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題型突破(八)　科學探究 　　 　　　 　　 　　　　　 　 科學探究題一般以生活中常見物質的化學成分或化學現(xiàn)象作為試題的主要內容，以實驗為研究手段展開研究。試題通常按照問題情境、查閱資料和探究過程構建。探究實驗的過程一般包括發(fā)現(xiàn)問題、提出問題、猜想或假設、設計實驗、完成探究、得出結論、評價與反思等幾個方面。由于題干中文字、圖片、信息、數據較多，要回答的問題邏輯性強，要求具備較強的分析、理解、表達能力，所以科學探究題成為中考化學中的一個難點。 類型1　控制變量對比實驗探究 1．科學探究小組在探究酸的性質時，做了如下實驗：向放有少量CuO粉末的試管中加入6毫升鹽酸，觀察到黑色粉末很快溶解，并得到藍色溶液。而向放有少量CuO粉末的試管中加入6毫升硫酸，常溫下無明顯現(xiàn)象。為什么會產生這種差異呢？ [建立猜想] ①兩種酸溶液的pH不同(注：pH相同，則單位體積溶液中H＋數目相同)； ②兩種酸溶液中的__________不同。 [實驗過程] 實驗次數 試劑 實驗條件 實驗現(xiàn)象 1 0.2克CuO粉末和6毫升pH為0的鹽酸 常溫 黑色粉末很快溶解，溶液呈藍色 2 0.2克CuO粉末和6毫升pH為0的硫酸 常溫 無明顯現(xiàn)象 3 0.2克CuO粉末、6毫升pH為0的硫酸和0.35克NaCl 常溫 黑色粉末很快溶解，溶液呈藍色 4 0.2克CuO粉末、6毫升pH為0的硫酸和0.35克______ 常溫 無明顯現(xiàn)象 [實驗結論] 常溫下，pH相同的鹽酸和硫酸與CuO反應現(xiàn)象出現(xiàn)差異的原因是________促進了反應的進行。 2．[xx通州二模] 同學們對“影響金屬與鹽酸反應劇烈程度的因素”進行了探究。 [提出問題] 金屬與鹽酸反應劇烈程度受哪些因素影響？ [作出猜想] Ⅰ.與鹽酸的濃度有關；Ⅱ.與溫度有關；Ⅲ.與金屬的種類有關。 [進行實驗] 實驗編號 金屬 鹽酸的質 量分數/% 溫度/℃ 金屬絲消 失的時間/s ① 鋁絲 5 20 450 ② 鋁絲 8 20 t ③ 鋁絲 10 20 240 ④ 鋁絲 10 30 65 ⑤ 鐵片 10 30 125 [解釋與結論] (1)鋁與鹽酸反應的化學方程式為______________________________。 (2)由實驗①③可知，猜想Ⅰ__________(填“成立”或“不成立”)。 (3)為了比較鹽酸與金屬反應的劇烈程度，除了用金屬絲消失的時間作為觀測指標外，還可以選擇______________________________。 (4)能表明金屬與鹽酸反應的劇烈程度與溫度有關的實驗編號為__________。 [反思與評價] (5)在實驗②中，鋁絲消失的時間(用t表示)的取值范圍是________________。 (6)有同學認為通過實驗④⑤并不能證明“猜想與假設Ⅲ”成立，理由是______________________。 3．同學們運用對比的學習方法探究堿的性質。 實驗一 觀察固體表面 實驗二 向兩塊固體表面滴加稀鹽酸 實驗三 振蕩3個塑料瓶 (1)由實驗一、二可知，氫氧化鈉會吸收空氣中的______________________，因此要密封保存。 (2)實驗三中觀察到3個塑料瓶變癟的程度為A>B>C，對比A瓶與________(填“B”或“C”)瓶的實驗現(xiàn)象，可證明CO2能與NaOH發(fā)生反應。 (3)同學們設計如下兩種方案鑒別氫氧化鈉和氫氧化鈣兩種飽和溶液。 實驗一 實驗二 分析 微熱 (不考慮水分蒸發(fā)) 兩種方案中均觀察到A試管內出現(xiàn)白色渾濁，則A中溶液為____________________；實驗二的設計原理是__________________________________________________ (4)某同學發(fā)現(xiàn)工業(yè)上使用的氫氧化鈉固體標簽如圖T8－1所示，于是對其成分進行了探究。 圖T8－1 [提出問題] 氫氧化鈉中含有什么雜質？ [查閱資料] ①在化工生產中，原料往往不能完全轉化為產品。 ②工業(yè)上制取NaOH的反應原理是：2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑，然后蒸發(fā)溶劑獲得NaOH固體。 ③堿性的Na2CO3溶液與中性的CaCl2溶液發(fā)生復分解反應。 [提出猜想] 氫氧化鈉中含有的雜質為碳酸鈉和氯化鈉。 提出上述猜想的理由是___________________________________________________。 [進行實驗] 取固體于試管中，加水溶解并將溶液分成兩份。 步驟Ⅰ：向一份溶液中滴加無色酚酞溶液； 步驟Ⅱ：向另一份溶液中加入過量稀鹽酸。 [實驗結論] 兩份溶液中均有明顯現(xiàn)象，證明雜質中一定含有碳酸鈉。 [反思評價] ①上述實驗中沒有必要進行的是步驟__________(填“Ⅰ”或“Ⅱ”)。 ②該同學想進一步證明固體中的氫氧化鈉，實驗方案是______________________________________________。 4．化學興趣小組對某品牌牙膏中的摩擦劑成分及其含量進行以下探究。 [查閱資料] (1)該牙膏摩擦劑由碳酸鈣、氫氧化鋁組成；牙膏中其他成分遇到鹽酸時無氣體產生。 (2)飽和碳酸氫鈉溶液不吸收二氧化碳。 [設計實驗] 小組同學設計了如圖T8－2所示裝置(圖中夾持儀器略去)測定牙膏樣品中碳酸鈣的含量。 圖T8－2 依據圖示回答下列問題。 (1)該裝置中氫氧化鈉溶液的作用是__________________________________。 (2)C中觀察到有沉淀產生，反應的化學方程式為______________________________________________。 (3)實驗過程中需持續(xù)緩緩通入空氣，其作用有________________________________________。 [解釋與結論] 實驗測得如下數據： 實驗次數 樣品質量/g 所用鹽酸 質量/g 所得沉淀 質量/g 第一次 8.00 50 1.95 第二次 8.00 50 1.98 第三次 8.00 50 1.96 欲計算樣品中碳酸鈣的含量，應選擇的數據是______________________________________。 [反思與評價] (1)有人認為不必測定C中沉淀的質量，只要測定裝置C在吸收CO2前后的質量差，一樣可以確定碳酸鈣的質量分數。實驗證明按此方法測定的結果明顯偏高，原因是______________________________________。 (2)反思實驗過程，小剛同學提出應采取必要措施，提高測定準確度。他提出的下列各項措施中，不能提高測定準確度的是________(填序號)。 a．在加入鹽酸之前，排盡裝置內的CO2 b．滴加鹽酸的速度不宜過快 c．在A與B之間增添盛有濃硫酸的洗氣裝置 d．在B與C之間增添盛有飽和碳酸氫鈉溶液的洗氣裝置 5．興趣小組在探究金屬的化學性質時，進行實驗并將實驗情況記錄如下。 實驗操作 實驗現(xiàn)象 實驗結論 甲 組 無明顯現(xiàn)象 乙 組 鋁片表面有 氣泡產生 用化學方程式表示產生氣泡的原因： ________________________________________ [提出問題] 甲組實驗中為什么沒有氣泡產生？ [猜想與假設] ______________阻止了鋁與稀硫酸反應的發(fā)生。 [進行實驗] 實驗操作 實驗現(xiàn)象 實驗結論 ____________________________________ 有氣泡產生 鋁表面的氧化膜阻止了鋁與稀硫酸反應的發(fā)生 [反思與評價] 乙組實驗中使用的鋁片也有氧化膜，卻觀察到有氣泡產生。 同學們認為可能是鹽酸中的氯離子對反應產生了影響，設計以下實驗繼續(xù)探究。 實驗序號 1 2 3 實驗操作 實驗現(xiàn)象 有氣泡產生 有氣泡產生 無明顯現(xiàn)象 (1)實驗________(填序號)不能證明“鹽酸中的氯離子對反應產生影響”，理由是____________________________。 (2)對比實驗2和實驗3，能證明“鹽酸中的氯離子對反應產生影響”。 試劑A是________溶液，試劑B是________溶液。 6.[ xx西城二模] 同學們通過以下實驗，探究某些酸、堿、鹽之間能否發(fā)生復分解反應。 [查閱資料] BaSO4是白色固體，難溶于水，也不與鹽酸反應。 [實驗一] 同學們取4支試管，分別加入一定量4種溶液于試管中，再分別滴加少量的稀硫酸。 實驗裝置 實驗現(xiàn)象 1號試管中無明顯現(xiàn)象 2號試管中無明顯現(xiàn)象 3號試管中…… 4號試管中有白色沉淀產生 (1)3號試管中的實驗現(xiàn)象是________________。 (2)4號試管中發(fā)生復分解反應的化學方程式為________________________________________。 [提出問題] 3號、4號試管中的現(xiàn)象能證明硫酸與Na2CO3、BaCl2發(fā)生了復分解反應；1號、2號試管中均沒有觀察到明顯現(xiàn)象，如何證明硫酸與NaOH、NaCl是否發(fā)生了復分解反應？ [實驗二] 同學們又進行了以下實驗。 實驗裝置 實驗現(xiàn)象 5號試管中，滴加酚酞溶液后，溶液由無色變?yōu)榧t色；滴加一定量稀硫酸后，溶液由紅色變?yōu)闊o色 6號試管中始終無明顯現(xiàn)象 (3)5號試管中的現(xiàn)象能證明NaOH與稀硫酸發(fā)生了復分解反應。圖T8－3為反應的微觀示意圖，從微觀粒子變化的角度分析，該反應的實質是____________________________。 圖T8－3 [反思與評價] (4)同學們發(fā)現(xiàn)3號、4號試管中的微粒數也有變化：4號試管中的Ba2＋、SO42－因生成沉淀而減少，3號試管中減少的微粒是_____________。 (5)欲進一步探究2號試管中的兩種物質是否發(fā)生了復分解反應，又補充了以下實驗。 圖T8－4 該實驗證明兩種物質不能發(fā)生復分解反應。請結合實驗中的信息，回答下列問題。 ① 滴加石蕊溶液的目的是________________________________________________________________________。 ② 試劑1和現(xiàn)象1分別是________________________________________________________________________。 (6)根據此次探究活動，你認為下列說法正確的是________(填序號)。 A．酸、堿、鹽之間并不是都能發(fā)生復分解反應 B．從微觀上看，復分解反應的實質是溶液中某些離子相互結合使離子數目減少 C．判斷化學反應發(fā)生，可依據有新物質生成，也可依據某一反應物消失 D．證明復分解反應沒有發(fā)生，可驗證某一反應物依然存在 7．[xx朝陽一模] 在一次化學實驗中，同學們將飽和硫酸銅溶液逐滴加到5 mL飽和氫氧化鈉溶液中，觀察到以下異常實驗現(xiàn)象。 實驗序號 滴加CuSO4溶液的量 實驗現(xiàn)象 ① 第1～6滴 產生藍色沉淀，但振蕩后沉淀消失，形成亮藍色溶液 ② 第7～9滴 產生藍色沉淀，且沉淀逐漸增多；振蕩后沉淀不消失，很快沉淀逐漸變成黑色 已知藍色沉淀是氫氧化銅，寫出生成藍色沉淀的化學方程式：_________________________________。 [提出問題] 實驗①中藍色沉淀為什么消失？ [查閱資料] Ⅰ.