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实验探究题类型1生成物中指定成分的探究1.同学们在做阶梯蜡烛实验时，得出在通常情况下，二氧化碳既不燃烧也不支持燃烧的结论，老师提出镁条能否在二氧化碳中燃烧，同学们针对这一问题进行以下探究。【提出问题】镁条能在二氧化碳中燃烧吗？【设计实验】同学们按如图所示装置进行镁条在二氧化碳中燃烧的实验。结合铁丝在氧气中燃烧时，集气瓶底放少量水的原因，说明镁条在二氧化碳中燃烧时集气瓶底部放少量水的目的是_____________________________。第1题图现象：镁条在二氧化碳中剧烈燃烧，冒出白烟，有黑色固体生成，并放出大量的热。【实验反思】镁条能在二氧化碳中燃烧，说明燃烧不一定需要______________________。【深入探究】同学们再次对镁条燃烧的产物进行探究。【查阅资料】氧化镁、氢氧化镁和碳酸镁都是白色固体。【实验1】探究镁条燃烧生成的白烟的成分。【作出猜想】猜想一：白烟是固体氧化镁；猜想二：白烟是固体氢氧化镁；猜想三：白烟是固体碳酸镁。经过讨论，同学们认为猜想_______不合理，理由是_____________________________。【实验验证1】取反应后生成的白色固体于试管中，加入适量稀盐酸，白色固体全部溶解，再加入NaOH溶液，观察到_____________________。【结论】白烟是氧化镁。【实验2】探究镁条燃烧生成的黑色固体的成分。【实验验证2】同学们猜想该黑色固体可能是碳，于是将黑色固体收集、洗涤、干燥后，取一定量的黑色固体在盛有氧气的集气瓶中点燃，熄灭后，向瓶中加入澄清石灰水，观察到_________________；请写出点燃该黑色固体发生反应的化学方程式_______________________。【结论】黑色固体是碳。【实验结论】最终同学们确定镁在二氧化碳中燃烧生成氧化镁和碳。【答案】【设计实验】防止反应生成的高温熔融物溅落，炸裂集气瓶瓶底【实验反思】氧气【作出猜想】二反应物中没有氢元素，因此不可能生成氢氧化镁【实验验证1】有白色沉淀生成【实验验证2】澄清石灰水变浑浊C+O2点燃CO2【解析】【设计实验】结合实验室中铁丝燃烧的实验，集气瓶底部放少量水的目的是防止生成的高温熔融物质溅落使集气瓶炸裂。【实验反思】镁条能在二氧化碳中燃烧，说明燃烧不一定需要氧气。【作出猜想】根据质量守恒定律可知，反应物中没有氢元素，所以生成物不可能是氢氧化镁，即猜想二不合理。【实验验证1】取反应后生成的白色固体于试管中，加入适量稀盐酸，白色固体消失，由结论白烟是氧化镁可知，氧化镁与稀盐酸反应生成氯化镁和水，加入NaOH溶液后，MgCl2与NaOH反应生成Mg(OH)2白色沉淀，所以可观察到有白色沉淀生成。【实验验证2】由结论黑色固体是碳，可知燃烧后产生的气体能使澄清石灰水变浑浊。2.“双吸剂”是常用的袋装食品的保鲜剂，可用来吸收氧气、二氧化碳、水蒸气等气体。某化学小组的同学在袋装食品中发现一包品名为“504双吸剂”的保鲜剂，其标签如图所示。同学们对这包久置的“504双吸剂”固体样品很好奇，设计实验进行探究。第2题图【提出问题】久置固体的成分是什么？【收集资料】①查阅资料：铁与氯化铁溶液在常温下生成氯化亚铁：233FeCl2FeClFe。②打开固体包装观察：部分粉末呈黑色、部分粉末呈白色、另有少数红棕色的块状固体。【作出猜想】久置固体中可能含有Fe、Fe2O3、CaO、Ca(OH)2、CaCO3。铁粉久置变为红棕色固体是由于铁粉和_______________________共同作用的结果。【实验探究】下表是甲组同学设计并记录的实验报告，请你补充完整。