专题四科学探究题文档.doc

专题四 科学探究题类型之一 对化学反应过程及反应条件的探究化学反应中，反应的条件将直接影响反应过程，同时反应过程还会受到多种因素的影响，如：催化剂的种类，反应的环境等，做此类型探究题时要注意这些因素的变化。1. （2011广东）学习了MnO2对过氧化氢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？于是进行了如下探究。【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_。【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_。（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】本题是针对实验条件催化剂及氧气实验室制法过程的探究。催化剂是影响反应过程的重要因素，其在反应前后，改变反应的速率，但本身的质量和化学性质都不改变。【答案】【猜想】质量和化学性质不变【实验】（1）有气泡产生；质量不变；产生能使带火星的木条复燃的气体（2）过氧化氢溶液自己不能分解（3）玻璃棒（4）2H2O22H2O+O2【拓展】CuO+H2SO4=CuSO4+H2O2（2010佛山）氯气（Cl2）是黄绿色气体，水溶液叫氯水。把品红试纸（染有品红的纸）伸入氯水中，品红褪色。【发现问题】 氯水中的哪些成分能使品红褪色呢？【查阅资料】 氯气溶于水，部分与水反应，方程式为Cl2 + H2O = HCl + HClO。其中，HClO的名称叫次氯酸，是一种弱酸，具有强氧化性。【猜 想】猜想1：是氯水中的水使品红褪色的；猜想2：是氯水中的 （填化学式）使品红褪色的；猜想3：是氯水中的盐酸使品红褪色的；猜想4：是氯水中的次氯酸使品红褪色的。【实验探究】实验操作实验现象过程分析把品红试纸伸入水中没有褪色猜想1不成立把品红试纸伸入干燥的氯气中没有褪色猜想2不成立 没有褪色猜想3不成立【结 论】综合分析：氯水中的 （填化学式）使品红褪色，具有漂白作用（能使品红等有色物质褪色）。【反 思】（1）HClO中氯元素的化合价为 价。（2）氯水中加入AgNO3溶液有白色沉淀生成，化学方程式为 。（3）向氯水中滴加紫色石蕊试液，观察到的现象是 。【解析】氯气可溶解与水，在氯水中共有四种分子，除了题中所给三种猜想中的三种分子外，还有氯气分子。向氯水中滴加紫色石蕊试液，紫色石蕊遇盐酸首先变红，在次氯酸的作用下，红色随后褪去。【答案】【猜 想】Cl2【实验探究】把品红试纸伸入到盐酸中【结 论】HClO【反 思】（1）+1 （2）AgNO3+HCl=AgCl+HNO3 （3）先变红色后褪色类型之二：对实验设计方案的探究此类探究题往往根据物质的有关知识及实验探究的基本要求，对给出的探究方案或猜想进行评价或改进。针对此类实验题，应注意在设计的方案上，既要能够反映出完整的探究过程，又要注意表述时简单明了。3（2011河北）在一次实验课上，各小组同学用在不同地点找来的小石块与稀盐酸反应制取二氧化碳。此反应的化学方程式为 。小明发现，相邻小组气体产生的速率比自己小组的快。小明将这一情况报告老师，老师鼓励他们对此问题共同探究。【提出问题】影响二氧化碳气体产生速率的因素是什么?【作出猜想】不同地点石块中碳酸钙含量不同； 所用盐酸的溶质质量分数不同； 还可能是 。【设计实验】(1)验证猜想是否成立，要设计的实验：分别取大小相同、质量相同、的石块，加入质量相同、的稀盐酸进行实验。(2)验证猜想是否成立，对盐酸的要求是。【交流讨论】实验中可以通过观察气泡产生的剧烈程度，粗略地比较反应速率。若要做到精确比较，应该测量的实验数据是。【拓展延伸】上述实验中，小明采用了控制变量的研究方法。用此方法探究“催化剂对用过氧化氢溶液制取氧气的反应速率的影响”，需要控制不变的因素有 (答出两点即可)。【解析】本题重点考查对控制变量法的运用，探究时必须确保除探究因素以外其它因素都不改变。精确比较气体产生快慢的方法是测量相同时间内收集的二氧化碳体积。