化学实验探究.docx

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化学实验探究

课题

物质的探究实验

教学目标

掌握化学探究题的解题思路与方法。

重点、难点

设计化学探究实验

考点及考试要求

理解化学探究的基本思路与方法，能设计实验探究研究

主要内容

例题解析】

例1.在化学的学习中，同学们知道：

聚乙烯塑料只含C、H两种元素，如用焚烧方法处理废弃塑料会造成大气污染。

化学兴趣小组对聚乙烯塑料在空气中燃烧生成的碳的氧化物物组成进行探究。

【提出猜想】A.只有CO2B.只有COC.既有CO2也有CO

【查阅资料】微量CO遇到浸有磷钼酸溶液的氯化钯黄色试纸，门立即变蓝；而CO2遇该试纸不变色

【设计方案】化

兴趣小组在老师的指导下，设计下图所示实验，通过观察装置B、装置C的实验现象，验证猜想。

实验步骤

实验现象

实验结论及化学方程式

点燃酒精灯加热，随即打开弹簧夹，通入干燥的空气。

观察装置B、装置C中的现象

装置B中的现象是：

装置C中的现象是：

聚乙烯塑料在空气中燃烧，生成碳的氧化物中，既有CO2，也有CO。

装置C中反应的化学方程式为：

________________________

【实验探究】请你帮助他们写成实验报告。

【讨论】

（1）根据实验结论，从环保角度考虑，实验中应对尾气进行处理。

处理方法是

。

（2）聚乙烯塑料在空气中燃烧，生成物中除了CO2、CO外，还应有的物质是。

例2.研究性学习小组选择“H2O2生成O2的快慢与什么因素有关”的课题进行探究，以下是他们探究的主要过程：

【假设】H2O2生成O2的快慢与催化剂种类有关

【实验方案】常温下，在两瓶同质量、同浓度的H2O2溶液中，分别加入相同质量的MnO2和水泥块，测量各生成一瓶（相同体积）O2所需的时间。

【进行实验】右图是他们进行实验的装置图，气体发生装置中A仪器名称是，此实验中B处宜采用的气体收集方法是。

实验记录】

实验编号

1

2

反应物

5%H2O2

5%H2O2

催化剂

1g水泥块

1gMnO2

时间

165秒

46秒

【结论】该探究过程得出的结论是。

【反思】H2O2在常温下分解缓慢，加入MnO2或水泥块后反应明显加快，若要证明MnO2和水泥块是该反应的催化剂，还需要增加实验来验证它们在化学反应前后的，是否改变。

H2O2生成O2的快慢与哪些因素有关？

请你帮助他们继续探究。

（只要求提出一种影响H2O2生成O2的快慢的因素以及相关假设和实验方案）

【假设】。

【实验方案】。

例3.松花皮蛋是我们喜爱的食品。

某小组同学查阅资料得知，制皮蛋料泥的原料主要是：

生石灰、纯碱、草木灰（含K2CO3）等。

同学们对料泥进行了如下探究：

【猜想】猜想I：

料泥的主要成份是Ca（OH）2、NaOH、KOH、CaCO3、灰份；

猜想Ⅱ：

料泥的主要成份是NaOH、KOH、Na2CO3、CaCO3、灰份。

【实验与现象】实验过程与现象如下图：

【问题与讨论】

（1）步骤②中所需要的玻璃仪器有：

烧杯、玻璃棒、，玻璃棒在步骤②中的一种作用。

（2）步骤③的现象说明滤渣中含有：

（写化学式）。

（3）请写出步骤①发生的任意两个反应的化学方程式：

____________________________、____________________________。

（4）由上述实验现象推断，猜想是正确的，其理由是

。

【练习】

1.为了探究燃烧的条件，小军查阅资料得知：

白磷的着火点为40℃，红磷的着火点为240℃,五氧化二磷会刺激人的呼吸道。

他设计了如图所示的实验装置。

将分别盛有少量白磷和少量红磷的两支试管，放入到盛水的烧杯中，另将少量白磷直接投入到烧杯的水中。

观察到的实验现象如下：

①试管中的白磷燃烧，产生大量的白烟；②试管中的红磷不燃烧；⑧烧杯中的白磷不燃烧。

（1）白磷燃烧的化学方程式为

（2）分析实验现象，得出结论。

由现象①②得到的燃烧条件是

由现象①③得到的燃烧条件是

（3）请举一例说明燃烧必须有可燃物参加。

（4）请你根据小军查阅的资料和实验现象，指出他设计的装置有何不足。

2.人的胃液里含有适量的盐酸，可以帮助消化，但如果胃酸分泌过多，人会感到胃痛。

小军拿来了一种抗酸药（治疗胃酸过多的药物），该药物说明书的部分内容如图所示。

为了验证该药物的主要成分是碳酸盐，他进行了如下实验：

首先将药片放入试管中，向其中加入适量的稀盐酸，然后（写实验操作和实验现象）。

当小军看到药物说明书上的服用方法后，对此产生了探究的兴趣，请你和他一起完成探究活动。

【提出问题】抗酸药为什么嚼碎后服用?

