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第27講 專題五 實驗探究題,一、題型簡介 化學是一門以實驗為基礎的科學。此類專題通常利用化學的基本知識和實驗基本技能，以實驗為載體設計化學問題，是重點考查學生的觀察能力、實驗能力、科學探究能力等能力的試題。題型多樣，涉及選擇、填空、簡答、信息、計算等多種題型，全面考查各種能力。,二、方法指導 1．根據實驗考查的不同要求進行歸類：①常見儀器的使用；②設計化學實驗探究方案；③對化學實驗數據分析處理。 2．重點實驗進行重點復習。例如：一些性質實驗，既進行了實驗操作，又復習了物質知識。 3．根據不同實驗內容，進行專題復習。如：可按常用儀器的使用；氣體的制取及實驗；化學實驗的探究、酸堿鹽的物質的探究等專題來進行復習。,三、實驗方案設計的一般過程 提出問題→猜想假設→制訂計劃→收集證據→設計實驗→得出結論→反思與評價 四、科學探究設計的原則 1．實驗設計必須遵循科學性； 2．實驗設計必須注意可行性； 3．實驗設計必須遵循有關原理的規(guī)律性。,有關物質成分的探究,[命題解讀]關于物質成分的探究是中考的重點，以物質的性質為基礎，對物質的成分進行探究，考查的命題點有溶液的組成、固體的組成等。 【例1】(2015·許昌模擬)“雙吸劑”是一種常見袋裝食品的保鮮劑，能吸收空氣中的氧氣、二氧化碳和水蒸氣等?；瘜W興趣小組的同學在袋裝食品中發(fā)現一包“雙吸劑”，其標簽如圖所示。同學們對這包久置的“雙吸劑”固體樣品很好奇，設計實驗進行探究。 【提出問題】久置“雙吸劑”固體的成分是什么？,【查閱資料】①鐵與氯化鐵溶液在常溫下生成氯化亞鐵：Fe＋2FeCl3===3FeCl2。 ②堿性的碳酸鈉溶液可以和中性的氯化鈣溶液發(fā)生復分解反應。 【作出猜想】久置固體中可能含有Fe、Fe2O3、CaO、Ca(OH)2、CaCO3。 【實驗探究1】下表是小明設計的實驗方案和記錄的實驗報告，請你補充完整。,稀鹽酸,Fe、CaCO3,CaO、Ca(OH)2或其中的一種,【實驗質疑】小組同學通過討論認為實驗并不能得出一定不含有Fe2O3的結論，理由是_______________________________ _____________________ (用化學方程式表示)。 為進一步確定這包久置的“雙吸劑”固體的成分進行如下定量實驗。,Fe2O3＋6HCl===2FeCl3＋3H2O、2FeCl3＋Fe===3FeCl2,【實驗探究2】取3 g樣品研碎，并用磁鐵充分吸引后，得到剩余固體2.6 g，按照下圖流程進行實驗，請回答相關問題：,(1)操作二、操作三名稱是__________； (2)固體1的成分是______________(填物質的化學式，下同)； (3)燒杯A中溶液和加入的碳酸鈉溶液反應的化學方程式為________________________________________； (4)依據實驗探究1、2中現象的分析及數據進行計算，這包久置“雙吸劑”固體的成分是____________________________________。,過濾,CaCO3、Fe2O3,Na2CO3＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋2NaOH,Fe、Fe2O3、CaCO3、CaO、Ca(OH)2,【實驗反思】下列實驗探究1、2的反思，不正確的是______。(填字母序號) A．對物質成分的探究有時需要定性與定量相結合 B．實驗探究2燒杯C中的溶質為Na2CO3、NaOH C．實驗探究1、2中都有氣體產生，但生成的氣體成分不同 D．在原樣品中加入足量鹽酸有4個反應產生,D,【方法指導】解答此類題，猜想必須完整，圍繞猜想利用不同物質的特性設計實驗，分析得出結論。