5专题五 实验探究题.docx

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5专题五实验探究题

专题五　实验探究题

能力点“1对1”辅导　　　

能力点1　　作出猜想

1.反应后物质成分的猜想

考向1　陌生反应后物质成分的猜想能力点剖析

能力点剖析

此类试题会在【查阅资料】中给出涉及的陌生反应，首先应根据【查阅资料】确定发生了几个化学反应并判断出生成物都有哪些，然后排除已经给出的猜想，进而得出物质组成的不同情况。

补充：

猜想不合理的原因

①猜想的物质中含有反应物中未涉及的元素；

②猜想的物质之间能够发生化学反应。

例1　某探究小组的同学通过查阅资料得知：

在加热条件下，镁不仅能与水反应还能与氯化铵溶液反应。

小组同学对此产生兴趣，他们将砂纸打磨过的镁条加入氯化铵溶液中并加热，迅速产生大量气体。

为确定生成气体的成分，他们进行如下探究：

【查阅资料】

（1）镁与氯化铵溶液反应生成两种气体，每种气体只含有氮、氢两种元素中的一种或两种。

（2）镁与水在加热条件下反应生成氢氧化镁和氢气。

（3）氨气是一种极易溶于水的气体，能与酸反应。

【提出问题】该气体成分是什么？

【作出猜想】猜想一：

H2和N2；猜想二：

N2和NH3；猜想三：

________________。

解题思路

第一步：

根据题干信息，确定发生的化学反应，可以得出镁条分别与水、氯化铵发生化学反应。

分析【查阅资料】可以得出：

①镁与氯化铵反应产生的气体是NH3、H2、N2中的两种；则可能的组合有NH3、H2；NH3、N2；H2、N2。

②镁与水反应产生的气体是H2，混合气体中一定有H2。

第二步：

进行猜想，结合已给出的猜想一、二可知，猜想三是NH3和H2。

考向2　初中常见化学反应后物质成分的猜想

能力点剖析

猜想分两种情况：

①只有生成物；②生成物和其中一种过量的反应物。

以两种物质发生反应生成另外两种物质为例，按照下列步骤提出合理猜想：

第一步：

写出化学方程式：

A＋B→C＋D；

第二步：

明确物质的状态（如果是溶液中溶质的成分，则难溶物和气体不考虑）

第三步：

从物质是否恰好完全反应或反应物是否过量考虑；反应后物质成分中一定有反应的生成物，可能有未反应完的反应物。

因此一般猜想有三种：

①只有C和D（恰好完全反应）；②A、C和D（A过量）；③B、C和D（B过量）。

例2　（2019贺州节选）某化学小组对K2CO3溶液与Ca（OH）2溶液反应后所得滤液中的溶质成分产生了兴趣，请你一起参与他们的探究。

（1）提出问题：

滤液中溶质的成分是什么？

（2）猜想与假设：

猜想一：

KOH；

猜想二：

KOH和Ca（OH）2；

猜想三：

__________；

猜想四：

KOH、Ca（OH）2和K2CO3。

（3）小组讨论：

经过讨论，同学们认为猜想________是错误的，理由是________________。

解题思路

第一步：

根据题意写出氢氧化钙与碳酸钾反应的化学方程式：

K2CO3＋Ca（OH）2===CaCO3↓＋2KOH。

第二步：

分析各物质的状态，溶液中溶质的成分肯定有生成的KOH，可能含有Ca（OH）2或K2CO3或中的一种。

第三步：

进行猜想

①恰好完全反应时，溶液中溶质为KOH；

②当K2CO3过量时，溶液中的溶质为KOH和K2CO3；

③当Ca（OH）2过量时，溶液中的溶质为KOH和Ca（OH）2；

排除已给猜想，猜想三为KOH和K2CO3；

猜想四错误的原因是：

Ca（OH）2和K2CO3会发生反应，不能共存。

2.有关物质组成成分的猜想

能力点剖析

根据题给信息，分析混合物中含有的成分是所提供物质的一部分还是全部，确定可能含有的物质，然后对题干所给定的物质自由组合，如某混合物可能由A、B、C三种物质中的两种或三种组成，则可能的组合有：

