搜索
专题五实验探究题一、实验探究的基本环节提出问题→建立假设→设计实验方案→进行实验→得出结论→交流评价二、实验探究题考查的内容1．考查实验探究中提出问题或猜想的能力。2．考查设计实验的能力。3．考查对科学探究结果解释和语言表达的能力。三、实验探究题的主要结构1．提出猜想假设：根据实验的现象，从反应的质量守恒定律、物质的性质(颜色、气味、状态等)提出假设。2．设计实验方案：根据提出的假设，利用控制变量法设计有效的对比实验，验证假设的合理性。3．反思与评价：根据实验的操作、装置等方面进行可行性评价，可以从节能环保、操作方便、安全有效等方面进行分析。四、主要探究类型1．氢氧化钠和氢氧化钙变质的探究。2．有关金属活动性的探究。3．有关反应物过量导致物质组成改变的探究。4．有关物质成分的探究。五、实验探究题的主要解题方法解科学探究题要过“三关”：(1)审题关：要做到“三看”，即看题中的化学过程，看题设条件，看要解决的问题，这是解题的前提。(2)分析关：要做到“三想”，即想化学过程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：要做到“五要”，即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，过程要环保。实验探究一有关氢氧化钠和氢氧化钙变质的探究一、氢氧化钠的变质水蒸气二氧化碳1．NaOH要密封保存的原因(1)吸收空气中的________而潮解。(2)吸收空气中的__________而变质，化学方程式：______________________________________。CO2＋2NaOH===Na2CO3＋H2O2．存放不严密的NaOH的成分稀盐酸(1)没有变质：滴入__________(或__________________溶液)，无气泡(或无白色沉淀)产生。氢氧化钙(或氯化钙)(2)部分变质：加入__________溶液，目的是检验并完全除去Na2CO3，过滤，取滤液少量，滴入____________，变红色。(3)全部变质：加入__________溶液，目的是检验并完全除去Na2CO3，过滤，取滤液少量，滴入____________，不变色。3．除去NaOH中的Na2CO3杂质边搅拌边滴入_______________________溶液，直至________________为止，过滤，得到NaOH溶液。氯化钙酚酞溶液氯化钙酚酞溶液氢氧化钙(或氢氧化钡)不再产生沉淀二、氢氧化钙的变质CaO水蒸气1．生石灰变质的演变过程CaO＋H2O===Ca(OH)2生石灰的化学式为________，它露置于空气中，会吸收空气中的________而变质，化学方程式为_____________________(利用此性质，生石灰可作________)。生成的熟石灰又继续与空气中的___________反应而变质，化学方程式为___________________________________________。结论：生石灰变质后的物质可能是________、________。干燥剂二氧化碳Ca(OH)2＋CO2===CaCO3↓＋H2OCa(OH)2CaCO32．食品干燥剂CaO变质后的成分检验(1)CaO：取少量样品溶于水，如果有____________________现象，则样品中含有CaO。温度升高(或放热、发烫)(2)CaCO3：另取样，直接滴加_______，如果有__________，则样品中含有CaCO3。稀盐酸气泡产生注意：因CaO对检验Ca(OH)2有干扰，一般不检验Ca(OH)2。3．Ca(OH)2的变质情况稀盐酸酚酞溶液(1)是否变质：取样，滴入__________，有气泡产生，证明已变质；无明显现象，证明没有变质。稀盐酸(2)部分变质：取样，加水溶解，滴入__________，变红色，证明含有Ca(OH)2；另取样，滴入__________，产生气泡，证明含有CaCO3，即部分变质。