1、 1 专题4 实验设计与探究题 【夯实基础】 1、青 色的 生虾 煮熟 后颜 色 会变成 红色 。一 些同 学认 为这种 红色 物质 可能 就象 酸碱指 示剂 一样 ， 遇到酸 或碱 颜色 会发 生改 变。就 这些 同学 的看 法而 言应属 于科 学探 究中 的（ ） A. 实验 B. 假设 C.观察 D. 做结 论 2、 用 盐酸 可以 清除 铁锈 （ 主要成 分 为 Fe2O3 ） ， 盐酸 中主要 含 有 H2O 分子 、H + 、Cl - 。 某探 究小 组 为探究 稀盐 酸中 的哪 种微 粒能使 氧化 铁溶 解， 设计 了如下 实验 方案 ，得 出了 初步结 论。 （1） 请填 写
2、下表中 的实 验结 论： 实验过 程 实验现 象 实验结 论 向盛有 少 量Fe2O3 的试 管 中加 入NaCl 溶 液， 振荡 固体不 溶解 （2 ） 是否 需要 做“ 向 Fe2O3 中加入 水” 的对 比实 验？ 为什么 ？ 。 3、甲 同学 在某 食品 包装 袋 内，发 现有 一个 装有 白色 颗粒状 固 体 A 的 小纸 袋 ，上面写 着“ 生石 灰干燥 剂 ， 请 勿食 用” 。 甲 同学随 手将 小纸 袋拿 出来 放在空 气中 ， 经过 一段 时 间后 ， 发 现纸 袋内 的白 色颗粒 粘在 一起 成为 块状 固体 B 。请 你与 甲同 学一 起对块 状固 体B 进行 探究 。
3、 （1 ） 猜想 一： 块状 固体B 中除氧 化钙 外还 可能 有： 、 。 写出白 色颗 粒状 固 体 A 在 空气中 转化 为块 状固 体 B 的化学 反应 方程 式： ； 。 （2 ） 猜 想二 ： 块 状固 体 B 溶于水 可能 有 现 象 （填 “ 放热 ” 或 “ 吸热” ） 。 请设 计实 验 方 案验证 你的 这一 猜想 （至 少写出 两种 方案 ） ： ； ； 。 （3 ） 取 适量 块状 固体B 加 入盛有 一定 量水 的试 管中 ， 振荡、 静置、 过滤， 得到 少量白 色固 体 C 。 就白色 固 体C 的 成分 ，甲 同学与 乙同 学进 行讨 论， 一起猜 想。 甲认
4、为 ，白 色固 体C 可能 是：氢 氧化 钙； 乙 认为 ，白色 固 体 C 可 能是 ：碳 酸钙； 你认为 ，白 色固 体C 还可 能是： 。 请设 计实验 证明 你的 猜想 （填 写下表 ） ： 方 案 现 象 和 结 论 2 4、小 刚为 了解 生活 中常 见 的锌锰 干电 池， 做 了 以下 探究： 他打 开一节 废电 池， 观察 到如 下现象 ： 1 黑色碳 棒完 好无 损； 2 电极周 围充 满黑 色粉 末； 3 里面有 少量无 色晶 体； 4 金属 外壳 明显破 损. 小刚查 阅了 资料 ：锌 锰干 电池的 结果 如图 所示 ，它 以中心 的碳 棒（ 石墨 ）做 正极， 外围 的
5、锌 筒 做负极 ，锌 筒与 碳棒 之间 填满用 氯化 铵溶 液（ 做电 解质） 拌湿 的二 氧化 锰和 石墨， 石墨 不参 加化 学 反应， 仅起 导电 作用 ，在 电池的 使用 中， 锌逐 渐变 成了氯 化锌 。请 你根 据初 中学习 的知 识和 小刚 的 探究活 动， 填写 以下 空白 。 （1 ） 用碳 棒做 电极 主要 利 用了石 墨的_ 性。 （2 ） 干电池 在使 用过 程中 的能 量转化 是_ 。 （3 ） 以氯 化锌 为例 ，写 出 证明废 电池 中含 有氯 化物 的化学 方程 式：_ 。 （4 ） 用简 单的 方法 证明 黑 色粉末 中含 有石 墨， 写处 操作步 骤和 实验
