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專題四　科學探究 科學探究中為探究物質的組成、性質、驗證某些規(guī)律等通常需要進行實驗設計或對實驗方案進行評價。 1．實驗方案的設計指實驗者依據實驗目的、要求，運用已有的知識設計出科學、合理的實驗方案。 設計實驗方案時應注意： (1)掌握實驗步驟(試劑選擇)、反應現象、實驗結論三者之間的對應關系：物質＋試劑 現象 結論(有無該物質，猜想是否正確等)。 (2)解答方法：看實驗結論。①根據實驗步驟和現象完善實驗結論。根據選用的實驗方法的操作步驟和對應的實驗現象，以及物質的性質判斷是否存在要驗證的物質，繼而得出結論。②根據實驗結論完善實驗現象或步驟。試劑和現象之間相互確定，選擇合理試劑確定現象。或者根據第一種方法進行反推，然后確定試劑和現象。 2．實驗方案的評價(詳見P110)。 類型一　有關物質成分的探究 (xx、xx、xx、xx考) 技巧點撥　根據試題提示的物質，分析混合物中含有的成分是題給提示中的一部分還是全部。排除內部能夠發(fā)生化學反應的物質組合。 1．氣體混合成分的探究：如人吸入和呼出氣體成分的探究、燃燒的蠟燭焰心氣體成分的探究、排污管道氣成分的探究、下水道的可燃性氣體成分的探究等，涉及的知識點有CO、CO2、CH4、NH3、HCl、O2、H2、N2等氣體的制法和檢驗，以及它們的化學性質和一些反應產物的檢驗等?；旌蠚怏w中各成分的檢驗，要考慮檢驗的先后順序，以排除干擾。如檢驗CO、CO2、水蒸氣、H2的混合氣體時，檢驗順序為水蒸氣→CO2→H2→CO。 2．固體混合物成分的探究：一般可采用加水溶解，加酸堿指示劑判斷溶液酸堿性，加酸觀察是否產生氣體，加堿觀察是否產生沉淀，加入Ba(NO3)2、AgNO3溶液觀察是否產生沉淀等方法進行。(1)若為鹽或堿的固體混合物，一般可采用加水溶解，檢驗組成該鹽或堿的陰、陽離子的特殊性質，確定所含物質的存在。對于不溶解的固體，可加酸觀察是否溶解或產生氣體。(2)若為金屬混合物，一般加酸觀察是否產生氣體；或金屬與鹽溶液反應，是否有固體析出或溶液顏色變化。 3．液體混合物成分的探究：可通過檢驗構成物質的陰、陽離子的特征現象來確定(離子的檢驗詳見P103)。 例1　(xx營口)現有一包白色粉末，可能含有硫酸鈉、碳酸鈉、氯化鋇、氫氧化鈉、硫酸銅中的一種或幾種。某化學小組為確定其成分，做了以下探究： 【查閱資料】硫酸鈉、氯化鋇溶液均呈中性。 (1)步驟Ⅰ.取少量固體于燒杯中，加足量的水，攪拌，過濾，得到白色沉淀和無色濾液。 步驟Ⅱ.取步驟Ⅰ所得的白色沉淀于試管中，加入過量的稀硝酸，沉淀全部溶解，有氣泡產生，得到無色澄清透明的溶液。 根據上述兩步實驗，小組同學認為白色粉末中一定不含有的物質是____________________。同時確定了白色粉末中一定含有的物質，并寫出了步驟Ⅰ中產生白色沉淀的化學方程式是______________________________。 (2)為了進一步確定白色粉末中可能含有的物質，小組同學利用步驟Ⅰ所得的濾液繼續(xù)探究。 【討論猜想】小組同學對濾液中溶質成分作出了多種猜想，其中濾液中含有三種溶質的猜想分別是： 猜想一：______________________________；猜想二：______________________________。 【實驗探究】小組同學共同設計如下方案來證明諸多猜想中猜想二成立，請完成下列表格： 實驗步驟 實驗現象 實現結論 ______________________________ ________________________________ ______________________________ ______________________________ 猜想二成立 【實驗結論】小組同學通過以上探究，最終確定了白色粉末的成分。 