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(共23張PPT)
專題五　實(shí)驗(yàn)探究題
認(rèn)識化學(xué)實(shí)驗(yàn)探究活動的一般思路與基本方法;學(xué)習(xí)控制變量和對比實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方法。
科學(xué)探究的一般過程:
【類型一】探究金屬及金屬材料
【例題1】(2023·貴州中考)金屬材料在生產(chǎn)生活中應(yīng)用廣泛。
(1)高鐵電傳輸系統(tǒng)的材料主要含銅,是利用了銅良好的__________性。
(2)高鐵軌道、車廂、附屬設(shè)施使用大量的鐵合金和鋁合金。小組同學(xué)探究合金中金屬的化學(xué)性質(zhì)。
題型分類·研析
　導(dǎo)電　
【實(shí)驗(yàn)一】在分別裝有質(zhì)量相等和外形相同的 Cu、Fe、Al和Mg 的四只燒杯中加
入相同質(zhì)量溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為7.3%的鹽酸,如圖1所示。
①證明金屬活動性Fe>Cu的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是______________________________________
__________________________,反應(yīng)的化學(xué)方程式為__________________________。
　甲燒杯中無明顯現(xiàn)象,乙燒杯中有氣泡產(chǎn)
生,溶液由無色變成淺綠色　
　Fe+2HCl===FeCl2+H2↑　
②在丙、丁燒杯中,使用溫度傳感器,測得反應(yīng)過程中溫度的變化曲線如圖2所示,
據(jù)圖分析可知,金屬活動性Mg>Al,其理由是_________________________________
__________。
　鎂完全反應(yīng)的時(shí)間小于鋁完全反應(yīng)
的時(shí)間　
【實(shí)驗(yàn)二】把一定質(zhì)量的Al放入剛反應(yīng)結(jié)束的乙燒杯中,觀察現(xiàn)象,得出結(jié)論:金屬活動性Al>Fe。
③分析實(shí)驗(yàn)一和實(shí)驗(yàn)二,下列說法正確的是__________。
A.由實(shí)驗(yàn)一、二可知,金屬活動性Mg>Al>Fe>Cu
B.實(shí)驗(yàn)二,反應(yīng)后所得溶液中一定有AlCl3
C.實(shí)驗(yàn)二充分反應(yīng)后,所得溶液質(zhì)量一定變小
D.實(shí)驗(yàn)一,若丁中固體有剩余,則丙、丁中參加反應(yīng)的鹽酸的質(zhì)量相等
　ABD　
(3)某鋁合金可能含有Al、Mg、Cu中的兩種或三種。現(xiàn)提供n g樣品和足量的稀
鹽酸,請?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)確定該鋁合金的成分,寫出依據(jù)實(shí)驗(yàn)獲取的證據(jù)和合金可能的成
分:____________________________________________________________________
______________________________________________________________________
______。
(4)目前,鐵是使用量最大的金屬。寫出工業(yè)上用赤鐵礦(主要成分是Fe2O3)和CO
反應(yīng)生成Fe的化學(xué)方程式:______________________________。
　取n g鋁合金樣品于試管中,加入足量的稀鹽酸,充分反應(yīng)后,若固體全部溶解,
則鋁合金含有Al、Mg,若有未溶解的紅色固體,則鋁合金含有Al、Mg、Cu或Al、
Cu　
　3CO+Fe2O3 2Fe+3CO2　
【類型二】探究酸堿鹽及其性質(zhì)
【例題2】(2023·深圳中考)已知H2與菱鐵礦(主要成分為FeCO3,其他成分不參與反
應(yīng))反應(yīng)制成納米鐵粉。某小組進(jìn)行探究并完成如下實(shí)驗(yàn):
