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题型突破（五）科学探究题题型解读这类题的命制主要是根据已有的研究和实践,选择有价值的化学问题设置情景,考查学生在解题过程中运用知识的水平和各种探究能力。解答时要过“三关”1.审题关:“三看清”,看清题中的化学反应过程、看清题设条件、看清要解决的问题。2.分析关:“三想”,想化学过程中所涉及的化学概念或化学原理,想所给条件与所求问题的关系,想有无隐含条件。3.解答关:“五要”,设计实验进行探究时,原理要正确,试剂要易得,操作要简单,现象要明显,结论要可靠。科学探究题的基本类型1.反应后物质成分的探究这类题多为复分解反应后,对溶液成分的探究。解题思路(1)实验猜想:反应后物质成分存在的情况有①恰好反应,只含生成物;②反应物过量,含生成物及过量的反应物(因为两种反应物不能同时共存)。(2)实验设计:根据需要检验的物质确定添加试剂,利用反应现象判断物质是否存在,只需检验过量的反应物,若生成物对反应物的检验有干扰,则需要先排除干扰,再进行检验。2.物质组成成分的探究这类题通常会给出部分信息,结合信息进行探究。常见题型有固体、气体成分的探究,标签破损试剂成分探究。3.影响物质变化的因素的探究这类题主要涉及化学反应条件和影响反应速率、反应现象的因素的探究,通常采用控制变量的思想,通过对比不同的实验现象得出实验结论。1.[2009·包头]在化学实验课上,教师给了同学们一小包黑色粉末,这种黑色粉末可能是氧化铜、炭粉或者是这两种物质的混合物,请你和同学们一起探究黑色粉末的成分。提出假设①黑色粉末是炭粉;②黑色粉末是;③黑色粉末是。[答案]氧化铜炭粉和氧化铜的混合物[解析]根据题意,可以提出三种假设,即可能是只有炭粉,可能是只有氧化铜,可能是氧化铜与炭粉的混合物。1.[2009·包头]在化学实验课上,教师给了同学们一小包黑色粉末,这种黑色粉末可能是氧化铜、炭粉或者是这两种物质的混合物,请你和同学们一起探究黑色粉末的成分。设计实验同学们对实验作出如下设想和分析。取少量黑色粉末于烧杯中,加入过量的稀硫酸,充分搅拌后,静置。请你完成下表：实验中可能出现的现象结论假设①成立假设②成立假设③成立实验验证通过实验并对实验现象进行分析，确定了黑色粉末是碳粉和氧化铜的混合物。溶液为无色,有黑色不溶物溶液为蓝色,没有黑色不溶物溶液为蓝色,有黑色不溶物1.[2009·包头]在化学实验课上,教师给了同学们一小包黑色粉末,这种黑色粉末可能是氧化铜、炭粉或者是这两种物质的混合物,请你和同学们一起探究黑色粉末的成分。拓展思维为了进一步探究炭粉和氧化铜的性质,同学们又利用这种混合物做了如下实验:将此混合物隔绝空气加热到高温,待反应停止后冷却至室温,得到剩余固体X,再将X加入到过量的稀硫酸中,充分搅拌后,静置。(1)若静置后溶液呈无色,则溶液中含有的溶质是。(2)若静置后溶液呈蓝色,则溶液中含有的溶质是,剩余固体X中一定含有。H2SO4CuSO4和H2SO4Cu和CuO2.[2012·包头]已知某铝合金的成分除铝外,还含有铁、铜中的一种或两种。某化学兴趣小组对合金中铁、铜的存在情况进行如下探究。查阅资料铝与氢氧化钠溶液反应,生成偏铝酸钠(化学式为NaAlO2,溶于水),反应的化学方程式为2Al+2NaOH+2H2O2NaAlO2+3H2↑,铁、铜不与氢氧化钠溶液反应。猜想猜想一:该合金中除铝外,还含有铁;猜想二:该合金中除铝外,还含有铜;猜想三:该合金中除铝外,还含有。