，还可能有盐酸剩余，即含有HCl。【实验探究】（1）经测定溶液的pH＝2，溶液显酸性，则证明剩余溶液中一定含有盐酸；在测定剩余溶液的pH时，先将上层清液滴到试纸上，待试纸显色后，再与标准比色卡对照，确定溶液的pH。（2）要检验溶液中是否含有盐酸，还可以选择碳酸钠溶液或碳酸氢钠溶液、锌粒等物质，它们都能与酸反应产生明显现象。【交流讨论】（3）将反应后的剩余混合液加热时，稀盐酸中部分HCl挥发，从而导致溶液的酸性减弱，即pH略有上升。（4）要处理剩余溶液得到只含有氯化钙一种溶质的溶液，由于加入的物质是—15—过量的，同时为了不增加新杂质，可选择碳酸钙粉末，反应结束后可将过量的固体通过过滤除去，生石灰虽然为固体，但会与水反应生成氢氧化钙，引入了新的杂质。6.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，小亮先取一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：—16—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】实验实验操作实验现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。【答案】【猜想与假设】Na2SO4和CuSO4四CuSO4＋—17—2NaOH===Cu(OH)2↓＋Na2SO4【实验与验证】三无明显现象一【拓展延伸】不能【解析】【猜想与假设】金属钠投入硫酸铜溶液中，钠先与水反应生成氢氧化钠和氢气，硫酸铜再与氢氧化钠反应生成硫酸钠和氢氧化铜蓝色沉淀。若恰好完全反应，反应后溶液中溶质只有硫酸钠；若氢氧化钠有剩余，反应后的溶液中溶质有硫酸钠、氢氧化钠；若硫酸铜有剩余，反应后的溶液中溶质有硫酸钠、硫酸铜。其中不合理的是猜想四，因为硫酸铜与氢氧化钠能发生复分解反应，二者不能共存，反应的化学方程式为CuSO4＋2NaOH===Cu(OH)2↓＋Na2SO4。【实验与验证】实验一：硫酸铜溶液呈蓝色，若滤液为无色，则一定不含硫酸铜，猜想三不成立；实验二：氢氧化钠溶液显碱性，能使无色酚酞溶液变红色，由实验结论猜想二不成立，说明滤液中不含氢氧化钠，则向滤液中滴加酚酞溶液，无明显现—18—象；实验三：氢氧化钠溶液显碱性，pH＞7，Na2SO4溶液呈中性，pH＝7，若测出滤液的pH＝7，说明猜想一成立。【拓展延伸】由实验探究可知金属钠的化学性质活泼，放入盐溶液后先与水反应生成碱和氢气，生成的碱再与盐溶液发生复分解反应，因此金属活动性顺序表中钠及前面的金属不能将其后面的金属从其盐溶液中置换出来。7.氢化钙固体是登山运动员常用的能源提供剂。某探究小组的同学通过查阅资料得知：氢化钙(CaH2)遇水反应生成氢氧化钙和氢气。探究小组的同学把一定量的CaH2固体加入到Na2CO3溶液中，充分反应后过滤，得到滤渣和滤液，经检验滤渣的成分是碳酸钙。【提出问题】滤液中溶质的成分是什么？【猜想与假设】猜想一：NaOH—19—猜想二：NaOH、Ca(OH)2猜想三：猜想四：NaOH、Na2CO3、Ca(OH)2经过讨论，大家一致认为猜想四不合理，请说明原因。【实验验证】实验现象结论（1）取少量滤液，向其中滴入少量碳酸钠溶液无明显