中考化学 专题一 实验探究设计与评价复习课件

实验探究、设计与评价,专题一 实验探究、设计与评价,目录,contents,专题概述,题型突破,专题强化训练,专题概述,目录,contents,实验探究题是广东中考的重点题型，近几年试卷的第23(或22)题考查的均是实验探究题，分值为912分。近几年主要考查物质组成成分的探究、有关催化剂的探究、碳和碳的氧化物的探究等，其中物质组成成分的探究考查得最多。,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，逐字逐句地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。,【例1】(2015广东)如图为某家长带着小孩在下水道井盖小孔上点燃鞭炮发生爆炸的画面。现要探究某下水道的可燃性气体成分：,【猜想】.含可燃性气体CO; .含可燃性气体CH4; .含可燃性气体CO和CH4。,【收集气体】用大的可乐塑料瓶装满水，打开瓶盖用绳子吊入下水道中，用铁钩将矿泉水瓶倒转，使 _，将瓶提到井口迅速盖好瓶盖备用。 【进行实验】,瓶内水倒完,氢氧化钠溶液,H2O(水蒸气),变蓝,O2,【作出判断】根据上述实验现象，甲同学认为猜想正确;而乙同学认为甲的判断不严谨，因为猜想_也有相同的现象。如需进一步确认还应检验_的存在，其方法是 _ 。 【拓展】若工人需要进入下水道清理淤泥，打开下水道井盖后应首先进行的操作是_ 。,瓶内水倒完,CO,将气体通过灼热的氧化铜粉末，看粉末是否变红,方法规律： 有关物质组成成分的探究主要考查点有以下几种： 固体混合物成分探究， 气体混合物成分探究， 纯净物组成元素的探究， 溶液中溶质成分的探究。,(1)固体混合物成分的探究：一般采用加水溶解，加酸、碱、盐等观察是否产生气体或沉淀。这类题目常考的几个易错点有： 溶液中滴加酚酞溶液变红，不一定就是碱，也可能是Na2CO3等碱性物质; 沉淀加入稀盐酸，全部溶解且产生气体，若确定沉淀不是金属单质，可确定沉淀中含有碳酸盐，但可能还混有其他物质，如Mg(OH)2。,(2)气体混合物成分的探究：涉及的知识点有CO、CO2、CH4、NH3、HCl、O2、H2等气体的制法及检验，以及它们的化学性质和一些反应产物的检验。混合气体检验时要考虑先后顺序，以排除干扰。 (3)对反应后溶液中溶质成分的探究：从物质是否恰好完全反应和反应物是否过量来进行设计和猜想。验证猜想时，一般不需要验证生成物(一定存在的)，只需要验证过量反应物是否存在。,【例2】(2011广东)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，反应前后质量和化学性质发生了改变; .CuO是反应的催化剂，反应前后 _。,质量和化学性质不变,【实验】用天平称量0.2 g CuO，取5 mL 5%的过氧化氢溶液于试管中，进行如下实验：,(1)填写下表：,有气泡生成,氧化铜的质量仍为0.2 g,带火星的木条复燃,(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： _,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,玻璃棒,【拓展】要探究步骤作过催化剂的CuO的其他化学性质，还应补做的实验是 _,用氢气(或一氧化碳或炭粉)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,方法规律： 解题时，要注意从中提取出相关的化学信息，给予必要的加工、整理、归纳，并在探究中结合已有的化学知识和经验做出合理的猜想和假设，再加以论证，最后得出结论。,【例3】(2015巴中)某校化学兴趣小组同学在实验室整理药品时，发现氢氧化钠溶液的试剂瓶未塞瓶塞，且试剂瓶口周围有一些白色固体，他们怀疑氢氧化钠已经变质，于是进行了如下实验探究。 【提出问题】氢氧化钠溶液是否变质？ 