云南省保山市腾八中高考化学第二轮复习 热点专题4 假设探究实验题的分析与策略(1).doc

“假设”型探究实验题的分析与策略一、“假设”探究实验题型的解题方法与思路(1)要重视“假设”部分：“假设”部分是这类题的基础，所提出的假设一定要具有合理性，切忌胡乱假设。若该部分出现问题，则后面的实验设计部分也就成了空中楼阁。高考试题为了降低难度，该部分往往是送分题，单从题中所给叙述就能找到答案。(2)重点攻破“设计”部分：实验“设计”部分是这类题最主要部分，分值较大，因此要对该部分格外重视。“假设”探究实验题型的特点：“假设”探究实验是安徽高考的常考题型，这类题集基本仪器的使用、物质的检验、实验设计于一身，综合考查学生的实验能力，主要有如下三个特点：(1)题目形式单一：这类题一般由两部分组成，一部分是对提出合理假设(猜想部分)，另一部分是对提出的假设做出验证(实验设计部分)，在实验设计部分往往提供了所能选用的试剂和仪器，这样就限定了答题范围，同时减轻了教师的阅卷强度。(2)能力要求很高：做好这类题要同时具备实验设计能力和语言表达能力。由于这类试题实验设计部分往往涉及物质的定性检验，因此对检验试剂的选择、加入顺序要特别注意，同时在设计实验时，要注意用准确的化学语言把实验步骤、实验现象叙述清楚。(3)考查范围很广：这类题很难确定要考哪部分的内容，因为题中所涉及的物质或原理可能是中学所熟悉的，也可能是一种新信息，考查范围很广，所以我们要重点掌握这类题的解题思路和方法，而不要把精力放在猜题上。二、题型分析（1）确定组分型：此类试题往往是因反应的温度、用量、浓度等发生改变而导致产物的多可能性，故在提出猜想时应从多方面考虑。【典例1】某同学利用al和fe2o3进行铝热反应，得到的最终产物为疏松的褐色硬块，为了探究该物质的组成，他做了如下探究实验。(1)提出假设：假设1：该褐色粉末由al2o3、fe组成。假设2：该褐色粉末由al2o3、fe和另一种金属单质_组成。假设3：该褐色粉末由al2o3、fe和fe2o3组成。2)探究组成：基于假设3，以上述褐色粉末为样品，验证其组成。限选的实验仪器与试剂：烧杯、试管、玻璃棒、胶头滴管、药匙、过滤器；20%kscn溶液、3 moll1的naoh溶液、3 moll1的hcl溶液、3 moll1的hno3溶液、3 moll1的cuso4溶液、0.01 moll1的kmno4溶液、蒸馏水。请设计实验方案验证假设，并完成下表。实验操作预期现象和结论步骤1：步骤2：步骤3：步骤4：叙述操作时做到条理性：检验固体样品时我们一般要把它配成溶液，不溶于水的物质，也要设法(如溶于酸或溶于碱)使其转化为可溶物，然后利用溶液中的反应，检验某物质的存在。根据题中提供的仪器，叙述时经常有如下表述：若提供过滤装置(漏斗、滤纸、烧杯、玻璃棒)常表述为“用药匙取某固体样品，放入试管中，用胶头滴管滴加某溶液少许，振荡、充分反应(充分溶解)、静置、过滤，将滤液置于试管中或将剩余固体备用”；若没有提供过滤装置常表述为“用药匙取某固体样品，放入试管中，用胶头滴管滴加某溶液少许，振荡、充分反应(充分溶解)、静置，将上层清液置于试管中或将剩余固体备用”。由于样品中可能存在多种成分，在检验这些成分时往往会互相干扰，碰到这种情况时，我们一般先将样品转化为溶液，分别取溶液于若干支试管中(常用试管a、试管b、试管c来表示)，分别检验每种成分的存在。（2）原理探究型：此类试题在高考中较少考查，在题设条件中往往会给出明显的提示，较易提出假设。（eg:实验专题中工业上常用fe(no3)3溶液来蚀刻银器的探究）。答题注意：根据所给现象列举出该现象可能由哪些物质的哪些性质造成设计实验，叙述现象，从正反两个角度说明每种假设的合理和不合理。原理探究型试题在高考中考查较少，我们只需了解。