1、专题五 科学探究一、选择题1某同学通过实验比较四种金属的活动性强弱。他取等质量的金属粉末分别与足量的等质量分数的稀盐酸反应，实验结果记录在下表。由此得出的实验结论正确的是(B)金属 是否放出气体 收集 20 mL 气体所需时间X 是 4 sY 不 /Z 是 43 sW 是 97 sA.W 是最不活泼的金属B四种金属的活动性顺序为 XZWY CY 一定是铜D在单位时间内，产生的气体量由多到少的顺序为 XYZW2(2015，苏州)通过下列图示实验得出的结论中正确的是(B)A图 1 所示实验既说明甲烷具有可燃性，又说明甲烷中含有碳、氢两种元素B图 2 所示实验既说明二氧化碳密度比空气大，又说明二氧化
2、碳不能燃烧也不支持燃烧C图 3 所示实验既说明电解水生成氢气和氧气，又说明水是由氢气和氧气组成的D图 4 所示实验既可探究可燃物的燃烧条件，又说明红磷不是可燃物3在化学活动周中，某校兴趣小组同学在课题组(培养中学生基本科学素养的化学实验教学研究)老师的指导下，将课本“测定空气中氧气的含量”实验装置(如图甲)改进为新的实验装置(如图乙)，改进后的实验装置相对于原装置，以下评价不恰当的是(C)A反应容器体积小，药品消耗少B装置简洁，减少了图甲装置中导管引起的误差C白磷比红磷着火点高，使用更安全D容器内径相等，易准确推算出空气中氧气的含量4(2016，青岛)(双选)下图是某兴趣小组设计的四个实验装置
3、示意图，其中能够达到实验目的的是(AC)二、实验探究题5(2016，广安)蚊虫叮咬时能在人体皮肤内分泌出蚁酸，让人痛痒不止。某课外兴趣小组在老师的带领下决定对蚁酸进行探究。【提出问题】蚁酸的成分是什么？它有什么性质？【查阅资料】蚁酸是一种有机酸，化学名称叫做甲酸，化学式为 HCOOH，蚁酸在一定条件下会分解成两种氧化物。【实验与探究一】向盛有蚁酸溶液的试管中滴加紫色石蕊溶液，观察到溶液颜色变成红色，说明蚁酸溶液显_酸_性。【实验与探究二】(1)小明同学根据蚁酸中含有氢元素，推测出生成物中含有水；(2)另一种生成物是气体，小刚提出两种猜想：猜想：该气体是_二氧化碳_；猜想：该气体是一氧化碳。为了
4、证明自己的猜想，他们将蚁酸分解产生的气体通过如图所示的装置(铁架台已略去)，观察现象。.实验时装置 A 中无明显变化，则猜想_不成立_(填“成立”或“不成立”)。.实验时装置 C 中的实验现象是_黑色固体变为紫红色_，由上述实验现象，得出猜想成立。【评价与反思】E 处酒精灯的作用是_燃烧除去一氧化碳，避免空气污染_。6(2016，丽水)小科同学对实验中已经变质的氢氧化钠固体进行探究。【提出问题】氢氧化钠是否完全变质？【猜想与假设】部分变质，固体是 NaOH 和 Na2CO3的混合物；全部变质，固体是 Na2CO3。【查阅资料】NaOH 溶液与 FeCl3溶液会发生反应，有红褐色絮状沉淀等现象出
5、现；NaCl 溶液和 BaCl2溶液均呈中性。【进行实验】步骤 实验操作 实验现象1 取少量固体于小烧杯中，加水充分溶解 固体全部溶解2 取少量烧杯中的溶液于试管中，加入过量的 BaCl2溶液 产生白色沉淀3 取步骤 2 试管静置后的少量上层清液于另一试管中，再加 入少量 FeCl3溶液产生红褐色絮状沉淀【解释与结论】(1)请将步骤 3 实验操作补充完整；(2)步骤 2 加入过量 BaCl2溶液的目的是_检验并除去溶液中的碳酸钠_；(3)根据实验现象，可确定该固体是 NaOH 和 Na2CO3的混合物。【交流与评价】小科同学把步骤 3 中的 FeCl3溶液改成无色酚酞试液，若无色酚酞试液变红，
6、也可以确定该固体是 NaOH 和 Na2CO3的混合物。你认为是否合理？_合理_。原因：_足量 BaCl2溶液与 Na2CO3反应除去 Na2CO3，溶液中剩下 BaCl2、NaCl 均呈中性，若酚酞变红色，则可说明固体含有 NaOH，也就可以确定该固体是 NaOH 和 Na2CO3的混合物_。7(2016，江西)下图是两个实验小组分别进行“加热硫酸铜和氢氧化钠溶液反应后生成物”的实验过程示意图：【甲组】氢氧化钠与硫酸铜反应的化学方程式为_2NaOHCuSO 4=_Na2SO4Cu(OH)2_，加热后产生黑色的氧化铜。【乙组】为寻找实验中没有产生氧化铜的原因，他们进行了以下实验探究：【查阅资料
