高考化学备考 中等生百日捷进提升系列 专题28 假设猜想型实验探究评价题（含解析）

在学生就要走出校门的时候，班级工作仍要坚持德育先行，继续重视对学生进行爱国主义教育、集体主义教育、行为规范等的教育，认真落实学校、学工处的各项工作要求专题二十九 假设猜想型实验探究评价题解题方法策略考试方向假设猜想型实验探究评价题是近几年高考的热点题型，这类问题一般以物质制备或反应后物质的为基础对其进行假设探究，这类试题我们将其拆分为三部分，制备过程，以反应过程为主；假设过程基于反应的原理（质量守恒、氧化还原等）进行；最后性质探究（本质为物质的检验）。这类问题综合考查元素及化合物性质、化学反应原理、实验基本操作、物质的检验等相关知识，综合性强，难度较大。经典题例析【例题1】【2014广东卷】H2O2是一种绿色氧化还原试剂，在化学研究中应用广泛。（1）某小组拟在同浓度Fe3+的催化下，探究H2O2浓度对H2O2分解反应速率的影响。限选试剂与仪器：30% H2O2、0.1molL-1Fe2(SO4)3、蒸馏水、锥形瓶、双孔塞、水槽、胶管、玻璃导管、量筒、秒表、恒温水浴槽、注射器写出本实验H2O2分解反应方程式并标明电子转移的方向和数目：_设计实验方案：在不同H2O2浓度下，测定_（要求所测得的数据能直接体现反应速率大小）。设计实验装置，完成图20的装置示意图。参照下表格式，拟定实验表格，完整体现实验方案（列出所选试剂体积、需记录的待测物理量和所拟定的数据；数据用字母表示）。 物理量实验序号V0.1molL-1Fe2(SO4)3/mL1a2a（2）利用图21（a）和21（b）中的信息，按图21（c）装置（连能的A、B瓶中已充有NO2气体）进行实验。可观察到B瓶中气体颜色比A瓶中的_（填“深”或“浅”），其原因是_。【答案】（1）生成相同体积的氧气所需的时间 测定反应时间H2O2的体积(mL)0.1molL-1Fe2(SO4)3的体积（mL）加入蒸馏水的体积（mL）生成O2的体积(mL)反应时间（min）实验1bacd实验2cabd（2）深；因为过氧化氢分解是放热反应，2NO2(g)N2O4(g)也是放热反应，所以B瓶温度高于A瓶，温度升高，平衡逆向移动，二氧化氮浓度增大，颜色加深。【考点定位】本题主要是考查氧化还原反应电子转移、外界条件对反应速率影响实验设计与探究。【名师点晴】本题以探究浓度对反应速率的影响，考查学生对简单实验的分析、设计能力，对常见仪器的用途的考查，准确把化学实验基础知识和基本操作技能运用到某些类似的定量实验中去，对氧化还原反应的分析，单线桥或双线桥表示电子转移，对图像的分析判断，化学平衡移动原理的应用，它充分体现了“源于教材又不拘泥于教材”的命题指导思想，在一定程度上考查了学生的创新思维能力。【例题2】（2014山东卷）工业上常利用含硫废水生产Na2S2O35H2O，实验室可用如下装置（略去部分加持仪器）模拟生成过程。烧瓶C中发生反应如下：Na2S（aq）+H2O（l）+SO2（g）=Na2SO3（aq）+H2S（aq） （I）2H2S（aq）+SO2（g）=3S（s）+2H2O（l） （II）S（s）+Na2SO3（aq）Na2S2O3（aq） （III）（1）仪器组装完成后，关闭两端活塞，向装置B中的长颈漏斗内注入液体至形成一段液注，若 ，则整个装置气密性良好。装置D的作用是 。装置E中为 溶液。