化学专题突破(九)　探究性实验题

1、人教版初中化学专题九 探究性实验题题型突破题型一 变质问题的探究(以反应“a+bc+d”为例)(假设起始物质是a，引起a变质的物质是b)1变质后物质成分的猜想物质由于发生化学反应而变质，提出猜想时可从没有变质、部分变质和完全变质三种情况入手。主要有：完全变质，物质的成分为c、d(注意：固体成分中不包含生成的气体和液体；溶液成分中不包含气体和沉淀；若生成物中有水，一般把水看作溶剂)。没有变质，物质的成分仍然为a。部分变质，物质的成分为a、c、d(注意：引起变质的物质b不会存在于变质后的物质中)。2变质后物质成分的检验检验生成物的存在；检验反应物的存在。注意 生成物如果对反应物的检验造成干扰，则需

2、要先检验并除去生成物，再检验反应物。如检验氢氧化钠溶液是否完全变质时，需要向变质后的溶液中加入足量的氯化钡(或氯化钙等)溶液除去碳酸钠，然后用无色酚酞溶液检验氢氧化钠是否存在。例1 为了探究某氢氧化钠溶液是否完全变质，明明设计了两个实验方案。方案1：取少量上述氢氧化钠溶液样品，滴加几滴酚酞溶液，溶液变成红色。方案2：取少量上述氢氧化钠溶液样品，加入适量饱和石灰水，静置，取上层清液，滴加几滴酚酞溶液，发现溶液变成红色。于是明明认为样品中还含有氢氧化钠，样品没有完全变质。(1)康康认为明明的两个实验方案都不能达到目的，他的理由分别是 。(2)请你设计一个实验方案来验证氢氧化钠是否完全变质。【答案】

3、(1)方案1中，碳酸钠溶液也能使酚酞溶液变成红色；方案2中，氢氧化钙与碳酸钠反应会生成氢氧化钠，也能使酚酞溶液变红。(2)取少量氢氧化钠溶液样品，加入足量cacl2溶液(或bacl2溶液等)，振荡后静置，取上层清液滴加几滴酚酞溶液，若溶液变成红色，则氢氧化钠溶液没有完全变质；若溶液没有变成红色，则氢氧化钠溶液完全变质。【解析】氢氧化钠变质的原因是：2naoh+co2=na2co3+h2o，而碳酸钠溶液呈碱性，也能使酚酞溶液变红，因此方案1不能达到目的；方案2中，碳酸钠与饱和石灰水反应，又生成了氢氧化钠，干扰了对原溶液中是否含有氢氧化钠的判断，故不能达到目的。要验证氢氧化钠是否完全变质，需先加入

4、足量中性盐(如氯化钙或氯化钡)溶液除去碳酸钠，再检验氢氧化钠是否存在。题型二 物质成分的探究(以a+bc+d为例)1物质成分的猜想反应后物质的成分存在两种情况：只有生成物或生成物和一种过量的反应物(因为两种反应物会发生反应，所以不可能同时存在)。即恰好完全反应，反应后物质的成分为c、d。a过量，反应后物质的成分为c、d、a。b过量，反应后物质的成分为c、d、b。2物质成分的检验生成物c和d一定存在，无须检验。a的检验，滴加一种试剂，产生现象，推知a是否存在；b的检验，滴加另一种试剂，产生现象，推知b是否存在。注意 生成物如果对过量的反应物的检验造成干扰，则需要先除去生成物，再进行检验。探究“溶

5、液”成分时，生成物中的水常被看作溶剂，沉淀和气体不用探究；探究固体成分时，气体和溶液(包括水)不用探究。例2 化学小组的同学在收集满co2的集气瓶中放入燃烧的钠，钠继续燃烧，充分反应后生成黑色的碳和一种白色固体。(1)对于白色固体的成分，有下列猜想：氧化钠；碳酸钠；氧化钠和碳酸钠的混合物；氢氧化钠；碳酸氢钠。指出以上不合理的猜想并说明理由。(2)请设计实验方案证明猜想正确，猜想均不正确。(提示：氧化钠为白色粉末，溶于水生成氢氧化钠；碳酸钠溶液呈碱性)(3)写出钠在二氧化碳中燃烧的化学方程式。【答案】(1)和不合理，因为参加反应的物质中均不含氢元素。(2)取少量该样品溶于水，先加入足量的cacl

