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文檔簡介
1、解專題 方法指導一、題型認知實驗探究題往往從生活、生產實際出發, 對身邊常見物質進行探究。它既考查了學生綜合運用知識的能力, 又體現了科學探究的意義和價值。實驗探究題選取的內容往往來源于教材的實驗 , 或者某一化學反應、某一實際情景, 創設學生熟悉的情景, 以考查學生設計實驗、分析問題和解決實際問題的能力。盡管實驗探究題的起點比較高(可能會創設較新的探究情景 ) , 但落點仍然是考查基礎知識和基本技能的綜合應用;在解決此類問題時, 千萬不要有畏懼心理, 要充滿信心地認真完成每一道題, 能做多少算多少, 盡量多拿分。二、科學探究活動的基本步驟發現問題-提出問題f猜想與假設f制定計劃f進行實驗-收
2、集數據f解釋與結論f反思 與評價f表達與交流。1. 發現問題:發現生活、生產、學習中出現的一些現象。2. 提出問題:就是對發現的問題提出疑惑。3. 猜想與假設:根據發現的問題, 提出合理的猜想和假設。4. 設計實驗:根據實驗原理及論證的猜想和假設, 簡要指出實驗進行的方案。5. 儀器和試劑:根據實驗原理, 確定儀器和試劑。6. 完成實驗:包括實驗操作、現象、結論和分析。(1)操作:就是進行的實驗過程;(2)現象:把從實驗過程中看到的、聞到的、感受到的寫出來, 就是現象;(3)結論:就是從現象中得出結果;(4)分析:分析產生現象的原因。7. 反思和評價:實驗方案的評價包括實驗原理的評價、實驗裝置
3、的評價、實驗操作的評價、實驗現象的描述與結論分析的評價等。進行評價時一般從這幾個方面入手:(1)方案在理論上是否科學合理, 具有嚴密性;(2)在滿足安全性的前提下, 操作上是否簡單易行;(3)從經濟角度考慮, 是否節約試劑、降低成本和提高產品質量;(4)從環境角度考慮, 是否會給環境造成污染。三、科學探究實驗的類型1. 探究物質的組成成分。如空氣的成分探究、水的組成探究、化學反應后生成物的成分探究等。2. 探究物質的制備、性質或變化規律。如金屬活動性的探究、溶液酸堿性、復分解反應的實質、藥品是否變質的探究等。3. 探究物質在化學變化過程中質量的變化, 以定量思維方式貫穿的實驗探究。如混合物中某
4、物質的質量, 空氣中氧氣含量的測定。4. 探究物質變化的條件和影響物質變化的因素。如探究金屬銹蝕的條件、可燃物燃燒的條件、影響化學反應速率的因素等。四、實驗探究題的解題規律1 .明確目的一一審清題意,一定要明確該實驗探究題的探究目的,以下所有問題均是圍繞該目的而展開的,分析有關問題一定要緊扣探究目的。2 .緊扣原理一一要充分分析每一步探究的原理(所涉及的有關概念及化學方程式),尤其要準 確書寫出每一步所涉及的化學方程式,并運用化學方程式來分析和解決有關問題。3 .抓住信息一一要高度重視題目給出的有關信息(如有關查閱資料的信息等 ),并充分地理解、分析和運用題目所給出的有用信息解決有關問題。4
5、.規范答題一一答題時要特別注意將實驗目的、實驗步驟、實驗現象、實驗結論統一起來 綜合分析,并要注意所用化學符號及語言表達要準確規范。解專題考法展示類型一探究物質的組成考法1常見物質的變質【例1】(2019衡陽)宏宏同學發現上個月做實驗用的氫氧化鈉溶液忘記了蓋瓶蓋。對于該溶 液是否變質,宏宏邀約幾個喜歡探究的同學對此進行了探究。請你一起完成下列實驗報告。 (1)【提出問題1】該溶液是否變質?【實驗探究1】實驗步驟實驗現象解釋與結論取少量該溶液放于試管中,滴 加足量稀鹽酸有一L產生說明該溶液已變質。變質的原因是一2NaOH +CO2三=Na2CO3+ HQ(請用化學方程式表示)(2)【提出問題2】
6、該溶液變質程度怎樣?【提出猜想】猜想一:已完全變質 ,該溶液中溶質只含 Na2CO3;猜想二:部分變質,該溶液中溶質含有NaOH、Na2CO3 。【查閱資料】氯化鋼溶液呈中性。【實驗探究2】實驗步驟實驗現象結論先取少量該溶液于試管中,加入過量氯化鋼溶液有白色沉淀生成猜想二成立靜置,取上層清液于另一支試管中,加入23滴酚Mt溶液上層清液變紅(3)【提出問題3】怎樣提純該樣品得到純凈的氫氧化鈉固體?28【實驗探究3】為得到純凈的氫氧化鈉固體,同學們取該樣品并設計了如圖實驗方案。請回答下列問題:操作a和操作b中都需用到玻璃棒,其中操作a中玻璃棒的作用為引流。根據實驗流程可知,最終所得氫氧化鈉固體質量
7、大于 變質后樣品中氫氧化鈉的質量(填“大于” “小于”或“等于”)。(4)【反思交流】在【實3探究2】中加入過量的氯化鋼溶液的目的是什么?檢驗并除去溶液中的 Na2CO3,避免其干擾NaOH的檢驗。【解析】(1)根據結論“溶液已變質”可知,該氫氧化鈉溶液已經吸收了空氣中的CO2,反應的化學方程式為 2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O;向溶液中滴加的足量稀鹽酸能與碳酸鈉反應產生氣體。(2)氫氧化鈉溶液部分變質時,其溶質為NaOH和Na2CO3;根據猜想的情況 可知,溶液中一定有 Na2CO3,因此加入BaCl2能與Na2CO3反應生成白色沉淀; 由于加入的BaCl2過量,上清液中不含 Na