【查阅资料】氯化钠溶液、氯化钡溶液呈中性。 【实验探究】小王、小李两位同学分别设计了不同方案并加以实验。,(1)小李同学认为小王同学的结论不科学，其理由是_ 。 (2)小李同学的实验中观察到实验现象A为_。该反应的化学方程式为： _,碳酸钠溶液也能使酚酞溶液变红,有白色沉淀产生,(3)小张同学认为该氢氧化钠溶液只是部分变质。为确定小张同学的猜想，应该对小李同学的实验进行如下改进：向试管中加入_的氯化钡溶液，再向试管中滴加酚酞试液，通过观察溶液颜色变化来检验该溶液是否含有氢氧化钠。 (4)小王同学在测定溶液pH实验中，由于紧张，先将pH试纸润湿后再去测氢氧化钠溶液的pH，你认为他测出该溶液的pH会_ (填“偏大”“偏小”或“不变”)。,过量,偏小,【反思】 (5)该氢氧化钠溶液变质的原因是 _(用化学方程式表示)。 【拓展应用】 (6)要证明氢氧化钠溶液是否变质，你认为还可使用与小李同学实验所加试剂不同类别的试剂是_(填一种试剂即可，用化学式填写)。 (7)若要除去上述变质的氢氧化钠溶液中的杂质应加入适量的 _ (填化学式)溶液。,HCl,Ca(OH)2,方法规律： 该探究是为了验证药品是否变质，或者变质到什么程度而进行的实验探究。它的理论根据是药品的性质(特别是化学性质)和生成物的特性。前者决定了药品变质的可能性、方向和变质程度，后者是判断是否变质的主要依据。,要想解答好该类题目，首先，要结合问题情景，分析、提炼药品的性质(特别是化学性质)，找出药品变质的方向和生成物；或者药品存在的验证方法。其次，根据生成物的特性及其特殊现象，找出验证生成物存在的方法。最后，分析生成物存在与否，或者是药品还存在与否，或者是进行有关计算，来判定药品是否变质，或者是变质到了什么程度，或者计算变质后某一成分的质量分数等。,【例4】(2015雅安)研究和控制化学反应条件有重要意义。 (1)同学们想探究双氧水的溶质质量分数对反应速率的影响。在其他条件相同的情况下进行了三次实验，记录各收集一瓶相同体积氧气所需要的时间。,A,取用二氧化锰的仪器是图1中的_(选填编号)。 写出上述反应的化学反应方程式 _。,B,实验3中，加入的二氧化锰质量为_ g。 相同条件下，实验3产生氧气的速率最快，说明 _。,5,相同条件下，反应物浓度越大，反应速率越快,(2)同学通过查阅资料得知，双氧水在70 以上会较快分解产生氧气。为了验证加热双氧水也可以产生氧气，同学们选择图2装置(气密性良好)进行实验。实验中观察到试管内产生气泡，但将带火星的木条放在导管口没有复燃，可能的原因是 _，同学分析原因后，采用了_ 法收集气体，再检验，证明加热双氧水也可产生氧气。,氧气中混有较多的水蒸气,排水,方法规律： 该探究是为了研究影响化学反应速率的因素而进行实验探究。这里所要探究的影响化学反应速率的因素，除了物质的内因(如着火点的高低、金属的活动性强弱等反应物本身的性质)以外，还有外因(如是否有催化剂、温度、浓度、压强、反应物的形状或接触面积等外界因素)。 要想解答好这类题目，可以利用控制变量法，通过设计对照实验(即控制其他条件相同时，一个实验使用某一条件或者满足某一因素，另一个实验不使用或者不满足)，来进行实验探究。并且，一般都按照如下的思路来思考分析、设计实验、推断解答。,(1)对于内因主要考虑着火点低的比着火点高的物质容易燃烧，而金属的活动性强的比弱的反应剧烈。 (2)对于外因是这样考虑的： 控制其他条件相同时，使用催化剂，会改变化学反应速率(初中阶段一般是指加快)； 控制其他条件相同时，升高反应物的温度，化学反应速率加快；降低反应物的温度，反应速率降低；,控制其他条件相同时，反应物的浓度越大，反应速率越大； 控制其他条件相同时，增大气态反应物的压强，化学反应速率加快；减小气态反应物的压强，化学反应速率降低； 控制其他条件相同时，反应物的形状越小，接触面积越大，反应速率越大。,【例5】(2015资阳)实验室有一瓶标签受到腐蚀(如图所示)的无色溶液，老师叫各小组开展探究。 