高考化学探究性实验题突破专题.docx

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高考化学探究性实验题突破专题

2012高考化学探究性实验题突破专题

【命题趋势】：

探究性实验题以其创新、灵活的特点也正在取代陈旧的命题套路，成为高考命题的热点题型。

【探究流程】：

1.课题→提出假设→实验探究→得出结论

（1）课题：

即实验研究主题（实验目的）；

（2）假设与预测：

对研究课题提出一种可以检测的解释及在检验假设之前先提出实验的预期结果；

（3）步骤：

根据实验目的和提出的假设来具体设计实验的步骤和方法。

一般要设计对比实验；

（4）观察与记录：

在实验过程中设计观察的内容和次数，并按要求将观察的现象及数据记录下来；

（5）分析与评价：

对观察到的现象和收集的数据进行推理论证，得出结论。

并用文字、图表等形式将结果表示出来

2.课题→实验事实→科学抽象→得出结论

［特别提醒］　由于探究型实验注重考查学生探索未知事物的科学猜想思维，突出猜想思维中“发现问题—分析问题—验证假设—得出结论”的基本过程。

因此，在进行物质性质探究实验方案设计时，必须采用猜想论证法，首先要加工、分析课题给出的信息，搞清实验目的；在分析问题的基础上，有针对性地提出尽可能多的合理的假设。

在假设的基础上，合理应用知识与技能制定探究计划，开展研究并科学合理地进行观察和记录，最终得出结论。

【考题类型】：

一：

对未知物（产物或剩余物等）的探究

1、三草酸合铁酸钾晶体K3[Fe（C2O4）3]3H2O可用于摄影和蓝色印刷。

某小组将无水三草酸合铁酸钾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、用品和以下限选试剂完成验证和探究过程。

限选试剂：

浓硫酸、1.0mol·L-1HNO3、1.0mol·L-1盐酸、1.0mol·L-1NaOH、3%H2O2、0.1mol·L-1KI、0.1mol·L-1CuSO4、20%KSCN、澄清石灰水、氧化铜、蒸馏水。

