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專題復習(四)　實驗探究題　　　　　　　　　　　　　 1．(河北中考)小明在市場看到，魚老板將一勺白色粉末加入水中，水中奄奄一息的魚很快張開嘴，活蹦亂跳起來，小明對這種“白色粉末”很感興趣，與小剛進行了相關探究。 【查閱資料】這種“白色粉末”的主要成分是過碳酸鈉(化學式為Na2CO4)，常溫下，與水反應生成氧氣。 【實驗1】小明選用如圖所示裝置中的__B__(填序號)進行過碳酸鈉與水的反應并收集產生的氣體，經檢驗該氣體是氧氣，檢驗方法是__將燃著的木條放入集氣瓶內，木條燃燒得更旺，證明是氧氣__。 【提出問題】過碳酸鈉與水反應后得到的溶液M中溶質的成分是什么？ 【作出猜想】根據過碳酸鈉與水的組成作出三種猜想。 猜想一：Na2CO3；猜想二：NaOH；猜想三：Na2CO3和NaOH。 【實驗2】小明取溶液M，滴加CaCl2溶液，觀察到有白色沉淀生成，他認為白色沉淀是CaCO3，溶液中一定含有Na2CO3。小剛提出質疑，產生的白色沉淀不一定是CaCO3，他的理由是__氯化鈣與氫氧化鈉反應，生成微溶性的氫氧化鈣__。 【實驗3】小剛取溶液M，滴加稀HCl，觀察到__有氣泡產生__，證明溶液中一定含有Na2CO3，從而否定了猜想二。Na2CO3與稀HCl反應的化學方程式為__Na2CO3＋2HCl===2NaCl＋CO2↑＋H2O__。 【實驗4】為進一步確定溶液M中是否含有NaOH，他們向溶液M中滴加CaCl2溶液至不再產生沉淀為止，取上層溶液，加入__無色酚酞試液__，無明顯現象。證明溶液中無NaOH溶液，猜想一正確。該實驗中用CaCl2溶液而不用飽和石灰水，原因是__碳酸鈉能與氫氧化鈣反應生成碳酸鈣沉淀和氫氧化鈉，無法證明原溶液中否含有氫氧化鈉__。 【反思拓展】 (1)根據過碳酸鈉的性質，保存時應注意防潮。 (2)檢驗A、B兩種物質是否同時存在，一定要考慮二者性質的互相干擾問題。 2．(河北中考)同學們用高錳酸鉀制氧氣，制取結束清洗儀器，發(fā)現加熱高錳酸鉀的試管內壁有用水洗刷不掉的黑色固體。 問題一：黑色固體是什么？ 【交流討論】同學們結合實驗現象和對高錳酸鉀及其分解產物的了解，進行分析判斷。 判斷 依據 不是KMnO4 KMnO4能溶于水形成紫紅色溶液 不是__K2MnO4__ (填化學式) 沖洗試管時出現深綠色溶液，說明該物質能溶于水 是MnO2 其他實驗用過MnO2，知道它是不溶于水的黑色固體 【實驗驗證】向未洗凈的試管中加入某種液體，產生能使帶火星木條復燃的氣體，證明上述判斷正確。加入的液體是__過氧化氫(H2O2)溶液(或雙氧水)__。 問題二：用什么洗掉MnO2? 【交流討論】MnO2與BaCO3、Mg(OH)2、Fe2O3、P2O5、Cu中的某一種物質組成最相近，理由是__它們都是金屬氧化物(或它們都由金屬元素和氧元素組成)__。這種物質能與稀鹽酸反應，化學方程式為__Fe2O3＋6HCl===2FeCl3＋3H2O__，由此推測MnO2也能與稀鹽酸反應。 【實驗驗證】向未洗凈的試管中加入稀鹽酸，黑色固體沒有變化。 【交流討論】實驗說明同一類物質的化學性質不一定相同。MnO2有什么化學性質，用什么試劑清洗呢？同學們請教老師后決定用草酸(H2C2O4)溶液試一試。 【實驗驗證】向未洗凈的試管中加入草酸溶液，黑色固體果然被除去，同時發(fā)現產生許多氣泡。 問題三：生成了什么氣體？ 【交流討論】化學變化過程中元素不變，因為__反應物中含有C、H、O元素__，所以產生的氣體可能為CO2、CO、H2、O2等。 【實驗驗證】經檢驗，產生的氣體是CO2。檢驗CO2氣體的操作和現象是__將產生氣體通入澄清石灰水，石灰水變渾濁__。 