7类型四实验中意外现象的探究

1、专题七实验探究题类型四 实验中意外现象的探究1. 兴趣小组同学对“氢氧化钠溶液与稀硫酸混合后没有明显的现象”这一“异常”情况进 行了如下探究。【提出问题】氢氧化钠溶液与稀硫酸混合是否发生了化学反应? 【猜想与假设】a.二者混合应该发生了化学反应；b.二者混合没有发生化学反应。【设计并实验】实验操作实验现象甲同学在盛有10 mL 一定浓度的氢氧化钠溶液的烧杯中 ， 用胶头滴管慢慢滴入稀硫酸 ，不断振荡溶液，同时 测定溶液的pH溶液pH不断减小乙同学在盛有10 mL 一定浓度的氢氧化钠溶液的烧杯中，先滴入几滴无色酚酞试液，然后再加入稀硫酸溶液由红色变为无色【得出结论】（1）甲同学认为二者发生了化学

2、反应，但丙同学提出疑义，理由是;根据丙同学的意见改进实验后得出正确的结 论，请写出氢氧化钠溶液与稀硫酸发生反应的化学方程式（2）乙同学的实验 （填“能”或“否”）证明氢氧化钠与硫酸一定发生了反应，请说明理由：。【思考与交流】丙同学在绝热装置中，向分别盛有*温度代n u 2 4 6 R 1012141618 加入硫薩的依親V/ni L10 mL 10%氢氧化钠溶液加入不同体积某浓度的稀硫酸，充分混合后溶液的温度变化曲线如图（混合前稀硫酸和氢氧化钠溶液均为18 C ）。（3）根据图示分析，稀硫酸和氢氧化钠的反应是 （填“吸热”、“放热”）反应，加入稀硫酸mL时，二者恰好完全反应。注意：若答对第（4

3、）小题将奖励4分，但化学试卷总分不超过 60分。（4）除了上述一些方法外，请你再设计一个实验证明两者确实发生了化学反应。2. （'16原创）某研究性学习小组在“利用燃碳法测定空气中氧气的体积分数”的实验时（如图装置），发现一个现象：氢氧化钠溶液吸收生成的二氧化碳后，进入集气瓶中氢氧化钠溶液的体积分数仍然小于 -。（1）教材中利用燃烧红磷法测定空气中氧气体积分数，选择该药品的原因是红热木炭第2题图1氧氢化钠溶液【提出问题】是什么原因导致测量不准确呢? 【猜想与假设】他们分别作了如下猜想： 甲同学：可能是木炭取的量过少；乙同学：可能是木炭燃烧没有消耗完集气瓶中的氧气；丙同学：可能是木炭在密

4、闭容器中燃烧生成了一氧化碳。小组同学发现实验结束后，燃烧匙中还有残留的黑色固体 ，都认为甲同学的猜想不合理。 【查阅资料】木炭、棉花和蜡烛在密闭容器内燃烧停止后，残留氧气的体积分数高达 14.0%、 8.0%和 16.0%。实验步骤实验现象实验结论1将足量木炭点燃，迅速插入集气瓶中5木炭燃烧没有 消耗完集气瓶 中的氧气2.待冷却后，将燃着的（填“棉花”或“蜡烛”）再伸入该集气瓶中5乙同学根据如图1装置设计了如下实验，请你填写下表。【交流与反思】（2）请写出木炭完全燃烧的化学方程式 。乙同学选择可燃物（“棉花”或“蜡烛”）依据是。注意：若答对第（4）（5）小题奖励4分，化学试卷总分不超过 60分

5、。（4）丙同学使用了一氧化碳浓度传感器测木炭、蜡烛分别在密闭集气瓶里燃烧停止后，瓶内一氧化碳的浓度变化曲线如图。根据此曲线图分析用上述装置不能准确测出氧气体积分数的原因是。木炭燃烧后瓶内一氧也碳500 ppm'R:蜡烛嗽烧岸瓶内一氧化碳液度为100 ppm500400価2001000100200吐间怡第2题图2（5）在实际的实验过程中不少的燃碳法实验测定空气中氧气的体积分数可以达到20%，推测造成这一现象的原因是 。3. （' 15亳州市蒙城六中联考）同学们用过氧化氢溶液与第3题图二氧化锰混合制取氧气（装置如图）。该反应的化学方程式为_ 。某小组甲、乙、丙三位同学用该装置进行实

