高三化学假设型探究实验题.docx
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高三化学假设型探究实验题
华侨中学2014届假设型化学实验探究专项突破
1．用胶头滴管将新制的氯水逐滴加入含有酚酞的氢氧化钠溶液中，溶液红色变浅，最终褪色，为了探究褪色的原因，某实验小组进行了如下探究：
（1）提出假设：
假设1：
氯水中的次氯酸具有漂白性，使溶液红色褪去。
假设2：
因为氯水具有________性，使溶液红色褪去。
（2）进行验证：
限使用的试剂和仪器：
氢氧化钠溶液、pH试纸、玻璃棒、玻璃片、试管、胶头滴管。
请设计实验方案进行验证，并将实验操作、预期现象和结论填入下表。
实验操作
预期现象和结论
2.某同学对“醋酸钠固体对醋酸电离的影响”产生了浓厚的兴趣，他思考了如下问题：
（1）向0.01mol·L－1的醋酸溶液中加入醋酸钠固体，溶液的pH会________（填“增大”或
“减小”）。
（2）产生这种变化的原因可能有：
假设1：
____________________________________________________________________。
假设2：
____________________________________________________________________。
（3）实验设计
为了验证哪种假设是正确的，请帮助该同学设计实验并完成下表。
限用试剂和仪器：
0.01mol·L－1的醋酸溶液、CH3COOK、冰醋酸、CH3COONH4固体、
氨气、NaHCO3固体、CH3COONH4溶液（已知常温下等浓度的醋酸和氨水的电离程度相
同），烧杯、pH计。
实验操作
预期现象和结论
步骤1：
取20mL0.01mol·L－1醋酸溶液于烧杯中，用pH计测定溶液的pH
——
步骤2：
……
（4）写出你在步骤2中选用检验试剂的理由：
_______________________________________
___________________________________________________________________________。
3．（6分）有一种昆虫信息素的化学式为C18H34O，已知该信息素是一种含有两种官能团的链状化合物，其中的氧元素不以醚键的形式存在。
某同学利用自己所学知识确认该信息素中所含官能团（所含官能团都是中学化学中常见的）。
（1）该信息素比相同碳原子数的烷烃少________个氢原子。
（2）提出假设：
假设1：
该信息素中含有羟基和________。
假设2：
该信息素中含有羰基和________。
假设3：
该信息素中含有碳碳双键和醛基。
（3）现基于假设3进行实验探究，请把下面表格填写完整。
限选用的试剂和仪器：
新制的银氨溶液、酸性高锰酸钾溶液、溴水，一支装有信息素的试管、滴管、热水浴、酒精灯、烧杯。
实验操作
预期现象和结论
步骤1：
步骤2：
（4）该同学认为可先用酸性高锰酸钾溶液检验碳碳双键的存在，然后再检验醛基的存在，试对他这种做法做出评价：
____________________________________________________
___________________________________________________________________________。
4．（6分）某校三个研究性学习小组对“葡萄糖溶液与新制的氢氧化铜悬浊液作用得到的砖红色沉淀是Cu2O”提出质疑。
（1）甲小组认为砖红色沉淀不一定是Cu2O，为此展开了确定砖红色沉淀成分的探究。
步骤一：
提出假设
假设1：
____________________________________________________________________。
假设2：
____________________________________________________________________。
假设3：
____________________________________________________________________。
步骤二：
查阅资料
①＋1价的铜在酸性条件下易发生自身氧化还原反应。
②在空气中灼烧氧化亚铜生成氧化铜。
步骤三：
设计实验方案
A．将该砖红色沉淀溶于足量的稀硝酸中，观察溶液颜色变化
B．将该砖红色沉淀溶于足量的稀硫酸中，观察是否有残渣
C．取该砖红色沉淀ag，在空气中充分灼烧至完全变黑，放入干燥器中冷却，再称重，