6、2溶液(或bacl2溶液等)，若出现白色沉淀，过滤，向滤液里滴加酚酞溶液，无明显现象，可证明猜想正确，猜想均不正确。(3)4na+3co22na2co3+c【解析】(1)根据质量守恒定律可知，反应前后元素的种类不变，反应物是二氧化碳和钠，其中含有钠、碳、氧三种元素，生成物中也必定只含有这三种元素，而猜想和中都含有氢元素，因此均不合理。(2)氧化钠与水反应生成氢氧化钠。要证明猜想正确(白色固体为碳酸钠)，需要排除氧化钠不存在的情况，即将固体溶于水后，溶液中不会含有氢氧化钠；因此，设计实验时应使用氯化钙或氯化钡溶液等(不能使用氢氧化钙、氢氧化钡等碱溶液)检验并除去碳酸钠，再用酚酞溶液检验氢氧化钠是

7、否存在。题型三 微型化实验探究实验装置的微型化，既可节约药品、减少能耗，又可观察到明显的实验现象，减少环境污染，因此是近几年中考的命题热点之一。例3 同学利用自制仪器模拟工业炼铁实验，用下图所示微型实验装置制取co，然后用co还原fe3o4并检验气体产物。已知甲酸(hcooh)具有挥发性，在热的浓硫酸中分解生成一氧化碳和水。(1)位置4的化学方程式是 。(2)本实验存在一处明显缺陷，请给出优化建议： (写出一点即可)。(3)位置5处观察到的实验现象是 。【答案】(1)4co+fe3o43fe+4co2 (2)尾气处放酒精灯(增加尾气处理装置等)(写出一点即可) (3)澄清石灰水变浑浊题型四 教

8、材中对比实验的探究对比实验是指设置两个或两个以上的实验组，通过对实验结果的对比分析，来探究某种因素与实验对象的影响。教材中的对比实验主要有燃烧条件的探究、铁生锈条件的探究、二氧化碳的性质实验、物质的溶解性实验(吸热、放热现象和影响物质溶解性的因素等)、金属的活动性、指示剂的变色规律等。例4 化学常通过对比实验来获得信息。请根据图中三个对比实验回答下列问题：(1)实验a中，通过对比铜片上白磷和水下白磷的不同现象，得出的结论是什么?(2)某同学针对实验b提出：空气中的氮气是否也参与铁生锈的反应呢?请改进上述b实验为该同学释疑(只需写出改进操作)。(3)依据实验c的现象，得出二氧化碳的化学性质是 。

9、【答案】(1)燃烧的条件之一是氧气(答案合理即可) (2)将实验b中空气改为氧气 (3)能与水反应题型五 教材中实验装置的改进装置的改进与创新是探究性实验的高级形式，也是中考考查热点之一。对教材中的某个实验(如铁生锈、燃烧条件、分子运动、质量守恒定律等)从所用药品、仪器装置、实验现象、实验操作、污染控制、实验时间等方面进行创新或改进，增加实验过程的可视性、环保性、时效性、简约性等，从而使实验效果更优化，现象更明显，操作更简便。例5 教材中探究铁生锈条件的实验所需时间过长，为此，某兴趣小组设计了改进实验(其中部分夹持装置已略去)，如图所示：(1)写出a装置中发生反应的化学方程式。(2)请简述用a

