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化學(xué) 第27講專題五科學(xué)探究 一 題型簡(jiǎn)介化學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的科學(xué) 此類專題通常利用化學(xué)的基本知識(shí)和實(shí)驗(yàn)基本技能 以實(shí)驗(yàn)為載體設(shè)計(jì)化學(xué)問題 重點(diǎn)考查學(xué)生的觀察能力 實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?科學(xué)探究能力等能力的筆試試題 題型多樣 涉及選擇 填空 簡(jiǎn)答 信息 計(jì)算等多種題型 全面考查各種能力 二 方法指導(dǎo)1 根據(jù)實(shí)驗(yàn)考查的不同要求進(jìn)行歸類 常見儀器的使用 設(shè)計(jì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)探究方案 對(duì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析處理 2 重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行重點(diǎn)復(fù)習(xí) 例如 一些性質(zhì)實(shí)驗(yàn) 既進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)操作 又復(fù)習(xí)了物質(zhì)知識(shí) 3 根據(jù)不同實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 進(jìn)行專題復(fù)習(xí) 如可按常用儀器的使用 氣體的制取及實(shí)驗(yàn) 化學(xué)實(shí)驗(yàn)的探究 酸 堿 鹽的性質(zhì)的探究等專題來進(jìn)行復(fù)習(xí) 三 實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)的一般過程提出問題 作出猜想 制訂計(jì)劃 收集證據(jù) 設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn) 得出結(jié)論 反思與評(píng)價(jià)四 科學(xué)探究設(shè)計(jì)的原則1 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)必須遵循科學(xué)性2 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)必須注意可行性3 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)必須遵循有關(guān)原理的規(guī)律性 命題解讀 關(guān)于物質(zhì)成分的探究是中考的重點(diǎn) 以物質(zhì)的性質(zhì)為基礎(chǔ) 對(duì)物質(zhì)的成分進(jìn)行探究 考查的命題點(diǎn)有溶液的組成 固體的組成等 例1 2015 泰安 雙吸劑 一種常見袋裝食品的保鮮劑 能吸收空氣中的氧氣 二氧化碳和水蒸氣等 化學(xué)興趣小組的同學(xué)在袋裝食品中發(fā)現(xiàn)一包名為 雙吸劑 的固體物質(zhì) 其標(biāo)簽如圖所示 同學(xué)們對(duì)這包久置的 雙吸劑 的固體樣品很好奇 設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行探究 提出問題 久置 雙吸劑 固體的成分是什么 查閱資料 鐵與氯化鐵溶液在常溫下生成氯化亞鐵 Fe 2FeCl3 3FeCl2 堿性的碳酸鈉溶液可以和中性的氯化鈣溶液發(fā)生復(fù)分解反應(yīng) 作出猜想 久置固體中可能含有Fe Fe2O3 CaO Ca OH 2 CaCO3 實(shí)驗(yàn)探究1 