铜、铁实验探究该小组同学进行了如下实验。请你完成下表,写出他们所用的试剂和实验现象。反思与交流根据金属活动性得知,铝的化学性质较活泼,但是日常生活中使用的铝制品却耐腐蚀,原因是）___________________________________________________________________________________________。实验步骤实验现象结论或解释①取适量的合金粉末于烧杯中,加入过量的,充分反应除去合金粉末中的铝②将步骤①所得混合物过滤,再向滤渣中加入过量的,充分反应猜想三成立氢氧化钠溶液产生气泡,合金粉末部分溶解稀盐酸(或稀硫酸)产生气泡,滤渣部分溶解,溶液变为浅绿色铝和空气中的氧气反应,其表面生成一层致密的氧化铝薄膜,可防止铝被进一步腐蚀[解析]铁、铝在金属活动性顺序中均位于氢前,利用酸除去铝显然不可行。由于铝能与氢氧化钠溶液反应,生成偏铝酸钠,铁、铜不能与氢氧化钠溶液反应,利用该原理可除去铝,再利用铁与酸能反应,而铜不能与酸反应即可达到目的。3.[2013·包头]小明同学在实验室用大理石和稀盐酸反应制取二氧化碳完毕后,对废液中溶质的成分产生了兴趣。请你一同参与探究并回答下列问题。提出问题废液中的溶质是什么物质?作出猜想小明同学认为废液中溶质只有氯化钙。你认为还可能有的溶质是(填化学式)。查阅资料氯化钙溶液呈中性。HCl3.[2013·包头]小明同学在实验室用大理石和稀盐酸反应制取二氧化碳完毕后,对废液中溶质的成分产生了兴趣。请你一同参与探究并回答下列问题。实验与结论(1)小明同学取少量废液于试管中,滴入几滴无色酚酞溶液后,酚酞不变色。于是小明同学认为自己的猜想是正确的。(2)你认为小明同学的实验(填“能”或“不能”)证明他的猜想,理由是。(3)如果要证明你的猜想是正确的,你选择的试剂是,实验中可以看到的现象是。不能盐酸显酸性,也不能使无色酚酞溶液变色紫色石蕊溶液(合理即可)紫色石蕊溶液变红(合理即可)3.[2013·包头]小明同学在实验室用大理石和稀盐酸反应制取二氧化碳完毕后,对废液中溶质的成分产生了兴趣。请你一同参与探究并回答下列问题。拓展与应用(1)实验证明你的猜想是正确的。要想处理废液只得到氯化钙溶液,你的实验步骤是。(2)通过以上探究,如果该废液未经处理直接倒入下水道,可能造成的危害是(写一条)。交流与反思分析化学反应后所得物质的成分时,除了考虑生成物外,还需要考虑。向废液中加入碳酸钙,当不再产生气泡时,停止加入碳酸钙,过滤即可得到只含氯化钙的废液腐蚀下水道(合理即可)反应物是否过量①A中的溶质有(填化学式),b~c之间的沉淀是。②c点对应溶液中溶质的可能组成有(填化学式)。③由以上实验总结出:在分析化学反应后溶液中溶质的成分时,除了考虑生成物外,还需要考虑。4.[2018·包头]为探究CuO和稀硫酸反应后溶液中溶质的成分,同学们设计了实验步骤如下。(1)取少量CuO粉末于试管中,滴加稀硫酸,粉末全部溶解,得到溶液A。(2)向步骤(1)的试管中滴加BaCl2溶液,有白色沉淀生成。得出结论:A中溶质只有CuSO4。有同学认为该结论不合理,继续进行实验。(3)向步骤(2)的试管中滴加NaOH溶液,产生沉淀质量随加入NaOH溶液质量的变化关系如图T5-23所示。回答下列问题。