氫氧化銅在室溫下穩(wěn)定，70～80 ℃時分解生成氧化銅。 Ⅱ.銅酸鈉[Na2Cu(OH)4]溶于水，溶液呈亮藍色。 [猜想與假設] Ⅰ.藍色沉淀消失可能是氫氧化銅發(fā)生分解反應； Ⅱ.藍色沉淀消失可能是氫氧化銅溶解在氫氧化鈉溶液中，形成亮藍色溶液。 甲同學認為猜想Ⅰ不成立，理由是____________________________________________。 乙同學為驗證猜想Ⅱ，進行了如下實驗。 [進行實驗] 實驗操作 實驗現(xiàn)象 1號試管…… 2號試管藍色固體不消失 3號試管藍色固體減少 4號試管藍色固體消失，得到亮藍色溶液 [解釋與結論] (1)1號試管中現(xiàn)象為________________________________________________________________________。 (2)上述實驗得出的結論是_________________________________________________。 [結論與反思] (1)進一步查閱資料可知，氫氧化銅在氫氧化鈉溶液中溶解生成銅酸鈉，反應的化學方程式為________________________________________。 (2)丙同學推知飽和硫酸銅溶液與飽和氫氧化鈉溶液的反應是放熱反應，他依據的實驗現(xiàn)象是________________________________________。 8. [xx東城二模] 在一次化學實驗中，兩組同學都完成了硫酸銅溶液與氫氧化鈉溶液反應的實驗，但觀察到了不同的實驗現(xiàn)象。 [進行實驗一] 實驗組 甲組 乙組 實驗操作 實驗現(xiàn)象 產生藍色沉淀 產生藍綠色沉淀 已知藍色沉淀是氫氧化銅，寫出生成藍色沉淀的化學方程式：___________________________________________。 [提出問題] 乙組產生的藍綠色沉淀的成分是什么呢？ [查閱資料] ①堿式硫酸銅是綠色晶體，在水中溶解度極小，能溶于稀酸溶液； ②堿式硫酸銅的組成不固定，一般可用Cu2(OH)2SO4表示； ③BaCl2溶液和含有SO42－的溶液反應能生成BaSO4(白色沉淀)，例如，BaCl2＋H2SO4===BaSO4↓＋2HCl。 [猜想與假設] 藍綠色沉淀是堿式硫酸銅。 [進行實驗二] 實驗步驟 主要實驗操作 現(xiàn)象及結論 ① 取乙組實驗后的混合物過濾 得到藍綠色沉淀 ② 取藍綠色沉淀，用蒸餾水洗滌多次 無明顯現(xiàn)象 ③ 向最后一次洗滌液中滴加BaCl2溶液 無沉淀產生 ④ 取洗滌后的藍綠色沉淀于試管中，滴加稀鹽酸 沉淀全部溶解，得到藍色溶液 ⑤ 取少量藍色溶液于試管中，滴加…… 產生白色沉淀 實驗結論：藍綠色沉淀是堿式硫酸銅 [解釋與結論] (1)步驟③的實驗目的是_______________________________________________。 (2)步驟④中的稀鹽酸能否用稀硫酸代替？________。 (3)步驟⑤滴加的試劑是________。 [反思與評價] (1)甲組同學在本組實驗的基礎上進一步完成下列實驗：①過濾，取藍色沉淀于試管中；②滴加___________________________________________，沉淀顏色變?yōu)樗{綠色；③重復實驗二中的步驟①～⑤。經實驗驗證，氫氧化銅也可以轉化為堿式硫酸銅。此反應的化學方程式為______________________________________________。 (2)乙組同學認為在自己組原有實驗的基礎上，繼續(xù)滴加_______________，可以將堿式硫酸銅轉變?yōu)闅溲趸~。通過實驗，也驗證了他們的猜想。 (3)為了確保氫氧化鈉溶液和硫酸銅溶液反應生成氫氧化銅，實驗的關鍵是___________________________。 類型2　物質成分探究 9．堿式氯化鎂[Mg(OH)Cl]受熱能分解，它分解后產物是什么？小科進行了探究。 [猜想] Mg(OH)Cl分解后產物可能有：Mg、MgCl2、MgO、HCl氣體、H2O、Cl2。 老師告訴他產物就是上述猜想中的其中幾種，并提示Cl2是一種黃綠色、有刺激性氣味的氣體。 [實驗一] 取少量的Mg(OH)Cl放入大試管中，按如圖T8－5所示裝置進行實驗。加熱過程中觀察到足量硝酸銀溶液中有白色沉淀產生，一段時間后，沉淀不再產生，大試管口也沒有液滴形成，管內有固體剩余，無其他現(xiàn)象。由此推知Mg(OH)Cl分解后產物中有________氣體，無其他氣體。 [實驗二] 取少量實驗一的剩余固體于試管中，加入足量稀鹽酸，沒有氣泡產生。由此推知Mg(OH)Cl分解后產物中沒有_______。 圖T8－5 [實驗三] 再取少量實驗一的剩余固體，加入足量稀硝酸，固體全部溶解，再滴入AgNO3溶液，無沉淀產生。由此推知Mg(OH)Cl分解后產物中沒有________?！? [結論] Mg(OH)Cl受熱分解的化學反應方程式為 ________________________________________________________________________。 10．某實驗小組在探究堿的化學性質實驗時，用到了氫氧化鈉溶液和氫氧化鈣溶液。 (1)甲同學不小心將這兩種溶液混合在一起，結果產生____________________的現(xiàn)象，說明氫氧化鈉溶液變質了。寫出變質時發(fā)生反應的化學方程式：___________________________________________。 (2)同學們對變質的氫氧化鈉溶液中溶質的成分產生了興趣，進行如下探究： [提出問題] 氫氧化鈉溶液中溶質的成分是什么？ [作出猜想] 猜想一：Na2CO3； 猜想二：________________(寫化學式)。 [進行討論] 甲同學取少量待測液加入足量的稀鹽酸，有氣泡產生，認為猜想一成立。