下表是小明設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方案和記錄的實(shí)驗(yàn)報(bào)告 請(qǐng)你補(bǔ)充完整 實(shí)驗(yàn)質(zhì)疑 小組同學(xué)通過討論認(rèn)為實(shí)驗(yàn)并不能得出一定不含有Fe2O3的結(jié)論 理由是Fe2O3 6HCl 2FeCl3 3H2O 2FeCl3 Fe 3FeCl2 用化學(xué)方程式表示 為進(jìn)一步確定這包久置的 雙吸劑 固體的成分 進(jìn)行如下定量實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)探究2 取3g樣品研碎 并用磁鐵充分吸引后 得到剩余固體2 6g 按照下圖流程進(jìn)行實(shí)驗(yàn) 請(qǐng)回答相關(guān)問題 1 操作二 操作三名稱是 2 固體 的成分是 填物質(zhì)的化學(xué)式 下同 3 燒杯A中溶液和加入的碳酸鈉溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式為Na2CO3 Ca OH 2 CaCO3 2NaOH 4 依據(jù)實(shí)驗(yàn)探究1 2中現(xiàn)象的分析及數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算 這包久置 雙吸劑 固體的成分是Fe Fe2O3 CaCO3 CaO Ca OH 2 過濾 CaCO3 Fe2O3 實(shí)驗(yàn)反思 下列實(shí)驗(yàn)探究的反思中 不正確的是 填字母 A 對(duì)物質(zhì)成分的探究有時(shí)需要定性與定量相結(jié)合B 實(shí)驗(yàn)探究2燒杯C中的溶質(zhì)為Na2CO3 NaOHC 實(shí)驗(yàn)探究1 2中都有氣體產(chǎn)生 但生成的氣體成分不同D 在原樣品中加入足量鹽酸有4個(gè)反應(yīng)產(chǎn)生 方法指導(dǎo) 解答此類題題目 猜想必須完整 圍繞猜想利用不同物質(zhì)的特性設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn) 分析得出結(jié)論 D 命題解讀 有關(guān)物質(zhì)變質(zhì)是遼寧中考的高頻考點(diǎn) 常出現(xiàn)在實(shí)驗(yàn)探究題 主要命題點(diǎn)有氫氧化鈉的變質(zhì) 生石灰的變質(zhì) 干燥劑的變質(zhì)等 例2 2015 益陽 某同學(xué)發(fā)現(xiàn) 上個(gè)月做實(shí)驗(yàn)用的NaOH溶液忘記了蓋瓶蓋 對(duì)于該溶液是否變質(zhì) 同學(xué)們開始實(shí)驗(yàn)探究 猜想假設(shè) 猜想 1 該溶液沒有變質(zhì) 為NaOH溶液 猜想 2 該溶液全部變質(zhì) 為Na2CO3溶液 猜想 3 該溶液部分變質(zhì) 為NaOH和Na2CO3的混合溶液 查閱資料 Na2CO3溶液呈堿性 設(shè)計(jì)方案 請(qǐng)你完善下表幾組同學(xué)探討的設(shè)計(jì)方案 探究實(shí)驗(yàn) 綜合各小組的方案后 動(dòng)手實(shí)驗(yàn) 結(jié)論與反思 NaOH溶液易與空氣中CO2反應(yīng)而變質(zhì) 所以要密封保存 拓展延伸 同學(xué)們?cè)O(shè)計(jì)了下列兩套裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn) 用膠頭滴管吸取某種液體 錐形瓶中充入一種氣體或放入一種固體物質(zhì) 擠壓膠頭滴管 一段時(shí)間后 兩裝置中氣球明顯脹大 1 甲裝置中可能發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是CO2 2NaOH Na2CO3 H2O 2 若乙裝置中膠頭滴管吸取的是稀鹽酸 則錐形瓶中放入的固體可能是 方法指導(dǎo) 