中考化学 第二部分 中考专题提升 专题五 实验探究题课件.ppt

专题五实验探究题 一 实验探究的基本环节 提出问题 建立假设 设计实验方案 进行实验 得出 结论 交流评价 二 实验探究题考查的内容 1 考查实验探究中提出问题或猜想的能力 2 考查设计实验的能力 3 考查对科学探究结果解释和语言表达的能力 三 实验探究题的主要结构 1 提出猜想假设 根据实验的现象 从反应的质量守恒定 律 物质的性质 颜色 气味 状态等 提出假设 2 设计实验方案 根据提出的假设 利用控制变量法设计 有效的对比实验 验证假设的合理性 3 反思与评价 根据实验的操作 装置等方面进行可行性评价 可以从节能环保 操作方便 安全有效等方面进行分析 四 主要探究类型 1 氢氧化钠和氢氧化钙变质的探究 2 有关金属活动性的探究 3 有关反应物过量导致物质组成改变的探究 4 有关物质成分的探究 五 实验探究题的主要解题方法解科学探究题要过 三关 1 审题关 要做到 三看 即看题中的化学过程 看题 设条件 看要解决的问题 这是解题的前提 2 分析关 要做到 三想 即想化学过程所涉及的化学概念或化学原理 想所给条件与所求问题的关系 想有无隐含条件 3 解答关 要做到 五要 即设计实验进行探究时 原理要正确 试剂要易得 操作要简单 现象要明显 过程要环保 实验探究一 有关氢氧化钠和氢氧化钙变质的探究 一 氢氧化钠的变质 水蒸气 二氧化碳 1 naoh要密封保存的原因 1 吸收空气中的 而潮解 2 吸收空气中的 而变质 化学方程式 co2 2naoh na2co3 h2o 2 存放不严密的naoh的成分 稀盐酸 1 没有变质 滴入 或 溶 液 无气泡 或无白色沉淀 产生 氢氧化钙 或氯化钙 2 部分变质 加入 溶液 目的是检验并完全除去na2co3 过滤 取滤液少量 滴入 变红色 3 全部变质 加入 溶液 目的是检验并完全除去na2co3 过滤 取滤液少量 滴入 不变色 3 除去naoh中的na2co3杂质边搅拌边滴入 溶液 直至 为止 过滤 得到naoh溶液 氯化钙 酚酞溶液 氯化钙 酚酞溶液 氢氧化钙 或氢氧化钡 不再产生沉淀 二 氢氧化钙的变质 cao 水蒸气 1 生石灰变质的演变过程 cao h2o ca oh 2 生石灰的化学式为 它露置于空气中 会吸收空气中的 而变质 化学方程式为 利用此性质 生石灰可作 生成的熟石灰又继续与空气中的 反应而变质 化学方程式为 结论 生石灰变质后的物质可能是 干燥剂 二氧化碳 ca oh 2 co2 caco3 h2o ca oh 2 caco3 2 食品干燥剂cao变质后的成分检验 1 cao 取少量样品溶于水 如果有 现象 则样品中含有cao 温度升高 或放热 发烫 2 caco3 另取样 直接滴加 如果有 则样品中含有caco3 稀盐酸 气泡产生 注意 因cao对检验ca oh 2有干扰 一般不检验ca oh 2 3 ca oh 2的变质情况 稀盐酸 酚酞溶液 1 是否变质 取样 滴入 有气泡产生 证明 已变质 无明显现象 证明没有变质 稀盐酸 2 部分变质 取样 加水溶解 滴入 变红色 证明含有ca oh 2 另取样 滴入 产生气泡 证 明含有caco3 即部分变质 酚酞溶液 稀盐酸 3 全部变质 取样 加水溶解 滴入 不变色 证明不含有ca oh 2 另取样 滴入 产生气泡 证明含有caco3 即全部变质 注意 因ca oh 2微溶于水 则不溶于水的滤渣不一定全部是caco3 可能有未溶解的ca oh 2 氢氧化钠的变质探究 解题指引 有关氢氧化钠的变质问题 其实就是考查氢氧化钠的性质和碳酸钠的性质 注意生成的碳酸钠也呈碱性 因此 1 不能用酚酞来证明其是否变质 2 在证明氢氧化钠是否部分变质时 碳酸钠对是否存在氢氧化钠的判断会有干扰 因此 要用过量的氯化钙溶液或氯化钡溶液 不能用氢氧化钙或氢氧化钡 先除去碳酸钠 例1 2016年淮安 实验室有一瓶长期放置的氢氧化钠固体 如图1所示 某兴趣小组的同学欲对该固体的变质情况进行探究 