6、验过程中， 橡皮塞突然被弹飞，并有少量的液体溅到实验台和衣服上。就此异常现象这三名同学进行了如下探究。【提出问题】橡皮塞为什么会突然弹飞？【查阅资料】容器内瞬间产生气体过多，压强过大，可能导致橡皮塞弹飞。化学反应速率与反应物的浓度、用量、接触面积、温度、催化剂等因素有关。【作出猜想】甲同学认为：是由导气管堵塞造成的；乙同学认为：是过氧化氢溶液用量过 多造成的；丙同学认为：是过氧化氢溶液的浓度过大造成的。【分析验证】同学们通过检查实验装置发现导气管没有堵塞；再与其他实验成功的小组交流时，得知各小组所用的过氧化氢溶液的质量分数均相同，于是他们否定了 同学的猜想。请你设计实验，验证另一名同学的猜想是

7、导致本次实验橡皮塞弹飞的可能原因。实验步骤实验现象结论另一名同学的猜 想正确【问题拓展】实验结束后，有的同学发现衣服和手上出现白色的斑点，由此推出过氧化氢的溶液具有性质。【交流反思】老师提示他们 ，引起此实验过程中橡皮塞被突然弹飞的原因可能还有其他因 素，并建议还可进一步探究。 而就目前的原因，可以通过改进气体发生装置和操作的方法，避免橡皮塞被弹飞。你对气体发生装置有何改进设想？请你从两个不同角度提出切实可行 的改进方法。回答正确可以奖励 4分，但化学试卷总分不超过 60分。改进方法一： ；改进方法二： 。4. （'15北京）众所周知，酚酞溶液遇NaOH溶液变红。但是，在分组实验中（如

8、图所示），出 现了意想不到的现象：有的溶液变红后褪色；有的出现白色浑浊物。t,摘如5滴2 inLNaO H溶液【提出问题】分组实验中，出现意想不到的现象的原因是什么呢?【查阅资料】酚酞溶液由酚酞固体溶于酒精配制而成。【猜想与假设】I .红色褪去，与NaOH溶液和空气中的 CO2反应有关。n .红色褪去，与NaOH溶液的浓度有关。川.出现白色浑浊物，与酚酞溶液的浓度有关。【进行实验】实验实验操作实验现象1向盛有2 mL Na2CO3溶液的试管中滴加5滴0.5%的酚酞溶液溶液变红221 £ 需/T1三Ttll. 20%1彳(52drnl.5%1i()H MiALgrn裁ii40L 2 m

9、 b 0.5 IU X<i( It 禹L % Hl 电1号试管0.1 min红色褪去2号试管5 min红色褪去3号试管30 min红色明显变浅4号试管120 min红色无明显变化3取3支试管，分别加入2 mL水，酚酞溶液浓度/%浑浊程度5大量浑浊物2少量浑浊物0.5无浑浊物【解释与结论】（1）NaOH 与 CO2反应的化学方程式为 (2) 实验1的现象表明，猜想与假设I (填“成立”或“不成立”)。(3) 由 实 验 2 得 出 结 论 ： 出 现 “ 溶 液 变 红 后 褪 色 ” 现 象 的 原 因 是 _(4) 实 验 3 的 操 作 步 骤 ： 取 3 支 试 管 ， 分 别 加

10、 入 2 mL 水 ，反思与评价】(5) 依据现有实验 ， 为了确保红色不变 ，若酚酞溶液浓度为 0.5%，建议选用 NaOH 溶液的 浓度为 % 。有同学认为，仅通过实验3得出“猜想与假设川成立”证据不足，理由是答案1. （1）稀硫酸中的水也可以使得氢氧化钠溶液的pH值降低2NaOH + H2SO4 = Na2SO4+ 2H?0 （2）否 有可能是硫酸和红色物质反应生成了无色物质（3）放热10注意：若答对第（4）小题将奖励4分，但化学试卷点分不超过 60分。 （4）取两只试管各加入 10 mL氢氧化钠稀溶液，分别加入10 mL蒸馏水和稀硫酸，再加入 硫酸铜溶液，若前者有蓝色沉淀，后者无现象，

