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專題復(fù)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(guān)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(yīng)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(yīng)并收集產(chǎn)生的氣體，經(jīng)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(nèi)，木條燃燒得更旺，證明是氧氣__。 【提出問題】過碳酸鈉與水反應(yīng)后得到的溶液M中溶質(zhì)的成分是什么？ 【作出猜想】根據(jù)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(zhì)疑，產(chǎn)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(yīng)，生成微溶性的氫氧化鈣__。 【實驗3】小剛?cè)∪芤篗，滴加稀HCl，觀察到__有氣泡產(chǎn)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(yīng)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(chǎn)生沉淀為止，取上層溶液，加入__無色酚酞試液__，無明顯現(xiàn)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(yīng)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(jù)過碳酸鈉的性質(zhì)，保存時應(yīng)注意防潮。 (2)檢驗A、B兩種物質(zhì)是否同時存在，一定要考慮二者性質(zhì)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(jié)束清洗儀器，發(fā)現(xiàn)加熱高錳酸鉀的試管內(nèi)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(jié)合實驗現(xiàn)象和對高錳酸鉀及其分解產(chǎn)物的了解，進行分析判斷。 判斷 依據(jù) 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(xiàn)深綠色溶液，說明該物質(zhì)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(chǎn)生能使帶火星木條復(fù)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(zhì)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(zhì)能與稀鹽酸反應(yīng)，化學方程式為__Fe2O3＋6HCl===2FeCl3＋3H2O__，由此推測MnO2也能與稀鹽酸反應(yīng)。 【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(zhì)的化學性質(zhì)不一定相同。MnO2有什么化學性質(zhì)，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(xiàn)產(chǎn)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(yīng)物中含有C、H、O元素__，所以產(chǎn)生的氣體可能為CO2、CO、H2、O2等。 【實驗驗證】經(jīng)檢驗，產(chǎn)生的氣體是CO2。檢驗CO2氣體的操作和現(xiàn)象是__將產(chǎn)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(nèi)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(zhì))__，再了解其化學性質(zhì)，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(jié)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(shè)計實驗】 實驗步驟(1) 可能現(xiàn)象 結(jié)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(chǎn)生 猜想①正確 小組有同學認為該結(jié)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(xiàn)象(或猜想③也有相同現(xiàn)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(jié)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(jīng)過反復(fù)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(xiàn)象 結(jié)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(chǎn)生 猜想③成立 再向上述反應(yīng)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(xiàn)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(yīng)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(yīng)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(zhì)？ 【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(xiàn)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(shè)計實驗驗證可能含有的物質(zhì)。 實驗操作 現(xiàn)象與結(jié)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(chǎn)生，則含碳酸鈉 若有沉淀產(chǎn)生，則含氫氧化鈣 若兩支試管均無現(xiàn)象，兩種物質(zhì)均沒有 (5)為實現(xiàn)綠色排放(溶液呈中性)，應(yīng)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(zhì)，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(zhuǎn)化成葡萄糖和氧氣，葡萄糖進一步轉(zhuǎn)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(chǎn)物中有水和二氧化碳，得出結(jié)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(yīng)__。 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(guān)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(dǎo)管)中有水珠__出現(xiàn)，說明蔗糖中含有氫元素和氧元素。 (2)觀察到硬質(zhì)玻璃管中殘留有黑色固體，他猜想該黑色固體是單質(zhì)碳，并繼續(xù)利用圖示裝置，另選試劑進行了驗證單質(zhì)碳的實驗，實驗過程和現(xiàn)象如下： 實驗過程 實驗現(xiàn)象 __向小燒杯中加入澄清石灰水，向硬質(zhì)玻璃管中通入氧氣__，點燃酒精燈 ①硬質(zhì)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(yīng)的化學方程式：__CO2＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋H2O(或C＋O2CO2)__。 【實驗結(jié)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(zhì)玻璃管中的空氣(或防止氧氣參加反應(yīng))__。 (2)查閱資料得知蔗糖的化學式為C12H22O11。小紅發(fā)現(xiàn)：蔗糖分子中氫原子的數(shù)目是氧原子數(shù)目的2倍，但是，蔗糖中氧元素質(zhì)量卻是氫元素質(zhì)量的8倍，導(dǎo)致出現(xiàn)這種情況的原因是__氧的相對原子質(zhì)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(xiàn)立即有大量氣泡產(chǎn)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(yīng)物 6%的H2O2 6%的H2O2 反應(yīng)物的量/mL 2 2 加入物質(zhì)名稱 不加任何物質(zhì) 1 g CuSO4 時間/s 270 40 【得出結(jié)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(yīng)的化學方程式為__2H2O22H2O＋O2↑__。 【實驗反思】實驗結(jié)束后，小明又對硫酸銅溶液中哪種微粒對雙氧水分解產(chǎn)生催化作用產(chǎn)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(jù)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(nèi)分泌出蟻酸，使叮咬處又痛又癢。化學小組同學對蟻酸產(chǎn)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(zhì)？ 【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(jù)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(chǎn)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(xiàn)象是__黑色粉末變紅色__。 ⑤實驗時裝置D中發(fā)生反應(yīng)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(dǎo)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(guān)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(xiàn)象 實驗結(jié)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(yīng)的化學方程式為__Ni＋CuSO4===NiSO4＋Cu__。 實驗過程中，小組同學還發(fā)現(xiàn)試管中有無色氣體產(chǎn)生的“異常”現(xiàn)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(shè)】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(yīng)物中不含碳元素，化學反應(yīng)前后元素種類不變__。 小紅根據(jù)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(zhì)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(xiàn)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(shè)計方案】為確定氣體成分，小組同學設(shè)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(xiàn)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(yīng)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(nèi)壁產(chǎn)生水珠__。 9．(xx河北)小明懷疑自家菜地因施用硫酸銨出現(xiàn)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(chǎn)品說明】小明同學根據(jù)圖1所示產(chǎn)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(chǎn)品說明書 名稱：硫酸銨 性狀：白色顆粒 N含量：20%～21% 產(chǎn)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(zhì) 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(yīng)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(xiàn)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(jù)現(xiàn)象①和②，小紅只依據(jù)③，都得出了“硫酸銨受熱分解”的結(jié)論。小組同學認為小紅的依據(jù)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(jié)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(jié)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(yīng)。 【拓展應(yīng)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(zhì)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(yīng)的化學方程式為__Ca(OH)2＋H2SO4===CaSO4＋2H2O__。