图1 图2 提出问题 该瓶氢氧化钠固体是否变质 变质情况如何 查阅资料 氢氧化钠在空气中容易变质但不会转化为 nahco3 cacl2溶液呈中性 cacl2 na2co3 caco3 2nacl 提出猜想 猜想 固体未变质猜想 固体全部变质猜想 固体部分变质 原因分析 氢氧化钠在空气中变质的原因是 用化学方程式表示 进行实验 小聪同学取少量样品于烧杯中 用足量水溶解 再向溶液中滴入几滴酚酞试液 溶液变红 由此他得出猜想 正确 但其他同学很快予以否定 否定的理由是 为了进一步得出结论 组内其他三位同学分别取小聪实验后的溶液于试管中 进行如下表所示实验 实验结论 小红 小美的实验中都观察到有白色沉淀生 成且溶液仍是红色 于是他们都得出猜想 正确 反思评价 1 老师指出 仅凭小红的实验操作和现象无法确定猜想 正确 理由是 2 根据小美的结论推测小伍的实验现象是 提出问题 如何测定变质的氢氧化钠固体中碳酸钠的质 量分数 实验原理 通过测定一定质量样品与足量稀硫酸反应生 成二氧化碳的体积来计算碳酸钠的质量分数 2 操作中 下列情况不影响测定结果的是 填字母 实验设计 小伍称取一定质量的样品 按图2所示装置进行实验 已知该装置气密性良好 水准管高度可以上下调节 量气管是带有刻度的仪器 反思评价 1 在实验中 若没有植物油 测定结果会 填 偏大 偏小 或 不变 a 实验前试管中有空气 b 实验中水准管口有水溢出 c 读数时量气管和水准管液面不相平d 实验后生成的气体在试管中仍有滞留 解析 反思评价 1 检验氢氧化钠时 加入的试剂不能引入oh 否则会对氢氧化钠的检验造成干扰 所以仅凭小红的实验操作和现象无法确定猜想 正确 2 氢氧化钠 碳酸钠的混合物中加入盐酸 氢氧化钠会先与盐酸反应 碳酸钠再与盐酸反应 所以根据小美的结论推测小伍的实验现象是加入一定量的盐酸后 才会产生气泡 反思评价 1 二氧化碳溶于水 导致二氧化碳的体积减小 所以若没有植物油 测定结果会偏小 2 实验的原理是生成多少二氧化碳 在收集装置中就会体现多少二氧化碳 实验前试管中有空气 不会影响实验结果 故a正确 实验中水准管口有水溢出 不会影响收集二氧化碳的多少 故b正确 读数时量气管和水准管液面不相平 会产生气压差 造成二氧化碳的体积不准确 故c错误 实验后生成的气体在试管中仍有滞留 会影响收集的二氧化碳的质量 故d错误 答案 原因分析 2naoh co2 na2co3 h2o 进行实验 碳酸钠 氢氧化钠都显碱性 反思评价 1 氢氧化钙引入了oh 对氢氧化钠的检验会造成干扰 2 加入一定量的盐酸后 才会产生气泡 反思评价 1 偏小 2 ab 氢氧化钙的变质探究 解题指引 氢氧化钙变质题 相比氢氧化钠变质题要容易得多 原因是生成的碳酸钙是难溶物 不会对氢氧化钙存在的判断造成干扰 一般只要取两次样品 分别加入稀盐酸和酚酞试液 即可判断有无碳酸钙和氢氧化钙 例2 淑平同学在某食品厂生产的盒装饼干中 发现盒内有一小包东西 上面标有 干燥剂 主要成分是生石灰 请勿食用 等字样 为了提高自己的实验探究能力 淑平决定对这包干燥剂展开探究 1 她将这袋干燥剂全部倒入一定量水中 充分搅拌后 触摸杯壁 感觉有点热 将其过滤 得到白色沉淀物和滤液 2 联系到空气成分和cao的性质 她对白色沉淀物的组成 提出了以下假设 假设1 是cao和caco3的混合物假设2 是ca oh 2和caco3的混合物 假设3 只有caco3假设4 只有ca oh 2 其中假设 填序号 不合理 原因是 用化学方程式表示 3 为了判断其他几种假设的合理性 该同学继续进行实验 取少量沉淀物放入试管中 加入稀盐酸 有气泡产生 由此可否定假设 为了得到最后结论 她再取少量沉淀物放在另一支试管中 加入少量水振荡 静置后 滴入酚酞溶液 呈红色 说明只有假设 合理 4 从此 淑平同学明白了 请勿食用 是因为该干燥剂吸水后具有 性且 填 吸 或 放 热 该干燥剂吸水后会变质 变质后的物质可能是caco3 