查閱資料:①H2能與CuO反應(yīng)生成H2O,H2O能使無水硫酸銅變藍(lán)
②CO2與無水硫酸銅不反應(yīng)
(1)某同學(xué)探究反應(yīng)后氣體成分,先將反應(yīng)后氣體通入無水硫酸銅,無水硫酸銅變藍(lán),
證明氣體中含有___________________,再通入足量的澄清石灰水,澄清石灰水變渾
濁,反應(yīng)方程式為_________________________________。
　水蒸氣(或H2O)　
　CO2+Ca(OH)2===CaCO3↓+H2O　
(2)對剩余氣體成分進(jìn)行以下猜想:
猜想一:H2　猜想二:_________
猜想三:CO和H2
濃H2SO4的作用:________________________________。
甲中現(xiàn)象:________________________,乙中無水CuSO4變藍(lán),丙中變渾濁 猜想________正確
　CO　
　干燥氣體,防止影響氫氣的鑒別　
　固體由黑色變?yōu)榧t色　
　三　
(3)熱處理后的納米鐵粉能夠除去地下水中的磷元素,如圖所示450 ℃或者550 ℃
熱處理納米鐵粉的除磷率以及pH如圖所示,分析_________℃時(shí)以及__________(酸
性或堿性)處理效果更好。
【考法揭秘】 根據(jù)混合物氣體成分,利用相關(guān)物質(zhì)進(jìn)行合理的除雜,再通過剩余氣
體的化學(xué)性質(zhì)進(jìn)行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn),通過反應(yīng)后觀察到的現(xiàn)象進(jìn)行合理分析,獲取正確的結(jié)
論。
　550　
　酸性　
1.(2023·煙臺中考)垃圾是放錯(cuò)地方的資源,城市的廢舊電器是一座“金屬礦山”,某廢舊電器中含有鋅、銅、鎳(Ni)三種金屬,興趣小組的同學(xué)為了從中回收金屬銅和鎳,做了如下的探究。
已知:硫酸鎳(化學(xué)式NiSO4)能溶于水。
實(shí)驗(yàn)一:探究鋅、銅、鎳三種金屬在溶液中的活動性強(qiáng)弱
【提出猜想】
興趣小組結(jié)合常見金屬活動性順序,提出了以下猜想。
猜想一:Zn>Ni>Cu;
猜想二:Zn>Cu>Ni;
猜想三:_______________。
真題模擬·精練
　Ni>Zn>Cu　
【進(jìn)行實(shí)驗(yàn)】
興趣小組進(jìn)行了如下的實(shí)驗(yàn),請完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告。
實(shí)驗(yàn)步驟 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 解釋與結(jié)論
取三支試管,分別向其中加入等質(zhì)量、等濃度的稀硫酸,然后將大小、形狀相同的鋅、銅、鎳三種金屬片分別插入三支試管中 鋅片表面產(chǎn)生的氣泡較快;鎳片表面產(chǎn)生的氣泡較慢;銅片無明顯現(xiàn)象 猜想________正確。鎳與稀硫酸反應(yīng)的化學(xué)方程式是　________________________
　一　
Ni+H2SO4 ===NiSO4+H2↑
實(shí)驗(yàn)二:從含有鋅、銅、鎳三種金屬的廢舊電器中回收銅和鎳
【設(shè)計(jì)方案】興趣小組設(shè)計(jì)了如圖所示的物質(zhì)轉(zhuǎn)化流程。
步驟①中得到的A是_____________。步驟②中生成C的化學(xué)方程式是　_________________________。
【反思評價(jià)】合理開發(fā)城市“金屬礦山”的意義是__________________________
___________________(答1條)。
　銅(或Cu)　
Zn+NiSO4===ZnSO4+Ni　
　節(jié)約金屬資源,減少對環(huán)境
的污染(合理即可)　
2.學(xué)習(xí)化學(xué)的一個(gè)重要途徑是科學(xué)探究,請你完成以下探究活動。
【探究活動一】化學(xué)反應(yīng)后溶液中溶質(zhì)成分的探究。