乙同學不同意甲同學的觀點，理由是__________________________________________。 [設計實驗] 請你驗證猜想二成立，并完成實驗報告。 實驗操作 實驗現(xiàn)象 實驗結論 ①取一定量的待測液于試管中，加入_____________溶液； ②充分反應后靜置，取上層清液加入無色酚酞溶液 ____________________ 猜想二成立 [反思評價] 在實驗室中，氫氧化鈉應____________________________________保存。 11．某同學查閱資料得知，實驗室常用電石(主要成分是CaC2)與水反應制取乙炔(C2H2)，反應的化學方程式為 CaC2＋2H2O===Ca(OH)2＋C2H2↑(電石中的雜質不溶于水且不與水反應，也不與Na2CO3溶液反應)。在實驗室中，該同學把一定量的CaC2加入Na2CO3溶液中充分反應后過濾，得到濾渣和濾液，并對濾液的成分進行探究。 [提出問題] 濾液中溶質的成分是什么？ [猜想與假設] 猜想一：NaOH、Na2CO3； 猜想二：NaOH； 猜想三：NaOH、Ca(OH)2。 [分析與推理] 若猜想一成立，說明實驗中加入的CaC2量少，CaC2與水反應生成的Ca(OH)2與Na2CO3反應后，Na2CO3剩余；若猜想二成立，說明實驗中加入的CaC2正好，與水反應生成的Ca(OH)2與Na2CO3恰好完全反應；若猜想三成立，說明實驗中加入的CaC2量多，CaC2與水反應生成的Ca(OH)2與Na2CO3反應后，Ca(OH)2剩余。由以上分析可推知：反應后濾液中一定存在的溶質是________(填化學式，下同)，可能存在的溶質是________和________，對可能存在的溶質需要進一步實驗驗證。 [實驗驗證] 實驗 序號 實驗操作 實驗現(xiàn)象 實驗結論 實驗一 取少量濾液于試管中，向其中加入過量稀鹽酸 無氣泡產生 猜想______________________________________ 不成立 實驗二 取少量濾液于試管中，向其中滴加適量碳酸鈉溶液 ______________________________________ 猜想三成立，發(fā)生反應的化學方程式為______________________________________ [拓展延伸] (1)若向CuCl2溶液中加入少量CaC2，充分反應，可觀察到有氣泡產生，同時出現(xiàn)藍色的________(填化學式)沉淀。 (2)實驗室保存電石應注意________。 12．小維與家人聚餐時，對火鍋燃料“固體酒精”產生了好奇，于是他與同學對其成分進行如下探究。 [查閱資料] ①該固體酒精是用酒精、氯化鈣和氫氧化鈉按一定的質量比混合制成的； ②氯化鈣、氯化鋇溶液均呈中性。 [提出問題] ①酒精中是否含有碳元素？ ②固體酒精中氫氧化鈉是否變質？ [作出猜想] 猜想一：酒精中含有碳元素； 猜想二：固體酒精中氫氧化鈉已變質。 [實驗探究] (1)如圖T8－6所示進行實驗，發(fā)現(xiàn)澄清石灰水________，可得出酒精中含有碳元素的結論。 圖T8－6 (2)取少量固體酒精于燒杯中，加足量的水充分溶解后靜置，發(fā)現(xiàn)杯底有白色沉淀，取沉淀于試管中加入稀鹽酸，固體溶解并有氣泡產生，則生成氣體的化學方程式為______________________________________________。 [實驗結論] ①酒精中含有碳元素； ②固體酒精中氫氧化鈉已經變質。 [拓展延伸] 為進一步確定固體酒精中是否還含有氫氧化鈉，小維與同學繼續(xù)探究。 (3)他另取少量固體酒精，加水溶解后，取上層清液，滴加酚酞溶液，酚酞溶液__________，于是得出固體酒精中還含有氫氧化鈉。 (4)小維的同學認為他的實驗不能證明固體酒精中一定有氫氧化鈉剩余，理由是____________________________。 他們另取上層清液，加入足量的氯化鋇溶液，充分反應后滴加氯化鐵溶液，生成紅褐色沉淀，他們一致認為固體酒精中氫氧化鈉有剩余。 [反思交流] (5)實驗中，加入足量氯化鋇溶液的目的是______________。 (6)實驗室中氫氧化鈉應________保存。 13. [xx豐臺一模] 在學習堿的化學性質時，某小組同學進行了如圖T8－7所示的實驗。 圖T8－7 Ⅰ.探究堿的化學性質 ①實驗甲隨著稀鹽酸的不斷滴入，觀察到溶液由紅色變?yōu)闊o色。 ②實驗乙滴加氫氧化鈉濃溶液后，觀察到氣球變鼓。 ③實驗丙觀察到試管內有白色沉淀產生，發(fā)生反應的化學方程式為________________________________。 Ⅱ.探究廢液成分 實驗結束后，同學們將甲、乙、丙三個實驗的廢液倒入同一個干凈的廢液缸中，最終看到廢液渾濁并呈紅色，由此產生疑問。 [提出問題] 廢液中含有哪些物質？ [查閱資料] BaCl2溶液呈中性，且Na2CO3＋BaCl2===BaCO3↓＋2NaCl。　 [討論交流] ①廢液中一定含有的物質：碳酸鈣、指示劑、水和____________。 ②還含有能使廢液呈堿性的物質，同學們有如下猜想： 猜想1：碳酸鈉； 猜想2：氫氧化鈉； 猜想3：氫氧化鈉和碳酸鈉； 猜想4：氫氧化鈉和氫氧化鈣。 [實驗設計] 同學們認為需要先驗證猜想4是否成立，所需要的試劑是________________。若猜想4不成立，則需要進行后續(xù)實驗，請你完成表格。 實驗操作 預計現(xiàn)象 預計結論 ____________________________________________________________ ________________________ 猜想1正確 沒有白色沉淀，溶液呈紅色 猜想2正確 ________________________ 猜想3正確 [進行實驗] 同學們進行實驗，通過觀察實驗現(xiàn)象，得出了猜想2成立。 [反思拓展] 分析化學反應后所得物質成分時，除考慮生成物外還需考慮反應物是否有剩余。 類型3　信息類探究 14．央視頻道《是真的嗎？》欄目中有一段視頻：將“錫紙”剪成一段兩頭寬中間窄的紙條，然后兩頭分別連接電池的正負極，觀察到“錫紙”立即燃燒。據此，小晟同學取某種“錫紙”進行了探究。 (1)“錫紙”燃燒的原因：“錫紙”兩端接入電池兩極后造成短路致使“錫紙”燃燒，從燃燒的條件分析：開始“錫紙”不燃燒但短路后卻能燃燒的原因是______________________________(填“與氧氣接觸”或“溫度達到著火點”)。 (2)探究“錫紙”中金屬的成分：“錫紙”中的金屬是錫嗎？ [查閱資料] ①“錫紙”是錫箔或鋁箔和紙黏合而成； ②鋅粉是一種深灰色固體； ③錫(Sn)與酸或鹽溶液反應生成＋2價的錫鹽。 [提出猜想] 猜想Ⅰ：“錫紙”中的金屬是錫； 猜想Ⅱ：“錫紙”中的金屬是鋁。 [進行實驗] 設計方案并進行實驗。 實驗操作 實驗現(xiàn)象 實驗分析與結論 取打磨后的“錫紙”片放入試管中，滴加氯化鋅溶液 “錫紙”表面有深灰色固體析出 根據實驗現(xiàn)象，結合金屬活動性順序可知猜想__________(填“Ⅰ”或“Ⅱ”)成立；反應的化學方程式為__________________ [交流討論] ①實驗中打磨“錫紙”的目的是_______________________________________________________。 ②下列物質的溶液可以替代氯化鋅溶液完成上述實驗的是________(填序號)。 A．氯化銅 B．硝酸銀 C．硫酸鈉 D．硫酸亞鐵 [拓展應用] 電器短路會引起火災，我們要嚴加防范。如果電器著火應該采取的滅火方法是___________________________________________________________________________。 15．“84”消毒液在日常生活中使用廣泛，具有漂白、殺菌、消毒功效。某化學興趣小組對一瓶敞口久置的“84”消毒液成分產生興趣，展開探究。 [提出問題] 該敞口久置的消毒液中溶質有哪些？ [查閱資料] “84”消毒液主要成分是次氯酸鈉(NaClO)和氯化鈉。NaClO為有效成分，有腐蝕性并易與空氣中CO2反應(2NaClO＋CO2＋H2O===2HClO＋Na2CO3)。NaClO溶液、HClO都具有漂白、殺菌、消毒功效。HClO不穩(wěn)定，受熱或光照會發(fā)生分解。 [分析討論] 小組同學經過討論，認為該消毒液中的溶質一定有__________，可能含有NaClO、Na2CO3、HClO中的一種或多種。 [實驗過程] Ⅰ.向裝有有色布條的試管中加入適量該消毒液試樣，布條長時間不褪色。 Ⅱ.另取適量該消毒液試樣于試管中，加入足量氯化鈣溶液，靜置，觀察到的現(xiàn)象為___________________________。 [得出結論] 實驗過程Ⅰ中有色布條不褪色，說明該消毒液試樣中的溶質不含____________________________。 實驗過程Ⅱ中反應的化學方程式為________________________________________________。 綜上所述，該消毒液試樣中的溶質為________________________。 [交流反思] 生活中，“84”消毒液貯藏時應注意____________；一般不用“84”消毒液對蔬菜、水果進行消毒，其原因可能是________________________________________________________________________。　　　　 [拓展延伸] (1)次氯酸鈉與稀硫酸可發(fā)生復分解反應，化學方程式為__________________________________。 (2)次氯酸鈉與鹽酸反應可生成有毒的氯氣，日常生活中“84”消毒液不能與潔廁靈(主要成分為鹽酸)混合使用。 16．[xx豐臺二模] 某學習小組想用鋅和稀硫酸反應制取氫氣，他們按照如圖T8－8所示操作對濃硫酸進行稀釋。某同學提出鋅和濃硫酸是否也能產生氫氣呢？于是他將少量濃硫酸加入到盛有鋅粒的試管中，發(fā)現(xiàn)生成的氣體具有刺激性氣味。同學們對產生的氣體很感興趣，于是進行了探究。 圖T8－8 [猜想與假設] 氣體是：①H2；②SO2；③H2和SO2。 同學們經過討論，便直接否定了猜想①，原因是________________________。 [查閱資料] a．濃硫酸具有強氧化性，它與一些金屬單質反應會產生二氧化硫氣體； b．二氧化硫能使紅色品紅溶液褪色； c．氫氣具有還原性。 [進行實驗] 圖T8－9 [解釋與結論] (1)同學們稀釋濃硫酸時，玻璃棒的作用是__________________。 (2)寫出鋅與稀硫酸反應的化學方程式：__________________________________________。 (3)裝置中氫氧化鈉濃溶液的作用是____________________。 (4)通過此實驗，同學們證明了猜想③正確，請寫出他們依據的實驗現(xiàn)象：________________________。 [反思與評價] 經過討論，小組中某個同學認為上述實驗有不妥之處，他將上述實驗進行改進，將足量鋅粒換成少量鋅粒，重復實驗，得出猜想②正確。補全鋅和濃硫酸反應的化學方程式：Zn＋2H2SO4(濃)===ZnSO4＋SO2↑＋__________。請解釋第一次實驗中得到氫氣的原因：_______________________________________________________。 17．[xx門頭溝一模] 小明見媽媽買了些取暖袋，他很好奇，打開了一袋，發(fā)現(xiàn)里面是黑色的粉末。小明提出了問題：取暖袋中是哪種物質發(fā)生了化學反應而釋放熱量呢？ 