1、1第四十四讲 实验探究基础篇 2017 新题赏析题一： 某小组同学用盐酸和氢氧化钙对酸和碱的中和反应进行探究，请你参与。甲同学向盛有氢氧化钙溶液的烧杯中加入盐酸，无明显现象。结论：两种物质未发生反应。乙同学向盛有氢氧化钙溶液（滴有几滴酚酞溶液）的试管中慢慢滴加盐酸，溶液由 色变为无色。结论：两种物质发生了反应。反应的化学方程式为 。大家认为乙的实验证明盐酸与氢氧化钙发生了中和反应，并对甲的实验继续探究。【提出问题】甲实验后的溶液中有什么溶质？【作出猜想】猜想一，只有 CaCl2；猜想二，有 CaCl2和 Ca(OH)2；猜想三，有 CaCl2和 HCl。【实验探究】为验证猜想，丙同学设计了方案
2、 1 和方案 2，并按方案进行实验。【实验结论】丙认为猜想三正确。【实验评价】丙的实验操作和方案中有不足之处，其不足之处是 。大家讨论后通过方案 3 即证明了猜想三正确，其实验中应观察到的现象为 。【实验拓展】为节约资源和避免实验废液对环境污染，小组同学将方案 1 和方案 3 及甲实验后烧杯中剩余溶液混合（混合时未见明显现象） ，并对混合液中的盐分离回收。请将相关内容填入下表。要分离的盐 所用试剂 主要操作题二： 根据表中信息，请回答下列问题：部分碱、酸、盐的溶解性表（20）阴离子阳离子OH 3NOCl 24S3CO4PH+ 溶、挥溶、挥溶溶、挥溶K+ 溶 溶 溶 溶 溶 溶Na+ 溶 溶 溶
3、 溶 溶 溶2Ba2+ 溶 溶 溶 不 不 不Ca2+ 微 溶 溶 微 不 不Cu2+ 不 溶 溶 溶 不说明：“溶”表示那种物质可溶于水，“不”表示不溶于水，“微”表示微溶于水，“挥”表示挥发性，“”表示那种物质不存在或遇到水就分解了。（1）CaCO 3属于_（填“可溶物”、“微溶物”或“不溶物”）。（2）表中可溶于水的硫酸盐有_种。（3）在溶液中，磷酸钠与氯化钙能否发生复分解反应？若能，写出化学方程式；若不能，说明理由：_。（4）某同学将盐酸倒入 Ba(OH)2溶液中，得到溶液甲。溶液甲中溶质的组成情况可能有_种。实验设计：探究溶液甲中可能含有的溶质。a. 探究溶液甲中是否含盐酸方案编号实
4、验操作 实验现象1 取少量溶液甲于试管中，加入铁粉是否_b. 探究溶液甲中是否含 Ba(OH)2方案编号实验操作 实验现象2 取少量溶液甲于试管中，加入_溶液是否产生蓝色沉淀3 取少量溶液甲于试管中，加入 Na2SO4溶液是否产生白色沉淀上述三个方案中有一个不合理，请指出不合理的方案编号并说明理由：_。3欲从溶液甲中获得纯净的 BaCl2固体，应采取的简单操作是_。题三： 化学实验小组的同学在用锌粒与如图所示硫酸溶液（试剂瓶标签部分被腐蚀）反应时，发现有气泡产生，并闻到有刺激性气味。他们对此气体的成分进行了探究。【提出问题】锌粒加入该硫酸溶液反应生成的气体是什么？【查阅资料】 浓硫酸能与锌反应
5、，但不产生氢气，也不会产生氧气，能生成二氧化硫气体；SO 2有刺激性气味，易溶于水，能使品红（一种红色色素）溶液褪色。【猜想与假设】甲同学认为：气体可能是 H2；乙同学认为：气体可能是 SO2；丙同学认为：气体还可能是_。【实验探究】为了验证上述猜想，同学们在老师的指导下设计了如下图的装置（部分夹持器材略去，假设每个能发生的反应都完全进行）进行探究：（1）图中 a 仪器的名称是_，图中 D 处气体发生装置可选图的_（填字母序号） 。4（2）实验开始后，观察到 E 中品红溶液褪色，证明气体中含有_。（3）H 装置的作用是_，写出发生反应的化学方程式：_。（4）F 装置的作用是_。（5）G 装置在