（1）将气体产物依次通过澄清石灰水（A）、浓硫酸、灼热氧化铜（B）、澄清石灰水（C），观察到A、C中澄清石灰水都变浑浊，B中有红色固体生成，则气体产物是。

（2）该小组同学查阅资料后推知，固体产物中，铁元素不可能以三价形式存在，而盐只有K2CO3。

验证固体产物中钾元素存在的方法是，现象是。

（3）固体产物中铁元素存在形式的探究。

①提出合理假设

假设1：

；

假设2：

；

假设3：

。

②设计实验方案证明你的假设（不要在答题卡上作答）

③实验过程

根据②中方案进行实验。

在答题卡上按下表的格式写出实验步骤、预期现象与结论。

实验步骤

预期现象与结论

步骤1：

步骤2：

步骤3：

……

例1答案：

（1）CO和CO2

（2）利用焰色反应透过蓝色钴玻璃观察到紫色火焰

（3）①全部为铁单质全部为FeO同时存在铁单质和FeO

③

实验步骤

预期现象与结论

步骤1：

取适量固体产物于试管中，加入足量蒸馏水，充分振荡使K2CO3完全溶解。

分离不溶固体与溶液，用蒸馏水充分洗涤不溶固体。

固体部分溶解。

步骤2：

向试管中加入适量CuSO4溶液，再加入少量上述不溶固体，充分振荡。

（1）若蓝色溶液颜色及加入的不溶固体无明显变化，则假设2成立。

（2）若蓝色溶液颜色明显改变，且有暗红色固体物质生成，则证明有铁单质存在。

步骤3：

继续步骤2中的

（2），进行固液分离，用蒸馏水洗涤固体至洗涤液无色。

取少量固体于试管中，滴加过量HCl后，静置，取上层清液，滴加适量H2O2，充分振荡后滴加KSCN。

结合步骤2中的

（2）：

（1）若溶液基本无色，则假设1成立。

（2）若溶液呈血红色，则假设3成立。

二：

物质性质的探究

[例2]（07广州模拟）某学生按图示方向将A装置与下面所示装置相连，设计如下实验，请帮助完成实验报告。

（一）实验目的：

研究铁与浓硫酸

的反应

（二）实验药品：

铁钉、浓硫酸、

酸性、高锰酸钾溶液、品红溶液、

氧化铜、硫酸铜溶液

（三）实验步骤：

实验内容和步骤

实验现象

结论

①连接好装置并检查气密性

∕

∕

②将铁钉加入到烧瓶中，在向其中滴加浓硫酸

未见明显现象

③点燃A、G处酒精灯

片刻后烧瓶中溶液有颜色变化，并有气泡产生

（四）问题探究：

该学生在实验过程中，观察到D装置中溶液颜色逐渐变浅，E装置中溶液颜色未见明显变化，再过一段时间后，G装置中氧化铜粉末由黑色转变为红色，气球H逐渐鼓起，此时E装置中溶液颜色仍未明显变化。

