1、第二部分 重点冲刺专题,专题六 探究性试题,类型一 简答类探究性试题专题攻略 【方法指导】在解答简答类探究性试题时，要注意以下几点：仔细审题，提取题干中的重要信息；从探究物质的性质入手，采用逆推的思维方式，根据物质的性质选择合适的试剂，是否有明显的现象判断物质的存在；书写步骤、现象、结论时要注意语言表述要准确、合理化、规范化使用化学用语，避免口语化。,【答题模板】在书写反应现象、实验结论时要注意语言规范、准确如下： 有关溶液现象叙述主要有：溶液颜色由变成，产生色的沉淀，产生大量气泡；有关固体现象的叙述主要有：表面产生大量气泡，固体逐渐溶解，固体的颜色由变成色，固体表面覆盖了一层色的固体；有关气
2、体现象的叙述：如生成气味的气体。,针对训练 1. 科技节活动中，某化学实验小组做了如图所示实验，将注射器中氢氧化钠溶液注入瓶中，会看到鸡蛋被“吞”入瓶中，因此小方同学得出结论：氢氧化钠溶液与二氧化碳发生了反应。另一位同学指出若要证明氢氧化钠与二氧化碳发生了反应，还需补做相关的实验，请简要写出实验的步骤、现象和结论。,实验步骤：另取一个与该实验装置相同的装置，注射器中吸入等量的水，将水注入瓶中。 实验现象：熟鸡蛋未被“吞”入瓶中。 实验结论：氢氧化钠溶液与二氧化碳发生了反应。,【解析】图中鸡蛋被“吞”入瓶中有两种可能，一是氢氧化钠与二氧化碳发生反应，造成气体减少，压强减小；二是二氧化碳溶于水造成
3、气体减少，压强减小。若要证明二氧化碳与氢氧化钠溶液发生反应，应排除第二种可能，即作对比实验。,2. 某化学小组在探究金属化学性质时，将锌粒放入浓硫酸中，实验刚开始观察到有刺激性气味的气体产生。同学们对该气体做出如下猜想： 【猜想1】产生的气体可能是氨气。 【猜想2】产生的气体可能是二氧化硫。 【猜想3】产生的气体可能是氢气。,（1）猜想1和猜想3均不合理，请分别说明理由。,反应物中不含有氮元素，根据质量守恒定律可知，生成物中也不可能含有氮元素，则产生的气体不可能是氨气，所以【猜想1】错误。氢气是无色、无味的气体，所以【猜想3】错误。,（2）小华推断猜想2是合理的，已知二氧化硫是造成酸雨的气体之
4、一，请设计实验证明二氧化硫的水溶液的pH小于7。（写出实验操作过程）,【解析】根据气体气味及质量守恒定律即可判断猜想1和猜想3错误。用pH试纸检测溶液的pH即可验证。,用玻璃棒蘸取少量二氧化硫溶于水后的液体滴在pH试纸上，待变色后，与标准比色卡比照。,3. 现有一包黑色粉末，可能含有二氧化锰、铁粉、木炭中的一种或几种，为探究其成分，某同学取少量样品滴加稀盐酸，发现有气泡产生，则该样品中一定含有什么物质？请你设计实验证明二氧化锰是否存在。（注：假设铁粉及木炭在初中阶段不能作为催化剂使用）,一定含有铁粉。取适量过氧化氢溶液，加入少量黑色粉末，若立即产生大量的气泡，则粉末中一定含有二氧化锰。,【解析
5、】三种物质中能和稀盐酸反应生成气体的只有铁粉，故黑色粉末中一定含有铁粉。二氧化锰的特点是常温下能加速过氧化氢的分解速率，故可利用此性质来证明。,4. 小明为探究镁、铁、铜三种金属的活动性顺序，设计了两个实验： 实验一：将两份等质量等浓度的稀盐酸分别与2 g镁条和铁粉反应，观察反应速率，以确定镁和铁的活动性强弱。 实验二：将铁丝浸入硫酸铜溶液中，观察现象，以判断铁和铜的活动性强弱。请问哪个实验设计不合理？并指出不合理的原因。,【解析】实验一应该采用控制变量法。因为接触面积大小会影响反应速率，故在设计实验时应保持接触面积大小一致。,实验一不合理。用观察金属和酸反应速率的方法探究金属的活动性顺序，应
