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專題二　實(shí)驗(yàn)探究題
課時(shí)32　實(shí)驗(yàn)探究題(二)
01
典例賞析
類型4　有關(guān)物質(zhì)性質(zhì)或變化條件的探究
　　(2023·遼寧)學(xué)習(xí)完NaOH的性質(zhì)后，某興趣小組對(duì)KOH的性質(zhì)展開了如下探究：
【查閱資料】①KOH為白色固體，水溶液為無色；②下表是部分物質(zhì)的溶解性表(室溫)
說明：“溶”表示該物質(zhì)可溶于水，
“不”表示該物質(zhì)不溶于水。
OH－ SO
K＋ 溶 溶
Cu2＋ 不 溶
【設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)】如圖所示，同學(xué)們用KOH溶液進(jìn)行了下列實(shí)驗(yàn)：
(1)A實(shí)驗(yàn)測(cè)得KOH溶液的pH____7(填“＞”“＝”或“＜”)。
(2)B試管中的現(xiàn)象是____________________。
＞
有藍(lán)色絮狀沉淀生成
(3)C試管中無明顯現(xiàn)象，為了證明二者發(fā)生反應(yīng)，同學(xué)們又設(shè)計(jì)如下實(shí)驗(yàn)：
①步驟Ⅱ中若觀察到______________
______，可證明C中發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)。
②試寫出步驟Ⅱ中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式：______________________
_________。
③同學(xué)們猜測(cè)反應(yīng)后的溶液中可能含有X，可選擇_________________
_________加以證明。
溶液由紅色變
成無色
2KOH＋H2SO4===K2SO4
＋2H2O
鋅或碳酸鈉或紫色
石蕊溶液
【得出結(jié)論】(4)KOH與NaOH化學(xué)性質(zhì)相似，原因是_____________
_______________。
水溶液中都解
離出氫氧根離子
(2023·深圳模擬)化學(xué)小組對(duì)過氧碳酸鈉(Na2CO4)的性質(zhì)進(jìn)行探究。
【查閱資料】
(1)ⅰ.Na2CO4與H2O反應(yīng)可生成Na2CO3和H2O2，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為________________________________。
ⅱ.Na2CO4與酸反應(yīng)產(chǎn)生氣體。
ⅲ.Na2CO4的產(chǎn)品優(yōu)劣可用“活性氧”衡量，活性氧含量越高，產(chǎn)品越優(yōu)。
Na2CO4＋H2O===Na2CO3＋H2O2
【提出問題】Na2CO4與稀硫酸反應(yīng)的氣體產(chǎn)物是什么？
【形成假設(shè)】(2)猜想一：只有O2；　　　猜想二：只有CO2；　　　
猜想三：____________。
O2和CO2
【設(shè)計(jì)并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)】(3)組裝如下圖所示的裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。
ⅰ.實(shí)驗(yàn)前，先通一段時(shí)間N2，再點(diǎn)燃酒精燈。通N2的目的是_______
________________________________________。
ⅱ.打開分液漏斗的活塞，將稀硫酸滴入錐形瓶中。裝置B中的溶液為__________________________，
裝置B中反應(yīng)的化學(xué)方程式為________
__________________________________。
排出裝
置內(nèi)的O2，防止對(duì)實(shí)驗(yàn)造成干擾(合理即可)
澄清石灰水或氫氧化鈣溶液
Ca(OH)2
＋CO2===CaCO3↓＋H2O
【現(xiàn)象與結(jié)論】(4)裝置B中溶液變渾濁，裝置C中固體變成黑色，說明________(填“猜想一”“猜想二”或“猜想三”)成立。
【思考與交流】(5)Na2CO4可由Na2CO3和H2O2制得，反應(yīng)溫度對(duì)產(chǎn)率、活性氧含量的影響如圖，由圖可知最佳反應(yīng)溫度的范圍是____。
A．5～10 ℃
B．10～15 ℃
C．15～20 ℃
D．20～25 ℃
猜想三
C
類型5　有關(guān)影響化學(xué)反應(yīng)因素的探究
