化学重难题型题库实验探究

化学重难题型题库实验探究1.某工厂废水中含有Zn(NO3)2、AgNO3、Cu(NO3)2三种溶质。某兴趣小组的同学取少量废水样，静置，取上层清液，加入铁粉，充分反应后过滤，得到滤液甲和滤渣乙。请你参与完成以下探究（不考虑杂质干扰）。【提出问题】滤渣乙是什么？【作出猜想】猜想一：银猜想二：银和铜猜想三：银、铜和锌猜想四：银、铜和铁【交流讨论】大家经过讨论后，认为猜想三是错误的，理由是___________________________。【实验探究】设计实验探究滤渣乙的成分，请填写下列空白：取少量滤渣乙于试管中，加入稀盐酸，________，说明猜想四不成立。（2）为了进一步证明滤渣乙的成分，小组同学再次讨论一致认为：取少量滤渣乙，向其中加入____，若看到溶液由无色逐渐变蓝，即可证明滤渣乙的成分。该实验中反应的化学方程式为_______________________。（3）根据第（2）步确定的滤渣乙的成分来判断滤液甲中阳离子至少有_____种。【反思交流】同种金属放入不同的金属盐溶液时，_______的金属先被置换出来。【答案】【交流讨论】铁不与Zn(NO3)2反应，不能置换出锌【实验探究】（1）无气泡产生（2）硝酸银溶液（或AgNO3溶液）Cu+2AgNO3===Cu(NO3)2+2Ag（3）2【反思交流】金属活动性相对弱【解析】【交流讨论】因为在金属活动性顺序表中，铁排在锌后面，所以铁不能将锌从其盐溶液中置换出来，即滤渣中不会有锌，猜想三是错误的。【实验探究】（1）取少量滤渣乙于试管中，加入稀盐酸，如果没有气泡生成，说明滤渣中不含铁，因为在银、铜、铁三种金属中只有铁能与稀盐酸反应放出氢气。（2）排除了铁的存在后，滤渣中可能只有银或有银和铜两种物质，要进一步证明滤渣乙的成分，需要加入一种能与铜反应的金属盐溶液，如有反应现象出现，则证明铜的存在。因此所加溶液是在金属活动性顺序中排在铜后面的金属盐溶液如硝酸银溶液。加入硝酸银溶液发生的反应是铜与硝酸银反应生成银和硝酸铜，现象是溶液由无色变为蓝色。（3）滤渣乙的成分为银和铜，则加入铁反应有两种情况。第一种溶液中铜离子被全部置换出来，则溶液甲中阳离子为Zn2+、Fe2+，第二种情况，溶液中铜离子被部分置换出，则滤液甲中阳离子为Zn2+、Fe2+、Cu2+，故滤液甲中最少含2种阳离子。【反思交流】由【实验探究】（2）知探究铜是否存在而无需探究银是否存在，说明了当一种金属放入不同的金属盐溶液时，金属活动性相对弱的金属先被置换出来。2.某实验学校的化学兴趣小组的同学在学习金属与盐溶液的反应时，做了金属镁与氯化铵溶液反应的实验，发现除生成一种盐外，还有气体生成。为确定生成气体的成分，小组同学开展了下列实验：【提出问题】该气体的主要成分是什么？【猜想与假设】生成气体可能是H2、HCl、NH3中的一种或几种。【查阅资料】①2NH3+H2SO4===(NH4)2SO4；②NH3+HCl===NH4Cl；③2NH3+3CuO=====△3Cu+N2+3H2O【实验探究】（1）为确定是否含有HCl，将气体通入酸化的硝酸银溶液中，当观察到_________，则该气体中无HCl。（2）兴趣小组同学为了探究其他气体是否存在，他们设计了如下实验装置：①A装置是为了证明有NH3，则A装置中可以观察到的现象是___________________；②B装置中浓硫酸的作用是_______________；③A、B实验装置能否对调，请说明理由_________________；④C中玻璃管内观察到_________，证明有H2。【实验结论】镁与氯化铵溶液反应生成一种盐、NH3和H2，写出化学方程式___________________。【反思与评价】实验小组的一个同学认为不需要单独检验HCl，就能证明HCl不存在。请评价这种说法是否合理_______（填“是”或“否”），理由是_____________。