第四讲化学实验专题：探究性实验试题解题方法和思路

探究性实验试题解题方法和思路,化学实验专题,化学是一门以实验为基础的学科，所以有化学实验即科学探究之说法。纵观近几年高考，主要以考察探究性实验和物质制备实验为主。这些探究性和制备性实验的试题，综合性强，理论和实践的联系紧密，有的还提供一些新的信息，要求考生必须冷静的审题，联系所学过的知识和技能，进行知识的类比、迁移、重组，全面细致的思考才能正确作答。,命题规律：,一、探究性实验的一般思路,1、准确地把握实验目的,2、利用已学知识，分析如何实现这个目的-实验原理,3、结合实验材料，初步确定设计对策实验方案,二、探究性实验的题目分布,探究性实验的题型一般分为三部分：第一部分是基础题型，一般是判断反应产物、判断氧化剂还原剂、判断结论是否正确等，题目容易，属于必得分部分。,如2010年广东高考题第33题：（16分）某科研小组用MnO2和浓盐酸制备Cl2时，利用刚吸收过少量SO2的NaOH溶液对其尾气进行吸收处理。（1）请完成SO2与过量NaOH溶液反应的化学方程式：SO2+2NaOH=_。（2）反应Cl2+Na2SO3+2NaOH=2NaCl+Na2SO4+H2O中的还原剂为_。,第二部分为提高题型，一般是推断产物的成分，提出对产物成分的假设，题目有一定难度，但题目一般会先做出1-2个假设例子，只要理解了题目的意图，也比较容易得分。,对于提出假设通常有两种类型：第一种是提出三个假设：假设1、存在；假设2、存在；假设3、和都存在或都不存在（判断依据在于两者能否反应）；第二种类型是有三个以上的假设：假设1、存在；假设2、存在；假设3、存在；假设4、存在最后一般仅要求验证某个假设。这就要求我们认真审题，根据要求验证的假设来设计鉴定实验。,如2010年广东高考题第33题：（3）吸收尾气一段时间后，吸收液（强碱性）中肯定存在Cl-、OH-和SO42-。请设计实验，探究该吸收液中可能存在的其他阴离子（不考虑空气的CO2的影响）。提出合理假设。假设1：只存在SO32-；假设2：既不存在SO32-也不存在ClO-；假设3：_。,第三部分是拓展题型，一般是结合所给的实验材料，设计实验方案。在设计时要遵循以下四个原则：一、科学性原则；二、对照性原则；三、等量性原则；四、控制变量原则。,（3）吸收尾气一段时间后，吸收液（强碱性）中肯定存在Cl-、OH-和SO42-。请设计实验，探究该吸收液中可能存在的其他阴离子（不考虑空气的CO2的影响）。提出合理假设。假设1：只存在SO32-；假设2：既不存在SO32-也不存在ClO-；假设3：_。设计实验方案，进行实验。请在答题卡上写出实验步骤以及预期现象和结论。限选实验试剂：3moL/LH2SO4、1moL/LNaOH、0.01mol/LKMnO4、淀粉-KI溶液、紫色石蕊试液。,向A试管中滴加12滴0.01mol/LKMnO4溶液,（1）若溶液褪色，则假设1成立；（2）若溶液不褪色，则假设2或3成立。,向B试管中滴加12滴淀粉-KI溶液,（1）若溶液变蓝色，则假设3成立（2）若溶液不变蓝色，结合步骤2中的（2），则假设2成立。,原理正确，步骤简捷条件适宜，操作简单原料丰富，价格低廉转化率高，减少污染,三设计、评价或改进实验方案的要求,1、取适量的物质（药品）进行实验（操作）如果有现象，则得出（结论）2、（对另一种情况设计判断）另取等量的物质（药品）进行对照实验（操作）如果有（现象），则得出（结论）。,四、答题模式,规范书写实验方法,发生装置,除杂装置,性质实验装置（收集装置）,尾气吸收装置,生成产生制取,除去（吸收）防止干扰（影响）除去中的杂质，以免影响测量结果,与反应验证说明比较,吸收防止的污染（影响）,规范书写各装置用途,1、颜色由变成2、液面上升或下降（形成液面差）3、溶液变混浊4、生成（产生）沉淀5、溶液发生倒吸6、产生大量气泡7、有气体从溶液中逸出8有液体溢出,要求：1、全面2、准确,1、固体表面产生大量气泡2、固体逐渐溶解3、固体体积逐渐变小(变细）4、颜色由变成,1、生成色（味)气体2、气体由色变成色3、先变后（加深、变浅、褪色）,3、有时需要指明何处,规范书写实验现象,答题思路：1、这样做有什么好处2、不这样做有什么影响,“坏处”：如果（不这样）那么会（怎样）,好处：1、直接作用2、根本目的,规范书写操作目的、原因、理由,例1、(08广东)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：3molL-1H2SO4/3H2O2、6molL-1HNO3/0.01molL-1KmnO4、NaOH稀溶液、0.1molL-1Kl、20KSCN、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实验过程：根据的实验方案，进行实验。