10、作气体发生装置的优点。(写一条即可)(3)4分钟后观察，发现d试管中铁片表面锈迹斑斑，而c试管中铁片依然光亮。c、d两处实验现象对比，可得出铁生锈与 有关。【答案】(1)2h2o22h2o+o2 (2)节约药品(答案合理即可) (3)水题型六 探究性试题的评价探究性试题的评价包括评价实验原理是否科学合理、实验方案是否可行、实验装置的优劣对比、实验操作的正误判断、实验现象的描述、实验结论及实验成败的原因分析等。扎实雄厚的“双基”、规范精准的语言表达是评价的前提,新颖独到的见解、深刻缜密的思维是评价的保障。评价实验方案时一般从以下几个方面入手：(1)实验方案在理论上是否科学合理，是否具有严密性；(

11、2)在满足安全性的前提下，操作上是否简单易行；(3)从经济角度评价，是否节约药品、降低成本和提高产品质量；(4)从环境角度考虑，是否会给环境造成污染等。例6 (1)控制变量，设计对比实验是实验探究的重要方法。编号实验内容(均在室温环境下进行)实验结论ab 会影响过氧化氢的分解速率同时打开a和b装置中分液漏斗的旋塞，观察锥形瓶中的反应情况 会影响红墨水在蒸馏水中的扩散速率同时向a和b的烧杯中滴入2滴红墨水，观察烧杯中液体颜色变化快慢(2)观察是学习化学的重要方法。研究小组进行如下实验,发现均有红棕色二氧化氮气体产生。查阅资料：4hno3(浓)4no2+o2+2h2o 4hno3(浓)+c4no2

12、+co2+2h2o【实验1】中所用碎玻璃与浓硝酸不发生化学反应，灼热的碎玻璃在实验中起到的作用是 。【实验2】中有红棕色气体产生，能否证明【实验2】中木炭与浓硝酸发生了反应?请做出判断，并说明理由： 。【实验3】中发现红热的木炭表面有红棕色气体产生，且生成的气体产物中检测出二氧化碳(体积分数大于0.03%)，能否证明【实验3】中木炭与浓硝酸发生了反应?请做出判断，并说明理由： 。【答案】(1)过氧化氢溶液的浓度 蒸馏水的温度 (2)加热 不能，因为红热的木炭提供了热量，浓硝酸受热会分解产生红棕色气体 不能，因为红热的木炭在空气中燃烧会生成二氧化碳【解析】(1)对比实验中，只有过氧化氢溶液的浓度

13、不同，故引起反应速率不同的是过氧化氢溶液的浓度。对比实验中，只有蒸馏水的温度不同，根据实验现象可知，温度会影响红墨水在蒸馏水中的扩散速率。(2)灼热的碎玻璃与浓硝酸不发生反应，根据题给的信息可知，浓硝酸在加热条件下能分解产生二氧化氮气体，故灼热的碎玻璃起到了加热的作用。由资料可知，由浓硝酸产生红棕色气体的原因可能为浓硝酸受热分解及浓硝酸和木炭反应，但【实验2】不能证明一定是木炭与浓硝酸反应生成红棕色气体。红热的木炭露置在空气中，会与氧气直接反应生成二氧化碳。专题训练题组一 探究性实验方案的设计一、填空题1(1)不同实验对反应速率有不同要求。某同学探究co2制取实验，按要求答题。限选控制反应速率

14、的方法：反应物的浓度 反应物的状态限选试剂：a稀盐酸 b浓盐酸 c块状石灰石 d碳酸钠溶液 e粉末状石灰石填写下表并回答相关问题。实验名称控制速率的方法所选用的最佳试剂灭火器反应原理和dco2的实验室制法 a和c写出灭火器反应原理的化学方程式 。(2)已知：co2和so2既有相似性，又有差异性。实验一：水槽中滴入紫色石蕊，将收集满两种气体的试管同时倒立于其中，片刻后实验现象如图所示，说明相同条件下的溶解性：so2 (填“”或“ 红 产生黄色固体和白色固体【解析】(1)灭火器灭火时，需要快速产生二氧化碳，反应物的浓度越大反应速率越快，选用的最佳试剂是浓盐酸和碳酸钠溶液，反应的化学方程式是na2c