反复多次至固体恒重，称得质量为bg，比较a、b的关系
D．将该砖红色沉淀装入试管中，加入硝酸酸化的硝酸银溶液，观察是否有银白色沉淀
析出
你认为合理的方案是________（填字母）。
（2）乙小组针对甲小组的假设，另设计了下图装置进行验证。
①若按乙小组装置定性检验上述砖红色沉淀成分，可根据________________________现
象的发生与否即可判断。
②若按乙小组装置定量测定上述砖红色沉淀的成分，你认为理论上应该测定的物理量是_
_______（填字母）。
a．通入氢气的体积 b．反应前砖红色沉淀和硬质玻璃管的总质量
c．完全反应后砖红色固体和硬质玻璃管的总质量
d．实验前干燥管质量 e．硬质玻璃管质量 f．锌粒质量
g．稀硫酸中含溶质的量 h．实验后干燥管质量
5．（7分）某校化学兴趣小组在探究铁与浓硫酸的反应时，将教材中铜与浓硫酸反应的实验装置（图Ⅰ）改为下图Ⅱ所示的装置。
请回答下列问题：
（1）图Ⅱ实验装置与图Ⅰ相比较，其优点是：
①能更好地吸收有毒气体SO2，防止其污染
环境；②___________________________________________________________________。
（2）下列对导管a的作用分析中正确的是________（填字母）。
A．加热反应过程中，可上下移动导管a，起搅拌作用
B．停止加热，试管内的压强减小，从导管a进入的空气可增大试管A内的压强，防止
倒吸
C．停止反应，撤装置之前往导管a中通入空气，可排除装置内的SO2气体，防止其污
染环境
（3）反应一段时间后，将试管A取下，然后将试管A中溶液倒入另一试管D中。
该小组
同学为确定溶液中所存在的金属离子，进行下列探究过程：
①提出假设
假设Ⅰ：
只含有Fe3＋。
假设Ⅱ：
____________________________________________________________________。
假设Ⅲ：
____________________________________________________________________。
②实验设计：
分别取少量试管D中溶液，选用提供的试剂，设计简单的实验检验溶液中所存在的金属
离子。
请填写下表空白（可以不填满，也可以增加）。
提供的试剂：
稀盐酸、稀硫酸、KSCN溶液、KMnO4溶液、NaOH溶液。
步骤
所选试剂
判断依据（用现象描述）
1
2
3
试回答下列问题：
（1）该实验中Ⅰ部分的装置是________（填字母）。
（2）装置Ⅱ中发生反应的离子方程式为___________________________________________
___________________________________________________________________________。
（3）一段时间后，装置Ⅲ的溶液仍呈强碱性，其中肯定存在Cl－、OH－和SO
，请设计实验探究该吸收液中可能存在的其他阴离子。
①提出合理假设：
假设1：
只存在SO
；
假设2：
____________________________________________________________________；
假设3：
____________________________________________________________________。
②设计实验方案进行实验，请写出实验步骤以及预期现象和结论。
限选实验试剂：
3mol·L－1的H2SO4、1mol·L－1的NaOH、0.01mol·L－1的KMnO4、淀粉
KI溶液、紫色石蕊试液。
实验步骤
预期现象和结论
步骤1：
取少量吸收液于试管中，滴加3mol·L－1的H2SO4至溶液显酸性，然后将所得溶液分置于A、B试管中
——
步骤2：
步骤3：
7.（7分）某研究性学习小组对过量炭粉与氧化铁反应的气体产物的成分进行研究。
（1）提出假设：
①该反应的气体产物是CO2。
②该反应的气体产物是CO。
③该反应的气体产物是________。
（2）设计方案：
如图所示，将一定量的氧化铁在隔绝空气的条件下与过量炭粉完全反应，测定参加反应
的碳元素与氧元素的质量比。
（3）查阅材料
氮气不与炭、氧化铁发生反应。
实验室可以用氯化铵饱和溶液和亚硝酸钠（NaNO2）饱和
溶液混合加热反应制得氮气。
请写出该反应的离子方程式：
