合肥九年级总复习实验探究专题解答.docx
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合肥九年级总复习实验探究专题解答
课题:
实验探究题的解法
【类型一】影响因素的探究
分析:
1、影响化学反应速率因素试题思考问题的方法是:
(1)内因:
从反应物的种类即化学性质、浓度或溶质质量分数、颗粒大小或接触面积等方面思考);
(2)外因:
从温度、催化剂包括是否用、用什么、用多少、催化剂与反应物的接触面积等方面思考)。
2、实验设计通常采用“对比实验”的方式解题,实验设计时应该控制变量。
3、常见考试内容包括:
(1)影响过氧化氢反应速率的因素
(2)影响二氧化碳反应速率的因素
(3)影响金属与酸反应速率的因素
4、关于催化剂的问题:
(1)证明某物质是某反应催化剂的方法:
(2)探究在化学反应中是否是催化剂的质量越多越好?
强调:
a.酶是蛋白质,是生物催化剂(人体中的酶在37℃左右催化效果最好)
B.证明氧化铜、氧化铁是某反应的催化剂还可以利用金属氧化物与酸反应的性质来设计实验。
5、比较产生气体反应速率大小(快慢)的方法:
(1)粗略比较法:
(2)精确比较法
(3)利用密闭装置中气体压强变化快慢来比较:
解答此类试题的一般方法
【实验方法】控制变量法
(1)定义:
对于多因素的问题,只改变其中的某一个因素,从而研究这个因素对事物的影响。
(2)常见因素:
温度、接触面积、反应物浓度、种类、反应时间、催化剂、空气或氧气、水、着火点等。
(3)对比实验:
①对比实验的现象不同;②对比实验中的无关因素相同,探究因素不同。
如铜片上白磷和水中的白磷是一组对照实验,现象不同(铜片上的白磷燃烧,水中的不燃烧),无关因素(温度、大小)相同,探究因素(空气或氧气)不同,则该对比实验说明物质燃烧与空气(或氧气)有关。
【实验设计】
(1)设计思路:
①实验步骤(确定需要探究的因素,无关因素相同、探究因素不同);
②实验现象(不同);
③实验结论(通过对比实验不同的现象说明该因素对实验的影响)。
(2)实验补充:
①实验步骤:
寻找两个实验步骤中不同的因素;
②实验现象:
对比两个实验现象的差异;
③实验结论:
该因素对实验的影响。
【例1】世界上每年因锈蚀而报废的金属设备和材料,高达产量的20%~40%。
某科学小组对铁制品锈蚀条件和影响因素进行如下探究。
【实验探究】探究一:
铁钉锈蚀条件:
如图1所示,取3根粗细、长度均相同的光亮细铁钉,其中两根放入经煮沸迅速冷却的蒸馏水中,A试管上方加一层植物油;C试管中的铁钉放在干燥的空气中,加盖密封。
一段时间后观察到:
A、C中铁钉都没有生锈,而B中铁钉生锈。
根据探究回答下列问题。
(1)A试管中加植物油的作用。
(2)为什么要用蒸馏水进行实验?
。
(3)分析A、B、C试管中铁钉的锈蚀情况,由此可以得出铁制品锈蚀的条件
【实验探究】探究二:
铁粉腐蚀的影响因素探究如图2所示,将包有样品的滤纸包用大头针固定在橡胶塞上,迅速塞紧,观察到量筒内水沿着细导管慢慢进广口瓶(容积为200mL)。
当温度恢复至室温,且量筒内水面高度不变时读数(此时瓶内氧气含量近似为零),记录起始和最终量筒的读数以及所需时间如下表。
序号
铁粉/g
炭粉/g
NaCl浓度
量筒起始读数/ml
量筒起始读数/ml
所需时间/s
①
2.0
2.0
0
100
60
约190
②
2.0
2.0
5%
100
60
约140
③
2.0
2.5
5%
100
60
约160
④
2.0
2.5
10%
100
60
约175
⑤
2.0
2.5
15%
100
60
约185
(4)实验开始后,广口瓶内温度有所上升,说明铁的锈蚀过程是(填“放热”或“吸热”)过程。
(5)实验②和③说明增加炭粉的质量可以(填“加快”或“减慢”)铁锈蚀的速率。
(6)从数据表上可以得出的结论有(写任意两点)
【注意:
若答对(7)小题将奖励4分】
影响金属锈蚀的因素除了上述的以外还有哪些其他因速,
设计实验证明其中一种因素
【例题2】将生锈的铁钉浸没稀盐酸中,刚开始到的现象是;反应的化学方程式为;一段时间后铁钉表面有气泡产生。
不再产生气泡时,铁钉有剩余,杯底出现黑色固体,溶液颜色由黄色变为浅绿色。
试设计实验探究:
(1)杯底黑色固体的成分?
