資源簡介

(共58張PPT)
專題五　實驗與探究
反應后生成物成分的探究
猜想時,可以從以下兩方面入手:1.恰好完全反應時,溶質的成分只有生成物;2.某一種反應物過量,注意不會出現反應物同時過量的情況。某一種反應物過量時,溶質的成分為生成物和過量的反應物的混合物。
[例1] (2021云南)小英設計了探究SO2與AgNO3溶液反應的實驗。將SO2通入質量分數為1.7%的AgNO3溶液中,反應后過濾得到無色溶液A和白色沉淀B。對體系中有關物質性質分析得知沉淀B可能為Ag2SO3、
Ag2SO4或兩者混合物。
[查閱資料] ①Ag2SO4為白色固體,微溶于水;
②Ag2SO3為白色固體,難溶于水,溶于過量的Na2SO3溶液。
[提出問題] 白色沉淀B的成分是什么
[猜想與假設]
猜想一:僅有Ag2SO4;
猜想二:僅有Ag2SO3;
猜想三:　 　。
Ag2SO3和Ag2SO4
[實驗探究]
實驗操作 實驗現象 結論
取少量溶液A于試管中,滴加足量Ba(NO3)2溶液 無明顯現象 猜想　 成立
二
[實驗結論] SO2與AgNO3溶液反應生成一種酸和沉淀B,反應的化學方程式是　 　。
[拓展延伸]
(1)另取溶液A,滴加足量Ba(NO3)2溶液,無明顯現象,再加入BaCl2溶液,產生白色沉淀,原因是　 　。
(2)向盛有少量AgNO3溶液的試管里滴入Na2SO3溶液至過量,實驗現象是
　 　。
溶液A中含有硝酸銀
產生白色沉淀,一段時間后,白色沉淀消失
1.(2022遂寧)同學們為提升化學實驗操作技能,在實驗室練習如下實驗:實驗完畢后,小明誤將A試管中的物質倒入B試管中,充分振蕩后,觀察到混合后溶液為無色。小明對該無色溶液的成分產生興趣并展開
探究。
[提出問題]混合后無色溶液的溶質除酚酞外還有什么
[查閱資料]NaCl溶液、CaCl2溶液顯中性。
[猜想與假設]
猜想一:NaCl、CaCl2;
猜想二:NaCl、CaCl2、HCl;
猜想三:NaCl、CaCl2、Ca(OH)2。
經分析猜想三錯誤,其理由是　 .
　。
混合后溶液為無色,氫氧化鈣溶液呈堿性,能使酚酞溶液變紅,故不含氫氧化鈣
[設計并進行實驗]為了驗證其余猜想,小明進行了如下實驗:
實驗操作 實驗現象 解釋與結論
取少量混合后的無色溶液于試管中,加入鋅粒 　 解釋實驗現象:
　 　(用化學方程式表示)
得出實驗結論:猜想二正確
有氣泡生成
[反思與拓展]
Ⅰ.有同學提議將上表操作中的鋅粒換成另一種藥品或用品:
　 　(除金屬外),也可得出猜想二正確的實驗結論。
Ⅱ.小明誤倒后,如果觀察到試管底部有白色沉淀,上層清液為紅色,則上層清液中一定有的陰離子是　 　(填離子符號)。
紫色石蕊溶液(合理即可)
OH-、Cl-
物質組成及成分的探究
1.明確探究物質組成的原理
(1)固體混合物某成分含量的測定,一般是讓該成分完全反應,根據某種生成物的質量,通過化學方程式計算解出結果。
(2)氣體混合物成分探究,對于還原性氣體組成的探究,用其還原金屬氧化物的生成物不同來判定:氫氣還原金屬氧化物的生成物是水,一氧化碳還原金屬氧化物的生成物是二氧化碳。
2.對實驗方案或實驗裝置進行評價或改進
一般根據實驗方案中干擾結論驗證因素的排除情況進行評價或對實驗裝置存在的缺陷進行改進。最后,進行數據分析或計算,得出結論或誤差分析。
[例2] (2023昆明西山校級二模)近年來,“自熱火鍋”因為美味又方便,所以備受上班族的喜愛。“自熱火鍋”帶有一個發熱包,加水后即可加熱食物。某化學興趣小組對自熱包非常感興趣,便進行如下的