（3）性质验证型：此类试题要求通过设计实验以证明物质的性质，可以限要求、限试剂、限内容，也可以不限，对学生的知识及能力要求均较高。eg3：某同学根据na2o2能与co2反应，推测na2o2也能与so2反应，他认真思考后认为so2与co2的性质有所不同，因此产物也有可能不同。该同学用一定量的so2与na2o2充分反应，得到白色固体m(m中没有残留的na2o2)，请完成下列题目，以便确认m的组成。(1)若na2o2与so2反应类似于na2o2与co2反应，请写出na2o2与so2反应的化学方程式：_，除该反应生成的固体产物外，还可能生成的固体产物是_。(2)提出假设：假设1：m中只有一种物质_。假设2：m中只有一种物质_。假设3：m中有_。(3)请设计实验完成对m成分的探究。限用试剂的仪器：固体m、稀盐酸、稀硝酸、氢氧化钠溶液、氯化钡溶液，试管、烧杯、药匙、滴管。实验操作预期现象和结论步骤1：步骤2：点评：分析物质的结构或所属类型典型代表物的性质推测可能具有的性质根据这些性质找到可能存在的反应利用反应产生的现象证明是否具备这样的性质。如二氧化硫与二氧化碳在组成上相似，我们可以推测二氧化硫可能与过氧化钠反应生成亚硫酸钠，又考虑到二氧化硫具有还原性，所以与过氧化钠反应时还可能生成硫酸钠，于是我们就可以根据亚硫酸钠与硫酸钠的性质，设计合适的反应，从而验证二氧化硫和过氧化钠可能存在的反应。练习：1. （07广东卷2311分）已知某混合金属粉末，除铝处还含有铁、铜中的一种或两种，所含金属的量都在5%以上。请设计合理实验探究该混合物金属粉末中铁、铜元素的存在。 仅限选择的仪器和试剂：烧杯、试管、玻璃棒、量筒、容量瓶、滴管、药匙；1mol/l硫酸、2mol/l硝酸、2mol/lnaoh溶液、20%kscn溶液。 完成以下实验探究过程： （1）提出假设：假设1：该混合金属粉末中除铝外还含有 元素；假设2：该混合金属粉末中除铝外还含有 元素；假设3：该混合金属粉末中除铝外还含有fe、cu元素；（2）设计实验方案：基于假设3，设计出实验方案（不要在答题卡上作答）。（3）实验过程：根据（2）的实验方案，叙述实验操作、预期现象和结论。 【提示】在答题卡上按以下方式作答，注意前后内容对应； 注意文字简洁，确保不超过答题卡空间。编号实验操作预期现象和结论2.（08广东卷2112分）某种催化剂为铁的氧化物。化学兴趣小组在实验室对该催化剂中铁元素的价态进行探究：将适量稀硝酸加入少许样品中，加热溶解；取少许溶液，滴加kscn溶液后出现红色。一位同学由此得出该催化剂中铁元素价态为+3的结论。（1）请指出该结论是否合理并说明理由 。（2）请完成对铁元素价态的探究：限选实验仪器与试剂：烧杯、试管、玻璃棒、药匙、滴管、酒精灯、试管夹：3 moll-1h2so4、3 h2o2、6 moll-1hno3、0.01 moll-1kmno4、naoh稀溶液、0.1 moll-1kl、20 kscn、蒸馏水。提出合理假设假设1： ；假设2： ；假设3： 。设计实验方案证明你的假设（不要在答题卡上作答）实验过程：根据的实验方案，进行实验。请在答题卡上按下表格式写出实验操作步骤、预期现象与结论。实验操作预期现象与结论步骤1：步骤2：步骤3：3. （09广东卷2112分) 三草酸合铁酸钾晶体k3 fe(c2o4 )33h2o可用于摄影和蓝色印刷。某小组将无水三草酸合铁酸钾在一定条件下加热分解，对所得气体产物和固体产物进行实验和探究。请利用实验室常用仪器、用品和以下限选试剂完成验证和探究过程。 限选试剂：浓硫酸、1.0 moll-1hno3、1.0 moll-1盐酸、1.0 moll-1 naoh、3% h2o2 、0.1moll-1ki、0.1 moll-1cuso4、20% kscn、澄清石灰水、氧化铜、蒸馏水。