,有關物質變質問題的探究,[命題解讀]有關物質變質是中考的高頻考點，常出現在實驗探究題，主要命題點有氫氧化鈉的變質，生石灰的變質，干燥劑的變質等。 【例2】(2015·益陽)某同學發(fā)現，上個月做實驗用的NaOH溶液忘記了蓋瓶蓋。對于該溶液是否變質，同學們開始實驗探究。 【猜想假設】猜想(1)：該溶液沒有變質，為NaOH溶液。 猜想(2)：該溶液全部變質，為Na2CO3溶液。 猜想(3)：該溶液部分變質，為NaOH和Na2CO3的混合溶液。 【查閱資料】Na2CO3溶液呈堿性。 【設計方案】請你完善下表幾組同學探討的設計方案。,Na2CO3＋CaCl2 ===2NaCl＋CaCO3↓,碳酸鈉溶液呈堿性(合理即可),第2組實驗結束后，讓試管靜置一段時間，取上層清液滴加酚酞溶液(合理即可),【探究實驗】綜合各小組的方案后，動手實驗。 【結論與反思】NaOH溶液易與空氣中CO2反應而變質，所以要密封保存。 【拓展延伸】同學們設計了下列兩套裝置進行實驗：,用膠頭滴管吸取某種液體，錐形瓶中充入一種氣體或放入一種固體物質，擠壓膠頭滴管。一段時間后，兩裝置中氣球明顯脹大。 (1)甲裝置中可能發(fā)生反應的化學方程式是____________________________________。,(2)若乙裝置中膠頭滴管吸取的是稀鹽酸，則錐形瓶中放入的固體可能是____。,CO2＋2NaOH===Na2CO3＋H2O(合理即可),Zn,【方法指導】解答此類題主要理解物質變質的原因，掌握變質后物質和原物質的性質差異，設計實驗證明是沒有變質、部分變質還是全部變質。,有關實質類探究,[命題解讀]有關實質類探究是中考常見的考點，主要出現在實驗探究題中，主要命題點有化學反應是否進行，反應后粒子的探究等。 【例3】(2015·開封模擬)某化學社團的同學發(fā)現，不同物質的變化常伴隨著相同的實驗現象。但從化學的角度去研究，會發(fā)現其有本質的區(qū)別。,【現象分析】,實驗一：向盛有一定量氫氧化鈉固體的試管里加入一定量的水，迅速用帶導管的橡皮塞塞緊試管口，并將導管另一端通入盛有水的試管中，振蕩左側試管(如右圖)。,實驗二：用氧化鈣代替氫氧化鈉重復一次上述實驗。 上述兩個實驗的相同現象之一是________________________________ ____________； 上述兩個實驗中，其中一個實驗發(fā)生了化學變化，其化學方程式是______________________；另一個實驗沒有發(fā)生化學變化。 【本質歸納】 相同的實驗現象，既可以由物理變化引起，也可以由化學變化引起。 【探究運用】 在探究白色粉末的組成時，要研究相同實驗現象的本質區(qū)別。,左側試管發(fā)熱(或右側試管內試管口有氣泡冒出),CaO＋H2O＝Ca(OH)2,實驗三：有一包白色粉末可能含有硫酸鋇、碳酸鉀和氫氧化鋇中的一種或幾種，取一定量該粉末加入到盛有足量水的燒杯中，攪拌，靜置，觀察到燒杯中有白色不溶物。 小明同學認為，白色粉末中一定含有硫酸鋇； 小意同學認為小明的結論不準確，其理由可用化學方程式表示為________ ___________________________。 針對上述兩位同學的觀點，小燕同學進一步設計如下實驗方案進行探究：,K2CO3＋Ba(OH)2===BaCO3↓＋2KOH,(1)步驟②中發(fā)生化學反應的方程式是___________________________________； (2)步驟③中，加入酚酞溶液后，若溶液E為無色，則原白色粉末的組成是______________(填化學式，下同)；步驟③中，加入酚酞溶液后，若溶液E為紅色，則濾液A中一定含有的溶質是_______、________，原白色粉末的可能組成是__________________________________________； (3)小鵬同學認為，只需取少量濾渣B，加入過量的稀硝酸，若看到的現象是____________________，就足以說明原白色粉末中只含有碳酸鉀和氫氧化鋇。