1、化学,第27讲 专题五 科学探究,一、题型简介 化学是一门以实验为基础的科学。此类专题通常利用化学的基本知识和实验基本技能，以实验为载体设计化学问题，重点考查学生的观察能力、实验能力、科学探究能力等能力的笔试试题。题型多样，涉及选择、填空、简答、信息、计算等多种题型，全面考查各种能力。 二、方法指导 1根据实验考查的不同要求进行归类：常见仪器的使用；设计化学实验探究方案；对化学实验数据分析处理。 2重点实验进行重点复习。例如：一些性质实验，既进行了实验操作，又复习了物质知识。 3根据不同实验内容，进行专题复习。如可按常用仪器的使用；气体的制取及实验；化学实验的探究、酸、碱、盐的性质的探究等专题
2、来进行复习。,三、实验方案设计的一般过程提出问题作出猜想制订计划收集证据设计实验得出结论反思与评价四、科学探究设计的原则 1实验设计必须遵循科学性 2实验设计必须注意可行性 3实验设计必须遵循有关原理的规律性,命题解读关于物质成分的探究是中考的重点，以物质的性质为基础，对物质的成分进行探究，考查的命题点有溶液的组成、固体的组成等。 【例1】(2015，泰安)“双吸剂”一种常见袋装食品的保鲜剂，能吸收空气中的氧气、二氧化碳和水蒸气等。化学兴趣小组的同学在袋装食品中发现一包名为“双吸剂”的固体物质，其标签如图所示。同学们对这包久置的“双吸剂”的固体样品很好奇，设计实验进行探究。,【提出问题】久置“
3、双吸剂”固体的成分是什么？ 【查阅资料】铁与氯化铁溶液在常温下生成氯化亚铁：Fe2FeCl3=3FeCl2； 碱性的碳酸钠溶液可以和中性的氯化钙溶液发生复分解反应。 【作出猜想】久置固体中可能含有Fe、Fe2O3、CaO、Ca(OH)2、CaCO3。 【实验探究1】下表是小明设计的实验方案和记录的实验报告，请你补充完整。,【实验质疑】小组同学通过讨论认为实验并不能得出一定不含有Fe2O3的结论，理由是 Fe2O36HCl=2FeCl33H2O_2FeCl3Fe=3FeCl2 (用化学方程式表示)。 为进一步确定这包久置的“双吸剂”固体的成分，进行如下定量实验。 【实验探究2】取3 g样品研碎，
4、并用磁铁充分吸引后，得到剩余固体2.6 g，按照下图流程进行实验，请回答相关问题：,(1)操作二、操作三名称是_；(2)固体的成分是 (填物质的化学式，下同)；(3)烧杯A中溶液和加入的碳酸钠溶液反应的化学方程式为 Na2CO3Ca(OH)2=CaCO32NaOH；(4)依据实验探究1、2中现象的分析及数据进行计算，这包久置“双吸剂”固体的成分是 Fe、Fe2O3、CaCO3、CaO、Ca(OH)2。,过滤,CaCO3、Fe2O3,【实验反思】下列实验探究的反思中，不正确的是_(填字母)。 A对物质成分的探究有时需要定性与定量相结合 B实验探究2烧杯C中的溶质为Na2CO3、NaOH C实验探
5、究1、2中都有气体产生，但生成的气体成分不同 D在原样品中加入足量盐酸有4个反应产生【方法指导】解答此类题题目，猜想必须完整，围绕猜想利用不同物质的特性设计实验，分析得出结论。,D,命题解读有关物质变质是辽宁中考的高频考点，常出现在实验探究题，主要命题点有氢氧化钠的变质、生石灰的变质、干燥剂的变质等。 【例2】 (2015，益阳)某同学发现，上个月做实验用的NaOH溶液忘记了盖瓶盖。对于该溶液是否变质，同学们开始实验探究。 【猜想假设】猜想(1)：该溶液没有变质，为NaOH溶液。 猜想(2)：该溶液全部变质，为Na2CO3溶液。 猜想(3)：该溶液部分变质，为NaOH和Na2CO3的混合溶液。