6、将除金属不同外，其他条件均保持一致，所以本题应改成大小形状均相同的铁条和镁条。,5. 某同学设计了如图所示的装置探究铁锈蚀的条件。a管中装入少量煮沸过的蒸馏水，b管中是干燥的空气。调节L端与R端的液面高度一致，塞紧木塞。一段时间后，该同学根据实验现象得出铁生锈的条件为：与氧气和水同时接触。请推测他观察到的现象是什么？,a中铁钉生锈，且铁钉跟水与空气接触的临界处生锈最严重。b中铁钉无明显锈蚀；L端液面高于R端。【解析】铁生锈的条件是铁与氧气和水同时接触，故b中铁钉无明显锈蚀，a中铁钉生锈，且与水和空气接触处生锈最严重。生锈时消耗a中的水蒸气和氧气，所以a中气体减少，压强减小，导致L端液面高于R端
7、。,6. 氧化钙是常见干燥剂的主要成分，可吸收空气中的水分而发生变质。实验室有一瓶放置已久的氧化钙粉末，甲、乙两个同学对该粉末进行了探究。 （1）甲同学提出该粉末已全部变质，请你用一种方法证明甲的猜测。,取适量粉末于试管中，加入适量水充分振荡，观察，若无放热现象则说明已全部变质。,（2）通过实验验证该粉末已全部变质后，乙同学认为该粉末全部为氢氧化钙，请判断乙同学的观点是否正确，并说明原因。,【解析】（1）氧化钙可以作干燥剂，且吸水放热，故可利用其遇水放热这一特点检验是否全部变质。（2）氢氧化钙有可能继续与空气中的二氧化碳反应生成碳酸钙，故乙同学的观点错误。,不正确。氢氧化钙也有可能与空气中的二
8、氧化碳反应生成碳酸钙，所以不能确定该粉末一定为氢氧化钙。,7. (2015郑州模拟）某化学兴趣小组的同学在探究硫酸铜溶液和氢氧化钠溶液反应实验后，将浑浊液过滤，得到无色澄清滤液。 （1）对滤液中溶液的成分，同学们进行了如下猜想： 猜想一：硫酸钠 猜想二：硫酸钠与氢氧化钠 猜想三：硫酸钠与硫酸铜 经过讨论，同学们一致认为猜想_不成立，理由是_。,三,硫酸铜溶液是蓝色溶液，不符合题意,（2）请你选择一种可能的猜想，进行验证，简要写出实验步骤和现象。,取少量溶液于试管中，滴加几滴无色酚酞溶液，若溶液变红，则说明含有氢氧化钠，猜想二正确。（合理即可）,【解析】（1）硫酸铜溶液和氢氧化钠溶液反应后，将浑
9、浊液过滤，得到无色澄清的滤液，所以一定不含硫酸铜，因为硫酸铜溶液是蓝色的。（2）氢氧化钠显碱性，可用无色酚酞溶液、pH试纸或紫色石蕊溶液来检验；如果用无色酚酞溶液来验证，具体的操作为：取少量溶液于试管中，滴加几滴无色酚酞溶液，如果溶液变红，说明溶液中含有氢氧化钠，猜想二正确。,8. 探究金属与酸反应生成氢气速率的影响因素： 取50 mL 10%的稀盐酸两份，分别与等质量锌粒和锌粉反应，同时测定收集到30 mL氢气所用的时间，其他反应条件都一样。记录如下：,反应物的接触面积越大，反应速率越快,某同学提出除了反应物的接触面积外还有其他因素会影响生成氢气的速率，请你做出猜想并设计方案验证。,影响因素
10、：反应物浓度。取等质量的两份相同的锌粒，分别与50 mL 10%和50 mL 20%的稀盐酸反应，同时测定收集到30 mL氢气所用的时间。,【解析】其他条件相同时，锌粒比锌粉产生等量氢气所需时间长，证明反应物接触面积越大，反应速率越快。除接触面积外，反应物浓度也是反应速率的影响因素。,类型二 填空类探究性试题 .反应后物质成分的探究 例 (2015安阳模拟）某同学用氢氧化钙溶液和稀盐酸进行中和反应的实验时，忘记滴加指示剂，于是他们决定对烧杯内溶液中的溶质成分进行探究。 （1）【作出猜想】猜想一：可能是CaCl2和Ca(OH)2; 猜想二：可能只有CaCl2； 猜想三：_。,可能是CaCl2和H