___________________________________________________
___________________________________________________________________________。
（4）实验步骤
①按上图所示连接装置并检查装置的气密性，称取3.20g氧化铁、2.00g炭粉混合均匀，
放入质量为48.48g的硬质玻璃管中；
②加热前，先通一段时间纯净干燥的N2；
③停止通入N2后，夹紧弹簧夹，加热一段时间，澄清石灰水（足量）变浑浊；
④待反应结束后，再缓缓通入一段时间的氮气。
冷却至室温，称得硬质玻璃管和固体的
总质量为52.24g；
⑤过滤出石灰水中的沉淀，洗涤、烘干后称得质量为2.00g。
步骤②、④中都通入N2的作用分别为____________________、______________________。
（5）数据处理
试分析实验数据，写出该实验中氧化铁与炭粉发生反应的化学方程式：
_______________。
（6）交流与讨论
有同学认为应进一步完善该实验装置。
①甲同学认为：
应将澄清石灰水换成Ba（OH）2溶液，其理由是________________________
___________________________________________________________________________。
②从环境保护的角度，请你再提出一个优化方案___________________________________
___________________________________________________________________________。
8．（7分）某学习小组进行CO还原Fe2O3制备Fe的实验，并对所得固体产物进行实验和探究。
（1）写出CO还原Fe2O3的化学方程式：
__________________________________________。
（2）该小组同学查阅资料后得知，CO还原Fe2O3时因温度不同还可能生成Fe3O4，Fe3O4
也能被磁铁吸引。
该小组同学用磁铁吸引出反应生成的黑色粉末X，并对X的成分进行
探究。
Ⅰ.提出合理假设
假设1：
X全部是四氧化三铁；
假设2：
X全部是单质铁；
假设3：
____________________________________________________________________。
Ⅱ.定性检验
实验步骤
实验操作
实验现象
步骤1
取少量黑色粉末X放入试管a中，注入浓盐酸，微热
黑色粉末逐渐溶解，溶液呈现黄绿色；有少量气泡产生
步骤2
向试管a中滴加几滴KSCN溶液，振荡
溶液变红色
①步骤1中产生的少量气泡是________（填分子式）。
②根据上表中实验现象判断上述三个假设中正确的是假设________（填“1”、“2”或“3”）。
Ⅲ.定量测定
①过滤时用到的玻璃仪器有___________________________________________________。
②写出向溶液Y中加入H2O2溶液时发生反应的离子方程式________________________。
③通过以上数据，可得出2.376g黑色粉末X中各成分的物质的量分别为_____________。
9．（10分）高氯酸铜是易潮解的绿色晶体，可用做燃烧催化剂，某小组将无水高氯酸铜在一定条件下加热分解，对所得气体产物和固体产物进行实验和探究。
请利用实验室常用仪器、用品和部分试剂完成验证和探究过程。
（1）加热高氯酸铜时，发现装置中有黄绿色气体产生，该气体是________（填化学式），然
后将生成的气体产物通入NaOH溶液中，发现仍有一种气体剩余，通过推理，判断该气
体的成分是________，验证该气体的实验操作是___________________________________
___________________________________________________________________________。
（2）该小组同学查阅资料后推知，加热装置中剩余的固体产物是铜的氧化物，于是该小组
同学对固体产物中铜元素的存在形式进行探究。
①提出合理假设
假设1：
____________________________________________________________________；
假设2：
____________________________________________________________________；
假设3：