6、 现象 _ （5 ） 通过 回收 废旧 锌锰 电 池可得 到的 物质 有_ （至 少 答2 种）. 5、 小兵 在一 本参 考书 上发 现， 镁 居然 能在 二氧 化碳 气体中 燃烧 ！ 于 是他 迫不 及待的 做起 了这 个 实验：将 镁条 点燃后 迅速 伸入盛有 二氧 化碳的 集气 瓶中，发 现镁 条剧烈 燃烧 ，发出白 光， 放热， 产 生一种 白色 粉末 和一 种黑 色粉末 。 根 据实 验现 象 ，写出 该反 应的 化学 方程 式： 这 个实 验还 引发 了我 对 过去某 些知 识的 反思 ，从 而有些 新的 发现 ： ； 。 【能力提升】 6. 将一块光亮的纯铜片放在酒精灯火焰上灼
7、烧，表 面变黑。对黑色物质的来 源， 提出你的二个 预测（ 假设 ） ， 并设 计一 个 或几个 实验 来证 明你 预测 的正确 性。 3 预测序 号 实验步 骤和 方法 现象和 结论 预测1 ：可 能来 源于 预测2 ：可 能来 源于 7. 用珍 珠 （主 要成 分CaCO3 ） 加 工成 的“ 珍珠 粉” 是 一种名 贵中 药材 、保 健品 ，可近 年来 市场 上 出现了 一些 假冒 的“ 珍珠 粉”， 仅用 肉眼 观察 难辨 真假。 为了 向消 费者 提供 鉴别方 法， 须找 出真 假 “珍珠 粉” 理化 性质 上的 差异。 工商 局提 供了 真、 假“珍 珠粉 ”样 品， 请你 展开探
8、 究： （只 要写 出 猜想、 方案 ，不 需要 说出 方案实 施的 具体 结果 ） 猜想一 ： 真、 假“ 珍珠 粉”的 气味 可能 不同 。 方案一 ： 取样 ，分 别闻 一闻它 们的 气味 ，分 辨气 味有无 差异 。 猜想二 ： 。 方案二 ： 。 猜想三 ： 。 方案三 ： 。 8. 实验 室可 以选 用下 图所 示的装 置， 制取 二氧 化碳 气体( 混有 氯化 氢、 水蒸 气) 和进 行有 关实 验， 回答下 列问 题： (1) 写 出制 取二 氧化 碳反 应 的化学 方程 式 ； (2) 如 果要 证明 制得 的气 体 中混有 氯化 氢气 体， 应 把A 装置 与E 装置 连接
9、 ，E 装 置中观 察到 的现 象是 ， 写出 有关 反应的 化学 方程 式： ； (3) 如 果要 验证 制得 的气 体 是二氧 化碳 ， 除 A 装置 外 ，还应 选用 上述 装置 中的 (填 装置 序号， 下同)。 (4) 如 果要 收集 一瓶 纯净 、 干燥的 二氧 化碳 气体 ，请 从上述 各装 置中 选择 适当 的装置 进行 连接 ， 连接顺 序是 ，其 中B 装置 中浓 硫 酸的作 用是 。 【课外拓展】 9. 为验 证 Fe 、Ag、CU 的活 动性顺 序， 小红 同学 用了 三种试 剂 （ 其中 只有 一种 盐溶液 ） 进 行实 验， 小朗同 学用 了与 小红 完全 不同的
10、三种 试剂 （其 中有 两种盐 溶液 ）进 行实 验， 她们都 取得 了相 同的 实 验结果 。请 写出 两位 同学 在实验 中所 用的 试剂 的化 学式： 4 （1 ） 小红 同学 ；（ 2 ）小 朗同学 。 10. 课 堂上 同学 们利 用甲 图 装置做 过氧 化氢 分解 实验 时， 带 火星 的木 条很 难复 燃， 于 是老 师加 了 一个u 形管 ，如 乙图 ，带 火星的 木条 较易 复燃 。 请回答 ： （1 ） 写出 实验 室制 取氧 气 的化学 方程 式：_ 。 （2 ） 改用 乙装 置后 能 使 带 火星的 木条 复燃 的原 因：_ 。 （3 ） 根据(2) 中 推测 的原 因