酚酞溶液稀盐酸(3)全部变质：取样，加水溶解，滴入__________，不变色，证明不含有Ca(OH)2；另取样，滴入__________，产生气泡，证明含有CaCO3，即全部变质。注意：因Ca(OH)2微溶于水，则不溶于水的滤渣不一定全部是CaCO3，可能有未溶解的Ca(OH)2。氢氧化钠的变质探究解题指引：有关氢氧化钠的变质问题，其实就是考查氢氧化钠的性质和碳酸钠的性质，注意生成的碳酸钠也呈碱性，因此，(1)不能用酚酞来证明其是否变质；(2)在证明氢氧化钠是否部分变质时，碳酸钠对是否存在氢氧化钠的判断会有干扰。因此，要用过量的氯化钙溶液或氯化钡溶液(不能用氢氧化钙或氢氧化钡)先除去碳酸钠。[例1](2016年淮安)实验室有一瓶长期放置的氢氧化钠固体(如图1所示)，某兴趣小组的同学欲对该固体的变质情况进行探究。图1图2【提出问题】该瓶氢氧化钠固体是否变质，变质情况如何？【查阅资料】①氢氧化钠在空气中容易变质但不会转化为NaHCO3。②CaCl2溶液呈中性。③CaCl2＋Na2CO3===CaCO3↓＋2NaCl。【提出猜想】猜想Ⅰ：固体未变质猜想Ⅱ：固体全部变质猜想Ⅲ：固体部分变质【原因分析】氢氧化钠在空气中变质的原因是___________________________(用化学方程式表示)。同学小红小美小伍实验操作加入适量氢氧化钙溶液加入过量氯化钙溶液加入过量稀盐酸【进行实验】小聪同学取少量样品于烧杯中，用足量水溶解，再向溶液中滴入几滴酚酞试液，溶液变红，由此他得出猜想Ⅰ正确，但其他同学很快予以否定，否定的理由是______________________________________。为了进一步得出结论，组内其他三位同学分别取小聪实验后的溶液于试管中，进行如下表所示实验。【实验结论】小红、小美的实验中都观察到有白色沉淀生成且溶液仍是红色，于是他们都得出猜想Ⅲ正确。【反思评价】(1)老师指出，仅凭小红的实验操作和现象无法确定猜想Ⅲ正确，理由是_________________________________________________________________。(2)根据小美的结论推测小伍的实验现象是_________________________________________________。【提出问题】如何测定变质的氢氧化钠固体中碳酸钠的质量分数？【实验原理】通过测定一定质量样品与足量稀硫酸反应生成二氧化碳的体积来计算碳酸钠的质量分数。(2)操作中，下列情况不影响测定结果的是______(填字母)。【实验设计】小伍称取一定质量的样品，按图2所示装置进行实验(已知该装置气密性良好，水准管高度可以上下调节，量气管是带有刻度的仪器)。【反思评价】(1)在实验中，若没有植物油，测定结果会________(填“偏大”“偏小”或“不变”)。A．实验前试管中有空气B．实验中水准管口有水溢出C．读数时量气管和水准管液面不相平D．实验后生成的气体在试管中仍有滞留...解析：[反思评价](1)检验氢氧化钠时，加入的试剂不能引入OH－，否则会对氢氧化钠的检验造成干扰，所以仅凭小红的实验操作和现象无法确定猜想Ⅲ正确。(2)氢氧化钠、碳酸钠的混合物中加入盐酸，氢氧化钠会先与盐酸反应，碳酸钠再与盐酸反应，所以根据小美的结论推测小伍的实验现象是加入一定量的盐酸后，才会产生气泡。[反思评价](1)二氧化碳溶于水，导致二氧化碳的体积减小，所以若没有植物油，测定结果会偏小。(2)实验的原理是生成多少二氧化碳，在收集装置中就会体现多少二氧化碳，实验前试管中有空气，不会影响实验结果，故A正确；实验中水准管口有水溢出，不会影响收集二氧化碳的多少，故B正确；读数时量气管和水准管液面不相平，会产生气压差，造成二氧化碳的体积不准确，故C错误；实验后生成的气体在试管中仍有滞留，会影响收集的二氧化碳的质量，故D错误。