专题5 实验探究题.docx

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专题5实验探究题

专题五　实验探究题

备考攻略）

　物质变质的探究

1．碱变质

碱

氢氧化钠

氢氧化钙

变质原因

与空气中的CO2等酸性气体反应

化学方

程式

2NaOH＋CO2===

Na2CO3＋H2O

Ca（OH）2＋CO2===CaCO3↓＋H2O

判断变质的方法

检验生成物中是否有Na2CO3，如果有，则说明变质

检验生成物中是否有CaCO3、如果有，则说明变质

检验

（1）加入过量稀盐酸，有气泡产生，证明已经变质。

反应的化学方程式为Na2CO3＋2HCl===2NaCl＋H2O＋CO2↑；

（2）加CaCl2或BaCl2[或Ca（NO3）2或Ba（NO3）2]溶液，有白色沉淀，证明已经变质。

反应的化学方程式为Na2CO3＋CaCl2===CaCO3↓＋2NaCl或Na2CO3＋BaCl2===BaCO3↓＋2NaCl；

（3）加入Ca（OH）2或Ba（OH）2溶液，有白色沉淀生成，证明已经变质。

反应的化学方程式为Na2CO3＋Ca（OH）2===CaCO3↓＋2NaOH或Na2CO3＋Ba（OH）2===BaCO3↓＋2NaOH

（1）加入足量的稀盐酸，有气泡产生，说明已变质。

反应的化学方程式为CaCO3＋2HCl===CaCl2＋H2O＋CO2↑；

（2）观察容器壁上有白膜（或白色固体不溶于水），说明已变质

除去

杂质

加入Ca（OH）2溶液或Ba（OH）2溶液，如向变质的溶液中加入适量的氢氧化钙溶液直到不再产生沉淀为止，过滤。

反应的化学方程式为Na2CO3＋Ca（OH）2===CaCO3↓＋2NaOH

判断变

质程度

的方法

（1）首先判断是否变质；

（2）将变质后的生成物Na2CO3除去，再检验是否含有NaOH，如果有NaOH，则为部分变质，如果没有，则为全部变质

（1）首先判断是否变质；

（2）将变质后的生成物CaCO3除去（过滤），再检验是否含有Ca（OH）2，如有，则为部分变质，如没有，则为全部变质

续表

碱

氢氧化钠

氢氧化钙

判断变质的程度

（1）取样品的溶液加入过量的CaCl2或BaCl2溶液，生成白色沉淀，过滤；

（2）向滤液中加入无色酚酞溶液，如果变成红色，则为部分变质，如果不变红，则为全部变质

（1）取样品加入盐酸有气泡产生，则变质；

（2）取变质的样品溶于水，过滤，向滤液中滴加无色酚酞，如果变红，则为部分变质，如果不变红，则为全部变质

【特别提醒】溶解Ca（OH）2时，不能用观察到出现白色浑浊的现象来判断是否变质。

因为Ca（OH）2微溶于水，溶解时，自然会出现浑浊的现象，而不是变质后才出现白色浑浊现象。

2．其他物质的变质

物质

变质原因

判断方法

H2O2

化学性质不稳定，易分解生成水和氧气，反应的化学方程式为2H2O2===2H2O＋O2↑

取样品于试管中，加入少量的MnO2，如果无气泡产生，则证明全部变质

白磷

化学性质活泼，易与空气中的氧气发生缓慢氧化，而由块状变成粉末状，反应的化学方程式为4P＋5O2===2P2O5

取少量固体样品点燃，若不能燃烧，则证明全部变质

CaO

易与空气中的H2O、CO2发生反应，生成Ca（OH）2或CaCO3，反应的化学方程式为CaO＋H2O===Ca（OH）2，Ca（OH）2＋CO2===CaCO3↓＋H2O