　　 鎂條在空氣中久置表面會(huì)變黑。某小組同學(xué)設(shè)計(jì)并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，探究鎂條變黑的條件。
【查閱資料】常溫下，亞硫酸鈉(Na2SO3)可與O2發(fā)生化合反應(yīng)。
【猜想與假設(shè)】常溫下，鎂條變黑可能與O2、CO2、水蒸氣有關(guān)。
【進(jìn)行實(shí)驗(yàn)】通過控制與鎂條接觸的物質(zhì)，利用右圖裝置(鎂條長(zhǎng)度為3 cm，試管容積為20 mL)，分別進(jìn)行下列5個(gè)實(shí)驗(yàn)，并持續(xù)觀察20天。
編號(hào) 主要實(shí)驗(yàn)操作 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象
1 先充滿用NaOH濃溶液洗滌過的空氣，再加入2 mL濃硫酸 鎂條始終無明顯變化
2 加入2 mL NaOH濃溶液 鎂條始終無明顯變化
3 先加入2 mL濃硫酸再通入約4 mL CO2 鎂條始終無明顯變化
4 先加入4 mL飽和Na2SO3溶液再充滿CO2 鎂條始終無明顯變化
5 先加入2 mL蒸餾水再通入約4 mL CO2 鎂條第3天開始變黑至第20天全部變黑
【解釋與結(jié)論】
(1)實(shí)驗(yàn)1和2中，NaOH濃溶液的作用是__________________________
_____(用化學(xué)方程式表示)。
(2)實(shí)驗(yàn)1的目的是_____________________________。
(3)實(shí)驗(yàn)3中，試管內(nèi)的氣體主要含有CO2、__________。
(4)得出“鎂條變黑一定與CO2有關(guān)”的結(jié)論，依據(jù)的兩個(gè)實(shí)驗(yàn)是______(填編號(hào))。
(5)由上述實(shí)驗(yàn)可推知，鎂條變黑的條件是_________________。
2NaOH＋CO2===Na2CO3＋
H2O
檢驗(yàn)只用O2是否會(huì)使鎂條變黑
O2、N2
2、5
H2O、CO2、O2
【反思與評(píng)價(jià)】
(6)在猜想與假設(shè)時(shí)，同學(xué)們認(rèn)為鎂條變黑與N2無關(guān)，其理由是________________________________________________。
(7)進(jìn)一步證明鎂條表面的黑色物質(zhì)中含有碳酸鹽，所需要的試劑是____________________。
常溫下氮?dú)獾幕瘜W(xué)性質(zhì)不活潑，很難和其他物質(zhì)反應(yīng)
稀鹽酸和澄清石灰水
學(xué)習(xí)了“過氧化氫制氧氣使用二氧化錳作催化劑”，化學(xué)社團(tuán)在“尋找新的催化劑”的活動(dòng)中，對(duì)“硫酸銅能否作過氧化氫分解的催化劑”進(jìn)行了以下探究。
【實(shí)驗(yàn)探究】甲同學(xué)按如下方案進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。
實(shí)驗(yàn)步驟 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 實(shí)驗(yàn)結(jié)論
步驟①木條不復(fù)燃；步驟②產(chǎn)生氣泡，溶液變藍(lán)色； 步驟③__________ 硫酸銅能作過氧化氫分解的催化劑，反應(yīng)的化學(xué)方程式為_________________
_______。
木條復(fù)燃
＋O2↑
【評(píng)價(jià)改進(jìn)】大家認(rèn)為甲同學(xué)的實(shí)驗(yàn)結(jié)論不嚴(yán)謹(jǐn)。若要確定該實(shí)驗(yàn)結(jié)論正確，還需證明硫酸銅的________________在反應(yīng)前后都沒有發(fā)生改變。
質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)
【繼續(xù)探究】乙同學(xué)補(bǔ)做以下實(shí)驗(yàn)，進(jìn)而確認(rèn)了甲同學(xué)的實(shí)驗(yàn)結(jié)論。
根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)中m1∶m2＝___________________，證明反應(yīng)前后銅離子沒有發(fā)生變化；將實(shí)驗(yàn)方案中的氫氧化鈉溶液換成______________
______溶液，再次實(shí)驗(yàn)，證明反應(yīng)前后硫酸根離子也沒有發(fā)生變化。
160∶98(或80∶49)
氯化鋇(或硝酸
鋇等)