【答案】CaC03+2HCl=CaCl2+H20+C02【作出猜想】石块大小不同(或石块质量不同、盐酸质量不同)【设计实验】(1)不同地点 溶质质量分数相同(2)溶质质量分数不同【交流讨论】相同时间内收集的二氧化碳体积(或收集相同体积二氧化碳所需的时间)【拓展延伸】温度、溶液的溶质质量分数、溶液质量、压强4（2010芜湖）某化学兴趣小组的同学将一枚洁净的铁钉放入食盐水中(如图，装置气密性良好)，一段时间后，进行观察。请你一起参与分析，并完成后续实验设计。【观察现象】装置中右侧导管中的液面升高。铁钉生锈，试管底部有黑色固体物质。【提出问题】导管中液体为何升高？黑色固体物质又是什么？【理论分析】小组同学根据已学过的知识分析得知，液面上升的原因是 。【猜想与假设】小组中的小明同学猜测该黑色固体可能含有：Fe、Fe2O3、FeCl3、C四种物质。【分析与验证】小组同学根据小明的四种猜测做了以下分析：小红同学认为不可能含有氯化铁，该结论得到小组同学的认可，理由是 。小强同学认为一定含有碳，该结论也得到小组同学的认可，理由是 。小组同学不能确定是否含有铁，请人帮他们设计方案进行确认：实验步骤实验现象实验结论你选用的试剂是： 知识链接相信你一定在家中做过铁钉分别在水以及食盐水中生锈的实验，你的结论之一是铁钉在 (填“水”或“食盐水”)中生锈快。【解析】本题是对铁生锈实验过程中产生现象的探究，通过设计实验方案确定铁单质的存在。氯化铁能溶于水，溶液呈黄色。【答案】【理论分析】铁钉生锈消耗了试管内的氧气，使试管内压强低于大气压。【分析与验证】氯化铁溶于水；铁钉是铁合金，含有碳；实验步骤实验现象实验结论稀盐酸（或稀硫酸）有气泡产生（无气泡产生）含有（或不含有）【知识链接】食盐水5. （2011内江）碳及许多含碳化合物不充分燃烧都要产生一氧化碳，一氧化碳是一种污染空气的有毒气体，它使人中毒的原因是 ，通常采用燃烧法处理尾气中的一氧化碳。某同学对一氧化碳与一定量的氧气反应后所得的气体成分进行了如下实验探究：【提出猜想】反应后气体的组成可能是：CO和CO2；只有CO2； 。【实验探究】该同学为了验证自己的猜想，用下列装置进行实验：装置B中氢氧化钠溶液的作用是 。装置A中出现的现象是 ，发生反应的化学方程式是 ，用带火星的木条伸入D中出现的现象是 。【实验结论】通过实验验证，猜想成立。【解析】本题猜想3虽然有多种选择，但从探究过程D中带火星的木条复燃及实验结论猜想3成立，只能得出反应后其它为CO2和O2 。【实验探究】吸收二氧化【答案】一氧化碳与人体血液中的血红蛋白结合，使人体缺氧【提出猜想】CO2、O2【实验探究】吸收二氧化碳（或除去二氧化碳）澄清石灰水变浑浊；Ca(OH)2 + CO2 = CaCO3+ H2O ； 木条复燃。类型之三：对物质组成或性质的探究生活与化学实验中，常会遇到一些我们未曾学过的物质或课本未曾涉及的知识点。针对这些内容，需要大家利用学过的知识对它们进行合理的探究。6.（2011黄石）碳酸氢钠常用于食品和医药工业，某化学兴趣小组对碳酸氢钠的热稳定性进行探究。查阅资料碳酸氢钠受热易完全分解，生成水、二氧化碳气体和一种常见固体物质，该固体物质含有三种元素，且为纯净物。进行实验一为了验证碳酸氢钠受热时会分解，该兴趣小组的同学取一定质量的碳酸氢钠放到铜片上加热，如下图所示。 加热一段时间后，观察小烧杯内壁有 现象，证明有水生成；通过向烧杯中加入澄清石灰水证明有二氧化碳生成。提出问题碳酸氢钠充分加热后固体产物是什么？作出猜想猜想：固体产物是Na2CO3。 猜想： （请完成猜想）。进行实验二下表是该兴趣小组同学设计的实验方案，用来检验碳酸氢钠分解后固体产物的成分，请你完成方案：实验操作预期实验现象结论有气泡冒出取少量固体样品于试管中，加入足量盐酸猜想结论正确拓展应用碳酸氢钠常用来治疗胃酸过多，但对于患有胃溃疡（胃粘膜溃烂）的病人在胃酸（可用盐酸表示）过多时，却不宜服用碳酸氢钠，其原因是 （用化学方程式表示）。【解析】碳酸氢钠受热分解会生成水和二氧化碳，另一种产物可从实验二中有气泡冒出判断为碳酸钠。【答案】水雾；固体产物是NaOH；实验操作预期实验现象结论取少量固体样品于试管中，加入足量盐酸猜想结论正确没有气泡冒出NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO27（2010河北）某班同学做验证铁、铜、银的金属活动性顺序的实验，用到的药品有铁丝、铜丝、银丝、稀硫酸和硫酸铜溶液。实验结束后，化学兴趣小组的同学欲对该实验的废液进行探究，请你一起参与。