【作出猜想】他的猜想是。

【设计实验】实验一：

将一片完整的药片放入试管中，向其中加入5mL5％的稀盐酸；实验二：

将放入试管中，向其中加入5mL5％的稀盐酸。

【现象与结论】实验二比实验一反应快。

证明小军的猜想正确。

【拓展探究】

（1）氢氧化镁、碳酸钙、碳酸氢钠等也常用于制作抗酸药。

这些物质必须具备两个条件：

一是能与胃酸作用；二是。

（2）患有胃溃疡（胃黏膜溃烂）的病人胃酸过多时，不宜服用含碳酸盐的抗酸药，其原因是

。

3.复习时，常用专题探究的方法学习常见物质的组成、性质与制取，课堂上老师引导我们回顾了几个探究实验。

探究1：

研究常见物质组成

A、B、C都是研究物质组成的实验。

从研究方法得知，A实验是利用可燃物消耗瓶内的______，使瓶内压强减小来推测空气里氧气含量的。

B实验是通过证明生成物的______来推断水的组成的。

而C实验与______（填实验代号）实验的方法相同。

探究2：

研究常见物质性质——氢氧化钠与硫酸是否刚好完全中和

（1）探索：

用玻璃棒蘸取反应后的溶液滴在pH试纸上，发现该溶液的pH<7，说明硫酸过量。

实验内容

实验现象

解释与结论

取反应后少量溶液于试管中，______

____________

证明研究结论正确

（2）验证：

写出

（2）出中涉及的化学方程____________________________________。

探究3：

研究常见物质制取——制取氢氧化钠溶液

小京同学向盛有澄清石灰水的烧杯中加入过量的碳酸钠溶液，生成白色沉淀，过滤后得到无色溶液，他说：

“我制得了氢氧化钠溶液！

”

小欢同学却说：

“这种无色溶液中不一定含有氢氧化钠。

”他提出了如下实验：

实验步骤

实验现象

实验结论

用试管取无色溶液少许，滴入2滴无色酚酞试液

无色酚酞试液变红

无色溶液中含有

氢氧化钠

小妮认为小欢的实验方案也不严密，不能证实无色溶液中一定含有氢氧化钠，理由是____________________________________。

小妮设计了另一个实验：

实验步骤

实验现象

实验结论

_____________________________

_______________________

无色溶液中确实

含有氢氧化钠

我认为：

小欢和小妮的实验是为了证实小京结论的可靠性，小京的结论不可靠，原因是__________________________________________。

显然小妮的实验可靠性比小欢的实验好，原因是____________________________________。

4李洋同学在实验室用木炭和氧化铜两种黑色粉末在高温下反应制取单质铜，反应的化学方程式为：

C+2CuO高温2Cu+CO2↑他联想到单质碳的一些化学性质，认为在该实验中还可能会有CO产生。

查阅资料：

CO气体能使湿润的黄色氯化钯试纸变蓝色。

实验验证：

（1）当然A处酒精灯，数分钟后发现试管中的黑色固体物质变红，该红色物质是___________；

（2）装置B中发生的实验现象是__________________________，该反应的化学方程式是______________________________________；

（3）C装置中湿润的黄色氯化钯试纸变蓝色，说明有______气体生成，证明李洋同学是判断是正确的。

实验反思：

（4）李洋同学对CO产生的原因进行了分析：

①原因一：

木炭和氧化铜在高温条件下直接发生反出产生CO；

②原因二：

反应C+2CuO高温2Cu+CO2↑中的一种产物和反应物木炭又发生了新的化学反应，产生了CO；

③原因三：

……

请你从原因一、原因二中选择其一，用化学方程式表示存在此原因的化学反应原理：

__________________________________________。

（5）在设计装置时还要考虑环保因素，因此要在装置C处添加______________装置。

5.某学校在探究铝的化学性质时，实验情况如下：

实验操作

实验现象

开始时，铝片表面有气泡

开始时.铝片表面没有明显现象

[提出问题]：

铝片放入稀硫酸中，开始时为什么没有明显现象?