实验操作实验现象实验结论一、取少量固体加入足量蒸馏水，搅拌烧杯外壁发烫固体中一定含有__________二、过滤，取滤液滴加无色酚酞溶液__________________固体中一定含有氢氧化钙三、取滤渣加固体逐渐消失，产生固体中一定含入足量__________________大量无色气体，得到浅绿色溶液有铁粉四、将操作三中产生的气体通入到澄清石灰水中澄清石灰水变浑浊固体中一定含有______________________【实验质疑】甲组同学认为“实验操作二”得出的结论不合理，理由是__________________（用化学方程式表示）。【继续探究】为验证固体中是否含有Fe2O3，乙组同学用磁铁吸引并分离出铁粉，然后向残留固体中加入足量稀盐酸，固体消失，所得溶液呈黄色，证明固体中含有Fe2O3。写出生成黄色溶液的化学反应方程式_____________________。【答案】【作出猜想】氧气、水(或O2、H2O)【实验探究】一、氧化钙(或CaO)二、溶液由无色变成红色三、稀盐酸(合理即可)四、碳酸钙(或CaCO3)【实验质疑】CaO＋H2O===Ca(OH)2【继续探究】Fe2O3＋6HCl===2FeCl3＋3H2O【解析】【作出猜想】铁粉生锈变成红棕色的铁锈，铁生锈是铁与空气中的氧气、水共同作用的结果。【实验探究】一、猜想成分中只有氧化钙和水反应放出大量的热，所以固体中一定含有氧化钙。二、氢氧化钙溶液呈碱性，能使酚酞溶液变红色。三、铁粉和稀酸反应生成浅绿色的亚铁盐溶液和氢气。四、能使澄清石灰水变浑浊的气体是二氧化碳，和稀酸反应有二氧化碳生成的滤渣是碳酸钙。【实验质疑】固体中的氧化钙和水反应生成氢氧化钙，反应的化学方程式为CaO＋H2O===Ca(OH)2，无法确定固体中是否含有氢氧化钙。【继续探究】氧化铁和稀盐酸反应生成的氯化铁溶液呈黄色，反应的化学方程式为Fe2O3＋6HCl===2FeCl3＋3H2O。3.同学们在学习碳的化学性质之后得知碳燃烧时可能生成二氧化碳，也可能生成一氧化碳，某化学兴趣小组对木炭还原氧化铜可能生成的气体成分进行实验探究。【提出问题】碳与氧化铜反应可能生成什么气体？【提出猜想】猜想①：只生成CO2；猜想②：_______________；猜想③：既生成CO，又生成CO2【查阅资料】浸有磷钼酸溶液的氯化钯试纸遇CO2无变化，但遇微量的CO会立即变成蓝色。【实验验证】第3题图小组同学经过思考之后，设计了如图所示的实验装置：步骤一：打开弹簧夹，先通一会儿纯净干燥的氮气；步骤二：关闭弹簧夹，点燃酒精灯对玻璃管加热；步骤三：实验结束后，拆洗装置和仪器。（1）实验开始时，先将氮气通入实验装置一段时间再加热的目的是__________________________。（2）对A装置的玻璃管集中加热一段时间，玻璃管中黑色粉末逐渐变成红色，B瓶中试纸变蓝，C中澄清石灰水变浑浊。写出C中发生反应的化学方程式_______________。【实验结论】（3）通过对实验现象的分析，上述猜想__________（填序号）是正确的。【实验反思】（4）请从环保的角度分析，实验装置中存在不完善之处是_______________________________。【拓展应用】实验结束后，同学们发现玻璃管内壁附着的铜用水不易清洗干净，通过查阅资料获得三种能清除铜的方案：Ⅰ.加入浓硫酸并微热：O2HSOCuSO△)(SOH2Cu22442浓Ⅱ.加入浓硝酸与铜反应：O2HNO2)Cu(NO)(HNO4Cu22233浓Ⅲ.加入氯化铁溶液：223CuCllCe2FFeCl2Cu（5）为了将试管内壁上附着的铜清洗干净，上述最佳的方案是______（填序号），理由是__________________（写一种合理的理由即可）。【答案】【提出猜想】只生成CO【实验验证】（1）排尽装置内的空气（2）Ca(OH)2+CO2CaCO3↓+H2O【实验结论】（3）③【实验反思】（4）缺少处理尾气的装置【拓展应用】（5）Ⅲ不生成有害气体，环保（或反应在常温下进行，节能等合理即可）类型2反应后物质成分的探究（含变质）4.学校实验室的废液缸中收集了学生在实验室制取CO2后残留的废液。某化学课外小组的同学想探究废液中溶质的成分，请我们共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】甲同学认为废液中的溶质只有CaCl2。