例2　(xx哈爾濱改編)在化學課上，老師帶來一瓶未知溶液A，已知它是稀鹽酸或稀硫酸中的一種，進行如下實驗： 觀察到燒杯中的現象是______________________________。 【提出問題】A是哪一種酸？老師要求甲、乙同學用反應后的溶液B分別展開探究。 【查閱資料】碳酸銀、氯化銀均為白色沉淀。 【猜想假設】甲同學：A是稀鹽酸；乙同學：A是稀硫酸。 【實驗探究】 【評價交流】(1)甲同學的實驗__________(填“能”或“不能”)得出正確結論，乙同學的實驗__________(填“能”或“不能”)得出正確結論。 (2)實驗3發(fā)生反應的化學方程式為_________________________________，反應后所得溶液中一定含有的離子是________________。根據乙同學實驗結論可知實驗1中生成沉淀的化學方程式為_________________________________。 【歸納總結】通過乙同學的實驗可以得出：選擇試劑鑒別溶液中的待測離子時，如果待測溶液中含有干擾離子，則應在鑒別前，先另選試劑將干擾離子變成__________除去。經討論我們能夠總結出，除去溶液中干擾離子的一般方法是：選擇試劑將干擾離子變成________________________除去。 類型二　有關反應后物質成分的探究 (xx、xx、xx、xx考) 技巧點撥　從物質是否恰好完全反應和是否過量去考慮，而生成物是一定存在的。解題步驟是：(1)寫出化學反應方程式A＋B→ C＋D；(2)進行猜想，一般有三種：①只有C＋D(恰好完全反應)；②A＋C＋D(A過量)；③B＋C＋D(B過量)。驗證猜想時，一般不需要驗證生成物，只需要驗證過量反應物是否存在。 注：若反應是在溶液中進行，驗證反應后溶質成分，則溶質成分中只有一種生成物。 例3　(xx本溪)皮蛋又稱松花蛋，因其風味獨特，深受人們喜愛。某興趣小組在市場上獲得了少許腌制皮蛋的原料，拿到實驗室進行實驗。將該固體混合物放于燒杯中，緩慢加入足量的蒸餾水，充分溶解后過濾，得到白色沉淀A和無色澄清濾液B。 【提出問題】(1)白色沉淀A是什么？(2)無色濾液B中的溶質有哪些？ 【查閱資料】腌制皮蛋的原料配方是少量NaCl、CaO和過量Na2CO3的固體混合物。 【理論推理】(1)白色沉淀A是CaCO3，請寫出生成該沉淀的化學方程式______________________________。 (2)濾液B中含有Na2CO3、NaOH、NaCl三種溶質。 【實驗驗證】為證明濾液B中存在的三種溶質，同學們進行了如下實驗。 步驟 實驗操作 實驗現象 實驗結論 Ⅰ 取少量濾液B于試管中，加入過量的Ba(NO3)2溶液，過濾 __________________ 濾液B中含有Na2CO3、NaOH、 NaCl Ⅱ 取少量步驟Ⅰ中所得濾液于試管中，加入酚酞溶液 __________________ Ⅲ 另取少量步驟Ⅰ中所得濾液于試管中，先加入足量的稀硝酸，再加入________________溶液 產生白色沉淀 【拓展提升】 (1)向步驟Ⅰ中加入過量Ba(NO3)2溶液的目的是___________________________。 (2)小妮同學認為若將步驟Ⅰ中的Ba(NO3)2溶液換為BaCl2溶液，進行以上實驗，最終也能證明濾液B中存在的三種溶質。你認為是否合理__________(填“合理”或“不合理”)。 (3)小軒同學認為向濾液B中先加入酚酞溶液，后加入過量的Ba(NO3)2溶液，也能得出濾液B的溶質中含有Na2CO3和NaOH的結論，你是否同意他的觀點并說明理由___________________________________。 例4　(xx株洲改編)要探究碳酸亞鐵和氧氣充分反應后的固體成分，請你參與華雪同學的探究： 【查閱資料】①碳酸亞鐵(FeCO3)具有還原性，在空氣中灼燒生成鐵的氧化物和CO2氣體。 ②FeO是一種黑色粉末，它不穩(wěn)定，在空氣中加熱，就迅速被氧化成四氧化三鐵，四氧化三鐵能與鹽酸反應生成氯化亞鐵、氯化鐵和水。 ③FeCl2能使高錳酸鉀溶液褪色，而FeCl3不能；FeCl3溶液中滴加KSCN溶液，溶液變紅色，FeCl2溶液中滴加KSCN溶液，溶液不出現紅色。 【猜想與假設】猜想1：固體成分是氧化鐵；猜想2：固體成分是四氧化三鐵；猜想3：_________________________________。 【活動與探究】連接儀器、裝好藥品如圖所示(加熱和固定裝置已省略)，打開止水夾K，通入氧氣，加熱玻璃管X。當Y瓶中產生的沉淀不再增加時，停止加熱，繼續(xù)通入氧氣至玻璃管冷卻。 取玻璃管里的少量固體于試管中，滴加鹽酸，微熱，固體完全溶解。將所得溶液分成甲、乙兩份進行實驗。 實驗編號 實驗步驟 實驗現象 a 向甲溶液中滴加KSCN溶液 溶液變紅色 b 向乙溶液中滴加高錳酸鉀溶液 高錳酸鉀溶液的紫紅色不消失 【結論與反思】(1)由上述實驗現象可知，FeCO3在氧氣中高溫灼燒得到的固體產物是______________________，因此，猜想__________(填“1”或“2”或“3”)是正確的。 (2)FeCO3在氧氣中高溫灼燒的化學方程式為_________________________。 (3)上述實驗__________(填“a”或“b”)是多余的，因為_________________________。 【總結與提升】(1)若實驗結束時觀察到Y瓶中仍然是澄清的，可能的原因是澄清石灰水的量不足，導致生成的碳酸鈣轉變成了可溶于水的碳酸氫鈣。寫出該反應的化學方程式_______________________________。 (2)CO2使澄清石灰水變渾濁的化學方程式為__________________________。 (3)華雪同學經過反思，覺得該實驗設計還存在問題，因為如果在實驗b中觀察到_________________________，就不能確定哪個猜想是正確的。所以華雪同學又對該實驗進行了定量探究：稱量反應前后固體質量變化，通過計算確定FeCO3和氧氣充分反應后的固體成分是氧化鐵。 類型三　有關物質變質的探究 技巧點撥　物質在空氣中變質一般是與空氣中的O2、H2O、CO2中的一種或兩種或三種同時作用而產生的。常見的有NaOH、Ca(OH)2變質(詳見P66)，生石灰變質，堿石灰(氫氧化鈉固體與生石灰的混合物)變質等。猜想時通常有三種情況：(1)沒有變質：不存在變質后生成的物質；(2)部分變質：變質前和變質后生成的物質都存在；(3)完全變質：不存在變質前的物質。 例5　(xx綏化)一次用餐中，小麗對“固體酒精”產生好奇，于是她買回一袋，和同學一起對其進行研究。 【查閱資料】固體酒精中含有酒精、氫氧化鈉等物質。 【提出問題】固體酒精中的氫氧化鈉是否變質及變質的程度如何？ 【作出猜想】小麗猜想：沒有變質，只含有氫氧化鈉。 小明猜想：全部變質，只含有碳酸鈉。 你的猜想：部分變質，含_____________________________。 氫氧化鈉在空氣中變質的化學方程式為_____________________________。 【實驗探究】小麗取少量固體酒精在水中充分溶解后過濾，取上述濾液于試管中，滴入幾滴稀鹽酸，無明顯現象；小麗說氫氧化鈉沒有變質，小明認為她的結論不正確，其理由是____________________________________________。 請你補全實驗設計，填寫表格中的①②③，證明固體酒精中氫氧化鈉是否變質及變質的程度如何。 