取少量固体样品于试管中，加水，若无热量放出，则证明全部变质

Fe粉

在潮湿的空气中易生锈（主要成分为Fe2O3）

取样品于试管中，加入适量的盐酸，若无气泡放出，则说明全部变质

NH4HCO3

NaHCO3

受热易分解，反应的化学方程式：

NH4HCO3

NH3↑＋H2O＋CO2↑，2NaHCO3

Na2CO3＋H2O＋CO2↑

变质后，固体的质量都会减少，NH4HCO3完全变质，固体则会消失

归纳总结

（1）物质变质的原因主要是这些物质与空气中的氧气、二氧化碳、水蒸气等发生反应或本身的化学性质不稳定造成的；

（2）检验是全部变质，还是部分变质，只需检验变质后的生成物是否存在和该物质是否存在，就可以作出判断的结论

典例剖析）

　物质反应后成分的探究

【例1】（2017兰州中考）某校化学兴趣小组在学完碱的化学性质后，做了澄清石灰水和稀盐酸反应的实验，并将废液倒入一洁净的废液缸中，进行了如下探究：

探究Ⅰ：

甲同学在做该实验时没有观察到明显现象，于是对澄清石灰水和稀盐酸能否发生反应表示怀疑。

乙同学认为，甲同学实验时应先向澄清石灰水中滴几滴酚酞溶液，再滴加适量的稀盐酸，当观察到________________________时，就可以说明两种物质能发生反应。

探究Ⅱ：

废液中溶质的成分是什么？

【作出猜想】

猜想一：

CaCl2

猜想二：

CaCl2，HCl

猜想三：

CaCl2、HCl、Ca（OH）2

你的猜想：

________________________________________________________________________

丙同学认为猜想三是错误的，理由是______________________________（用化学方程式解释）。

【实验设计】

设计者

实验操作

实验现象

实验结论

丁同学

取少量废液于一支试管中，向其中加入足量的碳酸钠溶液

有白色沉淀生成

猜想一

正确

戊同学

取几粒锌粒于一支试管中，向其中加入少量废液

____________________

猜想二

正确

　　【评价与反思】

请判断以上设计的两个方案中，________同学的方案合理，请分析另一个方案不合理的理由：

________________________________________________________________________。

【表达与交流】

若实验证明猜想二是正确的，你认为该废液未经处理直接倒入下水道，可能造成的危害是______________________（填一点）。

【解析】探究Ⅰ：

澄清石灰水的主要成分是氢氧化钙，碱性物质能使无色酚酞溶液变红，向澄清石灰水中滴几滴酚酞溶液，再滴加适量的稀盐酸，当观察到溶液的红色逐渐褪去时，就可以说明两种物质能发生反应；【作出猜想】你的猜想：

当Ca（OH）2过量时，废液中溶质的成分是CaCl2、Ca（OH）2；猜想三中盐酸和氢氧化钙不能共存，反应的化学方程式为2HCl＋Ca（OH）2===CaCl2＋2H2O；【实验设计】猜想二正确，证明溶液中的溶质为HCl和CaCl2，HCl会与Zn反应生成ZnCl2和H2，实验现象为锌粒逐渐溶解，有气泡产生；【评价与反思】设计的两个方案中，戊同学的方案合理，丁同学的方案不合理，原因是猜想中都有氯化钙，加碳酸钠溶液都会产生白色沉淀；【表达与交流】该废液直接倒入下水道，可能造成的危害是：