图T5-23[答案](3)①CuSO4、H2SO4BaSO4、Cu(OH)2②NaCl或NaCl、Na2SO4或NaCl、BaCl2③反应物是否有剩余[解析]①氧化铜和硫酸反应,生成硫酸铜和水;硫酸和氯化钡反应生成硫酸钡白色沉淀和盐酸;硫酸铜和氯化钡反应生成硫酸钡白色沉淀和氯化铜,所以溶液A中的溶质除了有硫酸铜以外,还有可能有过量的硫酸。根据图像分析,在a~b段除了硫酸钡沉淀,没有新沉淀产生,说明溶液中含有酸,进而说明溶液A中有硫酸。氢氧化钠先和酸反应,酸反应完全后,氢氧化钠再和铜盐反应生成氢氧化铜蓝色沉淀和钠盐。所以b~c之间的沉淀除了有硫酸钡,还有氢氧化铜。5.[2019·包头]有一包固体物质,可能含有硫酸钠、碳酸钠、氯化钙、氯化钾、氯化铁和氢氧化钠中的一种或几种。为探究其组成,进行了如图T5-24所示实验。(1)取少量固体进行图甲所示实验。根据步骤①可知固体中一定不含有。图T5-24[答案]FeCl3[解析]加入适量水完全溶解,溶液呈无色,由于FeCl3溶液呈黄色,可推出固体物质中不含FeCl3。[解析]加入Ba(NO3)2后可能发生的反应有Na2SO4+Ba(NO3)2BaSO4↓+2NaNO3,Ba(NO3)2+Na2CO3BaCO3↓+2NaNO3,产生白色沉淀可能为BaSO4、BaCO3。从图乙知加入稀硝酸,沉淀部分溶解,则两种沉淀同时存在,由此得出原固体中一定含有Na2SO4和Na2CO3。5.[2019·包头]有一包固体物质,可能含有硫酸钠、碳酸钠、氯化钙、氯化钾、氯化铁和氢氧化钠中的一种或几种。为探究其组成,进行了如图T5-24所示实验。(2)取白色沉淀B于烧杯中并逐滴加入稀硝酸,烧杯中的沉淀质量随滴入稀硝酸质量的变化情况如图乙所示。则可确定原固体中一定含有______________________。图T5-24Na2SO4和Na2CO35.[2019·包头]有一包固体物质,可能含有硫酸钠、碳酸钠、氯化钙、氯化钾、氯化铁和氢氧化钠中的一种或几种。为探究其组成,进行了如图T5-24所示实验。(3)取无色溶液C向其中通入二氧化碳气体,产生白色沉淀。无色溶液C中一定含有的离子是(填离子符号)。图T5-24[答案](3)Na+、OH-、Ba2+、NO3-[解析](3)由于CaCl2+Na2CO3CaCO3↓+2NaCl,从步骤①加水得无色溶液A,可知原固体中不含CaCl2;步骤②中加入Ba(NO3)2后过滤得无色溶液C,由于取无色溶液C向其中通入二氧化碳气体,产生白色沉淀,则2NaOH+CO2Na2CO3+H2O,Ba(NO3)2+Na2CO3BaCO3↓+2NaNO3,所以原固体中有氢氧化钠,在步骤②中加入的Ba(NO3)2过量,则可确定无色溶液C中一定含NaNO3、Ba(NO3)2、NaOH,无色溶液C中一定含有的离子是Na+、OH-、Ba2+、NO3-。5.[2019·包头]有一包固体物质,可能含有硫酸钠、碳酸钠、氯化钙、氯化钾、氯化铁和氢氧化钠中的一种或几种。为探究其组成,进行了如图T5-24所示实验。(4)为进一步确定原固体中可能含有的物质是否存在,应采用的操作步骤是________________________________________________________________,通过观察现象即可确定。图T5-24[解析]综上,原固体中一定没有CaCl2、FeCl3,一定有Na2CO3、Na2SO4、NaOH,只有KCl没有确定,可取溶液C少许,先加入足量稀硝酸,然后加AgNO3溶液,观察是否有白色沉淀生成,以证明Cl-是否存在,从而确定KCl有无。取溶液C少许,先加入足量稀硝酸,然后加AgNO3溶液(合理即可)