6、 【查阅资料】Na2CO3溶液呈碱性。 【设计方案】请你完善下表几组同学探讨的设计方案：,【探究实验】综合各小组的方案后，动手实验。 【结论与反思】NaOH溶液易与空气中CO2反应而变质，所以要密封保存。 【拓展延伸】同学们设计了下列两套装置进行实验：,用胶头滴管吸取某种液体，锥形瓶中充入一种气体或放入一种固体物质，挤压胶头滴管。一段时间后，两装置中气球明显胀大。 (1)甲装置中可能发生反应的化学方程式是 CO22NaOH=Na2CO3H2O。,(2)若乙装置中胶头滴管吸取的是稀盐酸，则锥形瓶中放入的固体可能是_。【方法指导】解答此类题主要理解物质变质的原因，掌握变质后的物质和原物质的性质差异
7、，设计实验证明是没有变质、部分变质还是全部变质。,Zn,命题解读有关实质类探究是中考常见的考点，主要出现在实验探究题中，主要命题点有化学反应是否进行、反应中粒子的探究等。 【例3】(2015，宜昌)某化学社团的同学发现，不同物质的变化常伴随着相同的实验现象。但从化学的角度去研究，会发现其有本质的区别。 【现象分析】,实验一：向盛有一定量氢氧化钠固体的试管里加入一定量的水，迅速用带导管的橡皮塞塞紧试管口，并将导管另一端通入盛有水的试管中，振荡左侧试管(如右图)。 实验二：用氧化钙代替氢氧化钠重复一次上述实验。,上述两个实验的相同现象之一是 左侧试管发热(或右侧试管内试管口有气泡冒出)； 上述两个
8、实验中，其中一个实验发生了化学变化，其化学方程式是 ；另一个实验没有发生化学变化。 【本质归纳】 相同的实验现象，既可以由物理变化引起，也可以由化学变化引起。 【探究运用】 在探究白色粉末的组成时，要研究相同实验现象的本质区别。 实验三：有一包白色粉末可能含有硫酸钡、碳酸钾和氢氧化钡中的一种或几种，取一定量该粉末加入到盛有足量水的烧杯中，搅拌，静置，观察到烧杯中有白色不溶物。 小明同学认为，白色粉末中一定含有硫酸钡； 小意同学认为小明的结论不准确，其理由可用化学方程式表示为 。,CaOH2OCa(OH)2,K2CO3Ba(OH)2=BaCO32KOH,针对上述两位同学的观点，小燕同学进一步设计
9、如下实验方案 进行探究：,(1)步骤中发生化学反应的化学方程式是 K2CO3BaCl2=BaCO32KCl。 (2)步骤中，加入酚酞溶液后，若溶液E为无色，则原白色粉末的组成是 (填化学式，下同)；若溶液E为红色，则滤液A中一定含有的溶质是 、_，原白色粉末的可能组成 是 (3)小鹏同学认为，只需取少量滤渣B，加入过量的稀硝酸，若看到的现象是 ，就足以说明原白色粉末中只含有碳酸钾和氢氧化钡。 【方法指导】解答此类题可根据物质的化学性质设计实验，记录,分析实验现象，由此得出结论。,BaSO4、K2CO3,K2CO3,KOH,Ba(OH)2、K2CO3或BaSO4、Ba(OH)2、K2CO3。,白
10、色不溶物全部消失,命题解读规律类探究主要是对金属活动性的探究。 【例4】(2015，义乌)小明在学习金属活动性顺序后，知道钾、钙、钠金属活动性特别强，能与水反应生成碱和氢气。他想镁紧排在钠后面，它是否也能与水反应呢？ 【提出问题】镁是否能与水反应？ 【实验探究】在两个烧杯中，分别加入等量的冷水和镁条，用酚酞作指示剂，实验过程和现象如图：,【反思与总结】 (1)小明得出的实验结论是 。 (2)小明发现B试管放置空气中一会儿溶液的红色会褪色，这说明溶液的碱性减弱了。于是他大胆作出了一个猜想并设计了验证方案小明通过实验验证了自己的猜想是正确的。：,镁不能与冷水反应，能与热水反应,加热,(3)一段时间