7、】在酸性条件下，氢氧化钠与硫酸铜在溶液中可发生如下反应：6NaOH4CuSO 4= 3Na2SO4Cu 4(OH)6SO4，生成的碱式硫酸铜是不溶于水的蓝白色固体，加热不易发生分解。【提出猜想】根据资料分析，同学们针对试管中溶液呈酸性的原因作出以下猜想：猜想.硫酸铜溶液呈酸性；猜想.生成的硫酸钠使溶液呈酸性。【实验与结论】实验：用 pH 试纸测定硫酸铜溶液的酸碱度，得出其 pH_(填“” “”或“”)7，硫酸铜溶液呈酸性，猜想成立。实验：向盛有硫酸钠溶液的试管中滴加石蕊溶液，观察到溶液显紫色，硫酸钠溶液呈_中_(填“酸” “中”或“碱”)性，猜想不成立。【交流与反思】(1)乙组同学认真分析甲组
8、实验后，一致认为不需要通过实验就可以判断猜想不成立，理由是_甲组同学实验中也有硫酸钠生成，若它显酸性，在此条件下氢氧化钠与硫酸铜反应会生成蓝白色沉淀_。(2)在化学反应中，相同的反应物因其质量比不同可能会导致生成物不同，请另举一例_碳和氧气(或乙醇和氧气或甲烷和氧气等)_ (写出反应物即可)。8(2015，滨州)某化学课堂围绕“酸碱中和反应” ，将学生分成若干小组，在老师引导下开展探究活动。以下是教学片段，请你参与学习并帮助填写空格(包括表中空格)。【演示实验】将一定量的稀 H2SO4加入到盛有 NaOH 溶液的小烧杯中。【学生板演】该反应的化学方程式_H 2SO42NaOH= =Na2SO4
9、_2H 2O_。【提出问题】实验中未观察到明显现象，部分同学产生了疑问：反应后溶液中溶质是什么？【假设猜想】针对疑问，大家纷纷提出猜想。甲组同学的猜想如下，请你补上猜想四。猜想一：只有 Na2SO4猜想二：有 Na2SO4和 H2SO4猜想三：有 Na2SO4、H 2SO4和 NaOH 猜想四：_NaOH、Na 2SO4_乙组同学对以上猜想提出质疑，认为有一种猜想是不合理的。不合理的猜想是_猜想三_，理由是_H 2SO4和 NaOH 在溶液中不能共存_。【实验探究】(1)丙组同学取烧杯中的溶液少量于试管中，滴加几滴 CuSO4溶液，无明显变化，溶液中一定没有_NaOH_。(2)为了验证其余猜想
10、，各学习小组利用烧杯中的溶液，并选用了老师提供的 pH 试纸、Na2CO3溶液、BaC1 2溶液，进行如下三个方案的探究。实验方案 测溶液的 pH 滴加 Na2CO3溶液 滴加 BaCl2溶液实验操作实验现象 试纸变色，对比 比色卡，pH7 有气泡产生 产生白色沉淀实验结论 溶液中有 H2SO4溶液中有H2SO4溶液中有H2SO4【得出结论】通过探究，全班同学一致确定猜想二是正确的。【评价反思】老师对同学们能用多种方法进行探究，并且得出正确结论给予了肯定。同时指出(2)中存在两处明显错误，请大家反思。同学们经过反思发现了如下两处错误：实验操作中的错误是_pH 试纸浸入溶液中_；实验方案中也有一
11、个是错误的，错误的原因是_Na 2SO4与 BaCl2反应也会生成白色沉淀，不能证明一定有 H2SO4存在_。9(2016，威海)探究影响化学反应速率的因素：(1)发现和提出问题镁在空气中能够剧烈燃烧，铁丝在氧气中能够剧烈燃烧，而真金不怕火炼，这说明决定物质之间能否发生反应以及反应速率的内因是_反应物本身的性质(或反应物的组成/结构/组成和结构)_。蜡烛在氧气中燃烧比在空气中燃烧剧烈，这一事例中影响化学反应速率的因素是_反应物的浓度(或氧气的浓度)_；夏天，将食品放在冰箱里不容易变质，这一事例说明温度也能影响化学反应速率。温度如何影响反应速率呢？(2)猜想与假设温度越高，反应速率越快。(3)收
12、集证据实验药品：颗粒大小相同的锌粒；两份相同溶质质量分数、不同温度的稀硫酸(20 、40 )。供选仪器：药匙、气体发生装置 2 套(气密性良好)、量筒 2 支、分液漏斗、秒表、胶头滴管、水槽、大试管 2 支。利用上述仪器和药品，补充完成下表的实验报告。观察或测量的量 选用的仪器 实验步骤 实验现象 实验结论产生相同体积(一试管)的气体所需时间气体发生装置、秒表、胶头滴管、水槽、大试管、药匙、量筒1.分别取相同数量(或质量)的锌粒于两套气体发生装置中；2.分别取相同体积、不同温度的稀硫酸加入到两套气体发生装置中；3.记录收集一试管气体所需的时间温度高的，收集一试管气体所需的时间短温度越高，反应速