圖T8－10 [查找資料] ①取暖袋由原料層、明膠層、無紡布袋三部分組成。原料層中黑色粉末的主要成分是鐵粉、活性炭、蛭石、可溶性無機鹽、吸水性樹脂(含水)。 ②蛭石是當今世界首屈一指的保溫材料，起保溫作用；吸水性樹脂可反復釋水、吸水，起吸水、保水的作用；二者均不參加化學反應。 ③使用時注意事項：不使用產品時請勿拆開密封包裝。 [提出猜想] ①可溶性無機鹽可能是氯化鈉、硫酸鈉、碳酸鈉中的一種或幾種； ②取暖袋發(fā)熱時，可能是鐵粉、氧氣、無機鹽、水、活性炭幾種物質間發(fā)生了化學反應。 [實驗準備] 用NaCl溶液、Na2SO4溶液、Na2CO3溶液進行如下實驗，為確定無機鹽的成分小明查閱了如下資料。 NaCl溶液 Na2SO4溶液 Na2CO3溶液 加入稀鹽酸 無明顯變化 無明顯變化 現(xiàn)象Ⅰ 加入BaCl2溶液 無明顯變化 產生白色沉淀 產生白色沉淀 加入AgNO3溶液 產生白色沉淀 溶液略呈渾濁 產生淡黃色沉淀 (1)現(xiàn)象Ⅰ是________________________________________________________________________?！　　　　? (2)BaCl2溶液與Na2SO4溶液混合發(fā)生復分解反應，則白色沉淀的化學式為________。 [實驗過程] 分別取沒有使用的取暖袋和失效后的取暖袋中的黑色粉末完成以下實驗，探究無機鹽的成分及參加反應的物質。 序號 加入試劑及操作 沒有使用的取暖袋 失效后的取暖袋 Ⅰ 加入足量水觀察 無色溶液，大量固體在燒 杯底部 無色溶液，大量固體在燒 杯底部 Ⅱ ?、裰猩蠈忧逡海蚱渲械渭欲}酸 無變化 無變化 Ⅲ ?、裰猩蠈忧逡?，向其中滴加BaCl2溶液 無變化 無變化 Ⅳ ?、裰猩蠈忧逡?，向其中滴加AgNO3溶液 白色沉淀 白色沉淀 Ⅴ 另取黑色粉末加入足量鹽酸 大量氣泡，溶液呈淺綠色 無氣泡，溶液呈黃色 (3)通過上述實驗，可以得出以下結論： ①取暖袋中無機鹽的成分是________。 ②取暖袋發(fā)熱時，原料層中一定參加反應的物質是________。 (4)小明提出，氧氣是否參加了反應？請你幫小明設計一套裝置，在下面空白處畫出裝置圖，證明氧氣參加了反應。 [反思與評價] (5)Ⅳ中的現(xiàn)象判定無機鹽未參加反應。他的結論是否合理，說明理由并解釋原因：________________________________________________________。 18．[xx北京] 碳酸鈉和碳酸氫鈉是生活中常見的鹽，通過實驗驗證、探究它們的化學性質。 [查閱資料] ① Na2CO3＋CaCl2===CaCO3↓＋2NaCl；② 2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O；③ Ca(HCO3)2 易溶于水； ④ CaCl2 溶液分別與 NaHCO3、Na2CO3 溶液等體積混合后現(xiàn)象如下表(表中的百分數為溶液中溶質的質量分數)。 N aHCO3 Na2CO3 0.1% 1% 5% 0.1% CaCl2 0.1% 無明顯現(xiàn)象 有渾濁 有渾濁 有渾濁 1% 無明顯現(xiàn)象 有渾濁 有渾濁，有微小氣泡 有沉淀 5% 無明顯現(xiàn)象 有渾濁 有渾濁，有大量氣泡 有沉淀 [進行實驗] 序號 實驗裝置 主要實驗步驟 實驗現(xiàn)象 實驗1 向 2 支試管中分別加入少 量Na2CO3 和NaHCO3 溶液，再分別滴加鹽酸 2 支試管中均 有氣泡 產生 實驗2 向Ⅱ中加入試劑 a，向Ⅰ中 加入少量Na2CO3或 NaHCO3 固體，分別加熱一 段時間 Na2CO3受熱時Ⅱ 中無明顯現(xiàn)象；NaHCO3 受熱時Ⅱ中出現(xiàn)渾濁 實驗3 向Ⅱ中加入試劑a，向Ⅰ中加入少量5%的NaHCO3溶液，再滴加5%的CaCl2溶液 Ⅰ中出現(xiàn)渾濁，有氣泡產生； Ⅱ中出現(xiàn)渾濁 [解釋與結論] (1)實驗1中， NaHCO3與鹽酸反應的化學方程式為__________________。 (2)實驗2中，試劑a為________________。 (3)實驗3中， NaHCO3與CaCl2反應的化學方程式為： 2NaHCO3＋CaCl2===__________＋__________＋_________＋H2O [反思與評價] (4)實驗2中，加熱NaHCO3后，試管Ⅰ中殘留固體成分可能為________________________(寫出所有可能)。 (5)資料④中，NaHCO3溶液與CaCl2溶液混合的現(xiàn)象中，有些只觀察到渾濁、未觀察到氣泡，原因可能是____________________________________________________________________。 (6)用2種不同的方法鑒別Na2CO3和NaHCO3固體，實驗方案分別為： ①___________________________________________________________________________________________。 ②_______________________________________________________________________。 19．[xx海淀二模] 某小組同學在鎂條與CuSO4溶液反應的實驗中，除了觀察到鎂條上有紅色物質析出，還觀察到有無色無味氣體產生及溶液中有沉淀生成。他們在查閱資料的基礎上，針對以上實驗現(xiàn)象進一步開展探究。 圖T8－11 [查閱資料] Ⅰ.氫氧化銅和堿式硫酸銅[Cu2(OH)2SO4]均難溶于水；在溶液pH < 2時，能與稀硫酸發(fā)生如下反應： Cu(OH)2＋H2SO4 ===CuSO4＋2H2O Cu2 (OH)2SO4＋H2SO4===2CuSO4＋2H2O Ⅱ.