你认为还可能含有的溶质是（填化学式）。【查阅资料】CaCl2溶液呈中性。【实验与结论】①甲同学取少量CaCl2溶液和废液分别加入到2支试管中，并向其中分别滴加无色酚酞溶液做对比实验，结果两试管中溶液均无色，于是甲同学认为自己的猜想是正确的。②你认为甲同学的实验（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，你选择的试是，实验中可能观察到的现象是。【拓展与应用】①若实验证明你的猜想是正确的，想要处理废液只得到CaCl2溶液，应向废液中加入过量的，完全反应后过滤。②通过以上探究，你认为实验室的废液未经处理直接倒入下水道，可能造成的危害是。【答案】【作出猜想】HCl【实验与结论】②不能酚酞遇盐酸和CaCl2溶液均不变色，无法确定废液中是否含有HCl（答案合理均正确）③紫色石蕊溶液（或碳酸盐或较活泼的金属）（答案合理均正确）溶液变红（或产生气泡，与上一空对应）【拓展与应用】①CaCO3（或碳酸钙）②腐蚀铁制下水管道（或污染水体，合理即可）5.小红、小明、小芳三名同学用石灰石（含杂质SiO2、CaO、还可能含有少量的Fe2O3）与足量的稀盐酸反应制备二氧化碳气体，实验结束后对废液中的溶质成分进行探究（溶解于水中的气体成分忽略不计）。【提出问题】废液中的溶质含有哪些物质?【查阅资料】①SiO2不溶于水，且不与稀盐酸反应。②FeCl3溶液遇到硫氰化钾(KSCN)溶液能够很灵敏的显出红色。③FeCl3只能在较强的酸性溶液中存在，若pH3.8，FeCl3会完全与水发生反应生成Fe(OH)3沉淀。【作出猜想】三个人一致认为废液中一定含有CaCl2，其原因是。结合以上资料，小红和小明认为溶液中溶质有两种可能：①可能只含CaCl2；②可能含有CaCl2和HCl。小芳并不认同小红和小明的观点，她认为废液中的溶质除了CaCl2和HCl以外，还可能含有，她这样认为的依据是（用化学方程式表示）。【实验验证】实验操作实验现象实验结论步骤1：取少量过滤后的废液于试管中，滴加溶液溶液没有变红废液中一定不含步骤2：另取少量过滤后的废液于试管中，加入过量的Na2CO3溶液废液中含有CaCl2和HCl【反思评价】上述步骤中，小明同学提出了另一个实验方案，通过检测废液的pH来判断是否含有HCl，你认为该方案是否合理？为什么？。【答案】【作出猜想】碳酸钙或氧化钙与盐酸反应都能生成CaCl2FeCl3Fe2O3＋6HCl===2FeCl3＋3H2O【实验验证】步骤1：硫氰化钾FeCl3步骤2：有气泡产生并有白色沉淀生成【反思评价】合理，氯化钙溶液显中性，盐酸显酸性，则溶液显酸性6.钠是一种活泼金属，常温下能与氧气、水等物质发生反应。钠与水反应的化学方程式为：2Na+2H2O2NaOH+H2↑。在实验室，小亮先取一定量的硫酸铜溶液于烧杯中，再取一小块钠投入硫酸铜溶液中，充分反应后过滤，得到滤液和蓝色滤渣，并对滤液的成分进行探究。【提出问题】滤液中溶质的成分是什么？【查阅资料】Na2SO4溶液呈中性【猜想与假设】猜想一：Na2SO4猜想二：Na2SO4和NaOH猜想三：猜想四：Na2SO4、CuSO4和NaOH分析：小明认为猜想不合理，理由是（用化学方程式表示）。【实验与验证】【拓展延伸】金属活动性顺序中钠及前面的金属（填“能”或“不能”）把位于后面的金属从它们的盐溶液中置换出来。【答案】【猜想与假设】Na2SO4和CuSO4四CuSO4+2NaOHCu(OH)2↓+Na2SO4【实验与验证】三无明显现象（或溶液不变色）一【拓展延伸】不能【解析】【猜想与假设】将金属钠投入硫酸铜溶液中，钠实验实验操作实验现象实验结论实验一取少量滤液于试管中，仔细观察现象溶液为无色猜想不成立实验二向实验一所取滤液中滴入酚酞溶液猜想二不成立实验三常温下，再取少量滤液，测溶液酸碱度pH=7猜想成立先于水反应生成氢氧化钠和氢气，硫酸铜溶液再与氢氧化钠溶液