____________________________________________________________________。
②实验过程
【限选试剂】稀H2SO4、稀HNO3、浓HNO3、KI溶液、
0．01mol·L－1的Na2S2O3溶液、淀粉试液、蒸馏水
【查阅资料】有关反应的化学方程式：
Cu2O＋2H＋===Cu＋Cu2＋＋H2O,2Cu2＋＋4I－
===2CuI↓＋I2，I2＋2S2O
===2I－＋S4O
【实验步骤】
步骤1：
称取mg固体，向其中加入足量某酸M，发现溶液变为蓝色，并有红色固体析
出，过滤、洗涤、烘干、称量，红色固体质量为ng，将滤液稀释成100mL溶液，则该
酸M可选用________，此步骤可得出的相关结论是_______________________________。
步骤2：
用滴定管取25.00mL稀释液于锥形瓶中，加入足量的KI的溶液，并滴加少量
的淀粉试液。
步骤3：
_____________________________________________________________________
___________________________________________________________（数据用字母代替）。
【数据处理】得出结论的判断依据是____________________________________________
___________________________________________________________________________。
参考答案
1、解析 若因氯水的酸性使溶液红色褪去，则加碱（NaOH）可恢复红色，若因HClO的氧
化性（漂白性）而使溶液红色褪去，则酚酞试剂因变质失效，再滴入NaOH溶液不会恢复
红色，据此原则设计实验方案。
答案
（1）酸
（2）
实验操作
预期现象和结论
取少量褪色后的溶液加入试管A中，用胶头滴管向试管A中滴加氢氧化钠溶液至过量
若溶液恢复红色，则假设2成立；若溶液不恢复红色，则假设1成立
2、解析 醋酸溶液中存在CH3COOHCH3COO－＋H＋的电离平衡，加入CH3COONa固
体，因CH3COO－浓度增大，抑制了CH3COOH的电离，使电离平衡向左移动而pH增大，
另外，在溶液中CH3COONa因水解而呈碱性，可能中和了CH3COOH中的部分H＋而pH
增大，故为研究哪种因素，可采用溶液显中性的CH3COONH4来验证，若加入醋酸铵后
溶液pH发生变化，只能是因为平衡移动造成的。
答案
（1）增大
（2）醋酸钠能与醋酸中的H＋结合，减小了溶液中H＋浓度；醋酸钠电离出了大量
CH3COO－，抑制了醋酸的电离，使溶液中H＋浓度减小
（3）
实验操作
预期现象和结论
——
步骤2：
向步骤1的烧杯中加入少量醋酸铵固体，振荡，使其完全溶解，然后再用pH计测定溶液的pH
若pH增大了，则说明假设2成立；若pH无明显变化，则假设1成立
（4）醋酸铵溶于水显中性，不直接改变溶液的pH，若加入醋酸铵后溶液pH发生变化，只
能是因为平衡移动造成的
3、
答案
（1）4
（2）碳碳三键；碳碳双键
（3）
实验操作
预期现象和结论
步骤1：
向装有信息素的试管中滴加足量的银氨溶液，并将试管放在水浴中加热
若有银镜出现，则说明信息素中含有醛基
步骤2：
步骤1实验完成后，待试管冷却，用胶头滴管向试管中滴加稀H2SO4至中性，再滴加溴水，振荡
若溴水褪色，则说明信息素中含有碳碳双键
（4）这种操作不正确，酸性高锰酸钾溶液也可以将醛基氧化
4、解析 无论是否有铜单质，沉淀均会溶解于足量的稀硝酸；加入稀H2SO4后，Cu2O与稀H2SO4会发生自身氧化还原反应生成Cu，故无法鉴别砖红色沉淀的成分，只有通过定
量测定才可确定其成分。
答案
（1）砖红色沉淀成分为Cu 砖红色沉淀成分为Cu2O 砖红色沉淀成分为Cu和
Cu2O的混合物 C
（2）①干燥管内白色粉末变蓝 ②bce
5、解析
（1）对实验装置进行评价，图Ⅱ中铁丝能够上下移动，便于控制反应的进行。
（3）A中溶液中的金属离子可能有三种情况，当浓H2SO4足量时，只有Fe3＋；当Fe过量
时，只有Fe2＋；否则Fe2＋和Fe3＋共同存在，验证Fe3＋可用KSCN溶液，验证Fe2＋，可
利用其还原性，用硫酸酸化的高锰酸钾溶液验证。
答案
（1）能随开随停，便于控制反应的进行
（2）BC
（3）①只含有Fe2＋ 同时含有Fe2＋和Fe3＋ ②
步骤
所选试剂
判断依据（用现象描述）
1
KSCN溶液
若溶液变红，则含有Fe3＋；若不变红，则不含有Fe3＋