[提出假设]：

假设1：

铝片表面有致密的氧化膜阻碍了反应的进行

假设2：

所用稀硫酸的浓度太小

假设3：

铝片与稀硫酸反应需要加热

[实验设计]：

你选择的假设是。

请选择恰当的实验用品进行实验，证明假设成立。

有以下实验用品：

大小相同的铝片、l0％的稀硫酸、30％的稀硫酸、氯化钠、试管、试管夹、酒精灯、镊子、药匙、砂纸

实验步骤（文字叙述或图示均可）

观察到的现象

结论

假设成立

[评价与反思]：

通过这次探究，你从中得到的启示是：

。

6.小明同学在食品包装袋内，发现有一个小纸袋，上面写着“生石灰干燥剂，请勿食用”。

他随手将小纸袋拿出来放在桌面上，经过一段较长时间后发现纸袋内的白色颗粒粘在一起成为块状固体M。

请你与他一起对块状固体M进行探究。

【探究任务】

（1）探究固体M是否失效；

（2）探究固体M中是否含有氢氧化钙。

【探究方案】

问题与猜想

实验步骤

实验现象

实验结论

探究一：

固体M是否失效

取适量固体M，加入盛有水的烧杯中，用温度计测量加入前后的温度

温度没有明显变化

探究二：

固体M中是否含有氢氧化钙

将上述烧杯内的液体充分搅拌、静置，取上层清液，加入无色酚酞试液

有氢氧化钙

【反思拓展】

（1）你认为“探究二”是否严密，其原因是；

（2）你认为固体M中除含有氢氧化钙外，还可能含有，请你设计实验是否含有该物质。

7.实验室常用的干燥剂“碱石灰”是CaO和固体NaOH的混合物，极易与空气中水蒸汽和CO2反应而变质。

某同学对一瓶久置的“碱石灰”作了如下探究：

（1）【猜想】

猜想Ⅰ：

没有变质，“碱石灰”只含有CaO、固体NaOH；

猜想Ⅱ：

已完全变质，“碱石灰”全部变成了CaCO3和Na2CO3。

则CaO与水反应的反应方程式为。

（2）【实验】如下图所示：

（3）【判断】

a.若Ca（OH）2、CaCO3和Na2CO3投入到水中不会放热，则由操作②现象判断：

猜想Ⅱ（填：

成立、不成立）

b.操作④发生化学反应的方程式为；由操作⑤⑥的现象判断：

滤液中含有（写化学式）；由此判断猜想Ⅰ（填：

成立、不成立）。

c.综合a和b的结论，判断该样品变质情况为。

（4）【拓展】由上述实验说明，实验室中“碱石灰”应保存；操作③中玻棒的作用是。

8.某科学兴趣小组通过查阅资料得知，用固体草酸（化学式为马H2C2O4.2H2O）可以制取CO，方程式可写成H2C2O4.2H2O△CO↑＋CO2↑＋3H2O，该课题小组的同学设计了如图所示的装置并进行了实验。