（2）为提高产品纯度，应使烧瓶C中Na2S和Na2SO3恰好完全反应，则烧瓶C中Na2S和Na2SO3物质的量之比为 。（3）装置B的作用之一是观察SO2的生成速率，其中的液体最好选择 。 a蒸馏水 b饱和Na2SO3溶液 c饱和NaHSO3溶液 d饱和NaHCO3溶液 实验中，为使SO2缓慢进入烧瓶C，采用的操作是 。已知反应（III）相对较慢，则烧瓶C中反应达到终点的现象是 。反应后期可用酒精灯适当加热烧瓶A，实验室用酒精灯加热时必须使用石棉网的仪器含有 。 a烧杯 b蒸发皿 c试管 d锥形瓶（4）反应终止后，烧瓶C中的溶液经蒸发浓缩即可析出Na2S2O35H2O，其中可能含有Na2SO3、Na2SO4等杂质。利用所给试剂设计实验，检测产品中是否存在Na2SO4，简要说明实验操作，现象和结论： 。 已知Na2S2O35H2O遇酸易分解：S2O32+2H+=S+SO2+H2O 供选择的试剂：稀盐酸、稀硫酸、稀硝酸、BaCl2溶液、AgNO3溶液【答案】（1）液注高度保持不变；防止倒吸；NaOH（合理即得分）（2）2:1（3）c；控制滴加硫酸的速度（合理即得分）；溶液变澄清（或浑浊消失）；a、d（4）取少量产品溶于足量稀盐酸，静置，取上层清液（或过滤，取滤液），滴加BaCl2溶液，若出现沉淀则说明含有Na2SO4杂质。（合理即得分）【考点地位】本题要求考生在给定装置、给定操作的情况下，通过描述现象来完成气密性检查的设计方案。【名师点晴】本题改变了往年以化学工艺流程为载体的呈现方式，而是把工业上利用含硫废水生产Na2S2O35H2O的过程搬到实验室来，以中学化学实验中各种常见仪器的科学组装、合理搭配为载体，把生产流程以实验室模拟的方式呈现给考生。不仅考查考生对气密性检查原理的深度理解，还考查考生科学、规范的语言表达能力，本题以物质的制备为主线，设计相应问题，考查考生实验探究能力和实践创新能力。高考化学试题中对考生设计简单实验能力的考查赋予较多的关注，它要求学生能够通过题给实验情境中适当迁移，准确把化学实验基础知识和基本操作技能运用到某些类似的实验中去，解决一些原理和操作较简单的问题。 解题方法与策略这类实验常用的探究点如下，我们可以根据其进行假设猜想。（1）与反应物性质有关的探究点反应物的颗粒大小、状态(气态、液态、固态)、浓度、用量、纯度等都属于反应物的性质，而这些性质的改变往往会对演示实验的效果产生或正或负的影响。因此，对于某一特定的反应而言，可以将反应物的某一或某几种性质确定为探究点，进行探究，从而得到能使实验效果最佳的反应物性质。（2）与生成物性质有关的探究点。在与生成物有关的探究点中，通过对生成物的颜色、状态与气味等的观察，发现与预知结论稍有差异或截然不同的异常现象，是探究性演示实验设计的主要切入点。因此，及时捕捉这些异常现象，通过设计实验来科学、合理地解释这些异常现象是考题中常出现的题型。（3）与实验装置有关的探究点实验装置是实验的重要组成部分，从实验反应装置的简约性、绿色性、安全性等角度出发，设计安全、绿色、简约的实验装置来提高实验的质量，是探究性实验设计的重要内容，对原有实验装置的改进或新实验装置的设计，体现创新意识，培养创新能力。在教材中的实验有一些存在实验现象不明显或装置过于复杂，且对环境不利等情况，我们可以通过对反应装置的探究来改进实验，使其达到理想的状态。（4）与实际问题有关的探究点化学问题或现象在我们身边无处不在，诸如实际生活、工农业生产、医药、环境污染等都或多或少存在一些需要通过化学实验进行解决的问题。