8、2CO3卻仍能使酚酬:試液變紅 ,說明溶液中還含有 NaOH,猜 想二成立。(3)經歷操作a之后得到固體和溶液,說明操作a是過濾,其中玻璃棒的作用 是引流;由反應的化學方程式 Ca(OH)2+Na2CO3=2NaOH+CaCO3 J可知,在提純過程中有NaOH生成,因此最終所得氫氧化鈉固體質量大于變質后樣品中氫氧化鈉的質量。(4)結合第(2)問的分析可知,過量的BaCl2既起到了檢驗 Na2CO3的作用,又起到除去 Na2CO3 的作用,避免其干擾NaOH的檢驗。【即時訓練1】(2019營口改編)化學實驗小組的同學在實驗室里發現桌上有瓶敞口放置已久的NaOH溶液,他們對溶質的成分產生了探究的欲
9、望。【查閱資料】Ca2+和OH在水溶液中不能大量共存。【提出問題】這瓶 NaOH溶液一定變質了 ,其變質程度如何呢?【提出猜想】猜想一:NaOH溶液部分變質;猜想二:NaOH溶液完全變質。【實驗探究】(1)氫氧化鈉溶液變質的原因為2NaOH + CO2=Na2CO3+ H2O (用化學方程式表示)。(2)小華設計了如下實驗進行探究,請根據表中內容填寫:實驗步驟現象結論步驟一取少量NaOH溶液樣品于試管中, 向其中滴加過量的 CaCl2溶液產生白色沉淀猜想一成立步驟二過濾,向濾液中滴加酚酗:溶液酚酗:溶液變紅如果步驟一中白色沉淀由兩種物質組成,則兩種物質是:_Ca(OH”和CaCOg_(填化學式
10、);步驟二中根據酚酬:溶液變紅這一現象證明樣品中含有_C_(填字母)。A. CaCl2 B. Na2CO3 C. NaOH D. Na2CO3和 NaOH【實驗反思】下列物質BaCl2溶液,Ca(NO3)2溶液,Ca(OH)2溶液,Ba(OH)2溶液,不能代替步驟一中CaCl2溶液的是.(填序號)。(2)步驟二中用另外一種試劑代替酚儆溶液也能得出同樣的結論,發生反應的化學方程式為2NaOH + CuSO4=Cu(OH)2 J + Na2SQ4(合理即可)_ 。【交流討論】老師問:“向少量樣品中加入足量的稀鹽酸,如果有氣泡產生,能證明猜想二成立嗎?”同學們交流討論后,一致認為這樣做不能證明猜想二
11、成立,原因是 即使樣品中有 NaOH,加入足量的鹽酸也會產生氣泡(合理即可)。小結氫氧化鈉的變質探究1 .變質原因:敞口放置時與空氣中的CO2反應生成Na2CO3,反應的化學方程式是2NaOH +CO2=Na2CO3+H2O。2 .檢驗是否變質(即Na2CO3的檢驗)(1)加酸(鹽酸或硫酸),若產生氣泡,說明已變質,其反應的化學方程式:2HC1 + Na2CO3=2NaCl +H2O+CO2T 。(2)加堿(氫氧化鈣或氫氧化鋼),若產生白色沉淀,說明已變質,其反應的化學方程式:Ca(OH)2 + Na2CO3=CaCO3 J +2NaOH。(3)加鹽(氯化鋼或氯化鈣),若產生白色沉淀,說明已變
12、質,其反應的化學方程式:Na2CO3+CaCl2=CaCO3 J + 2NaCl。3 .檢驗變質程度變質程度分為:沒有變質(只含有NaOH);部分變質(含有NaOH和Na2CO3);完全 變質(只含有Na2CO3)。(2)檢驗方法:取少量樣品于試管中 ,滴加足量的CaCl2溶液,若無明顯現象,說明氫氧化鈉 沒有變質;若生成白色沉淀,說明含有碳酸鈉,氫氧化鈉變質;靜置,向上層清液中滴加少 量酚酬:溶液,如果溶液變紅色,說明氫氧化鈉部分變質; 如果溶液呈無色,說明氫氧化鈉完 全變質。4 .除去雜質(Na2CO3):滴加適量氫氧化鈣溶液至剛好無沉淀生成,然后過濾,就得到氫氧化鈉溶液,再蒸發,就得到氫
13、氧化鈉固體,其反應的方程式:Na2CO3+Ca(OH)2=CaCO3 J +2NaOH。【例2】某學校化學興趣小組的同學們在實驗室發現一瓶石灰水試劑瓶瓶壁和瓶塞周圍有一些白色粉末。為了弄清楚白色粉末的成分及形成原因,他們進行了如下探究:【提出問題】白色粉末成分的猜想和成因分析。【作出猜想】可能是 CaCO3:原因是石灰水與空氣中的 CO2反應;可能是 Ca(OH)z_:原因是溶劑蒸發,石灰水中的溶質結晶析出;還可能是 Ca(OH) ?和CaCO3【實驗探究】甲同學甲同學取白色粉末于試管中,加少量的水,震蕩,發現試管底部有白色固體。于 是他得出白色粉末是CaCO的結論。乙同學認為甲同學的結論不嚴