【答案】【实验探究】（1）无沉淀生成（或无明显现象）（2）①溶液变红色②吸收水蒸气和氨气③不能对调，若对调A、B装置，由于浓硫酸会吸收氨气，则无法验证氨气的存在，且进入C装置中的气体也没有干燥，影响实验效果④黑色粉末逐渐变成红色，玻璃管内壁出现水珠【实验结论】Mg+2NH4Cl===MgCl2+2NH3↑＋H2↑【反思与评价】是氨气能和氯化氢反应生成氯化铵，所以二者不能共存【解析】【实验验证】（1）若该气体中无HCl，将气体通入酸化的硝酸银溶液中，无沉淀生成或无明显现象。（2）①NH3和H2O反应生成氨水，氨水显碱性，能使酚酞溶液变红，A中观察到溶液变红色，证明有NH3；②浓硫酸的作用是吸收水蒸气和氨气；③A、B装置不能对调，若对调A、B装置，由于浓硫酸会吸收氨气，则无法验证氨气的存在，且进入C装置中的气体也没有干燥，影响实验效果；④加热条件下，氧化铜能和氢气反应生成铜和水，因此当观察到黑色粉末逐渐变成红色，玻璃管内壁出现水珠时，则可证明有H2。【实验结论】根据上述探究和质量守恒定律可知，镁与氯化铵溶液反应生成一种盐（MgCl2）、NH3和H2，所以化学方程式为Mg+2NH4Cl===MgCl2+2NH3↑＋H2↑。【反思与评价】因为氨气能和氯化氢反应生成氯化铵，即氨气不能和氯化氢共存，实验中证明了有氨气，则说明没有HCl，所以不需要单独检验HCl，就能证明HCl不存在。3.宝宝和贝贝同学对实验室久置的碱石灰样品产生了探究欲望，于是他们取少量样品进行了探究实验。【提出问题】宝宝和贝贝同学探究的目的是_________________________________________________。【网络资料】①CaCl2溶液呈中性。②常温下熟石灰固体微溶，溶于水放出的热量几乎察觉不到。③新制的碱石灰是由CaO和NaOH两种固体组成的，常作干燥剂。【猜想假设】该久置的碱石灰样品主要成分可能含有CaO、NaOH、Ca(OH)2、______和______。【实验探究】宝宝和贝贝同学为了验证上述猜想，他们探究实验设计步骤如下：①宝宝取适量该样品于试管中，加入少量水后试管外壁无热的感觉，说明样品中一定没有______。继续加足量水，振荡，发现试管底部有白色沉淀，宝宝认为碱石灰样品中一定含有CaCO3，贝贝对宝宝的结论提出了疑问，贝贝提出了疑问的原因是________________________（用化学方程式表示。）②把过程①所得物质过滤，取适量的滤液于试管中，然后往试管中滴加过量CaCl2溶液，出现白色浑浊。③把过程②所得物质进行过滤，用玻璃棒蘸取滤液滴到pH试纸上，把pH试纸显示的颜色与________对照，测得滤液的pH＝7。【解释与结论】根据以上探究：①你认为该样品一定含有的物质是____；一定不含有的物质是_____。②实验探究过程③所得滤液中含有的溶质是___________。【反思拓展】碱石灰的正确保存方法是_______。【答案】【提出问题】这包久置的碱石灰样品的主要成分是什么【猜想假设】CaCO3Na2CO3【实验探究】①CaO、NaOHCa(OH)2＋Na2CO3===2NaOH+CaCO3↓③标准比色卡【解释与结论】①Na2CO3、CaCO3CaO、NaOH、Ca(OH)2②NaCl、CaCl2【反思拓展】密封，干燥保存【解析】【提出问题】根据【猜想假设】中提示的内容可知该实验探究的目的是这包久置的碱石灰样品的主要成分是什么。【猜想假设】因为碱石灰中的CaO在空气中可能会先跟空气中的水蒸气反应生成氢氧化钙，然后氢氧化钙与空气中的二氧化碳反应生成碳酸钙；碱石灰中的NaOH会与空气中的二氧化碳反应生成Na2CO3，因此猜想碱石灰样品的主要成分可能还含有CaCO3和Na2CO3。【实验探究】①因为CaO与水反应后会放出热量，NaOH固体溶于水后也会放出热量，题目已知该样品加入少量水后试管外壁无热的感觉，说明样品中一定没有CaO和NaOH；试管底部有白色沉淀还有可能是Ca(OH)2与Na2CO3发生化学反应生成的CaCO3；③使用pH试纸测定溶液的pH，应该用pH试纸显示的颜色与标准比色卡对照，得出溶液的pH。