1、实验探究题类型一有关物质组成或成分探究知识储备举例方法点拨反应后物质成分的探究(1)成分分析:.溶质成分一定有的成分:可溶性生成物且不再发生化学反应的可能有的成分:过量的某一种可溶性反应物.固体成分:结合信息提示判断其成分(2)检验:用该物质的性质去检验,但所选试剂不能对可能有的成分检验造成干扰对失去标签的物质成分的探究(1)判断猜想是否合理:根据物质的摆放顺序判断物质的种类(如酸、碱、盐、氧化物);根据破损标签提供的部分信息(如化学式、浓度等);根据药品的特性(颜色、气味)等(2)利用离子的性质选择合适的试剂检验元素组成有机物的元素组成测定:将有机物燃烧,通过测定水、二氧化碳(一氧化碳)等,
2、从而确定其元素组成类型一有关物质组成或成分探究题型突破例1 2018衡阳改编 某化学兴趣活动小组的同学学习了“灭火器原理”后,设计了如图T5-1所示实验,并对反应后锥形瓶中残留废液进行探究。提出问题 废液中所含溶质是什么物质?猜想与假设猜想(一):废液中的溶质可能是 NaCl、Na2CO3和HCl;猜想(二):废液中的溶质只有 NaCl;猜想(三):废液中的溶质是 NaCl和HCl;猜想(四):废液中的溶质是。讨论与交流 小明认为猜想(一)无须验证就知道是错误的。他的理由是。图T5-1类型一有关物质组成或成分探究实验与结论(1)为验证猜想(二),小强同学取少量废液装入试管中,然后滴入AgNO3
3、溶液,产生白色沉淀,滴加稀硝酸沉淀不溶解。于是小强认为猜想(二)正确。小强的实验(填“能”或“不能”)验证猜想(二)的正确性,原因是。(2)小丽为验证猜想(三),选用大理石作试剂。若猜想(三)是正确的,验证时发生反应的化学方程式为。(3)若验证猜想(四)是否正确,下列试剂中可选用的有(填序号)。氢氧化钠溶液氯化钙溶液稀盐酸氯化钾溶液拓展与应用若废液中的溶质是 NaCl和HCl,根据HCl的性质,无须另加试剂,只要对废液进行操作即可从废液中得到 NaCl固体。此方法的缺点是。类型一有关物质组成或成分探究答案 猜想与假设 NaCl 和 Na2CO3 讨论与交流 Na2CO3与 HCl 能发生化学反
4、应而不能共存于同一种溶液中 实验与结论(1)不能 NaCl 和 HCl 都能与硝酸银反应生成不溶于稀硝酸的白色沉淀,不能证明只有氯化钠(2)CaCO3+2HClCaCl2+H2O+CO2(3)拓展与应用 蒸发结晶 挥发出的氯化氢气体有毒,会污染环境 解析 猜想与假设 根据发生的反应,废液的可能组成是恰好完全反应,废液中的溶质只有氯化钠;反应物盐酸有剩余,废液中含有氯化钠和氯化氢;反应物碳酸钠有剩余,废液中含有碳酸钠和氯化钠。讨论与交流 碳酸钠与稀盐酸能发生化学反应不能共存于同一种溶液中。实验与结论(1)验证一种物质是否存在,要排除其他物质的干扰,NaCl和HCl中的氯离子都能与银离子反应生成白
5、色沉淀。(2)检验盐酸的存在,可加入碳酸盐根据是否放出气体判断。(3)检验碳酸钠的存在可以将碳酸根转化为沉淀或气体。拓展与应用 要除去氯化钠溶液中的氯化氢并得到氯化钠固体可用蒸发结晶的方法,因为氯化氢气体受热能挥发出来,但氯化氢有毒,会污染环境。类型一有关物质组成或成分探究类型二有关变质类的探究知识储备举例方法点拨对物质变质后成分的探究(1)猜想变质的情况:未变质、部分变质、完全变质(2)成分检验:利用物质的性质进行检验,如检验氢氧化钠的变质程度,根据碳酸盐的化学性质检验碳酸钠的生成,但注意所选试剂要避开可能存在的 NaOH的干扰;证明变质的程度,则要先用中性溶液(如氯化钙溶液)检验并除去碳酸