14、密,理由是 Ca(O0HX:t溶于水。為了得出較嚴密的結論,他們進行了下表所示實驗,請完成實驗報告:實驗步驟實驗現象實驗結論取上述試管中的上層清液 ,滴加12滴無色酚酗:試液溶液呈紅色白色粉末中含有Ca(OH) 2往上述試管殘留的白色固體中加入稀鹽酸(合理即可)_有氣泡產生白色粉末中含有 CaCO3由上述實驗可知,白色粉末成分的猜想 是正確的。【拓展反思】通過上述實驗的探究,同學們向實驗員提出了保存、使用易變質溶液的下列建議,合理的是_ab_。a.密封保存 b.使用前臨時配制c.禁止使用該試劑【解析】【作出猜想】根據猜想 的原因可知,白色粉末只含有石灰水的溶質 ,即Ca(OH)2;猜想的過程都
15、有可能發生,且CaCO3與Ca(OH)2可以共存,因此猜想 為兩者的混合物。【實驗探究】Ca(OH)2微溶于水,加入少量水時有可能得不到充分溶解,因此甲同學的結論不嚴密。上層清液能使酚血:試液變紅,說明含有Ca(OH)2;若不溶物中含有 CaCO3,則應該加入稀酸進行檢驗,現象是有氣泡產生。綜合上述分析可知白色粉末中含有CaCO3和Ca(OH)2,猜想成立。【拓展反思】密封保存和使用前臨時配制都能減少易變質溶液與外界的接觸。【即時訓練2】(2018聊城)某化學學習小組的同學對一瓶敞口放置氫氧化鈣固體的化學成分產生了興趣,他們根據自己所學知識進行如下探究:【提出問題】該瓶藥品的化學成分是什么?【
16、查閱資料】(1)氫氧化鈣能與空氣中的二氧化 碳反應而變質。(2)氫氧化鈣的溶解度曲線如圖:【猜想假設】猜想一:Ca(OH)2;猜想二:_Ca(OH)2_和 CaCO3_ ;猜想三:CaCO3。【實驗驗證】實驗操作實驗現象實驗結論(1)取1 g樣品放入盛有50 g 水的燒杯中,充分攪拌后靜置燒杯底部有較多固體未溶解樣品中含有CaCO3(2)取實驗(1)中上層清液少許 于試管中,再向試管中滴加23滴無色酚酗:試液溶液由無色變成紅色樣品中含有Ca(OH) 2【得出結論】甲同學認為猜想二正確。【反思交流】(1)乙同學認為甲同學的結論不合理,他認為猜想 也可能正確,原因是一氫氧化鈣微溶于水,未溶解固體可
17、能只含氫氧化鈣 (合理即可)_。(2)丙同學認為要想驗證猜想二正確,還需做如下實驗:取實驗 (1)中未溶解固體于試管中,向試管中滴加適量稀鹽酸 ,如果 有氣泡產生,則猜想二正確。【拓展提升】要想驗證反應后物質的成分 ,除需驗證有生成物以外 ,還應考慮反應物是否有剩余(合理即可)_。小結氫氧化鈣的變質探究1 .變質原因:Ca(OH)2與空氣中的CO2反應生成CaCO3,其反應的化學方程式為Ca(OH)2 + CO2=CaCO3 J +H2O。2 .檢驗是否變質(即檢驗CaCO3):取少量固體,向其中滴加過量稀鹽酸 ,若有氣泡冒出,則 說明已變質。CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2f
18、。3 .檢驗變質程度(1)沒有變質只含有Ca(OH) 2:取樣,滴加過量的稀鹽酸,若無氣泡冒出,則說明氫氧化鈣未變質。(2)部分變質含有Ca(OH)2和CaCO3:取樣,加水溶解,滴入酚酗:溶液,若溶液變紅,證明含有Ca(OH)2;另取樣,加入過量稀鹽酸,若產生氣泡,證明含有CaCO3,即部分變質。(3)完全變質(只含有CaCO3):取樣,加水溶解,滴入酚酬:溶液,若溶液不變色,證明不含Ca(OH)2;另取樣,加入過量稀鹽酸,若產生氣泡,說明含有CaCO3,即完全變質。【注意】Ca(OH)2微溶于水,因此濾渣中要加入過量的稀鹽酸才能檢驗CaCO3的存在。【即時訓練3】生石灰常用作食品干燥劑。久
19、置的生石灰里可能會含有氧化鈣、氫氧化鈣、 碳酸鈣三種物質中的一種或幾種 (假設久置的生石灰中不再含有其他成分)。為了探究久置的生石灰的成分,某校化學興趣小組進行了以下探究活動。如圖所示:制1必£博涵A|世富三心i加九謔量嘴隔鈍萩口而研石龍樣品小匕濾波E【設計實驗】取0.94 g久置的生石灰樣品放入燒杯中,進行了以下探究實驗*(醯辟蟲蛻2光滴加酹£鬟.7,再流加i±量 1【討論與分析】(1)生石灰可以作干燥劑的原因是CaO+ H2O=Ca(OH”(用化學方程式表示)。(2)向0.2 g濾渣A中滴加稀鹽酸,有氣泡產生,說明久置的生石灰樣品中一定含有CaCO3 (填寫化
20、學式)。(3)中反應過程中的實驗現象是溶液先變紅色,然后逐漸變成無色_。(4)將混合物C、D全部倒入一個潔凈的燒杯中混合,充分反應后,過濾,得到1g濾渣E和紅色濾液F。向濾液F中滴加CaCl2溶液,有白色沉淀生成,則濾液F的溶質中一定含有Na2CO3、NaCl ,還可能含有 NaOH 。【解釋與結論】依據實驗現象和測得的數據判斷,0.94 g久置的生石灰樣品的成分是Ca(OH)2、CaCO3 。小結氧化鈣的變質探究1 .變質原因:氧化鈣在空氣中敞口放置會與空氣中的水蒸氣反應生成氫氧化鈣,氫氧化鈣繼續與空氣中的二氧化碳反應生成碳酸鈣。CaO+H2O=Ca(OH)2, Ca(OH)2 + CO2=