(2)溶液由黄色变为浅绿色的原因
【类型二】物质成分的探究
解答此类试题的一般方法
【猜想与假设】
1.判断方法:
先排除肯定不存在的物质,然后对可能存在的物质进行验证。
2.物质成分判断的依据
(1)质量守恒定律(化学反应前后元素的种类不变)
(2)符合题目涉及的性质(物理性质:
如色、味、态、密度、可溶性等)
【方案设计】根据需要检验的物质确定添加试剂,利用反应现象判断该物质是否存在,反应后混合物成分的检验,只需检验过量的反应物,对于反应物的检验存在以下两种情况:
①生成物的检验对反应物的检验不造成干扰;②生成物对反应物的检验造成干扰,先排除干扰,后检验(混合物的检验)
【方案补充】
(1)实验步骤(试剂选择)、反应现象、实验结论三者之间的对应关系
物质+试剂现象结论(有无该物质)
(2)解答方法:
看实验结论,①若实验结论未知,利用现象确定;②若实验结论已知,a.试剂和现象之间相互确定;b.选择合理试剂并确定现象。
解答此类试题你必须知道的知识点
1.如何证明有氧气?
2.如何证明是氧气?
3.如何证明二氧化碳的存在?
4.如何证明气体是二氧化碳和一氧化碳的混合物?
5.如何证明溶液中存在H+?
6.如何证明溶液中存在OH-?
7.如何证明溶液中存在CO2-?
中考猜想
(1)碳还原氧化铜得到的固体成分和气体成分探究
(2)一氧化碳还原氧化铁实验得到的固体产物成分探究
(3)牙膏中摩擦剂成分的探究
(4)水垢的成因及其成分(主要成分碳酸钙和氢氧化镁)的探究
【例题】1、某山区居民饮用水为山泉水,居民家中烧水的水壶底部都沉积有大量的水垢。
化学兴趣小组怀疑山泉水是硬水,并决定对水垢的成分进行探究。
(1)判断水垢是否为硬水的实验方案:
取少量水样于一洁净的烧杯中,加入适量的,充分搅拌,变浑浊,有浮渣。
山泉水为硬水。
【查阅资料】
硬水中含有大量的Ca2+、Mg2+、HCO3-;
碳酸钙可以和水,二氧化碳反应生成可溶性的碳酸氢钙。
氢氧化镁悬浊液置于3.5--5倍大气压的二氧化碳氛围中加热至50℃得到可溶的碳酸氢镁:
Mg(OH)2+CO2=Mg(HCO3)2;但是常温常压下不反应。
CaCO3、MgCO3、Mg(HCO3)2、Ca(HCO3)2、Ca(OH)2、Mg(OH)2的溶解性如下表所示。
物质
CaCO3
MgCO3
Mg(HCO3)2
Ca(HCO3)2
Ca(OH)2
Mg(OH)2
溶解性
难溶
微溶
可溶
可溶
微溶
微溶
【提出猜想】水垢中可能含有的阴离子是CO32-,还有可能含有OH-。
提出该猜想的依据是。
【设计实验】
(2)请设计实验证明水垢中是否有的方法CO32-,并完成下表。
步骤
现象
结论
取水垢,加入稀盐酸,
有气泡产生
水垢成分含有CO32-。
把生成的气体通入澄清石灰水
【进一步猜想】水垢的成分中一定含有CaCO3,可能有MgCO3、Ca(OH)2、Mg(OH)2。
【设计实验】(3)证明水垢中是否含有Ca(OH)2、MgCO3。
实验方案
步骤
现象
结论
取少量水垢溶于适量水中,静置,再将上层清液少许,分别倒入2支试管中。
滴加无色酚酞溶液
酚酞不变红色
水垢中
。
滴加稀盐酸
没有气泡放出
(4)证明水垢中是否含有Mg(OH)2。
实验步骤
实验现象
结论
向碳酸钙的悬浊液中通二氧化碳
悬浊液变澄清。
水垢中含有氢氧化镁
向水垢的悬浊液中通二氧化碳