6、钠,再根据碱的化学性质检验氢氧化钠的存在类型二有关变质类的探究题型突破例2 2018资阳 实验室一瓶久置的氢氧化钠溶液可能发生了变质(若发生变质,变质的结果是生成了Na2CO3),现对该瓶氢氧化钠溶液进行分析检测。猜测溶质 猜测一:溶液中溶质只有 NaOH;猜测二:溶液中溶质只有 Na2CO3;猜测三:溶液中溶质。查阅资料 溶液能使无色酚酞变红,则该溶液可能是碱溶液或碱性溶液;Na2CO3溶液能使pH试纸变蓝,BaCl2溶液不能使pH试纸变色。类型二有关变质类的探究实验设计实验方案一:实验方案二:实验结论 根据实验方案一,你得出的结论是:溶液中的溶质一定有,可排除猜测;根据实验方案二,你认为该
7、瓶溶液中的溶质是。讨论(1)实验方案一不能准确确定溶质一定含有 NaOH的原因是。(2)实验室为防止 NaOH溶液变质,你的措施是(答一点即可)。类型二有关变质类的探究答案猜测溶质 既有 NaOH,又有 Na2CO3 实验结论 Na2CO3 一 NaOH 和 Na2CO3 讨论(1)Na2CO3溶液也显碱性,也能使无色酚酞变红,不能确定溶质一定含有 NaOH(2)密封保存(或现配现用或其他有效措施)解析 猜测溶质 氢氧化钠在空气中易与二氧化碳反应生成碳酸钠而变质,所以溶液中的溶质有三种情况:只有氢氧化钠,只有碳酸钠,既有氢氧化钠又有碳酸钠。实验结论 方案一中加入氯化钡溶液,有白色沉淀产生,说明
8、溶液中一定含有碳酸钠,则猜测一错误;根据方案二,待测液中加足量氯化钡溶液后,有白色沉淀产生,说明溶液中含有碳酸钠,向上层清液中滴加无色酚酞溶液,溶液变红,说明溶液中还含有氢氧化钠。讨论(1)因为碳酸钠溶液呈碱性,也能使无色酚酞变红,所以方案一不能确定溶液中的溶质一定含有NaOH。(2)氢氧化钠溶液露置在空气中容易变质,因此应该密封保存。知识储备类型三有关物质含量探究举例方法点拨空气中氧气含量的测定利用反应前后的压强变化设置实验,考虑其装置优缺点、实验偏差等,反应物及装置灵活多样,抓住本质,结合实际装置进行分析解答混合物中某种成分含量测定(1)类型:金属含量、金属氧化物含量、碳酸盐含量(2)测定
9、:利用待测物质的性质设置实验,考虑排除其他因素的影响,灵活利用质量守恒和化学方程式的有关计算解决问题详见考点过关篇中专项 04题型突破类型三有关物质含量探究例3 某科学学习小组同学围绕工业烧碱样品纯度测定问题,展开了讨论与探究。原理思路 利用Na2CO3与稀硫酸反应产生 CO2,通过对CO2质量的测定,确定样品中碳酸钠的质量,从而计算样品纯度。实验方案 小科同学根据以上思路,设计了如图T5-6甲的实验方案(固定装置省略)。装置中,仪器d的名称是。图T5-6类型三有关物质含量探究交流讨论 小明认为图甲实验方案的设计有缺陷,若按该方案进行测定会导致难以避免的误差。你认为下列因素中会导致难以避免的误
10、差有(填序号)。加入的稀硫酸量不足装置内空气中的 CO2没有排出反应产生的 CO2未被完全吸收干燥管与空气直接相通类型三有关物质含量探究方案改进 为减小误差,使CO2质量的测定更准确,该小组同学根据以上讨论,对图甲方案进行改进,设计了如图乙的实验方案(固定装置省略)。图乙的B装置中样品在与稀硫酸反应前和停止反应后,都要通过量的空气,反应前通空气时 a、b、c三个弹簧夹的控制方法是。数据分析 C装置的作用是;若撤去图乙中的 C装置,则测得工业烧碱的纯度将(填“偏高”“偏低”或“无影响”)。拓展提高 已知Na2CO3溶液与稀硫酸反应先生成 NaHCO3,当Na2CO3全部转化为NaHCO3后,生成
