專題四實(shí)驗(yàn)探究題,中考專題精講)一、探究組成(或成分)類這類題要求對未知物質(zhì)的成分或已知物質(zhì)變質(zhì)后的成分或變質(zhì)后殘留固體的組成做出假設(shè)并進(jìn)行探究，用實(shí)驗(yàn)來證明自己的結(jié)論是正確的，重點(diǎn)在于考查學(xué)生的實(shí)驗(yàn)預(yù)測、分析能力和實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、評價(jià)能力，力圖通過主動(dòng)探究過程來培養(yǎng)創(chuàng)新精神、實(shí)踐能力和解決問題的能力。如有關(guān)物質(zhì)變質(zhì)的探究(包括干燥劑、氫氧化鈉、氫氧化鈣、保鮮劑等)，木炭還原氧化銅(氧化鐵)時(shí)固體或氣體產(chǎn)物的探究，實(shí)驗(yàn)后廢液成分及處理方法的探究，標(biāo)簽破損(或沒有標(biāo)簽)的物質(zhì)成分的探究，某些物質(zhì)反應(yīng)后濾渣或?yàn)V液成分的探究，一些混合氣體成分的探究等等。二、探究條件(或原因)類這類題往往要求我們設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究發(fā)生某種現(xiàn)象的原因、條件或者是影響因素，題目往往設(shè)置一定的情景，要求大家身臨其境，根據(jù)題意進(jìn)行作答。如金屬生銹條件的探究，燃燒條件的探究，影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素的探究，影響物質(zhì)溶解度因素的探究，有關(guān)催化劑的探究，酸、堿溶液能使紫色石蕊溶液變色原因的探究，硫酸銅、氯化鐵溶液有顏色的原因的探究等等。,中考題型分類示例)有關(guān)生成物成分的探究【例1】(2020云南中考)氫化鈣固體是登山運(yùn)動(dòng)員常用的能源提供劑。某探究小組的同學(xué)通過查閱資料得知，氫化鈣(CaH2)遇水反應(yīng)生成氫氧化鈣和氫氣。探究小組的同學(xué)把一定量的CaH2加入Na2CO3溶液中，充分反應(yīng)后過濾，得到濾渣和濾液，經(jīng)檢驗(yàn)濾渣的成分是碳酸鈣?！咎岢鰡栴}】濾液中溶質(zhì)的成分是什么？【猜想與假設(shè)】猜想一：NaOH猜想二：NaOH、Ca(OH)2猜想三：NaOH、Na2CO3猜想四：NaOH、Na2CO3、Ca(OH)2經(jīng)過討論，大家一致認(rèn)為猜想四不合理，請用化學(xué)方程式說明原因_?！緦?shí)驗(yàn)驗(yàn)證】實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象結(jié)論實(shí)驗(yàn)一：取濾液，向其中滴入少量碳酸鈉溶液無明顯現(xiàn)象猜想_不成立實(shí)驗(yàn)二：另取濾液，向其中加入足量稀鹽酸_猜想三成立【反思與拓展】若向NH4Cl的濃溶液中加一定量CaH2，充分反應(yīng)，產(chǎn)生的氣體是_；登山運(yùn)動(dòng)員常用CaH2作為能源提供劑，與氫氣相比，其優(yōu)點(diǎn)是_?！窘馕觥繗溲趸}和碳酸鈉在溶液中會(huì)反應(yīng)，所以兩者不可能大量共存于溶液中；試樣中加入少量碳酸鈉溶液，無明顯現(xiàn)象，說明溶液中不含鈣離子，所以猜想二不成立；猜想三濾液中有碳酸鈉，碳酸鈉能與鹽酸反應(yīng)生成二氧化碳，所以往溶液中加入足量的稀鹽酸，可觀察到有氣泡產(chǎn)生；氫化鈣與水反應(yīng)生成氫氧化鈣和氫氣，氫氧化鈣是一種堿，能與銨鹽反應(yīng)產(chǎn)生氨氣；由于氫氣是氣體，不易儲(chǔ)存，攜帶不方便，且不安全，而氫化鈣是固體，儲(chǔ)存方便，攜帶方便，使用也方便，且安全。