,K2CO3＋BaCl2===BaCO3↓＋2KCl,BaSO4、K2CO3,K2CO3,KOH,Ba(OH)2、K2CO3或BaSO4、Ba(OH)2、K2CO3,白色不溶物全部消失,【方法指導】解答此類題可根據物質的化學性質設計實驗，記錄分析實驗現象，由此得出結論。,有關規(guī)律類探究,[命題解讀]規(guī)律類探究主要是對金屬活動性的探究。 【例4】(2015·義烏)小明在學習金屬活動性順序后，知道鉀、鈣、鈉金屬活動性特別強，能與水反應生成堿和氫氣。他想鎂緊排在鈉后面，它是否也能與水反應呢？ 【提出問題】鎂是否能與水反應？ 【實驗探究】在兩個燒杯中，分別加入等量的冷水和鎂條，用酚酞指示劑。實驗過程和現象如圖：,【反思與總結】 (1)小明得出的實驗結論是________________________________。 (2)小明發(fā)現B試管放置空氣中一會兒溶液的紅色會褪色，這說明溶液的堿性減弱了。于是他大膽作出了一個猜想并設計了驗證方案：,鎂不能與冷水反應，能與熱水反應,加熱,小明通過實驗驗證了自己的猜想是正確的。 (3)一段時間后，小明觀察到鎂條在熱水中無現象，但當他想到實驗室制取二氧化碳不能用稀硫酸和大理石反應時，便有了解釋。他的解釋是________________________________________________。 【方法指導】利用物質的性質運用對比實驗分析得出結論。,鎂條表面覆蓋了難溶于水的氫氧化鎂導致反應終止,有關物質性質的探究,[命題解讀]主要通過設計實驗得出物質的一些性質，從而更好掌握物質的性質。 【例5】(2015·三門峽模擬)某學習小組探究氫氧化鈣溶液的化學性質，并作了延伸探究。 探究一：甲同學設計如下實驗方案，請你幫他完成實驗報告：,無色變?yōu)樗{色,SO2＋Ca(OH)2=== CaSO3↓＋H2O,【提出問題】方案(3)中褪色溶液中的溶質是什么？ 【查閱資料】氯化鈣溶液呈中性。 【做出猜想】乙同學從反應情況分析，溶液中除含少量酚酞外，溶質可能有以下三種情況： ①CaCl2 ②CaCl2和HCl ③CaCl2和Ca(OH)2,【分析討論】丙同學從實驗現象分析得出，猜想3肯定不合理，其理由是____________________________________________。 探究二：丁同學為進一步驗證乙同學的猜想，設計實驗如下：將實驗方案(3)褪色溶液倒入燒杯中，向其中逐滴滴加碳酸鈉溶液至過量，邊滴邊振蕩，實驗后的沉淀質量與滴加碳酸鈉溶液體積的關系如圖所示。,寫出實驗過程中的現象_________________________ _____________________________。 【得出結論】乙同學的猜想中____(填序號)合理,若溶液中有氫氧化鈣，溶液紅色不會完全消失,開始時溶液中有氣泡產生，一會兒溶液中又出現了白色渾濁,②,【反思討論】學習小組結合圖像，分析了丁同學實驗過程中燒杯內溶液的變化，下列說法正確的是__________。(填序號) A．溶液質量逐漸增大 B．氯化鈉的質量分數逐漸增大，V2后不變 C．氯化鈣的質量先增大后減小 D．溶液的pH一直在增大 【方法指導】認真分析實驗現象得出實驗結論。,A、B、D,有關條件類、影響因素類探究,[命題解讀]主要應用對比實驗來對一些化學反應的條件進行探究，主要有鐵生銹、復分解反應發(fā)生的條件、化學反應速率的影響因素及催化劑等命題點。 