2015年高分突破化学课件第五部分专题一第四节.ppt

第四节 探究实验 命题趋势 实验探究题，是广东中考的重点题型，近些年试卷的 第23题考查的均是实验探究题，分值为912分，近几年 考查最多的题型为物质组成成分的探究、有关催化剂的探 究及碳和碳的氧化物的探究，其中物质组成成分的探究考 查得最多。 同学们要解答好实验探究题最关键的还是要扎实掌握 好实验操作的基本知识、熟悉相关物质的性质、相关的化 学方程式等。同时读懂题，明确实验目的，充分利用题中 所给信息，分析题意做出相关的猜想，提出问题，设计实 验的程序，再分析现象得出相关的结论和启示。解答实验 探究题还应具备整体、全局意识，即审题时要先统观全局 ，逐字逐句把整个题审一遍再细致地读懂每步要求，这样 才能在答题时做到不丢分。 考点1.物质组成成分的探究 十年母题集训 1.（2013广东，23，11分）仓库中有一 包氮肥的包装标签模糊不清，有同学进行 了以下探究： （1）操作用玻棒搅拌的目的是 。 （2）请完成下表（已知AgCl和BaSO4是难 溶于水和酸的白色固体）： 假设和现象判断和化学方程式 a 若现象I为无氨 味。 则样品中不含 （填名称）。 b 由操作现象 判断。 该样品一定含有 离子。 c 若现象为白 色沉淀，现象 为无沉淀。 则样品中含有 （写名称），该反应的化学方程 式为 。 d 若现象为“无 沉淀”，现象 为白色沉淀。 则样品中含有 （写化学式），该反应的化学方 程式为 。 （3）若现象、都无现象，则该氮肥 可能是 （写化学式）；若操作 现象为无气味、现象、无现象，则 该氮肥可能是 （只写一种）。 解析：（1）根据玻璃棒的作用分析，操作 用玻棒搅拌的目的是使样品充分溶解； （2）a. 根据常温下碳酸氢铵易分解的性质 分析，由于常温下碳酸氢铵易分解放出氨 气，有刺激性气味。所以，若现象I为无氨 味，则样品中不含碳酸氢铵。b.根据铵根离 子的检验方法分析；由于铵盐遇碱能放出 氨气，所以，由样品加入熟石灰，有氨气 生成，说明了该样品一定含有铵根离子， 该氮肥属于铵盐。c.根据硫酸根离子的检验 方法分析，由铵盐能与硝酸钡溶液反应 不溶于稀硝酸的白色沉淀，说明了该铵盐 是氯化铵。 （3）根据硝酸盐的性质、常见的氮肥的种 类分析，若现象、都无现象，则该氮 肥可能是 NH4NO3，若操作现象为无气味 、现象、无现象，则该氮肥不是铵盐 ，可能是尿素。 答案：（1）使样品充分溶解 （2）a碳 酸氢铵 b铵根 c硫酸铵，（NH4） 2SO4+Ba（NO3）2=BaSO4+2NH4NO3 d NH4Cl，NH4Cl+AgNO3=AgCl+NH4NO3 （3 ）NH4NO3，尿素 2.（2012广东，23，10分）某同学取一 块表面完全锈蚀的生铁片进行了以下探究 ： （1）实验：步骤 操作现象结论 取适量固体与试管中加热，用一 干冷的玻片置于试管口上方。 固体中含有 水 取适量固体于试管中，加入足量 的稀盐酸，观察溶液颜色。 溶液呈 色 固体中含有 Fe2O3 收集步骤试管中产生的气体， 。 有爆鸣 声 固体中含有 铁 将上面反应的混合液过滤。有黑色 固体 黑色固体的 主要成分是 （2）表达：步骤的 化学方程式为 。 （3）拓展：取2枚生锈的铁钉，一枚部分 没入蒸馏水，另一枚部分浸入盐水，生锈 较快的是 。 解析：本题探究的是包锈蚀生铁的组成成分，另 拓展考查了影响铁腐蚀的因素。（1）通过分析 步骤的操作和结论，我们可以推理现象为干冷 的玻璃片上出现水珠；步骤的操作中向固体药 品中加入了稀盐酸，结论是固体中含有Fe2O3， 由此可以推理步骤中稀盐酸与氧化铁发生了化 学反应，反应后溶液呈黄色；步骤的操作完成 后，现象为有爆鸣声，由此推理是可燃性气体在 燃烧，结合步骤分析步骤收集的到的气体应 该是铁与稀盐酸反应生成的氢气。步骤中所加 的稀盐酸为足量，表明生铁中的铁会完全反应， 最后剩余的黑色固体应该为碳单质。 （2）Fe2O3与盐酸反应生成氯化铁和水， 配平即可。 （3）盐水会加快铁的腐蚀，所以浸入盐水 中的铁钉会生锈较快。 答案：（1）步骤：干冷的玻璃片上出现 水珠 步骤：黄 步骤：点燃 铁 步骤：碳 （2）Fe2O3 + 6HCl = 2FeCl3 + 3H2 Fe + 2HCl = FeCl2 + H2 (3)浸入盐水中的铁钉 3.（2010广东，23，12分）2010年4月 28日某媒体题为“排污工程施工，毒气放 倒三人”的报道，引起某兴趣小组同学的 思考。 提出问题：排污管道中的毒气有什么成分 ？ 查阅资料 I排污管道中的大部分有机物在一定条 件下发酵会产生CO、CO2、H2S、CH4等 H2S气体能与CuSO4溶液反应生成黑 色沉淀。 提出猜想：小组同学对排污管道气含有上述 气体中最少3种成分的猜想如下： 猜想1：有CO、CO2、H2S；猜想2：有CO、 CO2、CH4； 猜想3：有CO、H2S、CH4；猜想4：有CO2、 H2S、 ； 猜想5：有CO、CO2、H2S、CH4。 实验方案：小组同学共同设计了下图所示的 装置并进行探究（夹持仪器已省略）。 问题讨论： （1）如果A装置没有明显变化，则猜想 成立；如果B装置没有明显变化，则 猜想 成立。 （2）在验证猜想l的实验中，装置C中 NaOH溶液的作用是 ；若要进一步 验证气体燃烧后的产物，操作是：迅速把 烧杯倒过来，向烧杯内注入 ，振 荡。 （3）要确证猜想5中是否有CH4，某同学 认为图示装置有不足之处，需要在装置C 与D之间加一个 装置。改进后，若 气体燃烧，且D装置内壁出现 ，证 明气体中一定含有CH4。为了进一步确定 气体中是否含有CO，可分别测定燃烧产 物中H2O、CO2的质量其方法是：将燃 烧产物依次通过盛有 、 的装置，分别称量吸收燃烧产物前、吸 收燃烧产物后装置的质量，通过计算、分 析得出结论。 解析：根据排污管道中的大部分有机物在 一定条件下发酵会产生CO、CO2、H2S、 CH4等这一信息，结合四种已做出的猜测， 可知猜想4、还有CH4。 （1）A中是硫酸铜溶液，它与硫化氢反应 生成黑色沉淀，若无现象证明不含硫化氢 ，则猜想2成立。B中是澄清的石灰水，二 氧化碳能使它变浑浊，若B装置无明显，说 明不含二氧化碳。 （2）在验证猜想l的实验中，要验证一氧化 碳，利用一氧化碳燃烧生成二氧化碳，所 以原来的二氧化碳要把它除去，氢氧化钠 能吸收大量的二氧化碳。 （3）验证甲烷利用甲烷燃烧能够产生水和 二氧化碳，故甲烷燃烧前的水和二氧化碳 都需除去，所以在C和D之间加一个干燥装 置，若干而冷的烧杯内有水雾证明含有甲 烷要验证是否含一氧化碳，先吸收生成 的水，然后用氢氧化钠吸收生成的二氧化 碳，并称出这两个装置实验前后质量的变 化。 答案：CH4 （1）2 3 （2）C中氢氧化钠的作用是除二氧化碳 澄 清的石灰水 （3）干燥 水雾 浓硫酸或氯化钙或无水硫 酸铜 NaOH溶液 母题变式训练： 4.某研究性学习小组查阅资料得知：焦炭 （主要成分是碳单质，杂质不与水反应） 与水蒸气在 高温条件下反应，能产生一 种俗称为水煤气的气体燃料（水煤气中不 含甲烷等有机物）。为探究水煤气的成份 ，该小组开展了如下活动： （1）设计焦炭与水蒸气反应的装置，见 图1（图中夹持仪器和加热仪器已省略） 。 （2）作出假设：依据所学知识分析，水 煤气中一定含有水蒸气，可能含有H2、 CO、CO2。 （3）实验探究：同学们为探究水煤气的 成份，设计了如下实验装置（图2）并进 行实验。 请分析图2所示装置的实验原理，填写下 表中的空格： （4）结果分析：实验证明水煤气中有H2、 CO、CO2。 能证明CO2存在的现象是 。 能证明CO存在的现象是 。 能证明H2存在的现象是 。 （5）交流反思：同学们在反思实验结果时 发现图2所示实验存在缺陷，请你分析造成 此实验缺陷的原因： ，对此你提出的改进措施是 。 解析：（3）二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊可以判 断A中盛放的试剂是澄清石灰水；为了吸收水煤气中 的水蒸气，所以B中盛放的是浓硫酸；氢气燃烧生成 水以及一氧化碳燃烧生成二氧化碳，二氧化碳能使 澄清石灰水变浑浊进行解答；（4）二氧化碳能使澄 清石灰水变浑浊可以证明二氧化碳的存在；一氧化 碳燃烧生成二氧化碳，二氧化碳能使澄清石灰水变 浑浊能证明CO存在；因为氢气燃烧生成水，看到C 中烧杯内壁上有水珠出现，能证明H2存在；（5）A 中的澄清石灰水不一定把水煤气中二氧化碳全部吸 收掉，所以对后面的一氧化碳检验有影响；改进措 施是在AB之间安装一个洗气装置，盛放的试剂是氢 氧化钠溶液，目的是将水煤气中多余的二氧化碳除 掉； 答案：（3） 仪器编号所盛试剂的名称试剂或装置的作用 A澄清石灰水证明二氧化碳的存在 B浓硫酸吸收水煤气中的水蒸 气 C因为氢气燃烧生成水 ，看到烧杯内壁上有 水珠出现，能证明H2 存在 D一氧化碳燃烧生成二 氧化碳，二氧化碳能 使澄清石灰水变浑浊 能证明CO存在 （4）A中澄清石灰水变浑浊；D中澄清 石灰水变浑浊；C中烧杯内壁上有水珠出 现； （5）A中的澄清石灰水不一定把水煤气中 二氧化碳全部吸收掉，所以对后面的一氧 化碳检验有影响；在AB之间安装一个洗气 装置，盛放的试剂是氢氧化钠溶液 5.某兴趣小组的同学在老师的指导下，对一 瓶没有塞橡皮塞的氢氧化钙溶液进行探究， 请你一起参与。 【提出问题】该氢氧化钙溶液是否全部变质 ？ 【猜想与假设】猜想：氢氧化钙溶液可能 全部变质，变成碳酸钙。 猜想：氢氧化钙溶液可能部分变质，其成 分是 。 【实验探究】 实验步骤实验现 象 实验结论 （1 ）取样于试管中 ，滴加稀盐酸 有 气 泡 原溶液里一定 有碳酸钙 （2）另取样于试管 中，滴加酚酞试液 。 