11、Cl,的方法：生成物；含生成物和一种过量的反应物（因为两种反应物会发生反应，所以不能同时存在）。如：,作出猜想,A+B C+D,恰好完全反应：反应后物质的成分为C、D A过量：反应后物质的成分为C、D、A B过量：反应后物质的成分为C、D、B,（2）【实验探究】,溶液不变色,溶液中有气泡产生，溶液变浑浊,根据需要检验的物质确定添加试剂，利用反应现象判断该物质是否存在，反应后混合物成分的检验，只需检验过量的反应物，对于反应物的检验存在以下两种情况：生成物的检验对反应物的检验不存在干扰（一种物质的检验）；生成物对反应物的检验存在干扰，应先排除干扰。,实验探究,(3) 请你写出一个上述实验过程中反应
12、的化学方程式_ _。,Na2CO3+2HCl 2NaCl+H2O+CO2（或Na2CO3+CaCl2 CaCO3+2NaCl）,（1）实验步骤（试剂选择）、反应现象、实验结论三者之间的对应关系：（2）解答方案：看实验结论，若实验结论未知，利用现象确定；若实验结论已知：a试剂和现象之间相互确定；b.选择合理试剂并确定现象。,方案补充,物质+试剂 现象 结论（有无该物质）。,反映,决定,【解析】（1）氢氧化钙和稀盐酸的反应进行有三种情况，一是二者恰好完全反应，此时溶液中的溶质只有生成物CaCl2；二是氢氧化钙剩余，此时溶液中除了生成的CaCl2，还有没反应完的Ca(OH)2；三是稀盐酸有剩余，此时
13、溶液中除了生成的CaCl2，还有没反应完的HCl。由以上分析可知猜想三是：可能是CaCl2和HCl。（2）由结论猜想一不正确，说明溶液中没有Ca(OH)2，所以加入酚酞溶液不会变红； 由结论猜想三正确，说明溶液中的溶质是CaCl2和HCl，所以加入过量Na2CO3会有气泡产生，溶液变浑浊；,（3）实验中发生的反应为氢氧化钙和盐酸反应、碳酸钠和稀盐酸、碳酸钠与氢化钙反应，反应的化学方程式分别为：Ca（OH）2+2HCl CaCl2+2H2O、Na2CO3+2HCl 2NaCl+H2O+CO2、Na2CO3+CaCl2 CaCO3+2NaCl。,针对训练 1. 某混合气体可能含有一氧化碳、二氧化碳
14、、甲烷中的一种或几种，为了确定其成分，进行了如下探究：,澄清石灰水,二氧化碳,通过灼热的氧化铜,黑色固体逐渐变为红色,白色沉淀,熟石灰,刺激性气味 的气体,硝酸银溶液,氯化铵,2. 康康想通过实验探究某氮肥的主要成分，已知该氮肥是尿素，氯化铵或硝酸铵中的一种，根据已学知识，康康设计的实验探究如下：,【解析】 区别铵态氮肥和尿素的方法是加入熟石灰研磨，铵态氮肥与熟石灰反应生成氨气，尿素不与熟石灰反应。氯化铵和硝酸铵的区别在于阴离子，氯离子的特点是能与硝酸银反应生成不溶于稀硝酸的氯化银沉淀，借此鉴别。,3. （2015黄冈）王老师在某工厂废水处理池中提取一瓶含有AgNO3、Cu（NO3）2和Al（