⑴G装置中氧化铜由黑变红，请结合化学方程式说明原因是。

⑵为证明铁钉与浓硫酸在不加热时是否发生反应，可采用的方法是。

三：

化学反应原理的探究

（2010安徽卷）某研究性学习小组在网上收集到如下信息：

溶液可以蚀刻银，制作美丽的银饰。

他们对蚀刻银的原因进行了如下探究：

【实验】制作银镜，并与

溶液反应，发现银镜溶解。

（1）下列有关制备银镜过程的说法正确的是。

a.边振荡盛有2%的

溶液的试管，边滴入2%的氨水，至最初的沉淀恰好溶解为止

b．将几滴银氨溶液滴入2ml乙醛中

c．制备银镜时，用酒精灯的外焰给试管底部加热

d．银氨溶液具有较弱的氧化性

e．在银氨溶液配置过程中，溶液的pH增大

【提出假设】

假设1：

具有氧化性，能氧化Ag。

假设2：

溶液显酸性，在此酸性条件下

能氧化Ag。

【设计实验方案，验证假设】

（2）甲同学从上述实验的生成物中检验出

，验证了假设1的成立。

请写出

氧化Ag的离子方程式：

。

（3）乙同学设计实验验证假设2，请帮他完成下表中内容（提示：

在不同条件下的还原产物较复杂，有时难以观察到气体产生）。

【思考与交流】

（4）甲同学验证了假设1成立，若乙同学验证了假设2也成立，则丙同学由此得出结论：

溶液中的

和

都氧化了Ag。

你是否同意丙同学的结论，并简述理由：

。

【题后反思】：

1、细心审题是关键：

目的、原理要画出来，并自始至终把握实验目的。

2、认真分析是核心：

①原理分析②材料分析③变量分析④结果分析

3、正确表达是保障：

大多数学生有实验思路，就是拿不到分，因此我们在表达过程中一定要按格式答题，同时要体现出科学、等量、单一变量与对照性等原则，提高实验的得分率。

3、重视实验基础知识

虽然探究性实验主要考察学生的探究能力，但在问题的设置上常常包含了对实验基础知识的考察。

4、牢牢掌握元素化合物知识，大胆猜想，细心论证。

5、探究实验要有开放性答案，与唯一答案有区别。

【“假设推理实验题”完成实验步骤答题模版（表述方法）】：

实验步骤

预期现象和结论

步骤I：

取少许固体样品于试管中，加水溶解，再加入╳╳╳溶液（微热/振荡）

或取少许固体样品于试管中，加╳╳溶液，（微热/振荡）

或取╳╳╳溶液少许于试管中，加入加╳╳溶液，（微热/振荡）

或把样品（溶于水后）分为两等份，一份加╳╳╳，另一份加入╳╳╳

若...........,则假设.......................成立

若...........,则假设.......................成立

步骤II：

取步骤1试管内上层清夜少许与另一试管，再加╳╳╳试剂（微热/振荡）

或取步骤1的滤液少许与另一试管，再加╳╳╳试剂（微热/振荡）

向步骤1的试管内加入╳╳╳溶液（微热/振荡）

若...........,结合步骤I中╳╳，则假设.......................成立

若...........,结合步骤I中╳╳,则假设.......................成立

【针对训练】

1.（2011安徽卷）地下水中硝酸盐造成的氮污染已成为一个世界性的环节问题。

文献报道某课题组模拟地下水脱氮过程，利用Fe粉和KNO3溶液反应，探究脱氮原理及相关因素对脱氮速率的影响。

（1）实验前：

①先用0.1mol

L-1H2SO4洗涤Fe粉，其目的是，然后用蒸馏水洗涤至中性；②将KNO3溶液的pH调至2.5；③为防止空气中的O2对脱氮的影响，应向KNO3溶液中通入（写化学式）。

（2）右图表示足量Fe粉还原上述KNO3溶液过程中，测出的溶液中相关离子浓度、pH随时间的变化关系（部分副反应产物曲线略去）。

请根据图中信息写出t1时刻前该反应的离子方程式。

t1时刻后，该反应仍在进行，溶液中NH4+的浓度在增大，Fe2+的浓度却没有增大，可能的原因是。

（3）该课题组对影响脱氮速率的因素提出了如下假设，请你完成假设二和假设三：

假设一：

溶液的pH；

假设二：

；

假设三：

；

……..

（4）请你设计实验验证上述假设一，写出实验步骤及结论。

（已知：

溶液中的NO3-浓度可用离子色谱仪测定）

实验步骤和结论

2.化学兴趣小组在实验室对粉末状Na2SO3样品是否变质进行探究，并希望用未变质的Na2SO3固体制取SO2，SO2在水中的溶解性为：

1体积水约溶解40体积SO2。

限选实验仪器与试剂：

白纸、Na2SO3样品、1mol·L-1H2SO4、12mol·L-1H2SO4、

6mol·L-1HNO3、0.01mol·L-1KMnO4、BaCl2溶液、品红试液、NaOH溶液、稀盐酸、

蒸馏水。

（1）请指出Na2SO3固体在空气中变质的原因，用化学方程式表示：

     　　　。

（2）请完成对Na2SO3样品是否变质的探究，提出合理假设：

假设1：

Na2SO3样品完全没有变质；

假设2：

　　　　　　　；

假设3：

　　　　　　　。

1设计实验方案证明你的假设（不要在答题卷上作答）

2实验过程

根据假设方案，进行实验，判断Na2SO3样品是否变质。

请在答题卷上按下表格式写出实验操作步骤、预期现象与结论。

（可不填满）

实验操作

预期现象与结论

步骤1：

步骤2：

…

（注：

上述实验均需在通风厨中进行）

（3）用下列简图，在答题卡的方框中画出制备并收集SO2的实验装置示意图（要求注明所用试剂）。

带孔橡胶塞锥形瓶集气瓶分液漏斗导管液体固体

制备并收集SO2的实验装置示意图（要求注明所用试剂）

（4）将SO2气体分别通入下列溶液中：

①通入品红溶液，现象是________________________________________________；

②通入溴水溶液，离子方程式是_____________________________________________；

（5）有一小组在实验中发现，SO2气体产生缓慢，以致后续实验现象很不明显，但又不存在气密性问题。

请你推测可能的原因并说明相应的验证方法。

原因之一是Na2SO3固体已经变质（大部分变质或完全变质），另一种原因可能是___________；验证方法__________________________。