因此，可以从中发掘这些问题或现象作为背景来设计实验，在实际问题的解决中体验科学探究。（5）与绿色实验有关的探究点与绿色实验有关的探究点，是一个综合性的问题，可以包括反应物、产物、实验装置等的探究。这些探究点的选择是出于实验绿色化呼声的需要，也是当前实验设计中较为重视的一项内容。绿色实验的设计同时也是培养学生的环保意识和创设良好的实验环境的重要手段。这类试题一般解题方法如下解决这类问题需要明确科学探究的一般步骤，即“提出问题猜想假设科学探究得出结论”四个步骤，后面三步是作答的关键明确此类问题的设问特点分步分析解题流程此类题目一般是根据题中给出假设猜测另外几种可能情况，常常是推测混合物中物质的存在情况（或反应物的剩余情况），如果是两种物质的话A、B，即假设A，假设B、假设A和B，三种情况猜想假设提出猜想要有科学依据，猜想与假设必须合理、周密，不能凭空乱猜。要依据物质的性质和变化规律，联系试题提供的资料信息，围绕问题展开理解题意4步骤科学探究设计实验方案。（1）要针对猜想与假设，分析有有关离子或物质的性质差异，将实验方案的设计细化为对某种物质或微粒检验。（2）先考虑各物质或微粒单独存在时常规的检验方法，再思考在试题所设定的特殊环境下，是否存在干扰因素，如何排除干扰？（3）制订一个能排除干扰的合适实验方案得到结论解题时要关注科学性与严谨性，关注检验某物质时的特殊反应环境。跟踪训练1【2014安徽卷】某研究小组为探究弱酸性条件下铁发生电化学腐蚀类型的影响因素，将混合均匀的新制铁粉和碳粉置于锥形瓶底部，塞上瓶塞(如图1)。从胶头滴管中滴入几滴醋酸溶液，同时测量容器中的压强变化。（1）请完成以下实验设计表(表中不要留空格)：编号实验目的碳粉/g铁粉/g醋酸/%为以下实验作参照0.52.090.0醋酸浓度的影响0.536.00.22.090.0（2）编号实验测得容器中压强随时间变化如图2。t2时，容器中压强明显小于起始压强，其原因是铁发生了 腐蚀，请在图3中用箭头标出发生该腐蚀时电子流动方向；此时，碳粉表面发生了 (“氧化”或“还原”)反应，其电极反应式是 。 （3）该小组对图2中0t1时压强变大的原因提出了如下假设，请你完成假设二：假设一：发生析氢腐蚀产生了气体；假设二： ；（4）为验证假设一，某同学设计了检验收集的气体中是否含有H2的方案。请你再设计一个实验方案验证假设一，写出实验步骤和结论。实验步骤和结论(不要求写具体操作过程)：【答案】（1） 2.0碳粉质量的影响（2）吸氧腐蚀 还原反应 2H2O+O2+4e=4OH （或4H+O2+4e-=2H2O）（3）反应放热，温度升高（4）实验步骤和结论（不要求写具体操作过程）药品用量和操作同编号实验（多孔橡皮塞增加进、出导管）通入氩气排净瓶内空气；滴入醋酸溶液，同时测量瓶内压强变化（也可测温度变化，检验Fe2+等）。如果瓶内压强增大，假设一成立。否则假设一不成立。或者将锥形瓶中反应后的溶液过滤滤液中滴加几滴KSCN溶液，再滴入几滴新制氯水若加KSCN溶液不变红，滴入氯水后溶液变红，则证明假设一正确；若加KSCN溶液不变红，滴入氯水后溶液也不变红，则证明假设一错误（本题属于开放性试题，合理答案均给分）【考点定位】本题主要是考查实验设计与探究，侧重是探究影响铁的电化学腐蚀。【名师点晴】该题综合性强，考查了学生对化学实验基本操作的掌握，对常见仪器或试剂的主要用途和使用方法的掌握情况。