6、点燃酒精灯加热之前应先通一段时间的气体，目的是_；加热一段时间后，观察到_，证明气体中含有 H2。【实验结论】_同学的猜想是正确的。【反思与交流】锌和浓硫酸反应生成硫酸锌、水和二氧化硫，为什么在反应过程中又产生了氢气呢？用文字简述原因：_。锌与浓硫酸、稀硫酸反应都可以产生硫酸锌，如果需要制取硫酸锌，用锌与稀硫酸反应的优点是_（任填一种合理的答案） 。题四： 化学是以实验为基础的科学，实验是科学探究的重要手段。（1）某化学兴趣小组的同学利用下图微型实验装置进行探究实验。写出一个双球管中可能反应的化学方程式_。挤压右滴管并微热燃烧管，白磷燃烧而红磷不燃烧，由此可说明燃烧需要_。相同质量的磷、铁、镁
7、分别在氧气中完全燃烧，消耗氧气最多的是_。（2）实验室可利用下图实验装置制取纯净、干燥的 CO，然后用 CO 还原 Fe2O3并检验气体产物。已知 CO 发生装置中的反应为：H 2C2O4 H2O+CO2+COA 装置中能观察到的现象是_。写出 B 装置中反应的化学方程式_。要达到实验目的，装置中导管接口从左到右的连接顺序为：一氧化碳发生装置接_、_接_、_接_、_接_。5从环保角度考虑，还需对以上装置进行改进，改进措施为_。（3）将 30.9 g 氯酸钾（KClO 3）和二氧化锰的固体混合物装入试管中，加热制取氧气，同时生成氯化钾。待反应完全后，将试管冷却，称量，可以得到 21.3 g 固体
8、物质。请计算原固体混合物中氯酸钾的质量。题五： 兴趣小组获得两包制作“跳跳糖”的添加剂，一包是柠檬酸晶体，另一包是标注为钠盐的白色粉末。将少量柠檬酸和这种白色粉末溶于水，混合后产生了使澄清石灰水变浑浊的气体。于是对白色粉末的化学成分进行了以下探究：【提出猜想】猜想 1. 碳酸钠；猜想 2. 碳酸氢钠；猜想 3. 碳酸钠和碳酸氢钠【查阅资料】碳酸钠溶液、碳酸氢钠溶液均呈碱性；碳酸氢钠受热分解生成碳酸钠、水和二氧化碳；碳酸钠受热不分解。【实验探究】小月、小妮分别对有关猜想设计方案并进行实验：实验操作实验现象 实验结论小月将白色粉末溶于水后用 pH试纸测定其酸碱度pH_7（填“” 、“”或“=”）溶
9、液呈碱性，猜想 1 成立小妮用如图所示的装置进行实验试管 A 中有水珠产生，试管 B 中液体变浑浊猜想 2 成立，试管 B 中反应的化学方程式为_。6【交流反思】大家一致认为小月和小妮的结论不准确：（1）小月实验结论不准确的原因是_；（2）小妮的实验方案不能排除白色粉末是否含有_。【继续探究】小戚称取 m g 白色粉末与足量稀盐酸反应，充分反应后生成二氧化碳的质量为 n g，通过计算并分析实验数据确定猜想 3 正确，则 n 的取值范围为_（用含 m 的代数式表示） 。【结论分析】探究后他们核查到添加剂的成分是柠檬酸和碳酸氢钠，分析后认为白色粉末中的碳酸钠是由碳酸氢钠分解产生的。【拓展应用】下列
10、物质常温下放置一段时间也会分解的是_（填序号） 。A. 浓硫酸 B. 氢氧化钠 C. 碳酸氢铵 D. 氯化钠题六： 高锰酸钾在生产、生活中有广泛应用。实验小组对高锰酸钾的某些性质进行研究。.不稳定性（1）如图所示进行实验，受热分解的化学方程式为_，3.16 g KMnO 4产生 O2的质量为_g。（2）用向上排空气法收集 O2的原因是_。.腐蚀性【查阅资料】KMnO 4 溶液呈中性、有腐蚀性。【进行实验】.实验 1：将新鲜鸡皮在不同浓度的 KMnO4溶液中浸泡相同时间，现象如下表。7KMnO4 溶液浓度0.002 0.01 0.1 1鸡皮的变化无明显变化边缘部分变为棕黄色全部变为棕色全部变为黑