11、后，小明观察到镁条在热水中无现象，但当他想到实验室制取二氧化碳不能用稀硫酸和大理石反应时，便有了解释。他的解释是 。【方法指导】利用物质的性质进行对比实验分析得出结论。,镁条表面覆盖了难溶于水的氢氧化镁导致反应终止,命题解读主要通过设计实验得出物质的一些性质，从而更好掌握物质的性质。 【例5】 (2015，十堰)某学习小组探究氢氧化钙溶液的化学性质，并做了延伸探究。 探究一：甲同学设计如下实验方案，请你帮他完成实验报告：,【提出问题】方案(3)中褪色溶液中的溶质是什么？ 【查阅资料】氯化钙溶液呈中性。 【作出猜想】乙同学从反应情况分析，溶液中除含少量酚酞外，溶质可能有以下三种情况： CaCl2
12、； CaCl2和HCl； CaCl2和Ca(OH)2。 【分析讨论】丙同学从实验现象分析得出，猜想肯定不合理，其理由是 稀盐酸加入滴有酚酞的石灰水中，红色褪为无色，说明溶液为中性或酸性，不可能有氢氧化钙。,探究二：丁同学为进一步验证乙同学的猜想，设计实验如下：将实验方案(3)褪色溶液倒入烧杯中，向其中逐滴滴加碳酸钠溶液至过量，边滴边振荡，实验后的沉淀质量与滴加碳酸钠溶液体积的关系如图所示。,写出实验过程中的现象 开始时溶液中有气泡产生，一会儿溶液中又出现了白色浑浊，溶液最终变红色。【得出结论】乙同学的猜想中_(填序号)合理。,【反思讨论】学习小组结合图象，分析了丁同学实验过程中烧杯内溶液的变化
13、，下列说法正确的是_(填字母)。 A溶液质量逐渐增大 B氯化钠溶液质量逐渐增大，V2后不变 C氯化钙的质量先增大后减小 D溶液的pH一直在增大 【方法指导】认真分析实验现象得出实验结论。,AB,命题解读主要应用对比实验来探究一些化学反应的条件，主要有铁生锈、复分解反应发生的条件、化学反应速率的影响因素及催化剂等命题点。 【例6】(2015，雅安)研究和控制化学反应条件有重要意义。 (1)同学们想探究双氧水的溶质质量分数对反应速率的影响。在其他条件相同的情况下进行了三次实验，记录各收集一瓶相同体积氧气所需要的时间。,B,5,相同条件下，反应物浓度越大，反应速率越快,(2)同学们通过查阅资料得知，
14、双氧水在70 以上会较快分解产生氧气。为了验证加热双氧水也可以产生氧气，同学们选择右图装置(气密性良好)进行实验。实验中观察到试管内产生气泡，但将带火星的木条放在导管口没有复燃， 可能的原因是 ，同学们分析原因后，采用了 法收集气体，再检验，证明加热双氧水也可产生氧气。 【方法指导】通过控制变量法进行实验，认真分析实验的条件、实验现象，得出实验的结论。,氧气中混有较多的水蒸气,排水集气,1(2015，赤峰)设计对比实验，控制变量是学习化学的重要方法，下列对比实验不能达到目的的是( ),C,2.(2015，十堰)在下列实验中，观察到的现象或得出的结论，完全正确的有( ),A,浓氨水出现红色，说明
15、分子很小且是不断运动的 既能说明甲烷具有可燃性，又能说明甲烷是由氢元素和氧元素组成的 既能说明二氧化碳的密度比空气大，又能说明二氧化碳不能燃烧，也不支持燃烧 既能探究可燃物燃烧的条件，又能说明白磷的着火点比红磷低 铁钉表面无明显现象，能说明铁生锈的条件是要有氧气和水参与 A2个 B3个 C4个 D5个,A,4(2015，娄底)亮亮同学做镁条在空气中燃烧的实验时，发现镁条燃烧除生成白色固体(MgO)外，还有少量的淡黄色固体生成。这种淡黄色固体是什么呢？亮亮在老师的指导下进行有关实验探究。 【实验探究】将该淡黄色固体投入到盛有水的烧杯中。 【实验现象】在烧杯中产生白色沉淀，并有刺激性的氨味气体产生