實驗操作 實驗現象 實驗結論 ①________________________________________ 有氣泡產生 小麗的猜想不成立 ②________________________________________ ③________________________ __________________________ 你的猜想成立 【拓展應用】除去部分變質的氫氧化鈉溶液中的雜質，方法是________________ ______________________(用化學方程式表示)。 類型四　有關物質性質的探究 技巧點撥　探究物質的性質時，通常采用的方法有：(1)將物質加水溶解，判斷溶解性；(2)向溶解后的溶液中加入酸堿指示劑判斷酸堿性；(3)向物質中滴入酸，觀察是否產生能使澄清石灰水變渾濁的氣體或可燃性氣體；(4)向溶液中加入堿，觀察是否產生沉淀；(5)將固體物質加熱，觀察是否分解；(6)將固體物質與CuO混合加熱，或將氣體通過灼熱的氧化銅，判斷是否具有還原性等。 例6　(xx十堰)實驗小組在探究“酸與堿能否發(fā)生反應”時，進行了如圖所示實驗。請根據實驗回答： 【探究實驗一】酸能否與可溶性堿發(fā)生化學反應。 甲同學進行了實驗一，能觀察到的明顯現象是______________________________，同時測定反應后溶液的pH＝2，說明酸能與可溶性堿發(fā)生化學反應。 【探究實驗二】酸能否與難溶性堿發(fā)生化學反應。 乙同學進行了實驗二，當滴入幾滴稀鹽酸后，發(fā)現試管②中無明顯變化，于是得出“酸不能與難溶性堿反應”的結論。 丙同學對此產生質疑，并利用實驗后的物質繼續(xù)探究： 【分析】丙同學測定試管②中上層清液的酸堿度，讀出pH＝12，說明上層清液中的溶質是______________________________。 【解釋】丙同學由此認為乙同學的結論不正確，原因是____________________________。 【驗證】丙同學利用上述實驗后的廢液進行實驗，將試管②中物質全部倒入一大燒杯中，靜置，再將實驗探究一所得溶液緩慢逐滴加入，說明酸能與難溶性堿發(fā)生化學反應的現象是______________________________。 【拓展】實驗探究一、二中，反應均涉及到的化學方程式是_____________ ________________。 丙同學將實驗一所得溶液緩慢加入的過程中，除上述現象外，大燒杯中還可觀察到的現象是_____________________________。 例7　某實驗小組的四位同學在探究堿的性質時發(fā)現氫氧化鈉、氫氧化鈣等可溶性堿都能使酚酞溶液變紅。他們想進一步探究：不溶性的氫氧化鎂是否也能使酚酞溶液變紅。為此，他們將適量的氫氧化鎂加入到盛有熱水的燒杯中攪拌，然后向渾濁的液體中滴加酚酞溶液，發(fā)現酚酞溶液變紅，可是過一會兒紅色又消失了。四位同學依據所學的化學知識，分別對上述酚酞溶液變紅、紅色又消失的原因作了如下猜想： 小明：可能是個偶然現象。 小東：可能是渾濁液體中的固體氫氧化鎂使酚酞溶液變紅，氫氧化鎂沉降后溶液就變無色了。 小花：可能是酚酞溶液與空氣中的氧氣反應，使紅色消失；也可能是氫氧化鎂溶液與空氣中的二氧化碳反應的緣故。 小紅：可能是在熱水中氫氧化鎂的溶解度大，溶液中OH－離子較多，使酚酞溶液變紅；過一會兒溫度降低，氫氧化鎂的溶解度減小，溶液中OH－離子變少，酚酞溶液又變無色。 (1)對小明猜想“是個偶然現象”，四位同學都認為可以用科學探究的一般方法排除偶然現象。他們的方法是______________________________。 (2)小花認為小東的猜想不正確，她從堿使酚酞溶液變色的原因上給予了否定：_____________________________________。 (3)四位同學討論后認為要驗證小花的猜想，還需做如下實驗，你知道其實驗的目的嗎？ 