【提出问题】这瓶无色溶液究竟是什么物质的溶液？,【猜想与假设】经了解得知，这瓶无色溶液原是放在存放盐溶液的柜子里。由此猜测：可能是碳酸钠、碳酸氢钠、氯化钠、硫酸钠、硝酸钠中的某一种溶液。 【理论分析】为了确定该溶液，他们首先进行了分析： (1)甲同学根据标签上的组成元素认为一定不可能是 _溶液。 (2)乙同学提出，也不可能是碳酸氢钠、硝酸钠的溶液，他的依据是_。,氯化钠,碳酸氢钠和硝酸钠的化学式中钠元素右下角的数字为1,且省略不写,【设计实验】为了确定该溶液究竟是剩余两种盐的哪一种溶液，他们设计了如下实验。,【实验结论】 (3)该瓶无色溶液的溶质是_，生成白色沉淀的化学方程式是 _ 【实验反思】 (4)丙同学认为原设计的实验还可简化，同样达到鉴别的目的。丙同学设计的实验如下(将实验操作及实验现象填入相应的空格中)：,碳酸钠,取上述无色溶液少许于试管中，滴加少量的稀盐酸,溶液中没有气泡产生(或有气泡产生),该瓶无色溶液是硫酸钠溶液(或碳酸钠溶液),方法规律： 设计与评价实验方案是基于对实验原理的理解；基于对常规实验手段、常见仪器使用熟练掌握；基于对各部分知识的融会贯通；基于对实验手段优劣的辨析。具体来说，化学实验方案设计是一种高层次的能力考点，它分为实验原理设计和实验操作步骤设计。化学实验方案设计的基本思路是：明确实验目的确定反应原理选择仪器药品设计实验装置及操作步骤记录现象和数据分析得出结论。,而评价是从方案的可行性和优缺点上来说的，一般遵循以下七个原则： 能否达到目的； 所用原料是否常见、易得、廉价； 原料的利用率高低； 过程是否简捷优化； 对环境有无污染； 实验误差的大小； 有无创意等。,专题强化训练,目录,contents,1.(2016广东)小明在课外阅读中得知：氢氧化铜受热会分解生成氧化铜 Cu(OH)2 CuO+X，于是用CuSO4溶液与KOH溶液反应制取氢氧化铜，并对氢氧化铜进行加热。 (1)生成物X的化学式为_ 。 (2)制取氢氧化铜的化学方程式为 _ (3)小明在加热氢氧化铜时，发现蓝色固体先变成黑色；继续高温灼烧黑色固体变成红色，同时有气体产生。为弄清这种红色固体的成分，进行了如下的探究：,H2O,【查阅资料】Cu和Cu2O均为红色固体，且Cu2O+H2SO4=Cu+CuSO4+H2O。 【提出猜想】红色固体是： .Cu； .Cu2O； . _ 。 【进行实验】,Cu 和Cu2O,Cu2O,2.(2016株洲)要探究碳酸亚铁和氧气充分反应后的固体成分，请你参与华雪同学的探究： 【查阅资料】碳酸亚铁(FeCO3)具有还原性，在空气中灼烧生成铁的氧化物和CO2气体。 FeO是一种黑色粉末，它不稳定，在空气中加热，就迅速被氧化成四氧化三铁，四氧化三铁能与盐酸反应生成氯化亚铁、氯化铁和水。 FeCl2能使酸性高锰酸钾溶液褪色，而FeCl3不能；向FeCl3溶液中滴加KSCN溶液，溶液变红色，向FeCl2溶液中滴加KSCN溶液，溶液不出现红色。,【猜想与假设】猜想1：固体成分是氧化铁； 猜想2：固体成分是四氧化三铁； 猜想3：_。 【活动与探究】连接仪器、装好药品，如图所示(加热和固定装置已省略)，打开止水夹K，通入氧气，加热玻璃管X。当Y瓶中产生的沉淀不再增加时，停止加热，继续通入氧气至玻璃管冷却。,固体成分是氧化铁和四氧化三铁的混合物,取玻璃管里的少量固体于试管中，滴加盐酸，微热，固体完全溶解。将所得溶液分成甲、乙两份进行实验。,【结论与反思】 (1)由上述实验现象可知，FeCO3在氧气中高温灼烧得到的固体产物是_，因此，猜想_ (填“1”“2”或“3”)是正确的。 (2)FeCO3在氧气中高温灼烧的化学方程式为 _ (3)上述实验_ (填“a”或“b”)是多余的，因为_ 。,氧化铁,1,a,b实验已经证明了溶液中不存在氯化亚铁,即可推断一定含有氯化铁,【总结与提升】 (1)若实验结束时观察到Y瓶中仍然是澄清的，可能的原因是澄清石灰水的量不足，导致生成的碳酸钙转变成了可溶于水的碳酸氢钙。