【討論交流】大家認(rèn)為還可以采取另一種方法獲取上述實(shí)驗(yàn)結(jié)論：在甲同學(xué)實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，將乙同學(xué)實(shí)驗(yàn)時(shí)燒杯B中的溶液蒸發(fā)、干燥得到白色固體，再稱其質(zhì)量為____ g，然后將固體加入5%的過氧化氫溶液中，仍然可以加速過氧化氫分解。
【拓展延伸】比較硫酸銅和二氧化錳對(duì)過氧化氫制氧氣的催化效果，實(shí)驗(yàn)過程中不需要控制的條件是____(填序號(hào))。
A．溶液的起始溫度 B．催化劑的質(zhì)量
C．溶液的濃度 D．反應(yīng)起始時(shí)間
m1
D
類型6　項(xiàng)目式探究
　　某化學(xué)興趣小組以探究“鋁制易拉罐材料的成分”為活動(dòng)主題，完成了一系列實(shí)驗(yàn)。(不考慮其他成分的影響)
(1)小明將鋁制易拉罐剪成片狀并充分打磨，與形狀、大小相同的純鋁片__________(填操作)，得出鋁制易拉罐材料硬度比純鋁大的結(jié)論。
【查閱資料】a.鋁制易拉罐材料的主要成分是鋁，可能含有鎂和鐵。b.鋁能與氫氧化鈉溶液反應(yīng)：2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑；鎂、鐵都不能與氫氧化鈉溶液反應(yīng)。
相互刻畫
【設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)】(2)小紅取打磨后的鋁制易拉罐樣品按如下方案進(jìn)行實(shí)驗(yàn)：
實(shí)驗(yàn)步驟 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 實(shí)驗(yàn)結(jié)論
①取一定量樣品于燒杯中，加入足量__________溶液，充分反應(yīng)后過濾 樣品表面產(chǎn)生大量氣泡；過濾后得到黑色粉末 樣品中主要含有鋁
氫氧化鈉
實(shí)驗(yàn)步驟 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 實(shí)驗(yàn)結(jié)論
②取少量①中黑色粉末于試管中，加入足量稀鹽酸 有氣泡產(chǎn)生，溶液變成______色 樣品中含有鐵，反應(yīng)的化學(xué)方程式為_______________________
淺綠
Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑
【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】該鋁制易拉罐材料由鋁和鐵組成。
【實(shí)驗(yàn)反思】(3)有同學(xué)認(rèn)為該實(shí)驗(yàn)方案不嚴(yán)謹(jǐn)，理由是____________
__________________________________________________；大家認(rèn)為應(yīng)該補(bǔ)充下列實(shí)驗(yàn)：取少量①中黑色粉末于試管中，加入某種金屬的鹽溶液，如果無明顯現(xiàn)象，則小紅的結(jié)論正確。你認(rèn)為加入的鹽溶液可以是_______________________(寫一種)。
【討論分析】(4)廢棄的鋁制易拉罐要投放到________(填“可回收”“廚余”“有害”或“其他”)垃圾桶中。
向鎂和鐵的混
合物中加入稀鹽酸時(shí)，也會(huì)產(chǎn)生氣泡，溶液變成淺綠色
FeCl2溶液(合理即可)
可回收
(2023·佛山模擬)探究與實(shí)踐—制作汽水，汽水是人們喜愛的飲料之一。小明學(xué)習(xí)了化學(xué)后對(duì)制汽水產(chǎn)生了濃厚的興趣，于是以“自制汽水的相關(guān)探究”為主題開展項(xiàng)目式學(xué)習(xí)。
【任務(wù)一】認(rèn)識(shí)配方成分
(1)汽水的配方如圖，下列說法不正確的是____。(填字母)
A．小蘇打是由Na＋和HCO 構(gòu)成
B．小蘇打與蘇打是同一種物質(zhì)
C．檸檬酸屬于酸
D．汽水屬于混合物
自制汽水配方
食品級(jí)小蘇打1.5 g、
食品級(jí)檸檬酸1.5 g、
白糖7 g、果汁適量、
500 mL涼開水
B
(2)測(cè)定主要成分的pH，各取18.5 mL的涼開水于3個(gè)玻璃杯中。分別加入各1.5 g的小蘇打、檸檬酸和白糖，用筷子攪拌，完全溶解后，用筷子蘸取待測(cè)液于pH試紙中，顯色后馬上與比色卡作對(duì)比，讀數(shù)如表，顯堿性的是____________溶液(填化學(xué)式)，其中配得的溶液的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)都是_______。
成分 小蘇打 檸檬酸 白糖
pH 8 2 7