考查了应用所学知识进行必要的分析、类推或计算一些具体的化学问题的能力。高考化学试题中对考生设计简单实验能力的考查赋予较多的关注，它要求学生能够通过题给实验情境中适当迁移，准确把化学实验基础知识和基本操作技能运用到某些类似的实验中去，解决一些原理和操作较简单的问题。2硫酸工业产生的废气A（主要成分：SO2、O2、N2、CO2等）排放到空气中会污染环境。某化学兴趣小组对废气A的组成进行探究，请回答下列问题。（1）同学甲设计实验检验废气A中含有CO2，应选择的试剂有 。ANaOH溶液 B酸性KMnO4溶液 C澄清石灰水 D盐酸（2）同学乙欲测定废气A中SO2的含量，取a L废气A并设计了如下装置进行实验。为了保证实验成功，装置A应具有的现象是 ，搅拌的目的是 。同学丙认为A装置前后的质量差就是a L废气中含有的SO2的质量，然后进行含量计算。经小组讨论后，同学丁提出疑问，按照同学丙的实验，若废气中SO2完全被吸收，则最后测定的结果应该偏大，同学丁推断的理由是 。溴酸钾具有毒性，是一种常用的分析试剂和氧化剂，实验室中制备过程如下：已知反应是复分解反应，根据上述转化关系回答下列问题：（1）反应的化学方程式为。（2）反应的化学方程式为。（3）现向含6mol KI的硫酸溶液中逐滴加入KBrO3溶液，整个过程中含碘物质的物质的量与所加KBrO3的物质的量的关系如图所示请回答下列问题：已知b点时，KI反应完全，转移的电子数为。bc过程中，仅有一种元素的化合价发生了变化则反应时氧化剂与还原剂的物质的量之比为。d点时，n（KBrO3）为【答案】.（1）B C （2分） （2）KMnO4溶液的紫红色不能完全褪色；提高SO2的吸收率。 实验过程中发生2 H2SO3 +O22H2SO4 .6MgO+Br2+5Cl2=Mg(BrO3)2+5MgCl2Mg(BrO3)2+2KCl=MgCl2+2KBrO36NA（或3.6121024）1：57.2mol【考点定位】本题主要是考查物质的成分检验、含量的测定、物质的制备及氧化还原反应的有关计算的知识。【名师点睛】SO2、CO2是常见的两种酸性氧化物，经常碰见关于它们的检验、除杂等知识。二者都可以使澄清石灰水变浑浊，因此不能用澄清石灰水区分二者，可以利用SO2具有漂白性，可以使品红溶液褪色确定SO2的存在，若要除去CO2中混有的杂质SO2，可以利用酸性H2SO3H2SO3的性质，将混合气体通过足量饱和的NaHCO3溶液，发生反应：SO2+ NaHCO3=CO2+ NaHSO3；若要检验SO2和CO2混合气体中CO2的存在，可以利用SO2有强的还原性，可以被氧化剂酸性KMnO4溶液或溴水、FeCl3溶液氧化为H2SO4的性质，先将其氧化除去，用品红溶液检验已经除干净，然后载通入澄清石灰水中观察石灰水是否变浑浊进行检验。在确定氧化还原反应方程式的配平及书写时，要结合图像显示的物质的物质的量的关系，及反应前后物质的转化关系，结合电子守恒、电荷守恒及原子守恒配平。3某课外学习小组对日常生活中不可缺少的调味品M进行探究。已知C可在D中燃烧发出苍白色火焰。M与其他物质的转化关系如下图所示（部分产物已略去）：（1）写出用惰性电极电解M溶液的离子方程式_。写出F的电子式_。（2）若A是一种常见的酸性氧化物，且可用于制造玻璃，E溶液与F溶液反应可以制备一种胶体，则E溶液的俗称是_。（3）若A是CO2气体，A与B溶液能够反应，反应后所得的溶液再与盐酸反应，如图所示，“则A与B溶液”反应后溶液中的溶质化学式为_。 （4）若A是一种常见金属单质，且A与B溶液能够反应，则将过量的F溶液逐滴加入E溶液，边加边振荡，所看到的实验现象是_。（5）若A是一种不稳定的盐，A溶液与B溶液混合将产生白色絮状沉淀且瞬间变为灰绿色，最后变成红褐色的E，向G溶液中加入苯酚溶液后显紫色，则由A转化成E的离子方程式是_（6）若A是一种化肥。实验室可用A和B反应制取气体E，E与F、E与D相遇均冒白烟，且利用E与D的反应检验输送D的管道是否泄露，写出E与D反应的化学方程式是_。（7）若A是一种溶液，只可能含有H+、NH4+、Mg2+、Fe3+、Al3+、CO32、SO42中的某些离子，当向该溶液中加入B溶液时发现生成沉淀的物质的量随B溶液的体积发生变化如图所示，由此可知，该溶液中肯定含有的离子及其浓度之比为_。【答案】（1）2Cl+2H2O2OH+H2+Cl2； ； （2）水玻璃 ；（3） Na2CO3和NaHCO3 ； （4） 溶液中逐渐有白色絮状沉淀生成且不断增加；然后沉淀逐渐溶解最后消失；（5） 4Fe2+8OH+O2+2H2O=4Fe(OH)3；（Fe2+2OH=2Fe(OH)2；4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3）；（6） 3Cl2+8NH3=N2+6NH4Cl；（7） c(H+)：c(Al3+)：c(NH4+)：c(SO42)=1：1：2：3。 程式是：NaAlO2+4HCl=NaCl+AlCl3+2H2O。故所看到的实验现象是溶液中逐渐有白色絮状沉淀生成且【考点定位】本题主要是考查电解原理的应用、物质的化学性质、相互转化、溶液中离子确定和微粒浓度关系的知识。【名师点睛】本题以电解饱和食盐水为线索，把问题铺展开，考查了元素化合物的知识，包括Cl2的性质、NH3的实验室制取方法、性质、检验；酸性氧化物与碱的反应、铝元素的单质、氧化物、氢氧化物和盐的性质、反应现象的描述、Fe的化合物的性质及转化、碳酸盐、硅酸盐等的物质转化及溶液中的离子共存、离子存在的检验、离子浓度的计算等知识。是一个综合性很强的试题，多角度考查了学生的知识掌握情况和学生灵活应用知识分析解决问题的能力，是一个很好的题目。4某化学兴趣小组的同学为探究Fe(NO3)2等硝酸盐热分解产物和产物的性质，他们开展了如下探究性学习。I查阅资料，获取了相关知识信息：金属的活泼性不同，其硝酸盐分解产物不同，依据金属活动顺序表：（1）KNa等活泼金属的硝酸盐分解生成亚硝酸盐和氧气，如：2NaNO32NaNO2+O2；（2）MgCu等较活泼金属的硝酸盐分解生成氧化物、NO2和O2，如：2Cu（NO3）22CuO+4NO2+O2；（3）Hg以后不活泼金属的硝酸盐分解生成金属、NO2和O2，如：2AgNO32Ag+2NO2+O2实验探究，在实验的基础上得到相关结论：【实验一】探究Fe（NO3）2热分解固体产物中Fe元素的价态该小组甲同学将Fe（NO3）2热分解固体产物溶于足量的稀H2SO4得到相应两份溶液，进行以下探究实验（1）提出猜想：猜想一：Fe元素只显+2价；猜想二：Fe元素只显+3价；猜想三：Fe元素既有+2价又有+3价。（2）实验操作：向一份溶液中滴入KSCN溶液；向另一份溶液中滴入_溶液。（3）实验现象：实验_；实验溶液不褪色。（4）实验结论：猜想二成立，Fe（NO3）2分解的化学方程式是_。