3.（2011·广东卷）某同学进行实验研究时，欲配制1.0mol•L-1Ba（OH）2溶液，但只找到在空气中暴露已久的Ba（OH）2·8H2O试剂（化学式量：

315）。

在室温下配制溶液时发现所取试剂在水中仅部分溶解，烧杯中存在大量未溶物。

为探究原因，该同学查得Ba（OH）2·8H2O在283K、293K和303K时的溶解度（g/100gH2O）分别为2.5、3.9和5.6。

（1）烧杯中未溶物可能仅为BaCO3，理由是。

（2）假设试剂由大量Ba（OH）2·8H2O和少量BaCO3组成，设计实验方案，进行成分检验。

在答题卡上写出实验步骤、预期现象和结论。

（不考虑结晶水的检验；室温时BaCO3饱和溶液的pH=9.6）

限选试剂及仪器：

稀盐酸、稀硫酸、NaOH溶液、澄清石灰水、pH计、烧杯、试管、带塞导气管、滴管

实验步骤

预期现象和结论

步骤1：

取适量试剂于洁净烧杯中，加入足量蒸馏水，充分搅拌，静置，过滤，得滤液和沉淀。

步骤2：

取适量滤液于试管中，滴加稀硫酸。

步骤3：

取适量步骤1中的沉淀于是试管中，。

步骤4：

（3）将试剂初步提纯后，准确测定其中Ba（OH）2·8H2O的含量。

实验如下：

①配制250ml约0.1mol•L-1Ba（OH）2溶液：

准确称取w克试样，置于烧杯中，加适量蒸馏水，，将溶液转入，洗涤，定容，摇匀。

②滴定：

准确量取25.00ml所配制Ba（OH）2溶液于锥形瓶中，滴加指示剂，将（填“0.020”、“0.05”、“0.1980”或“1.5”）mol•L-

1盐酸装入50ml酸式滴定管，滴定至终点，记录数据。

重复滴定2次。

平均消耗盐酸Vml。

③计算Ba（OH）2·8H2O的质量分数=（只列出算式，不做运算）

（4）室温下，（填“能”或“不能”）配制1.0mol•L-1Ba（OH）2溶液

4.固态化合物A由两种短周期元素组成，可与水发生复分解反应，甲组同学用题27图装置（夹持装置略）对其进行探究实验。

（1）仪器B的名称是____________。

（2）试验中，Ⅱ中的试纸变蓝，Ⅳ中黑色粉末逐渐变为红色并有M生成，则Ⅲ中的试剂为__________________；Ⅳ发生反应的化学方程式为____________；Ⅴ中的试剂为____________________。

（3）乙组同学进行同样实验，但装置连接顺序为Ⅰ——Ⅲ——Ⅳ——Ⅱ——Ⅴ——Ⅵ，此时Ⅱ中现象为________，原因是__________________。

（4）经上述反应，2.5g化合物A理论上可得0.56L（标准状况）M；则A的化学式为________________。

5.甲、乙两同学为探究SO2与可溶性钡的强酸盐能否反应生成白色BaSO3沉淀，用下图所示装置进行实验（夹持装置和A中加热装置已略，气密性已检验）

实验操作和现象：

操作

现象

关闭弹簧夹，滴加一定量浓硫酸，加热

A中有白雾生成，铜片表面产生气泡

B中有气泡冒出，产生大量白色沉淀

C中产生白色沉淀，液面上方略显浅棕色并逐渐消失

打开弹簧夹，通入N2,

停止加热，一段时间后关闭

___________________

从B、C中分别取少量白色沉淀，加稀盐酸

均未发现白色沉淀溶解

（1）A中反应的化学方程式是_________________。

（2）C中白色沉淀是__________________，该沉淀的生成表明SO2具有___________性。

（3）C中液面上方生成浅棕色气体的化学方程式是_____________________。

（4）分析B中不溶于稀盐酸的沉淀产生的原因，甲认为是空气参与反应，乙认为是白雾参与反应。

为证实各自的观点，在原实验基础上：

甲在原有操作之前增加一步操作，该操作是_____________;