探究:
[提出問題] 驗證發熱包的成分。
[查閱資料] ①發熱包由生石灰、活性炭、鐵粉、鋁粉、碳酸鈉、氯化鈉等中的一種或幾種組成;
②鋁能和氫氧化鈉溶液發生反應生成偏鋁酸鈉(NaAlO2)和氫氣。
[實驗探究] 探究一:該興趣小組設計了如下的實驗來驗證發熱包的
成分:
實驗步驟 實驗現象 實驗結論
①用磁鐵靠近適量樣品 黑色物質被磁鐵吸引(用磁鐵吸引至無物質被吸出) 成分中含有鐵粉
②將磁鐵充分吸附后剩余的粉末分成兩份,其中一份加水溶解,加水溶解后用手觸摸試管外壁 試管外壁發熱 成分中含有生石灰
③將②中的溶液過濾,取少量濾液于試管中,先加入過量稀硝酸,再加入少量的硝酸銀溶液 　 成分中含有氯化鈉
④將②中另一份粉末放入燒杯中,加入適量的氫氧化鈉溶液 產生大量氣泡 成分中含有鋁粉
產生白色沉淀
探究二:除上述物質外,還可能含有活性炭和碳酸鈉,該小組又做了如
下探究:
實驗裝置 實驗操作 實驗現象 實驗結論
取少量樣品于錐形瓶中,逐漸加入稀鹽酸至不再產生氣泡為止 瓶底有黑色固體剩余 成分中含有活
性炭
　 . 成分中不含有
Na2CO3
澄清石灰水
無明顯現象
[實驗結論] “自熱火鍋”的發熱包中一定含有生石灰、活性炭、鐵粉、鋁粉、氯化鈉。
[實驗反思] 生石灰與水反應放出的熱量是發熱包主要的熱量來源,該反應的化學方程式為　 　。
2.(2023臨滄二模)某化學興趣小組同學做了如圖所示的實驗。向試管a中滴加一定量的稀硫酸,再滴加硫酸銅溶液時,沒有出現藍色沉淀,得到b溶液。請回答下列問題:
(1)試管a中發生反應的化學方程式為　 　。
(2)為確定b溶液中溶質的成分,做了如下探究。
[提出問題] b溶液中的溶質由什么物質組成
[作出猜想] 甲同學猜想:CuSO4和Na2SO4;
乙同學猜想:CuSO4、Na2SO4和NaOH;
丙同學的猜想:CuSO4、Na2SO4和H2SO4。
[進行討論] 小組同學一致認為　 　同學的猜想是錯誤的,理由是
　 　。
乙
硫酸銅和氫氧化鈉不能共存
[設計實驗] 請完成實驗報告:
實驗操作 實驗現象 實驗結論
向b溶液中加入過量的鐵絲 　 丙同學的猜想正確
有氣泡產生
[反思拓展] 通過以上實驗操作及現象,你認為用硫酸銅溶液　 　(填“能”或“不能”)證明稀硫酸與氫氧化鈉溶液發生了反應。
能
對照和對比實驗
在對照或對比實驗的探究過程中,核心思想是控制單一變量。在進行實驗設計時,各變量的數值要遵循單一變量原則,參考已給出的部分實驗設計來完成填空。實驗的選擇、目的、結論也要圍繞單一變量來
展開。
[例3] 硬水加熱時易產生水垢,很多工業用水需要對硬水進行軟化處理。小組同學利用1.5%的肥皂水比較水的硬度。
[查閱資料]硬水含較多可溶性鈣、鎂化合物;軟水不含或含較少可溶性鈣、鎂化合物。
Ⅰ.探究水的硬度、肥皂水的用量與產生泡沫量的關系
[進行實驗]向蒸餾水中加入CaCl2和MgCl2的混合溶液,配制兩種不同硬度的硬水。
用蒸餾水和兩種硬水完成三組實驗,記錄如下:
組別 第1組 第2組 第3組
實驗 操作 實驗序號 ① ② ③ ④ ⑤ ⑥ ⑦ ⑧ ⑨
混合溶液用量/滴 0 0 0 1 x 1 2 2 2
肥皂水用量/滴 5 10 20 5 10 20 5 10 20
產生泡 沫量 少 多 很多 無 少 多 無 無 少
[解釋與結論]
(1)對比②和⑧可知,肥皂水能區分軟水和硬水,依據的現象是
　 　。
(2)設計第2組實驗時,為控制水的硬度相同,⑤中x應為　 　。
(3)第2組實驗的目的是　 　。
(4)由上述三組實驗得到的結論是　 .