21、CaCO3+H2。2 .檢驗變質后物質存在的方法:氧化鈣:取少量變質后的固體放入燒杯中,加入水充分溶解,用手摸燒杯外壁有灼熱感。氫氧化鈣:(1)取變質后物質溶于水,向其中通入二氧化碳氣體,有白色沉淀生成。(2)取變質后物質溶于水,向其中滴加碳酸鈉溶液,有白色沉淀生成。(3)取變質后物質溶于水,滴加酚Mt溶液,酚酗:溶液變紅。碳酸鈣:取少量變質后固體,向其中滴加稀鹽酸,有氣泡冒出。CaCO3+ 2HCl=CaCl 2+ H2O + CO2 T。【注意】有氧化鈣存在的情況下,初中階段檢驗不出氫氧化鈣的存在。因為氧化鈣溶于水后生成氫氧化鈣,會干擾原來氫氧化鈣的檢驗。考法2反應后物質的成分【例3】(2
22、019長沙)小華同學通過閱讀課外資料得知 ,潛水艇中常用過氧化鈉(Na2O2)作為供 氧劑,有關反應的化學方程式為: 2Na2O2+ 2CO2=2Na2CO3+ O2, 2Na2O2+ 2H2O=4NaOH + O2T。于是他用如圖所示裝置來制取 CO2并驗證其與Na2O2的反應:展酸,針I溶液tiCDENW.(1)裝置B的作用是 除去CO2中混有的HCl_。(2)反應一段時間后,裝置E中收集到的氣體主要是_02(或氧氣)。反應后裝置C硬質玻璃管中固體的成分是什么?小華為此又進行了如下探究:【猜想與假設】 猜想一:Na2CO3; 猜想二:Na2CO3和Na2O2; 猜想三:Na2CO3和NaO
23、H。你認為還可能是:_Na2CO3、NaOH、Na2 Q2 。【設計實驗】實驗操作實驗現象實驗結論取少量樣品于試管中,加入足量的水,振蕩固體完全溶解,無氣泡產生樣品中一定沒有 Na2O2取少量實驗所得溶液于另一試管中,加入過量的BaCl2溶液,振蕩后白色沉淀產生取少量實驗所得上層清液于另一試管中,加入 MgCl 2(合理即可)_溶液,振蕩后白色沉淀產生猜想三正確【反思與評價】反應后裝置C硬質玻璃管中的固體含有 NaOH,原因可能是制得的CO2中混有水蒸氣且CO2.的量不足【解析】(1)裝置B的作用主要是除去 CO2氣體中混有的HCl氣體。(2)CO2和Na2O2反應產生。2,且反應剩余的 CO
24、2會被裝置D中的NaOH溶液吸收,剩下的氣體主要是 。2。【猜 想與假設】因CO2與Na2O2反應,固體中一定有 Na2CO3;若氣體中夾雜的水與 Na2O2反應, 則有NaOH;若Na2O2過量,則有Na2O2;故固體可能是 Na2CO3、NaOH和Na2O2三種物質 的混合物。【設計實驗】Na2O2會與水反應產生氣體,若沒有氣泡產生,樣品中一定沒有Na2O2o實驗中加過量 BaCl2溶液的目的是驗證并除去 Na2CO3。實驗的目的是驗證是否 存在NaOH;題中規定現象為白色沉淀,則可利用與 NaOH產生白色沉淀的鹽來驗證,如 MgCl2、AlCl 3等。【反思與評價】經過裝置 B的氣體未經
25、干燥,從中帶出的水進入裝置 C, 與Na2O2反應產生NaOH;當CO2的量不足時,會留有NaOH。【即時訓練4】(2019哈爾濱)工業采用電解氯化鈉溶液制備燒堿。某同學取電解后的溶液進行如下探究:【提出問題】電解后的溶液中的溶質是什么?【猜想假設】(1)NaOH、NaCl; (2)NaOH。Y前加脯戢螳 I溶液 產生白邑星沉淀賓至2【實驗探究】取電解后的溶液 ,進行如下實驗:滴加幾滴J滴加過量I耕嵌溶液I的稀琦靛J電解后的 *II溶液同實驗I【收集證據】實驗 1的反應現象為(1)_溶液由紅色變為無色 _,實驗2發生反應的化學方程式為(2)NaCl + AgNO 3=AgCl J + NaNO
26、3o【實驗結論】電解后的溶液中的溶質是(3) NaOH、NaCl。【表達交流】實驗中滴加酚酗:溶液的作用是(4)_證明氫氧化鈉存在且未稀硝酸完全除去(合理即可)_。在滴加過量稀硝酸的過程中,右圖中表示的是(5) OH _(填符號),表示的是(6) H+_(填符號)。【總結規律】通過探究還可以認識到:上述實驗1和實驗2的反應都是兩種化合物在溶液中以(7)_離子一的形式,通過一種(8)_相互交換(或生成另外兩種化合物)_的方式而發生的復分解反應。考法3混合物的成分【例4】(2019梧州)市售的“自熱米飯”帶有一個發熱包,遇水后可迅速升溫至 150 C,保溫時間達3小時,能將生米做成熟飯。 梧州市某
27、中學化學興趣小組對發熱包非常感興趣,進行了以下探究。【查閱資料】(1)發熱包主要由生石灰、鐵粉、鎂粉、鋁粉、炭粉、氯化鈉中的若干種組成。(2)氫氧化鎂和氫氧化鋁均為不溶于水的白色固體,但后者可溶于NaOH溶液。【成分探究】取出某品牌的發熱包內灰黑色的固體粉末,分成兩份。(1)小吳用磁鐵靠近其中一份粉末 ,發現有黑色物質被磁鐵吸引 ,證明粉末中含有 鐵粉。 用磁鐵將該物質全部吸出后,剩余粉末為樣品 Ao(2)小周將另一份粉末加水溶解、過濾后,取部分濾液滴入酚配試液,濾液變<色,證明原粉末中含生石灰;再向濾液中加入稀硝酸酸化的硝酸銀溶液(合理即可)_,看到白色沉淀生成,證明原粉末中含有氯化鈉