乙在A、B间增加洗气瓶D，D中盛放的试剂是_____________。

进行实验，B中现象：

甲

大量白色沉淀

乙

少量白色沉淀

检验白色沉淀，发现均不溶于稀盐酸。

结合离子方程式解释实验现象异同的原因：

__________。

（5）合并（4）中两同学的方案进行试验。

B中无沉淀生成，而C中产生白色沉淀，由此得出的结论是_______________。

6.某兴趣小组用下图装置探究氨的催化氧化．

（1）氨催化氧化的化学方程式为___________________．

（2）加热玻璃管2一段时间后，挤压1中打气球鼓入空气，观察到2中物质呈红热状态；停止加热后仍能保持红热，该反应是_________反应（填“吸热”或“放热”）．

（3）为保证在装置4中观察到红棕色气体，装置3应装入_________；若取消3，在4中仅观察到大量白烟，原因是___________________．

（4）为实现氨催化氧化，也可用装置5替换装置_________（填装置代号）；化合物X为_________（只写一种），Na2O2的作用是___________________．

7.过氧化氢是重要的氧化剂、还原剂，它的水溶液又称为双氧水，常用作消毒、杀菌、漂白等。

某化学兴趣小组取一定量的过氧化氢溶液，准确测定了过氧化氢的含量，并探究了过氧化氢的性质。

Ⅰ.测定过氧化氢的含量

请填写下列空白：

（1）移取10.00mL密度为ρg/mL的过氧化氢溶液至250mL_________（填仪器名称）中，加水稀释至刻度，摇匀。

移取稀释后的过氧化氢溶液25.00mL至锥形瓶中，加入稀硫酸酸化，用蒸馏水稀释，作被测试样。

（2）用高锰酸钾标准溶液滴定被测试样，其反应的离子方程式如下，请将相关物质的化学计量数及化学式填写在方框里。

+

H2O2+

H+====

Mn2++

H2O+

（3）滴定时，将高锰酸钾标准溶液注入____________（填“酸式”或“碱式”）滴定管中。

滴定到达终点的现象是__________________________________________________。

（4）重复滴定三次，平均耗用cmol/LKMnO4标准溶液VmL，则原过氧化氢溶液中过氧化氢的质量分数为____________。

（5）若滴定前滴定管尖嘴中有气泡，滴定后气泡消失，则测定结果____________（填“偏高”或“偏低”或“不变”）。

Ⅱ.探究过氧化氢的性质

该化学兴趣小组根据所提供的实验条件设计了两个实验，分别证明了过氧化氢的氧化性和不稳定性。

（实验条件：

试剂只有过氧化氢溶液、氯水、碘化钾淀粉溶液、饱和硫化氢溶液，实验仪器及用品可自选。

）

请将他们的实验方法和实验现象填入下表：

实验内容

实验方法

实验现象

验证氧化性

验证不稳定性

1.【答案】

（1）除去铁表面的氧化膜NO

（2）4Fe+10H++NO3-=Fe2++NH4++3H2O硝酸根离子在酸性环境下氧化氮氧化物

（3）溶液的温度使用催化剂

（4）将两份相同的KNO3溶液的pH分别调至2.5和3.5，,分别加入等量且足量Fe粉，等反应完成后，用离子色谱仪分别测定溶液中NO3-浓度，如果前者NO3-浓度低，说明酸性越强脱氮速率越快。