11、色实验 2：将铜片分别浸泡在 4 种溶液中相同的时间，现象如下表。编号 实验实验前0.54 0.54 0.54 0.54铜片质量18小时后0.54 0.52 0.54 0.43【解释与结论】.（3）实验 1 的目的是_。（4）实验 2 中通过对比和，得出的结论是_。（5）实验 2 中，欲得出“KMnO 4和硫酸共同作用对铜才有腐蚀性”的结论，需要对比_（填编号） 。（6）实验 2 中，铜片被腐蚀的反应如下，补全该反应的化学方程式。5Cu+2KMnO4+8H2SO4=5CuSO4+2MnSO4+K2SO4+_8实验探究基础篇 2017 新题赏析题一： 红 Ca(OH) 2+2HCl=CaCl2+
12、2H2O 方案 1 中 pH 试纸的操作不对；方案 2 中加入 AgNO3溶液产生白色沉淀说明溶液中有 Cl ，但并不能说明溶液中一定有 CaCl2先有气体产生，后有白色沉淀产生要分离的盐 所用试剂 主要操作CaCl2、NaCl Na2CO3、HCl混合物中加入 Na2CO3溶液至不再产生沉淀，过滤，将滤液加热蒸发即得NaCl；向固体中加 HCl 至不再产生气体，对反应后的溶液加热蒸发即得CaCl2。详解：由于氢氧化钙与盐酸发生的中和反应无明显现象，因此可借助酚酞试液充当该反应的“裁判” ，先向氢氧化钙溶液中滴加无色酚酞试液，溶液会变成红色，然后再向变红的氢氧化钙溶液中滴加稀盐酸，当溶液由红色
13、恰好变为无色时，表明氢氧化钙与盐酸恰好完全中和；反应的化学方程式为：Ca(OH) 2+2HCl=CaCl2+2H2O；方案 1 中，将 pH 试纸直接浸入待测液中的操作不正确，这样会导致 pH 试纸因浸泡而发生颜色的变化，增大测量误差，正确的操作应该是用玻璃棒沾取待测液滴到 pH 试纸上；方案 2 中，能够与 AgNO3溶液发生化学反应产生白色沉淀的物质可以是 HCl，也可以是氯化物（即溶液中有 Cl 的物质） ，因此并不能得出溶液中一定有 CaCl2的实验结论；另外，也可用向样品溶液中加碳酸钠溶液的方法，验证甲实验后的溶液中含有 CaCl2和 HCl（猜想三） ，若先有气体产生，后有白色沉淀
14、产生：Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2、CaCl 2+Na2CO3=CaCO3+2NaCl，则可证明猜想三正确；方案 1 所得溶液与甲实验后烧杯中剩余的溶液的成分一致（含有 CaCl2和 HCl） ，方案 3 将 CaCl2和 HCl 转化为NaCl，则将以上溶液混合后，溶液中含有的盐是 CaCl2和 NaCl，可通过向其中加入适量 Na2CO3的方法，将其中的 CaCl2先全部转化为碳酸钙沉淀和 NaCl，经过滤、蒸发可得到 NaCl；然后向滤渣中加入稀盐酸：CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2，将 CaCO3全部转化为 CaCl2，从而实现两种盐的分离。题二：
15、 （1）不溶物 （2）3 （3）能 2Na 3PO4+3CaCl2=Ca3(PO4)2+6NaCl （4）3 a. 有气泡产生 b. Cu(NO 3)2（或 CuCl2，其他合理答案均可） 3 号不合理，因为溶液中含有 BaCl2，不论是否含有 Ba(OH)2均会产生白色沉淀（其他合理答案均可 测溶液甲的9pH，若 pH 7，蒸发结晶；若 pH 7，向溶液甲中加入盐酸至溶液 pH 7，再蒸发结晶 （其他合理答案均可）详解：（1）由题给溶解性表可知 CaCO3为不溶物。（2）表中可溶于水的硫酸盐有硫酸钠、硫酸钾和硫酸铜三种。（3）磷酸钠与氯化钙反应能生成氯化钠和不溶于水的磷酸钙，化学方程式为2N