28、。(3)除上述物質外,還可能存在鎂粉、鋁粉、炭粉 ,對此大家提出了以下幾種猜想:猜想一:只存在上述三種中的一種;猜想二:上述三種同時存在;猜想三:存在鋁粉和炭粉;猜想四:存在鎂粉和鋁粉;猜想五: 存在鎂粉和炭粉 。【實驗驗證】小施用樣品 A進行實驗,流程如下。向濾液 B滴加氫氧化鈉溶液時,他觀察 到開始時有白色沉淀生成,后來又全部消失,最后得到的是無色溶液 E。【實驗結論】不溶物D是 炭粉 。大家結合實驗現象討論后 ,認為彳#想 a 正確,理由是 加入足量的稀鹽酸后仍有不溶物 ,說明中品A中含有炭粉;加入足量的 NaOH產生白色沉淀后又完全溶解,說明木品A中含有鋁粉而不含鎂粉(合理即可)【原理
29、探究】小吳利用如圖裝置證明發熱包放熱主要來自于生石灰與水的反應。加水后發現A中溫度迅速升高,B中有氣泡產生,該氣體為空氣_(填名稱)。但溫度很快下降,說明該反應很快結束,不能長時間保溫。【猜想】大家大膽猜測應該還有其他放熱反應存在。【實驗驗證】同學們按資料介紹,用鐵粉、炭粉和食鹽水在錐形瓶中模擬鐵的銹蝕實驗,不久后發現錐形瓶外壁微燙,并持續較長時間。該現象很好地解釋了發熱包的保溫機理。【拓展活動】在上述鐵的銹蝕實驗中未觀察到紅色的鐵銹產生。老師告訴同學們,鐵銹蝕時首先生成一種堿。請寫出該反應的化學方程式 2Fe+ O2+ 2H2O=2Fe(OH)2。【解析】【成分探究】(1)題中列出的各物質中
30、只有鐵粉能夠被磁鐵吸引;(2)根據結論“原粉末含生石灰”可知,粉末溶于水形成的溶液中含有Ca(OH)2,能使酚酗:試液變紅;在含有OH一的溶液中檢驗 Cl ,必須先加酸中和 OH-后才能加硝酸銀溶液,一般直接使用稀硝酸 酸化的硝酸銀溶液。(3)根據猜想的情況可知,沒有被提及的猜想是 “存在鎂粉和炭粉”。【實驗結論】碳單質不與稀鹽酸反應,故不溶物D是炭粉。結合實驗現象分析:樣品A與酸能產生氣體,說明其中至少含有 Mg、Al中的一種;而向濾液 B中加足量NaOH,產生白 色沉淀后又全部溶解,根據題中所給信息確定白色沉淀中只有Al(OH) 3,故樣品A中含鋁而不含鎂,猜想三正確。【原理探究】生石灰與
31、水反應放出大量的熱,使錐形瓶內的空氣受熱逸出。【拓展活動】沒有看到紅色的鐵銹,說明生成的堿不是 Fe(OH)3而是Fe(OH)2;結合鐵的生銹條件可知,反應物中還有水和氧氣,據此可以寫出反應的化學方程式: 2Fe+ O2 + 2H 2O=2Fe(OH) 2。【即時訓練5】(2019云南)某無色溶液X是碳酸鈉、碳酸氫鈉、氫氧化鈉| 一溶液中的一種或兩種溶液的混合溶液。某興趣小組的同學為探究無色溶液根療,X的成分,開展了如下的探究活動,請你一同參與完成:土石灰乂|【查閱資料】獲得如下信息:11 .氯化鈣溶液呈中性,與碳酸氫鈉溶液混合不發生反應。2 . NaHCO3溶液呈堿性,與澄清石灰水反應生成白
32、色沉淀。【猜想與假設】針對無色溶液 X中的溶質成分:猜想一:含有 Na2CO3; 猜想二:含有 NaHCO3;猜想三:含有 NaOH(或氫氧化鈉); 猜想四:是其中兩種成分 合溶液。【實驗方案設計】序號實驗步驟預設實驗現象預設實驗結論取樣于燒杯中,滴入過量的氯化鈣溶液,過濾產生白色沉淀猜想一正確取的濾液于試管中,滴入適量的氫氧化鈣溶液無明顯現象猜想一不止確取的濾液于試管中,滴入酚酗:溶液溶液變紅色猜想三正確【綜合結論】通過以上實驗 ,得出無色溶液X是_碳酸鈉和氫氧化鈉(或Na2CO3和NaOH)的混合溶液 。【實驗反思與拓展】 類比資料信息,NaHCO 3與NaOH反應生成質量比為53 : 9
33、的兩種化合物,請寫出反應的化學方程式 _NaHCO3+ NaOH=Na2CO3+ H2O 。考法4殘缺標簽的推斷【例5】(2018青島改編)某興趣小組在實驗室里準備常見酸、堿、鹽的性質實驗時 ,發現實驗臺上擺放的藥品中,有一瓶未蓋瓶塞且標簽破損的溶液(如右下圖),他們決定對這瓶溶液的成分進行探究。【提出問題】這瓶溶液的溶質是什么?【獲得信息】(1)酸、堿、鹽的性質實驗中用到含鈉元素的物質有氯化鈉、氫氧化鈉、碳酸鈉、碳酸氫鈉。(2)實驗室里盛放堿性溶液的試劑瓶通常使用橡膠塞。(3)碳酸氫鈉溶液與氯化鋼溶液不反應;氯化鋼溶液呈中性。【提出猜想】猜想一:氫氧化鈉;猜想二:碳酸鈉 ;猜想三:碳酸氫鈉。
34、【實驗探究】(1)小軍取樣滴加稀鹽酸,觀察到有 氣泡 產生,得出結論:該溶液的溶質是碳酸鈉或者是碳酸氫鈉 。(2)小軍另取樣加入過量的氯化鋼溶液,觀察到有 白色沉淀產生,進而得出結論:該溶液的溶質是碳酸鈉。(3)小華認為小軍的結論不完全正確若溶液中的溶質是氫氧化鈉,變質會生成碳酸鈉,也會產生上述現象。小組同學討論后一致認為還需要進行如下實驗:(4)取小軍第二次實驗后的上層清液,滴入無色酚酗:試液,溶液呈紅色。【實驗結論】這瓶溶液的原溶質是氫氧化鈉 。【探究啟示】實驗中取用液體藥品時,應注意標簽朝向手心,用后及時蓋緊瓶塞_。【解析】【提出猜想】根據所給的信息(2)可知,試劑瓶中的溶液應呈堿性;再