15、NO3）3的工业废水样品带回实验室。静置，取上层清液，加入锌粉，充分反应后过滤，得到滤液甲和滤渣乙。请你和你的化学小组完成以下探究（不考虑杂质干扰）。 提出问题滤渣乙是什么？ 作出猜想小明认为滤渣乙是银，小冬认为滤渣乙是银和铜，小华认为滤渣乙是银、铜和铝，你认为滤渣乙还可能是_。,银、铜和锌,交流讨论大家经过讨论后，认为小华的猜想错误，理由是： _。,锌不与硝酸铝溶液反应,实验探究设计实探究滤渣乙的成分，请填写下列空白。,氢氧化钠（或氢氧化钾等可溶性碱溶液）,银和铜,银或银和铜,反思交流通过交流，大家认为在滤液甲中加入稀盐酸，当观察到_ ，也能得出实验1的结论。,无变化（或无明显现象或无白色沉
16、淀）,【探究流程】,. 加入Zn的量小于或等于与AgNO3完全反应的量 滤渣为Ag，滤液中溶质为Al(NO3)3、Zn(NO3)2、Cu(NO3)2，可能有AgNO3 . 加入Zn的量大于与AgNO3完全反应的量，小于或等于与Cu(NO3)2完全反应的量 滤渣为Ag、Cu，滤液中溶质为Al（NO3）3、Zn（NO3）2，可能有Cu(NO3)2,只发生反应,发生反应,滤渣 无气体产生 滤渣中一定没有Zn滤液 无蓝色沉淀滤液中没有Cu(NO3)2,. 加入Zn过量 滤渣为Ag、Cu、Zn，滤液中溶质为Al(NO3)3、Zn(NO3)2,发生反应，Zn有剩余,滤渣中 一定是 Ag、Cu,加HCl,加
17、入可溶性碱溶液,如NaOH,.物质变质的探究 例 某位学生在实验室发现一瓶装满生石灰的试剂瓶已经破裂。 【提出问题】塑料试剂瓶中的生石灰是 否变质？瓶中白色粉末的成分是什么? 【猜想假设】猜想没有变质，白色粉末是氧化钙 猜想部分变质，白色粉末是氧化钙和氢氧化钙的混合物 猜想全部变质，白色粉末是氢氧化钙 猜想全部变质，白色粉末是氢氧化钙和碳酸钙的混合物 猜想全部变质，白色粉末是碳酸钙,关于变质问题在猜想时可从没有变质、部分变质、完全变质入手。没有变质的物质的成分为原物质，部分变质的情况比较复杂，有原物质、变质生成的物质；完全变质的物质成分为只有完全变质生成的物质。,猜想假设,对物质变质及变质程度
18、的探究一是要根据物质的特殊性质，二是要排除干扰因素对结论的影响，三是要注意实验方案的科学性与严密性。,实验探究,【实验探究】（1）取一定量破裂的塑料试剂瓶中的粉末于烧杯中，加入少量水，烧杯外壁没有发热现象，说明猜想_不正确。 （2）在上述烧杯中再加入一定量的水，用玻璃棒搅拌，烧杯底部有未溶物。过滤，取少量滤液滴入无色酚酞溶液，溶液变红；用塑料导管给其余滤液中吹气，滤液变浑浊，写出此反应的化学方程式_。 （3）取滤渣加入足量的稀盐酸，滤渣全部溶解，有气泡生成。说明破裂的塑料试剂瓶中白色粉末中还含有 _ 。,Ca(OH)2+CO2 CaCO3+H2O,碳酸钙（或CaCO3）,反思主要从实验方案的科
19、学性和合理性、操作方法的正误、对实验现象和结论的解释等方面提出问题。,反思交流,对物质变质探究结论的拓展主要涉及怎样防止变质（如实验室如何保管易变质的药品）及对变质物质的利用或处理。,拓展应用,【实验结论】通过以上实验探究得出猜想正确。 【反思交流】一位同学认为滤渣中不含有氢氧化钙但其他同学不同意这个判断，你认为其他同学的理由是_ 。 【拓展应用】实验室中盛有石灰水的烧杯壁上经常有不溶性的白色固体出现，该白色固体可用_洗掉。,稀盐酸（或HCl）,氢氧化钙的溶解度非常小，所以滤渣中可能存在未溶解的氢氧化钙,针对训练 1. (2015巴中节选）某校化学兴趣小组同学在实验室整理药品时，发现氢氧化钠溶