碳酸氢钙的化学式为 _。 (2)CO2使澄清石灰水变浑浊的化学方程式为 _,Ca(HCO3)2,(3)华雪同学经过反思，觉得该实验设计还存在问题，因为如果在实验b中观察到 _，就不能确定哪个猜想是正确的。所以华雪同学又对该实验进行了定量探究：取11.6 g纯净的碳酸亚铁固体，在空气中高温灼烧至恒重，称得固体质量净减3.6 g。通过计算即可确定：FeCO3和氧气充分反应后的固体成分是_ 。,高锰酸钾溶液褪色,氧化铁,3.(2016巴中)生石灰常用作食品干燥剂，其包装上除了表明主要成分为生石灰外，还提醒了人们注意不可食用、不可浸水、不可开袋、儿童勿碰。甲、乙两位同学想知道刚从食品袋中取出的生石灰的成分，进行了如下探究： 【提出问题】生石灰干燥剂中含有哪些物质？ 【猜想与假设】猜想.含有氧化钙CaO、氢氧化钙Ca(OH)2； 猜想.含有氧化钙CaO、碳酸钙CaCO3； 猜想.含有氧化钙CaO、氢氧化钙Ca(OH)2、碳酸钙CaCO3。,专题强化训练,【活动与探究】甲、乙两位同学为了验证猜想，进行如下实验。 甲同学实验：取少量样品于试管中，加入适量的水充分反应后，再滴加几滴无色酚酞试液，可观察到溶液呈红色。 乙同学实验：取少量样品于试管中，加入足量的稀盐酸，有无色无味气体产生，该气体能使澄清石灰水变浑浊。 【结论与反思】(1)猜想_ 错误。(填“”“”或“”),专题强化训练,(2)甲同学实验中发生的反应的化学方程式： _，溶液变红色的原因是_。 (3)乙同学检验气体的化学方程式： _ (4)乙同学认为甲同学的实验是多余的，因为_。,专题强化训练,氢氧化钙溶液显碱性，能使无色酚酞溶液变红,在有氧化钙的情况下，无法检验是否含有氢氧化钙,【拓展应用】甲、乙最终无法确定该生石灰干燥剂的成分，实验失败，丙同学认为可以通过定量实验来确定，在定量实验时，一定要用到的实验操作是_。,专题强化训练,称量,4.(2016安顺)糕点疏松的主要成分中含有碳酸氢钠，某化学兴趣小组对碳酸氢钠的化学性质进行探究。 【探究实验一】碳酸氢钠溶液的酸碱性：用玻璃棒蘸取碳酸氢钠溶液在pH试纸上测并与_ 对比，读出其pH约为10，由此得出结论是：碳酸氢钠溶液呈碱性。 【探究实验二】碳酸氢钠能否与酸反应：取少量固体放入试管中，滴加足量的稀盐酸，现象为 _ 。 结论：碳酸氢钠能与酸反应。,专题强化训练,标准比色卡,固体溶解并产生气泡,【探究实验三】碳酸氢钠的热稳定性：取一定量的碳酸氢钠放在铜片上加热，如图所示。 (1)加热一段时间后，观察到烧杯内壁有水珠。 (2)充分加热后，将烧杯迅速倒转过来，加入适量的澄清石灰水，振荡，观察到石灰水变浑浊。 (3)通过进一步实验来确定充分加热后的固体产物的成分。,专题强化训练,限选试剂及仪器：稀盐酸、氯化钙溶液、澄清石灰水、酚酞溶液、蒸馏水、试管、胶头滴管,专题强化训练,Na2CO3,酚酞试液,酚酞试液不变红,请分析上述操作中不能用澄清石灰水替代氯化钙溶液的理由：_ 。 (4)根据上述实验结论，写出碳酸氢钠受热分解的化学方程式： _,专题强化训练,澄清石灰水与碳酸钠溶液反应生成氢氧化钠，不能确定固体产物是否含有氢氧化钠,5.(2015益阳)某同学发现，上个月做实验用的NaOH溶液忘记了盖瓶盖。对于该溶液是否变质，同学们开始实验探究。 【猜想假设】猜想(1)：该溶液没有变质，为NaOH溶液。 猜想(2)：该溶液全部变质，为Na2CO3溶液。 猜想(3)：该溶液部分变质，为NaOH和Na2CO3的混合溶液。 【查阅资料】Na2CO3溶液呈碱性。 【设计方案】请你完善下表几组同学探讨的设计方案。,专题强化训练,专题强化训练,碳酸钠溶液呈碱性,专题强化训练,专题强化训练,实验结束后，让试管静置一段时间，取上层清液滴加酚酞溶液,【探究实验】综合各小组的方案后，动手实验。 【结论与反思】NaOH溶液易与空气中CO2反应而变质，所以要密封保存。 【拓展延伸】同学们设计了如图两套装置进行实验：,专题强化训练,用胶头滴管吸取某种液体，锥形瓶中充入一种气体或放入一种固体物质，挤压胶头滴管。