35、結合其他猜想的情況可知猜想二為碳酸鈉。【實驗探究】(1)結論表明溶液可能含有碳酸鈉,則實驗現象應為“有氣泡生成”,能與稀鹽酸反應生成氣泡的物質還有碳酸氫鈉。(2)結論表明溶液含有碳酸鈉,則實驗現象應為 “有白色沉淀生成”。由信息(3)可知,NaHCO3不能與BaCl2反應,說明溶液中確實含有 Na2CO3,但是結論仍不嚴謹,說明Na2CO3還有其他來源;聯想到NaOH溶液的變質可知,即使溶質是NaOH ,敞口放置一段時間后也會有 Na2CO3生成,也能出現同樣的現象。【實驗結論】小軍第二次實驗中的上層清液不含Na2CO3,但仍能使酚酗:試液變紅,說明溶液中還含有 NaOH,故原溶液是 NaOH
36、, Na2CO3只是由于變質產生的。【探究啟示】為了避免標簽被腐蝕、溶液變質的情況發生,取用藥品時應將標簽朝向手 心,并在用后及時蓋緊瓶塞。【即時訓練6】(2019泰安)在整理實驗室時,同學發現7瓶不同的無色溶液(見下圖所示),其中2、3、7號試劑瓶標簽完全破損,4、5號試劑瓶標簽部分破損。查閱藥品記錄單可知,2、3、4、5、7號溶液分別是 10%NaOH溶液、飽和石灰水、10%Na2CO3溶液、10%CaCl2溶液、10%稀鹽酸中的一種。化學小組同學進行了以下實驗探究。【實驗目的】給試劑瓶貼上正確的標簽;探究部分溶液混合發生的反應。【查閱資料】CaCl2溶液呈中性,能與Na2CO3發生復分解
37、反應;Ca(OH)2+ NaHCO3=CaCO3 J + NaOH +H2O;NaOH + NaHCO3=Na2CO3+H2O。【實驗探究】 分別取2、3、4、5、7號溶于5支試管中,向其中分別滴加1號溶液,發現3、4、5號溶液變紅色,說明這3種溶液呈堿性_(填“酸性”“堿性”或“中性”),由該實驗可確定的溶液為_3號,飽和石灰水_(寫出試劑瓶編號及相應的溶液名稱);(2)分別取2號5.55 g和7號3.65 g溶液,混合均勻后,逐滴加入5號溶液。首先觀察到有氣泡冒出,然后有沉淀析出。加入5號溶液的質量與產生氣體或沉淀的質量關系如圖1所示,一 三6號2加入5號溶液的質量與溶液 pH的變化關系如
38、圖2所示。根據圖示完成下列問題:7號溶?是稀鹽酸_(填名稱);圖1中b點數據為 5.3 g;圖2中h一k段發生反應的化學方程式為NazCO3+CaCl2=CaCO3 J +2NaCl_。(3)取3號溶液于試管中,逐滴加入一定量的 6號溶液,觀察到溶液變渾濁,過濾,則濾液 中含有的溶質可能為: NaOH; Na2CO3; NaOH、Na2CO3; NaOH、Ca(OH)2; _Na2CO3、NaHCO3_。【實驗反思】分析上述實驗,下列說法不正確.的是 AB (填字母序號)。A. 5號試劑可能是部分變質的氫氧化鈉溶液B.該實驗無法確定各種試劑,沒有完成實驗目的C.圖1中b-c段反應過程中溶液的
39、pH變化情況可用圖2中h-k段表示D.碳酸氫鈉既能與堿反應,又能與酸反應類型二探究物質的性質考法1常見物質的性質【例6】(2019青島)某興趣小組在實驗室中探究氫氧化鉀的性質,請你參與他們的探究。【實驗過程與分析】實驗一實驗二實驗三實驗操作,KUH摩液h-CuSOj 海液NHKI宏能KOH J感I林磯酸4 K。日需液實驗現象生成監色沉淀生成一種有刺激性氣味的氣體無明顯現象實驗結論氫氧化鉀能與硫酸銅發生反應氫氧化鉀能與氯化俊發生反應氫氧化鉀不能與硫酸發生反應【實驗反思與拓展】某同學認為實驗三的結論不正確。他改進了該實驗方案,借助于酸堿指示劑,通過明顯的現象證明氫氧化鉀能與硫酸發生反應。簡述他的實
40、驗方案:取適量氫氧化鉀溶液于一支干凈的試管中,滴加幾滴無色酚酗:試液,溶液呈紅色;然后逐滴滴加稀硫酸 ,直至溶液變成無色,證明氫氧化鉀和硫酸發生了反應 _(寫出操作方法和現象)。對于無明顯現象的化學反應,可通過檢驗有新物質生成或檢驗某種反應物消失或減少的方法來證明物質間發生了化學反應。【解析】【實驗過程與分析】實驗一:KOH與CuSO4反應生成藍色沉淀Cu(OH)2;實驗二:KOH與NH4C1共熱生成有刺激性氣味的氣體NH3。【實驗反思與拓展】借助酸堿指示劑顏色的變化,可以證明氫氧化鉀與硫酸發生了反應。實驗方案如下:取適量氫氧化鉀溶液于一支干凈的試管中,滴加幾滴無色酚酗:試液,溶液呈紅色;然后