答案：[原因分析]2NaOH＋CO2===Na2CO3＋H2O[进行实验]碳酸钠、氢氧化钠都显碱性[反思评价](1)氢氧化钙引入了OH－，对氢氧化钠的检验会造成干扰(2)加入一定量的盐酸后，才会产生气泡[反思评价](1)偏小(2)AB氢氧化钙的变质探究解题指引：氢氧化钙变质题，相比氢氧化钠变质题要容易得多，原因是生成的碳酸钙是难溶物，不会对氢氧化钙存在的判断造成干扰。一般只要取两次样品，分别加入稀盐酸和酚酞试液，即可判断有无碳酸钙和氢氧化钙。[例2]淑平同学在某食品厂生产的盒装饼干中，发现盒内有一小包东西，上面标有“干燥剂”“主要成分是生石灰”“请勿食用”等字样。为了提高自己的实验探究能力，淑平决定对这包干燥剂展开探究。(1)她将这袋干燥剂全部倒入一定量水中，充分搅拌后，触摸杯壁，感觉有点热。将其过滤，得到白色沉淀物和滤液。(2)联系到空气成分和CaO的性质，她对白色沉淀物的组成提出了以下假设：假设1：是CaO和CaCO3的混合物假设2：是Ca(OH)2和CaCO3的混合物假设3：只有CaCO3假设4：只有Ca(OH)2其中假设________(填序号)不合理，原因是_____________(用化学方程式表示)。(3)为了判断其他几种假设的合理性，该同学继续进行实验：①取少量沉淀物放入试管中，加入稀盐酸，有气泡产生，由此可否定假设________。②为了得到最后结论，她再取少量沉淀物放在另一支试管中，加入少量水振荡，静置后，滴入酚酞溶液，呈红色，说明只有假设________合理。(4)从此，淑平同学明白了：①“请勿食用”是因为该干燥剂吸水后具有________性且________(填“吸”或“放”)热。②该干燥剂吸水后会变质，变质后的物质可能是CaCO3。写出CaO变质生成CaCO3的最后一步反应的化学方程式：____________________________。③空气中的水分、氧气等能引起食品变质。一般采用____________________(写出两种方法)等包装方法可以防止或延缓食品变质。解析：(2)假设1中的氧化钙不可能存在，因为在溶液中它会和水反应生成氢氧化钙，故假设1不正确。(3)①加入盐酸有气泡生成说明生成了二氧化碳，所以存在碳酸钙，故假设4错误。②再取少量沉淀放在另一支试管中，加少量水振荡、静置后，滴入酚酞溶液显红色，说明形成了氢氧化钙溶液，故沉淀中有未溶解的氢氧化钙存在，因此假设3错误。(3)①4②2答案：(2)1CaO＋H2O===Ca(OH)2(4)①碱(或腐蚀)放②Ca(OH)2＋CO2===CaCO3↓＋H2O③充气(如N2)包装、真空包装(或放干燥剂、脱氧剂等合理答案)实验探究二金属活动性的探究一、金属活动性强弱比较1．金属与酸反应(1)与酸反应有气泡产生的金属，其活动性强于无气泡产生的金属。(2)与酸反应放出气泡快的金属，其活动性强于放出气泡慢的金属。2．金属与盐溶液反应能把另一种金属从其盐溶液中置换出来的金属，其活动性强于被置换的金属。二、应用设计实验证明：Zn、Fe、Cu三者的活动性强弱。1．金属放入酸中锌有大量气泡产生，铁有少量气泡产生，铜没有气泡产生，结论：Zn＞Fe＞Cu。2．金属放入盐溶液中有以下两种方案，均可证明Zn＞Fe＞Cu。甲乙(1)“两金夹一盐”：Zn、FeCl2溶液、Cu，如上图甲。(2)“两盐夹一金”：ZnCl2溶液、Fe、CuCl2溶液，如上图乙。金属活动性的探究解题指引：关键是对金属与酸、盐反应的性质要分别理解和掌握，并懂得用酸或盐溶液比较出金属的活动性强弱的技巧和方法。[例题](2015年淮安)金属在生产、生活中有广泛的应用，认识金属的性质有利于我们更好地利用金属。(1)用铜制作导线是利用铜的________性。(2)小刚通过实验探究得知以下两组物质均能发生反应：Ⅰ.铁和硫酸铜溶液Ⅱ.铝和硫酸亚铁溶液①Ⅰ中发生反应的化学方程式是_____________________。②铁、铝、铜的金属活动性由强到弱的顺序是____________________。③小刚继续探究某未知金属X与铁、铜的活动性强弱关系，设计了以