16、a3PO4+3CaCl2=Ca3(PO4)2+6NaCl。（4）盐酸与氢氧化钡反应生成氯化钡和水，反应后溶液中溶质一定含有氯化钡；当盐酸剩余时，溶液中溶质还含有 HCl；当氢氧化钡剩余时，溶液中溶质还含有 Ba(OH)2，故溶液中的溶质有三种情况：BaCl 2；BaCl 2和 HCl；BaCl 2和 Ba(OH)2。a. 溶液中若含有盐酸，加入铁粉，会产生气泡，反之不产生气泡；b.蓝色沉淀为氢氧化铜，溶液中加入试剂生成氢氧化铜，说明加入的试剂为可溶性铜盐，如硝酸铜或氯化铜；溶液中一定含有氯化钡，加入的硫酸钠与氯化钡反应生成硫酸钡白色沉淀，无论是否含有氢氧化钡都会产生白色沉淀，故方案 3 不合理
17、； 溶液甲中一定含有 BaCl2，可能含有 HCl 或 Ba(OH)2，若含有氯化氢，直接加热蒸发结晶即可除去；若含有氢氧化钡，可加入盐酸将氢氧化钡反应掉，然后蒸发结晶。因此可测定溶液甲的 pH，若pH7，蒸发结晶；若 pH7，加入盐酸至溶液 pH7，再蒸发结晶。题三： 【猜想与假设】H 2和 SO2【实验探究】 （1）长颈漏斗 B 或 C （2）SO 2（3）吸收 SO2 2NaOH+SO 2=Na2SO3+H2O（4）吸收水蒸气（5）排尽装置内的空气 黑色固体变红【实验结论】丙【反思与交流】随着反应的进行浓硫酸变成了稀硫酸 只产生氢气或无污染（合理答案均可）详解：【猜想与假设】气体还可能是
18、 H2和 SO2的混合物。【实验探究】 （1）由题图知 a 是长颈漏斗；根据反应物的状态和反应条件可知选取的发生装置为 B或 C。（2）由资料知 SO2有刺激性气味，易溶于水，能使品红溶液褪色，观察到 E 中品红溶液褪色，证明气体中含有二氧化硫。（3）生成的二氧化硫会造成空气污染，所以用氢氧化钠溶液吸收，二氧化硫与氢氧化钠反应生成10亚硫酸钠和水。（4）浓硫酸具有吸水性，所以 F 装置中的浓硫酸可以除去混合气体中的水蒸气。（5）氢气与空气混合在加热时可能发生爆炸，因此，在加热前要先通一段时间的气体，把装置内的空气全部排出；氢气能与氧化铜在加热条件下反应生成铜和水，会观察到黑色固体变红色。【实验
19、结论】由以上分析得出气体中既有氢气，也有二氧化硫，故丙同学的猜想正确。【反思与交流】随着反应的进行，浓硫酸逐渐变为稀硫酸，锌与稀硫酸反应生成氢气。 锌与浓硫酸反应会生成污染空气的二氧化硫，而与稀硫酸反应生成氢气，不会污染空气。题四： （1）2HCl+CaCO 3=CaCl2+H2O+CO2（或 2H2O2 2H2O+O2） 温度达到可燃物着火点 磷 （2）Ca(OH) 2溶液变浑浊 Fe 2O3+3CO 2Fe+3CO2 h、g、e、f、c（或 d） d（或 c） b 将尾气点燃或进行收集等，防止 CO 污染空气（3）生成氧气的质量为 30.9 g-21.3 g=9.6 g，设原固体混合物中氯
20、酸钾的质量为 x。2KClO3 2KCl+3O2245 96x 9.6 g24596. gx解得： x= 24.5 g答：原固体混合物中氯酸钾的质量为 24.5 g。详解：（1）双球管中分别装有石灰石、二氧化锰，当滴管中的液体滴下时，分别产生二氧化碳和氧气，书写化学方程式时注意标注反应条件、气体符号并配平；挤压右滴管后，过氧化氢溶液与二氧化锰混合可产生氧气，燃烧管内有白磷和红磷，微热燃烧管后，白磷达到着火点而燃烧，红磷未达到着火点，不能燃烧，由此可说明燃烧需要温度达到可燃物的着火点；相同质量的磷、铁、镁分别在氧气中完全燃烧，化学方程式分别为 4P+5O2点燃 2P2O5、3Fe+2O 2点燃
21、Fe3O4、2Mg+O 2点燃 2MgO，金属与氧气的质量比分别为124:160= 01:，168:64=1: 81，48:32=1: 23，故等质量的三种物质完全燃烧时，消耗氧气最多的11是磷。（2）CO 还原 Fe2O3生成 CO2，因此 A 装置中观察到氢氧化钙溶液变浑浊；B 装置中发生的是一氧化碳还原氧化铁的反应，反应的化学方程式为 Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2，注意标注反应条件和配平；本实验的目的是制取纯净、干燥的一氧化碳并验证气体产物，因此要先通过 D 装置除去二氧化碳，然后通过 C 装置除去水蒸气，接着通入 B 装置还原氧化铁，最后通入 A 装置验证气体产物，并且洗气及检
