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书书书专题十一 实验探究题类型１ 反应后成分类探究考向１ 反应后滤液成分的探究１．（２０１７六盘水）甲、乙两名同学分别做了碳酸钠溶液与氢氧化钡溶液反应的实验，反应后都进行过滤得到无色滤液，他们对自己得到的无色滤液中溶质的成分进行探究。请你一同参与他们的探究活动。【提出猜想】他们各自所得滤液中溶质的成分有如下几种可能：Ａ．ＮａＯＨＢ．Ｎａ２ＣＯ３、Ｂａ（ＯＨ）２、ＮａＯＨＣ． Ｄ．Ｎａ２ＣＯ３和ＮａＯＨ【讨论交流】上述猜想中，肯定不成立的是 （填猜想序号），其理由是 。【实验探究】甲、乙两同学为了验证各自所得滤液的成分，分别进行了如下实验：实验操作实验现象实验结论甲同学取少量滤液于试管中，加入足量的 溶液 滤液中溶质的成分与猜想Ｃ对应乙同学取少量滤液于试管中，加入足量的Ｎａ２ＣＯ３溶液无明显实验现象滤液中溶质的成分与猜想Ａ对应【反思与评价】经过讨论，大家一致认为甲同学的实验结论是正确的，乙同学的实验结论不一定正确。请你帮乙同学设计实验，进一步确定乙同学得到的滤液中溶质的成分。实验操作及实验现象实验结论 滤液中溶质的成分与猜想 对应【答案】【提出猜想】Ｂａ（ＯＨ）２、ＮａＯＨ 【讨论交流】Ｂ Ｎａ２ＣＯ３和Ｂａ（ＯＨ）２不能共存【实验探究】实验操作实验现象实验结论Ｎａ２ＣＯ３产生白色沉淀（或溶液变浑浊）（合理即可）【反思与评价】实验操作及实验现象实验结论取少量滤液于试管中，加入Ｂａ（ＯＨ）２溶液（或Ｃａ（ＯＨ）２溶液），无明显现象Ａ（合理即可）取少量滤液于试管中，加入Ｂａ（ＯＨ）２溶液（或Ｃａ（ＯＨ）２溶液），产生白色沉淀Ｄ（合理即可）【解析】【提出猜想】根据碳酸钠与氢氧化钡反应生成氢氧化钠和碳酸钡沉淀可知，溶质中一定含有生成物ＮａＯＨ，也可能含有剩余的Ｎａ２ＣＯ３或Ｂａ（ＯＨ）２，因此猜想Ｃ为Ｂａ（ＯＨ）２、ＮａＯＨ。【讨论交流】碳酸钠能和氢氧化钡发生反应，两种物质不可能同时剩余，故选Ｂ。【实验探究】要证明有氢氧化钡剩余，即检验有钡离子存在。【反思与评价】猜想Ａ与猜想Ｄ的区别为是否含有Ｎａ２ＣＯ３，其实质为碳酸根离子的检验，若含有碳酸钠即猜想Ｄ成立，若不含有碳酸钠，即猜想Ａ成立。２．某化学课堂围绕“酸碱中和反应”，将学生分成若干小组，在老师引导下开展探究活动。以下是教学片段，请你参与学习并帮助填写空格（包括表中空格）。【演示实验】将一定量的稀Ｈ２ＳＯ４加入到盛有ＮａＯＨ溶液的小烧杯中。【学生板演】该反应的化学方程式是 。【提出问题】实验中未观察到明显现象，部分同学产生了疑问：反应后溶液中溶质是什么？【假设猜想】针对疑问，大家纷纷提出猜想。