江西省中考化学研究复习 第二部分 专题研究 专题八 实验探究题课件.ppt

第二部分专题研究 专题八实验探究题 类型一有关物质组成成分的探究 2016 23 2015 23 2014 23 2012 8 例 2014江西 某兴趣小组同学为了探究干电池中物质的成分 将电池剥开时闻到异味且发现有黑色物质 提出问题 为什么有异味 黑色物质的成分是什么 网络搜索 干电池的成分有二氧化锰 铁粉及铵盐等物质 实验设计 同学们分别设计实验进行探究 实验 小婧取适量黑色物质与 混合置于研钵内研磨 嗅到氨味 再用湿润的红色石蕊试纸检测 试纸变蓝 证明黑色物质中含有铵盐 实验 小清用一种物理方法发现黑色物质中不含铁粉 他采用的方法是 实验 小明将黑色物质加入适量的水中搅拌 静置后过滤 取滤渣进行实验 氢氧化钙 或ca oh 2或熟石灰 用磁铁吸引 产生大量气泡 伸入带火星的木条 上述实验中产生氧气的化学方程式为 据此小明认为黑色物质中一定含有二氧化锰 交流讨论 大家对小明的结论提出了质疑 1 小莹认为若要证明黑色物质中一定含有二氧化锰 必须验证二氧化锰的质量和 在反应前后都没有发生变化 2 小仪认为除了小莹考虑的因素外 另一个原因是氧化铜等黑色物质对过氧化氢分解也有催化的作用 化学性质 结论与反思 1 干电池中一定含有铵盐 可能含有二氧化锰 一定不含有铁粉 2 面对网络信息 我们要去伪存真 不应盲从 解析 实验设计 实验 是检验是否存在铵盐 铵盐能与碱反应产生氨气 因此实验中应该加入熟石灰研磨 实验 利用物理方法判断混合物中是否存在铁粉 其依据是利用铁特殊的物理性质 能被磁铁吸引 所以采取的方法是用磁铁吸引 如果混合物中含有铁粉 将磁铁置于固体上方 则有黑色物质被磁铁吸引 实验 是利用二氧化锰能催化过氧化氢分解产生氧气来证明混合物中是否含有二氧化锰 第一步向盛有黑色滤渣的试管中加入过氧化氢溶液 有大量 气泡产生 初步判断黑色固体可加快过氧化氢的分解 第二步通过用带火星木条对产生的气体进行检验 交流讨论 1 如果是氧气则说明黑色固体能加快过氧化氢分解 得出黑色固体是二氧化锰的结论 但这一方案不严谨 一是不能仅凭加入黑色固体后 生成氧气速率加快就得出黑色固体是二氧化锰的结论 还需进一步检验其质量和化学性质是否改变 二是就初中化学中学过的 黑色固体有氧化铜 二氧化锰等 而金属氧化物对过氧化氢的分解都有催化作用 实验设计1 解题思路 探究题的实验操作 实验现象 实验结论间常存在一定的联系 物质 试剂现象结论2 解答方法 第一种 根据实验步骤和现象完善实验结论 即根据实验步骤和对应的实验现象 以及物质的性质判断是否存在要验证的物质 继而得出结论 第二种 根据实验结论完善实验现象或步骤 这种存在两种情况 试剂和现象之间相互确定 根据实验操作所选试剂和结论确定现象 可以根据第一种方法进行反推 然后确定试剂和现象 常见物质的检验方法 交流讨论此部分内容较广泛 一般是针对反应原理和物质的性质进行提问 解题时要抓住所掌握物质的性质及题中的相关信息进行解答 针对训练1 2016江西 央视频道 是真的吗 栏目中有一段视频 将 锡纸 剪成一段两头宽中间窄的纸条 然后两头分别连接电池的正负极 观察到 锡纸 立即燃烧 据此 小晟同学取某种 锡纸 进行了以下探究 1 锡纸 燃烧的原因 锡纸 两端接入电池两极后造成短路致使 锡纸 燃烧 从燃烧的条件分析 开始 锡纸 不燃烧但短路后却能燃烧的原因是 填 与氧气接触 或 温度达到着火点 温度达到着火点 2 探究 锡纸 