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书书书专题八 实验探究题类型１ 反应后物质成分的探究考向１ 反应后滤液成分的探究１．某化学兴趣小组的同学在做氢氧化钙与盐酸中和反应的实验时，忘记滴加指示剂，因而无法判断酸碱是否恰好完全反应。于是他们对反应后溶液中的溶质大胆提出猜想，进行了以下探究，请你和他们一起完成下列实验报告。【提出问题】该溶液中的溶质含有哪些成分？【查阅资料】ＣａＣｌ２溶液呈中性。（１）【猜想与假设】猜想Ⅰ：溶液中的溶质只有 猜想Ⅱ：溶液中的溶质有ＣａＣｌ２ ＨＣｌ猜想Ⅲ：溶液中的溶质有ＣａＣｌ２ Ｃａ（ＯＨ）２猜想Ⅳ：溶液中的溶质有ＣａＣｌ２ Ｃａ（ＯＨ）２ ＨＣｌ（２）请写出该反应的化学方程式 。经过讨论，同学们直接得出猜想 是不正确的。为了验证余下的哪一个猜想是正确的，同学们又做了以下实验。（３）【进行实验】实验操作实验现象实验结论①取少量反应后的溶液于试管中，滴加酚酞溶液 猜想Ⅲ不正确②再另取少量反应后的溶液于另一支试管中，向里面加入适量ＣａＣＯ３有气泡生成猜想 不正确猜想 正确（４）有气泡生成的化学方程式为 。（５）【拓展】还可以单独用下列哪种物质来证明上述猜想是正确的 。Ａ．ＣｕＯ Ｂ．ＡｇＮＯ３ Ｃ．Ｃｕ Ｄ．ＮａＯＨ反应的化学方程式为 。【答案】（１）ＣａＣｌ２ （２）２ＨＣｌ＋Ｃａ（ＯＨ）２ＣａＣｌ２＋２Ｈ２Ｏ Ⅳ （３）无明显现象 Ⅰ Ⅱ （４）ＣａＣＯ３＋２ＨＣｌＣａＣｌ２＋Ｈ２Ｏ＋ＣＯ２↑ （５）Ａ ＣｕＯ＋２ＨＣｌＣｕＣｌ２＋Ｈ２Ｏ２．某化学兴趣小组在学习酸碱中和反应实验时，进行了如下探究。Ⅰ．探究酸和碱能否发生反应甲同学向盛有少量ＫＯＨ溶液的试管中滴几滴无色酚酞试液，振荡，继续加入稀硫酸，观察到溶液由 色变成无色。甲同学得出结论：酸和碱能发生反应。请写出稀硫酸和氢氧化钾溶液反应的化学方程式 。Ⅱ．探究酸和碱反应后溶液中溶质的成分乙同学对探究Ⅰ中甲同学实验后的无色溶液展开探究。【提出问题】试管中无色溶液的溶质除了酚酞还有什么？【提出猜想】（１）Ｋ２ＳＯ４；（２）Ｋ２ＳＯ４和 。【设计实验】方案实验操作实验现象及方程式实验结论方案１向试管中加入少量碳酸钠，然后加入过量甲同学实验后的无色溶液。可观察到溶液中有 产生，化学方程式为 。方案２用玻璃棒蘸取少量反应后的溶液滴在ｐＨ试纸上。 。方案３向试管中加入少量甲同学实验后的无色溶液，然后慢慢滴加ＮａＯＨ溶液，并不断振荡试管。开始无明显现象，过一会发现 。猜想（２）成立【发散思维】为了验证猜想（２）成立，你认为还可以选择的物质是 （填选项）。Ａ．Ｂａ（ＮＯ３）２ Ｂ．锌粒 Ｃ．Ｃｕ Ｄ．盐酸【答案】Ⅰ．红 ２ＫＯＨ＋Ｈ２ＳＯ４Ｋ２ＳＯ４＋２Ｈ２ＯⅡ．