【实验二】探究Fe（NO3）2热分解气体产物的性质小组乙、丙同学进行了如图所示的实验（收集时操作恰当，几乎没有空气）： 实验步骤：连接仪器；检查装置气密性；取一定质量Fe（NO3）2装于大试管中，并重新连接好仪器；加热；（1）乙同学使用装置收集气体，恰好收集到27mL红棕色气体。（2）丙同学取等质量的Fe(NO3)2同样条件下热分解，并使用装置收集气体产物，可收集到_ mL气体。【实验三】探究固体混合物的组成和特征（1）小组丁同学取KNO3、Cu（NO3）2、Fe（NO3）2的混合粉末充分加热后用排水法未收集到任何气体，则KNO3、Cu（NO3）2、Fe（NO3）2的物质的量之比可能是_（填字母序号）。A1：2：3B l：2：2C2：1：3D3：8：5（2）若取按上述比例混合的固体硝酸盐1mol溶于200mL3molL-1的硫酸中，再向溶液中加入铜片，可溶解的铜的最大质量为_14.4g。【答案】【实验一】（2）酸性高锰酸钾（3）溶液呈血红色（4）4Fe(NO3)22Fe2O3+8NO2+O2【实验二】（2）4【实验三】（1）B（2）28.8考点：考查了铁及其重要化合物的性质实验方案设计，侧重于离子检验、设计实验方案及操作、混合物的计算。5化学课外活动小组利用以下装置完成系列实验。请回答以下问题：(1)装置甲中仪器a的名称为 ；用装置甲制取NH3，在b中加入CaO固体，a中加入浓氨水，写出反应的化学方程式： 。(2)将C12持续通入装有淀粉一KI无色溶液的装置乙中，溶液变蓝而后逐渐退色。查阅资料得知：溶液蓝色逐渐退色，是因为有+5价的碘元素生成。请写出该反应的离子方程式： 。(3)用装置丙模拟“氨的催化氧化”实验。锥形瓶内装有浓氨水，通入空气，并将红热的铂丝插入锥形瓶内，铂丝保持红热。铂丝保持红热的原因是 ；锥形瓶内还可观察到现象是 。(4)活动小组从“绿色化学”角度出发。在装置丁中进行SO2的性质实验。其中棉花上蘸有不同试剂。请填写表中空白：棉花位置棉花上蘸有的试剂品红溶液酸性高锰酸钾溶液 现象 溶液紫色退去无结论SO2具有漂白性SO2具有 SO2有毒，不能排空【答案】（1）分液漏斗（1分）；CaO+NH3H2OCa(OH)2+NH3（2分）（2）5Cl2+I2+6H2O10Cl +2IO3-+12H+（2分）（3）氨的催化氧化是放热反应（2分）；有红棕色气体产生，并产生白烟（2分）（4）褪色（2分） 还原性（2分） 碱液（合理即可）（2分）（4）二氧化硫具有漂白性，可使品红褪色，具有还原性，可与酸性高锰酸钾发生氧化还原反应，为酸性气体，可与碱反应。【考点定位】本题考查较为综合，涉及物质的制备以及性质实验探究问题【名师点晴】该题侧重于学生的分析能力和实验能力的考查，为高考高频考点，注意把握物质的性质以及实验的目的和原理。化学综合实验设计需要从以下几个方面分析：题目有无特殊要求；题给的药品、装置的数量；注意实验过程中的安全性操作；会画简单的实验装置图；注意仪器的规格；要防倒吸、防爆炸、防燃烧、防暴沸、防氧化、防吸水、冷凝、冷却、水浴加热时采取相应措施；同一仪器在不同位置的相应作用等；要严格按照“操作(实验步骤)现象结论”的格式叙述。6.究硫元素及其化合物的性质具有重要意义。（1）硫离子的结构示意图为_ ,加热时，硫元素的最高价氧化物对应水化物的浓溶液与木炭反应的化学方程式为_（2）(NH4)2SO4是常用的化肥和化工原料，受热易分解，某兴趣小组拟探究其分解产物。【查阅资料】(NH4)2SO4在260