41、逐滴滴加稀硫酸,直至溶液變成無色,證明氫氧化鉀和硫酸發生了反應。檢驗新物質的生成或反應物的減少(或消失),均可以證明物質間發生了化學反應。【即時訓練71 (2019天水)為探究鹽酸的化學性質,某化學小組做了如下實驗:柿鹽裝環a曖楙以酸(1)上述反應中無現象的為 _D_(填字母序號,下同),有白色沉淀出現的是 _F_; B試管中所發生反應的化學方程式為Fe+ 2HCl=FeCl2+ H2 TI(2)將反應后D和E試管中的廢液倒入一個潔凈的燒杯中,觀察到燒杯中先有氣泡產生 ,后有白色沉淀出現。將燒杯中的混合物過濾,得到白色沉淀和無色濾液。同學們對濾液中溶質的成分進行探究。【提出問題】濾液中溶質的成
42、分是什么?【假設與猜想】猜想一:NaCl;猜想二:NaCl和CaCl2;猜想三:NaCl、Ca(OH)2和 HCl;猜想四:_NaCl、Na2CO3_。是錯誤的。 【討論與交流】經討論,同學們一致認為猜想【實驗與結論】實驗步驟實驗現象實驗結論取少量濾液于試管中,滴加適量碳酸鈉溶液無現象取少量濾液于試管中,滴加適量鹽酸(合理即可)有氣泡產生(合理即可)_猜想四成立,猜想四成立【拓展與遷移】稀鹽酸和稀硫酸有相似的化學性質,是因為它們的溶液中都存在一H + (或氫離子)考法2陌生物質的性質【例7】(2018濰坊)金屬鎂可與熱水反應生成氫氧化鎂和氫氣,所得溶液呈堿性,可使酚Mt溶液顯紅色。某同學將鎂條
43、放在水中煮沸,趁熱取出部分溶液,滴加酚酗:溶液,變為紅色,放置在空氣中一段時間后,發現溶液的紅色褪去了。(1)鎂與熱水反應的化學方程式是Mg + 2H2O=Mg(OH) 2+ H2 f o(2)查閱資料:溶液紅色褪去的原因是溶液堿性減弱。【提出問題】導致溶液堿性減弱的原因是什么?【假設與分析】假設1:可能是氫氧化鎂與 N2或O2發生了反應。假設2:可能是溶液吸收了空氣中的CO2(或二氧化碳)。假設3:可能是氫氧化鎂的溶解度隨溫度的降低而減小(或降低)_。由堿的性質可知,假設1不成立。【實驗探究】實驗操作實驗現象結論1.取上述紅色溶液,保持溫度小艾,在空氣中放 置一段時間,觀察現象紅色褪去假設2
44、成立2.取上述紅色溶液,隔絕空氣_,冷卻至室溫,觀察現象紅色褪去假設3成立【拓展延伸】(3)將一小塊金屬鈉投入硫酸銅溶液時,產生藍色沉淀。請解釋其原因:鈉和水反應生成氫氧化鈉;氫氧化鈉和硫酸銅反應生成氫氧化銅藍色沉淀。(4)除上述金屬外,根據金屬活動性順序,預測鉀(或鈣)也能跟硫酸銅溶液反應產生上述 現象(舉一例即可)。【解析】(1)由題意,鎂與熱水反應生成氫氧化鎂和氫氣,反應的化學方程式為Mg+2H2O=Mg(OH) 2+H2T ,要注意熱水即代表著反應需要加熱。【假設與分析】假設2:從空氣的成分分析。N2、O2已被提及;稀有氣體的化學性質穩定,可以排除;CO2與水反應生成碳酸,可能使溶液的
45、堿性減弱。假設 3:溶液中Mg(OH)2的質量越少,溶液 的堿性就越弱,因此還可能是氫氧化鎂的溶解度隨溫度的降低而減小。【實驗探究】根據結論 假設2成立”可知,空氣中的 CO2確實可以減弱溶液的酸性,最終使得溶液的紅色褪去。根據結論和上述分析可知,要證明溫度的影響,必須先排除其他因素 (即CO2)的干 擾,因此需要將溶液與空氣隔絕后降溫。【拓展延伸】(3)要采用逆推的方法思考:CuSO4溶液中生成藍色沉淀,說明投入Na之后有堿生成;再結合本題的情景,考慮到金屬活動性順序Na>Mg,可以推測Na與水在常溫下就能生成 NaOH。因此產生這種現象的原因是: 鈉和水反應生成氫氧化鈉;氫氧化鈉和硫
46、酸銅反應生成氫氧化銅藍色沉淀。(4)根據上述分析可知,只要金屬的活動性比 Na強,就很有可能與水反應生成堿;因此可以猜測 K、Ca 也能跟硫酸銅溶液反應產生上述現象。【即時訓練8】(2018南通)科學探究和證據推理是化學學科的核心素養。學習小組對藍綠色 堿式碳酸銅晶體CU2(OH)2CO3的性質進行實驗探究,并基于證據進行推理分析。I .分析堿式碳酸銅的組成根據化學式可知,堿式碳酸銅中Cu元素的化合價為+2 。n .探究堿式碳酸銅受熱的變化【設計實驗】學習小組設計了如圖裝置(夾持儀器已略去),并用于探究堿式碳酸銅的分解產物。甲乙丙注:無水硫酸銅為白色固體,遇水變藍。【實驗過程】(1)在裝置丙導
47、管 a處連接一導管,并插入水中,微熱試管,觀察到導管口出現氣泡 一說明整套裝置的氣密性良好。(2)按圖示加入樣品和試劑,加熱一段時間后,試管中固體變黑,U形管中無水硫酸銅變藍, 澄清石灰水變渾濁。【實驗分析】(1)裝置甲中用于加熱的儀器名稱為酒精燈 。(2)裝置丙中發生反應的化學方程式為Ca(OH)2+CO2=CaCO3j +H2O 。(3)根據現象可知,堿式碳酸銅受熱可分解,分解產物有CO2、CuO、 _H2O_ o(4)裝置乙、丙位置不能互換的理由是氣體通過澄清石灰水時會帶出水蒸氣,干擾H/O的檢驗 。m .探究堿式碳酸銅與酸的作用【實驗過程】取樣品少量于試管中,加水,固體不溶解。繼續加入