鎂、銅均能與濃硝酸反應： Mg＋4HNO3===Mg(NO3)2＋ 2NO2↑＋ 2H2O 　　　　　 (溶液為無色) (紅棕色) Cu＋4HNO3===Cu(NO3)2＋ 2NO2↑＋ 2H2O 　　　　　 (溶液為藍色) (紅棕色) [提出假設] Ⅰ.鎂條上的紅色物質是金屬銅；Ⅱ.無色無味氣體是…… Ⅲ.溶液中生成的沉淀可能是氫氧化銅，也可能是堿式硫酸銅或二者的混合物。 [進行實驗] 序號 實驗操作 實驗現(xiàn)象及數據 實驗結論 1 取10 mL 10% CuSO4溶液于試管中，測定溶液pH pH約為3.4 2 向實驗1試管中加入足量打磨光亮的鎂條 產生無色無味氣體，鎂條表面附著紅色物質，溶液中出現(xiàn)沉淀 3 將實驗2中得到的附著紅色物質的鎂條放入試管中，加入濃硝酸 …… 假設I成立 4 用小試管收集實驗2中產生的氣體，用拇指堵住集滿氣體的小試管管口，靠近酒精燈火焰，移開拇指 尖銳的爆鳴聲，試管內壁有無色液滴 假設Ⅱ成立 5 重復實驗2，過濾、收集溶液中的沉淀，晾干，備用 6 取2支試管，分別標記為試管甲和試管乙，向試管甲中加入1 g……向試管乙中加入1 g……再分別向2支試管中加入5 g溶質的質量分數為10%的稀硫酸 試管甲中固體全部溶解，試管乙中仍有固體剩余 沉淀是堿式硫酸銅 [解釋與結論] (1)鎂條與硫酸銅發(fā)生置換反應的化學方程式是__________________________________________。 (2)由實驗1現(xiàn)象可知，CuSO4溶液呈________(填“酸”“堿”或“中”)性。 (3)實驗3中，觀察到的現(xiàn)象是_________________。 (4)根據實驗4補全假設Ⅱ：________。 (5)試管甲、試管乙中加入的物質分別是________、________(填序號)。 A．氫氧化銅 B．實驗5中得到的固體 [反思與評價] (6)有同學認為根據實驗6數據和現(xiàn)象得出“沉淀是堿式硫酸銅”結論不正確。正確的結論應為_________________________________________。 參考答案 類型1　控制變量對比實驗探究 1．[建立猜想] 酸根離子(或陰離子) [實驗過程] Na2SO4 [實驗結論] Cl－ [解析] [建立猜想] 當兩種酸溶液中的pH相同時，仍然出現(xiàn)上述實驗中現(xiàn)象的差異，可能原因就是鹽酸和硫酸中的酸根離子(陰離子)不同導致的。[實驗過程] 為了驗證上述猜想②，設計實驗3、4進行對比，在其他條件相同的情況下，實驗3加入了NaCl，則實驗4應加入等質量的Na2SO4進行對比，由此可獲得正確的結論。[實驗結論] 由上述3、4兩個對比實驗的現(xiàn)象可以獲得的結論是：常溫下，pH相同的鹽酸和硫酸與CuO反應現(xiàn)象出現(xiàn)差異的原因是氯離子(Cl－)促進了反應的進行。 2．(1)2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑　 (2)成立 (3)相同時間內收集到的氫氣體積(合理即可) (4)③④　 (5)240＜t＜450 (6)沒有控制單一變量，金屬的表面積并不相同(合理即可) [解析] (2)根據實驗①和③的數據，變量是鹽酸的濃度，而溫度、同種反應物是無關變量，現(xiàn)象是反應時間不同，得出鹽酸濃度越高，反應速率越大的結論。(3)判斷一個化學反應是否發(fā)生，可以從反應物的消失或生成物的存在來判斷，本實驗采用了反應物鋁消失的速率，故也可以從生成物氫氣產生的速率去判斷。(4)企圖觀測溫度為變量，那么鹽酸的濃度、同一種反應物必須設置成無關變量，只有③④符合。(5)實驗②的時間可以采用縱向對比，同樣鋁絲，沒有濃度相同的實驗對比組，所以濃度是變量，那么溫度就是無關變量，可以對比的有①和③，那么根據(2)的結論，第②組金屬絲消失的時間的取值范圍應介于第①組和第③組之間。 3．(1)二氧化碳和水　(2)C (3)飽和氫氧化鈣溶液　氫氧化鈣的溶解度隨溫度升高而減小，氫氧化鈉的溶解度隨溫度升高而增大 (4)[提出猜想] 原料中的NaCl未完全反應；氫氧化鈉與空氣中的二氧化碳反應生成碳酸鈉 [反思評價] ①Ⅰ?、谌∩倭抗腆w于試管中加水溶解，加入過量的氯化鈣溶液使沉淀完全，靜置后向上層清液中滴加酚酞溶液，溶液變紅，則固體中含有氫氧化鈉 [解析] (4)[反思評價] 沒有必要進行的是步驟Ⅰ，因為NaOH和Na2CO3都顯堿性，而固體中一定含有NaOH，所以無法確定有無Na2CO3；若想進一步證明固體中的NaOH，則需要先將固體加足量水溶解，然后加足量CaCl2除去Na2CO3，再滴加酚酞溶液驗證NaOH。 4．[設計實驗] (1)吸收空氣中的CO2 (2)CO2＋Ba(OH)2===BaCO3↓＋H2O (3)排出B中反應產生的CO2，使其被C完全吸收 [解釋與結論] 三組數據的平均值 [反思與評價] (1)C吸收了揮發(fā)出來的HCl (2)cd [解析] 裝置A中NaOH溶液用來吸收空氣中的CO2，樣品中CaCO3與鹽酸反應產生CO2，裝置C Ba(OH)2用來吸收產生的CO2，裝置D中堿石灰用來防止空氣中CO2進入C中，最后用產生沉淀的質量來計算CO2的質量，進而計算樣品中碳酸鈣的質量。 5．2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑ [猜想與假設] 鋁表面的氧化膜 [進行實驗] 將打磨過的鋁片放入試管中，再加入5 mL 10%的稀硫酸 [反思與評價] (1)1　鹽酸也能與鋁片反應產生氣體 (2)氯化鈉　硫酸鈉 6．(1)產生氣泡　 (2)BaCl2＋H2SO4===BaSO4↓＋2HCl (3)H＋和OH－結合生成水分子　 (4)H＋和CO32－ (5)①檢驗溶液中的氫離子　 ②BaCl2溶液、產生白色沉淀 (6)ABC [解析] (1)硫酸和碳酸鈉反應有氣體生成。