有關(guān)物質(zhì)組成及成分的探究【例2】某化學(xué)興趣小組的同學(xué)在實(shí)驗(yàn)臺(tái)上發(fā)現(xiàn)一瓶標(biāo)簽受損的溶液，如圖所示：【提出問題】這瓶溶液的成分是什么？老師說：這瓶溶液可能是NaCl溶液、NaNO3溶液、KCl溶液、Na2CO3溶液中的一種；這瓶溶液中只含一種溶質(zhì)?！居懻摗客瑢W(xué)們一致認(rèn)為不可能是_溶液?！緦?shí)驗(yàn)探究】實(shí)驗(yàn)臺(tái)上可供使用的藥品只有：稀HCl、稀HNO3、AgNO3溶液。請你根據(jù)以上藥品完成下列實(shí)驗(yàn)。操作步驟實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象結(jié)論及化學(xué)方程式步驟一：取樣于試管中，然后往試管中滴加_無氣泡產(chǎn)生該溶液不是Na2CO3溶液步驟二：向步驟一的試管中，繼續(xù)滴加_該溶液一定是NaCl溶液，發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為_【反思】為了防止標(biāo)簽受損，你建議以后實(shí)驗(yàn)中，我們應(yīng)該注意什么？_(答一種即可)?！窘馕觥坑蓸?biāo)簽殘余部分可以看出，該溶液中含有的是鈉離子，所以不可能是氯化鉀溶液；證明是否含有碳酸根離子，可加稀鹽酸，也可加稀硝酸，但由于步驟二中還要繼續(xù)加入試劑來證明氯離子的存在，所以步驟一中不能滴加稀鹽酸；若要證明溶液中含有氯離子，應(yīng)向溶液中滴加硝酸銀溶液，若有白色沉淀生成，則證明該溶液是氯化鈉溶液。物質(zhì)成分及與“燃燒知識(shí)”有關(guān)的探究【例3】干燥劑“堿石灰”是氧化鈣和氫氧化鈉的混合物，在空氣中容易變質(zhì)。某研究小組對一只干燥管里的“堿石灰”樣品的成分進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究。【提出猜想】猜想：沒有變質(zhì)，只含有氧化鈣和氫氧化鈉。猜想：部分變質(zhì)，含有猜想：完全變質(zhì)，只含有碳酸鈣和碳酸鈉。【實(shí)驗(yàn)探究】操作現(xiàn)象結(jié)論試管外壁發(fā)燙，得到渾濁的液體推測樣品中含有：_濾渣溶解，產(chǎn)生大量氣泡寫出產(chǎn)生大量氣泡的化學(xué)方程式：_產(chǎn)生白色沉淀寫出產(chǎn)生白色沉淀的化學(xué)方程式：_【小結(jié)與思考】(1)從上述實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象推斷：猜想_成立。(2)“堿石灰”樣品里是否一定含有碳酸鈣？_。請說明理由：_?！窘馕觥看祟}是對兩種干燥劑氧化鈣和氫氧化鈉露置在空氣中變質(zhì)情況的實(shí)驗(yàn)探究。氧化鈣吸收水分生成氫氧化鈣，再吸收空氣中的二氧化碳變成碳酸鈣；氫氧化鈉吸收水分潮解，再吸收空氣中的二氧化碳變成碳酸鈉。對三種猜想進(jìn)行探究，操作加水溶解，放熱，由于氧化鈣和氫氧化鈉溶于水均放熱，所以存在三種情況，只有氧化鈣、只有氫氧化鈉、既有氧化鈣又有氫氧化鈉，說明原干燥劑仍存在，猜想不成立。操作中的濾渣要么是氧化鈣與水反應(yīng)生成的氫氧化鈣(微溶于水)，要么是碳酸鈣，操作在濾渣中加入足量的稀鹽酸，濾渣溶解，產(chǎn)生大量氣泡，說明一定有碳酸鈣(氫氧化鈣能溶于酸，但無氣泡)。所以產(chǎn)生大量氣泡的化學(xué)方程式就是碳酸鈣與鹽酸的反應(yīng)。