解答此類題主要理解物質(zhì)變質(zhì)的原因 掌握變質(zhì)后的物質(zhì)和原物質(zhì)的性質(zhì)差異 設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明是沒有變質(zhì) 部分變質(zhì)還是全部變質(zhì) Zn 命題解讀 有關(guān)實(shí)質(zhì)類探究是中考常見的考點(diǎn) 主要出現(xiàn)在實(shí)驗(yàn)探究題中 主要命題點(diǎn)有化學(xué)反應(yīng)是否進(jìn)行 反應(yīng)中粒子的探究等 例3 2015 宜昌 某化學(xué)社團(tuán)的同學(xué)發(fā)現(xiàn) 不同物質(zhì)的變化常伴隨著相同的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 但從化學(xué)的角度去研究 會(huì)發(fā)現(xiàn)其有本質(zhì)的區(qū)別 現(xiàn)象分析 實(shí)驗(yàn)一 向盛有一定量氫氧化鈉固體的試管里加入一定量的水 迅速用帶導(dǎo)管的橡皮塞塞緊試管口 并將導(dǎo)管另一端通入盛有水的試管中 振蕩左側(cè)試管 如右圖 實(shí)驗(yàn)二 用氧化鈣代替氫氧化鈉重復(fù)一次上述實(shí)驗(yàn) 上述兩個(gè)實(shí)驗(yàn)的相同現(xiàn)象之一是左側(cè)試管發(fā)熱 或右側(cè)試管內(nèi)試管口有氣泡冒出 上述兩個(gè)實(shí)驗(yàn)中 其中一個(gè)實(shí)驗(yàn)發(fā)生了化學(xué)變化 其化學(xué)方程式是 另一個(gè)實(shí)驗(yàn)沒有發(fā)生化學(xué)變化 本質(zhì)歸納 相同的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 既可以由物理變化引起 也可以由化學(xué)變化引起 探究運(yùn)用 在探究白色粉末的組成時(shí) 要研究相同實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的本質(zhì)區(qū)別 實(shí)驗(yàn)三 有一包白色粉末可能含有硫酸鋇 碳酸鉀和氫氧化鋇中的一種或幾種 取一定量該粉末加入到盛有足量水的燒杯中 攪拌 靜置 觀察到燒杯中有白色不溶物 小明同學(xué)認(rèn)為 白色粉末中一定含有硫酸鋇 小意同學(xué)認(rèn)為小明的結(jié)論不準(zhǔn)確 其理由可用化學(xué)方程式表示為 CaO H2O Ca OH 2 K2CO3 Ba OH 2 BaCO3 2KOH 針對(duì)上述兩位同學(xué)的觀點(diǎn) 小燕同學(xué)進(jìn)一步設(shè)計(jì)如下實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行探究 1 步驟 中發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的化學(xué)方程式是K2CO3 BaCl2 BaCO3 2KCl 2 步驟 中 加入酚酞溶液后 若溶液E為無色 則原白色粉末的組成是 填化學(xué)式 下同 若溶液E為紅色 則濾液A中一定含有的溶質(zhì)是 原白色粉末的可能組成是 3 小鵬同學(xué)認(rèn)為 只需取少量濾渣B 加入過量的稀硝酸 若看到的現(xiàn)象是 就足以說明原白色粉末中只含有碳酸鉀和氫氧化鋇 方法指導(dǎo) 解答此類題可根據(jù)物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn) 記錄 分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 由此得出結(jié)論 BaSO4 K2CO3 K2CO3 KOH Ba OH 2 K2CO3或BaSO4 Ba OH 2 K2CO3 白色不溶物全部消失 命題解讀 規(guī)律類探究主要是對(duì)金屬活動(dòng)性的探究 例4 2015 義烏 