中金属的成分 锡纸 中的金属是锡吗 查阅资料 锡纸 是锡箔或铝箔和纸粘合而成 锌粉是一种深灰色固体 锡 sn 与酸或盐溶液反应生成正二价的锡盐 提出猜想 猜想 锡纸 中的金属是锡 猜想 锡纸 中的金属是铝 进行实验 设计方案并进行实验 2al 3zncl23zn 2alcl3 交流讨论 实验中打磨 锡纸 的目的是 下列物质的溶液可以替代氯化锌溶液完成上述实验的是 填序号 a 氯化铜b 硝酸银c 硫酸钠d 硫酸亚铁 拓展应用 电器短路会引起火灾 我们要严加防范 如果电器着火应该采取的灭火方法是 清除表面氧化物等 d 切断电源后用干粉灭火器 或二氧化碳灭火器等 灭火 解析 1 短路后放出热量 温度达到锡纸的着火点 使锡纸燃烧 2 进行实验 取打磨后的 锡纸 片放入试管中 滴加氯化锌溶液 锡纸 表面有深灰色固体析出 说明置换出了锌 根据金属活动性顺序表 铝排在锌的前面 可以置换出氯化锌溶液中的锌 而锡排在锌的后面 不能置换出锌 故猜想 成立 铝与氯化锌反应生成单质锌和氯化铝 交流讨论 铝易被氧化 在实验前需要打磨 除去表面的氧化物 以便反应的进行 氯化锌在此实验中验证 了铝和锡的活动性顺序 要求加入的物质中的金属的活动性位于铝和锡之间 根据金属活动性顺序 只有硫酸亚铁符合要求 故选d 拓展应用 电器着火 应先断开电路 关闭电源 再选择适当的方法灭火 类型二有关反应后成分的探究 2015 22 2012 21 2011 27 例 2015江西 实验中 小红误将氢氧化钠溶液当成酸滴加到金属铝中 结果发现也有气泡产生 为了解该气体的成分 实验小组进行了以下探究活动 提出猜想 小红猜想是氧气 小敏猜想是氢气 小雨猜想是二氧化碳 其他同学认为小雨的猜想是错误的 理由是 不符合质量守恒定律 或反应物中不含碳元素 进行实验 利用图 所示装置分别进行实验 1 小红 反应一段时间后 将带火星的木条放在a处 观察到 则她的猜想错误 2 小敏 用图 所示装置干燥从a导管出来的气体 将管口a与 填 b 或 c 端管口连接 反应一段时间 点燃干燥后的气体 通过对现象的分析 得出他的猜想正确 得出结论 铝 氢氧化钠和水反应生成氢气和偏铝酸钠 naalo2 反应的化学方程式为 木条不复燃 c 2al 2naoh 2h2o2naalo2 3h2 交流讨论 有同学认为 小敏的实验方案有欠缺 步骤 存在安全隐患 理由是 若氢气不纯 点燃时可能发生爆炸 反思提升 许多重大科学发现 源自对实验中异常现象的大胆质疑 深入研究 下列科学成果中 有两项是通过对异常现象研究得出的 它们是 填序号 a 波义耳不慎将浓盐酸溅到花瓣上从而发现了酸碱指示剂b 侯德榜潜心研究制碱技术发明了联合制碱法c 拉瓦锡深入研究前人忽视的异常现象发现了氧气d 张青莲主持测定了多种元素相对原子质量的新值 ac 解析 提出猜想 根据质量守恒定律 化学反应前后元素的种类不变 氢氧化钠溶液和铝的组成元素中不含碳元素 所以铝与氢氧化钠溶液反应不会生成二氧化碳 进行实验 1 如果铝与氢氧化钠溶液反应产生的气体是氧气 则将带火星的木条放在导管口 木条会复燃 如果不是氧气 则木条不会复燃 所以小红实验中观察到的现象是木条不复燃 2 干燥气体应该长进短出 即气体应该由c端进入浓硫酸 反应一段时间后 再进行点燃 如果气体能燃烧 说明 该气体是氢气 得出结论 铝和氢氧化钠溶液反应时 反应物是铝 氢氧化钠和水 生成物是偏铝酸钠和氢气 据此可写出反应的化学方程式 交流讨论 由于可燃性气体与氧气或空气的混合物遇明火易发生爆炸 