搜索
题型突破（五）实验探究题类型一连续性装置实验探究1.连续性装置题常涉及多组反应装置,环环相扣,像多米诺骨牌一样,因此要求装置气密性良好。(1)混合气体检验和净化实验的先后顺序①混合气体→除杂→干燥→收集→尾气处理。②检验先后顺序:先检验水蒸气的存在,再检验其他气体。③净化先后顺序:先除杂,后干燥。(2)由于相邻装置中的压强变化导致两种化学物质接触而发生化学反应,此种情况注意装置中导管的长短变化。2.常考注意(1)吸收气体及熄灭酒精灯时要防止液体倒吸。(2)进行某些易燃易爆实验时要防止爆炸,如一氧化碳与氧化铁反应,一氧化碳先验纯,实验前先通一会儿一氧化碳,排净空气后,再加热氧化铁。(3)防氧化,如一氧化碳与氧化铁反应,反应结束后,继续通一氧化碳,直到试管冷却,可防止铁粉再次被氧化。(4)防止生成的气体未被吸收完全,用没有干扰的气体排净装置中生成的气体,使实验结果更准确。(5)防止有害的尾气污染环境,装置最后要设计尾气处理装置。(6)注意实验操作的顺序、试剂加入的顺序及实验方法的使用顺序等。1[2012·淮安]某同学为验证木炭在氧气中不完全燃烧的产物既有CO又有CO2,设计如图T5-1所示流程进行实验,根据所学知识回答相关问题。图T5-1(1)按图T5-1连接好装置,在装入药品之前,必须进行的操作是。(2)B装置中NaOH浓溶液的作用是。(3)实验开始时,必须先通入混合气体一段时间后再点燃酒精喷灯加热,目的是。检查装置的气密性除尽混合气体中的二氧化碳排尽玻璃管中的空气以防止加热时发生爆炸事故(4)根据设计意图,观察到(填写实验现象)时,证明混合气体中既有CO又有CO2。(5)从环保角度分析,该流程设计中的一处明显不足是。C中澄清石灰水不浑浊，AF中澄清石灰水变浑浊，E中红色粉末变为黑色没有尾气处理（吸收装置）|针对训练|【针对训练】内容见Word版资源：题型突破05实验探究题类型二物质组成、成分的探究角度1反应后物质成分探究2在化学实验技能考试中,有一题目是鉴别碳酸钠溶液和氢氧化钠溶液,小红等几位同学进行了如图T5-8所示的实验。图T5-8试管②中发生反应的化学方程式是Na2CO3+Ca(OH)2CaCO3↓+2NaOH。实验结束后,小红同学将①②两支试管中的废液倒入同一个干净的烧杯中,看到废液浑浊,就对废液进行了过滤,小红等几位同学对滤液的成分又进行了探究。[提出问题]滤液中除水外还含有哪些物质?[猜想]小红认为:只含氢氧化钠;小明认为:可能含有氢氧化钠、碳酸钠和氢氧化钙;小亮认为:可能含有氢氧化钠和碳酸钠;你认为还可能(写一种猜想)。[讨论]你认为三位同学中的猜想不合理,请说明理由:。[实验设计]设计一个简单的实验证明你的猜想正确。实验步骤实验现象实验结论取样于试管中,你的猜想正确含有氢氧化钠和氢氧化钙小明碳酸钠和氢氧化钙不能共存滴加碳酸钠溶液产生白色沉淀[实验分析]小亮同学针对自己的猜想进行了如下实验:实验步骤实验现象实验结论取样于试管中,滴加几滴稀盐酸无明显现象自己的猜想不成立小亮的实验操作和结论(填“合理”或“不合理”)。【方法点拨】(1)成分分析Ⅰ.溶质成分①一定有的成分:可溶性生成物且不再发生化学反应的;②可能有的成分:过量的某一种可溶性反应物Ⅱ.固体成分:结合信息提示判断其成分(2)检验:用该物质的性质去检验,但所选试剂不能对可能有的成分的检验造成干扰不合理角度2标签破损的物质成分探究3[2019·洪泽区二模]实验室有一瓶标签残缺并且没有完全密封的无色溶液(见图T5-11甲),同学们经过询问实验员得知,该溶液只能是NaCl、NaOH、Na2CO3、NaHCO3中的一种。图T5-11[提出问题]原瓶中是何种溶液,有没有变质呢?[进行猜想]猜想Ⅰ:原瓶中是NaCl溶液;猜想Ⅱ:原瓶中是NaOH溶液;猜想Ⅲ:原瓶中是Na2CO3溶液;猜想Ⅳ:原瓶中是NaHCO3溶液。[查阅资料]常温下物质的相关信息如下表:物质NaClNaOHNa2CO3NaHCO3常温下的溶解度/g3610921.59.6常温下稀溶液的pH713119从上表的信息可知,猜想Ⅳ一定错误,因为。