溶液成 红色 原溶液一定有 【实验结论】综合上述实验（1）、（2） ，你得出的结论是猜想 成立。 【反思拓展】（1）氢氧化钙露置于空气 中容易变质，原因是 （用化 学方程式表示）。 （2）在分析化学反 应的物质成分时，除 了考虑生成物外，还需考虑的是 。 解析：【猜想与假设】猜想：氢氧化钙 变质后，生成碳酸钙，部分变质就含有碳 酸钙和氢氧化钙； 【实验探究】（1）碳酸钙能与盐酸反应生 成二氧化碳气体，所以产生的现象为：有 大量气泡产生； （2）使酚酞试液变红的是碱性物质，所以 根据混合物的组成，可以判断含有氢氧化 钙； 【实验结论】综合上述实验（1）、（2） 可知混合物里面含有氢氧化钙和碳酸钙， 所以猜想成立。 【反思拓展】（1）氢氧化钙露置于空气中 容易变质是因为氢氧化钙和空气中的二氧 化碳反应生成碳酸钙和水，反应的化学方 程式为：CO2+Ca（OH）2=CaCO3+H2O； （2）在分析化学反应的物质成分时，除了 考虑生成物外，还需考虑的是反应物是否 有剩余或反应物是否反应完全等。 答案：【猜想与假设】碳酸钙和氢氧化钙 【实验探究】（1）有大量气泡产生 （2 ）氢氧化钙 【实验结论】 【反思拓展】 CO2+Ca（OH）2=CaCO3+H2O 反应物是否有剩余 6.在做盐跟盐反应的分组实验时，第一组学生 进行BaCl2与Na2CO3溶液的反应，第二组学生 进行BaCl2与Na2SO4溶液的反应。实验结束后 ，两组同学将全部的浊液集中倒进一个废液缸 中。浊液中白色沉淀物质是 和 。 化学兴趣小组对浊液进行过滤，探究滤液的成 分。 【提出问题】滤液里除了NaCl外，还有什么物 质？ 【提出猜想】猜想： ； 猜想： Na2SO4； 猜想：Na2CO3； 猜想：Na2CO3、 Na2SO4 【实验探究】 若现象a只有白色沉淀，则猜想 成立； 若现象a只有气泡产生，则猜想 可能成 立；若现象b产生白色沉淀，然后加稀硝 酸沉淀部分溶解，并产生气泡，则猜想 成立，若沉淀全部不溶解，则猜想 成立。 解析：BaCl2与Na2CO3反应会生成碳酸钡和 氯化钠，BaCl2与Na2SO4反应会生成硫酸钡 和氯化钠，由于碳酸钡与硫酸钡均是白色 沉淀，所以该白色沉淀是碳酸钡与硫酸钡 的混合物。 【提出猜想】该猜想是基于两组同学实验 时物质有剩余提出的，分析其它猜想可知 应为氯化钡。 【实验探究】加稀硫酸只有白色沉淀生成 说明溶液中一定含有钡离子，从而可判断 存在氯化钡，即正确。若现象a只有气泡 产生，说明生成了气体，分析知一定含有 碳酸钠，故可能成立。加氯化钡出现 白色沉淀，然后加稀硝酸沉淀部分溶解， 并产生气泡，说明该沉底既有碳酸钡存在 又有硫酸钡，从而确定猜想成立；若沉 淀全部不溶解，说明该沉淀只有硫酸钡， 故猜想成立。 答案：BaSO4； BaCO3； 【提出猜想】BaCl2； 【实验探究】； 考点分析：有关物质组成成分的探究是广东中 考实验探究题的考查重点，本考点曾在2007、 20082010、20122013年考查，有关物质组 成成分的探究主要考查点有以下五种：固体 混合物成份探究，气体混合物成份探究， 纯净物组成元素的探究，溶液中溶质成分的 探究，固液成分探究。同学们要在平时多练 习，掌握好解决探究性试题的一般规律和方法 。 