所以点燃可燃性气体前应该先检验纯度 而本实验中并未明确该气体是氢气 可能还是氢气和氧气的混合物 若氢气不纯或氢气和氧气混合点燃时 可能会发生爆炸 反思提升 波义耳不小心将浓盐酸溅到花辨上 是一个意外现象 对此研究发现 了酸碱指示剂 拉瓦锡发现氧气也是通过对异常现象的研究得到的结论 侯德榜发明联合制碱法及张青莲对相对原子质量的研究 均不属于对意外现象的研究 提出猜想不合理猜想的判断 猜想的物质中含有反应物中未涉及的元素 猜想的物质之间能发生反应 江西中考一般猜想已给出 但是有时会考查对猜想正误的判断及其原因 反应后成分猜想正误的判断依据是质量守恒定律 进行实验一般包括实验步骤 试剂的选择 实验现象和实验结论三部分 它们之间的对应关系为 物质 试剂反映现象决定结论 有无该物质 其解答方法有 看实验结论 若实验结论未知 利用实验现象进行确定 若实验结论已知 a 试剂和现象之间相互确定 b 选择合理试剂并确定现象 得出结论根据 进行实验 得出实验结论 针对本题要求书写陌生化学方程式 可依据 进行实验 中得出的结论及质量守恒定律书写化学方程式 交流讨论此部分内容较广泛 一般从反应原理 操作的可行性 安全性 合理性等方面进行提问 反思提升此部分内容一般是该探究题的拓展 可根据平时知识的积累进行解答 针对训练2 2016衡阳 某化学学习小组的同学对一瓶久置的氢氧化钠的化学成分产生了兴趣 他们根据自己已学的知识进行如下探究 请你共同参与并填空 猜想假设 猜想一 只有氢氧化钠猜想二 是氢氧化钠和碳酸钠的混合物猜想三 只有碳酸钠 查阅资料 1 bacl2溶液显中性 2 na2co3溶液与bacl2溶液能反应产生白色沉淀 实验探究 一 溶液变红 实验结论 该氢氧化钠样品已部分变质 其化学成分是naoh与na2co3的混合物 引起naoh变质的化学方程式为 反思交流 1 实验室应 保存氢氧化钠 2 某同学认为用cacl2溶液代替bacl2溶液也可以得到同样的结论 另一位同学认为不可以 理由是 cacl2溶液和naoh溶液相混合也会出现 因为ca oh 2是 密封 白色沉淀 微溶于水的物质 解析 猜想假设 氢氧化钠溶液与空气中的二氧化碳反应生成碳酸钠和水 如果氢氧化钠全部变质 则其中只有碳酸钠 实验探究 1 氯化钡溶液与碳酸钠反应生成碳酸钡白色沉淀和氯化钠 根据实验现象 可知固体样品中含有碳酸钠 猜想一不正确 2 向 1 中的少量上层清液中滴加酚酞试液 溶液变红 说明溶液显碱性 结合猜想与假设的内容分析 加入过量氯化钡溶液后 上层清液中含有氢氧化钠 氯化钠 氯化钡 猜想二正确 猜想三不正确 实验结 论 氢氧化钠与二氧化碳反应生成碳酸钠和水 反思交流 1 氢氧化钠露置于空气中容易变质 需密封保存 2 氯化钙溶液中的钙离子与氢氧化钠溶液中的氢氧根离子结合 产生微溶于水的氢氧化钙 也会出现白色沉淀 类型三有关物质性质的探究 2016 22 2013 23 例 2016江西 如图是两个实验小组分别进行 加热硫酸铜和氢氧化钠溶液反应后生成物 的实验过程示意图 甲组 氢氧化钠与硫酸铜反应的化学方程式为 加热后产生黑色的氧化铜 乙组 为寻找实验中没有产生氧化铜的原因 他们进行了以下实验探究 查阅资料 在酸性条件下 氢氧化钠与硫酸铜在溶液中可发生如下反应 6naoh 4cuso43na2so4 cu4 oh 6so4 生成的碱式硫酸铜是不溶于水的蓝白色固体 加热不易发生分解 提出猜想 根据资料分析 同学们针对试管中溶液呈酸性的原因作出以下猜想 