15、o3+2hcl=2nacl+co2+h2o；实验室制取co2时需要得到平稳的气流，以便于收集，选用的最佳试剂是稀盐酸和块状的石灰石。(2)实验一：在相同的条件下，试管内的液面越高，说明溶解的气体越多，所以相同条件下的溶解性：so2co2；二氧化硫、二氧化碳分别与水反应生成亚硫酸和碳酸，两者都能使紫色石蕊溶液变成红色。实验二：co2和so2化学性质有相似性，根据镁条在co2中剧烈燃烧的化学方程式，可推测镁条在so2中燃烧的化学方程式为2mg+so22mgo+s，现象为剧烈燃烧，产生黄色固体和白色固体。2(1)铁和稀硫酸 (2)mno2和h2o2溶液 (3)naoh固体和水(其他合理答案均可)【解

16、析】滴加液体后，气球能鼓起变大，说明滴加该液体后瓶内压强增大，瓶内压强增大的原因可能是固体与液体混合后放出了热量，也可能是固体与液体反应生成了某种气体。固体与液体混合后能够产生热量的组合有：生石灰和水、氢氧化钠固体和水等；固体与液体混合后能够放出气体的组合有：二氧化锰和过氧化氢溶液、大理石和稀盐酸、活泼金属和稀硫酸等。二、简答题3(1)有气泡产生(2)取少量反应后的溶液于试管中，加入过量的cacl2(或bacl2)溶液，产生白色沉淀证明溶液中有na2co3，静置后取上层清液滴加酚酞溶液，如果变红，则含有naoh(猜想三正确)，如果不变色，则没有naoh(猜想一正确)。4(1)活性炭具有吸附性，

17、吸附了二氧化碳气体(2)细铜丝团下沉【解析】(1)活性炭具有疏松多孔的结构，有吸附性，可将二氧化碳气体吸附在自己的表面，质量增大，所以活性炭包会下沉。(2)铜丝加热后与空气中的氧气反应生成黑色的氧化铜，氧化铜的质量大于原铜丝的质量，因此细铜丝团下沉。5(1)取样，加熟石灰研磨，若能产生刺激性气味的气体，则样品是氯化铵；若无明显现象，则样品是氯化钾。(2)取适量反应后的溶液，加入足量cacl2溶液(或bacl2溶液等)，充分反应后，静置，取上层清液滴加无色酚酞溶液。涉及的化学方程式为na2co3+cacl2=caco3+2nacl。(其他合理答案也可)【解析】(1)两种化肥中其中一种化肥是铵态氮

18、肥，因此可以用加熟石灰研磨的方法进行鉴别。(2)反应后的溶液中一定含有碳酸钠，要探究是否含有氢氧化钠，可先加入足量的氯化钙(或氯化钡等)溶液将碳酸钠除去，然后加入酚酞溶液，观察溶液是否变红，若溶液变红，则含有氢氧化钠，若不变色，则没有氢氧化钠。6(1)试管内液面上升(2)取反应后的溶液少许。向其中滴加足量的cacl2(或bacl2等)溶液。有白色沉淀生成。则溶质中含有na2co3；静置，向上层清液中滴加无色酚酞溶液，若溶液变红，则溶质中还含有naoh，反之，则无naoh。【解析】二氧化碳与氢氧化钠溶液反应，使试管内压强变小，小于大气压，因此试管内液面上升；氢氧化钠溶液吸收二氧化碳后生成了碳酸钠