11、即证明两者发生反应【解析】中和反应是酸与碱反应生成盐和水的化学反应。在将稀硫酸滴入氢氧化钠溶液中，溶液的pH值一定会降低，但由于溶液的水也会影响其酸碱度的变化，所以一定要滴加到pH值小于或等于7为止；向滴有酚酞试液的氢氧化钠溶液中滴加稀硫酸，溶液由红色变为无色不一定证明氢氧化钠与硫酸发生了反应，也有可能是酚酞与酸溶液发生反应导致颜色褪去；根据温度的变化也可以知道酸、碱发生了中和反应；还可以通过酸、碱 的化学性质来进行对照实验的设计来证明二者发生了化学反应。2. （1）燃烧只消耗氧气生成物没有气体【查阅资料】棉花棉花在集气瓶中持续燃烧【交流与反思】（2）C + 02 = C02 （3）棉花燃烧需

12、要氧气的最低浓度只有8.0%注意：若答对第（4）（5）小题将奖励4分，化学试卷点分不超过 60分。（4）含碳物质在密闭容器 中燃烧还生成一氧化碳 ，不能被氢氧化钠溶液吸收（5）集气瓶口的密封滞后于含碳物质在集气瓶里的燃烧，造成气体外逸。【解析】教材中利用燃烧红磷法测定空气中氧气体积分数,选择该药品的原因是利用红磷燃烧消耗集气瓶中氧气，并且红磷燃烧后没有生成新的气体,冷却后，瓶中压强小于外界大气压，水倒流进入集气瓶。任何可燃物燃烧都需要达到一定的氧气浓度，根据题目所给出的资料可以看出，棉花燃烧需要的氧气浓度最低，这样本题选择棉花可以测出集气瓶中是否有残留的氧气存在。根据一氧化碳浓度传感器绘出的图

13、像可以看出，使用燃碳法其实还生成了不能被氢氧化钠溶液吸收的一氧化碳；平时由于在点燃木炭后，塞紧橡皮塞的过）程中有大量的空气被热空气鼓出，造成体积分数接近 20%的现象。3. 2H2O2 = 2H2O+ O2?【分析验证】甲、丙取两支规格相同的试管，向其中一支加入不超过试管容积三分之一的过氧化氢溶液，另一支试管中加入约占试管容积四分之三的过氧化氢溶液（浓度相等），再分别加入约0.2 g二氧化锰,塞好橡皮塞加入过氧化氢溶液较多的试管的橡皮塞被弹飞【问题拓展】腐蚀（回答正确可以奖励 4分，但化学试卷总分不超过 60分。）【交流反思】改进方法一：将单孔塞换成双孔塞，其中一个孔插入长颈漏斗，另一个孔插入

14、导管改进方法二：将单孔塞换成双孔塞，其中一个孔插入分液漏斗，另一个孔插入导管（改进方法三：将单孔塞换成双孔塞，其中一孔插入导管与注射器相连，另一孔插入导管）【解析】用过氧化氢制氧气的原理是，过氧化氢在二氧化锰的催化下分解生成水和氧气。 经检查导管没有堵塞，说明甲同学猜想不正确，该小组所用过氧化氢溶液的浓度与其他 小组的一样，说明丙同学的猜想不正确，所以正确的可能是乙同学的猜想，即过氧化氢溶液用量过多易导致橡皮塞被弹飞，要证明这一猜想，可利用同样的装置，控制过氧化氢溶液浓度和二氧化锰用量相同，改变过氧化氢溶液的体积，一个是不超过试管容积的三分之一，另一个加入约试管容积的四分之三，如果加入过氧化氢

15、溶液多的试管的橡皮塞被弹飞，说明乙的猜想正确。过氧化氢溶液沾到手上或衣服上，会出现白色斑点，说明过氧化氢溶液具有腐蚀性；对气体发生装置的改进，一是改一次性加入液体药品为多次加入，如用长颈漏斗，二是采取控制液体滴加速率控制反应速率，如用分液漏斗或注射器。4. 【解释与结论】（1）2NaOH + CO2= Na2CO3 +出0 不成立与NaOH浓度有关，浓度过高会使酚酞褪色（4）向3支试管中分别滴加 5滴5%、2%、0.5%的酚酞溶液【反思与评价】（5）0.5 酚酞不溶于水，未考虑酒精易挥发的影响【解析】（1）NaOH和CO2反应生成Na2CO3和H?。实验1中向试管中加入碳酸钠溶液 后再滴加酚酞溶液，溶液变红色，由于碳酸钠溶液加酚酞溶液后也显红色，所以猜想I不成立。（3）实验2中在不同浓度的氢氧化钠溶液中分别滴加5滴0.5%的酚酞溶液，根据实验现象发现NaOH溶液的浓度越大，红色褪去的时间越快，