　。
產生泡沫多少
1
探究水的硬度與產生泡沫量的關系
肥皂水用量相同時,水的硬度越大,產生泡沫越少
Ⅱ.比較不同水樣的硬度
[進行實驗]用四種水樣完成實驗,記錄觀察到泡沫產生時所需肥皂水
的用量。
實驗操作 水樣 肥皂水用量/滴
市售純凈水 2
煮沸后的自來水 6
自來水 9
湖水 14
[解釋與結論]
(5)硬度最大的水樣是　 　。
(6)由上述實驗可知,能將自來水硬度降低的方法有　 　。
(7)繼續實驗,發現山泉水的硬度大于自來水的硬度,其實驗方案為
　 .
　。
湖水
煮沸
另取5 mL山泉水,滴加肥皂水,記錄產生泡沫所需肥皂水量,大于自來水所需肥皂水量,說明山泉水硬度大于自來水
3.茶作為中國的傳統飲品,歷史悠久。泡茶過程如圖所示,某興趣小組對泡茶效果的影響因素進行探究。
[查閱資料]
①茶多酚是一種白色粉末,略有吸水性,易溶于溫水、乙醇等,在堿性環境中不穩定。
②茶湯的滋味取決于茶多酚與氨基酸的協調程度(即酚氨比),酚氨比越小,滋味越好。
[進行實驗]
實驗1:稱取3.0 g龍井茶放入瓷質蓋碗中,用150 mL 100 ℃不同種類的水沖泡,5 min后測定茶湯中酚氨比,實驗數據如下表:
水的種類 桶裝純凈水 天然飲用水 自來水 井水
水的pH 7.6 7.05 7.7 7.02
硬度(煮沸) 0 3.08 3.44 6.43
酚氨比 6.28 6.82 6.13 6.32
實驗2:用龍井茶與桶裝純凈水配制茶水比為1∶100的茶湯,測定不同水溫及浸泡時間下的茶多酚溶解率,數據如圖所示。
[解釋與結論]
(1)茶樹適宜生長在pH范圍為4.5～6.5的土壤中,該土壤呈　 　(填“酸性”或“堿性”)。
(2)茶多酚的物理性質有　 　.
(寫一條即可)。
(3)實驗1中泡出滋味最好的茶湯,對應水的pH和硬度的數據是
　 　。
(4)根據實驗2的數據分析,“洗茶”應采用低溫水(50 ℃左右)短時間快速沖洗的方法,目的是　 　。
酸性
白色粉末(或略有吸水性或易溶于溫水、乙醇)
pH為7.7,硬度為3.44
減少茶多酚的溶解
(5)根據實驗2數據,得出的結論是在圖示的實驗研究范圍內,茶水比為1∶100的條件下,　 .
　。
(6)繼續實驗,比較用瓷質蓋碗和玻璃杯泡茶時所得茶湯的滋味,其實驗操作是　 .