實驗步驟 設計目的 將氫氧化鎂加入到熱水中攪拌，滴入酚酞溶液，并在上方滴一些植物油 ___________________________________ ___________________________________ (4)對小紅的猜想，實驗小組的同學設計了多種實驗方案進行證明。請你寫出其中一種。 實驗方法 可能觀察到的現象 相應結果與結論 _______________________ _______________________ _______________________ _______________________ _______________________ _______________________ _______________________ _______________________ _______________________ 類型五　有關影響因素的探究(xx考) 技巧點撥　1.探究類型：影響化學反應速率的因素的探究，燃燒條件的探究，金屬生銹條件的探究等。 (1)影響化學反應速率的因素有是否加入催化劑、反應時的溫度、物質的濃度、反應物的接觸面積、攪拌等。 (2)燃燒的三大條件缺一不可：可燃物、溫度達到著火點、氧氣(滅火原理：破壞燃燒的條件之一)。 (3)氧氣是金屬生銹必需的條件，有些金屬還需要水或二氧化碳。 2．解題關鍵：掌握控制變量法的應用。用控制變量法探究問題時，必須保持其他條件不變，只改變一個因素，進而探究該因素的影響。分析問題時，要先找出對比實驗中哪些條件相同，哪些條件不同，進而分析改變的條件產生的影響，并得出結論。 例8　(xx威海)探究影響化學反應速率的因素。 (1)發(fā)現和提出問題：鎂在空氣中能夠劇烈燃燒，鐵絲在氧氣中能夠劇烈燃燒，而真金不怕火煉，這說明決定物質之間能否發(fā)生反應以及反應速率的內因是________________________________。 蠟燭在氧氣中燃燒比在空氣中燃燒劇烈，這一事例中影響化學反應速率的因素是__________________；夏天，將食品放在冰箱里不容易變質，這一事例說明溫度也能影響化學反應速率。溫度如何影響反應速率呢？ (2)猜想與假設：溫度越高，反應速率越快。 (3)收集證據 實驗藥品：顆粒大小相同的鋅粒，兩份相同溶質質量分數、不同溫度的稀硫酸(20 ℃、40 ℃)。 供選儀器：藥匙、氣體發(fā)生裝置2套(氣密性良好)、量筒2支、分液漏斗、秒表、膠頭滴管、水槽、大試管2支。 利用上述儀器和藥品，補充完成下表的實驗報告。 觀察或測量的量 選用的儀器 實驗步驟 實驗現象 實驗結論 產生相同體積(一試管)的氣體所需時間 氣體發(fā)生裝置、秒表、膠頭滴管、水槽、大試管、______________ ________________________________________ ____________________________ 溫度越高，反應速率越快。反應的化學方程式是______________ 該實驗可以觀察或測量的量有多種，除了上述觀測點外，可以觀察或測量的量還有_____________________________(寫一條)等。 (4)結論與解釋：從微觀的角度分析“溫度越高，反應速率越快”的原因是_______________________。 (5)拓展分析 根據其他測定方法，實驗小組的同學繪制了鋅粒與稀硫酸反應產生氫氣的速率隨時間變化的曲線，如圖所示。請據圖分析：時間0～t內，反應速率逐漸加快的主要原因是___________________________________，時間t以后，反應速率逐漸減慢的主要原因是___________________________________。 例9　某研究小組在學習氧氣的化學性質時發(fā)現：大多數可燃物在空氣中就能燃燒，而鐵絲在空氣中不能燃燒，在氧氣中可以劇烈燃燒。該小組同學進行了下列探究。 