写出cao变质生成caco3的最后一步反应的化学方程式 空气中的水分 氧气等能引起食品变质 一般采用 写出两种方法 等包装方法可以防止或延缓食品变质 解析 2 假设1中的氧化钙不可能存在 因为在溶液中它会和水反应生成氢氧化钙 故假设1不正确 3 加入盐酸有气泡生成说明生成了二氧化碳 所以存在碳酸钙 故假设4错误 再取少量沉淀放在另一支试管中 加少量水振荡 静置后 滴入酚酞溶液显红色 说明形成了氢氧化钙溶液 故沉淀中有未溶解的氢氧化钙存在 因此假设3错误 3 4 2 答案 2 1cao h2o ca oh 2 4 碱 或腐蚀 放 ca oh 2 co2 caco3 h2o 充气 如n2 包装 真空包装 或放干燥剂 脱氧剂等合理答案 实验探究二 金属活动性的探究 一 金属活动性强弱比较1 金属与酸反应 1 与酸反应有气泡产生的金属 其活动性强于无气泡产生 的金属 2 与酸反应放出气泡快的金属 其活动性强于放出气泡慢 的金属 2 金属与盐溶液反应 能把另一种金属从其盐溶液中置换出来的金属 其活动性 强于被置换的金属 二 应用 设计实验证明 zn fe cu三者的活动性强弱 1 金属放入酸中 锌有大量气泡产生 铁有少量气泡产生 铜没有气泡产生 结论 zn fe cu 2 金属放入盐溶液中有以下两种方案 均可证明zn fe cu 甲 乙 1 两金夹一盐 zn fecl2溶液 cu 如上图甲 2 两盐夹一金 zncl2溶液 fe cucl2溶液 如上图乙 金属活动性的探究 解题指引 关键是对金属与酸 盐反应的性质要分别理解和掌握 并懂得用酸或盐溶液比较出金属的活动性强弱的技巧和方法 例题 2015年淮安 金属在生产 生活中有广泛的应用 认识金属的性质有利于我们更好地利用金属 1 用铜制作导线是利用铜的 性 2 小刚通过实验探究得知以下两组物质均能发生反应 铁和硫酸铜溶液 铝和硫酸亚铁溶液 中发生反应的化学方程式是 铁 铝 铜的金属活动性由强到弱的顺序是 小刚继续探究某未知金属x与铁 铜的活动性强弱关系 设计了以下实验方案并对实验结果进行预测 下列实验方案及预测如果与事实相符 就可以判断出x 铁 铜金属活动性强弱顺序的有 填字母 a 将x放入cuso4溶液中能反应 b b 将x放入cuso4溶液中不能反应c 将x放入feso4溶液中能反应d 将x放入feso4溶液中不能反应 e 将x放入feso4溶液中不能反应 放入cuso4溶液中 能反应 解析 2 根据小刚同学的实验事实 铁和硫酸铜反应 说明铁比铜活泼 铝和硫酸亚铁反应 说明铝比铁活泼 综合可得al fe cu a中将x放入硫酸铜溶液中能反应 说明x比铜活泼 但x和铁的活泼性无法比较 d中将x放入硫酸亚铁溶液中不能反应 说明x没有铁活泼 但是x和铜的活泼性无法比较 其余均可以判断出活动性强弱顺序 答案 1 导电 al fe cu 2 fe cuso4 feso4 cu bce 实验探究三 有关反应物过量导致物质组成改变的探究 金属与盐溶液反应后成分的判断1 一种金属与两种盐溶液反应 例如 向agno3 cu no3 2的混合溶液中加入一些铁粉 充分反应后过滤 铁粉与agno3和cu no3 2都能反应 但根据优先反应的原理 远距离先置换 铁粉先与agno3反应 即fe 2agno3 fe no3 2 2ag 直至agno3全部消耗再与cu no3 2反应 即fe cu no3 2 fe no3 2 cu 根据如下数轴讨论 ag agno3 cu no3 2 fe no3 2 ag cu no3 2 fe no3 2 ag cu cu no3 2 fe no3 2 ag cu fe no3 2 ag cu fe fe no3 2 2 两种金属与一种盐溶液反应 例如 向cu no3 2溶液中加入一些锌粉和铁粉的混合物 充分反应后过滤 锌粉和铁粉与cu no3 2都能反应 但根据优先反应的原理 远距离先置换 锌粉先与cu no3 2反应 即zn cu no3 2 zn no3 2 cu 直至锌粉全部消耗铁粉再与cu no3 