11、的NaHCO3才能继续与稀硫酸反应生成 CO2。现向样品中加一定量的稀硫酸,反应后产生无色气体并得到 X溶液。请分析推断反应后所得 X溶液的溶质,写出其所有的可能组成:。类型三有关物质含量探究答案 实验方案 锥形瓶交流讨论 方案改进 打开a、b,关闭c数据分析 吸收水蒸气偏低拓展提高 硫酸钠,硫酸钠和硫酸,硫酸钠和碳酸氢钠类型三有关物质含量探究解析 交流讨论 分液漏斗可以添加稀硫酸;但装置内空气中没有排出的 CO2、未被完全吸收的反应产生的CO2、空气中的二氧化碳和水蒸气都能被碱石灰吸收会导致难以避免的误差。方案改进 为减小误差,使CO2质量的测定更准确。根据图乙可以知道,反应之前要打开弹簧夹
12、 a和b,关闭弹簧夹c,从而使b装置中的空气排出。数据分析 反应生成的气体在逸出的过程中要带出一部分水蒸气;如果没有C装置会使得D装置中吸收的气体偏多,计算出碳酸钠的质量偏大,从而使测定出的氢氧化钠质量偏低。拓展提高 反应后产生了无色气体,所以碳酸钠已经全部转变为碳酸氢钠。恰好完全反应时,生成硫酸钠;硫酸过量,则溶质为硫酸钠和硫酸;硫酸的量不足,则溶质为硫酸钠和碳酸氢钠。知识储备类型四无明显现象反应的探究举例方法点拨二氧化碳与氢氧化钠反应(1)确定碳酸钠生成:加酸有气体;加碱如Ba(OH)2有沉淀;加盐(如BaCl2)有沉淀(2)验证二氧化碳减少:密闭装置,气压减小酸碱中和反应(1)借助酸碱指
13、示剂颜色变化(以酸中和碱为例加酚酞)(2)借助其他物质与酸碱反应的现象来证明酸或碱不存在(3)借助反应中溶液 pH变化(4)借助中和反应放热题型突破类型四无明显现象反应的探究例4 2018泰州 为探究CO2与NaOH溶液发生的反应,某兴趣小组尝试用不同的方式进行实验。查阅资料.20 时,几种物质在水中的溶解度见下表:物质Na2CO3NaHCO3Ca(OH)2Ba(OH)2溶解度/g21.59.60.1653.89.本实验条件下,Na2CO3溶液和NaHCO3溶液的pH分别约为11.0和8.5。实验探究(1)实验一:小雨取一充满 CO2的矿泉水瓶,加入一定量的水,立即拧紧瓶盖,振荡,发现瓶子变瘪
14、;小雨另取一相同的充满CO2的矿泉水瓶,向其中加入与水等体积的 NaOH溶液,立即拧紧瓶盖,振荡,得到溶液X,此时观察到的现象是。实验中,小雨采用两只矿泉水瓶做对比实验的目的是。(2)实验二:为检验CO2与NaOH溶液反应的产物,小亮取实验一所得溶液 X少许,向其中滴加BaCl2溶液,有白色沉淀产生,该反应的化学方程式为。实验中不宜将 BaCl2溶液换成CaCl2溶液的原因是。(3)实验三:小华取实验一所得溶液 X少许,向其中加入过量的 BaCl2溶液,振荡,静置,取上层清液,滴入1滴酚酞溶液,发现溶液呈色,证明溶液X中有NaOH剩余。实验中,小华没有直接向少量溶液 X中滴入酚酞溶液,理由是。
15、类型四无明显现象反应的探究(4)实验四:兴趣小组将CO2持续通入一定浓度一定量的 NaOH溶液中,用数字化实验技术测定反应过程中溶液的pH和温度变化,结果如图T5-12所示。类型四无明显现象反应的探究图T5-12图甲中,BC段发生反应的化学方程式为。图乙中,DE段温度变化的原因是。反思感悟(5)实验从CO2减少、NaOH减少,Na2CO3生成等物质的变化,以及转化等视角多维度探究CO2与NaOH发生了反应,对于现象不明显的化学反应,可以通过现代技术手段进行数据测定,实现反应过程的“可视化”。类型四无明显现象反应的探究答案(1)矿泉水瓶变瘪,且比装水的矿泉水瓶更瘪 排除水的干扰,证明二氧化碳与氢