一段时间后，两个装置中气球明显胀大。 (1)甲装置中可能发生反应的化学方程式是 _ (2)若乙装置中胶头滴管吸取的是稀盐酸，则锥形瓶中放入的固体可能是 _ 。,专题强化训练,Zn,6.得老师同意，爱动脑筋的小亮在实验室对放置已久的Na2SO3的样品成分开展了探究。 【查阅资料】2Na2SO3+O2=2Na2SO4； BaSO3+2HCl=BaCl2+H2O+SO2 【提出问题】Na2SO3是否变质了呢？是全部变质还是部分变质呢？ 【猜想】猜想1：样品未变质(即样品中只含有Na2SO3) 猜想2：样品全部变质(即样品中只含 _ ) 猜想3：样品部分变质(即样品中含Na2SO3 和Na2SO4),专题强化训练,【实验探究】,专题强化训练,回答下列问题： (1)猜想2中：样品中只含_ (填化学式)。 (2)现象A为：_ 。 (3)操作为：_ 。 (4)写出操作的化学方程式： _,专题强化训练,Na2SO4,有刺激性气味的气体产生,滴加足量的氯化钡溶液,【反思】根据以上探究：实验室里亚硫酸钠必须密封保存。为了防止与空气中的二氧化碳反应变质，实验室必须密封保存的药品很多，试举一例：_ (填药品名称)。,专题强化训练,氢氧化钠,7.(2014广东)某兴趣小组在做完碳还原氧化铜实验后，进行了如图的探究。,专题强化训练,【猜想】把氧化铜还原成铜的物质是：.石墨；. _。 【实验】用天平称量1.5 g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： _,专题强化训练,铝箔,不变红,【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，金属铝与铜活动性顺序是 _，该反应的化学方程式为 _,专题强化训练,对比实验(或控制变量法),Al大于Cu,【拓展】如果使用复印机的“炭粉”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，其原因是 _。,专题强化训练,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越大，反应速率越大),8.“五一”假期，小兵对“锌与硫酸反应快慢的影响因素”进行了探究。 【提出问题】锌与硫酸反应的快慢受哪些因素的影响呢？ 【猜想与假设】 a.可能与硫酸的质量分数有关； b.可能与锌的形状有关。 【设计并实验】小兵用不同质量分数的硫酸和不同形状的锌进行如下实验。,专题强化训练,专题强化训练,(1)写出稀硫酸与锌反应的化学方程式： _ (2)小兵用下图装置收集并测量氢气的体积，其中量筒的作用是_ 氢气应从_(填“e”“f”或“g”)管通入。,专题强化训练,根据进入量筒中水的体积，判断生成氢气的体积,e,【收集证据】 (3)要比较不同质量分数的硫酸对反应快慢的影响，应选择的实验编号是 _ 。 【得出结论】 (4)结论是 _。 【评价与反思】 (5)下表是小兵第组实验的详细数据。,专题强化训练,或,硫酸的质量分数越大，反应速率越快（或锌与硫酸的接触面积越大，反应速率越快）,请描述锌与硫酸反应的快慢的变化并解释原因_ (6)锌与硫酸反应的快慢可能还受哪些因素影响？设计实验验证。,专题强化训练,反应由慢到快然后逐渐减慢。因为随着反应的进行，反应放出热量，反应速率加快，但随着硫酸被消耗，硫酸溶质质量分数变小，反应速率又逐渐减慢,温度 取质量相等的锌粒分别放入两支试管中，然后分别加入温度不同，体积和溶质质量分数相同的稀硫酸，测量收集等体积的氢气所需要的时间(只要有控制变量的意识即可),9.(2015湘潭)燃烧是我们熟悉的现象。某实验小组用如图实验方法来探究燃烧的条件：,专题强化训练,(1)如图1进行实验，观察实验现象。红磷不能燃烧是因为_，水中白磷不能燃烧是因为 _。 (2)改进后的装置(如图2)与图1相比，其优点是_。欲使图2中的红磷着火，可将