13、率越快。反应的化学方程式是ZnH 2SO4=_ZnSO4H 2。该实验可以观察或测量的量有多种，除了上述观测点外，可以观察或测量的量还有(写一条)_相同时间内收集气体的体积(或反应结束所需的时间或消耗等量锌粒所需的时间或消耗等量的稀硫酸所需的时间)_等。(4)结论与解释从微观的角度分析“温度越高，反应速率越快”的原因是_温度越高，微粒运动速率加快，有效碰撞机会增多_。(5)拓展分析根据其他测定方法，实验小组的同学绘制了锌粒与稀硫酸反应产生氢气的速率随时间变化的曲线，如图所示。请据图分析：时间 0t 内，反应速率逐渐加快的主要原因是_反应放热，温度升高，反应速率加快_；时间 t 以后，反应速率逐
14、渐减慢的主要原因是_随着反应的进行，反应物的浓度减小，反应速率减慢_。10(2016，宜昌)设计方案是实验探究的保证，感悟方法是探究的根本目的。某合作学习小组开展了如下探究。实验一：检验氢氧化钠溶液中是否含有氢氧化钙。【分析】从组成上看，氢氧化钙和氢氧化钠都属于碱，它们在水溶液中都能电离出相同的_OH _(填符号)，所以具有相似的化学性质。但由于电离出的 Na 和 Ca2 不同，所以性质也有不同。设计实验时可加入能电离出 CO 的试剂，利用 CO 与 Ca2 结合产生23 23白色沉淀这一特殊现象予以检验。【设计方案并实验】实验操作 现象 结论方案一 取少量待测溶液于试 管中，通入 CO2出现
15、白色沉淀方案二取少量待测溶液于试管中，滴加 K2CO3或Na2CO3或(NH 4)2CO3溶液出现白色沉淀 氢氧化钠溶液中含有 氢氧化钙写出上述方案中出现白色沉淀的一个化学方程式_CO 2Ca(OH) 2=_CaCO3H 2O或Na2CO3Ca(OH) 2=_CaCO3 2NaOH_。【方法感悟】在检验物质时，要分析物质的组成和_性质(或化学性质)_，据此选择加入恰当的试剂，最后根据不同现象得出结论。【延伸探究】 实验二：有一包白色固体，可能含有氯化钠、氢氧化钠、碳酸钠、硫酸钠和硝酸钡中的一种或几种。为探究其组成，某合作学习小组设计方案并进行了如下实验：(1)上述实验中，过滤操作用到的玻璃仪器
16、有：烧杯、玻璃棒和_漏斗_。(2)小晶同学通过上述实验推知：白色固体样品中一定不含有_Ba(NO 3)2_。(3)为确定白色固体样品中可能存在的物质，小燕对沉淀 C 进行实验。实验操作 现象 结论取少量沉淀 C 于试管中，加入过量稀 HCl(或稀 HNO3) 有气泡产生，沉淀全部消失白色固体样品中一定含有Na2CO3(4)小虎同学认为白色固体中还有物质不能确认其是否存在，其理由是(用化学方程式表示)：_BaCl 22AgNO 3=_2AgClBa(NO 3)2(或 BaCl2_Na 2CO3=_BaCO32NaCl_)_。如要确认，只需将上述实验方案中所加的一种试剂改为_Ba(NO 3)2溶液
17、_即可。【方法感悟】若其他物质的存在对所检验的物质有干扰时，可先将干扰物质转化，再选择加入恰当的试剂，最后根据不同现象得出结论。11(2016，河南化学竞赛)某研究性学习小组对“氯碱工业”生产的烧碱样品(可能含有碳酸钠、氯化钠等杂质)进行如下探究。.定性探究实验证明实验步骤 实验现象 解释或结论取适量烧碱样品置于试管中，加水溶解，并用手触摸试管外壁。试管外壁发热 原因是_氢氧化钠固体溶于 水放热_向所得的溶液中逐滴加入过量_稀硝酸_一开始无明显现象，一段时间后产生能使澄清石灰水变浑浊的气体。样品中含有的杂质是_碳酸钠_。向所得的溶液中滴加几滴硝酸银溶液 产生白色沉淀样品中还含有的杂质是_氯化钠
18、_.定量探究 ：用下列装置测量烧碱样品中含碳酸钠的质量分数(提示：碱石灰成分为 CaO 和 NaOH)。请回答下列问题：(1)装置 A 中氢氧化钠溶液的作用是_除去进到装置里的空气中的 CO2_；(2)为什么先通一会儿空气后再进行装置 B 的化学反应，原因是_将容器中的空气排干净，减小实验误差_；(3)写出装置 B 中化学反应产生气泡的化学方程式：_H2SO4_Na 2CO3=_Na2SO4_CO 2_H 2O_，在滴加稀硫酸时，为什么要滴加到不再产生气泡为止_保证将样品中的碳酸钠反应完，使测量结果更准确_；(4)本实验通过碱石灰增重测定 CO2的质量，E 装置的作用是_吸收从装置右侧进入的空气的 CO2_。要称量的装置是_D_(填“D”“E”或“D、E”)。