NaHCO3
7.5%
【任務(wù)二】配制汽水
(3)準(zhǔn)備500 mL的塑料瓶，按以下步驟配制汽水。
①制汽水時(shí)，加入小蘇打溶液后，旋緊瓶蓋后搖勻，產(chǎn)生的現(xiàn)象是__________________。
②小明倒出自制的汽水，喝了一杯后會(huì)打嗝，這說明氣體在水中的溶解度與______有關(guān)。
溶液中有氣泡產(chǎn)生
溫度
【任務(wù)三】探究小蘇打的熱穩(wěn)定性
(4)小明按如圖裝置充分加熱4.2 g小蘇打，觀察
到試管口有水霧，瓶?jī)?nèi)澄清石灰水變渾濁，說
明小蘇打熱穩(wěn)定性差，那它受熱后生成的固體
是什么呢？
【作出猜想】猜想Ⅰ：氫氧化鈉；猜想Ⅱ：____________________；猜想Ⅲ：碳酸鈉和氫氧化鈉。
碳酸鈉(或Na2CO3)
【設(shè)計(jì)方案】
步驟 實(shí)驗(yàn)操作 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 實(shí)驗(yàn)結(jié)論
① 取少量加熱后的固體樣品于試管中，加入適量的蒸餾水，充分溶解，再滴加足量氯化鈣溶液，振蕩，靜置 產(chǎn)生白色沉淀 產(chǎn)物中含有________
碳酸鈣
步驟 實(shí)驗(yàn)操作 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 實(shí)驗(yàn)結(jié)論
② 再取操作①靜置后的上層清液于另一試管中，滴加_________________ _____________________ ______________________變色 產(chǎn)物不含氫氧化鈉
紫色石蕊溶液或無
色酚酞溶液(合理即可)
溶液不能使
滴加的溶液
【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】猜想Ⅱ正確。
02
素養(yǎng)提升
(2022·懷化)網(wǎng)紅產(chǎn)品自嗨鍋和自熱米飯深受年輕人喜歡。自嗨鍋內(nèi)有一個(gè)發(fā)熱包，加水后即可加熱食物，持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)達(dá)2小時(shí)。某興趣小組對(duì)發(fā)熱包成分進(jìn)行探究。
【查閱資料】a.發(fā)熱包內(nèi)的粉末主要由生石灰、鐵粉、鋁粉、碳粉、氯化鈉等組成；
b．鋁是一種兩性金屬，與強(qiáng)酸、強(qiáng)堿溶液反應(yīng)都能生成H2；
c．AgCl是既不溶于水又不溶于酸的白色沉淀。
【實(shí)驗(yàn)探究】為確認(rèn)發(fā)熱包中各種成分的存在，興趣小組的同學(xué)們?cè)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案并進(jìn)行操作。
步驟 實(shí)驗(yàn)操作 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 實(shí)驗(yàn)結(jié)論
一 取部分粉末，將磁鐵靠近 發(fā)現(xiàn)有黑色物質(zhì)被磁鐵吸引 成分中有_____
二 將磁鐵充分吸附后的剩余粉末分成兩份，其中一份加水溶解，過濾，取濾液測(cè)pH pH試紙變藍(lán)紫色 pH______7，成分中有生石灰
鐵粉
大于
步驟 實(shí)驗(yàn)操作 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 實(shí)驗(yàn)結(jié)論
三 取少量濾液于試管中，先加入過量稀硝酸，再加入少量________溶液 生成白色沉淀 成分中有
________
四 將另一份粉末放入燒杯，加入適量NaOH溶液 __________ 成分中有鋁粉
五 將步驟二中過濾得到的濾渣放入硬質(zhì)玻璃管中______，將產(chǎn)生的氣體通入澄清石灰水 石灰水變渾濁 成分中有碳粉
硝酸銀
氯化鈉
生成氣體
加熱
【實(shí)驗(yàn)反思】生石灰與水反應(yīng)放出的熱量是發(fā)熱包主要的熱量來源，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為________________________；自嗨鍋?zhàn)⑷肜渌罂梢陨郎刂?50 ℃以上，而蒸汽的溫度可達(dá)到200 ℃，反應(yīng)過程中還會(huì)產(chǎn)生大量的氣體，操作不當(dāng)很有可能引發(fā)爆炸。用完后的發(fā)熱包按__________(填“廚余垃圾”“可回收垃圾”或“其他垃圾”)分類處理。
CaO＋H2O===Ca(OH)2
其他垃圾

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