在做题时要有意培养自己通过对试题信息的阅 读，提高收集信息、整合信息、运用信息的能 力，提高解答实验探究题的审题能力和解决问 题的能力。 考点2.有关催化剂的探究 十年母题集训 1.（2011广东，23，11分）学习了MnO2对 过氧化氢分解有催化作用的知识后，某同学 想：CuO能否起到类似MnO2的催化剂作用 呢？于是进行了以下探究。 【猜想】、CuO不是催化剂、也不参与反 应，反应前后质量和化学性质不变； 、CuO参与反应产生O2，反应前后质量好 化学性质发生了改变； 、CuO是反应的催化剂，反应前后 。 【实验】用天平称量0.2gCuO，取5mL5% 的过氧化氢溶液于试管中，进行如下实验： （1）填写下表： 步骤 现象 步骤 结 果 步骤 现象 结论 带火星 的木条 复燃 溶液中 有气泡 放出， 猜想、 不成立 ； 猜想成 立。 （2）步骤的目的是 。 （3）步骤需用到的实验仪器有：铁架台 （带铁圈）、漏斗、烧杯、 。 （4）过氧化氢能被CuO催化分解放出O2的 化学方程式为 。 【拓展】要探究步骤做过催化剂的CuO其 它化学性质，还应补做的实验是 。（写一种）。 解析：、催化剂的特点是“一变，两不变” ，即反应速率变，质量和化学性质不变。 （1）氧化铜对过氧化氢的分解有催化作用 ，能加快其分解速率生成氧气的速率，故 现象是有气泡，带火星的木条复燃；催化 剂的特点是“一变，两不变”，反应前后其质 量不变，所以氧化铜的质量仍为0.2g；催 化剂的特点是“一变，两不变”，其中反应速 率改变，这里是加快，所以现象是溶液中 有气泡放出，带火星的木条复燃。 （2）为了看氧化铜是否能改变反应的速率 ，要通过加入氧化铜与不加氧化铜的现象 进行对比，才能得出科学合理的结论。 （3）过滤用到的仪器有：铁架台（带铁圈 ）、漏斗、烧杯、玻璃棒，缺少最后一种 ，注意仪器与材料或用品不同。 （4）【拓展】氧化铜是金属氧化物，能与 酸反应生成盐和水，具有氧化性，还能与 还原剂反应被还原，可据此设计实验。 答案：、质量和化学性质不变 （1）有气泡；氧化铜的质量仍为0.2g；带 火星的木条复燃 （2）与步骤对比，检验加入氧化铜后双 氧水的分解速率是否发生了变化 （3）玻璃棒 （4）2H2O2 2H2O+O2； 【拓展】用氢气（或一氧化碳或炭）还原 固体，观察固体是否变成红色；或用加热 的稀硫酸溶解固体，观察是否能生成蓝色 溶液。 母题变式训练： 2.研究性学习小组选择“H2O2生成O2的快慢 与什么因素有关”的课题进行探究，以下是 他们探究的主要过程： 【假设】H2O2生成O2的快慢与催化剂种类 有关 【实验方案】常温下，在两瓶相同体积的 H2O2溶液中分别加入相同质量MnO2和红砖 粉，测量各生成一瓶（相同体积）O2所需要 的时间 【进行实验】如图是他们进行实验的装置图 ，气体发生装置中A仪器名称是 ，此 实验中B处宜采用的气体收集方法是： 。 【实验记录】 实验编号12 反应物6%H2O26%H2O2 催化剂1g红砖粉1gMnO2 时间152秒35秒 【结论】该探究过程得出的结论是 。 【反思】H2O2在常温下分解缓慢，加入MnO2 或红砖粉后反应明显加快，若要证明MnO2和 红砖粉是该反应的催化剂，还需要增加实验来 验证它们在化学反应前后的 和 是 否改变H2O2生成O2的快慢还与哪些因素有 关？