小明在學(xué)習(xí)金屬活動(dòng)性順序后 知道鉀 鈣 鈉金屬活動(dòng)性特別強(qiáng) 能與水反應(yīng)生成堿和氫氣 他想鎂緊排在鈉后面 它是否也能與水反應(yīng)呢 提出問題 鎂是否能與水反應(yīng) 實(shí)驗(yàn)探究 在兩個(gè)燒杯中 分別加入等量的冷水和鎂條 用酚酞作指示劑 實(shí)驗(yàn)過程和現(xiàn)象如圖 反思與總結(jié) 1 小明得出的實(shí)驗(yàn)結(jié)論是 2 小明發(fā)現(xiàn)B試管放置空氣中一會(huì)兒溶液的紅色會(huì)褪色 這說明溶液的堿性減弱了 于是他大膽作出了一個(gè)猜想并設(shè)計(jì)了驗(yàn)證方案小明通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了自己的猜想是正確的 鎂不能與冷水反應(yīng) 能與熱水反應(yīng) 加熱 3 一段時(shí)間后 小明觀察到鎂條在熱水中無現(xiàn)象 但當(dāng)他想到實(shí)驗(yàn)室制取二氧化碳不能用稀硫酸和大理石反應(yīng)時(shí) 便有了解釋 他的解釋是 方法指導(dǎo) 利用物質(zhì)的性質(zhì)進(jìn)行對(duì)比實(shí)驗(yàn)分析得出結(jié)論 鎂條表面覆蓋了難溶于水的氫氧化鎂導(dǎo)致反應(yīng)終止 命題解讀 主要通過設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)得出物質(zhì)的一些性質(zhì) 從而更好掌握物質(zhì)的性質(zhì) 例5 2015 十堰 某學(xué)習(xí)小組探究氫氧化鈣溶液的化學(xué)性質(zhì) 并做了延伸探究 探究一 甲同學(xué)設(shè)計(jì)如下實(shí)驗(yàn)方案 請(qǐng)你幫他完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告 提出問題 方案 3 中褪色溶液中的溶質(zhì)是什么 查閱資料 氯化鈣溶液呈中性 作出猜想 乙同學(xué)從反應(yīng)情況分析 溶液中除含少量酚酞外 溶質(zhì)可能有以下三種情況 CaCl2 CaCl2和HCl CaCl2和Ca OH 2 分析討論 丙同學(xué)從實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象分析得出 猜想 肯定不合理 其理由是稀鹽酸加入滴有酚酞的石灰水中 紅色褪為無色 說明溶液為中性或酸性 不可能有氫氧化鈣 探究二 丁同學(xué)為進(jìn)一步驗(yàn)證乙同學(xué)的猜想 設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)如下 將實(shí)驗(yàn)方案 3 褪色溶液倒入燒杯中 向其中逐滴滴加碳酸鈉溶液至過量 邊滴邊振蕩 實(shí)驗(yàn)后的沉淀質(zhì)量與滴加碳酸鈉溶液體積的關(guān)系如圖所示 寫出實(shí)驗(yàn)過程中的現(xiàn)象開始時(shí)溶液中有氣泡產(chǎn)生 一會(huì)兒溶液中又出現(xiàn)了白色渾濁 溶液最終變紅色 得出結(jié)論 乙同學(xué)的猜想中 填序號(hào) 合理 反思討論 學(xué)習(xí)小組結(jié)合圖象 分析了丁同學(xué)實(shí)驗(yàn)過程中燒杯內(nèi)溶液的變化 下列說法正確的是 填字母 A 溶液質(zhì)量逐漸增大B 氯化鈉溶液質(zhì)量逐漸增大 V2后不變C 氯化鈣的質(zhì)量先增大后減小D 溶液的pH一直在增大 方法指導(dǎo) 認(rèn)真分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論 AB 命題解讀 主要應(yīng)用對(duì)比實(shí)驗(yàn)來探究一些化學(xué)反應(yīng)的條件 主要有鐵生銹 復(fù)分解反應(yīng)發(fā)生的條件 化學(xué)反應(yīng)速率的影響因素及催化劑等命題點(diǎn) 