　,5 min后測定茶湯中的酚氨比。
浸泡時間相同時,浸泡水溫越高茶多酚的溶解率越大;浸泡水溫相同時,浸泡時間越長茶多酚的溶解率越大
分別稱取3.0 g龍井茶放在瓷質蓋碗和玻璃杯中,用150 mL 100 ℃自來水沖泡
物質變質的探究
1.作出猜想:關于變質問題在猜想時可從沒有變質、部分變質、完全變質入手。沒有變質的物質的成分只有原物質,部分變質的情況比較復雜,有原物質、變質生成的物質;完全變質的物質成分只有變質生成的物質。
2.實驗驗證: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:
[例4] 在清理實驗室的藥品時,同學們發現一瓶氫氧化鈉溶液忘記了蓋瓶塞。對于該溶液是否變質,同學們提出了如下猜想:
①“問天”小組的猜想:該溶液沒有變質。
②“夢天”小組的猜想:該溶液部分變質。
③“天和”小組的猜想:該溶液全部變質。
三個小組的同學們根據各自猜想,分別進行如下實驗:
[實驗報告]
小組名稱 “問天”小組 “夢天”小組 “天和”小組
藥品種類 酸 堿 鹽
實驗操作
實驗現象 有　 　生成 有白色沉淀生成,溶液顏色變紅 有白色沉淀生成,溶液顏色不變
實驗結論 該溶液已經變質 該溶液部分變質 該溶液　
氣泡
全部變質
[解釋與結論]
(1)“問天”小組的實驗中,能證明該溶液已經變質的化學方程式為
　 　。
(2)“天和”小組的同學們發現“夢天”小組的實驗結論錯誤。他們的理由是　 .
　。
氫氧化鈣與碳酸鈉反應會生成氫氧化鈉,這樣無法確定原溶液是否含有氫氧化鈉
[反思與評價]
(1)在不改變被檢驗物質成分的情況下,排除干擾,能幫助我們得出正確結論。
(2)“失之毫厘,差以千里。”科學探究要有嚴謹的科學態度。
[拓展與延伸] 經過以上探究活動,同學們認為取用藥品后,應及時
　 　瓶塞,防止藥品變質。
蓋好
[實踐與應用] 對于同學們發現的這瓶溶液,下列處理方法中正確的是
　 　(填字母)。
A.直接倒入下水管道
B.清洗盛放過植物油的試管
C.檢驗某氯化鈉溶液中是否含有氯化鈣
BC
4.某初中化學興趣小組的同學們利用所學的知識和一些實驗用品,圍繞著實驗室中的一瓶氫氧化鈉溶液,展開了一系列的實驗探究活動:
[提出問題1]通過所學的知識,同學們已經知道氫氧化鈉溶液中的
　 　(填離子符號)能使無色酚酞溶液變為紅色。如何設計實驗驗證這一結論
[實驗驗證]同學們設計并進行了如圖甲所示的實驗,通過觀察到的實驗現象,證明了氫氧化鈉溶液中的水分子和　 　(填離子符號)都不能使無色酚酞溶液變為紅色,由此驗證了問題1中的結論。
OH-
Na+
[討論交流]氫氧化鈉溶液在潔凈的空氣中可能會變質,請用化學方程式表示出變質的原因:　 　。
[提出問題2]瓶中氫氧化鈉溶液是否變質 若變質是否完全變質
[實驗與結論]小組的同學們設計并進行了如圖乙所示的實驗:
步驟一:向溶液A中滴加過量的　 　(填化學式)溶液,溶液中產生白色沉淀,得出這瓶氫氧化鈉溶液已變質。
步驟二:向過濾后得到的濾液B中通入CO2氣體,觀察到液面下導管口有氣泡冒出,溶液中　 　,進而得出這瓶氫氧化鈉溶液部分變質。
[提出問題3]已變質的氫氧化鈉占變質前純氫氧化鈉的質量分數(即氫氧化鈉的變質程度)
CaCl2(合理即可)
產生白色沉淀
[深入探究]三位同學分別從瓶中取等質量的溶液進行了相應的實驗
(實驗過程中不考慮氫氧化鈉再與空氣中的任何成分發生反應),并將實驗步驟及相關數據記錄如下表:
項目 甲同學 乙同學 丙同學
實驗步驟及相關數據 將所取溶液蒸 干,稱量所得固體,質量為 4.26 g 向所取溶液中加入足量的Ba(OH)2溶液,充分反應后過濾,將濾渣洗滌、干燥、稱量,質量為1.97 g 向所取溶液中加入足量的稀鹽酸,充分反應,將溶液蒸干,稱量所得固體質量為5.85 g
[分析與結論]通過分析發現,任選兩位同學的數據,就可以計算出氫氧化鈉的變質程度,氫氧化鈉的變質程度為　 　%。
老師對同學們的探究意識和不斷深入的鉆研精神給予了充分肯定!