如圖所示,向碳酸鈉溶液和氫氧化鋇溶液中,分別滴加稀鹽酸,A試管中有氣泡產(chǎn)生,B試管中無明顯現(xiàn)象,待充分反應(yīng)后,將兩支試管中的溶液倒入同一潔凈燒杯中,有氣泡和白色沉淀產(chǎn)生。
【提出問題】燒杯中溶液的溶質(zhì)是什么
【猜想與假設(shè)】
猜想1:溶質(zhì)為NaCl
猜想2:溶質(zhì)為NaCl、BaCl2
猜想3:溶質(zhì)為___________________(填化學(xué)式)
【驗(yàn)證與探究】
同學(xué)們?nèi)∩倭繜械娜芤河谠嚬苤?加入適量的稀硫酸。若有__________________現(xiàn)
象,則猜想2正確;若有______________現(xiàn)象,則猜想3正確。
【歸納與總結(jié)】經(jīng)實(shí)驗(yàn)證明,猜想3正確。
【反思與評價(jià)】同學(xué)們經(jīng)過上述實(shí)驗(yàn),認(rèn)為確定反應(yīng)后溶液中溶質(zhì)成分時(shí),除了要考慮
生成物外,還要考慮____________________。
　NaCl、Na2CO3　
　白色沉淀產(chǎn)生　
　氣泡產(chǎn)生　
　反應(yīng)物是否過量　
【探究活動二】制備與生產(chǎn)流程的探究。
鎢(W)是一種重要的戰(zhàn)略資源。如圖是生產(chǎn)鎢的一種工業(yè)流程。
已知:①白鎢礦的主要成分是鎢酸鈣(CaWO4),還含有CaO、SiO2等。
②碳在高溫條件下會與金屬鎢反應(yīng)生成碳化鎢。
(1)操作3的名稱是__________。
(2)“酸浸”時(shí)適當(dāng)升高溫度會提高浸出率,但溫度不宜太高,原因是____________________。
(3)操作2所得濾液中一定含有的溶質(zhì)是________________(填化學(xué)式)。
　過濾　
　鹽酸受熱易揮發(fā)　
　CaCl2、HCl　
3.(2023·綏化中考)有一包白色粉末,可能是NaHCO3、NaCl中的一種或兩種。同學(xué)們設(shè)計(jì)了如下兩個(gè)實(shí)驗(yàn)對其成分進(jìn)行探究。
【定性探究】樣品成分驗(yàn)證。
【定量探究】樣品中NaHCO3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。
實(shí)驗(yàn)步驟 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 實(shí)驗(yàn)結(jié)論
步驟一:取適量樣品完全溶解在水中,向其中滴加足量稀HNO3 有__________產(chǎn)生 樣品中含有NaHCO3
步驟二:取步驟一反應(yīng)后的溶液于試管中,向其中滴加____________溶液 有______________產(chǎn)生 樣品中含有NaCl
　氣泡　
　白色沉淀　
　硝酸銀　
【設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)】裝置圖如下:
【進(jìn)行實(shí)驗(yàn)】已知:裝置B、C、D中藥品均足量。
①連接裝置并檢查氣密性,加入a g樣品于錐形瓶中。
②打開K1,通一段時(shí)間N2后,稱量裝置B、C的質(zhì)量分別是a1 g和a2 g,記錄數(shù)據(jù)。
③關(guān)閉K1,打開K2,向錐形瓶中緩慢注入足量稀硫酸,關(guān)閉K2。
④待錐形瓶中無氣泡產(chǎn)生時(shí)……關(guān)閉K1。第二次稱量裝置B、C的質(zhì)量分別是a3 g
和a4 g記錄數(shù)據(jù)。
【分析討論】
(1)A中反應(yīng)的化學(xué)方程式是____________________________________________。
(2)裝置D的作用是_________________________________________。
(3)將④中省略號處的操作補(bǔ)充完整:______________________。
(4)如果沒有步驟②中通一段時(shí)間N2的操作,會使測得NaHCO3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)_________