例6 2015 雅安 研究和控制化學(xué)反應(yīng)條件有重要意義 1 同學(xué)們想探究雙氧水的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)對(duì)反應(yīng)速率的影響 在其他條件相同的情況下進(jìn)行了三次實(shí)驗(yàn) 記錄各收集一瓶相同體積氧氣所需要的時(shí)間 B 5 相同條件下 反應(yīng)物濃度越大 反應(yīng)速率越快 2 同學(xué)們通過查閱資料得知 雙氧水在70 以上會(huì)較快分解產(chǎn)生氧氣 為了驗(yàn)證加熱雙氧水也可以產(chǎn)生氧氣 同學(xué)們選擇右圖裝置 氣密性良好 進(jìn)行實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)中觀察到試管內(nèi)產(chǎn)生氣泡 但將帶火星的木條放在導(dǎo)管口沒有復(fù)燃 可能的原因是 同學(xué)們分析原因后 采用了法收集氣體 再檢驗(yàn) 證明加熱雙氧水也可產(chǎn)生氧氣 方法指導(dǎo) 通過控制變量法進(jìn)行實(shí)驗(yàn) 認(rèn)真分析實(shí)驗(yàn)的條件 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 得出實(shí)驗(yàn)的結(jié)論 氧氣中混有較多的水蒸氣 排水集氣 1 2015 赤峰 設(shè)計(jì)對(duì)比實(shí)驗(yàn) 控制變量是學(xué)習(xí)化學(xué)的重要方法 下列對(duì)比實(shí)驗(yàn)不能達(dá)到目的的是 C 2 2015 十堰 在下列實(shí)驗(yàn)中 觀察到的現(xiàn)象或得出的結(jié)論 完全正確的有 A 濃氨水出現(xiàn)紅色 說明分子很小且是不斷運(yùn)動(dòng)的 既能說明甲烷具有可燃性 又能說明甲烷是由氫元素和氧元素組成的 既能說明二氧化碳的密度比空氣大 又能說明二氧化碳不能燃燒 也不支持燃燒 既能探究可燃物燃燒的條件 又能說明白磷的著火點(diǎn)比紅磷低 鐵釘表面無明顯現(xiàn)象 能說明鐵生銹的條件是要有氧氣和水參與A 2個(gè)B 3個(gè)C 4個(gè)D 5個(gè) A 4 2015 婁底 亮亮同學(xué)做鎂條在空氣中燃燒的實(shí)驗(yàn)時(shí) 發(fā)現(xiàn)鎂條燃燒除生成白色固體 MgO 外 還有少量的淡黃色固體生成 這種淡黃色固體是什么呢 亮亮在老師的指導(dǎo)下進(jìn)行有關(guān)實(shí)驗(yàn)探究 實(shí)驗(yàn)探究 將該淡黃色固體投入到盛有水的燒杯中 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 在燒杯中產(chǎn)生白色沉淀 并有刺激性的氨味氣體產(chǎn)生 教師指導(dǎo) 上述反應(yīng)產(chǎn)生的白色沉淀為Mg OH 2 生成的氣體為NH3 反應(yīng)過程中沒有任何元素化合價(jià)的改變 問題解決 此淡黃色固體中肯定含有鎂元素和 元素 判斷的依據(jù)是 若該物質(zhì)僅由兩種元素組成 其化學(xué)式為 此物質(zhì)與水反應(yīng)的化學(xué)方程式為 相關(guān)結(jié)論 空氣中氮?dú)?N2 和氧氣 O2 的體積比約為 但鎂條在空氣中燃燒只生成少量的淡黃色固體 由此得出的一個(gè)結(jié)論是 N 化學(xué)反應(yīng)前后元素的種類不變 Mg3N2 Mg3N2 6H2O 3Mg OH 2 2NH3 4 1 N2的化學(xué)性質(zhì)比O2穩(wěn)定 5 2015 貴陽 由于二氧化碳與氫氧化鈉反應(yīng)無明顯現(xiàn)象 對(duì)此同學(xué)們展開了探究 請(qǐng)你參與 提出問題 二氧化碳與氫氧化鈉能否發(fā)生反應(yīng) 查閱資料 常溫下 氫氧化鈉 碳酸鈉在乙醇中的溶解性如下 方案設(shè)計(jì) 