猜想 硫酸铜溶液呈酸性 猜想 生成的硫酸钠使溶液呈酸性 实验与结论 实验 用ph试纸测定硫酸铜溶液的酸碱度 得出其ph 填 或 7 硫酸铜溶液呈酸性 猜想 成立 实验 向盛有硫酸钠溶液的试管中滴加石蕊溶液 观察到溶液显紫色 硫酸钠溶液呈 填 酸 中 或 碱 性 猜想 不成立 交流与反思 1 乙组同学认真分析甲组实验后 一致认为不需要通过实验就能判断猜想 不成立 理由是 2 在化学反应中 相同的反应物因其质量比不同可能会导致生成物不同 请另举一例 写出反应物即可 中 甲组实验中也有硫酸钠生成等 木炭和氧气 或c和o2等答案合理均可 解析 甲组 氢氧化钠与硫酸铜反应的化学方程式为2naoh cuso4cu oh 2 na2so4 实验与结论 硫酸铜溶液呈酸性 酸性溶液的ph小于7 石蕊溶液遇酸性溶液变红色 遇碱性溶液变蓝色 遇中性溶液不变色 向硫酸钠溶液中加入石蕊溶液 溶液呈紫色即不变色 说明硫酸钠溶液呈中性 交流与反思 1 甲组实验中氢氧化钠与硫酸铜反应会生成硫酸钠 而甲组中观察到的现象是产生蓝色沉淀 如果硫酸钠溶液呈酸性 则产生的应该是蓝白色沉淀 2 碳与氧气反应 氧气充足时生成二氧化碳 氧气不足时生成一氧化碳 提出猜想性质类探究题的猜想可以从以下两个方面入手 1 形成溶液的酸碱性具有3种可能性 酸性 中性 碱性 2 物质本身的性质 特有的物理性质 化学性质 如能与非金属氧化物 金属氧化物 酸 碱 某些盐等的反应 实验与结论针对此题检验溶液的酸碱性的常用方法有 酸碱指示剂 紫色石蕊溶液和无色酚酞溶液 ph试纸 酸性溶液能使紫色石蕊溶液变红 不能使无色酚酞溶液变色 ph7 针对训练1 2016安顺 糕点疏松剂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滴在ph试纸上并与 对比 读出其ph值约为10 由此得出的结论是 碳酸氢钠溶液呈碱性 标准比色卡 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 碳酸氢钠能与盐酸反应 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 固体溶解并产生气泡 或有气泡产生 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 观察到澄清石灰水变浑浊 3 通过进一步实验来确定充分加热后的固体产物的成分 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 na2co3 酚酞溶液 溶液不变色 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 如果用氢氧化钙代替氯化钙 氢氧化钙会与碳酸钠反应生成氢氧化钠 无法确定产物中是否含有氢氧化钠 解析 探究实验一 用ph试纸测定溶液的酸碱度时 试纸显色后应该与标准比色卡对比 然后读数 探究实验二 碳酸氢钠与盐酸反应生成氯化钠 水和二氧化碳 所以可观察到的现象为固体溶解 有气泡产生 探究实验三 3 碳酸氢钠受热分解所得固体可能是碳酸钠 氢氧化钠或是两者的混合物 利用氯化钙溶液与碳酸钠反应生成碳酸钙沉淀可检验溶液中是否含有碳酸钠 样品溶解后 加入氯化钙 产生白色沉淀 说明样品中有碳酸钠 为进一步检验是否 含有氢氧化钠 应加入过量的氯化钙 使碳酸钠全部转化为碳酸钙沉淀 然后取上层清液滴加酚酞溶液 检验溶液中是否含有氢氧化钠 