【交流和反思】经过与老师交流,同学们知道了水垢的成因是:
硬水中的Mg(HCO3)2、Ca(HCO3)2在加热的条件下变成CaCO3、MgCO3,其中微溶的碳酸镁在加热的条件下进一步与水反应生成生成更难溶于水的Mg(OH)2和一种气体。
(5)请写出碳酸镁生成Mg(OH)2的化学方程式。
2、有一瓶标签破损的片状胃药,某校化学兴趣小组欲对该胃药的主要成分进行实验探究。
已知该胃药可以治疗胃酸过多,其主要成分是MgCO3、Al(OH)3中的一种或二种。
【查阅资料】①MgCO3受热能分解,且MgCO3的化学性质与CaCO3相似;
②Al(OH)3受热分解生成Al2O3和H2O;
③药品中的其它成分不参与反应。
【实验探究】
(1)甲同学取少量该胃药于试管中,加入适量稀盐酸,观察到有气泡产生。
说明该胃药中含有,写出该反应的化学方程式。
(2)乙和丙二位同学运用下图提供的装置,分别设计实验方案,进一步确认该胃药的主要成分。
虚线方框中的装置从下图B、C中选择组装(装置气密性良好,装置中空气的影响忽略不计)。
ABC
实验过程
实验现象
实验结论
乙同学选用B、C装置,按A→B→C顺序连接,点燃酒精灯加热
B中
C中
该胃药中含有。
丙同学也选用B、C装置,按A→C→B顺序连接,点燃酒精灯加热
C中无明显现象,B中澄置石灰水变浑浊
该胃药中不含有
【交流反思】实验小组经过交流与反思,认为乙同学的实验过程中存在一处错误,请你指出该错误并说明理由:
。
[注意:
若答对(3)、(4)题将奖励4分,但化学试卷总分不超过60分。
]
铝碳酸镁片(咀嚼片)是抗酸药与胃粘膜保护药,本品每片含主要成分铝碳酸镁0.5g,某研究性学习小组设计了如下实验探究铝碳酸镁片的组成。
另取mg该药片,加入100g9.8%的稀硫酸,充分反应后滤去不溶物,得到含有硫酸镁和硫酸铝等溶质的滤液,向滤液中逐渐加入足量的稀NaOH溶液,产生沉淀的物质的质量与加入NaOH质量的关系如图。
已知:
MgSO4+2NaOH=Mg(OH)2↓+Na2SO4Al2(SO4)3+6NaOH=2Al(OH)3↓+3Na2SO4
Al(OH)3+NaOH=NaAlO2+2H2OMg(OH)2不溶于NaOH,NaAlO2可溶于水
(3)图中NaOH加入0.80g,仍没有沉淀,说明滤液中含有,当加入NaOH的质量到x时,生成的沉淀有和。
(4)有医生建议患有严重胃溃疡的患者最好慎用该药,试用你所学的知识解释这样建议的理由是
3.我校化学兴趣小组在探究金属与盐溶液反应时,发现金属钠放在硫酸铜溶液中有气泡和沉淀产生,为了探究生成的气体和固体沉淀的成分与沉淀的原因,进行如下实验:
【提出问题】产生的气体是什么?
【猜想与假设】
(1)二氧化硫;
(2)二氧化碳;(3)氢气。
你认为不合理的猜想是,
【查阅资料】①二氧化硫与二氧化碳化学性质相似,都能与澄清石灰水反应生成白色沉淀。
②钠是一种非常活泼的金属,能与冷水剧烈反应,化学方程式为2Na+2H2O==2NaOH+H2↑.
【方案设计】依据上述猜想设计了如下实验方案:
(1)甲同学验证生成的气体是否为二氧化硫,将生成的气体通入澄清的石灰水中,发现,确定生成的气体不是二氧化硫。
⑵乙同学利用如图所示装置验证生成的气体是氢气。
实验过程中可发现到玻璃管中的现象是,化学方程式为。
【得出结论】猜想正确。
【拓展延伸】钠和硫酸铜溶液反应生成的沉淀是什么?