20、液的试剂瓶未塞瓶塞，且试剂瓶口周围有一些白色固体，他们怀疑氢氧化钠已经变质，于是进行了如下实验探究。 【提出问题】氢氧化钠溶液是否变质？ 【查阅资料】氯化钠溶液、氯化钡溶液呈中性。,【实验探究】小王、小李两同学分别设计了不同方案并加以实验。,A,（1）小李同学认为小王同学的结论不科学，其理由是_。 （2）小李同学的实验中观察到实验现象A为_。该反应的化学方程式为_。 （3）小张同学认为该氢氧化钠溶液只是部分变质。为确定小张同学的猜想，应该对小李同学的实验进行如下改进：向试管中加入_的氯化钡溶液，再向试管中滴加酚酞试液，通过观察溶液颜色变化来检验该溶液是否含有氢氧化钠。,Na2CO3+BaCl2
21、 BaCO3+ 2NaCl,碳酸钠溶液的pH也大于7,产生白色沉淀,过量,（4）小王同学在测定溶液pH实验中，由于紧张先将pH试纸润湿后再去测氢氧化钠溶液的pH，你认为他测出该溶液的pH会_（填“偏大”、“偏小”或“不变”）。,偏小,【解析】（1）由于碳酸钠溶液显碱性，pH也大于7，因此无论氢氧化钠溶液是否变质，溶液的pH都大于7，故小王的结论错误。（2）该溶液中加入适量的氯化钡溶液，若产生白色沉淀，则说明该氢氧化钠溶液已变质；化学方程式为Na2CO3+BaCl2 BaCO3+ 2NaCl。（3）要确定该氢氧化钠溶液是部分变质，需要加入过量的氯化钡溶液，除去生成的碳酸钠，再用无色酚酞检验溶液是
22、否呈碱性。（4）测定氢氧化钠溶液的pH时，若先将pH试纸润湿，会导致氢氧化钠的碱性减弱，测得溶液的pH偏小。,2. （2015咸宁 ）某学校化学兴趣小组的同学们在实验室发现一瓶石灰水试剂瓶瓶壁和瓶塞周围有一些白色粉末。为了弄清楚白色粉末的成分及形成原因，他们进行了如下探究： 【提出问题】白色粉末成分的猜想和成因分析。 【作出猜想】可能是CaCO3：原因是石灰水与空气中的CO2反应； 可能是_：原因是溶剂蒸发，石灰水中的溶质结晶析出； 还可能是_ 。,Ca(OH)2,Ca(OH)2和CaCO3,【实验探究】甲同学取白色粉末于试管中，加少量的水、振荡，发现试管底部有白色固体。于是他得出白色粉末是C
23、aCO3的结论。乙同学认为甲同学的结论不严密，理由是_。 为了得出较严密的结论，他们进行了下表所示实验，请完成实验报告：,Ca(OH)2微溶于水,由上述实验可知，白色粉末成分的猜想_是正确的。,含有Ca(OH)2,有气泡产生,稀盐酸,【拓展反思】通过上述实验的探究，同学们向实验员提出了保存、使用易变质溶液的下列建议，合理的是_。 密封保存 b. 使用前临时配制 c. 禁止使用该试剂,ab,【解析】【作出猜想】石灰水的溶质是Ca(OH)2 ，溶剂蒸发，溶质Ca(OH)2有可能析出，故填Ca(OH)2；也有可能是二者的混合物，故填Ca(OH)2和CaCO3；【实验探究】甲同学将白色粉末加入少量的水
24、，振荡溶解，发现试管底部有白色固体，白色固体不一定是难溶性CaCO3，还可能是微溶性的Ca(OH)2； 实验操作向上层清液滴加无色酚酞试剂，溶液呈红色，说明溶液呈碱性，故白色粉末一定含有Ca(OH)2 ；,从实验操作结论中可知，白色粉末含有CaCO3，要检验其成分， 可考虑碳酸盐与稀盐酸反应会有气泡产生，故可选试剂稀盐酸来鉴别；由实验操作和实验操作的实验结论可得出猜想成立； 【拓展反思】通过上述实验的探究，保存或使用易变质溶液时应隔绝空气密封保存或使用前临时配制，故选ab。,.影响因素类探究 例3（2014济宁）在二氧化锰的催化作用下，过氧化氢迅速分解生成氧气和水。哪些因素还影响着过氧化氢分解