16、氧化钠溶液发生了化学反应(2)Na2CO3+BaCl2BaCO3+2NaCl 如果 NaOH 溶液有剩余,会与 CaCl2形成微溶于水的 Ca(OH)2,也会有白色沉淀(3)红 碳酸钠溶液显碱性,也能使酚酞溶液变红(4)Na2CO3+CO2+H2O2NaHCO3 二氧化碳与氢氧化钠生成碳酸钠和水的反应是放热反应 (5)能量 类型四无明显现象反应的探究解析(1)实验一:二氧化碳与水反应,使矿泉水瓶内压强减小,瓶子变瘪;二氧化碳与氢氧化钠溶液反应,也会使矿泉水瓶内压强减小,瓶子变瘪,但氢氧化钠溶液中也有水,所以瓶子变瘪不能说明二氧化碳与氢氧化钠发生了反应;通过对比实验,如果加入与水等体积的 NaO
17、H溶液的瓶子变得比加水的瓶子更瘪,说明二氧化碳与氢氧化钠发生了化学反应。(2)实验二:二氧化碳与氢氧化钠反应生成碳酸钠和水,碳酸钠与氯化钡反应生成碳酸钡沉淀和氯化钠,反应的化学方程式为 Na2CO3+BaCl2BaCO3+2NaCl;由于氢氧化钙的溶解度很小,如果溶液中氢氧化钠有剩余,会与加入的氯化钙溶液形成氢氧化钙,也会得到沉淀,不能确定CO2与 NaOH 溶液反应后的产物。类型四无明显现象反应的探究解析(3)实验三:二氧化碳与氢氧化钠反应生成碳酸钠和水,碳酸钠与氯化钡反应生成碳酸钡沉淀和氯化钠,静置,取上层清液,若溶液 X 中含有氢氧化钠,滴加酚酞溶液,溶液变红;由于碳酸钠溶液呈碱性,滴加
18、酚酞溶液,溶液也变红色,故无法说明氢氧化钠是否有剩余。(4)实验四:图甲中 B 点的 pH 为 11.0,C 点的 pH 约为 8.5,本实验条件下,Na2CO3溶液和 NaHCO3溶液的 pH 分别约为 11.0 和 8.5,所以从 B 点开始碳酸钠被逐渐消耗,生成碳酸氢钠,根据质量守恒定律可知有水参加反应,故反应的化学方程式为 Na2CO3+CO2+H2O2NaHCO3;由图甲和图乙对比可知 DE段发生的反应是二氧化碳与氢氧化钠反应生成碳酸钠和水,此过程温度升高,说明此反应为放热反应。(5)四个实验分别从 CO2减少、NaOH 减少,Na2CO3生成等物质的变化和能量转化视角多维度探究 C
19、O2与 NaOH 发生了反应。知识储备类型五有关反应条件及影响因素的探究举例条件或影响因素方法点拨铁生锈条件的探究条件:(1)铁;(2)与水接触;(3)与氧气(或空气)接触控制变量法:多因素影响的实验,只改变其中的某个因素来研究这个因素对实验的影响常见因素:催化剂、温度、反应物种类及浓度、反应时间及接触面积等用控制变量法解决问题的思路;明确探究问题;寻找影响因素;保持其他因素不变;改变研究因素对比实验一般由两个或两个以上的实验组成,在对比中可准确找出不同条件对实验结果的影响燃烧条件的探究条件:(1)可燃物;(2)温度达到着火点;(3)与氧气(或空气)接触影响化学反应速率的因素因素:(1)温度;
20、(2)反应物的浓度或纯度;(3)反应物间的接触面积;(4)催化剂等例5 2018乐山 小明同学欲通过实验证明“二氧化锰是氯酸钾受热分解的催化剂”这一命题。他设计并完成了下表所示的探究实验。类型五有关反应条件及影响因素的探究实验操作实验现象实验结论和总结各步骤结论总结实验一将氯酸钾加热至熔化,伸入带火星的木条木条复燃氯酸钾受热要分解产生氧气,但是(反应的化学方程式为)二氧化锰是氯酸钾受热分解的催化剂实验二加热二氧化锰,伸入带火星的木条木条不复燃二氧化锰受热不产生氧气实验三木条迅速复燃二氧化锰能加快氯酸钾的分解(1)请你帮小明同学填写上表中未填完的空格。(2)在小明不同的探究实验中,实验一和实验二