甲组同学的猜想如下：猜想一：只有Ｎａ２ＳＯ４猜想二：有Ｎａ２ＳＯ４和Ｈ２ＳＯ４猜想三：有Ｎａ２ＳＯ４和ＮａＯＨ猜想四：有Ｎａ２ＳＯ４、Ｈ２ＳＯ４和ＮａＯＨ乙组同学对以上猜想提出质疑，认为有一种猜想是不合理的，不合理的猜想是 ，你的理由是 。【实验探究（１）】丙组同学取烧杯中的溶液少量于试管中，滴加几滴ＣｕＳＯ４溶液，无明显变化，溶液中一定没有 。【实验探究（２）】为了验证其余猜想，各学习小组利用烧杯中的溶液，并选用老师提供的ｐＨ试纸、铜片、ＢａＣｌ２溶液、Ｎａ２ＣＯ３溶液，进行如下三个方案的探究。实验方案测溶液ｐＨ滴加Ｎａ２ＣＯ３溶液滴加ＢａＣｌ２溶液实验操作实验现象试纸变色，对比比色卡，ｐＨ＜７ 产生白色沉淀实验结论溶液中有Ｈ２ＳＯ４溶液中有Ｈ２ＳＯ４溶液中有Ｈ２ＳＯ４【得出结论】通过探究，全班同学一致确定猜想二是正确的。【评价反思】老师对同学们能用多种方法进行探究，并且得出正确结论给予肯定。同时指出【实验探究（２）】中存在两处明显错误，请大家反思。同学们经过反思发现了这两处错误：（１）实验操作中的错误是 ；（２）实验方案中也有一个是错误的，错误的原因是 。【答案】【学生板演】２ＮａＯＨ＋Ｈ２ＳＯ４Ｎａ２ＳＯ４＋２Ｈ２Ｏ 【假设猜想】猜想四 氢氧化钠和稀硫酸会反应生成水和硫酸钠【实验探究（１）】氢氧化钠（或ＮａＯＨ） 【实验探究（２）】有气泡产生 【评价反思】（１）把ｐＨ试纸浸入待测液中（２）硫酸钠和氯化钡溶液反应也能生成硫酸钡白色沉淀考向２ 反应后固体物质成分的探究３．（２０１７广东）某同学进行如图两个实验。（１）甲实验中反应的化学方程式为 。（２）乙实验观察到的现象是 ，溶液由蓝色变成无色。（３）把甲、乙反应后的溶液倒入同一烧杯，发现有白色沉淀生成。他决定对白色沉淀的成分进行探究。【查阅资料】硫酸钡不溶于酸。【提出猜想】白色沉淀为：Ⅰ． ；Ⅱ．Ｍｇ（ＯＨ）２和ＢａＳＯ４；Ⅲ．Ｍｇ（ＯＨ）２和ＭｇＣＯ３。【实验方案】实验操作实验现象与结论过滤、洗涤白色沉淀备用；向白色沉淀加入盐酸至过量①若沉淀全部溶解，且无其它现象；猜想Ⅰ成立；其化学反应方程式为 ②若 且无气体产生，猜想Ⅱ成立③若沉淀完全溶解， ，猜想Ⅲ成立。【拓展与思考】如果猜想Ⅲ成立，产生此结果的原因是做甲实验时 ；上述白色沉淀的成分不可能出现的组合是Ｍｇ（ＯＨ）２、ＭｇＣＯ３和ＢａＳＯ４，原因是： 。【答案】（１）Ｎａ２ＣＯ３＋Ｂａ（ＯＨ）２ＢａＣＯ３↓＋２ＮａＯＨ （２）镁条表面有红色固体析出 （３）【提出猜想】Ｍｇ（ＯＨ）２【实验方案】①Ｍｇ（ＯＨ）２＋２ＨＣｌＭｇＣｌ２＋２Ｈ２Ｏ ②沉淀部分溶解 ③且有气泡产生【拓展与思考】碳酸钠过量 甲实验中碳酸钠与氢氧化钡会发生反应，两者不可能同时过量【解析】（１）甲实验中碳酸钠和氢氧化钡反应生成碳酸钡沉淀和氢氧化钠。（２）乙实验中镁和硫酸铜溶液反应，生成铜和硫酸镁，因此可观察到的现象是镁条表面有红色固体析出，溶液由蓝色变为无色。