操作在操作的濾液中滴加澄清的石灰水，產(chǎn)生白色沉淀，說明濾液中一定有碳酸鈉，猜想不成立。由操作可知一定有碳酸鈣，它可能是樣品中具有的，也可能是氧化鈣吸收水分反應(yīng)生成的，所以碳酸鈣在樣品中不一定有。有關(guān)物質(zhì)變質(zhì)問題的探究【例4】(2020紅河中考)化學(xué)興趣小組在進(jìn)行酸、堿、鹽的性質(zhì)實(shí)驗(yàn)時(shí)，發(fā)現(xiàn)了一瓶氫氧化鈉溶液未蓋瓶塞，針對這一現(xiàn)象，該小組同學(xué)對這瓶溶液進(jìn)行了如下探究：【提出問題】這瓶氫氧化鈉溶液是否變質(zhì)？若變質(zhì)，變質(zhì)程度如何？【查閱資料】a氫氧化鈉溶液會(huì)與二氧化碳發(fā)生化學(xué)反應(yīng)；b氯化鋇溶液呈中性，碳酸鈉溶液呈堿性，兩者能發(fā)生如下化學(xué)反應(yīng)：BaCl2Na2CO3=BaCO32NaCl?！咀鞒霾孪搿坎孪胍唬涸撊芤簺]有變質(zhì)，溶質(zhì)是NaOH；猜想二：該溶液完全變質(zhì)，溶質(zhì)是Na2CO3；猜想三：該溶液部分變質(zhì)，溶質(zhì)是_。【實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證】(1)為驗(yàn)證該溶液是否變質(zhì)，小軍和小華分別進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)：小軍取少許該溶液于試管中，滴加酚酞試液，溶液變紅，于是得出“該溶液沒有變質(zhì)”的結(jié)論；小華取少許該溶液于試管中，滴加稀鹽酸，觀察到_，得出“該溶液已變質(zhì)”的結(jié)論。你認(rèn)為_的結(jié)論正確。(2)為驗(yàn)證該溶液的變質(zhì)程度，小麗進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)：取少許該溶液于試管中，加入過量的氯化鋇溶液，產(chǎn)生白色沉淀，過濾后，在濾液中滴加酚酞試液，溶液變紅，證明猜想三_(選填“成立”或“不成立”)。如果將氯化鋇溶液換成氫氧化鋇溶液，不能得出相同的結(jié)論，原因是_?！窘涣鞣此肌繗溲趸c變質(zhì)的原因是(用化學(xué)方程式表示)_；因此，氫氧化鈉應(yīng)_保存。【解析】【作出猜想】是依據(jù)已有知識(shí)或經(jīng)驗(yàn)，對事件發(fā)生的可能性的一種猜測，本題涉及的化學(xué)反應(yīng)為2NaOHCO2=Na2CO3H2O，因此，涉及的可能性只有三種：化學(xué)反應(yīng)還未進(jìn)行，則溶液沒有變質(zhì)；化學(xué)反應(yīng)徹底完成，則溶液全部變質(zhì)；化學(xué)反應(yīng)正在進(jìn)行中，則溶液部分變質(zhì)，此種情況下，溶質(zhì)為NaOH和Na2CO3?！緦?shí)驗(yàn)驗(yàn)證】(1)若溶液全部變質(zhì)，則該溶液為碳酸鈉溶液，因碳酸鈉溶液顯堿性，也能使無色酚酞變紅，因此，小軍單憑“滴加酚酞試液，溶液變紅”這一現(xiàn)象，得出“該溶液沒有變質(zhì)”的結(jié)論不正確；因?yàn)榈渭酉←}酸冒出氣泡，則說明該溶液中含有碳酸鈉，據(jù)此可推出小華的結(jié)論正確。(2)溶液中滴加過量的氯化鋇溶液，其中的碳酸鈉被完全反應(yīng)，則排除了碳酸鈉對實(shí)驗(yàn)的干擾，之后再向?yàn)V液中滴加酚酞試液，溶液仍變紅色，說明原溶液中除了含有碳酸鈉之外，還含有氫氧化鈉，則說明原溶液部分變質(zhì)，猜想三成立；如果將氯化鋇溶液換成氫氧化鋇溶液，則因?yàn)锽a(OH)2與Na2CO3反應(yīng)，雖然可排除碳酸鈉對實(shí)驗(yàn)結(jié)論的干擾，但同時(shí)生成的NaOH會(huì)對實(shí)驗(yàn)結(jié)論造成新的干擾。