,评价,假设,现象和结论,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。,练习1、某白色粉末可能含有K2SO4、NH4Cl、NaCl。请设计合理实验探究该白色粉末的组成。限选实验仪器与试剂：烧杯、试管、玻璃棒、量筒、胶头滴管、药匙、酒精灯、火柴、试管夹、镊子；红色石蕊试纸、1molL1硫酸、1molL1硝酸、1molL1盐酸、BaCl2溶液、2molL1NaOH溶液、Ba(NO3)2溶液、AgNO3溶液、蒸馏水。完成以下实验探究过程：（1）提出假设：根据题意，该白色粉末的组成有_种可能的情况（2）设计实验方案基于该粉末中上述三种盐均存在这一假设，设计出实验方案（不要作答）。,7,（3）根据的实验方案(K2SO4、NH4Cl、NaCl均存在)，叙述实验操作、预期现象和结论。,用药匙取少量白色粉末于试管A底部，点燃酒精灯，充分加热试管。,白色粉末减少，有白烟生成，试管上部有白色固体凝结，说明原白色粉末含有NH4Cl。,用药匙取少量试管A中的残留固体于试管B中，滴加适量蒸馏水，振荡。,向试管B中滴加过量的Ba(NO3)2溶液和1molL1硝酸，充分振荡后静置。,有白色沉淀生成，证明原白色粉末含有K2SO4。,有白色沉淀生成，证明原白色粉末含有NaCl,取试管B中上层清液少量于试管C中，滴加AgNO3溶液和1molL1硝酸,固体溶解得无色溶液。,练习2某学生按图示方向将A装置与下面所示装置相连，设计如下实验，请帮助完成实验报告。,（一）实验目的：研究铁与浓硫酸的反应（二）实验药品：铁钉、浓硫酸、酸性高锰酸钾溶液、品红溶液、氧化铜、硫酸铜溶液（三）实验步骤：,铁遇冷的浓硫酸发生钝化,铁表面的氧化物被破坏并发生反应，溶液有Fe3+生成，并伴随有SO2气体产生。,（四）问题探究：该学生在实验过程中，观察到D装置中溶液颜色逐渐变浅，E装置中溶液颜色未见明显变化，再过一段时间后，G装置中氧化铜粉末由黑色转变为红色，气球H逐渐鼓起，此时E装置中溶液颜色仍未明显变化。G装置中氧化铜由黑变红，请结合化学方程式说明原因是_。,为证明铁钉与浓硫酸在不加热时是否发生反应，可采用的方法是_。,取两根无锈铁钉，一根放置在冷的浓硫酸浸泡一段时间后，一根不做任何处理；然后将两根铁钉分别置于等浓度的硫酸铜溶液中，观察铁钉表面是否有红色物质析出：若在冷的浓硫酸中浸泡过的铁钉上没有红色物质析出，则表明在不加热时，铁钉与浓硫酸发生反应，否则铁钉与浓硫酸不发生反应。,对比实验：,练习3：已知红色的氧化亚铜Cu2O在酸性溶液中发生自身氧化还原反应生成Cu2+和Cu，而Cu2O在空气中灼烧可以生成CuO。某兴趣小组对乙醛与新制的氢氧化铜共热生成红色Cu2O沉淀提出质疑，认为红色沉淀还可能为Cu2O和Cu的混合物，为了验证上述猜测，他们设计如下方案：,方案甲取该红色沉淀溶于稀硫酸中，观察是否有残渣。方案乙取该红色沉淀溶于稀硝酸中，观察溶液颜色。方案丙称取红色沉淀ag，在空气中充分灼烧至完全变成bg黑色的CuO，比较a和b的关系。,（1）请问方案甲是否合理？答：。理由是：，有关的化学反应方程式是：。,（2）如果红色沉淀是Cu2O和Cu的混合物，按方案乙进行实验，写出可能发生反应的化学方程式。,不合理,因为Cu2O与稀硫酸反应会生成不溶的Cu而出现残渣,Cu2O+H2SO4=CuSO4+Cu+H2O,3Cu2O+14HNO3=6Cu(NO3)2+7H2O+2NO,3Cu+8HNO3=3Cu(NO3)2+2NO+4H2O,（3）上述三个方案中，你认为最合理的是，实施该实验方案能说明红色沉淀仅是Cu2O的依据是。,（4）小李同学针对上述质疑，提出新的实验方案并组装出如下图实验装置，根据实验前后红色样品质量进行比较验证上述猜测。进行该实验时，称量装有红色样品的双通管并连接各仪器之后，应进行的实验操作顺序是（填写数字序号）开通阀门K点燃B处酒精灯检验C出口处氢气的纯度在C处点燃或接贮气囊,a:b=9:10,丙,已知某混合金属粉末，除铝外还含有铁、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/