请回答：

（1）为证明分解产物中有水，装置A中的物质应该是____________；

（2）装置B的作用是____________；

（3）实验中采用“压水法”收集CO（装置C）；从CO的物理性质考虑，是因为____________；

（4）通常情况下CO2能用来灭火，与此相关的化学性质是____________。

作业

1.小云同学对烧煮食物的某种固体酒精产生了浓厚的兴趣，于是她进行了以下探究活动。

请你一起参与她的探究过程吧！

【提出问题】：

固体酒精是固态的酒精吗？

【查阅资料一】：

酒精，学名乙醇，化学式为C2H6O，熔点为－114.1℃，沸点为78.5℃，易溶于水，能与水以任意比互溶。

【得出结论】：

小云认为固体酒精不是固态的酒精，她作出该判断的理由是：

。

【实验探究Ⅰ】：

取少量固体酒精置于蒸发皿中，用火柴点燃，固体酒精完全燃烧后，蒸发皿中残余了少量白色固体。

【提出新问题】：

白色固体究竟是什么呢？

【查阅资料二】：

由硬脂酸和氢氧化钠反应生成的硬脂酸钠作为凝固剂，酒精填充在硬脂酸钠骨架间隙中，即可得到固体酒精。

固体酒精在较高的温度下燃烧时，硬脂酸钠可完全转化为硬脂酸和氢氧化钠，硬脂酸和酒精均可完全燃烧生成二氧化碳和水。

【实验探究Ⅱ】：

请你完成以下实验报告。

序号

实验步骤

实验现象

实验结论

①

用铂丝蘸取该固体在酒精灯上灼烧。

火焰呈黄色

固体中含有Na+。

②

将该固体置于足量蒸馏水中。

固体全部溶解。

固体可溶于水。

③

取少量①所得溶液，向其中滴加紫色石蕊试液，并振荡。

溶液变蓝。

溶液为碱性。

④

（此格不必填写）

实验结论：

小云认为该白色固体为。

【联想与解释】小云联想到老师用玻璃导管将纯净的氢气导出并点燃时，燃烧火焰为黄色，其原因可能是：

。

2.一种溶液X含有NaCl、NaOH、Na2CO3、Na2SO4、CuSO4中的部分物质。

某兴趣小组进行探究性实验，得出如下结论。

请你补充其中的部分现象和结论。

实验步骤

实验观察到的现象

结论

①观察溶液X的颜色

溶液呈无色

溶液X中不含有。

②取少量溶液X于试管中，滴加2～3滴无色酚酞试液

溶液变红色

溶液X显性。

③另取少量溶液X于试管中，滴加BaCl2溶液

溶液X中可能含Na2CO3和Na2SO4。

④向步骤③的试管中继续滴加稀盐酸

溶液X中肯定含有Na2CO3和Na2SO4。

3．实验室里有一瓶标签残缺的盐酸，请你探究。

（1）怎样立即确定它是不是浓盐酸？

有人猜测是，有人记得好像不是，大家各抒己见。

你认为，应该用下述的方法立即确认。

A．讨论B．调查C．实验D．上网

具体的做法是：

。

（2）粗略测定每毫升盐酸溶液中含溶质氯化氢的质量。

同学们依据酸和碱中和反应的原理，设计了一种可行的实验方案，其操作步骤如下：

第一步：

在小烧杯中，加入10g5％的氢氧化钠溶液；

第二步：

向上述烧杯中滴人2滴酚酞试液；

第三步：

向10mL的量筒里注入该盐酸至一定刻度；

第四步：

用胶头滴管吸取量筒中的盐酸，逐滴滴入上述烧杯中，一直到溶液由红色刚刚变成无色为止；

第五步：

记录实验数据；

第六步：

计算，确定每毫升盐酸中溶质氯化氢的质量。

请根据以上实验过程，回答下面问题：

①实验为什么要用指示剂（酚酞）？

②第三步中向量筒中注入盐酸，量筒中液面的位置如图7-4所示，A与B，B与C刻度间均相差1mL，如果刻度A为8，量筒中的盐酸的体积为mL；

③第四步要用到玻璃棒，它是作用，目的是。

停止滴入盐酸后，胶头滴管中残留的盐酸应；

④第五步，要记录的实验数据是。

（3）测定每毫升该盐酸中含溶质氯化氢的质量，原理和方法还有多种，为此大家继续进行探究。

有人提出用氢氧化钾等碱类试剂代替上述氢氧化钠进行中和反应，测定消耗掉的盐酸的体积，通过计算确定盐酸中氯化氢的含量，这和上述实验属于同一种方法。

你能写出至少三种其他可行的方法吗?

方法一：

；

方法二：

；

方法三：

。

（4）请你在上述三种方法中选一种，并写出按此法实验所需要的玻璃仪器：

我选择的方法是，所需要的玻璃仪器是。

4.在一些食品的包装袋中常会有一个小纸袋，标明该袋中的主要成分是生石灰，用于干燥。

（1）生石灰（CaO）可做干燥剂的主要理由是；（用化学方程式表示）

（2）有人对它做了一系列的研究，获得了较多的收益，其实验方法如下：

问题与猜想

实验步骤

实验现象

实验结论

纸袋中的物质能否继续使用？

取足量小纸袋的固体放入烧杯中，加入过量的水，触摸杯壁

不能做干燥剂

猜想变质后的物质

可能是

对它还有一个再探究的新问题是。

5.为了除去氯化钠样品中的碳酸钠杂质，兴趣小组最初设计了如下的方案并进行实验。

1）写出沉淀A的化学式。

2）加入CaCl2溶液后，分离除去沉淀A的实验操作方法是。

3）同学在实验过程中，又发现了新的问题：

此方案很容易引入新的杂质，请写出固体物质B的成分（用化学式表示）。

4）同学继续探究后又提出新的方案：

将混合物溶解，若滴加盐酸至不再产生气体为止，则既能除去Na2CO3杂质，又能有效地防止新杂质的引入。

写出有关反应的化学方程式：

。