【分析讨论】认为钠会与水反应生成氢氧化钠和氢气,氢氧化钠再与硫酸铜反应生成蓝色的氢氧化铜沉淀。
[注意:
若答对下列两个小题奖励4分,化学试卷总分不超过60分]
(3)丙同学认为:
除了上述反应,可能钠直接与硫酸铜反应生成红色的单质铜,只是蓝色的氢氧化铜沉淀掩盖了红色的铜。
请你设计实验证明该蓝色沉淀中不含单质铜。
实验步骤
实验现象
实验结论
该蓝色沉淀中不含不含单质铜
(4)已知氯化铵溶液显酸性,若将金属钠放入其溶液中生成的气体是和。
三.反常实验现象探究
金属钝化
1.小亮发现工业上浓硫酸常用铁罐车运输(如右图)。
学习了酸的化学性质之后,他对铁能否与浓硫酸反应的课题产生了浓厚的兴趣。
请参与探究:
【提出问题】铁能与浓硫酸反应吗?
【查阅资料】浓硫酸具有强氧化性.铁、铝和浓硫酸在常温下接触时,浓硫酸会在铁、铝的表面反应形成一层致密的氧化物保护膜,防止浓硫酸继续和铁、铝反应。
【收集证据】
(1)铁能与稀盐酸、稀硫酸反应。
铁与稀硫酸反应的化学方程式为。
(2)铁能与硫酸铜溶液反应,该反应的类型是。
【设计实验】下面是小亮设计的实验方案,请完成下表。
实验步骤
实验现象
①将一打磨过的铁片放入稀硫酸中
②另取一打磨过的铁丝先放入浓硫酸中,一段时间后将铁丝取出,用水冲洗干净后,放入稀硫酸中,观察现象。
铁丝在稀硫酸中刚开始没有明显现象,过一段时间铁丝表面有气泡产生。
【解释与结论】
(1)打磨铁片的目的是。
(2)步骤①的作用是。
(3)由上述实验(填“能”或“不能”)得出铁与浓硫酸发生了化学反应的结论。
【深入探究】改变上述实验中的步骤②也能得到相同的实验结论。
请设计不同的实验方案,并将你的实验方案填入下表:
(如果你的答案正确,你将得到4分奖励,但本卷满分不超过60分)
实验步骤
实验现象
置换反应中的反常现象
已知2Al+Fe2O3高温2Fe+Al2O3被称为“铝热反应”。
镁和氧化铜也能发生类似的反应,其化学方程式是。
某小组同学在实验室中进行镁和氧化铜反应的实验,充分反应后对于固体剩余物进行了实验探究。
【提出问题】固体剩余物是什么?
【猜想假设】假设①铜和氧化镁;假设②;假设③。
实验操作
实验现象
实验结论
取少量固体剩余物于试管中,向其中加入足量的稀盐酸。
(1)固体部分溶解,溶液为无色。
假设①成立。
[来源:
学优中考网xYzkw]
(2)。
假设②成立。
(3)。
假设③成立。
【查阅资料一】大多数金属氧化物都能与盐酸反应生成金属氯化物和水(反应中元素化合价不发生改变)。
【实验探究】请完成下列实验。
【总结一】
(1)对于有多种物质参加的化学反应,要推测充分反应后得到的剩余物的成分,需要考虑两个方面:
一是;二是。
(2)一种金属单质可以和另一种金属氧化物反应。
【思考】是否任何一种金属单质都能与另一种金属氧化物反应?