由于本实验需检验样品中是否含有氢氧化钠 所以在检验并除去碳酸钠时 不能引入氢氧根离子 如果用氢氧化钙代替氯化钙 氢氧化钙会与碳酸钠反应生成氢氧化钠 不能确定样品中是否含有氢氧化钠 4 碳酸氢钠受热分解 生成碳酸钠 水和二氧化碳 类型四有关影响因素的探究 2014 22 2012 22 例在二氧化锰的催化作用下 过氧化氢迅速分解生成氧气和水 哪些因素影响着过氧化氢分解的速率 课外活动小组同学进行了深入的探究 提出假设 a 过氧化氢溶液浓度对化学反应速率的影响 b 温度对化学反应速率的影响 设计实验 实验一 浓度对化学反应速率的影响 1 写出在二氧化锰的催化作用下 过氧化氢迅速分解的化学方程式 该实验的结论是 浓度越大 过氧化氢分解的速率越快 实验二 温度对化学反应速率的影响 15 2 填写上述表格中横线上的数据 且该实验的结论是 温度越高 过氧化氢分解的速率越快 解析 1 在二氧化锰的催化作用下 过氧化氢迅速分解为水和氧气 对比实验现象 15 的过氧化氢溶液中产生气泡速率较5 的过氧化氢溶液快 得出浓度越大 过氧化氢分解的速率越快 2 本实验是探究温度对化学反应速率的影响 即温度是变量 其他量都应该相同 所以使用的过氧化氢溶液的浓度都为15 对比两组实验现象得出实验结论 温度越高 过氧化氢分解的速率越快 实验方案在设计有关影响因素的探究方案时 通常会用到控制变量法设计对比实验 控制变量法 1 定义 对于多因素的问题 只改变其中的某一个因素 从而研究这个因素对所研究实验的影响 2 常见因素 温度 接触面积 反应物浓度和种类 反应时间 催化剂 空气或氧气 水 着火点等 3 对比实验 对比实验的现象不同 对比实验中的无关因素相同 探究因素不同 实验设计设计思路 1 实验步骤 确定需要探究的因素 无关因素相同 探究因素不同 2 实验现象 不同 3 实验结论 通过对比实验现象的不同说明该因素对实验的影响 注意 设计实验时要注意原理正确 操作简便 现象明显 药品经济 结论可靠等问题 针对训练1 2014江西 某实验小组对实验室制取氢气的反应原理进行探究 知识回顾 能产生氢气的化学反应有 水电解 活泼金属与酸反应 讨论交流 反应 的化学方程式 同学们讨论后认为该反应不适用于实验室制取氢气 实验探究 为了探究哪种物质更适合用于实验室制取氢气 大家设计了如下实验 分析与结论 填写实验报告 发烫 或发热 反应速率适中 适用于实验室制取氢气 通过实验得出 适合实验室制取氢气的化学反应方程式为 知识拓展 1 确定实验室制取气体的反应原理时 要考虑诸多因素 如反应的快慢 收集的难易 等 2 用稀盐酸制取氢气时 制得的气体中可能会增加的杂质为 反应条件 或制取气体的成本 实验操作简便与安全 实验废弃物对环境的影响 氯化氢 或hcl 解析 讨论交流 水电解生成氢气和氧气 分析与结论 镁与稀硫酸剧烈反应 产生大量气泡 放出大量的热 铁与稀硫酸反应缓慢 锌与稀硫酸反应较快 反应速率适中 适合实验室制取氢气 锌与稀硫酸反应生成硫酸锌和氢气 知识拓展 1 实验室制取气体 在确定反应原理时 考虑的因素很多 如反应的快慢 气体收集的难易 操作是否简便 实验是否安全 收集到气体的纯度 实验后的废弃物对环境的影响等 2 由于盐酸具有挥发性 如果用稀盐酸代替稀硫酸制取氢气 可能会导致制取的氢气中混有一定量的氯化氢 类型五有关粒子的探究 2011 28 例koh溶液中含有h2o k oh 能使无色酚酞试液变成红色 某化学兴趣小组想探究koh溶液使无色酚酞试液变成红色的原因 