20
1.(2022昆明)AgNO3可用于制作電影膠片等感光材料。小吉同學在老師的指導下設計實驗對AgNO3固體分解的產物進行探究。
[查閱資料]①Ag2O和粉末狀的Ag均為黑色固體。
[實驗活動]取適量的AgNO3固體于試管中加熱,產生紅棕色氣體和黑色固體。將紅棕色氣體通過足量NaOH溶液后,有無色氣體剩余,用帶火星的木條檢驗該無色氣體,觀察到木條復燃,則該無色氣體的化學式為
　 　。
[提出問題]黑色固體是什么
[猜想與假設]
猜想一:只有Ag;
猜想二:只有　 　;
猜想三:有Ag、Ag2O。
Ag2O
O2
[實驗方案]
氨水
實驗操作 實驗現象 實驗結論
取適量黑色固體,加入足量 　 　(填一種試劑),振蕩 　 猜想一成立
黑色固體不溶解
[實驗拓展]濃硝酸在光照條件下分解的氣體產物與AgNO3固體分解的氣體產物相同,則濃硝酸在光照條件下發生分解反應的化學方程式為
　 　。
[實驗反思] 在實驗室中,類似AgNO3、濃硝酸等見光、受熱易分解的物質,應保存在　 　(填“棕”或“無”)色試劑瓶中。
棕
2.(2023云南)在古代,井代替江河,聚攏著人氣和城鄉的繁榮。現在仍有一些地方的人們使用井水。某化學興趣小組的同學對當地井水的使用情況、硬度及合理利用進行項目式學習。
任務一:調查井水的使用情況
[問卷調查]調查顯示部分家庭還在使用井水,主要用于飲用和菜園的澆灌。
任務二:探究井水的硬度
[實驗探究]取適量蒸餾水和井水分別倒入兩個燒杯中,向兩個燒杯中加入等量的　 　,攪拌。蒸餾水中泡沫較多,井水中泡沫較少,浮渣較多,說明井水為硬水。
肥皂水
[查閱資料]有關物質在水中的溶解性表如下(室溫):
MgCO3
物質 Ca(HCO3)2 Mg(HCO3)2 Ca(OH)2 Mg(OH)2 CaCO3 MgCO3
溶解性 可溶 可溶 微溶 不溶 不溶 微溶
[推斷預測]根據以上溶解性表推測水垢中還可能含有Ca(OH)2或
　 　。
[進行實驗]
實驗步驟 實驗現象 實驗結論
在燒杯中放入少量研碎的水 垢,加入適量蒸餾水充分攪拌,靜置一段時間后,取上層清液于兩支試管中,分別編號為① 和②。向試管①中通入CO2 無白色沉淀 產生 　 .
　
向試管②中加入　 . 　溶液 產生白色沉淀 適量的氫氧化鈉(合理即可)
水垢中含有碳酸鎂,不含氫氧化鈣
[實驗結論]同學們通過以上實驗,確定了水垢的成分。
[拓展延伸]定量研究也是確定物質成分的一種方法?，F有一包白色固體,可能由CaCO3、MgCO3中的一種或兩種組成。取10 g該固體,加入足量稀鹽酸,充分反應后測得生成的氣體質量為4.8 g,說明白色固體的成分是　 　。
任務三:井水的合理利用
[小組交流]①有些井水硬度比較大,常年飲用,易患腎結石,所以飲用井水前應將其　 　,既可降低硬度還可殺滅水中的細菌。
CaCO3、MgCO3
煮沸
②某省大部分地區干旱嚴重,同學們認為可適當開發地下水以緩解缺水問題,但不能過度開采。地下水過度開采會導致　 .