48、足量稀硫酸,有氣泡產生, 得到藍色溶液。【實驗結論】堿式碳酸銅能與硫酸發生反應,生成的鹽為_硫酸銅(或CuSO立。【拓展延伸】堿式鹽在生活中應用廣泛。堿式氯化鋁Al2(OH)Cl5是一種高效凈水劑。寫出堿式氯化鋁與鹽酸發生反應的化學方程式Al2(OH)CL5+ HCl=2AlCl 3+ H2O_ 。考法3實驗中的異常現象【例8】(2019安徽)某興趣小組為探究金屬活動性強弱,分別做了鎂、鋁、銅與稀鹽酸反應的實驗。(1)比較金屬活動性強弱:鋁比銅 強(填“強”或“弱”)。寫出鎂與稀鹽酸反應的化學方程式: Mg+2HCl=MgCl 2+H2,。(2)小芳同學做鎂與稀鹽酸反應的實驗時,發現試管中出現
49、灰白色沉淀,該小組同學對灰白色沉淀的成分進行如下探究:【提出假設】 假設一:含有氯化鎂;假設二:含有鎂粉;假設三:含有氫氧化鎂;【查閱資料】氯化鎂易溶于水;在一定條件下,鎂可與冷水緩慢反應。【設計并進行實驗】各取少量灰白色沉淀加入2支試管中,進行如下實驗:編P實驗操作實驗現象實驗1加入適量蒸儲水,攪拌沉淀未見減少實驗2加入適量稀鹽酸沉淀全部溶解,沒有氣泡產生【得出結論】由實驗1可知,假設二不成立;由實驗2可知,沉淀中不含鎂粉_。假設三可能成立_(填“成立”或“可能成立”或“不成立”)。【實驗反思】 實驗后同學們請教老師得知 ,灰白色沉淀的主要成分是堿式氯化鎂,堿式氯化鎂受熱易分解產生氯化氫氣體
50、。于是小芳再取少量灰白色沉淀于試管中加熱,并將蘸有紫色石蕊溶液的濾紙條懸于試管口,預期的實驗現象是 濾紙條變紅 。(3)為探究鎂與稀鹽酸反應生成堿式氯化鎂的條件,該小組同學進行了如下實驗:在小燒杯中加入一定量的稀鹽酸和去除氧化膜的鎂帶,觀察實驗現象,并測量溶液pH的變化。結果見下表:時間/min024812162024溶液pH2.05.37.08.69.39.810.010.0實驗現象一鎂帶溶解較快,產生大 量氣泡,無沉淀生成鎂帶緩慢溶解,產生氣泡速度減慢,溶液變 渾濁,燒杯底部有灰白色沉淀根據表中信息回答下列問題:請描述溶液 pH變化的規律并解釋原因:_溶液pH逐漸增大,最后呈堿性;前期 p
51、H變化較快,后期pH變化較慢,最后保持不變。因為反應開始時鹽酸濃度大 ,反應速率快,pH 變化快;隨著反應的進行,鹽酸逐漸被消耗,但鎂還能與水繼續緩慢反應 ,生成堿性物質, 使pH繼續緩慢增大;最后反應完全 ,pH保持不變(合理即可)。請對生成堿式氯化鎂的條件提出猜想,并設計實驗證明猜想:猜想:金屬鎂需要過量。設計實驗:取兩只燒杯.分別加入等濃度等體積的稀鹽酸 .再分別加入少量和過量的去除氧 化膜的鎂條,觀察現象。若前者無沉淀而后者有沉淀,證明猜想成立(合理即可)。【解析】(1)根據金屬活動性順序,鋁的活動性比銅強;鎂與稀鹽酸反應生成氫氣和氯化鎂。(2)結合資料和實驗現象分析:MgCl2易溶于
52、水,但實驗1中沉淀未減少,說明沉淀中不含MgCl2,假設一不成立;稀鹽酸能與鎂反應放出氫氣,但實驗2中無氣泡產生,說明沉淀中不含鎂粉;氫氧化鎂屬于堿,能和稀鹽酸反應產生易溶于水的MgCl2,符合實驗2中的現象,但由于沒有后續的實驗去驗證沉淀的其他性質,因此假設三可能成立;氯化氫氣體溶于紫色石蕊溶液中呈酸性,使濾紙條變紅。(3)抓住pH值的變化情況(由酸到堿)和變化快慢(先快 后慢)來進行描述和分析;根據表中的實驗現象可知,鎂與鹽酸反應后鎂條仍有剩余,繼續與水反應才會有灰白色沉淀產生,因此猜想堿式氯化鎂的生成條件要求Mg過量。據此設計實驗,做到過量和不過量的對比即可。【即時訓練9】(2019廣東
53、)某化學興趣小組用石灰石和鹽酸制取一瓶CO2,驗滿后,將澄清石灰水倒入集氣瓶中,發現沒有變渾濁。興趣小組對這個異常現象進行了探究。【提出問題】澄清石灰水為什么沒有變渾濁?【查閱資料】(1)CO2過量時,CaCO3沉淀會轉化為可溶于水的Ca(HCO3)2。(2)AgCl不溶于稀硝酸。【提出猜想】I .石灰水已完全變質;n .CO 2過量(或石灰水不足);III.CO2中混有hci。 【實驗方案】興趣小組用原藥品繼續制取CO2,并進行探究。制備CO2的化學方程式為CaCO3,+ 2HCl=CaCl 2 + H2O + CO2 個 。步驟實驗操作實驗現象結論及化學方程式(1)取少量澄清石灰水于試管中,加入碳酸鈉(合理即可)_溶液產生白色沉淀猜想I不成立(2)將少量氣體通入盛有澄清石 灰水的試管中澄清石灰水小艾渾濁(或無明顯現象)猜想n不成立(3)將氣體通入盛有硝酸銀溶液的試管中,再加稀硝酸產生白色沉淀猜想出成立。反應方程式為AgNO 3 + HCl=AgCl 1 + HNO 3【實驗結論】制取的 CO2氣體中混入了 HCl,所以澄清石灰水沒有變渾濁。【交流討論】若要收集到純凈、干燥的CO2,需將混合氣體依次通入飽和
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