(3)實質上鈉離子和硫酸根離子沒有發(fā)生改變，酸堿中和的本質為氫離子和氫氧根離子結合生成水分子。(4)碳酸鈉和硫酸發(fā)生反應生成二氧化碳、水和硫酸鈉，硫酸鈉可溶于水，實質上鈉離子和硫酸根離子沒有發(fā)生變化，只是氫離子和碳酸根離子反應生成了水和二氧化碳。(5)①石蕊是酸堿指示劑，遇酸變紅，而酸中使指示劑變色的為氫離子；②石蕊檢驗氫離子的存在，需要繼續(xù)驗證溶液中是否含有硫酸根離子，因此需要氯化鋇溶液，現(xiàn)象為產生白色沉淀。(6)2號試管中的現(xiàn)象說明不是所有的酸和鹽都能發(fā)生復分解反應；從微觀上看復分解反應的實質是溶液中的離子結合生成不可分的水、氣體、沉淀，使離子數目減少；判斷化學反應發(fā)生，可依據有新物質生成，例如3、4號試管中的現(xiàn)象，也可依據某一反應物的消失，例如(4)；反應物有可能因為過量而剩余，故不能通過驗證某一反應物依然存在來證明復分解反應沒有發(fā)生。 7．CuSO4＋2NaOH===Na2SO4＋Cu(OH)2↓ [猜想與假設] 氫氧化銅分解會生成黑色的氧化銅固體 [解釋與結論] (1)藍色固體不消失 (2)氫氧化銅能溶解在高于20%的NaOH溶液中形成亮藍色溶液 [結論與反思] (1)2NaOH＋Cu(OH)2===Na2Cu(OH)4 (2)藍色沉淀逐漸變?yōu)楹谏? [解析] 硫酸銅與氫氧化鈉反應生成硫酸鈉和氫氧化銅沉淀，方程式為CuSO4＋2NaOH===Na2SO4＋Cu(OH)2↓。[猜想與假設] 實驗①現(xiàn)象是產生藍色沉淀，但振蕩后沉淀消失，形成亮藍色溶液，猜想Ⅰ若氫氧化銅分解生成氧化銅固體，會出現(xiàn)黑色沉淀，與現(xiàn)象不符，所以不成立。[解釋與結論] (1)由實驗現(xiàn)象2號試管藍色固體不消失，3號試管藍色固體減少，4號試管藍色固體消失，得到亮藍色溶液，類比推理可知，1號試管藍色固體不消失。(2)由向氫氧化銅中滴加5%；10%的氫氧化鈉，藍色固體不消失；滴加20%的氫氧化鈉，藍色固體減少，滴加30%的氫氧化鈉，藍色固體消失，得到亮藍色溶液，可推知氫氧化銅能溶解在高于20%的NaOH溶液中形成亮藍色溶液。 [結論與反思] (1)氫氧化鈉與氫氧化銅反應生成銅酸鈉，根據已知中所給銅酸鈉的化學式可知反應方程式為 2NaOH＋Cu(OH)2===Na2Cu(OH)4。(2)若要推知飽和硫酸銅溶液與飽和氫氧化鈉溶液的反應是放熱反應，可根據氫氧化銅室溫下穩(wěn)定，只有溫度達到70～80 ℃時才分解生成氧化銅，若出現(xiàn)藍色沉淀逐漸變?yōu)楹谏?，即可證明此反應放熱。 8．[進行實驗一] CuSO4＋2NaOH===Na2SO4＋Cu(OH)2↓ [解釋與結論] (1)檢驗藍綠色沉淀是否洗滌干凈 (2)不能 (3)BaCl2溶液 [反思與評價] (1)CuSO4溶液 Cu(OH)2＋CuSO4===Cu2(OH)2SO4 (2)NaOH溶液 (3)氫氧化鈉溶液要足量(或過量) [解析] [解釋與結論] (1)BaCl2溶液會與SO42－反應產生白色沉淀，通過實驗現(xiàn)象檢驗溶液中是否 含有SO42－，從而檢驗藍綠色沉淀是否洗滌干凈。(2)不能，會引進SO42－，影響實驗結論。(3)堿式硫酸銅與酸反應溶液為藍色，說明有銅離子，因此想要證明含有堿式硫酸銅需要再證明含有SO42－。[反思與評價] (1)從Cu(OH)2轉變?yōu)閴A式硫酸銅需要加入SO42－，不能引進其他粒子或和氫氧化銅反應，因此需要加入CuSO4溶液。(2)甲組實驗氫氧化鈉的含量高，反應生成氫氧化銅；乙組實驗氫氧化鈉含量少，反應生成堿式硫酸銅，因此乙組實驗繼續(xù)滴加氫氧化鈉溶液可以使堿式硫酸銅轉變成氫氧化銅。(3)由于(2)的原因，因此為了確保生成氫氧化銅就必須保證氫氧化鈉溶液要 足量。 類型2　物質成分探究 9．[實驗一] HCl [實驗二] Mg [實驗三] MgCl2 [結論] Mg(OH)ClMgO＋HCl↑ [解析] [實驗一] 生成的氣體使足量硝酸銀溶液中產生白色沉淀，因此有HCl氣體產生，大試管內無液滴說明沒有水蒸氣生成，無其他現(xiàn)象說明沒有生成Cl2，因此分解過程中僅生成HCl，無其他氣體生成。[實驗二] Mg和稀鹽酸反應會產生氫氣，由于實驗一的剩余固體中，加入足量稀鹽酸，沒有氣泡產生，故分解產物中沒有鎂。[實驗三] 取少量實驗一的剩余固體加入足量稀硝酸，固體全部溶解，再滴入AgNO3溶液，無沉淀產生，因此溶液中沒有氯離子。由此推知Mg(OH)Cl分解后產物中沒有MgCl2 。[結論] 由以上實驗可知，Mg(OH)Cl的分解產物中一定有HCl，一定不含MgCl2和Mg，因此堿式氯化鎂的分解產物是氧化鎂和氯化氫，分解方程式為Mg(OH)ClMgO＋HCl↑。 10．(1)有白色沉淀生成(或白色渾濁) 2NaOH＋CO2===Na2CO3＋H2O (2)Na2CO3和NaOH　猜想二中也含有碳酸鈉，加入足量的鹽酸也能產生氣泡 過量的氯化鈣(或過量的氯化鋇或過量的硝酸鈣等可溶性鈣鹽或鋇鹽)　產生白色沉淀(或產生白色渾濁)，無色酚酞溶液變紅 密封 11．[分析與推理] NaOH　Ca(OH)2　Na2CO3 [實驗驗證] 一　有白色沉淀生成 Ca(OH)2＋Na2CO3===CaCO3↓＋2NaOH [拓展延伸] (1)Cu(OH)2 (2)密封保存 [解析] [分析推理] 根據反應的化學方程式CaC2＋2H2O===Ca(OH)2＋C2H2↑可知，反應中生成的Ca(OH)2能與Na2CO3溶液反應生成CaCO3沉淀和NaOH，因為電石中的雜質不溶于水且不與水反應，也不與Na2CO3溶液反應，所以，如果Ca(OH)2和Na2CO3溶液恰好反應，則溶液中只剩余NaOH；若Ca(OH)2有剩余，則Na2CO3溶液完全反應，溶液中的溶質則是Ca(OH)2和NaOH；若Na2CO3溶液有剩余，則Ca(OH