　 (填一條即可)。
[項目總結]通過以上學習,同學們認識到水是人類寶貴的自然資源,應該合理利用。
3.84消毒液是一種高效含氯消毒劑,被廣泛應用于衣物漂白和衛生消毒。某實驗小組對其進行了研究。
[查閱資料] 84消毒液的有效成分為次氯酸鈉(NaClO)。次氯酸鈉與H2O反應可生成次氯酸(HClO),次氯酸鈉與H2O和CO2反應也能生成次氯酸。次氯酸具有殺菌和漂白的作用。
地面沉降、塌陷(合理即可)
實驗一:探究84消毒液的漂白性
取2個相同大小的集氣瓶,分別加滿84消毒液并放入相同大小的紅色布條,進行實驗,觀察紅色布條褪色的時間,如圖。
實驗二:探究影響84消毒液漂白性的因素
取30 mL 84消毒液倒入燒杯中,測量不同條件下ORP值(ORP數值越
大,84消毒液的漂白能力越強)。
實驗序號 濃度(V84消毒液∶V水) 溫度/℃ ORP/mV
① 1∶25 3 608
② 1∶25 18 592
③ 1∶25 40 576
④ 1∶25 52 558
⑤ 1∶10 18 577
⑥ 1∶50 18 631
⑦ 1∶100 18 667
量筒、膠頭滴管
NaHCO3
(3)實驗一,Ⅱ中紅色布條褪色時間比Ⅰ的短,原因是　 .
.
　。
(4)實驗②⑤⑥⑦的目的是　 　。
(5)依據①～④得出的結論是　 .
　。
探究濃度對84消毒液漂白性的影響
Ⅱ中次氯酸鈉溶液接觸到空氣中的二氧化碳,生成了比Ⅰ更多的次氯酸,Ⅱ中次氯酸濃度更大,漂白速率更快
在濃度相同時,溫度越高,84消毒液漂白性越弱
[反思與評價]
(6)由以上實驗可知,家庭中使用84消毒液時為了達到更好的漂白效果需注意:　 .
　。
避免用溫度過高(使用常溫)的水稀釋消毒液、將消毒液濃度稀釋為1∶100
4.(2020云南)某教師在進行“常見的堿”的教學時做了以下演示實
驗:取少量純凈的氫氧化鈉固體于50 mL干燥的燒杯中,置于電子天平上。一段時間后,氫氧化鈉固體表面出現了液體,天平示數增加。取下燒杯,將其放置在空氣中。一周后,向燒杯中加適量水配制成溶液,取少量燒杯中的溶液于試管中,滴加足量稀鹽酸,觀察到有氣泡冒出。
[交流與解釋]
(1)氫氧化鈉固體表面出現液體是因為氫氧化鈉吸收空氣中的水分而潮解。
(2)電子天平示數增加的原因除了吸收水分以外,還有另一個原因是
　 　(用化學方程式表示)。
教師安排某興趣小組同學對燒杯中的溶液是否還含有氫氧化鈉進行了以下探究。
[作出猜想]
猜想一:有氫氧化鈉;
猜想二:沒有氫氧化鈉。
[查閱資料]BaCl2溶液、NaNO3溶液、Ba(NO3)2溶液均呈中性。
[進行實驗]小明同學取少量燒杯中的溶液于試管中,滴入幾滴無色酚酞溶液,觀察到溶液變紅,小明同學認為猜想一成立。
[交流與評價]小玲同學認為小明同學的結論不一定正確,原因是
　 　。于是,小玲同學繼續進行探究。
[進行實驗]
NaOH與變質后的Na2CO3溶液均顯堿性,都能使無色酚酞溶液變紅
實驗操作 實驗現象 實驗結論
在所做實驗后的溶 液中,滴入足量的 Ba(NO3)2溶液 　 猜想一
成立
產生白色沉淀,溶液仍為紅色
[反思與拓展]
(1)根據氫氧化鈉固體易潮解的性質,可用氫氧化鈉固體做某些氣體的
　 　。
(2)另取少量燒杯中的溶液進行以下實驗,也能證明猜想一成立的是
　 　(填字母)。
A.先加足量稀鹽酸,再滴加紫色石蕊溶液
B.先加足量BaCl2溶液,靜置,取上層清液,再滴加CuCl2溶液
C.先加足量Ca(OH)2溶液,靜置,取上層清液,再滴加酚酞溶液
D.先加足量Ba(NO3)2溶液,靜置,取上層清液,再滴加FeCl3溶液
干燥劑
BD
拼 搏 奮 斗 勵 志 篤 行
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