（1）将气体产物依次通过澄清石灰水（a）、浓硫酸、灼热氧化铜（b）、澄清石灰水（c），观察到a、c中澄清石灰水都变浑浊，b中有红色固体生成，则气体产物是 。（2）该小组同学查阅资料后推知，固体产物中，铁元素不可能以三价形式存在，而盐只有k2co3。验证固体产物中钾元素存在的方法是 ，现象是 。（3）固体产物中铁元素存在形式的探究。 提出合理假设假设1： ； 假设2： ；假设3： 。设计实验方案证明你的假设（不要在答题卡上作答）实验过程： 根据中方案进行实验。在答题卡上按下表的格式写出实验步骤、预期现象与结论。实验操作预期现象与结论步骤1：步骤2：步骤3：4.【江西省九江市第一中学2013届高三入学考试】（16分）面粉增白剂主要包括过氧化苯甲酰(俗称面粉增白剂)和过氧化钙两种物质。其中过氧化钙(cao2)在日常生活和工农业生产中还常用于种子消毒、药物制造、油脂漂白及鱼池增氧等，还可以作为高温氧化剂。已知：过氧化钙与co2反应有气体生成，而将so2通入过氧化钙粉末中也有气体生成。有人提出co2、so2与过氧化钙的反应原理相同，但也有人提出so2具有较强的还原性，co2无强还原性，反应原理不相同。据此设计如下实验操作进行判断。实验一：通过测量气体的体积判断发生的化学反应，实验装置如下：(1)试剂a可以选用_，试剂b的作用是_。(2)装置e用于测定氧气的体积，请在方框中画出装置图。(3)实验测得装置c中过氧化钙质量增加了m1 g，装置d质量增加了m2 g，装置e中收集到的气体为v l(已换算成标准状况下)，用上述有关测量数据判断，so2未被氧化、部分被氧化、完全被氧化的vm1关系式。未被氧化：_，部分被氧化：_，完全被氧化：_。若so2完全被氧化，写出反应的化学方程式：_。实验二：向一定量的过氧化钠固体中通入足量的so2，取反应后的固体进行实验探究，以证明过氧化物与so2反应的特点。提出假设：假设1：反应后固体只有_，证明so2未被氧化；假设2：反应后固体中只有_，证明so2完全被氧化；假设3：_。实验探究：(4)设计实验，证明假设3是正确的，简要回答实验过程、现象和结论：_。实验评价：(5)实验过程中so2的通入量直接影响探究实验结果的科学性，请简要说明原因：_。5(5分)用胶头滴管将新制的氯水逐滴加入含有酚酞的氢氧化钠溶液中，溶液红色变浅，最终褪色，为了探究褪色的原因，某实验小组进行了如下探究：(1)提出假设：假设1：氯水中的次氯酸具有漂白性，使溶液红色褪去。假设2：因为氯水具有_性，使溶液红色褪去。(2)进行验证：限使用的试剂和仪器：氢氧化钠溶液、ph试纸、玻璃棒、玻璃片、试管、胶头滴管。请设计实验方案进行验证，并将实验操作、预期现象和结论填入下表。实验操作预期现象和结论6.(5分)某同学对“醋酸钠固体对醋酸电离的影响”产生了浓厚的兴趣，他思考了如下问题：(1)向0.01 moll1的醋酸溶液中加入醋酸钠固体，溶液的ph会_(填“增大”或“减小”)。(2)产生这种变化的原因可能有：假设1：_。假设2：_。(3)实验设计为了验证哪种假设是正确的，请帮助该同学设计实验并完成下表。限用试剂和仪器：0.01 moll1的醋酸溶液、ch3cook、冰醋酸、ch3coonh4固体、氨气、nahco3固体、ch3coonh4溶液(已知常温下等浓度的醋酸和氨水的电离程度相同)，烧杯、ph计。实验操作预期现象和结论步骤1：取20 ml 0.01 moll1醋酸溶液于烧杯中，用ph计测定溶液的ph步骤2：(4)写出你在步骤2中选用检验试剂的理由：_。7(6分)有一种昆虫信息素的化学式为c18h34o，已知该信息素是一种含有两种官能团的链状化合物，其中的氧元素不以醚键的形式存在。某同学利用自己所学知识确认该信息素中所含官能团(所含官能团都是中学化学中常见的)。