【反思提高】以上探究活動中，清除試管內壁附著的難溶物的思路是先__確定難溶物的成分(或確定難溶物是什么物質)__，再了解其化學性質，然后選擇合適試劑進行清洗。 3．(xx石家莊裕華區(qū)一模)石家莊的地下水硬度較大，長期燒水的壺底容易結水垢。水垢的主要成分是難溶于水的含鈣化合物和含鎂化合物。某化學小組把水壺底部的白色固體水垢取出并對其成分進行探究： 【提出猜想】 猜想①：白色固體是CaCO3； 猜想②：白色固體是Mg(OH)2； 猜想③：白色固體是CaCO3和Mg(OH)2。 【查閱資料】pH試紙只能用于測定溶液的酸堿度。 【設計實驗】 實驗步驟(1) 可能現象 結論 __取少量白色固體加入足量的稀鹽酸__ 白色固體完全消失，有氣泡產生 猜想①正確 小組有同學認為該結論不夠嚴密，理由是__白色固體中同時含有CaCO3和Mg(OH)2時也有相同現象(或猜想③也有相同現象)__。 有同學提出碳酸鈣是鹽，而氫氧化鎂是一種堿，故可以用pH試紙測定Mg(OH)2是否存在，如果測定結果pH>7則含有Mg(OH)2，這種說法是否正確？__否__(填“是”或“否”)，理由是__pH試紙只能用于測定溶液的酸堿度，Mg(OH)2不溶于水無法形成溶液__。 【改進實驗】同學們經過反復討論提出了驗證猜想③的實驗方案：(以下微溶物不視為沉淀) 實驗步驟(2) 可能現象 結論 取少量白色固體于試管中，向其中加入足量稀鹽酸 白色固體完全溶解，有氣泡產生 猜想③成立 再向上述反應后的溶液中滴加足量__NaOH溶液[或Ca(OH)2等可溶性堿溶液]__ __生成白色沉淀(或開始無現象，一段時間后生成白色沉淀)__ 請寫出上述步驟中生成氣體的化學方程式：__CaCO3＋2HCl===CaCl2＋H2O＋CO2↑__。 【知識拓展】地下水中常常溶有Ca(HCO3)2，當加熱水時，溶解在水里的Ca(HCO3)2就會分解成沉淀、水和二氧化碳，請寫出該化學反應方程式：__Ca(HCO3)2CaCO3↓＋H2O＋CO2↑__。 4．實驗課上，同學們用下圖所示四種溶液探究與指示劑的作用。實驗后進行廢液處理，處理過程為將A和B中液體混合，得到紅色廢液E；將C和D中液體混合得到廢液F；將E和F倒入燒杯中。 (1)向A中滴加無色酚酞溶液后，溶液顏色為__無__色。 (2)A中液體和B中液體混合后，溶液中一定沒有__b__。 a．NaCl　　　　b．HCl　　　　c．NaOH (3)C中液體和D中液體混合時發(fā)生反應的化學方程式為__Na2CO3＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋2NaOH__。 (4)繼續(xù)對燒杯中的廢液成分進行如下探究。 【提出問題】燒杯廢液中含有什么物質？ 【查閱資料】碳酸鈉溶液呈堿性；CaCl2溶液呈中性。 【初步分析】通過分析上述實驗現象，燒杯中的廢液除酚酞和水外還一定含有__CaCO3、NaOH、NaCl__。 【進行實驗】請設計實驗驗證可能含有的物質。 實驗操作 現象與結論 ①將廢液過濾 ②取少量濾液于試管中，向其中滴加足量稀鹽酸 ③取少量濾液于試管中，向其中加入碳酸鈉溶液 若有氣泡產生，則含碳酸鈉 若有沉淀產生，則含氫氧化鈣 若兩支試管均無現象，兩種物質均沒有 (5)為實現綠色排放(溶液呈中性)，應對廢液再進行的操作是__滴加鹽酸至中性(或滴加鹽酸至紅色恰好消失)__。 5．(河北中考)蔗糖是生活中常見的一種物質，某興趣小組對“蔗糖的組成”進行了探究。 【作出猜想】小組同學認為綠色植物通過光合作用將二氧化碳和水轉化成葡萄糖和氧氣，葡萄糖進一步轉化為蔗糖，故蔗糖中一定含有碳、氫元素，可能含有氧元素。 【實驗驗證】 方案一：小明將蔗糖在氧氣中燃燒，檢驗到生成產物中有水和二氧化碳，得出結論“蔗糖是由碳、氫、氧三種元素組成的”。 