【作出猜想】由以上事實可以作出以下猜想： 猜想一：可燃物燃燒的劇烈程度可能與氧氣的濃度有關。 猜想二：可燃物燃燒的劇烈程度可能與______________________有關。 【提出問題】可燃物的燃燒與氧氣的濃度的大小有什么關系？ 【查閱資料】在規(guī)定的條件下，物質在氧氣、氮氣混合氣流中，維持穩(wěn)定燃燒所需的最低氧氣濃度(以氧氣所占的體積百分數表示)叫氧指數。氧指數高表示材料不易燃，氧指數低表示材料容易燃燒。一般認為：氧指數＜27%屬易燃材料，27%≤氧指數＜32%屬可燃材料，氧指數≥32%屬難燃材料。下面是一些常見物質的氧指數。 可燃物 紅磷 木炭 硫 蠟燭 鐵絲 氧指數 0.5% 4% 4.5% 5%～6% 60% 【設計并實驗】 (1)寫出鐵絲在氧氣中燃燒的化學方程式：________________________________。 (2)由上表可知鐵絲是__________(填“易燃”“可燃”或“難燃”)材料。 (3)在測定空氣中氧氣含量的實驗中，我們通常選擇紅磷燃燒而不選擇木炭或硫的原因是_____________________________。 【反思與評價】 (4)如果一定要用木炭代替紅磷做這個實驗，只要對實驗稍作改進即可，需要對實驗改進的是______________________________；理由是_______________________________。 (5)即使這樣改進，根據上表數據可知：仍然沒有用紅磷燃燒好，原因是_________________________________。 類型六　有關變化條件、反應實質的探究(xx考) 例10　(xx瀘州改編)已知：鋁在常溫下能與O2反應，在鋁表面形成一層氧化物薄膜；Al2O3能溶于NaOH溶液。某課外小組對“鋁與氯化銅溶液反應”進行如下探究： ①測得CuCl2溶液的pH＜7； ②將鋁片放入CuCl2溶液中，沒有觀察到現象； ③取出鋁片用NaOH溶液浸泡一段時間，再取出鋁片洗凈后放入CuCl2溶液中，觀察到鋁表面產生無色氣泡。 請回答下列問題： (1)步驟①觀察到CuCl2溶液呈__________色，該溶液呈__________(填“酸”“堿”或“中”)性。 (2)步驟③中還可能觀察到的現象是______________________________，產生此現象的化學方程式是______________________________。 (3)步驟②中沒有現象的原因是_______________________________。 (4)小組對步驟③產生的氣體提出以下猜想： a．可能是Cl2；b.可能是O2；c.可能是________________。 將收集到的無色氣體點燃，有尖銳的爆鳴聲出現，且火焰呈__________色，證明猜想c成立。 例11　(xx威海)探究白酒燃燒的奧秘。在診所里，小華同學看到老中醫(yī)用“酒火療法”為患者治療，發(fā)現白酒竟然能夠被點燃。老中醫(yī)告訴她：只有酒精體積分數較大(即度數較高)的白酒才能被點燃。好奇并喜歡探究的小華用體積分數為75%的酒精溶液(指每100 mL酒精水溶液中含75 mL酒精)代替白酒進行了系列探究。 【提出問題】能被點燃的酒精溶液的最小體積分數是多少？ 【查閱資料】①酒精(C2H5OH)是一種無色液體，易揮發(fā)，易燃燒，可任意比例與水互溶。 ②兩種液體混合時，分子間隔不同對混合后的總體積有影響，但對本實驗的影響很小，忽略不計。 【實驗探究】 實驗用品：75%酒精溶液、蒸餾水、小燒杯、膠頭滴管、量筒(20 mL、10 mL)、蒸發(fā)皿、玻璃棒、火柴。 (1)實驗時，用75%酒精溶液配制10 mL 60%的酒精溶液。 ①最好選用__________mL量筒，使用量筒量取液體讀數時應注意______________________________。 ②配制該溶液的操作方法是_______________________________。 (2)在室溫(20 ℃)時，小華按上述方法配制了體積分數為50%、40%、30%、20%的酒精溶液各10 mL，分別倒入蒸發(fā)皿中，點燃，觀察。實驗結果如下表： 酒精體積分數 50% 40% 30% 20% 觀察到的現象 可燃 可燃 不可燃 不可燃 酒精完全燃燒的化學方程式為_____________________________。 (3)室溫(20 ℃)，在小華實驗探究的基礎上，要想更精確測定能被點燃的酒精溶液的最小體積分數，請你補充進一步探究的實驗方案_______________________________。 (4)拓展應用 ①未蓋燈帽且久置不用的酒精燈，常常不能被點燃。其原因是_________________ ______________。 ②因酒精含量低而不能燃燒的酒精溶液，要分離出其中的酒精，可采用的方法是_______________________________?！　　? 例12　(xx江西)下圖是兩個實驗小組分別進行“加熱硫酸銅和氫氧化鈉溶液反應后生成物”的實驗過程示意圖： 【甲組】氫氧化鈉與硫酸銅反應的化學方程式為_______________________________，加熱后產生黑色的氧化銅。 【乙組】為尋找實驗中沒有產生氧化銅的原因，他們進行了以下實驗探究： 【查閱資料】在酸性條件下，氫氧化鈉與硫酸銅在溶液中可發(fā)生如下反應：6NaOH＋4CuSO4=== 3Na2SO4＋Cu4(OH)6SO4↓，生成的堿式硫酸銅是不溶于水的藍白色固體，加熱不易發(fā)生分解。 【作出猜想】根據資料分析，同學們針對試管中溶液呈酸性的原因作出以下猜想： 猜想Ⅰ.硫酸銅溶液呈酸性；猜想Ⅱ.生成的硫酸鈉使溶液呈酸性。 【實驗與結論】 實驗①：用pH試紙測定硫酸銅溶液的酸堿度，得出其pH________(填“﹥”“﹤”或“＝”)7，硫酸銅溶液呈酸性，猜想Ⅰ成立。 實驗②：向盛有硫酸鈉溶液的試管中滴加石蕊溶液，觀察到溶液顯紫色，硫酸鈉溶液呈________(填“酸”“中”或“堿”)性，猜想Ⅱ不成立。 【交流與反思】(1)乙組同學認真分析甲組實驗后，一致認為不需要通過實驗就能判斷猜想Ⅱ不成立，理由是_______________________________ _______________________________； (2)在化學反應中，相同的反應物因其質量比不同可能會導致生成物不同，請另舉一例__________(寫出反應物即可)。 專題四　科學探究 例1　(1)硫酸銅、硫酸鈉 BaCl2＋Na2CO3=== BaCO3↓＋2NaCl (2)【討論猜想】碳酸鈉、氯化鈉、氫氧化鈉　氯化鈉、氯化鋇、氫氧化鈉(兩者無先后順序) 【實驗探究】實驗步驟：①在濾液中加入無色酚酞溶液；②再加入適量BaCl2溶液(或Na2SO4溶液，合理即可)　實驗現象：①溶液變紅；②無明顯現象(或有白色沉淀產生) 例2　有氣泡冒出 【評價交流】(1)不能　能 (2)BaCl2＋Na2SO4=== BaSO4↓＋2NaCl　NO、Cl－、Na＋ Na2CO3＋2AgNO3=== Ag2CO3↓＋2NaNO3 【歸納總結】氣體　沉淀或氣體或水 例3　【理論推理】(1)Ca(OH)2＋Na2CO3=== CaCO3↓＋2NaOH 【實驗驗證】步驟Ⅰ現象：產生白色沉淀　步驟Ⅱ現象：溶液由無色變成紅色　步驟Ⅲ操作：硝酸銀(或AgNO3) 【拓展提升】(1)驗證并除去溶液中的Na2CO3　(2) 不合理 (3)同意，加入Ba(NO3)2溶液后，若產生白色沉淀且溶液紅色不褪去，就證明溶質中含有Na2CO3和NaOH 例4　【猜想與假設】固體成分是氧化鐵和四氧化三鐵 【結論與反思】(1)氧化鐵　1 (2)4FeCO3＋O2 2Fe2O3＋4CO2 (3)a　