AB、AC、BC、ABC。

例3　现有一包黑色固体粉末，可能含有炭粉、CuO、Fe3O4中的两种或者三种，某化学兴趣小组通过实验探究其成分。

（1）提出问题：

该黑色固体粉末成分是什么？

（2）作出猜想：

猜想一：

混合固体是炭粉、CuO；

猜想二：

混合固体是炭粉、Fe3O4；

猜想三：

混合固体是____________；

猜想四：

混合固体是炭粉、CuO、Fe3O4。

解题思路

由题干可知，黑色固体粉末可能由炭粉、CuO、Fe3O4中的两种或三种组成，对其自由组合可确定该粉末的成分有以下4种：

①炭粉、CuO；②炭粉、Fe3O4；③CuO、Fe3O4；④炭粉、CuO、Fe3O4。

3.有关破损标签类成分的猜想

能力点剖析

（1）根据物质的摆放顺序判断物质的种类（如酸、碱、盐）。

（2）标签包含的信息：

①液体药品标签包含的信息：

a.化学式；b.质量分数。

②固体药品标签包含的信息：

化学式或汉字名称。

（3）借助破损标签上的名称和质量分数或化学式和溶质质量分数排除不符合标签的物质。

①名称：

排除不符合命名的药物。

如借助“X酸钠”可排除氯化钠。

②化学式：

排除与化学式中元素符号、下标不符合的物质。

如借助“Na2X”可排除NaCl、NaNO3等。

③质量分数或溶质质量分数：

排除与质量分数不符合的物质，如H2O。

（4）药品的特性（颜色、气味），如Cu2＋为蓝色、Fe3＋为黄色、Fe2＋为浅绿色、铵盐有刺激性气味等。

例4　某课外活动小组的同学在整理化学药品柜时，发现一瓶标签受损的无色液体，如图所示，老师告诉大家，该瓶液体是下列5种液体中的某一种：

稀H2SO4、H2O、NaNO3溶液、NaOH溶液、CuSO4溶液。

（1）根据以上信息判断，该无色液体一定不是____________和__________。

解题思路

硫酸铜溶液是蓝色的，而已知该液体是无色的，且该液体的溶质质量分数为10%，而水是纯净物，故该无色液体一定不是硫酸铜溶液和水。

4.有关金属活动性顺序的猜想

能力点剖析

对于给出的几种金属，若含有未知金属，则可先根据常识确定出已知金属的活动性顺序，然后将未知金属分别插到已知金属间的不同位置处，形成的几种猜想组合即为对几种金属活动性顺序作出的猜想，如比较Fe、Zn和X三种金属的活动性顺序的步骤为：

第一步：

根据所学知识确定已知金属的活动性顺序，即Zn>Fe；

第二步：

将未知金属分别插入到两种金属间的不同位置处形成几种猜想组合，即①X>Zn>Fe；②Zn>X>Fe；③Zn>Fe>X；形成的几种组合即为对这三种金属可能的活动性顺序的猜想。

例5　M是生活中常见的金属，MSO4溶液是无色液体。

某化学兴趣小组的同学欲探究M与铜、铝的活动性顺序，请你和他们一起进行以下探究活动。

【提出问题】M、铜、铝的金属活动性顺序是怎样的？

【猜想与假设】

小敏的猜想是Al＞Cu＞M;

小强的猜想是Al＞M＞Cu；

你的猜想是________________。

解题思路

题中给出的三种金属分别为Al、Cu、M，根据所学知识可知Al和Cu的金属活动性顺序是确定的，即为Al>Cu，则M的活动性可以在Al之前、Al和Cu之间或Cu之后，故三者的金属活动性顺序可能的猜想为：