腐蚀下水道或污染水质。

【答案】探究Ⅰ：

溶液的红色逐渐褪去；

【作出猜想】CaCl2、Ca（OH）2；2HCl＋Ca（OH）2===CaCl2＋2H2O；

【实验设计】锌粒逐渐溶解，有气泡产生；

【评价与反思】戊；猜想中都有氯化钙，加碳酸钠溶液都会产生白色沉淀

【表达与交流】腐蚀下水道或污染水质（合理即可）

1.（2017巴中中考）某实验小组同学用氢氧化钡溶液与稀盐酸进行酸碱中和反应实验。

如图，反应一段时间后发现未滴加酸碱指示剂，此时停止加入稀盐酸，立即向烧杯内滴加酚酞溶液，振荡后溶液呈无色。

实验结束后，他们对烧杯内溶液的成分进行探究。

（提示：

BaCl2溶液呈中性）

【提出问题】该溶液中溶质是什么？

【猜想与假设】

猜想一：

BaCl2

猜想二：

BaCl2、Ba（OH）2

猜想三：

__BaCl2、HCl__

【分析讨论】该溶液中滴加酚酞溶液不变色，说明溶液不显碱性，猜想二不成立。

【进行实验】

实验步骤

实验现象

实验结论

取该溶液少量于试管中，加入Na2SO4溶液

产生白色沉淀

另取该溶液少量于试管中，__滴加紫色的石蕊溶液（或加入锌粒）__

__溶液由紫色变成红色（或有气泡冒出）__

猜想三

成立　　【反思评价】分析反应后溶液中溶质的成分时，需要考虑的因素有__生成物的种类，反应物是否过量等__。

2.（2017黄石中考）某化学学习小组在完成“利用氯化钡溶液鉴别氯化钠和碳酸钠”的实验后，对废液缸中溶液的溶质成分进行了探究。

请完成以下探究过程，并将①～⑤处等答案填在横线上。

【提出问题】①__废液缸中溶液的溶质是什么__？

【作出猜想】

Ⅰ.溶质仅为氯化钠；

Ⅱ.溶质为氯化钡和氯化钠；

Ⅲ.②__溶质为氯化钠和碳酸钠__。

【设计方案】

实验操作

现象

结论

取少量废液缸中的上层清液于试管中，向其中加入一定量的③__H2SO4__溶液。

（填化学式，限填一种）

无明显现象

猜想Ⅰ正确

④__有白色沉淀产生__

猜想Ⅱ正确

有气泡产生

猜想Ⅲ正确

　　【交流反思】学习小组经过讨论认为，含有可溶性钡盐的废液可以用碳酸钠溶液进行无害化处理。

请写出硝酸钡与碳酸钠反应的化学方程式⑤__Ba（NO3）2＋Na2CO3===BaCO3↓＋2NaNO3__。

3.（2017葫芦岛中考）某化学兴趣小组在学习盐的知识时，发现碳酸钠和碳酸钙的组成很相似，他们想知道碳酸钠与稀盐酸反应是否也生成二氧化碳，于是做了如图所示实验。

（1）当观察到试管中有气泡产生，烧杯中出现__澄清石灰水变浑浊__的现象时，由此可以得出结论：

碳酸钠与稀盐酸反应也生成二氧化碳，烧杯中发生反应的化学方程式为__CO2＋Ca（OH）2===CaCO3↓＋H2O__。

（2）实验结束后，同学们将试管中的物质倒入烧杯中，发现烧杯中的白色沉淀明显增加，于是他们将烧杯内的物质进行过滤，对所得滤液中的溶质进行了探究。

【问题】滤液中溶质的成分有哪些？

【猜想】

小刚的猜想：

滤液中的溶质是氯化钠、氢氧化钠；

小钰的猜想：

滤液中的溶质是氯化钠、氢氧化钠、碳酸钠；

小伟的猜想：

滤液中的溶质是__氯化钠、氢氧化钠、氢氧化钙__。

【实验】

实验操作

实验现象

实验结论

取少量滤液于试管中，通入二氧化碳气体

__无明显现象__

小伟的猜想不成立

另取少量滤液于试管中，加入适量的__氢氧化钙溶液__

有白色沉淀生成

小刚的猜想不成立，

小钰的猜想成立

　　【拓展】小钰想进一步验证溶质中的氢氧化钠，如果她重新取少量滤液于试管中，实验过程中需选择的试剂是__①④__（填序号）。

①氯化钙溶液；②氢氧化钙溶液；③稀盐酸；④酚酞溶液。

　物质变质的探究

【例2】（2017铜仁中考）某校化学兴趣小组的小王和小张两位同学根据已有的知识经验，对敞口放置在实验室的氢氧化钠溶液产生了兴趣，分别进行实验探究：

【提出问题】这瓶NaOH溶液肯定变质了，其变质程度怎样呢？

【猜想与假设】

小王：

NaOH溶液部分变质；

小张：

NaOH溶液全部变质；

小王、小张认为NaOH溶液一定变质的理由（用化学方程式表示）________________________________________________________________________。