【查阅资料二】该小组同学通过查阅资料,获得以下几组反应信息。
实验组别
I
II
III
IV
V
药品
Al
Fe
Ag
Al
Cu
CuO
CuO
CuO
Fe2O3
Fe2O3
相同条件下是否反应
是
是
否
是
否
【总结二】根据上表对比分析得出:
金属单质与金属氧化物能发生反应,需满足的条件是。
4、课本实验的延伸与拓展
二氧化碳性质实验
某实验小组同学为探究二氧化碳的性质,做了如下几个实验。
图1
乙
甲
图2
乙
甲
(1)如图1,收集两塑料瓶(500mL)二氧化碳气体,向甲瓶中加入150mL澄清石灰水、乙瓶中加入150mL滴有紫色石蕊溶液的水,盖紧瓶盖,振荡。
①甲中出现的现象有。
②由乙中出现的现象得出二氧化碳具有的性质有;发生反应的化学方程式为。
(2)探究二氧化碳与氢氧化钠反应
资料:
①通常状况下,1体积的水约能溶解1体积二氧化碳。
②CO2能与氢氧化钠反应,将CO2通入氢氧化钠溶液中无明显现象。
如图2,甲、乙中分别装有50mL氢氧化钠溶液和澄清石灰水,向装置中缓慢通入约500mL二氧化碳,甲、乙中均无明显变化。
此实验可以说明二氧化碳和氢氧化钠发生了反应,其理由是。
金属活动性实验
1、在学习金属时,老师布置同学们对家中的各种金属进行调查,为了找到更多种类的金属,小涛向父母求助,从爸爸的化验室拿到了金属锰(Mn),从妈妈的首饰盒里找到了纯钯(Pd)戒指与吊坠。
课上交流时大家对这两种金属在金属活动性顺序中的位置产生了兴趣。
(1)小昕同学仔细观察后提出了初步猜想:
由于有的锰锭上已经覆盖了红褐色的锈,而经过长时间佩戴的钯金戒指还很光亮,所以相对活泼一些。
(2)设计并进行实验:
实验目的
实验操作
实验现象
1验证两种金属的活动性强弱
(Ⅰ)取少量PdCl2溶液于小烧杯中,用镊子加入一小块金属锰。
有黑色粉末生成,溶液由无色变为浅粉色(MnCl2)。
(Ⅱ)取相同的稀硫酸于两个小烧杯中,分别放入两种金属。
其中一支烧杯中有气体产生,溶液变为浅粉色,另一个烧杯中无明显现象。
(3)初步结论:
猜想成立;实验①(Ⅱ)中发生反应的化学方程式为_________________。
(4)小柱同学进一步设计并进行实验:
实验目的
实验操作
实验现象
②
(Ⅰ)取少量CuSO4溶液于一个小烧杯中,用镊子加入金属,一段时间后取出冲洗。
无明显现象。
(Ⅱ)取少量AgNO3溶液于另一个小烧杯中,用镊子加入金属钯,一段时间后取出冲洗。
无明显现象。
(Ⅲ)取少量PdCl2溶液于第三个小烧杯中,加入老师提供的Pt丝。
无明显现象。
(5)结论:
钯在金属活动性顺序中应该排在和之间。
(6)反思:
根据上述实验,判断金属活动性强弱的两种方法为。
(7)应用:
根据总结出的方法,完成下列实验方案。
(要求采用与(4)中不同的方法)
实验目的
实验操作
实验现象和结论
探究Mn和Zn的金属活动性强弱
碳酸盐性质的探究
小明买了一种“汽泡爽”的冲调饮料。
【饮料说明】①主要原料:
柠檬酸(C6H8O7)和小苏打(NaHCO3);
②使用说明:
将一包“汽泡爽”粉末倒入玻璃杯中,加入200mL冷水,看到有大量气泡快速生成,待粉末完全溶解,就得到一杯果味饮料。
小明观察了饮料说明后,他借助化学实验的方法
,探究“汽泡爽”产生气体的成分,以及加水温度对产生气体量的影响。
【实验一】探究“汽泡爽”产生气体的成分。
(1)小明阅读资料发现:
“汽泡爽”原料中的柠檬酸(C6H8O7)和小苏打(NaHCO3)粉末混合后加水,可以发生以下反应,填写生成气体的化学式。
3NaHCO3+C6H8O7====C6H5O7Na3+3H
2O+3↑
(2)为了检验该气体,小明选择的试剂是。
【实验二】探究加水温度对产生气体量的影响。
(1)小明先用冷水和热水各冲了一杯饮料,品尝时发现冷水冲的饮料中气泡较多,热水冲的饮料中气泡较少。