①M>Al>Cu；②Al>M>Cu；③Al>Cu>M。

能力点2　完善实验操作、现象与结论

能力点剖析

实验操作（试剂选择）、实验现象及实验结论三者之间的对应关系为：

物质＋试剂

现象

结论（有无该物质）

解答方法：

第一种：

根据实验步骤和实验现象完善实验结论。

根据实验步骤和对应的实验现象，以及物质的性质，判断是否存在要验证的物质，继而得出实验结论。

第二种：

根据实验结论完善实验现象或实验步骤。

这种存在两种情况：

①实验操作所选用的试剂和实验现象未给出；②根据实验操作所选试剂和实验结论确定实验现象。

可以根据第一种方法进行反推，然后确定试剂和实验现象。

例6　某同学取一定浓度盐酸与石灰石反应，将生成的气体通入澄清石灰水中，始终未见浑浊。

为了弄清原因，他设计以下方案，进行探究、验证，请你帮他补充完整以下内容。

问题猜想

实验步骤

实验现象

实验结论

原因一：

石灰水已完全变质

取少量未通入CO2的澄清石灰水于试管中，向试管中滴加______溶液

溶液______色

猜想的结论正确

原因二：

产生的CO2中带有HCl气体

将盐酸与石灰石反应生成的气体通入________溶液中

有_____沉淀生成

解题思路

原因一：

根据实验结论（石灰水完全变质），分析石灰水变质的本质为与空气中的CO2反应，则完全变质生成碳酸钙沉淀和水，推出实验步骤（向未通入CO2的澄清石灰水中加入酚酞试液）和实验现象（溶液不变色）。

原因二：

根据实验结论（产生的CO2中带有HCl气体），根据HCl的性质，可推出实验步骤（将盐酸和石灰石反应生成的气体通入硝酸银溶液中）和实验现象（产生白色沉淀）。

能力点3　方案设计　

能力点剖析

实验方案的设计是指在进行实验探究之前，实验者依据实验目的、要求，运用已有的知识，设计出科学、合理的实验方案。

1.实验方案设计的基本要求

（1）科学性：

实验原理、实验方法和操作过程必须科学、严谨、合理。

（2）可行性：

设计的实验方案要切实可行，所用药品、仪器、装置安全可靠。

（3）安全性：

实验操作要尽量避免带有危险性的操作，尽量避免与有毒物质接触。

若无法避免有毒物质，则必须采取相应的安全措施，以防造成环境污染和人身伤害。

（4）简约性：

实验方案设计要求操作简便、装置简单、实验现象明显。

2.实验方案设计中常用的几种方法

（1）对比法：

如探究同种溶质在不同溶剂中的溶解性时，从对比的角度出发，设置几组溶质相同且溶剂不同的实验，通过对比每组实验的不同现象得出结论。

（2）控制变量法：

如在探究铁锈蚀条件时，确保每组实验中只能有一个变量，通过将不同的组进行组合对比，得出结论。

（3）结论反推法：

当已知实验结论，要求设计相应的实验方案时，可从结论入手进行反推，设计相应的实验方案。

例7　某化学兴趣小组的同学在做“硫酸和氢氧化钠的中和反应”实验时，忽然发现未滴加指示剂。

（1）小强立即滴加了几滴无色酚酞试液，发现溶液未变色，说明________没有剩余。

（2）小华想探究反应后溶液中溶质的成分，取少量反应后的溶液于试管中，滴加氯化钡溶液，有白色沉淀产生，于是确定溶液中含有硫酸。

小丽说小华的做法不正确，小丽的理由是______。

（3）请你帮小丽设计实验探究反应后溶液中溶质的成分，写出实验步骤、现象和结论：

______。

解题思路

第一步：

找出实验目的。

由

（1）可知溶质中无NaOH，则溶质的成分可能为①Na2SO4，②Na2SO4、H2SO4；第二步：

选择适当的试剂。

要验证溶质的成分，即证明是否有H2SO4，可加入紫色石蕊试液，若溶液变红，则证明②成立，若溶液不变红，则证明①成立；或加入活泼金属或碳酸钠等，有气泡冒出，则证明②成立，反之①成立。

能力点4　反思与评价能力点剖析

实验的评价包含实验原理的评价、实验方案的评价、实验装置的评价、实验操作的评价、实验现象的描述与结论分析的评价等。

实验方案的评价一般可以从以下几点进行分析：

①实验原理是否正确、可行；

②实验操作是否简便、科学；

③实验现象是否明显；

④实验结果是否与实验目的一致；

⑤原料是否易得、安全、无毒；

⑥反应速率是否适中；

⑦原料利用率以及生成物的产率是否较高；

⑧反应产物是否会对环境产生污染。

例8　某未知气体X可能含有CO、CH4中的一种或两种，某同学设计实验进行探究。

查阅资料：

（ⅰ）加热时，CH4能与CuO反应生成Cu、CO2和H2O；

（ⅱ）20℃时，Ca（OH）2和Ba（OH）2溶解度分别为：

0.165g,2.1g。

（3）反思与评价

①C中用Ba（OH）2溶液而不用Ca（OH）2溶液的原因是____________________________。

②从