【进行实验】

（1）小王设计好方案后，进行了如下实验来验证自己的猜想，请你协助小王完成实验现象的填写：

实验步骤

现象

结论

①取一定量的NaOH溶液样品于试管中，滴加足量的BaCl2溶液

有________产生

②取经过①反应后的滤液，向其中滴加紫色石蕊溶液

溶液变成________色

NaOH溶液样品部分变质　　

（2）小张取用小王第①步反应后的滤液，滴加CuCl2溶液，有________色沉淀产生，证明自己的猜想错误。

【反思与评价】

（1）如果NaOH溶液中混有少量的Na2CO3杂质，常加入适量________（填物质的化学式）,再过滤除去该杂质。

（2）小王、小张通过以上探究分析推出：

实验室里保存Ba（OH）2溶液的方法应该是________。

【解析】【猜想与假设】NaOH溶液一定变质的理由是氢氧化钠能和空气中的二氧化碳反应生成碳酸钠和水，反应的化学方程式为：

2NaOH＋CO2===Na2CO3＋H2O。

【进行实验】

（1）①取一定量NaOH溶液样品于试管中，滴加足量BaCl2溶液，有白色沉淀产生，说明溶液中含有碳酸钠；②取经过①反应后的滤液，向其中滴加紫色石蕊溶液，溶液变成蓝色，说明溶液中含有氢氧化钠。