(1)该信息素比相同碳原子数的烷烃少_个氢原子。(2)提出假设：假设1：该信息素中含有羟基和_。假设2：该信息素中含有羰基和_。假设3：该信息素中含有碳碳双键和醛基。 (3)现基于假设3进行实验探究，请把下面表格填写完整。限选用的试剂和仪器：新制的银氨溶液、酸性高锰酸钾溶液、溴水，一支装有信息素的试管、滴管、热水浴、酒精灯、烧杯。实验操作预期现象和结论步骤1：步骤2： (4)该同学认为可先用酸性高锰酸钾溶液检验碳碳双键的存在，然后再检验醛基的存在，试对他这种做法做出评价： _。8(6分)某校三个研究性学习小组对“葡萄糖溶液与新制的氢氧化铜悬浊液作用得到的砖红色沉淀是cu2o”提出质疑。(1)甲小组认为砖红色沉淀不一定是cu2o，为此展开了确定砖红色沉淀成分的探究。步骤一：提出假设假设1：_。假设2：_。假设3：_。步骤二：查阅资料1价的铜在酸性条件下易发生自身氧化还原反应。在空气中灼烧氧化亚铜生成氧化铜。步骤三：设计实验方案a将该砖红色沉淀溶于足量的稀硝酸中，观察溶液颜色变化b将该砖红色沉淀溶于足量的稀硫酸中，观察是否有残渣c取该砖红色沉淀a g，在空气中充分灼烧至完全变黑，放入干燥器中冷却，再称重， 反复多次至固体恒重，称得质量为b g，比较a、b的关系d将该砖红色沉淀装入试管中，加入硝酸酸化的硝酸银溶液，观察是否有银白色沉淀 析出你认为合理的方案是_(填字母)。(2)乙小组针对甲小组的假设，另设计了下图装置进行验证。若按乙小组装置定性检验上述砖红色沉淀成分，可根据_现象的发生与否即可判断。若按乙小组装置定量测定上述砖红色沉淀的成分，你认为理论上应该测定的物理量是_ _(填字母)。a通入氢气的体积b反应前砖红色沉淀和硬质玻璃管的总质量c完全反应后砖红色固体和硬质玻璃管的总质量d实验前干燥管质量e硬质玻璃管质量f锌粒质量g稀硫酸中含溶质的量h实验后干燥管质量答案：例题1：(1)al(2)实验操作预期现象和结论步骤1：用药匙取少量粉末于烧杯a中，加入足量3 moll1的naoh的溶液，充分搅拌、过滤、洗涤，滤液和滤渣备用粉末溶解且无气泡产生，说明粉末中可能含有al2o3步骤2：取少量步骤1的滤液于试管中，用胶头滴管逐滴滴加3 moll1的hcl溶液至过量有白色沉淀产生，然后沉淀又溶解，说明粉末中含有al2o3步骤3：将步骤1的滤渣转移到烧杯b中，加入足量3 moll1的cuso4溶液，充分搅拌、过滤，洗涤滤渣有红色固体生成，说明粉末中含有fe步骤4：将步骤3的滤渣转移到烧杯c中，加入足量3 moll1的hcl的溶液，充分搅拌、过滤，向滤液中滴加少量3 moll1的hno3溶液，然后滴加少量20%kscn溶液加入盐酸后固体部分溶解，向滤液中加入硝酸和kscn溶液后，溶液变成血红色，说明粉末中含有fe2o3eg3: (1)2na2o22so2=2na2so3o2na2so4(2)na2so3na2so4na2so3、na2so4(3)实验操作预期现象和结论步骤1：用药匙取少量固体m于试管中，加入足量的稀盐酸若闻到刺激性气味，说明m中含有na2so3；若无明显现象，则无na2so3步骤2：向步骤1反应后的溶液中滴加足量的盐酸酸化的氯化钡溶液若有白色沉淀生成，则证明含有na2so4；若没有白色沉淀生成，则无na2so4。综合上述现象，若步骤1中产生刺激性气味，步骤2中无白色沉淀生成，则假设1成立；若步骤1无明显现象，步骤2中有白色沉淀生成，则假设2成立；若步骤1中产生刺激性气味，步骤2中有白色沉淀成生，则假设3成立练习：1. （1）cu；fe（顺序可交换） （3）编号实验操作预期现象和结论用药匙取少许样品，加入试管a中，再用滴管取过量naoh溶液并滴加到试管a中，充分反应后，静置，弃去上层清液，剩余固体备用样品部分溶解，并有气体放出往试管a的剩余固体中加过量稀硫酸，充分反应后，静置。