【提出猜想】（２）Ｈ２ＳＯ４ 【设计实验】气泡Ｎａ２ＣＯ３＋Ｈ２ＳＯ４Ｎａ２ＳＯ４＋Ｈ２Ｏ＋ＣＯ２↑ ｐＨ小于７（或ｐＨ＜７） 无色溶液变为红色 【发散思维】Ｂ【解析】Ⅰ．氢氧化钾溶液显碱性，能使无色酚酞试液变红色，所以实验中滴入稀硫酸可观察到溶液由红色逐渐变成无色，反应的化学方程式为２ＫＯＨ＋Ｈ２ＳＯ４Ｋ２ＳＯ４＋２Ｈ２Ｏ。Ⅱ．【提出猜想】无色酚酞试液遇碱性溶液变红，遇酸性溶液或中性溶液不变色，所以含酚酞的无色溶液可能显酸性，也可能显中性，所以试管中的无色溶液中溶质可能只有硫酸钾，也可能除硫酸钾外，还有过量的硫酸。【设计实验】方案１是利用碳酸钠与酸反应产生气体，检验溶液中是否存在硫酸，根据实验结论，可知观察到的现象为有气泡产生，反应的化学方程式为Ｎａ２ＣＯ３＋Ｈ２ＳＯ４Ｎａ２ＳＯ４＋Ｈ２Ｏ＋ＣＯ２↑。方案２是通过测定溶液的酸碱度来判断溶液中是否含有硫酸，根据实验结论，可知溶液显酸性，其ｐＨ小于７。方案３是利用氢氧化钠显碱性，能使无色酚酞试液变为红色，氢氧化钠又能与酸反应，如果溶液中没有硫酸，则一旦加入氢氧化钠溶液，可观察到溶液立即变为红色；若溶液中含有硫酸，加入的氢氧化钠会先与硫酸反应，溶液不会立即变红，当溶液中硫酸完全反应后，继续加入氢氧化钠溶液，才会观察到溶液变红色，故根据实验结论，可知观察到的现象为开始无明显现象，过一会观察到无色溶液变为红色。【发散思维】为检验溶液中有稀硫酸，可利用稀硫酸能与活动性较强的金属反应产生气体，故可选择Ｂ，硫酸钾和稀硫酸均能与硝酸钡反应生成硫酸钡沉淀，Ａ不正确；铜不与稀硫酸反应，Ｃ不正确；用盐酸无法检验硫酸，Ｄ不正确。３．某化学活动小组在一次实验中进行如图所示实验：第３题图此时观察到Ｕ型管左右两侧产生的现象分别是 ；实验后，小组同学充分振荡Ｕ型管，发现管内仍有白色固体残留，将混合物过滤后，同学们对滤液成分产生了浓厚的兴趣，于是进行了进一步的探究活动。【提出问题】滤液中可能含有哪些溶质？【猜想与假设】猜想一：溶质为ＮａＣｌ猜想二：溶质为ＮａＣｌ和ＢａＣｌ２猜想三：溶质为ＮａＣｌ、ＢａＣｌ２和ＨＣｌ【评价与交流】你认为以上猜想 不合理，理由是 ；则你的猜想为 。【实验探究】小红为了验证滤液成分，取滤液于试管中，向其中滴加少量的硫酸钠溶液，观察到无明显现象。由此得出结论：猜想一成立。小刚认为小红的结论不严密，因为 。为验证你的猜想请填写下表：实验过程实验现象实验结论 你的猜想成立【归纳与总结】通过上述实验我们能够总结出：在确定化学反应后所得溶液中溶质成分时，除了考虑生成物外，还要考虑 。