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根底的学科，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局部：第一局部是根底题型，一般是判断反响产物、判断氧化剂复原剂、判断结论是否正确等，题目容易，属于必得分局部。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溶液反响的化学方程式：SO2+2NaOH=________________。〔2〕反响Cl2+Na2SO3+2NaOH===2NaCl+Na2SO4+H2O中的复原剂为________________。第二局部为提高题型，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响〕；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〕。①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：_____________。第三局部是拓展题型，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那么：一、科学性原那么；二、对照性原那么；三、等量性原那么；四、控制变量原那么。〔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〕。①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：_____________。②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。实验操作预期现象与结论步骤1：取少量吸收液于试管中，滴加3moL/LH2SO4至溶液呈酸性，然后将所得溶液分置于A、B试管中．无步骤2：步骤3：向A试管中滴加1~2滴0.01mol/LKMnO4溶液

〔1〕假设溶液褪色，那么假设1成立；〔2〕假设溶液不褪色，那么假设2或3成立。向B试管中滴加1~2滴淀粉-KI溶液

〔1〕假设溶液变蓝色，那么假设3成立〔2〕假设溶液不变蓝色，结合步骤2中的〔2〕，那么假设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，那么得出〔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〕，那么得出〔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……反响验证……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、准确全面海（溶液）陆（固体）空（气体）1、固体外表产生大量气泡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“害处〞：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：将适量稀硝酸参加少许样品中，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：3mol·L-1H2SO4/3％H2O2、6mol·L-1HNO3/0.01mol·L-1KmnO4、NaOH稀溶液、0.1mol·L-1Kl、20％KSCN、蒸馏水。①提出合理假设假设1：；假设2：；假设3。②设计实验方案证明你的假设③实验过程：根据②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。实验操作预期现象与结论步骤1步骤2步骤3：实验操作预期现象与结论步骤1：用滴管量取一定量的3mol·L-1H2SO4于试管中，加热煮沸数分钟以除去其中溶解的氧，再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：取少量步骤1的溶液，滴加酸性KMnO4溶液。若KMnO4溶液的紫红色褪去，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：另取少量步骤1的溶液，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。

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、1mol·L－1硫酸、1mol·L－1硝酸、1mol·L－1盐酸、BaCl2溶液、2mol·L－1NaOH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②的实验方案(K2SO4、NH4Cl、NaCl均存在)，表达实验操作、预期现象和结论。实验步聚实验操作预期现象和结论第一步第二步第三步第四步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1mol·L－1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1mol·L－1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响〔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：实验内容和步骤实验现象结论①连接好装置并检查气密性②将铁钉加入到烧瓶中，在向其中滴加浓硫酸未见明显现象③先点燃A再点燃G处酒精灯片刻后烧瓶中溶液有颜色变化，并有气泡产生铁遇冷的浓硫酸发生钝化铁外表的氧化物被破坏并发生反响，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。⑴G装置中氧化铜由黑变红，请结合化学方程式说明原因是_____________。⑵为证明铁钉与浓硫酸在不加热时是否发生反响，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，观察铁钉外表是否有红色物质析出：假设在冷的浓硫酸中浸泡过的铁钉上没有红色物质析出，那么说明在不加热时，铁钉与浓硫酸发生反响，否那么铁钉与浓硫酸不发生反响。比照实验：练习3：红色的氧化亚铜Cu2O在酸性溶液中发生自身氧化复原反响生成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：，有关的化学反响方程式是：。〔2〕如果红色沉淀是Cu2O和Cu的混合物，按方案乙进行实验，写出可能发生反响的化学方程式。不合理因为Cu2O与稀硫酸反响会生成不溶的Cu而出现残渣Cu2O+H2SO4=CuSO4+Cu+H2O3Cu2O+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以下图实验装置，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〕①开通阀门K②点燃B处酒精灯③检验C出口处氢气的纯度④在C处点燃或接贮气囊a:b=9:10①③④②丙某混合金属粉末，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；1mo