小明同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖所示裝置進(jìn)行探究 實(shí)驗(yàn)探究 1 溶液配制 甲溶液 將一定質(zhì)量的氫氧化鈉固體加入到一定體積的乙醇中 用玻璃棒不斷攪拌 使其成為飽和氫氧化鈉的乙醇溶液 量取一定體積的乙醇要用到的儀器是 用玻璃棒攪拌的目的是 乙溶液 將一定質(zhì)量的氫氧化鈉固體加入到一定體積的75 的乙醇溶液中 用玻璃棒不斷攪拌 使其成為不飽和氫氧化鈉的乙醇溶液 判斷甲 乙溶液形成的現(xiàn)象是甲燒杯底部有固體 乙燒杯底部沒有固體 2 進(jìn)行實(shí)驗(yàn) 按圖所示裝置加入藥品后進(jìn)行實(shí)驗(yàn) A中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為 B裝置的作用是 C中觀察到的現(xiàn)象是 量筒和膠頭滴管 加速溶解 2HCl CaCO3 CaCl2 H2O CO2 除去氯化氫氣體 溶液變渾濁 實(shí)驗(yàn)結(jié)論 3 由此小明得出二氧化碳與氫氧化鈉發(fā)生了化學(xué)反應(yīng) 反應(yīng)的化學(xué)方程式為 反思交流 4 小剛同學(xué)認(rèn)為小明的實(shí)驗(yàn)還不足以證明二氧化碳與氫氧化鈉發(fā)生了化學(xué)反應(yīng) 還應(yīng)補(bǔ)充的實(shí)驗(yàn)是將二氧化碳通入乙醇溶液 觀察是否有沉淀產(chǎn)生 5 若將圖C中甲溶液換成乙溶液進(jìn)行實(shí)驗(yàn) C中可能無明顯現(xiàn)象發(fā)生 原因可能是 2NaOH CO2 Na2CO3 H2O 通入CO2的量少 生成的碳酸納溶解在水中 6 2015 鹽城 實(shí)驗(yàn)室中有一瓶長(zhǎng)期使用的氫氧化鈉固體樣品 某興趣小組的同學(xué)對(duì)該樣品的成分及含量進(jìn)行探究 發(fā)現(xiàn)問題 該樣品中含有哪些物質(zhì) 查閱資料 NaOH在空氣中不會(huì)變成NaHCO3 BaCl2溶液呈中性 Ba OH 2是可溶性堿 CO2在飽和的NaHCO3溶液中幾乎不溶解 提出猜想 猜想I NaOH 猜想II Na2CO3 猜想III NaOH和Na2CO3 設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn) 收集證據(jù) 1 若現(xiàn)象A是有氣泡產(chǎn)生 則X溶液為 則 填 猜想 猜想 或 猜想 不成立 2 若X溶液為BaCl2溶液 現(xiàn)象A是有白色沉淀生成 則產(chǎn)生沉淀的化學(xué)方程式是 取反應(yīng)后的上層清液 測(cè)定其pH 當(dāng)pH 填 或 7 則證明猜想 成立 定量分析 確定部分變質(zhì)樣品中Na2CO3的質(zhì)量分?jǐn)?shù) 稀鹽酸 猜想I BaCl2 Na2CO3 BaCO3 2NaCl 興趣小組的同學(xué)用上圖所示裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn) 步驟如下 按圖連接好裝置 并檢查氣密性 準(zhǔn)確稱取該樣品1 0g 放入燒瓶?jī)?nèi) 打開活塞 滴加30 0 的稀硫酸至過量 關(guān)閉活塞 反應(yīng)結(jié)束后 量筒內(nèi)液體的讀數(shù)為55 0mL 已知 室溫條件下 CO2的密度為1 6g L 1 1 B裝置集氣瓶?jī)?nèi)原有的空氣對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果 填 有 或 沒有 影響 飽和NaHCO3溶液如果用水代替 則所測(cè)CO2體積 填 偏大 偏小 或 不變 理由是 2 計(jì)算該樣品中Na2CO3的質(zhì)量分?jǐn)?shù) 實(shí)驗(yàn)反思 有同學(xué)指出 上述三種猜想并不全面 請(qǐng)?jiān)偬岢鲆环N猜想 沒有 偏小 CO2能溶于水 或CO2能與水反應(yīng) 21 2 NaOH Na2CO3和H2O 或Na2CO3 H2O