【答案】左侧出现白色沉淀，右侧产生气泡 【评价与交流】三 充分振荡Ｕ型管后，仍有白色固体残留，说明滤液中一定不含ＨＣｌ 溶质为ＮａＣｌ、Ｎａ２ＣＯ３ 【实验探究】若滤液中同时含有氯化钠、碳酸钠，滴加硫酸钠溶液后也无明显现象 取滤液于试管中，向其中滴加适量稀盐酸（或氯化钙溶液，合理即可） 有气泡产生（或有白色沉淀产生，与上空对应即可） 【归纳与总结】反应物是否有剩余【解析】左侧氯化钡溶液与碳酸钠溶液反应生成碳酸钡沉淀和氯化钠，出现白色沉淀，右侧碳酸钠溶液与稀盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳，可观察到有气泡产生。【评价与交流】根据题干信息“充分振荡Ｕ型管，发现管内仍有白色固体残留”，说明仍有碳酸钡存在，根据碳酸钡与稀盐酸反应能生成氯化钡、水和二氧化碳，可知有白色固体残留说明溶质中不含氯化氢，即稀盐酸已消耗完，故猜想三不合理；根据Ｕ型管两侧所加入的物质以及所发生的反应，结合猜想一、二的内容分析，滤液中一定含有反应生成的氯化钠，若碳酸钠溶液过量，则同时还含有碳酸钠，所以你的猜想是溶质为ＮａＣｌ、Ｎａ２ＣＯ３。【实验探究】若滤液中同时含有氯化钠、碳酸钠，滴加硫酸钠溶液后也无明显现象，因此小红的结论不严密；对比猜想一、二以及自己的猜想，可知要验证自己的猜想，只需验证溶质中是否含有碳酸钠即可，根据碳酸钠与稀盐酸反应生成二氧化碳，可知验证方法及现象为：取滤液于试管中，向其中滴加适量稀盐酸，有气泡产生；根据碳酸钠与氯化钙溶液反应可生成碳酸钙沉淀，可知验证方法及现象为：取滤液于试管中，向其中滴加适量氯化钙溶液，有白色沉淀产生；或者根据碳酸钠溶液显碱性，可滴加酚酞溶液，观察到溶液变红等合理即可。【归纳与总结】确定化学反应后所得溶液中溶质成分时，除了考虑生成物外，还应考虑反应物是否有剩余。考向２ 反应后固体成分的探究４．乙炔（Ｃ２Ｈ２）气体和氧气反应能产生高温火焰，工人师傅常用氧炔焰切割或焊接金属。乙炔由碳化钙（块状固体，化学式为ＣａＣ２）与水反应生成，同时生成一种白色固体。【提出问题】白色固体是什么物质？【作出猜想】小明经过思考认为有以下几种可能：猜想一：ＣａＯ；猜想二： ；猜想三：Ｃａ（ＯＨ）２。他的依据是 。【交流反思】经过同学们交流讨论，认为猜想一不成立。否定猜想一的理由是： 。【进行实验】（一）取少量白色固体放入试管中，滴加稀盐酸，没有观察到 ，证明猜想二不成立。（二）取少量白色固体加入到水中，取上层清液， ，有白色沉淀出现，证明猜想三成立。该反应的化学方程式为： 。结论：白色固体是Ｃａ（ＯＨ）２。【拓展应用】将碳化钙固体放入氯化铵溶液中充分反应后有气体生成，该气体的成分是 （填化学式）。【答案】【作出猜想】ＣａＣＯ３ 质量守恒定律（或化学变化过程中元素种类不变） 【交流反思】ＣａＯ＋Ｈ２ＯＣａ（ＯＨ）２ 【进行实验】（一）有气泡放出 （二）滴加少量碳酸钠（或Ｎａ２ＣＯ３）溶液（合理即可） Ｃａ（ＯＨ）２＋Ｎａ２ＣＯ３ＣａＣＯ３↓＋２ＮａＯＨ（合理即可，与上空对应） 【拓展应用】ＮＨ３、Ｃ２Ｈ２５．