提出问题 koh溶液中的什么成分使无色酚酞试液变红 猜想 猜想1 koh溶液中的h2o使无色酚酞试液变红 猜想2 koh溶液中的k 使无色酚酞试液变红 猜想3 koh溶液中的 填化学式 使无色酚酞试液变红 oh 实验探究 试管内溶液不变色 用试管取少量氢氧化钾溶液 猜想3成立 讨论反思 有同学认为猜想1不需要实验验证就可以排除 你认为该同学的理由是 拓展 向ba oh 2溶液中滴入几滴无色酚酞试液 观察到的现象是 koh固体应 保存 酚酞试液本身含有水分子 溶液变为红色 密封 解析 结合猜想1和猜想2 根据氢氧化钾溶液中含有的粒子 h2o k oh 猜想3可以作出如下猜想 是氢氧根离子使酚酞试液变红 其符号为oh 实验探究 猜想2不成立 说明溶液没有变色 故实验 的现象为试管内溶液不变色 根据实验 可知水分子和钾离子都不能使酚酞试液变红 所以实验 中可以直接加入氢氧化钾溶液 观察到溶液变为红色 从而可以判断猜想3成立 讨论反思 酚酞试液本身就含有水分子 且氯化钾溶液中含有水 实验 就能同时验证水和钾离子对酚酞变色的影响 拓展 氢氧化钡溶液中含有氢氧根离子 同样可以使酚酞试液变红 氢氧化钾能吸收空气中的水分并和二氧化碳反应而发生变质 所以应该密封保存 猜想首先了解溶液中有哪些粒子 假设这些粒子都能使物质的颜色发生变化 实验探究针对 猜想 中的三个猜想进行逐一验证 验证时要确保不受其他粒子的干扰 记录实验现象 对实验现象进行分析 由此得出实验结论 讨论反思对酚酞试液的组成进行分析 即可推导出猜想1不需要验证就可以排除的理由 拓展 根据 实验探究 可知koh溶液使酚酞试液变红的原因 根据ba oh 2溶液中也含有oh 即可写出观察到的现象 根据koh能吸收空气中的水分并和co2反应可得出保存方法 针对训练2 2016自贡 h2o2分解时可以使用的触媒不止mno2一种 为比较相同浓度的fecl3溶液和cuso4溶液对h2o2分解的催化效果 某研究小组进行了如下探究 如图 1 写出h2o2分解 mno2作催化剂 的化学方程式 2 用图甲的实验来进行定性探究 通过观察 可比较两者的催化效果是不同的 3 用图乙的实验来进行定量探究 实验前检查该装置气密性的方法是 要定量的比较出两者的催化效果 可测量生成等体积气体时所需的 产生气泡的快慢 关闭分液漏斗活塞 将注射器活塞往右拉至一定刻度 松手后观察活塞能否回到原位置 时间 4 在fecl3溶液中有一种粒子起催化作用 究竟是哪一种呢 猜想一 铁离子 fe3 起催化作用 猜想二 起催化作用 猜想三 起催化作用 氯离子 cl 水分子 h2o 请设计实验 验证猜想一 氯化铁溶液 稀盐酸 加入氯化铁溶液的试管中有大量气泡产生 加入稀盐酸的试管中无明显现象 说明铁离子起催化作用 解析 1 过氧化氢在二氧化锰催化作用下分解生成水和氧气 2 氯化铁溶液和硫酸铜溶液的催化效果可通过比较产生气泡的快慢判断 3 检查装置气密性的方法是先将分液漏斗的活塞关闭 然后将注射器的活塞往右拉至某一刻度 然后松手 如果松手后活塞能回到原来位置 说明装置气密性良好 否则装置漏气 从定量角度比较氯化铁和硫酸铜的催化效果 可通过测定收集等体积气体所用时间判断或通过测定相同时间内收集到气体的体积判断 4 氯化铁溶液中存 在三种微粒 铁离子 氯离子和水分子 所以猜想二 三分别是氯离子或水分子起催化作用 要证明猜想一正确 要求控制加入的溶液中 一种含铁离子 一种不含铁离子 且两种溶液中阴离子要相同