22、验气体产物时，气体要“长进短出” ，因此装置中导管接口从左到右的连接顺序为：一氧化碳发生装置接 h、g 接 e、f 接 c（或 d） 、d（或 c）接 b；题装置中没有尾气处理装置，可在装置末把尾气点燃或收集起来。（3）根据质量守恒定律可知，固体减少的质量即为生成氧气的质量，则氧气的质量为：30.9 g-21.3 g=9.6 g；然后利用氯酸钾分解的化学方程式即可计算出原固体混合物中氯酸钾的质量。题五： 【实验探究】 CO 2+Ca(OH)2=CaCO3+H 2O【交流反思】 （1）碳酸氢钠溶液也呈碱性 （2）碳酸钠 【继续探究】 406m n 8或 253 n 1m或 0.42m n0.52
23、 m【拓展应用】C详解：【实验探究】由资料知，碳酸钠溶液、碳酸氢钠溶液均呈碱性，故小月测出溶液的pH7；小妮将粉末加热，生成了水和能使澄清石灰水变浑浊的气体二氧化碳，因此 B 中反应的化学方程式为 CO2+Ca(OH)2=CaCO3+H 2O。【交流反思】 （1）小月实验结论不准确是因为碳酸氢钠溶液也呈碱性，因此不能仅依据溶液的pH7 就断定猜想 1 成立；（2）小妮把粉末加热后，产生了二氧化碳和水，同时生成碳酸钠，但不能排除原来粉末中是否含有碳酸钠。【继续探究】小威称取 m g 白色粉末与足量稀盐酸反应，充分反应后生成二氧化碳的质量为 n g，若把 m g 白色粉末都看成碳酸钠，则根据化学方
24、程式 Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2，可计算出 n4106；若把 mg 白色粉末都看成碳酸氢钠，则根据化学方程式 NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2，可计算出 n= 8，因此， n 的取值范围为 4106 n 8m或 5 n 1或 0.42m n0.52 m。12【拓展应用】碳酸氢铵放置在空气中容易分解生成氨气、水、二氧化碳；浓硫酸、氢氧化钠、氯化钠在常温下放置一段时间不会分解，故选 C。题六： （1）2KMnO 4 K2MnO4MnO 2O 2 0.32（2）氧气的密度比空气略大 （3）探究高锰酸钾溶液浓度与鸡皮被腐蚀程度的关系 （4）其他条件相同时，酸性高锰
25、酸钾溶液浓度越高对铜的腐蚀性越强 （5） （6）8H 2O 详解：.（1）设 3.16 g KMnO4受热分解产生 O2的质量为 x。2KMnO4 K2MnO4MnO 2O 2316 323.16g x316.g2x解得： x=0.32 g（2）根据氧气的密度比空气大，所以用向上排空气法。. （3）实验 1 是完成不同浓度的高锰酸钾溶液对鸡皮的腐蚀程度的分析，腐蚀现象差异是由实验变量造成的。该实验的目的是探究高锰酸钾溶液浓度与鸡皮被腐蚀程度的关系。（4）通过比较实验 2 中的和可以看出，两者除了高锰酸钾浓度不同，其余反应条件相同，可以得出结论酸性高锰酸钾溶液浓度越高对铜的腐蚀性越强。（5）证明 KMnO4溶液单独作用下铜片不被腐蚀；证明 H2SO4溶液单独作用下铜片也不被腐蚀；证明 KMnO4与 H2SO4共同作用时对铜才有腐蚀性。由此得出结论。（6）根据质量守恒定律，在化学反应前后，原子的种类和数目不变，得出化学方程式应为5Cu+2KMnO4+8H2SO4=5CuSO4+2MnSO4+K2SO4+8H2O。