（３）【提出猜想】甲溶液中一定有氢氧化钠，还可能有碳酸钠或氢氧化钡；乙溶液中一定只含有硫酸镁，二者混合后，产生的白色沉淀中一定有氢氧化镁，还可能有碳酸镁或硫酸钡，因此猜想Ⅰ是Ｍｇ（ＯＨ）２。【实验方案】①猜想Ⅰ成立，则白色沉淀是氢氧化镁，反应的化学方程式为２ＨＣｌ＋Ｍｇ（ＯＨ）２ＭｇＣｌ２＋２Ｈ２Ｏ；②猜想Ⅱ成立，则白色沉淀为氢氧化镁和硫酸钡，加入稀盐酸，氢氧化镁溶解，硫酸钡不溶解，现象是沉淀部分溶解，且无气泡产生；③猜想Ⅲ成立，则白色沉淀为氢氧化镁和碳酸镁，加入盐酸，氢氧化镁和碳酸镁都能和盐酸反应生成可溶性的物质，且碳酸镁和盐酸反应生成二氧化碳，则反应现象是沉淀全部溶解，且有气泡产生。【拓展与思考】甲实验中碳酸钠过量，就会和乙中的硫酸镁反应生成碳酸镁沉淀；产生碳酸镁、硫酸钡沉淀需要碳酸根离子、钡离子都存在，而甲中碳酸钠和氢氧化钡能反应，二者不可能同时过量。４．（２０１７莱芜）某小组同学在实验室研究铝与氯化铜溶液的反应，过程如下：实验操作实验现象①铝片表面附着一层红色固体②铝片表面逸出大量无色气体，放出大量的热③烧杯底部出现红色固体和白色沉淀（１）打磨铝片的目的是 。（２）现象①③中的红色固体是同种物质，请写出现象①的化学方程式 。（３）经检验，现象②中的无色气体为氢气。甲同学猜测可能是氯化铜溶液显酸性，经ｐＨ计检验，ｐＨ ７，证实了甲的猜想。（４）探究现象③中白色沉淀的化学成分。乙同学通过查阅资料认为白色沉淀可能是氯化亚铜（ＣｕＣｌ）。【查阅资料】ＣｕＣｌ可与浓氨水反应生成无色的Ｃｕ（ＮＨ３）＋２和Ｃｌ－，Ｃｕ（ＮＨ３）＋２在空气中易被氧化变为蓝色。【进行实验】①取烧杯底部的白色沉淀，充分洗涤。洗涤的目的是 。②向白色沉淀中加入浓氨水，沉淀溶解得到无色溶液，将无色溶液分为两份，进行实验：操作步骤实验现象实验结论Ⅰ．用试管取其中一份溶液，滴加适量ＡｇＮＯ３溶液产生白色沉淀该溶液中含有 Ⅱ．将另一份溶液置于空气中一段时间 该溶液中含有Ｃｕ（ＮＨ３）＋２【得出结论】通过实验可以确定，该白色沉淀是ＣｕＣｌ。【反思与评价】Ａｌ和ＣｕＣｌ２溶液反应为什么会出现ＣｕＣｌ呢？Ⅰ．丙同学猜测：可能是Ｃｕ与ＣｕＣｌ２溶液反应生成了ＣｕＣｌ。为了验证猜想，他取Ｃｕ与１５％的ＣｕＣｌ２溶液混合，结果无白色沉淀产生。他又分析了Ａｌ与ＣｕＣｌ２溶液反应的实验现象，再次将打磨过的Ａｌ片插入盛有１５％的ＣｕＣｌ２溶液的试管，并将试管置于冰水中，发现白色沉淀明显减少。于是他将Ｃｕ与１５％的ＣｕＣｌ２溶液的实验进行了改进，从而证明了Ｃｕ与ＣｕＣｌ２溶液反应能生成ＣｕＣｌ，改进方法是 ，试写出该反应的化学方程式 。Ⅱ．丁同学认为丙同学的实验还不够严谨，还应考虑 对Ｃｕ与ＣｕＣｌ２溶液反应的影响。