(選填“偏大”“偏小”或“無影響”)。
【得出結(jié)論】樣品中NaHCO3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是__________________(用含有相關(guān)字母的
式子表示)。
　2NaHCO3+H2SO4===Na2SO4+2H2O+2CO2↑　
　防止空氣中的水蒸氣和二氧化碳進(jìn)入C中　
　通入一段時(shí)間氮?dú)狻?br/>　偏大　
×100%　
4.(2023·長沙中考)“暖寶寶”是我們?nèi)粘Ｉ钪谐Ｓ玫奈锲贰Ｐ】淄瑢W(xué)打開一個(gè)使用過的“暖寶寶”內(nèi)包裝,發(fā)現(xiàn)黑色固體中摻雜有紅棕色物質(zhì),于是她把這包固體帶到實(shí)驗(yàn)室,和興趣小組的同學(xué)在老師的指導(dǎo)下對這包固體的成分展開了探究。
【查閱資料】①鐵與空氣中的氧氣、水蒸氣等發(fā)生緩慢氧化而生銹;②室溫下部分鹽的溶解性如表所示;③“暖寶寶”中只有氯化鈉含有氯元素。
部分鹽的溶解性表(室溫)
離子 N Cl- S C
Na+ 溶 溶 溶 溶
Ag+ 溶 不 微 不
【初步判斷】通過閱讀標(biāo)簽(如圖1),大家一致認(rèn)為打開“暖寶寶”外包裝后,鐵粉與
空氣接觸發(fā)生緩慢氧化有__________熱量的現(xiàn)象;其中出現(xiàn)的紅棕色固體是_____
________。
　放出　
　氧
化鐵　
【提出問題】這包使用過的“暖寶寶”中是否還有鐵粉、活性炭、氯化鈉
【進(jìn)行實(shí)驗(yàn)】興趣小組同學(xué)設(shè)計(jì)如表實(shí)驗(yàn)方案并進(jìn)行實(shí)驗(yàn):
實(shí)驗(yàn)序號 實(shí)驗(yàn)步驟 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 實(shí)驗(yàn)結(jié)論
實(shí)驗(yàn)一 取少量固體于試管中,加入足量稀硫酸 ________________ 固體中有鐵粉
實(shí)驗(yàn)二 取少量固體放在燃燒匙中,用酒精燈加熱,上方罩一個(gè)內(nèi)壁沾有飽和的澄清石灰水的燒杯(如圖2) 澄清石灰水變渾濁 固體中有活性炭
實(shí)驗(yàn)三 取少量固體于燒杯中,加入足量水溶解,過濾,往濾液中滴加少量__________　溶液 產(chǎn)生白色沉淀 固體中有氯化鈉
　有氣泡產(chǎn)生　
　硝酸銀
【反思評價(jià)】經(jīng)過反思,小孔同學(xué)認(rèn)為實(shí)驗(yàn)二不能得出固體中有活性炭的結(jié)論,理
由是__________________________________________________________________
______________________________________(寫兩點(diǎn)即可)。小組同學(xué)改進(jìn)裝置后,
重新實(shí)驗(yàn),得出固體中有活性炭的結(jié)論。
【實(shí)驗(yàn)拓展】小曾同學(xué)認(rèn)為利用實(shí)驗(yàn)三的反應(yīng)原理還可以測出固體中氯化鈉的
質(zhì)量分?jǐn)?shù)。他稱取一定質(zhì)量的固體于燒杯中,加入足量水,____________________
__________________________________________________________(填實(shí)驗(yàn)操作),
再加入足量實(shí)驗(yàn)三所選的溶液,充分反應(yīng)后經(jīng)過一系列操作得到固體,并稱量質(zhì)量,
最終計(jì)算出了氯化鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。
　①酒精燃燒也會產(chǎn)生二氧化碳,使澄清石灰水變渾濁,②溫度升高氫氧化鈣
的溶解度減小,飽和的澄清石灰水變渾濁　
　充分溶解后過濾,洗
滌燒杯和玻璃棒,洗滌濾渣2~3次,洗凈后將洗滌液合并到濾液中　

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