25、的速率？课外活动小组进行了更深入的探究： 探究实验一：浓度对化学反应速率的影响,浓度越大，过氧化氢分解的速率越快,请你设计： 实验用品：试管、烧杯、热水、冷水、5%过氧化氢溶液、15%过氧化氢溶液 探究实验二：温度对化学反应速率的影响,取一支试管加入35 mL 15%的过氧化氢溶液，然后把试管放入盛有冷水的烧杯中,另取一支试管加入35 mL 15%的过氧化氢溶液，然后把试管放入盛有热水的烧杯中,缓慢有少量气泡冒出,迅速有大量气泡冒出,【解析】探究实验一：综合对比分析实验步骤及实验现象可得出：浓度越大，过氧化氢分解的速率越快；探究实验二：实验目的是探究温度对化学反应速率的影响，故温度应为实验变量
26、，其他因素为不变量，实验现象可由结论逆推得出，故方案可设计为：,【方法指导】初中有关影响因素类问题的探究主要考查的是影响化学反应速率因素的探究。影响化学反应速率的因素主要有：液体反应物的浓度、温度；固体反应物的表面积，催化剂等。解答此类试题要注意控制变量法的运用，控制变量法就是保持其他因素不变，只改变所需探究的这种因素。然后观察这种因素对反应速率的影响（加快或减慢），再结合题中所给数据（或图像或实验现象等）信息进行对比分析得出可信的结论。,1. “实验设计”：一般包括实验步骤、实验现象与实验结论，它们三者之间的对应关系为：物质+试剂 现象 结论 设计思路：实验步骤（确定需要探究的因素，无关因素
27、相同，探究因素不同）；实验现象（不同）；实验结论（通过对比实验不同的现象说明该因素对实验的影响）。,反映,决定,2. 补充实验设计：寻找两个实验步骤中不同的因素；实验现象：对比两个实验现象的差异；实验结论：该因素对实验的影响。,针对训练 1. （2015安徽）为比较相同浓度的FeCl3溶液和CuSO4溶液对H2O2分解的催化效果，某研究小组进行了如下探究：,（1）请写出H2O2分解的化学方程式_。 【定性探究】 （2）如图甲，可通过观察_，来定性比较两者的催化效果。,2H2O2 2H2O+O2,两试管中产生气泡的快慢,【定量探究】 （3）如图乙，实验前检查该装置气密性的方法是_ _ _。要定量
28、比较两者的催化效果，可测量生成等体积气体所需的_。,关闭分液漏斗的活塞，将注射器活塞向外拉出一段，过段时间后观察看注射器活塞是否回到原位，若回到原位，则气密性良好,时间,【深入探究】 （4）在FeCl3溶液中，究竟是哪种粒子起催化作用呢？ 猜想1：铁离子（Fe3+)起催化作用； 猜想2：_起催化作用； 猜想3：_起催化作用： 请设计实验，验证猜想1,氯离子（Cl-）,水分子（H2O）,若加FeCl3溶液的试管中产生气泡更快，则猜想1成立；否则，不能证明猜想1成立,取两支试管，各加入 2 mL 5%的H2O2溶液，再分别加入同浓度、同体积的FeCl3和HCl溶液，观察现象,【解析】（1）过氧化氢在催化剂的作用下分解为氧气和水。（2）比较两种物质对过氧化氢分解速率的影响，可以观察两试管中产生气泡的快慢。（3）检查该装置的气密性，先关闭分液漏斗的活塞，将注射器活塞向外拉出一段，过段时间后观察看注射器活塞是否回到原位，若回到原位，则气密性良好；催化剂的催化效果越好，反应产生气体的速率越快，可通过测量产生等体积的氧气所需要的时间来检验，所需时间越短，催化效果越好。,（4）氯化铁溶液中存在铁离子、氯离子和水分子，故猜想可能是铁离子或氯离子或水分子所起的催化作用；检验是否为铁离子所起的催化作用，应该选择氯化铁和一种阴离子是氯离子而阳离子不是铁离子的物质进行对比实验。,