（2）小张取用小王第①步反应后的滤液，滴加CuCl2溶液，有蓝色沉淀产生，说明溶液中含有氢氧化钠，进一步证明自己的猜想错误。

【反思与评价】

（1）如果NaOH溶液中混有少量的Na2CO3杂质，常加入适量的氢氧化钙溶液，再过滤除去该杂质。

（2）通过以上探究分析推出：

氢氧化钡能和空气中的二氧化碳反应生成碳酸钡沉淀和水，因此实验室里保存Ba（OH）2溶液的方法应该是密封保存。

【答案】【猜想与假设】2NaOH＋CO2===Na2CO3＋H2O；【进行实验】

（1）①白色沉淀；②蓝；

（2）蓝；【反思与评价】

（1）Ca（OH）2；

（2）密封保存

4.（2017南充中考）小明在帮老师整理实验室时，发现一瓶密封的KOH固体，对其成分提出以下假设，并在老师的指导下进行实验探究。

【查阅资料】

①KOH与NaOH的化学性质相似。

请用化学方程式解释KOH变质的原因是__2KOH＋CO2===K2CO3＋H2O__。

②K2CO3溶液呈碱性，BaCl2溶液、KCl溶液呈中性。

【猜想假设】

假设Ⅰ：

只含KOH；假设Ⅱ：

含KOH和K2CO3；假设Ⅲ：

只含K2CO3。

【进行实验】

实验操作步骤

实验现象

实验结论

①取少量样品于试管中，加入足量的稀盐酸

有气泡产生

假设__Ⅰ__

不正确

续表

实验操作步骤

实验现象

实验结论

②另取少量样品于试管中，加水溶解，加入过量的BaCl2溶液，振荡，静置

__有白色沉淀产生__

③取②中上层清液，滴加无色酚酞溶液

__溶液不变色__

假设Ⅱ不正确，假设Ⅲ正确

　　【问题讨论】步骤②中加入过量的BaCl2溶液的作用是__除尽K2CO3，排除对KOH检验的干扰__。

【拓展应用】完全变质的KOH也有利用价值，从K2CO3的组成或性质看，这瓶变质的试剂在农业上的用途是__作钾肥__。

5.（2017齐齐哈尔中考）某实验小组在探究碱的化学性质实验时，用到了氢氧化钠溶液和氢氧化钙溶液。

（1）甲同学不小心将这两种溶液混合在一起，结果产生__白色沉淀__的现象，说明氢氧化钠溶液变质了。

写出变质时发生反应的化学方程式__2NaOH＋CO2===Na2CO3＋H2O__。

（2）同学们对变质的氢氧化钠溶液中溶质的成分产生了兴趣，进行如下探究：

【提出问题】氢氧化钠溶液中溶质的成分是什么？

【做出猜想】

猜想一：

Na2CO3

猜想二：

__Na2CO3和NaOH__（写化学式）

【进行讨论】甲同学取少量待测液加入足量的稀盐酸，有气泡产生。

认为猜想一成立。

乙同学不同意甲同学的观点，理由是__猜想二中也含有碳酸钠，加入足量的盐酸也能产生气泡__。

【设计实验】请你验证猜想二成立，并完成实验设计。

实验操作

实验现象

实验结论

①取一定量的待测液于试管中，加入__过量的氯化钙__溶液。

②充分反应后静置，取上层清液加入无色酚酞溶液

__产生白色沉淀，无色酚酞溶液变红__

猜想二

成立

　　【反思评价】在实验室中，氢氧化钠应__密封__保存。

6.某兴趣小组的同学在老师的指导下，对一瓶没有塞橡皮塞的氢氧化钙溶液进行探究，请你一起参与。

【提出问题】该氢氧化钙溶液是否全部变质？

【猜想与假设】

猜想Ⅰ：

氢氧化钙溶液可能全部变质，变成碳酸钙；

猜想Ⅱ：

氢氧化钙溶液可能部分变质，其成分是__Ca（OH）2、CaCO3__。

【实验探究】

实验步骤

实验现象

实验结论

（1）取样于试管中，滴加稀盐酸

有__气泡__生成

原溶液里一定有碳酸钙

（2）另取样于试管中，滴加酚酞溶液

溶液成红色

原溶液一定有__Ca（OH）2__

　　【反思拓展】

（1）氢氧化钙露置于空气中容易变质，原因是__Ca（OH）2＋CO2===CaCO3↓＋H2O__（用化学方程式表示）。

（2）在分析化学反应的物质成分时，除了考虑生成物外，还需考虑的是__反应物是否过量__。

　物质性质的探究

【例3】（2017铁岭中考）同学们在验证氢氧化钙的化学性质时，分别取少量氢氧化钙溶液于四支试管中，做了以下实验：

请根据实验回答下列问题。

（1）A中观察到的现象是________。

（2）写出D中发生反应的化学方程式是__________________________。

（3）C中无明显现象。

为证明氢氧化钙与盐酸能发生反应，他们向B中滴加稀盐酸，当观察到____________________________时，说明两者发生了反应。

（4）实验结束后，同学们将上述四支试管中的物质倒入同一烧杯内，烧杯底部有白色固体，上层为有色溶液。

为处理废液，过滤后，向有色滤液中加入稀盐酸，有气泡产生，继续加稀盐酸至溶液颜色恰好消失，此时溶液中的溶质（除酚酞外）为________，写出有气泡产生的化学方程式________________________________________________________________________。

（5）根据氢氧化钙的化学性质，写出它的一种用途________________。

【解析】

（1）二氧化碳能使澄清的石灰水变浑浊。

（2）氢氧化钙和碳酸钠反应生成碳酸钙和氢氧化钠，反应的化学方程式是Ca（OH）2＋Na2CO3===CaCO3↓＋2NaOH。

（3）为证明氢氧化钙与盐酸能发生反应，向B中滴加稀盐酸，当观察到溶液颜色由红色变为无色时，说明两者发生了反应。

（4）过滤后，向有色滤液中加入稀盐酸，有气泡产生，碳酸钠和盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳，反应的化学方程式为Ca（OH）2＋Na2CO3===CaCO3↓＋2NaOH；继续加稀盐酸至溶液颜色恰好消失，此时的氢氧化钠与盐酸恰好反应生成氯化钠和水，此时溶液中的溶质（除酚酞外）为氯化钠。

（5）氢氧化钙显碱性，可用来改良酸性土壤。

【答案】

（1）澄清石灰水变浑浊；

（2）Ca（OH）2＋Na2CO3===CaCO3↓＋2NaOH；（3）溶液颜色由红色变为无色；（4）NaCl；Na2CO3＋2HCl===2NaCl＋H2O＋CO2↑；（5）改良酸性土壤