2反应 即fe cu no3 2 fe no3 2 cu 根据如下数轴讨论 3 归纳总结 遇到此类问题时 首先要判断金属与哪些盐反应 与哪些盐不反应 或哪些金属与盐反应 哪些金属与盐不反应 其次注意反应的先后顺序 越不活泼的金属 越容易从其盐溶液中被置换出来 即 远距离先置换 最后利用数轴进行讨论 zn fe cu zn no3 2 fe cu zn no3 2 fe cu zn no3 2 fe no3 2 cu zn no3 2 fe no3 2 cu zn no3 2 fe no3 2 cu no3 2 解题指引 1 成分分析 一定有的成分 可溶性生成物且不再发生化学反应的 不需要证明 可能有的成分 过量的某一种可溶性反应物 2 检验 用该物质的性质去检验 但所选试剂不能对可能有的成分检验造成干扰 置换反应中反应物过量探究 例1 某化学小组用一定量agno3和cu no3 2混合溶液进行了如下图所示的实验 并对溶液a和固体b的成分进行了分析和实验探究 提出问题 溶液a中的溶质可能有哪些 作出猜想 交流讨论 不合理的猜想是 填标号 其理由是 实验探究 若猜想 成立 通过以下实验可确定固体b 的成分 请将下表填写完整 只有zn no3 2 zn no3 2 agno3 zn no3 2 cu no3 2 zn no3 2 agno3 cu no3 2 解析 由金属活动性顺序及其运用可知 向agno3和cu no3 2的混合溶液中加入锌粉 zn应先与agno3反应后与cu no3 2反应 由于锌粉的量不同 溶液a中的溶质不同 溶液中的溶质可能是 只有zn no3 2 zn no3 2 cu no3 2 zn no3 2 agno3 cu no3 2 由以上分析可知 不合理的猜想是 若猜想 成立 说明锌过量或锌正好完全反应 固体b的成分有两种情况 即ag cu zn和ag cu 加入稀酸可以确定固体b中是否含有zn 答案 交流讨论 zn先与agno3反应后与cu no3 2 反应 当有agno3剩余时 溶质中一定含有cu no3 2 实验探究 稀硫酸 或稀盐酸 ag cu zn zn h2so4 znso4 h2 复分解反应中反应物过量探究 例2 2016年昆明 在老师的指导下 小乐同学探究金属和盐溶液反应时 发现将钠放入mgcl2溶液中有气泡和白色沉淀产生 为了进一步探究 小乐同学将充分反应后的混合物过滤 得到固体a和滤液b 查阅资料 钠与水反应生成氢氧化钠和氢气 mgcl2 溶液呈酸性 分析与思考 小乐同学根据所学知识对产生的气体和固 体a进行判断 1 产生的气体是 填序号 co2 h2 cl2 2 取a加入过量稀盐酸 a全部溶解 无气泡产生 则a的化学式是 提出问题 滤液b中溶质的成分是什么 猜想一 nacl 猜想二 nacl mgcl2 猜想三 nacl naoh 猜想四 nacl mgcl2 naoh 小乐同学认为猜想 不成立 理由是 实验探究 结论 在金属活动性顺序里 钠不能将位于它后面的金 属从该金属的盐溶液中置换出来 拓展 将钠与mgcl2固体隔绝空气加热到一定温度时 钠可以从mgcl2中置换出镁 该反应的化学方程式是 解析 分析与思考 1 钠和水反应生成氢氧化钠和氢气 所以产生的气体是氢气 2 氢氧化钠和氯化镁反应生成氢氧化镁沉淀和氯化钠 氢氧化镁沉淀溶于酸 所以a是mg oh 2 提出问题 氢氧化钠会与氯化镁反应 所以猜想四不成立 实验探究 酚酞遇碱变红 由实验结论 猜想三不成立 可知滤液b中不含氢氧化钠 故滴加酚酞无明显现象 氢氧化钠能与氯化镁反应生成白色氢氧化镁沉淀 由实验现象 产生白色沉淀 可知滤液b中一定含有氯化镁 故猜想二成立 答案 分析与思考 1 2 mg oh 2 提出问题 四氯化镁和氢氧化钠不能共存 实验探究 无明显现象 拓展 2na mgcl2 二2nacl mg 实验探究四 有关物质成分的探究 一 溶液成分的探究 主要考查金属 酸 碱 盐的性质和置换反应 复分解反应 关于这部分涉及的知识点 