【解释与结论】①根据【实验探究】中的第②步中滴加过量CaCl2溶液，发现白色沉淀，说明该样品一定含有Na2CO3，第③步中测量滤液的pH=7，说明样品中没有Ca(OH)2，再根据【实验探究】中的第①步骤继续加足量水，振荡，发现试管底部有白色沉淀，说明该样品一定含有CaCO3；综合上述分析可知，该样品一定含有的物质是Na2CO3、CaCO3；一定不含有的物质是CaO、NaOH、Ca(OH)2；②Na2CO3溶液与CaCl2溶液反应后会生成NaCl，又因为CaCl2溶液是过量的，因此实验探究过程③所得滤液中含有的溶质是NaCl和CaCl2。【反思拓展】因为碱石灰样品会与空气中的水蒸气和二氧化碳反应而变质，因此保存碱石灰样品应该密封，干燥保存。4.某化学兴趣小组在实验室发现了一瓶标签受到腐蚀（如图）的无色溶液，他们对此产生了兴趣。【提出问题】这瓶溶液究竟是什么？【作出猜想】经过分析，大家一致认为这瓶溶液不可能是____（填序号），并作出了以下猜想。A.酸B.碱C.盐D．氧化物猜想一：可能是H2SO4溶液；猜想二：可能是BaSO4溶液；猜想三：可能是(NH4)2SO4溶液；猜想四：可能是Na2SO4溶液；猜想五：可能是CuSO4溶液；【交流讨论】讨论后，大家认为猜想二和猜想五不成立，理由是___________________。【查阅资料】Na2SO4溶液为中性，(NH4)2SO4溶液为酸性。【实验探究】分别取少量待测液进行如下实验：实验方案滴加氢氧化钠溶液后加热紫色石蕊溶液实验操作实验现象无刺激性气味的气体生成①______实验结论猜想三不成立猜想四不成立为了进一步验证猜想一是否成立，大家又进行了如下实验：实验方案加入Na2CO3溶液加入铁粉实验现象产生气泡②_______实验结论猜想一成立，该溶液是H2SO4溶液Na2CO3溶液与H2SO4溶液反应的化学方程式为___________________。【反思评价】有同学提出，经过【交流讨论】环节后，只要给待测液中滴加氢氧化钡溶液并微热，即可得出结论。简述你的看法与理由____________________________。【答案】【作出猜想】BD【交流讨论】猜想二中BaSO4不溶于水，无法形成溶液，猜想五中CuSO4溶液为蓝色【实验探究】①紫色石蕊溶液变红②产生气泡，溶液由无色变成浅绿色Na2CO3＋H2SO4===Na2SO4＋H2O＋CO2↑【反思评价】此法只能确定待测液是否为(NH4)2SO4，不能确定是Na2SO4溶液还是H2SO4溶液【解析】根据标签上的“SO4”可得知，该瓶溶液不是碱和氧化物，只能是酸或者盐；由于这是一瓶无色溶液，所以不可能是猜想二和猜想五，猜想二中BaSO4不溶于水，无法形成溶液，猜想五中CuSO4溶液为蓝色。向该溶液中滴加氢氧化钠溶液后加热，无刺激性气味的气体生成，说明不是猜想三；到此，还剩余两种猜想，再向该溶液中滴加紫色石蕊溶液，且猜想四不成立，说明猜想一成立，因此紫色石蕊溶液变红，继续加入铁粉，铁粉与稀硫酸反应产生气体，溶液由无色变成浅绿色。5.实验室有一包白色固体混合物，化学兴趣小组对此产生好奇，为证明其组成，进行如下实验探究，请你参与并帮助完成：（1）老师告诉他们：可能由BaCl2、CuSO4、Na2CO3、K2SO4等中的几种混合而成，兴趣小组取一定量该固体混合物加入足量的水，充分搅拌，得到白色沉淀和无色溶液。据此得出，该固体混合物中一定含有______,一定没有_____。（2）【提出问题】该白色粉末还含有什么成分？（3）【猜想与假设】猜想1：该白色粉末还含有Na2CO3；猜想2：该白色粉末还含有K2SO4；猜想3：该白色粉末还含有______。（4）【设计与实验】实验步骤实验现象实验结论将（1）得到的白色沉淀和无色溶液进行过滤得到白色沉淀A，无色溶液B据此推断A的组成成分可能有__种向白色