16、。 【教师指导】上述反应产生的白色沉淀为Mg(OH)2，生成的气体为NH3；反应过程中没有任何元素化合价的改变。 【问题解决】此淡黄色固体中肯定含有镁元素和_元素，判断的依据是 ；若该物质仅由两种元素组成，其化学式为 ，此物质与水反应的化学方程式 为 【相关结论】空气中氮气(N2)和氧气(O2)的体积比约为_，但镁条在空气中燃烧只生成少量的淡黄色固体，由此得出的一个结论是 。,N,化学反应前后元素的种类不变,Mg3N2,Mg3N26H2O=3Mg(OH)22NH3。,41,N2的化学性质比O2稳定,5(2015，贵阳)由于二氧化碳与氢氧化钠反应无明显现象，对此同学们展开了探究，请你参与。 【提
17、出问题】二氧化碳与氢氧化钠能否发生反应？ 【查阅资料】常温下，氢氧化钠、碳酸钠在乙醇中的溶解性如下。,【方案设计】小明同学设计了如图所示装置进行探究。,【实验探究】 (1)溶液配制。甲溶液：将一定质量的氢氧化钠固体加入到一定体积的乙醇中，用玻璃棒不断搅拌，使其成为饱和氢氧化钠的乙醇溶液。量取一定体积的乙醇要用到的仪器是 ，用玻璃棒搅拌的目的是 。 乙溶液：将一定质量的氢氧化钠固体加入到一定体积的75%的乙醇溶液中，用玻璃棒不断搅拌，使其成为不饱和氢氧化钠的乙醇溶液。判断甲、乙溶液形成的现象是 甲烧杯底部有固体，乙烧杯底部没有固体。 (2)进行实验，按图所示装置加入药品后进行实验。A中发生反应的
18、化学方程式为 ，B装置的作用是 ，C中观察到的现象是 。,量筒和胶头滴管,加速溶解,2HClCaCO3=CaCl2H2OCO2,除去氯化氢气体,溶液变浑浊,【实验结论】 (3)由此小明得出二氧化碳与氢氧化钠发生了化学反应，反应的化学方程式为 。【反思交流】(4)小刚同学认为小明的实验还不足以证明二氧化碳与氢氧化钠发生了化学反应，还应补充的实验是 将二氧化碳通入乙醇溶液，观察是否有沉淀产生。(5)若将图C中甲溶液换成乙溶液进行实验，C中可能无明显现象发生，原因可能是 。,2NaOHCO2=Na2CO3H2O,通入CO2的量少，生成的碳酸纳溶解在水中,6(2015，盐城)实验室中有一瓶长期使用的氢
19、氧化钠固体样品，某兴趣小组的同学对该样品的成分及含量进行探究。 【发现问题】该样品中含有哪些物质？ 【查阅资料】NaOH在空气中不会变成NaHCO3； BaCl2溶液呈中性，Ba(OH)2是可溶性碱； CO2在饱和的NaHCO3溶液中几乎不溶解。 【提出猜想】猜想I：NaOH； 猜想II：Na2CO3； 猜想III：NaOH和Na2CO3。 【设计实验】,【收集证据】 (1)若现象A是有气泡产生，则X溶液为 ，则_(填“猜想”“猜想”或“猜想”)不成立。(2)若X溶液为BaCl2溶液，现象A是有白色沉淀生成，则产生沉淀的化学方程式是 。取反应后的上层清液，测定其pH，当pH_(填“”“”或“”
20、)7，则证明猜想成立。【定量分析】确定部分变质样品中Na2CO3的质量分数。,稀盐酸,猜想I,BaCl2Na2CO3=BaCO32NaCl,兴趣小组的同学用上图所示装置进行实验。 步骤如下：按图连接好装置，并检查气密性；准确称取该样品1.0 g，放入烧瓶内；打开活塞，滴加30.0%的稀硫酸至过量，关闭活塞；反应结束后，量筒内液体的读数为55.0 mL。(已知：室温条件下，CO2的密度为1.6 gL1) (1)B装置集气瓶内原有的空气对实验结果_(填“有”或“没有”)影响。饱和NaHCO3溶液如果用水代替，则所测CO2体积_(填“偏大”“偏小”或“不变”)， 理由是 。 (2)计算该样品中Na2CO3的质量分数 。 【实验反思】有同学指出，上述三种猜想并不全面，请再提出一种猜想 。,没有,偏小,CO2能溶于水(或CO2能与水反应),21.2%,NaOH、Na2CO3和H2O(或Na2CO3、H2O),