【例6】(2015·信陽模擬)研究和控制化學反應條件有重要意義。 (1)同學們想探究雙氧水的溶質質量分數對反應速率的影響。在其他條件相同的情況下進行了三次實驗，記錄各收集一瓶相同體積氧氣所需要的時間。,①取用二氧化錳的儀器是______(選填編號)。,B,②寫出上述反應的化學反應方程式：__________________。 ③實驗3中，加入的二氧化錳質量為____g。 ④相同條件下，實驗3產生氧氣的速率最快，說明________________ ______________________________,2H2O22H2O＋O2↑,5,相同條件下，反應物濃度越大，反應速率越快。,(2)同學通過查閱資料得知，雙氧水在70℃以上會較快分解產生氧氣。為了驗證加熱雙氧水也可以產生氧氣，同學們選擇右圖裝置(氣密性良好)進行實驗。實驗中觀察到試管內產生氣泡，但將帶火星的木條放在導管口沒有復燃，可能的原因是______________________，同學分析原因后，采用了____________法收集氣體，再檢驗，證明加熱雙氧水也可產生氧氣。 【方法指導】通過控制變量法進行實驗，認真分析實驗的條件、實驗現象，得出對比實驗的結論。,氧氣中混有較多的水蒸氣,排水集氣,1．(2015·赤峰)設計對比實驗，控制變量是學習化學的重要方法，下列對比實驗不能達到目的的是( ),C,2.(2015·三門峽模擬)在下列實驗中，觀察到的現象或得出的結論，完全正確的有( ),A,①濃氨水出現紅色，說明分子很小且是不斷運動的 ②既能說明甲烷具有可燃性，又能說明甲烷是由氫元素和氧元素組成的 ③既能說明二氧化碳的密度比空氣大，又能說明二氧化碳不能燃燒，也不支持燃燒 ④既能探究可燃物燃燒的條件，又能說明白磷的著火點比紅磷低 ⑤鐵釘表面無明顯現象，能說明鐵生銹的條件是要氧氣和水 A．2個 B．3個 C．4個 D．5個,3．(2015·武漢)某黑色固體粉末可能是Fe、FeO、CuO、C中的一種或幾種。為了探究其成分，小明同學按照下圖所示流程進行了實驗。,關于該實驗有以下說法： ①若溶液甲呈淺綠色，則原黑色固體粉末中一定含有Fe； ②若步驟Ⅱ中無明顯現象，則固體乙中最多只能有四種物質； ③若步驟Ⅱ中有氣泡產生，則固體乙一定是C； ④若步驟Ⅱ中有紅色固體析出，則固體乙中一定無CuO； ⑤固體乙呈紅色，則原固體中一定含有Fe和CuO。 以上說法中正確的個數是( ) A．1個 B．2個 C．3個 D．4個,A,4．(2015·開封模擬)亮亮同學做鎂條在空氣中燃燒的實驗時，發(fā)現鎂條燃燒除生成白色固體(MgO)外，還有少量的淡黃色固體生成。這種淡黃色固體是什么呢？亮亮在老師的指導下進行有關實驗探究。 【實驗探究】將該淡黃色固體投入到盛有水的燒杯中。 【實驗現象】在燒杯中產生白色沉淀，并有刺激性的氨味氣體產生。 【教師指導】上述反應產生的白色沉淀為Mg(OH)2，生成的氣體為NH3；反應過程中沒有任何元素化合價的改變。,【問題解決】此淡黃色固體中肯定含有鎂元素和______元素，判斷的依據是______________；若該物質僅由兩種元素組成，其化學式為_________，此物質與水反應的化學方程式為_____________ _______________________。 【相關結論】空氣中氮氣(N2)和氧氣(O2)的體積比約為________，但鎂條在空氣中燃燒只生成少量的淡黃色固體，由此得出的一個結論是____________________________。,N,質量守恒定律,Mg3N2,Mg3N2＋6H2O ===3Mg(OH)2↓＋2NH3↑,4：1,N2的化學性質比O2穩(wěn)定,5．(2015·貴陽)由于二氧化碳與氫氧化鈉反應無明顯現象，對此同學們展開了探究，請你參與。 