無論是哪種猜想中的固體，溶于鹽酸后溶液中都存在Fe3＋，加入KSCN溶液后都會變紅色，因此實驗a不能判斷固體的成分 【總結與提升】(1)CO2＋H2O＋CaCO3=== Ca(HCO3)2 (2)CO2＋Ca(OH)2=== CaCO3↓＋H2O　(3)高錳酸鉀溶液褪色 例5　【作出猜想】氫氧化鈉和碳酸鈉 CO2＋2NaOH=== Na2CO3＋H2O 【實驗探究】氫氧化鈉和碳酸鈉同時存在時，加入少量鹽酸，鹽酸會先和氫氧化鈉反應導致無明顯現象，繼續(xù)加入才會有氣泡，所以該結論不正確?、儆迷嚬苋∩倭繛V液加入過量(或足量)的稀鹽酸，充分反應?、谟迷嚬苋∩倭繛V液加入過量的氯化鈣溶液，充分反應后，再取少量上清液加入幾滴酚酞溶液?、塾邪咨恋懋a生，溶液變紅色 【拓展應用】Ca(OH)2＋Na2CO3=== CaCO3↓＋2NaOH (或Ba(OH)2＋Na2CO3=== BaCO3↓＋2NaOH) 例6　【探究實驗一】溶液由紅色變?yōu)闊o色 【分析】Na2SO4、NaCl、NaOH 【解釋】幾滴鹽酸先與氫氧化鈉反應，不能確定酸不與難溶性堿反應 【驗證】藍色沉淀逐漸溶解(或藍色沉淀部分溶解，或溶液變藍色) 【拓展】NaOH＋HCl=== NaCl＋H2O　燒杯中溶液先變紅，然后紅色消失 例7　(1)做重復實驗 (2)固體氫氧化鎂中沒有自由移動的OH－離子，不能使酚酞溶液變紅 (3)隔絕空氣，證明紅色消失與氧氣和二氧化碳無關 (4) 實驗方法 可能觀察到的現象 相應結果與結論 取兩支試管，分別加入相同質量的氫氧化鎂和熱水，振蕩，各滴加數滴酚酞溶液。一支保持溫度不變，另一支自然冷卻 保持溫度不變的紅色不消失，自然冷卻的紅色消失 紅色消失與氫氧化鎂的溶解度隨溫度降低而減小有關 例8　(1)反應物本身的性質(或反應物的組成、結構等)　反應物的濃度(或氧氣的濃度) (3) 選用的儀器 實驗步驟 實驗現象 實驗結論 藥匙、量筒 ①分別取相同數量、大小的鋅粒于兩套氣體發(fā)生裝置中；②分別取相同體積、不同溫度的稀硫酸加入到兩套氣體發(fā)生裝置中；③記錄收集一試管氣體所需的時間 溫度高的，收集一試管氣體所需的時間短 Zn＋H2SO4 === ZnSO4＋H2↑ 相同時間內收集氣體的體積(或反應結束所需的時間，或消耗等量的鋅粒所需的時間，或消耗等量的稀硫酸所需的時間) (4)溫度升高，粒子的運動速率加快，有效碰撞機會增加 (5)鋅與稀硫酸反應放熱，溫度升高，反應速率加快　隨著反應的進行，反應物的濃度越來越小，反應速率減慢 例9　【作出猜想】可燃物的種類 【設計并實驗】(1)3Fe＋2O2 Fe3O4　(2)難燃 (3)木炭或硫燃燒后的產物為氣體 【反思與評價】(4)將蒸餾水改成氫氧化鈉溶液　氫氧化鈉溶液對二氧化碳的吸收效果比蒸餾水好　(5)木炭在氧氣含量低于4%時就不能燃燒了，而紅磷到氧氣含量低于0.5%時才不能燃燒，使得氧氣反應更充分 例10　(1)藍　酸　(2)生成紅色固體　2Al＋3CuCl2=== 2AlCl3＋3Cu　(3)鋁在常溫下與氧氣反應，在鋁表面形成一層致密的氧化鋁薄膜　(4)淡藍 例11　(1)①10　量筒放平、視線與凹液面的最低處保持水平 ②用量筒分別量取8 mL 75%的酒精溶液和2 mL蒸餾水，倒入小燒杯中，并用玻璃棒攪拌均勻 (2)C2H5OH＋3O2 2CO2＋3H2O (3)用75%酒精溶液配制體積分數介于30%～40%之間的酒精溶液若干份，分別倒入蒸發(fā)皿中點燃，觀察現象 (4)①燈內酒精揮發(fā)(或酒精揮發(fā)燈芯上留有水分)?、谡麴s 例12　【甲組】2NaOH＋CuSO4=== Na2SO4＋Cu(OH)2↓ 【實驗與結論】＜　中 【交流和反思】(1)甲組實驗生成了Na2SO4，若其使溶液顯酸性，在此條件下氫氧化鈉與硫酸銅反應會生成藍白色沉淀 (2)碳與氧氣(或C和O2)