【提出问题】废液中含有什么物质? 【交流表达】（1）小明通过观察，认为废液中一定含有硫酸铜。他观察到的现象是 。（2）小红通过分析，认为废液中一定含有硫酸亚铁，她的依据是： 。【作出猜想】小华认为废液中还可能含有硫酸。【实验验证】（1）小华测得废液的pH小于7，证明废液中含有硫酸。用pH试纸测定溶液pH的方法： 。（2）小明取少量废液，向其中滴加氢氧化钠溶液，也得到了相同的结论。小明的实验现象是 。通过分析与实验，同学们得出废液中含有硫酸亚铁、硫酸铜和硫酸。【拓展应用】（1）若将废液中的溶质全部转化为硫酸亚铁，应向废液中加入过量的 。写出该反应过程中的一个化学方程式 。（2）反应完全后，过滤，滤渣中物质为 ，滤液中溶质为硫酸亚铁。【解析】本题是对金属活动性的探究。探究金属活动性的方法可以用酸与金属反应，看是否产生气泡来比较，也可利用不同的金属与盐溶液反应看是否能置换出盐中的金属元素来判断。【答案】【交流表达】（1）溶液显蓝色（2）铁丝与稀硫酸（或硫酸铜溶液）反应生成硫酸亚铁（或反应生成的硫酸亚铁不与其他物质反应）【实验验证】（1）将待测液滴到试纸上，把试纸呈现的颜色与标准比色卡比较，确定 pH（2）滴加一定量氢氧化钠溶液后才有沉淀生成【拓展应用】（1）铁片（或 Fe、铁粉、铁丝等）Fe + H2SO4FeSO4 + H2（或 Fe + CuSO4FeSO4 + Cu）（2）铁和铜（或 Fe 和 Cu）豫题实战1(2011河南)氯气(Cl2)是有刺激性气味的有毒气体。氯气可与水反应：Cl2+H2OHCI+HCIO(次氯酸)。右图是探究物质漂白性(使有色物质褪色)的实验。 (1)闻氯气时，在操作上应注意什么问题? (2)写出右图C中C12与NaOH溶液反应的化学方程式。(提示：HCIO+NaOHNaCl0+H2O) (3)图中实验的现象为B中布条褪色而A中布条不褪色，由此可推测具有漂白性的物质可能有哪些?若要证明只有次氯酸有漂白性，还需补做相关的实验，消简要写出实验的步骤和现象。 【解析】(1)不要把鼻孔凑到容器口去闻氯气的气味。 (或用手在容器口轻轻扇动，让极少量气体飘进鼻空。 (2)Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O (3)具有漂白性的物质可能有盐酸和次氯酸。 取一红色布条，在上面滴加盐酸，布条不褪色。2、 (2011河南)利用下图装置可做CO还原Fe2O3，的实验，并检验该反应生成的气体产物。 已知由A装置制取的CO气体中混有少量的CO2。 CO与Fe2O3反应的化学方程式为 。 气体通过装置的顺序是A (装置不能重复使用)。 从环保角度考虑，对以上装置的改进措施是 。 【解析】Fe2O3+3C0=2Fe+3CO2 CDB 将尾气点燃或进行收集等。 3.(2010河南)过氧化钠(化学式为Na202)可用在呼吸面具中作为氧气来源。Na202能跟C02反应生成02和另一种固体化合物(用X表示)；它也能跟H20反应生成02，化学方程式为:2Na202+2H20=4NaOH+02。以下是某兴趣小组进行的探究活动。 (1)利用如下图所示实验装置制取氧气，请回答有关问题。 实验室制取CO2的化学方程式为 。表明C02未被Na202完全吸收的实验现象为 。 O2可采用D装置收集，并用带火星的木条检验，这是利用了O2的哪些性质？ 若A装置产生的C02中混有水蒸气，要检验干燥的C02能否与Na202反应生成O2，以上实验装置应如何改进? (2)为探究X是哪种物质及其有关性质，同学们进行了如下分析和实验。 有同学猜想X可能是酸、碱或盐中的一种。通过对物质组成的分析，大家一致认为X肯定不是酸和碱，理由是 。同学们通过讨论和实验证明了X是Na2C03。以下是他们设计的有关Na2C03性质的探究实验，请根据卷首资料提供的信息，将下表填写完整。 实验操作 现 象 有关的化学方程式实验一：取少量固体样品， 澄清石灰水变浑浊Na2C03+2HCl=2NaCl+H20+C02C02+Ca(OH)2=CaC03+H2 0实验二：取少量固体样品，加水配成溶液，滴加适量的 溶液有白色沉淀产生 【解析】(1)CaC03+2HCl=CaCl2+H20+C02 澄清石灰水变浑浊 氧气密度比空气的大，氧气有助燃性。 在A、