在化学课上，甲同学将燃烧的钠迅速伸入到盛有ＣＯ２的集气瓶中，钠在其中继续燃烧，反应后冷却，瓶底附着黑色颗粒，瓶壁上粘附着白色物质。【提出问题】黑色颗粒和白色物质是什么？【进行猜想】甲认为黑色颗粒是 ，白色物质可能是Ｎａ２Ｏ或Ｎａ２ＣＯ３或 ，乙同学认为白色物质是氢氧化钠。甲同学立刻指出乙同学的猜想是错误的，其理由是 。【查阅资料】氧化钠为白色粉末，溶于水生成氢氧化钠：Ｎａ２Ｏ＋Ｈ２Ｏ２ＮａＯＨ。【实验探究】甲同学对白色物质进行实验探究。实验方案实验操作实验现象实验结论方案１取样品少量于试管中，加入适量水，振荡，样品全部溶于水，向其中加入无色酚酞溶液溶液变成红色白色物质是Ｎａ２Ｏ方案２①取样品少量于试管中，加入适量水，振荡，样品全部溶于水，向其中加入过量的ＣａＣｌ２溶液出现白色沉淀②静置片刻，取上层清液于试管中，滴加无色酚酞溶液无明显现象白色物质是 【反思评价】丙同学认为方案１得到的结论不正确，其理由是 。【得出结论】钠在二氧化碳中燃烧的化学方程式为 。【答案】【进行猜想】炭黑（或Ｃ） Ｎａ２Ｏ和Ｎａ２ＣＯ３的混合物 反应物中不含氢元素（合理即可） 【实验探究】Ｎａ２ＣＯ３（或碳酸钠） 【反思评价】碳酸钠的水溶液也呈碱性，也能使无色酚酞溶液变红色 【得出结论】４Ｎａ＋３ＣＯ２点燃２Ｎａ２ＣＯ３＋Ｃ６．硫酸铜溶液和氢氧化钠溶液反应得到的沉淀是什么组成的？查阅资料：氢氧化铜是难溶于水的蓝色固体，受热易分解生成氧化铜和水；在一定条件下，氢氧化钠与硫酸铜在溶液中还可能发生如下反应：６ＮａＯＨ＋４ＣｕＳＯ４一定条件３Ｎａ２ＳＯ４＋Ｃｕ４（ＯＨ）６ＳＯ４↓，碱式硫酸铜是难溶于水的蓝白色固体，加热不易发生分解。【提出猜想】固体组成为：猜想Ⅰ．Ｃｕ（ＯＨ）２；猜想Ⅱ．Ｃｕ４（ＯＨ）６ＳＯ４；猜想Ⅲ． 【进行实验】如图是甲、乙两个实验小组分别进行实验。实验操作实验结论实验甲猜想 成立实验乙猜想 成立【实验小结】（１）甲组：氢氧化钠与硫酸铜反应的化学方程式为 。（２）根据实验，可以得出得到不同沉淀与 有关。（３）实验乙开始滴入氢氧化钠溶液时，没有沉淀产生，由此想到硫酸铜溶液是否显酸性，于是用ｐＨ试纸测定硫酸铜溶液的酸碱度，测出ｐＨ ７（填“＞”、“＜”或“＝”），硫酸铜溶液呈酸性。【拓展与思考】甲、乙两组同学通过反复讨论，又联想到了木炭燃烧，在反应物相同时，也会有二氧化碳或一氧化碳不同产物出现，因此，对甲、乙两组出现不同实验现象作出的解释是 。【答案】【提出猜想】Ｃｕ（ＯＨ）２和Ｃｕ４（ＯＨ）６ＳＯ４【进行实验】Ⅰ Ⅱ 【实验小结】（１）２ＮａＯＨ＋ＣｕＳＯ４Ｃｕ（ＯＨ）２↓＋Ｎａ２ＳＯ４ （２）试剂加入顺序（合理即可） （３）＜ 【拓展与思考】实验甲中氢氧化钠足量，反应生成氢氧化铜，实验乙