21、起的作用是。(3)小英同学认为仅由上述实验还不能完全得出表内“总结”,她补充设计了两个方面的探究实验,最终完成了对“命题”的实验证明。第一方面的实验操作中包含了两次称量,其目的是;第二方面的实验是要。类型五有关反应条件及影响因素的探究类型五有关反应条件及影响因素的探究答案(1)实验一:时间较长、温度较高 2KClO32KCl+3O2 实验三:将 MnO2与 KClO3的混合物加热,伸入带火星的木条 (2)对比(或对照等)(3)比较 MnO2在 KClO3分解前后的质量 验证从反应后的剩余物中分离出的 MnO2是否能加快 KClO3的分解 类型五有关反应条件及影响因素的探究解析 本题是一道控制变
22、量的实验探究题。催化剂指的是在化学反应里能改变其他物质的反应速率,自身的化学性质和质量在反应前后没有改变的物质。在验证二氧化锰是氯酸钾受热分解的催化剂时,需要验证这三个方面。(1)将氯酸钾加热至熔化,伸入带火星的木条,木条复燃,证明氯酸钾受热分解产生氧气,但是时间较长、温度较高;加热二氧化锰,伸入带火星的木条,木条不复燃,说明二氧化锰受热不产生氧气;将MnO2与KClO3的混合物加热,伸入带火星的木条,木条迅速复燃,说明二氧化锰能加快氯酸钾的分解。(2)实验一和实验二起的作用是对照。(3)为证明二氧化锰是反应的催化剂还需要证明 MnO2的化学性质和质量在反应前后没有改变。故第一方面:比较MnO
23、2在KClO3分解前后的质量;第二方面:验证从反应后的剩余物中分离出的 MnO2是否仍能加快 KClO3的分解。例6 小彬同学家新买了水龙头,从说明书上了解到该水龙头是铜质镀铬的。他想起在学习金属性质时用到的金属活动性顺序中没有铬,为了了解铬与常见金属铝、铜在金属活动性顺序中的相对位置关系,进行了如下探究活动。查阅资料 铬(Cr)是银白色有光泽的金属,在空气中表面能生成抗腐蚀性的致密氧化膜。铬能与稀硫酸反应,生成蓝色的硫酸亚铬(CrSO4)溶液铝是银白色有光泽的金属,能与稀硫酸反应,生成无色的硫酸铝溶液预测 三种金属在金属活动性顺序中的相对位置关系:Cr Al CuAl Cr CuAl Cu
24、Cr实验过程 取大小相同的三种金属薄片,用砂纸打磨光亮。类型六其他类的探究题型突破类型六其他类的探究实验一实验二实验三实验方案实验现象片表面产生气泡缓慢,溶液变成蓝色铝片表面产生气泡较快结论铬能和稀硫酸发生反应,反应速率较慢铜不与稀硫酸反应三种金属在金属活动性顺序中的相对位置关系是类型六其他类的探究回答问题(1)用砂纸打磨金属片的目的是。(2)实验一所发生反应的化学方程式是。(3)小东提出用硫酸铜溶液代替上述实验中的稀硫酸也能得出三种金属在金属活动性顺序中的相对位置关系,小燕认为不可行,理由是。(4)小清认为只要选用三种药品进行实验就可以得出三种金属在金属活动性顺序中的相对位置关系,这三种药品
25、可以是。归纳 比较金属活动性强弱的方法有:;。答案 实验过程 无现象 铝能与稀硫酸发生反应,反应速率较快 Al Cr Cu(或)回答问题(1)除去金属表面的氧化物(或污物)(2)Cr+H2SO4CrSO4+H2(3)无法比较铬和铝的金属活动性强弱(4)Al、CrSO4溶液、Cu(合理即可)归纳 通过金属与酸反应判断金属活动性强弱 通过金属与盐溶液反应判断金属活动性强弱 类型六其他类的探究解析 实验过程 铬片表面产生气泡缓慢,铜片与稀硫酸不反应,无明显现象,铝片表面产生气泡较快;可判断三种金属在金属活动性顺序中的相对位置关系是:Al Cr Cu(或)。回答问题(1)用砂纸打磨金属片,可除去金属表面的氧化物(或污物)。(2)由资料可知,铬能与稀硫酸反应,生成 CrSO4,反应的化学方程式为 Cr+H2SO4CrSO4+H2。验证三种金属的活动性顺序选择的试剂:“两金夹一盐”或“两盐夹一金”,可以用 Al、CrSO4溶液、Cu,也可以用 Al2(SO4)3溶液、Cr、CuSO4溶液。类型六其他类的探究