[进行实验]①取少量样品,测得其pH大于7,显然猜想错误。②同学们另取样品,又进行了如图乙所示实验。a.请写出生成白色沉淀A的化学方程式:。b.通过实验可以判断,原无色溶液中含有的溶质是。常温下，碳酸氢钠饱和溶液的溶质质量分数小于10%INa2CO3+CaCl2CaCO3↓+2NaCl碳酸钠、氢氧化钠[获得结论]上述实验证明,猜想正确,但其中的溶质已部分变质。[拓展延伸]实验②中检验无色溶液B时,可以代替酚酞试液的试剂(或试纸)是(填字母)。A.金属镁B.红色石蕊试纸C.CuSO4溶液D.稀盐酸【方法点拨】(1)判断猜想是否合理:根据物质的摆放顺序判断物质的种类(如酸、碱、盐、氧化物);根据破损标签提供的部分信息(如化学式、浓度等);根据药品的特性(颜色、气味)等(2)利用离子的性质选择合适的试剂检验IIBC[解析][查阅资料]常温下,饱和碳酸氢钠溶液的溶质质量分数为9.6g9.6g+100g×100%≈8.8%,因此猜想Ⅳ一定错误。[进行实验]①取少量样品,测得其pH大于7,显然猜想Ⅰ错误,这是因为氯化钠溶液显中性,pH=7。②a.生成的白色沉淀A是碳酸钙,碳酸钠和氯化钙反应生成碳酸钙沉淀和氯化钠,反应的化学方程式为Na2CO3+CaCl2CaCO3↓+2NaCl。b.通过实验可以判断,产生白色沉淀,说明溶液中含有碳酸钠,B溶液中加入酚酞试液变红色,说明溶液中含有氢氧化钠,因此原无色溶液中含有的溶质是碳酸钠、氢氧化钠。[获得结论]上述实验证明,猜想Ⅱ正确,但其中的溶质已部分变质。[拓展延伸]实验②中检验无色溶液B时,可以代替酚酞试液的试剂(或试纸)是红色石蕊试纸,这是因为氢氧化钠溶液显碱性,能使红色石蕊试纸变蓝色;也可以是硫酸铜溶液,这是因为氢氧化钠和硫酸铜反应生成氢氧化铜蓝色沉淀和硫酸钠。角度3物质变质的探究4[2019·眉山]某化学兴趣小组在实验室取用NaOH溶液时,发现瓶口有白色粉末状物质,该小组质疑该NaOH溶液可能已变质,于是进行了如下探究:[猜想与假设]猜想Ⅰ.没有变质Ⅱ.部分变质Ⅲ.完全变质溶液中溶质NaOHNaOH、Na2CO3Na2CO3[探究过程](1)取一定量的该NaOH溶液,加入足量的,有气泡产生,说明猜想Ⅰ不成立。产生气泡的化学方程式为。(2)重新取一定量的该NaOH溶液,加入足量的CaCl2溶液,观察到的现象为。接下来的实验操作及观察到的现象是,则说明猜想Ⅱ成立。若将CaCl2溶液换为Ca(OH)2溶液是否可行,判断并简述理由:。盐酸Na2CO3+2HCl2NaCl+H2O+CO2↑有白色沉淀生成滴入酚酞试液震荡，看到溶液变成红色不可行，由于氢氧化钙与碳酸钠反应有氢氧化钠生成，则无法证明猜想II成立【方法点拨】(1)猜想变质的情况:未变质、部分变质、完全变质(2)成分检验:利用物质的性质进行检验,如检验氢氧化钠的变质程度,根据碳酸盐的化学性质检验碳酸钠的生成,但注意所选试剂要避开可能存在的NaOH的干扰;证明变质的程度,则要先用中性溶液(如氯化钙溶液)检验并除去碳酸钠,再根据碱的化学性质检验氢氧化钠的存在[解析](1)由于猜想Ⅰ不含Na2CO3而猜想Ⅱ与猜想Ⅲ均含Na2CO3,故加入的物质为稀盐酸;加入盐酸与碳酸钠反应能生成氯化钠、水和二氧化碳,其化学方程式为Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑。(2)由于(1)已证明猜想Ⅰ不成立,猜想Ⅱ与猜想Ⅲ均含Na2CO3,加入足量的CaCl2溶液发生反应CaCl2+Na2CO3=CaCO3↓+2NaCl,因CaCO3是白色沉淀,则加入足量的CaCl2溶液,观察到的现象为有白色沉淀产生;说明猜想Ⅱ成立,接下来的实验操作及观察到的现象是滴入酚酞试液振荡,看到溶液变成红色。若将CaCl2溶液换为Ca(OH)2溶液发生反应Ca(OH)2+Na2CO3=CaCO3↓+2NaOH,则无法证明猜想Ⅱ成立。