【交流反思】因氫氧化鈉溶液能與空氣中的二氧化碳發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而變質(zhì)，所以氫氧化鈉溶液應(yīng)密封保存。物質(zhì)性質(zhì)的探究【例5】純堿(Na2CO3)是一種重要的鹽類物質(zhì)，在化學(xué)工業(yè)中用途極廣，工業(yè)上通常用氨堿法來生產(chǎn)，小紅同學(xué)為探究純堿的化學(xué)性質(zhì)進(jìn)行了猜想，并設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證。請你幫助她將下列實(shí)驗(yàn)報(bào)告填寫完整。猜想實(shí)驗(yàn)操作實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象結(jié)論(或化學(xué)方程式)猜想一：Na2CO3溶液顯堿性取少量Na2CO3溶液于試管中，滴入23滴酚酞試液，振蕩_溶液顯堿性猜想二：能與酸反應(yīng)取少量溶液于試管中，然后滴加稀鹽酸有大量氣泡產(chǎn)生化學(xué)方程式_猜想三：能與Ca(OH)2反應(yīng)取少量Na2CO3溶液于試管中，滴加澄清石灰水產(chǎn)生白色沉淀化學(xué)方程式_猜想四：能與BaCl2溶液反應(yīng)_產(chǎn)生白色沉淀Na2CO3BaCl2=BaCO32NaCl，反應(yīng)的基本類型為_【交流與反思】若用稀硫酸代替稀鹽酸進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，是否與猜想二的現(xiàn)象相同_(選填“是”或“否”)。影響因素類、條件類問題的探究【例6】常溫下，H2O2分解生成O2的速率較為緩慢。研究性學(xué)習(xí)小組選擇“H2O2分解生成O2的快慢與什么因素有關(guān)”的課題進(jìn)行探究，以下是他們探究的主要過程：【假設(shè)】催化劑的種類會(huì)影響H2O2分解生成O2的快慢?！緦?shí)驗(yàn)方案】常溫下，取兩份同體積、同濃度的H2O2溶液，分別加入二氧化錳和氯化鈉固體，測量各生成一瓶相同體積的O2所需的時(shí)間?！緦?shí)驗(yàn)裝置】如圖是他們進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的裝置圖。【實(shí)驗(yàn)操作】檢查裝置氣密性良好，將分液漏斗中的液體加入錐形瓶中，立即收集一瓶放出的氣體。實(shí)驗(yàn)記錄如下表：實(shí)驗(yàn)編號(hào)反應(yīng)物5%H2O2100mL5%H2O2100mL加入固體氯化鈉固體0.5g二氧化錳收集氣體所需時(shí)間165s46s實(shí)驗(yàn)中加入氯化鈉固體的質(zhì)量是_g?！窘Y(jié)論】該探究過程得出的結(jié)論是_?！痉此肌咳粢C明二氧化錳、氯化鈉固體是該反應(yīng)的催化劑，還需要增加實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證它們在化學(xué)反應(yīng)前后的_和_是否改變?！窘涣饔懻摗啃∪A同學(xué)提出，H2O2分解生成O2的快慢還與哪些因素有關(guān)？請你幫助他們繼續(xù)探究(提出一種影響H2O2分解生成O2快慢的因素以及相關(guān)假設(shè)，并設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案)?！