【答案】（１）除去铝片表面的氧化膜 （２）２Ａｌ＋３ＣｕＣｌ２２ＡｌＣｌ３＋３Ｃｕ （３）＜（４）【进行实验】①除净Ｃｌ－，防止干扰检验ＣｕＣｌ存在 ②Ⅰ．Ｃｌ－（或氯离子） Ⅱ．变为蓝色 【反思与评价】Ⅰ．将铜直接放入１５％的ＣｕＣｌ２溶液中并加热 Ｃｕ＋ＣｕＣｌ２△２ＣｕＣｌ Ⅱ．ＡｌＣｌ３（或溶液需显酸性等合理即可）【解析】（１）打磨铝片的目的主要是去除其表面的氧化膜。（２）铝和氯化铜溶液发生置换反应，反应的化学方程式为２Ａｌ＋３ＣｕＣｌ２２ＡｌＣｌ３＋３Ｃｕ。（３）因为甲猜想溶液显酸性，故ｐＨ＜７。【进行实验】①取烧杯底部的白色沉淀，充分洗涤，除净Ｃｌ－，防止其对ＣｕＣｌ的检验造成干扰。②由题目信息可知ＣｕＣｌ可与浓氨水反应生成无色的Ｃｕ（ＮＨ３）＋２和Ｃｌ－，滴加硝酸银溶液，产生白色沉淀，说明该溶液中含有Ｃｌ－；Ｃｕ（ＮＨ３）＋２在空气中易被氧化变为蓝色，由结论可知溶液会变为蓝色。【反思与评价】Ⅰ．根据前面所述的实验操作可分析出改进方案为：将铜直接放入ＣｕＣｌ２溶液中并加热，反应的化学方程式为Ｃｕ＋ＣｕＣｌ２△２ＣｕＣｌ。Ⅱ．因为实验中存在氯化铝，所以还要考虑氯化铝对该实验的影响。考向３ 反应后气体成分的探究５．小明不小心将烧开的水洒在炽热的煤炉上（煤炉的燃料是焦炭），发现火焰突然升高，他感到好奇。在老师的指导下，小明得知水蒸气通过灼热的焦炭后会得到混合气体，他决定成立兴趣小组对混合气体的成分进行探究。【提出问题】该混合气体有哪些成分？【猜想与假设】①含有一氧化碳和水蒸气；② ；③含有一氧化碳、氢气和水蒸气。【查阅资料】ａ．焦炭里的杂质不与水蒸气反应；ｂ．无水硫酸铜遇水由白色变为蓝色。【实验方案】同学们设计了如图所示的实验装置，请你一并完成实验并填空。装置内盛放的物质依次为Ａ：无水硫酸铜Ｂ：浓硫酸Ｃ：氧化铜Ｄ：无水硫酸铜Ｅ：澄清石灰水【现象结论】现象分析结论①装置Ａ中无水硫酸铜变蓝混合气体中有 ②装置Ｂ质量无变化③装置Ｃ中的现象为 混合气体中有还原性气体④装置Ｄ中无水硫酸铜变蓝装置Ｃ中有水生成⑤装置Ｅ中澄清石灰水变浑浊装置Ｅ中发生反应的化学方程式为 猜想 成立【反思评价】（１）装置Ｂ中浓硫酸的作用是 。（２）老师认为此实验装置的设计有缺陷，你的改进方法是 。【答案】【猜想与假设】含有一氧化碳和氢气 【现象结论】①水蒸气 ③黑色粉末变红 ⑤ＣＯ２＋Ｃａ（ＯＨ）２ＣａＣＯ３↓＋Ｈ２Ｏ ③ 【反思评价】（１）检验混合气体中的水蒸气是否除尽 （２）在Ｅ装置的导管口处放一只燃着的酒精灯（或在Ｅ装置的导管口拴一个气球）【解析】【猜想与假设】根据猜想①和猜想③得出猜想②为：含有一氧化碳和氢气。【现象结论】Ａ中无水硫酸铜变蓝色，说明混合气体中有水蒸气；Ｂ中浓硫酸质量无变化，说明混合气体中水蒸气已除尽；由混合气体中有