11、，请 你设 计一 个新 的改 进装置 （可 用图 示或 用文 字叙述 改进 要 点 ） 。 11. 我 国青 海湖 地区 素有 “ 夏天晒 盐 ， 冬 天捞 碱 ” 之 说， 其中 捞出 的碱 主要 是 碳酸钠 和少 量氯 化 钠的混合物。小王同学以 捞出的碱作为样品，并用 以下一套装置对样品进行 分析，根据量筒中收集 到 的 液 体 的 体 积 （ 相 当 于 二 氧 化 碳 的 体 积 ） 来 计 算 样 品 中 碳 酸 钠 的 含 量 。 （ 已 知 ： HCl+NaHCO3=NaCl+CO2 +H2O；CO2 在饱 和NaHCO3 溶 液中溶 解度 很小 ） （1）在 A 和B 两套
12、装置 中，哪 一套 装置 更合 理_ （选 填“A ”或 “B”）。 （2 ） 准确 读取 量筒 内液 体 体积的 方法 是_ 。 （3 ） 锥形 瓶中 原有 的空 气 对实验 结果 是否 有明 显影 响？ _ （ 填“ 有” 或 “没有 ” ） 。 （4 ） 若 实验 中用 的盐 酸是 浓盐酸 ， 则 测得 的样 品中 碳酸钠 的含 量与 实际 值相 比会_ （填 “偏大 ”或 “偏 小” 或“ 不变” ） 。 （5 ） 在实 验过 程中 ，对 取 用样品 的量 的多 少有 一定 要求， 为什 么？_ 。 【中考链接】 12.(2016 北京 ） 在 一次 化 学实验 中， 同学 们将 饱和
13、 硫酸铜 溶液 逐滴 加 到 5mL 饱和氢 氧化 钠溶 液 中，观 察到 以下 异常 实验 现象： 实验序 号 滴加 CuSO4 溶 液的 量 实验现 象 5 第 16 滴 产生蓝色沉淀，但振荡 后 沉淀消失，形成 亮蓝色 溶液 第 79 滴 产生蓝色沉淀，且沉淀 逐 渐增多。振荡后 沉淀不 消失 ，很 快沉 淀逐 渐变成 黑色 已知蓝 色沉 淀是 氢氧 化铜 ，写出 生成 蓝色 沉淀 的化 学方程 式 。 【提出 问题 】实 验 中蓝 色沉淀 为什 么消 失？ 【查阅 资料 】 . 氢 氧化 铜在 室温 下温 度 ，7080 时 分解 生成 氧 化铜。 . 铜 酸钠Na2Cu(OH)4 溶
14、 于水， 溶液 呈亮 蓝色 。 【猜想 与假 设】 . 蓝 色沉 淀消 失可 能是 氢 氧化铜 发生 分解 反应 。 . 蓝 色沉 淀消 失可 能是 氢氧化 铜溶 解在 氢氧 化钠 溶液中 ，形 成亮 蓝色 溶液 。 甲同学 认为 猜想 不 成立 ，理由 是 。 乙同学 为验 证猜 想 ，进 行了如 下实 验。 【进行 实验 】 实验操 作 实验现 象 1 号试 管， 2 号试 管， 蓝色 固体 不消 失 3 号试 管， 蓝色 固体 减少 4 号 试管 ，蓝 色固 体消 失 ，得到 亮蓝色 溶液 【解释 与 结 论】 （1 ）1 号 试管 中现 象为 。 （2 ） 上述 实验 得出 的结 论
15、是 。 【反思 与评 价】 （1 ） 进 一 步 查 阅 资 料 可 知 ， 氢 氧 化 铜 在 氢 氧 化 钠 溶 液 中 溶 解 生 成 铜 酸 钠 ， 反 应 的 化 学 方 程 式 为 。 （2 ） 丙 同 学 推 知 饱 和 硫 酸 铜 溶 液 与 饱 和 氢 氧 化 钠 溶 液 的 反 应 是 放 热 反 应 ， 他 依 据 的 实 验 现 象 是 。 13. 蔗 糖是 生活 中常 见的 一 种物质 ，某 兴趣 小组 对“ 蔗糖的 组成 ”进 行了 探究 。 6 【作出 猜想 】 小组 同学 认 为绿色 植物 通过 光合 作用 将氧化 碳和 水转 化 成葡萄 糖和氧 气 ，葡 萄糖