灸愕募僭O(shè)】_?！驹O(shè)計(jì)方案】實(shí)驗(yàn)方法及步驟可能觀察到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)結(jié)論_假設(shè)正確【解析】根據(jù)控制變量法，所加物質(zhì)的質(zhì)量應(yīng)該相等，所以氯化鈉固體的質(zhì)量也是0.5g；通過實(shí)驗(yàn)及其現(xiàn)象可以發(fā)現(xiàn)，所加的催化劑不同，反應(yīng)的速率也不同。可見不同種類的催化劑對雙氧水分解速率的影響不同；催化劑的特征是“一個(gè)改變”、“兩個(gè)不變”，化學(xué)反應(yīng)速率改變，本身的質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)保持不變。反應(yīng)物的濃度對反應(yīng)的速率也有影響；在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)時(shí)，應(yīng)該控制只有一個(gè)不同的條件，也就是雙氧水的濃度不同，其他條件相同，以此來比較產(chǎn)生氣體的速率大小即可。規(guī)律類、實(shí)質(zhì)類問題的探究【例7】某?；瘜W(xué)興趣小組的同學(xué)在實(shí)驗(yàn)室整理化學(xué)藥品時(shí)，發(fā)現(xiàn)一瓶金屬鉻。為了解鉻與常見金屬鋁、銅在金屬活動(dòng)性順序中的相對位置關(guān)系，他們進(jìn)行了如下探究活動(dòng)?！静殚嗁Y料】鉻(Cr)是銀白色金屬，在空氣中表面能形成致密的氧化膜?！咎岢黾僭O(shè)】考慮到鋁的活動(dòng)性比銅強(qiáng)，提出了三種假設(shè)：假設(shè)：CrAlCu假設(shè)：AlCrCu假設(shè)：AlCuCr【實(shí)驗(yàn)過程】取大小相同的Cr、Cu、Al三種金屬薄片，用砂紙打磨光亮后，分別放入三支試管中，再分別加入等體積20%的稀硫酸?！緦?shí)驗(yàn)現(xiàn)象】金屬CrCuAl實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象鉻片表面產(chǎn)生氣泡緩慢銅表面無明顯變化鋁表面產(chǎn)生氣泡較快【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】假設(shè)_成立(填序號(hào))?！締栴}與反思】(1)由上述結(jié)論可知：鉻可以與硫酸銅溶液發(fā)生反應(yīng)。請寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式：_(已知在該反應(yīng)的生成物中鉻元素顯2價(jià))。(2)小麗提出，按上述實(shí)驗(yàn)操作，用硫酸銅溶液代替稀硫酸也能得出三種金屬的活動(dòng)性順序，你認(rèn)為_(選填“可行”或“不可行”)，理由是_?！窘馕觥扛鶕?jù)Al、Cr、Cu三種金屬和稀硫酸反應(yīng)的現(xiàn)象，Cu不與稀硫酸反應(yīng)，活動(dòng)性最弱，而Cr和Al與稀硫酸都反應(yīng)，可根據(jù)反應(yīng)的快慢或劇烈程度來判斷活動(dòng)性強(qiáng)弱，由此可確定出假設(shè)成立，也就是金屬活動(dòng)性AlCrCu，由此可知Cr可以置換出CuSO4中的Cu。在上述實(shí)驗(yàn)中若用硫酸銅溶液代替稀硫酸，實(shí)驗(yàn)中Al和Cr都可以和硫酸銅反應(yīng)，這樣無法比較Al和Cr的金屬活動(dòng)性，因此是不可行的。