19、，溶液中可能还有剩余的氢氧化钠。先取少量反应后的溶液，加入足量氯化钙(或氯化钡等)溶液，有白色沉淀产生，说明溶质中含有碳酸钠；静置，向上层清液中滴加酚酞溶液，若溶液变红，说明溶质中还含有氢氧化钠，若溶液不变红，说明不含氢氧化钠。7(1)使水中的白磷隔绝氧气(或给铜片上的物质提供热量，合理即可)(2)na+、cl-、h2o(3)铁和硫酸铜溶液(合理即可)【解析】(1)a是探究燃烧条件的实验，烧杯中热水的作用是：对水中的白磷起隔绝氧气的作用；给铜片上的白磷提供热量，使温度达到其着火点而燃烧。(2)b是酸碱中和反应实验，当酚酞恰好变为无色时，说明盐酸和氢氧化钠恰好完全反应，溶液中只剩下氯化钠和水，因

20、此所含的微粒是na+、cl-和h2o。(3)c装置用于验证质量守恒定律，由于烧杯未密闭，因此选用的药品不能有气体参与，即固体和液体(或两种液体)反应，生成物中没有气体，因此能达到实验目的的物质可以是金属和盐溶液、酸碱中和反应等，如铁和硫酸铜溶液。8(1)温度达到可燃物的着火点(2)高锰酸钾固体逐渐溶于水，形成紫红色溶液。不同物质在同种溶剂中的溶解性不同【解析】(1)实验a中是红热的铁丝，实验b中是常温的铁丝，其他条件都相同，红热的铁丝可以燃烧而常温的铁丝不能燃烧，说明可燃物燃烧的条件是温度达到可燃物的着火点。(2)c是将高锰酸钾固体放入水中，高锰酸钾溶于水后形成紫红色溶液；d、e是把高锰酸钾、

21、碘均放入汽油中，高锰酸钾不能溶解而碘能溶于汽油中，说明不同物质在同种溶剂中的溶解性不同。三、综合应用题9【问题讨论】(1)(2)2naoh+co2= na2co3+h2o(3)检验二氧化碳是否被氢氧化钠溶液完全吸收 防止空气中的水蒸气和二氧化碳进入f装置【数据处理】80%【实验反思】(1)没有尾气处理装置 (2)偏大【迁移应用】解：设可制得一氧化碳的质量为x。h2c2o4co2+co+h2o90 2890t20% x=x=5.6t答：可制得5.6t一氧化碳。【解析】【问题讨论】(1)a装置制取的一氧化碳气体中含有二氧化碳和水蒸气，因此通入e装置之前，要先除去这些杂质。首先将气体通入氢氧化钠溶液

22、，目的是除去二氧化碳，再通入浓硫酸进行干燥，通入e装置之前还需要将气体通过澄清石灰水，检验二氧化碳是否除尽；因此b、c、d中的试剂依次是。(2)b装置中氢氧化钠与二氧化碳反应生成碳酸钠和水。(3)c的作用是检验二氧化碳是否被氢氧化钠溶液完全吸收；g的作用是防止空气中的水蒸气和二氧化碳进入f装置。【数据处理】f装置中增加的质量是生成的二氧化碳的质量，设样品中氧化铁的质量分数为x。3co+fe2o32fe+3co2160 3445.0gx 3.3g160(344)= 5.0gx3.3gx=80%则样品中氧化铁的质量分数为80%。【实验反思】(1)co污染空气，该实验没有尾气处理装置。(2)若没有g

23、装置，则空气中的co2和水蒸气进入f中使得测出的co2的质量偏大，则计算所得样品中氧化铁的质量分数偏大。10(1)caco3+2hcl=cacl2+h2o+co2 澄清石灰水变浑浊(2)g(3)【猜想】质量守恒定律(或化学变化前后元素种类不变，合理即可)【方案】将带火星的木条伸入集气瓶中，看木条是否复燃so2+ca(oh)2=caso3+h2o铜网表面由黑色变为红色，玻璃管内有水雾(4)解：设已反应掉的氧化铜的质量为x。cuo+h2cu+h2o80 18x 9g8018=x9gx=40g答：已反应掉的氧化铜的质量是40g。【解析】(1)鸡蛋壳的主要成分是碳酸钙，与盐酸反应后，生成二氧化碳气体，