【提出問題】二氧化碳與氫氧化鈉能否發(fā)生反應？ 【查閱資料】常溫下，氫氧化鈉、碳酸鈉在乙醇中的溶解性如下：,【方案設計】小明同學設計了如圖所示裝置進行探究。,【實驗探究】 (1)溶液配制。甲溶液：將一定質量的氫氧化鈉固體加入到一定體積的乙醇中，用玻璃棒不斷攪拌，使其成為飽和氫氧化鈉的乙醇溶液。量取一定體積的乙醇要用到的儀器是__________________，用玻璃棒攪拌的目的是____________。,量筒和膠頭滴管,加速溶解,乙溶液：將一定質量的氫氧化鈉固體加入到一定體積的75%的乙醇溶液中，用玻璃棒不斷攪拌，使其成為不飽和氫氧化鈉的乙醇溶液。判斷甲、乙溶液形成的現象是____________________________ ___________。 (2)進行實驗，按圖所示裝置加入藥品后進行實驗。A中發(fā)生反應的化學方程式為______________________________________，B裝置的作用是____________，C中觀察到的現象是______________。,甲燒杯底部有固體，乙燒杯底部沒有固體,除去氯化氫,溶液變渾濁,2HCl＋CaCO3===CaCl2＋H2O＋CO2↑,【實驗結論】 (3)由此小明得出二氧化碳與氫氧化鈉發(fā)生了化學反應，反應的化學方程式為__________________________________________。 【反思交流】 (4)小剛同學認為小明的實驗還不足以證明二氧化碳與氫氧化鈉發(fā)生了化學反應，還應補充的實驗是____________________________ _______。 (5)若將圖C中甲溶液換成乙溶液進行實驗，C中可能無明顯現象發(fā)生，原因可能是________________。,2NaOH＋CO2===Na2CO3＋H2O,將二氧化碳通入乙醇溶液，觀察現象,碳酸鈉易溶于水,6．(2015·許昌模擬)實驗室中有一瓶長期使用的氫氧化鈉固體樣品，某興趣小組的同學對該樣品的成分及含量進行探究。 【發(fā)現問題】該樣品中含有哪些物質？ 【查閱資料】①NaOH在空氣中不會變成NaHCO3。 ②BaCl2溶液呈中性，Ba(OH)2是可溶性堿。 ③CO2在飽和的NaHCO3溶液中幾乎不溶解。,【提出猜想】猜想I：NaOH 猜想II：Na2CO3 猜想III：NaOH和Na2CO3 【設計實驗】,【收集證據】 (1)若現象A是有氣泡產生，則X溶液為________，則_______(填“猜想Ⅰ”“猜想Ⅱ”或“猜想Ⅲ”)不成立。 (2)若X溶液為BaCl2溶液，現象A是有白色沉淀生成，則產生沉淀的化學方程式是_________________________________，取反應后的上層清液，測定其pH，當pH____7(填“”“”或“＝”)，則證明猜想Ⅲ成立。 【定量分析】確定部分變質樣品中Na2CO3的質量分數。,稀鹽酸,猜想I,BaCl2＋Na2CO3===BaCO3↓＋2NaC,,興趣小組的同學用如圖所示裝置進行實驗。 步驟如下：①按圖連接好裝置，并檢查氣密性；②準確稱取該樣品1.0 g，放入燒瓶內；③打開活塞，滴加30.0%的稀硫酸至過量，關閉活塞；④反應結束后，量筒內液體的讀數為55.0 mL。(已知：室溫條件下，CO2的密度為1.6 g·L－1) (1)B裝置集氣瓶內原有的空氣對實驗結果_______(填“有”或“沒有”)影響。飽和NaHCO3溶液如果用水代替，則所測CO2體積______(填“偏大”“偏小”或“不變”)。 (2)計算該樣品中Na2CO3的質量分數________。 【實驗反思】有同學指出，上述三種猜想并不全面，請再提出一種猜想________________。,沒有,偏小,21.2%,水、亞硫酸鈉等,