2答案：

2分

（1）2Na2SO3+O2=2Na2SO4

4分

（2）假设2：

Na2SO3完全变质；

假设3：

Na2SO3部分变质

（3）

实验操作

预期现象与结论

步骤1：

取少许样品于试管中，加入适量蒸馏水充分溶解，再滴加稀HCl，使溶液呈酸性，再滴加适量BaCl2溶液；

结论1：

如果出现白色沉淀，说明溶液中含SO42-，Na2SO3样品变质。

步骤2：

另取少许样品于试管中，加入适量蒸馏水充分溶解，再滴加1mol·L-1H2SO4酸化的0.01mol·L-1KMnO4溶液。

结论2：

如果KMnO4溶液的紫红色褪去为无色溶液，则说明溶液中有SO32-，结合步骤1说明原样品部分变质。

结论3：

如果KMnO4溶液的紫红色不褪色，结合步骤1说明原样品完全变质。

…

注：

其它合理答案与步骤均给分

3分（3）

氢氧化钠

Na2SO3

浓硫酸

制备并收集SO2的实验装置示意图

3分（4）品红褪色；SO2+Br2+2H2O=4H++2Br-+SO42-

2分（5）不是用浓硫酸；用洁净玻璃棒蘸取待测试样涂白纸不变黑，说明不是浓硫酸。

3.答案】

（1）由于Ba（OH）2·8H2O与收空气中的CO2反，所取试剂大部分已变质为BaCO3，未变质的Ba（OH）2·8H2O在配制溶液时能全部溶解。

（2）

实验步骤

预期现象和结论

步骤1：

取适量试剂于洁净烧杯中，加入足量蒸馏水，充分搅拌，静置，过滤，得滤液和沉淀。

步骤2：

取适量滤液于试管中，滴加稀硫酸。

出现白色沉淀，说明该试剂中有Ba2+存在

步骤3：

取适量步骤1中的沉淀于是试管中，滴加稀盐酸，连接带塞导气管将产生的气体导入澄清石灰水中。

澄清石灰水变混浊。

说明该试剂中含有BaCO3

步骤4：

取步骤1中的滤液于烧杯中，用pH计测定其pH值。

PH值明显大于9.6，说明该试剂中含有Ba（OH）2。

（3）①搅拌溶解250ml容量瓶中②0.1980

③

（4）不能。

4.【答案】

（1）分液漏斗

（2）碱石灰CuO＋2NH3

3Cu＋3H2O＋N2↑

（3）试纸变蓝CuO与氨气反应生成的水和未反应的氨气形成氨水，使试纸变蓝

（4）Mg3N2

5．【答案】

（1）2H2SO4（浓）＋Cu

CuSO4＋2H2O＋2SO2↑；

（2）BaSO4还原（3）2NO+O2=2NO2；

（4）①通N2一段时间，排除装置的空气饱和的NaHSO3溶液

②甲：

SO42－＋Ba2＋=BaSO4↓；乙：

2Ba2＋＋2SO2＋O2＋2H2O=2BaSO4＋4H＋；白雾的量要远多于装置中氧气的量

（5）SO2与可溶性钡的强酸盐不能反应生成BaSO3沉淀

6.【答案】

（1）4NH3+5O2

4NO+6H2O

（2）放热

（3）浓H2SO4；生成的NO与O2反应生成NO2,NO2与水反应生成HNO3，NH3与HNO3反应生成了

（4）I;

与HCL反应生成氧气（合理答案均给分）

7.【答案】

Ⅰ.

（1）容量瓶（2分）

（2）256285O2（2分）

（3）酸式（2分）

滴入一滴高锰酸钾溶液，溶液呈浅红色，且30秒内不褪色（2分）

（4）

（2分）

（5）偏高（2分）

Ⅱ.（各1分，共4分）

实验内容

实验方法

实验现象

验证氧化性

取适量饱和硫化氢溶液于试管中，滴入过氧化氢溶液（取适量碘化钾淀粉溶液于试管中，加入过氧化氢溶液）

产生淡黄色沉淀或溶液变浑浊（溶液变蓝色）

验证不稳定性

取适量过氧化氢溶液于试管中，加热，用带火星的木条检验（取适量过氧化氢溶液于试管中，加热，用导气管将得到的气体通入到装有饱和硫化氢溶液的试管中）

产生气泡，木条复燃（溶液变浑浊或有浅黄色沉淀产生）

【解析】本题综合考查酸碱中和滴定操作及原理、容量瓶用途，氧化还原方程式的配平、