24、进入装置c能使澄清石灰水变浑浊。(2)若用装置a制取氧气，由于氧气的密度比空气大，因此产生的氧气经浓硫酸干燥后，应从长导管进入d瓶，因此导管口的连接顺序应是c与g相连。(3)【猜想】若装置a中的药品换成硫酸铜溶液和铁粉，则依据质量守恒定律知，反应前后元素种类不变，产生的气体可能是二氧化硫、氧气或氢气。【方案】检验氧气的方法是将带火星的木条伸入集气瓶中，看木条是否复燃，若能复燃则是氧气；乙同学利用二氧化硫能使澄清石灰水变浑浊的性质来验证放出的气体是不是二氧化硫，其化学方程式为so2+ca(oh)2=caso3+h2o；丙同学将气体通过表面含有氧化铜的铜网后，若能够观察到铜网表面由黑色变为红色，同

25、时硬质玻璃管内出现水雾，说明产生的气体是氢气。题组二 探究性实验方案的评价一、选择题1a【解析】a项，测定空气中氧气含量实验中，红磷燃烧生成五氧化二磷，氧气被消耗后，烧杯中的水倒流入集气瓶中，没有进行对比。2b【解析】硫在空气中和在氧气中燃烧均生成so2，故a结论错误；水能在通电的条件下分解，正极产生o2，负极产生h2，两者的体积比为12，故b正确；co能将红色的fe2o3还原为黑色的fe，故c现象错误；将带火星的木条置于盛有氧气的集气瓶口上方，木条不复燃，不能说明o2能支持燃烧，故d结论错误。3c【解析】c项，碳酸钠与盐酸在烧杯中反应，生成的二氧化碳气体会逸散到空气中，不能达到实验目的。4d

26、【解析】测定空气中氧气的含量时，对药品的要求是只与氧气反应且生成物不能是气体，而木炭燃烧的生成物是二氧化碳气体，因此瓶内压强没有明显变化，不能测出氧气在空气中的含量。5d【解析】a项，加水后，氧化钙与水反应生成氢氧化钙，将原物质除去，故不正确；b项，检验二氧化碳气体应用澄清石灰水，燃着的木条用于验满二氧化碳，故不正确；c项，酚酞遇到中性和酸性溶液时均不变色，向反应后的溶液中滴加酚酞溶液，无法判断酸碱是否恰好完全反应，故不正确；d项，将组内物质相互混合，两两反应后，其中一种物质的溶液与其他两种溶液混合时出现一次白色沉淀和一次放出气体，则该物质是碳酸钾；能与碳酸钾产生沉淀的是氯化钡，产生气体的是稀

27、盐酸，能够达到鉴别目的。6c【解析】a项，描述实验现象时不能说出生成物的名称，铁丝在氧气中燃烧，可描述为生成“黑色固体”，不能描述为生成“四氧化三铁”，故该项错误；b项，红磷在空气中燃烧生成白色固体五氧化二磷，现象是产生大量“白烟”，不是白雾，故该项错误；c项，铜与硝酸银溶液反应生成硝酸铜和银，因此溶液由无色变为蓝色，故该项正确；d项，硝酸铵固体溶于水时吸收热量，溶液温度降低，故该项错误。7b【解析】除去氯化钾溶液中的少量硫酸钾，加入过量的氯化钡溶液，虽然生成了硫酸钡沉淀，过滤后可以将硫酸根离子除去，但是过量的氯化钡是新的杂质，故不能达到除杂目的。8d【解析】导致溶液中溶质质量分数偏小的原因主要是溶质偏少或溶剂偏多。量水时俯视读数，导致读数大而实际量取的水偏少，故所配溶液的溶质质量分数偏大；烧杯用水润洗后使水偏多，则所配溶液的溶质质量分数偏小；量取水时仰视读数,读