小剛認為該方案不合理，只能說明蔗糖中一定含有碳、氫元素，不能確定是否含有氧元素，理由是__蔗糖燃燒中有氧氣參加反應__。 方案二：小剛用下圖所示裝置進行實驗。實驗開始先通入一會兒氮氣，然后關閉彈簧夾，點燃酒精燈給蔗糖加強熱。 (1)觀察到__小燒杯(或玻璃導管)中有水珠__出現，說明蔗糖中含有氫元素和氧元素。 (2)觀察到硬質玻璃管中殘留有黑色固體，他猜想該黑色固體是單質碳，并繼續(xù)利用圖示裝置，另選試劑進行了驗證單質碳的實驗，實驗過程和現象如下： 實驗過程 實驗現象 __向小燒杯中加入澄清石灰水，向硬質玻璃管中通入氧氣__，點燃酒精燈 ①硬質玻璃管中的黑色固體劇烈燃燒，發(fā)出白光； ②__澄清石灰水變渾濁__ 寫出上述實驗過程中一個反應的化學方程式：__CO2＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋H2O(或C＋O2CO2)__。 【實驗結論】蔗糖是由碳、氫、氧三種元素組成的。 【拓展交流】 (1)方案二中，先通入一會兒氮氣的原因是__排凈硬質玻璃管中的空氣(或防止氧氣參加反應)__。 (2)查閱資料得知蔗糖的化學式為C12H22O11。小紅發(fā)現：蔗糖分子中氫原子的數目是氧原子數目的2倍，但是，蔗糖中氧元素質量卻是氫元素質量的8倍，導致出現這種情況的原因是__氧的相對原子質量比氫大__。 6．實驗室在進行雙氧水制備氧氣實驗時，某同學不小心將硫酸銅溶液滴加到試管中，發(fā)現立即有大量氣泡產生，該同學就此對“硫酸銅對過氧化氫溶液的分解是否也有催化作用”的課題進行研究，以下是探究的主要過程： 【提出猜想】硫酸銅可以作過氧化氫溶液的催化劑。 【實驗方案】常溫下取兩瓶H2O2溶液，其中一瓶加入一定量的硫酸銅(另外一瓶不加)，測量各生成一瓶(相同體積)O2所需要的時間。 【進行實驗】如圖所示為進行實驗的裝置圖，此實驗中B處宜采用的氣體收集方法是__排水集氣法__。 【實驗記錄】 實驗編號 1 2 反應物 6%的H2O2 6%的H2O2 反應物的量/mL 2 2 加入物質名稱 不加任何物質 1 g CuSO4 時間/s 270 40 【得出結論】由該實驗過程可知硫酸銅溶液對雙氧水分解具有催化作用，則該實驗過程發(fā)生反應的化學方程式為__2H2O22H2O＋O2↑__。 【實驗反思】實驗結束后，小明又對硫酸銅溶液中哪種微粒對雙氧水分解產生催化作用產生興趣(該溶液中有Cu2＋、SO和H2O)，并進行猜想：①可能是水分子；②可能是__SO__；③可能是Cu2＋。 小明將此猜想與同學小芳進行討論，小芳立即否決了猜想①，原因是__雙氧水中也含有水分子__。 【查閱資料】Na＋、NO對雙氧水的分解沒有催化作用，據此小明在實驗室里選擇了兩種試劑進行了實驗探究，它們分別為__Na2SO4__和__Cu(NO3)2__。 7．人被蚊蟲叮咬后，蚊蟲在人的皮膚內分泌出蟻酸，使叮咬處又痛又癢。化學小組同學對蟻酸產生了濃厚的興趣，決定對其進行探究。 【提出問題】蟻酸的成分是什么？它有什么性質？ 【查閱資料】 Ⅰ.蟻酸是一種有機酸，化學名稱叫做甲酸，化學式為HCOOH； Ⅱ.蟻酸在隔絕空氣并加熱的條件下會分解生成兩種氧化物。 【實驗探究】 (1)小芳同學根據蟻酸中含有__氫、氧__元素，推測出一種生成物是水； (2)另一種生成的氧化物是氣體，小敏提出兩種猜想： ①猜想Ⅰ：該氣體是CO2；猜想Ⅱ：該氣體是__CO__。 他們將蟻酸分解產生的氣體通過下圖的裝置。 ②實驗時裝置A中無明顯變化，則猜想Ⅰ__不成立__(填“成立”或“不成立”)。 ③實驗時裝置B的作用是__干燥(CO)氣體__。 ④實驗時裝置C中的現象是__黑色粉末變紅色__。 ⑤實驗時裝置D中發(fā)生反應的化學方程式為__CO2＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋H2O__。 【討論交流】從環(huán)保角度看，該裝置存在明顯的缺陷，處理方法是__在D的導管出口點燃一只酒精燈或用氣球收集氣體__。 8．某研究性學習小組的同學為探究金屬鎳(Ni，銀白色金屬)和銅的活動性順序，進行了一系列實驗活動。請你一起參與他們的活動，并回答有關問題。 探究活動一：金屬鎳和銅的活動性順序 實驗方案 實驗現象 實驗結論 將金屬鎳加入到盛有硫酸銅溶液的試管中 溶液的顏色變淺，有__紅__色固體析出 鎳比銅的金屬活動性強 若在生成物中Ni為＋2價，則該反應的化學方程式為__Ni＋CuSO4===NiSO4＋Cu__。 實驗過程中，小組同學還發(fā)現試管中有無色氣體產生的“異?！爆F象，十分好奇，于是繼續(xù)進行探究活動。 探究活動二：無色氣體的成分是什么？ 【猜想假設】A.氫氣　B．氧氣　C．二氧化硫　D．二氧化碳　E．一氧化碳 【分析推理】小明認為無色氣體不可能是二氧化碳或一氧化碳，理由是__反應物中不含碳元素，化學反應前后元素種類不變__。 小紅根據二氧化硫能夠形成酸雨的事實，推測二氧化硫與二氧化碳的化學性質相似。小組同學認為小紅的觀點合理，于是將收集到的氣體通入__紫色石蕊溶液__中，發(fā)現溶液__不變色__，證明無色氣體不是二氧化硫。 綜上所述，小組同學認為，無色氣體可能是氫氣，或者是氧氣。 【設計方案】為確定氣體成分，小組同學設計了如下實驗方案： 用如圖所示裝置進行實驗，先__檢驗氣體純度__，然后將燃著的木條放在尖嘴處，發(fā)現氣體燃燒并發(fā)出淡藍色火焰，證明無色氣體可能是氫氣。 該實驗方案中濃硫酸的作用是__干燥生成的氣體__。 【評價與反思】小組同學認為，還可以補充一個實驗，驗證無色氣體中含有氫元素，從而進一步證明無色氣體可能是氫氣。他們應補充的實驗是__在點燃氣體的火焰上方罩一個干冷的燒杯，燒杯內壁產生水珠__。 9．(xx河北)小明懷疑自家菜地因施用硫酸銨出現了較為嚴重的土壤酸化問題，于是和化學興趣小組的同學對此進行了研究。 【查閱產品說明】小明同學根據圖1所示產品說明書中的__貯存條件__和硫酸銨的組成，推測硫酸銨受熱可能會分解生成氨氣，使肥效降低。 產品說明書 名稱：硫酸銨 性狀：白色顆粒 N含量：20%～21% 產品規(guī)格：50 kg 貯存條件：陰涼干燥 圖1 【探究1】土壤的酸堿性 實驗1：按圖2所示溶解土樣，用玻璃棒攪拌的目的是__加速溶解__；用pH試紙測量土樣浸出液的pH約為4，說明土壤呈酸性。 【探究2】硫酸銨具有哪些性質 實驗2：25 ℃時，將30 g硫酸銨加入50 g水中，充分溶解，此時所得溶液對應圖3中__C__(填序號)點的狀態(tài)，測得其pH約為5。 實驗3：為證明硫酸銨受熱分解生成了氨氣，小組同學進行了圖4所示的實驗，觀察到的實驗現象為：①硫酸銨固體減少；②用酚酞溶液浸濕的濾紙__變紅__。③小氣球變大。 小明依據現象①和②，小紅只依據③，都得出了“硫酸銨受熱分解”的結論。小組同學認為小紅的依據不合理，小氣球脹大可能是裝置中的空氣受熱膨脹所致。若要通過小氣球的變化得出“硫酸銨受熱分解”的結論，還需繼續(xù)進行觀察，若__裝置冷卻后小氣球體積保持不變__，才能得出這一結論。 實驗4：按圖5所示進行實驗，聞到刺激性氣味，說明硫酸銨能與熟石灰發(fā)生反應。 【拓展應用】 (1)為保證銨態(tài)氮肥的肥效，不能高溫暴曬，不能__與堿性物質接觸__。 (2)硫酸銨中氮元素被植物吸收后，剩余的硫酸使得土壤酸化，可用熟石灰進行改良，反應的化學方程式為__Ca(OH)2＋H2SO4===CaSO4＋2H2O__。