当他摇动杯子时,发现有大量气泡从水中逸出。
他查阅资料发现:
随着温度升高,气体在一定量的水中溶解的量会迅速降低。
于是小明设计了如下实验方案,请填写表中空白。
实验序号
加入水的体积
加入水的温度
收集到的气体的体积
1
200mL
15℃
a(待记录)
2
50℃
b(待记录)
(2)在老师的帮助下,小明采用相同的两套实验装置(如下图)分别完成上述实验,在A中加入水,再加入一袋“汽泡爽”,迅速塞紧胶塞。
量筒C用于收集A中产生的气体所排出的液体,冷却至室温后读取数据。
B中油层的作用是。
(3)通过实验,小明测得:
a=64mL,b=132mL,由此获得结论:
“汽泡爽”产生气体的量与加水温度有关系。
但是老师看到小明的实验报告后却指出:
两套装置中,“汽泡爽”产生气体的总量应该近似相等,与温度关系不大,其本质原因是。
(
4)通过反思,为了证明老师的观点,小明继续利用(
3)中已反应完的两套装置,又做了一步实验,发现两套装置最终收集到的气体的总量确实相近,他的实验操作是。
硫酸铜溶液的酸性
【发现问题】实验小组的同学发现:
加热铜与浓硫酸的混合物,能生成一种无色有刺激性气味的气体和蓝色溶液。
【查阅资料】①某些不活泼的金属(如铜)能与一些强氧化性的酸(如浓硫酸)发生反应,生成水而不生成氢气,同时生成二氧化硫和铜盐。
②硫酸铜溶于水后,溶液呈酸性。
【知识回顾】铜、银(能、不能)与稀硫酸、盐酸反应产生氢气。
【分析讨论】①对于生成的蓝色溶液,小东认为可能是Cu(NO3)2溶液,小楠认为不可能是Cu(NO3)2溶液,而可能是硫酸铜溶液,小楠的理由是。
②写出铜与浓硫酸共热的化学方程式。
③小东根据化学方程式说,该方法适用于以铜为原料大量制取硫酸铜,小田认为不适宜,你能说出小田的一个理由吗。
【提出问题】上述蓝色溶液中有无硫酸剩余?
【实验论证】小坤认为可向蓝色溶液中滴加氯化钡溶液,观察有无沉淀产生,经大家讨论后,该方案被否定,你觉得否定该方案的理由是。
【反思评价】①有同学提问:
为什么不可以用石蕊试液来进行检验?
你的回答是
。
②同学们发现:
将足量的铜和足量的浓硫酸置容器中加热,反应一段时间后,反应会逐渐变慢,最后反应停止,你能说出反应停止的原因吗
。
镁条表面的黑色物质是什么
老师每次做有关镁的实验时都会强调:
镁是一种银白色有金属光泽的金属。
但拿出的
镁条总是有一层灰黑色的“外衣",这层灰黑色的外衣是什么物质呢?
猜想:
小明认为可能是MgO;小赵认为可能是Mg2(OH)2C03;小花认为可能是Mg(OH)2。
小赵认为小明的猜想是错误的,其理由是_____________。
实验探究:
小赵按右图所示装置进行实验,发现试管口有液滴出现,澄清石灰水变浑浊,同时试管内生成白色固体。
实验分析:
实验后,小赵认为小花的猜测也是错误的,其理由是____________,__________________________.
查阅资料得出结论:
Mg(OH)2和Mg2(OH)2C03都可以加热分解,产物均为氧化物,据此请你写出Mg2(OH)2C03加热分解的化学方程式
【实验复习中值得关注的几个问题】
(1)影响化学反应速率的因素(例金属铝与稀盐酸反应速率的变化);
(2)常识性颠覆问题(例如:
为什么不能用金属与酸反应速度快慢比较金属活动性快慢、燃烧停止的原因一定是没有O2吗、能否用排水法收集CO2);
(3)无现象反应的证明(例如盐酸与氢氧化钠反应、CO2与氢氧化钠反应等、二氧化碳与水反应);
(4)气体制取、净化、检验的探究(例如二氧化碳制取有关的探究、二氧化碳的净化等);
(5)高锰酸钾制氧气的反常实验;
(6)碳还原氧化铜的产物探究;
(7)一氧化碳还原氧化铁的产物;
(8)水垢成分的探究(硬水配制碳酸钠溶液);
(9)排水法收集二氧化碳
(10)粗锌与酸反应的问题
(11)化学反应中的能量变化(放热反应、吸热反应、化学电池等)