2
稀H2SO4、KMnO4溶液
若KMnO4溶液褪色，则含有Fe2＋；若不褪色，则不含有Fe2＋
6、解析 根据药品的状态和制取条件选取相应装置，本实验是固＋液
气体的装置，应
选b。
（2）Ⅱ中发生Cl2＋2I－===2Cl－＋I2的置换反应。
（3）①吸收过少量SO2的NaOH溶液
中含有SO
，当再吸收Cl2时，Cl2和NaOH生成NaCl和NaClO，其中ClO－具有强氧
化性，把具有强还原性的SO
氧化为SO
即ClO－＋SO
===Cl－＋SO
根据ClO－和
SO
的相对量不同，可能有如下3种情况：
Ⅰ.ClO－过量，只有ClO－；Ⅱ.ClO－不足，只有SO
；Ⅲ.二者恰好完全反应，两者都不
存在。
②验证上述三种假设，利用的是CIO－的氧化性，用淀粉KI溶液验证；再就是利用SO
的还原性。
用KMnO4溶液验证。
答案
（1）b
（2）Cl2＋2I－===I2＋2Cl－
（3）①既不存在SO
，也不存在ClO－ 只存在ClO－
②
实验步骤
预期现象和结论
步骤2：
向A试管中加入0.01mol·L－1的KMnO4溶液，振荡试管
（1）若溶液褪色，则假设1成立；
（2）若不褪色，则假设2或假设3成立
步骤3：
向B试管中加入淀粉KI溶液，振荡试管
（1）若溶液变蓝，则假设3成立；
（2）若不变蓝，结合步骤2中的
（2），则假设2成立
7、解析
（1）注意题目中是过量炭粉，故可提出第3种假设：
既存在CO又存在CO2。
（3）实质是
和
的归中反应NH
＋NO
===N2↑＋2H2O
（4）先通入N2，目的是排尽装置中的空气，反应完全后再通入N2，目的是排尽装置中的
CO2，确保CO2完全被吸收。
（5）装置中减少的质量是3.20＋2.00＋48.48－52.24＝1.44g
即反应生成气体的总质量
由CO2～CaCO3
44g 100g
0．88g 2.00g
即反应中生成CO20.88g＜1.44g，故还有0.56gCO生成n（CO2）∶n（CO）＝
：
＝1∶1 所以C粉还原Fe2O3的方程式为2C＋Fe2O3
2Fe＋CO↑＋CO2↑
（6）①澄清石灰水中Ca（OH）2的浓度小，有时不能全部吸收CO2，而Ba（OH）2的溶解度大，
可满足要求，再者M（CaCO3）＜M（BaCO3），即同物质的量的CO2，生成BaCO3的质量大，
量时误差小。
②因反应中有可能产生CO，故需对CO进行处理，可采取点燃法或塑料袋收集法。
答案
（1）CO2、CO的混合物
（3）NH
＋NO
N2↑＋2H2O
（4）排尽装置中的空气；赶出所有的CO2，确保CO2被完全吸收
（5）2C＋Fe2O3
2Fe＋CO↑＋CO2↑
（6）①Ba（OH）2溶解度大，浓度大，可使CO2被吸收得更完全，且M（BaCO3）＞M（CaCO3），
称量时相对误差较小
②在尾气出口处加一点燃的酒精灯（或增加一尾气处理装置）
解析 Ⅰ.
（1）Fe2O3＋3CO
2Fe＋3CO2
（2）由题述，假设3应为：
Fe和Fe3O4的混合物。
Ⅱ.由实验现象和反应原理知：
若X全是Fe，则无步骤2现象“溶液变红色”，步骤1
中也不可能溶液呈现黄绿色；若X全是Fe3O4，则不会出现“少量气泡产生”的现象，
故假设3正确。
Ⅲ.②H2O2是氧化剂，把Fe2＋转化为Fe3＋，
2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O
③设Fe3O4为x，Fe为y
则
解得
答案
（1）3CO＋Fe2O3
2Fe＋3CO2
（2）Ⅰ.X是Fe3O4和Fe的混合物
Ⅱ.①H2 ②3
Ⅲ.①漏斗、烧杯、玻璃棒
②2Fe2＋＋2H＋＋H2O2===2Fe3＋＋2H2O
③n（Fe3O4）＝0.01mol，n（Fe）＝0.001mol
8、解析
（1）黄绿色气体应是Cl2，从Cu（ClO4）2的组成上看，剩余气体应是O2，可用带火星的木条检验。
（2）①铜的氧化物有CuO和Cu2O，故剩余固体可能有3种情况：
全是CuO；全是Cu2O；
二者的混合物。
②因Cu2O中的Cu元素为＋1价，酸化时绝不能用浓、稀HNO3等强氧
化性酸，若用则无红色固体Cu出现，可选择稀H2SO4。
由步骤1中的现象，可知固体中肯定含有Cu2O。
步骤2中发生2Cu2＋＋4I－===2CuI↓＋I2，可用淀粉做指示剂。
步骤3的目的是测定I2的物质的量，然后再根据方程式求Cu2＋的物质的量。
发生I2＋2S2O
===2I－
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