16、 进一步 转化 为蔗 糖， 故蔗 糖中一 定含 有碳 、氧 元素 ，可能 含有 氧元 素。 【实验 验证 】 方案一 ： 小明 将蔗 糖在 氧 气中燃 烧 ， 检 验到 生成 物 中有水 和二 氧化 碳 ， 得 出 结论 “蔗 糖是 由碳 、 氢、氧 三种 元素 组成 的” 。 小刚认 为该 方案 不合 理， 只能说 明蔗 糖中 一定 含有 碳、氢 元素 ，不 能确 定是 否含有 氧 元素， 理由 是。 方案二 ：小 刚用 图 16 所 示 装置进 行实 验。 实验 开始 先通入 一会 儿氮 气， 然后 关闭弹 簧 夹，点 燃酒 精 灯 给蔗 糖加 强热。 (1) 观 察到 出现 ，说 明蔗
17、糖 中含有 氢元 素和 氧元 素。 (2) 观 察到 硬质 玻璃 管中 残 留有黑 色固 体， 他猜 测该 黑色固 体是 单质 碳， 并继 续利用 图16 所示 装置 ，另 选试 剂 进行了 验证 单质 碳的 实验 。实验 过程 和现 象如 下： 实验过 程 实验现 象 ， 点燃 酒精 灯。 硬 质 玻 璃 管中 的 黑 色 固体 剧 烈 燃 烧 ，发 成 白光； 。 写出上 述实 验过 程中 一个 反应的 化学 方程 式： 。 【实验 结论 】蔗 糖是 由碳 、氢、 氧三 种元 素组 成的 。 【拓展 交流 】 (1)方案 二 中， 先通 入一 会 儿氮气 的原 因 。 (2) 查 阅资 料
18、得 知蔗 糖的 化 学式 为 C12H22O11 。 小红 发现 ： 蔗 糖分 子中氢 原子 数日 是氧原 子数 目 的 2 倍 ， 但 是 ， 蔗 糖 中 氧 元 素 质 量 却 是 氢 元 素 质 量 的 8 倍 。 导 致 出 现 这 种 情 况 的 原 因 。 7 参考答案 1、B 2、(1)Cl - 不能使 Fe2O3 溶 解；H2O 分子 不能使 Fe2O3 溶解。(2) 不需要；因为 NaCl 溶液中含有水, 已证 明H2O 分子 不能 使Fe2O3 溶解 3、Ca(OH)2 ；CaCO3 。 CaO+H2O=Ca(OH)2 ；Ca(OH)2+CO2=CaCO3 +H2O。 放
19、热； 取适 量块 状固 体 B 放 入烧 杯中 ， 加入 少 量水 ， 用 手触 摸烧 杯外 壁 。 取适 量块 状固 体B 放 入烧杯 中 ， 加 入少 量水 ， 立即用温度计测定溶液温 度的变化。在试管中加 入适量块状固体 B，加入 少量水，立即塞上带导 管的单孔橡皮塞，同时将 导管的另一端放入盛水的 水槽中，观察导管口是否 有气泡放出。在试管 中加入适量块状固体 B， 加入少量水，立即在试管 口套上一只瘪气球，观察 气球体积的变化。 （3 ） Ca(OH)2 和CaCO3 的混 合物 ； 方 案 现象和 结 论 步骤 ：将 所得 固 体 C 加 入到试 管中， 加入少 量水 ， 振荡 ，
20、 再 向 其中滴 入两 滴 酚酞试 液； 步骤 ：再 向试 管中 滴入 稀盐酸 。 若溶 液变 红， 则白 色固 体 C 中含有 Ca(OH)2 若溶液 不变 红， 则白 色固 体 C 中 不含 有 Ca(OH)2 若有 气泡 产生 ，则 白色 固体 C 中含 有 CaCO3 若无气 泡产 生， 则白 色固 体 C 中 不含 有 CaCO3 4、 （1） 导电 （2） 化学 能转 化为电 能 （3） 略 （4 ） 将 黑 色粉 末放 在金 属片 上加 热， 黑 色粉 末 燃 烧（有 火星 ） （5 ）碳 棒（ 石墨） 、锌 、二 氧化 锰、 氯 化锌、 氯化 铵（ 任意 两个 ） 5、 2Mg