取上层清液于试管b中，剩余固体备用固体部分溶解，并有气体放出，溶液呈浅绿色，可能含铁往试管b中加入少许稀硝酸，再滴加kscn溶液溶液先变黄色，加kscn后显血红色，结合可知，一定含铁往剩余固体中加入稀硝酸，再滴加naoh溶液固体溶解，有无色刺激性气体产生并很快变成红棕色，溶液显蓝色，加naoh溶液后有蓝色沉淀产生，一定含铜。2. (1) 该结论不正确。稀hno3有强氧化性，若该铁的价态为+2价，则被氧化为+3价同样可使kscn溶液变血红色。(2) 提出合理假设假设1：催化剂中铁元素的价态为+3价。假设2：催化剂中铁元素的价态为+2价。假设3：催化剂中铁元素的价态既有+3价也有+2价。设计实验方法证明你的假设实验过程 实验操作预期现象与结论步骤1：将适量稀h2so4加入少许样品于试管中，加热溶解； 溶液呈黄绿色，说明溶液中含fe2+或fe3+。步骤2：取少量溶液，滴加酸性kmno4溶液。若kmno4溶液的紫红色褪去为无色溶液，则说明催化剂中铁元素的价态含+2价；若不褪色，则说明催化剂中铁元素的价态不含+2价。步骤3：另取少量溶液，滴加kscn溶液。若溶液变为血红色，则说明催化剂中铁元素的价态含+3价；若溶液无明显变化，则说明催化剂中铁元素的价态不含+3价。3.（1）co2、co （2）焰色反应 透过蓝色钴玻璃，观察到紫色的火焰(3）feo feo、fe fe实验步骤预期现象与结论步骤1：取适量固体产物与试管中，加入足量蒸馏水，充分振荡使碳酸钾完全溶解。分离不容固体与溶液，用蒸馏水充分洗涤不溶固体固体产物部分溶解步骤2：向试管中加入适量硫酸铜溶液，再加入少量不溶固体，充分振荡（1） 若蓝色溶液颜色及加入的不溶固体无明显变化，则假设2成立。（2） 若蓝色溶液颜色明显改变，且有暗红色固体生成，则证明有铁单质存在步骤3：继续步骤2中的（2）,进行固液分离，用蒸馏水洗涤固体至洗涤液无色。取少量固体与试管中，滴加过量hcl，静置，取上层清液，滴加适量h2o2 ,充分振荡后滴加kscn 结合步骤2中的（2）：（1） 若溶液基本无色，则假设（1）成立（2） 若溶液呈血红色，则假设（3）成立步骤1：将固体产物加入1.0 moll-1盐酸中 观察有无气体 若有气泡产生、说明固体产物中含有单质铁，反之，则不含单质铁步骤2：将固体产物加入足量的0.1 moll-1cuso4中充分反应后过滤、洗涤后，将沉淀物溶于1.0 moll-1盐酸，再加入20% kscn，最后加入3% h2o2，若最终溶液显红色，说明固体产物中含有feo，若不出现红色、说明不含有feo【解析】（1）将产生的气体产物依次通过澄清石灰水，石灰水变混浊，说明产生的气体中含有co2，然后再通过灼热氧化铜、澄清石灰水,观察到有红色固体生成，澄清石灰水都变浑浊，气体中含有co；（2）碱金属元素的检验一般采用焰色反应；（3）依据信息：固体产物中，铁元素不可能以三价形式存在，而盐只有k2co3，可推测铁元素只能以亚铁及铁单质的形式存在；在设计实验时，应注意fe与feo的性质的不同点。【考点分析】：考查考生对元素及其化合物性质的掌握，对物质进行检验的实验技能，考查考生运用相关知识对实验提出假设及设计方案的能力。【解析】（1）根据装置可知，a是制取so2的。但由于生成的so2中含有水蒸气，而水蒸气也能和过氧化钙反应，所以装置b中的试剂应该是浓硫酸，用来干燥so2；由于so2和过氧化钙的反应中，so2是过量的，所以为了防止so2对反应中生成的气体的干扰，则装置d中应该盛放碱石灰，用来吸收未反应的so2。（2）由于氧气难溶于水，所以应该用排水法来测量氧气的体积，因此装置图是（见答案）。（3）如果so2没有被氧化，则反应式是2cao22so2=2caso3o2，所以生成的氧气体积是v；