【特别提醒】

（1）有关物质的性质问题主要有两种类型：

①溶液的酸碱性；②常见物质的性质，如NaHCO3的热稳定性、CO2的性质、CO的还原性等。

（2）解题策略一般检验溶液酸碱性的方法有：

①指示剂；②pH试纸。

酸性溶液使紫色石蕊溶液变红，不能使无色酚酞变色，pH<7；碱性溶液使紫色石蕊溶液变蓝，使无色酚酞变红，pH>7。

（3）物质的特殊化学性质的探究需选择合适的试剂，与该物质反应且有明显的特殊现象，如产生沉淀、放出气体或颜色改变。

7.（2017嘉兴中考）在拓展性课程活动中，小明利用以下常见物品验证酸的一些性质：

白醋（含3%的醋酸）、食品干燥剂（主要成分是CaO）、鸡蛋壳、牵牛花汁液、铁钉、苏打（碳酸钠）。

【查阅资料】牵牛花汁液在酸性溶液中显红色，在中性溶液中显紫色，在碱性溶液中显蓝色。

【实验过程】

（1）在鸡蛋壳上滴加白醋，产生无色、无味的气体，该气体能使澄清石灰水变浑浊。

则鸡蛋壳中一定含有__CO

__。

（用离子符号表示）

（2）小明知道酸能与铁发生反应产生氢气，但当他将足量的白醋加入放有铁钉的容器中，没有看到明显的气泡产生。

小明很疑惑，于是提出猜想：

气泡不明显可能与酸的浓度有关。

要验证与酸的浓度有关，应选择下例试剂中的__B__。

（填字母）

A．3%的盐酸　B．5%的醋酸　C．5%的盐酸

（3）小明利用已有物品还想验证酸与碱的反应，请你帮助完成下列实验设计。

步骤

操作

现象

①

将食品干燥剂加入适量清水中，搅拌后静置

放出大量的热

②

取步骤①中的上层清液，先加入牵牛花汁液，__再逐滴加入白醋至过量__

溶液由无色变为蓝色，再变为紫色，最后变为红色

　　【评价反思】科学来源于生活，生活中的许多事物能更好地帮助我们学习和理解科学。

　物质成分的探究

【例4】（2017孝感中考）小明同学欲回收中考化学实验操作考试（考题：

鉴别碳酸钠和氯化钠两瓶白色固体）用剩的药品。

他对其中的一瓶药品是否纯净产生质疑，于是他在老师的指导下对其成分展开了如下探究：

【猜想与假设】

猜想一：

白色固体为碳酸钠；

猜想二：

白色固体为氯化钠；

猜想三：

白色固体为碳酸钠和氯化钠的混合物。

【设计与实验】

实验步骤

实验现象

实验结论

取少量固体药品，装入试管，加蒸馏水溶解，然后加入过量的稀硝酸，最后滴加几滴硝酸银溶液

若只有________产生

则猜想一正确

若只有白色沉淀生成

则猜想二正确

反应的化学方程式为

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________

若先有气泡产生，后有白色沉淀生成

则猜想三正确

　　【实验结论】小明同学根据实验现象得出猜想三正确。

【反思评价】小明同学根据实验结论领悟到：

老师强调加入稀硝酸并且至过量的目的是______________________________________。

他认为，若只将实验步骤中的过量稀硝酸换成过量稀盐酸，重复以上实验操作，虽然也会产生相同的实验现象，但不能确认猜想三是否正确，理由是________________________________________________________________________。

【归纳总结】

（1）在选加试剂检验物质成分时，既要考虑除尽原有的干扰物质，又要防止________新的干扰物质。

（2）在实验操作过程中，应规范操作以避免药品被________。

【解析】【设计与实验】碳酸钠能与硝酸反应生成硝酸钠、水和二氧化碳，现象是有气泡产生；氯化钠与硝酸银反应生成氯化银白色沉淀和硝酸钠，且氯化银不溶于硝酸，所以如果加入过量的稀硝酸，最后滴加几滴硝酸银溶液，只有气体，没有白色沉淀，说明只含有碳酸钠，如果没有气泡，只有白色沉淀产生，说明只含有氯化钠，如果既有气泡产生，又有沉淀产生，说明既含有碳酸钠，也含有氯化钠；氯化钠与硝酸银反应生成氯化银白色沉淀和硝酸钠，反应的化学方程式为：

NaCl＋AgNO3===AgCl↓＋NaNO3；【反思评价】加入硝酸过量的目的是检验碳酸钠的存在并除去碳酸钠，因为碳酸钠与硝酸银也能产生碳酸银白色沉淀，防止对实验进行干扰；如果把硝酸换成盐酸，就不能判断是否含有氯化钠，因为盐酸中含有氯离子，盐酸与碳酸钠反应生成了新的氯化钠，引入了氯离子，就不能确定加入硝酸银产生的沉淀，是