21、+CO2点燃 2MgO+C 在一 定条 件下 ，CO2 也能支 持燃 烧； 活 泼金 属着火 时 ， 不能 用CO2 灭 火； 或 CO2 不支持 燃烧 是相 对的 ，不 是绝对 的； 燃烧 不一 定需 要氧气 ； 6. 预测序 号 实验方 案 结论和 解释 预测 1 ：由铜与氧气 反应生 成氧 化铜 将 铜 片 放 入 试 管 中 加 热 ， 观 察 现 象。 若铜片 上仍 有黑 色物 质出 现， 说明 预测 1 正确 。 预测 2 ：由酒精不完 全燃烧 ，产 生的 碳 （可能 的实 验方 案还 有： （1） 用酸 或H2 、CO 等， 检 验预测 假设 的成 分； （2 ） 冷却后 ， 用
22、 软布 轻 擦黑色 物质 。 ） 提示： 黑色 物质 有可 能与 铜本身 有关 （氧 化铜 ） ， 也 可能来 源于 酒精 不完 全燃 烧产生 的炭 黑。 7. 猜想 ：真 假“ 珍珠 粉” 在水中 的溶 解性 可能 不同 ； 方案： 取样 ，分 别加 入适 量水中 并搅 拌， 观察 它们 溶解性 有无 差异 。 8 猜想： 真假 “珍 珠粉 ”与 酸反应 现象 可能 不同 ； 方案： 取样 ，分 别加 入适 量稀盐 酸， 观察 现象 有无 差异。 猜想： 真假 “珍 珠粉 ”灼 烧后可 能有 不同 现象 ； 方案： 取样 ，在 酒精 灯火 焰上灼 烧片 刻， 观察 色态 变化。 8.(1)C
23、aCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2 (2) 出 现 白 色 沉 淀 ，AgNO3+HCl=AgCl +HNO3 (3)E 、C (4)A、E 、B 、D ，干 燥二 氧 化碳气 体( 或吸 收CO2 中 的 水分) 9. （1 ）Fe 、Cu （NO3 ）2 、Ag；（ 2 ）Fe （NO3 ）2 、Cu 、AgNO3 10. （1 ）2H2O=2H2O+O2 （2） 氧气 中含 有的 较多 的 水蒸气 得到 冷却 （3 ） 可 将产 生的 气体 通过 浓硫酸 （ 或氧 化钙 或无 水 氯化钙 或烧 碱固 体或 碱石 灰） 进行 干燥 。11. （1）A （2） 取出 导管 ，量筒
24、 平放 ，视 线与 溶液 凹液面 的最 低处 相切 （3 ） 没 有 （4 ） 偏大 （5 ） 因为 样品 量太 多会 使液体 外溢 或气 体外 逸导 致测量 不准 ； 太少 会导致 气体 量太 少 ， 产生 的气压 不够 ，造 成较 大误 差 12.CuSO4+2NaOH=Na2SO4+Cu(OH)2 【猜想 与假 设】 氢氧 化铜 分解生 成黑 色的 氧化 铜固 体 【解释 与结 论】 （1） 蓝色 固体不 消失 （2 ） 氢氧 化铜 能溶 解在 高 于 20% 的NaOH 中形 成亮 蓝 色溶液 【结论 与反 思】 （1）2NaOH+ Cu(OH)2=Na2Cu(OH)4 （2 ） 蓝色 沉淀 逐渐 变为 黑 色 13. 实 验验 证： 方案一 ： （1 ）小 烧杯 中有 水珠； （2 ） 小烧杯 中加 入澄 清石 灰水 ，向硬 质玻 璃管 中通 入氧 气澄清 石灰 水变 浑浊 ； C+O2=CO2 或Ca（OH)2+CO2=CaCO3 +H2O 扩展交 流： （1） 排净 硬质 玻璃管 中的 空气 （或 防止 氧气参 加反 应） ； （2 ） 氧的 相对 原子 质量 比 氢大。 通电 点燃