前面已有详细介绍 在此不重复列举 二 固体物质 单质 氧化物 酸 碱 盐或化肥 成分的 探究 主要考查物质的物理和化学性质 包括颜色 气味 状态 以及与酸 碱 盐等试剂发生反应的性质等 三 气体成分的探究 此类探究题涉及的知识点有o2 n2 h2 co co2等这些物质的制法及检验 以及它们与氧气 水 碱溶液等反应产生的特有现象 如人吸入和呼出气体成分的探究 酒精和蜡烛等可燃物燃烧后产生气体成分的探究 两种物质反应后产生气体成分的探究等 四 不明产物成分的探究 此类探究题 主要是对于各种物质的性质 特别是化学性质 要熟悉 并能根据它们的性质来检验 鉴别待测物质 探究所产生物质的成分 气体成分的探究 解题指引 此类探究题较为复杂 实验的产物有固体 液体或气体 主要根据产物的性质提出猜测 设计探究方案 判断物质的成分 如果要检验或鉴别的成分是不熟悉的 那么一般题目中会出现 查阅资料 已知 的重要信息点 此信息点一定要高度重视 它往往会成为解题的关键 例1 2017年来宾 某兴趣小组做了锌粒与稀硫酸反应的实验后 用浓硫酸代替稀硫酸与锌粒进行实验 有刺激性气味的气体产生 为了验证该气体的成分 该小组通过查阅资料得知 浓硫酸有强氧化性 能与多种物质反应 so2能使品红溶液褪色 可被酸性kmno4溶液吸收 并进行如下实验 1 实验事实与结论 反应进行不久 观察到b处 d处无明显现象 证明产生的气体是so2 写出有关反应的化学方程式 反应继续进行一段时间后 d处气体能燃烧 干燥烧杯内壁有水雾 证明产生的气体是h2 产生该气体的原因是 2 反思与评价 小明认为 工业上可用锌粒和浓硫酸反应大量制取硫酸锌溶液 小红认为不适宜 她的理由是 解析 1 锌粒与浓硫酸反应生成二氧化硫气体 二氧化硫能使品红溶液褪色 所以 反应一段时间后 观察到b处品红溶液褪色 随着反应的进行 浓硫酸逐渐变为稀硫酸 锌粒与稀硫酸反应生成硫酸锌和氢气 2 锌粒与浓硫酸反应生成硫酸锌 同时生成了二氧化硫气体 二氧化硫气体有毒 是空气的主要污染物之一 因此 为减少空气污染 实验室不宜用锌粒和浓硫酸反应制取硫酸锌 答案 1 品红溶液褪色 zn 2h2so4 浓 znso4 so2 2h2o 随着反应的进行 浓硫酸变为稀硫酸 锌和稀硫酸反应 生成氢气 2 浓硫酸和锌粒反应生成二氧化硫 会污染空气 固体物质成分的探究 例2 2016年泸州 某课外活动小组利用下列装置制取二氧化碳 并探究钠在二氧化碳中的燃烧产物 已知 na2o和cao相似 能与水反应 请回答下列问题 1 按上图连接装置后 首先进行的操作是 2 a装置用于制取co2 用到的玻璃仪器有长颈漏斗 导 管和 3 实验中下列操作的先后顺序是 a 点燃酒精灯 加热硬质玻璃管中的钠b 等燃烧终止并冷却后 停止通co2c 打开a装置中的活塞 通入co2 4 d装置中观察到的现象有 钠在二氧化碳中燃烧 产生大量白烟和黑色物质 待钠充分燃烧 冷却 将管内生成的固态物质移出 加水溶解 过滤得黑色固体和澄清滤液 实验证明 d中排出的尾气能被naoh溶液完全吸收 黑色固体在o2中灼烧 全部转化为气体 则黑色固体是 对白色固体有以下猜想 a 只有na2o b 只有na2co3 c na2o和na2co3的混合物 若猜想a成立 则na与co2反应的化学方程式是 若猜想c成立 请设计实验验证产物中存在na2o 取滤液少许 5 反思拓展 你对二氧化碳灭火的范围有什么新的认识 解析 3 反应需要排尽装置内的空气 再加热d处的酒精灯 4 na2o与水反应生成氢氧化钠 溶液呈碱性 若猜想c成立 则滤液中含有氢氧化钠和碳酸钠 故先加入过量的氯化钙溶液除去碳酸钠 再用酚酞检验溶液的酸碱性 答案 1 检查装置的气密性 2 试管 3 cab 4 炭 4na co2 2na2o c 加入过量的氯化钙 溶液 再加入酚酞试液 溶液变红 5 钠 镁等活泼金属失火不能用二氧化碳灭火 不明产物成分的探究 例3 2017年徐州 某班学生在老师指导下探究铁与水蒸气的反应 甲 乙 1 按图甲装