请你帮助他们继续探究（只要求提出假 设和实验方案） 【假设】 【实验方案】 。 解析：【进行实验】据图可知仪器的名称 是锥形瓶；因为排水法容易准确地判断收 集满氧气的时间。 【结论】根据控制变量法，分析表中的有 关数据，可知分别用1g红砖粉和1gMnO2做 催化剂，来催化反应时所用的时间分别是 152s和35s；由此可知，用1gMnO2做催化 剂要比用1g红砖粉做催化剂时，化学反应 速率要快。因此，由实验现象可以得出的 实验结论是：H2O2生成氧气的快慢与催化 剂种类有关。 【反思】根据催化剂的概念可知，催化剂 能改变化学反应的速率，而本身的质量和 化学性质在反应前后不改变。 【假设】可以假设：H2O2生成氧气的快 慢与过氧化氢的浓度有关。 【实验方案】常温下，两瓶相同体积的不 同浓度的过氧化氢溶液中分别加入相同质 量的MnO2，测量各生成一瓶O2所需的时 间。 答案：【进行实验】锥形瓶 排水法 【结论】H2O2生成氧气的快慢与催化剂 种类有关 【反思】质量 化学性质 【假设】H2O2生成氧气的快慢与过氧化 氢的浓度有关 【实验方案】常温下，两瓶相同体积的不 同浓度的过氧化氢溶液中分别加入相同质 量的MnO2，测量各生成一瓶O2所需的时 间 考点分析：有关催化剂的探究实验要掌握 好催化剂的概念要点“两不变”，即反 应前后的化学性质和质量均不变，两者缺 一不可。 考点3.碳和碳的氧化物 十年母题集训 1.（2014广东，23，9分）某兴趣小组在做 完碳还原氧化铜试验后，进行了如图的探究 。 【猜想】把氧化铜还原成铜的物质是：石 墨； 。 【实验】用天平称量1.5g氧化铜粉末，直接 用铝箔纸包裹。按上述操作步骤实验，黑色 粉末 ，那么猜想不成立。 【结论】石墨棒能使氧化铜还原成铜，该 反应的化学方程式为 。 【改进】把石墨棒换成铝粉重复上述操作 ，又获成功那么称取等量的铝粉并进行 同样的操作，其目的是 。改 进后的实验证明，金属铝与铜活动顺序是 ，该反应的化学方程式为 。 【拓展】如果使用复印机的“碳粉”代替石 墨棒还原氧化铜，效果更好联想在空气 中灼烧的铁丝不能燃烧，而铁粉能燃烧能 燃烧，其原因是 。 解析：【猜想】给出的物质中有氧化铜、 石墨棒和铝箔，因此能还原氧化铜的物质 就从石墨和铝箔进行猜想； 【实验】氧化铜是黑色的粉末，被还原以 后生成的铜粉是红色的，如果猜想II不成 立，则看不到黑色粉末变红的现象； 【结论】石墨的组成元素是碳，碳和氧化 铜在高温的条件下能反应生成铜和二氧化 碳，据此写出反应的化学方程式： 2CuO+C 2Cu+CO2； 【改进实验】设计实验要注意控制变量， 称量等质量的铝粉，是采用了控制变量法 ，改进实验以后，铝能把氧化铜的铜置换 出来，说明铝的活动性强于铜，铝和氧化 铜在高温的条件下能反应生成氧化铝和铜 ，据此写出反应的化学方程式并配平： 2Al+3CuO Al2O3+3Cu； 【拓展】铁丝在空气中不能燃烧而铁粉能 燃烧，说明反应物的接触面积（或物质形 状）影响反应速率（或反应物间的接触面 积大，反应速率） 答案：【猜想】铝箔； 【实验】不变红； 【结论】2CuO+C 2Cu+CO2； 【改进】对比试验（或控制变量法）；Al 大