角度4无明显现象反应的探究举例方法点拨二氧化碳与氢氧化钠反应(1)确定碳酸钠生成:①加酸有气体;②加碱有沉淀;③加盐有沉淀(3)验证二氧化碳减少:密闭装置,气压减小酸碱中和反应(1)借助酸碱指示剂颜色变化(以酸中和碱为例)(2)借助其他物质与酸碱反应的现象来证明酸或碱不存在(3)借助反应中溶液pH变化(以碱中和酸为例)(4)借助中和反应放热5[2018·泰州]为探究CO2与NaOH溶液发生的反应,某兴趣小组尝试用不同的方式进行实验。[查阅资料]Ⅰ.20℃时,几种物质在水中的溶解度见下表:物质Na2CO3NaHCO3Ca(OH)2Ba(OH)2溶解度/g21.59.60.1653.89Ⅱ.本实验条件下,Na2CO3溶液和NaHCO3溶液的pH分别约为11.0和8.5。[实验探究](1)实验一:小雨取一充满CO2的矿泉水瓶,加入一定量的水,立即拧紧瓶盖,振荡,发现瓶子变瘪;小雨另取一相同的充满CO2的矿泉水瓶,向其中加入与水等体积的NaOH溶液,立即拧紧瓶盖,振荡,得到溶液X,此时观察到的现象是。实验中,小雨采用两只矿泉水瓶做对比实验的目的是。(2)实验二:为检验CO2与NaOH溶液反应的产物,小亮取实验一所得溶液X少许,向其中滴加BaCl2溶液,有白色沉淀产生,该反应的化学方程式为。实验中不宜将BaCl2溶液换成CaCl2溶液的原因是。矿泉水瓶变瘪，且比装水的更瘪证明二氧化碳与氢氧化钠溶液发生了化学反应Na2CO3+BaCl2BaCO3↓+2NaCl如果NaOH溶液有剩余,会与CaCl2形成微溶于水的Ca(OH)2,也会有白色沉淀产生(3)实验三:小华取实验一所得溶液X少许,向其中加入过量的BaCl2溶液,振荡,静置,取上层清液,滴入1滴酚酞试液,发现溶液呈色,证明溶液X中有NaOH剩余。实验中,小华没有直接向少量溶液X中滴入酚酞试液,理由是。(4)实验四:兴趣小组将CO2持续通入一定浓度一定量的NaOH溶液中,用数字化实验技术测定反应过程中溶液的pH和温度变化,结果如图T5-16甲、乙所示。图T5-16红碳酸钠溶液显碱性，也能使酚酞试液变红图甲中,BC段发生反应的化学方程式为。图乙中,DE段温度变化的原因是。[反思感悟](5)实验从CO2减少、NaOH减少、Na2CO3生成等物质的变化,以及转化等视角多维度探究CO2与NaOH发生了反应,对于现象不明显的化学反应,可以通过现代技术手段进行数据测定,实现反应过程的“可视化”。Na2CO3+CO2+H2O2NaHCO3二氧化碳与氢氧化钠生成碳酸钠和水的反应是放热反应能量[解析](1)实验一:二氧化碳溶于水且与水反应使矿泉水瓶内压强减小,瓶子变瘪;二氧化碳与氢氧化钠溶液反应也会使矿泉水瓶内压强减小,瓶子变瘪,但氢氧化钠溶液中也有水,所以瓶子变瘪不能说明二氧化碳与氢氧化钠发生了反应;通过对比实验,如果加入与水等体积的NaOH溶液的瓶子变得比加水的瓶子更瘪,说明二氧化碳与氢氧化钠发生了化学反应。(2)实验二:二氧化碳与氢氧化钠反应生成碳酸钠和水,碳酸钠与氯化钡反应生成碳酸钡沉淀和氯化钠,反应的化学方程式为Na2CO3+BaCl2=BaCO3↓+2NaCl;由于氢氧化钙的溶解度很小,如果溶液中氢氧化钠有剩余,会与加入的氯化钙溶液形成氢氧化钙,也会得到沉淀。(3)实验三:二氧化碳与氢氧化钠反应生成碳酸钠和水,碳酸钠与氯化钡反应生成碳酸钡沉淀和氯化钠,静置,取上层清液,若溶液X中含有氢氧化钠,滴加酚酞试液,溶液变红色;由于碳酸钠溶液呈碱性,滴加酚酞试液,溶液也变红色,故无法说明氢氧化钠是否有剩余。(4)实验四:图甲中B点的pH为11.0,C点的pH约为8.5,本实验条件下,Na2CO3溶液和NaHCO3溶液的pH分别约为11.0和8.5,所以从B点开始碳酸钠被逐渐消耗,生成碳酸氢钠,根据质量守恒定律可知有水参加反应,故反应的化学方程式为Na2CO3+CO2+H2O=2NaHCO3;图甲和图乙对比可知DE段发生的反应是二氧化碳与氢氧化钠反应生成