专题九探究性实验题-中考化学(河南)复习课件.ppt
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1、专题九探究性实验题专题九探究性实验题题型突破专题训练总纲目录总纲目录题型突破题型一题型一变质问题的探究变质问题的探究以反应“A+BC+D(假设起始物质是A,引起A变质的物质是B)”为例:1.变质后物质成分的猜想变质后物质成分的猜想物质由于发生化学反应而变质,提出猜想时可从没有变质、部分变质和完全变质三种情况入手。主要有:完全变质,物质的成分为C、D(注意:固体成分中不包含生成的气体和液体;溶液成分中不包含气体和沉淀;若生成物中有水,一般把水看作溶剂)。没有变质,物质的成分仍然为A。部分变质,物质的成分为A、C、D(注意:引起变质的物质B不会存在于变质后的物质中)。2.变质后物质成分的检验变质后
2、物质成分的检验检验生成物的存在;检验反应物的存在。注意注意生成物如果对反应物的检验造成干扰,则需要先检验并除去生成物,再检验反应物。如检验氢氧化钠溶液是否完全变质时,需要向变质后的溶液中加入足量的氯化钡(或氯化钙等)溶液除去碳酸钠,然后用无色酚酞溶液检验氢氧化钠是否存在。例例1为了探究某氢氧化钠溶液是否完全变质,明明设计了两个实验方案。方案1:取少量上述氢氧化钠溶液样品,滴加几滴酚酞溶液,溶液变成红色。方案2:取少量上述氢氧化钠溶液样品,加入适量饱和石灰水,静置,取上层清液,滴加几滴酚酞溶液,发现溶液变成红色。于是明明认为样品中还含有氢氧化钠,样品没有完全变质。(1)康康认为明明的两个实验方案
3、都不能达到目的,他的理由分别是方案1中,碳酸钠溶液也能使酚酞溶液变成红色;方案2中,氢氧化钙与碳酸钠反应会生成氢氧化钠,也能使酚酞溶液变红。(2)请你设计一个实验方案来验证氢氧化钠是否完全变质。答案答案取少量氢氧化钠溶液样品,加入足量CaCl2溶液(或BaCl2溶液等),振荡后静置,取上层清液滴加几滴酚酞溶液,若溶液变成红色,则氢氧化钠溶液没有完全变质;若溶液没有变成红色,则氢氧化钠溶液完全变质。解析解析氢氧化钠变质的原因是:2NaOH+CO2Na2CO3+H2O,而碳酸钠溶液呈碱性,也能使酚酞溶液变红,因此方案1不能达到目的;方案2中,碳酸钠与饱和石灰水反应,又生成了氢氧化钠,干扰了对原溶液
4、中是否含有氢氧化钠的判断,故不能达到目的。要验证氢氧化钠是否完全变质,需先加入足量中性盐(如氯化钙或氯化钡)溶液除去碳酸钠,再检验氢氧化钠是否存在。题型二题型二物质成分的探究物质成分的探究(以以A+BC+D为例为例)1.物质成分的猜想物质成分的猜想反应后物质的成分存在两种情况:只有生成物或生成物和一种过量的反应物(因为两种反应物会发生反应,所以不可能同时存在)。即恰好完全反应,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.物质成分的检验物质成分的检验生成物C和D一定存在,无须检验。A的检验,滴加一种试剂,产生现象,推知A是否存在;B的
5、检验,滴加另一种试剂,产生现象,推知B是否存在。注意注意生成物如果对过量的反应物的检验造成干扰,则需要先除去生成物,再进行检验。探究“溶液”成分时,生成物中的水常被看作溶剂,沉淀和气体不用探究;探究固体成分时,气体和溶液(包括水)不用探究。例例2(2017河南中考B卷,23,3分)化学小组的同学在收集满CO2的集气瓶中放入燃烧的钠,钠继续燃烧,充分反应后生成黑色的碳和一种白色固体。(1)对于白色固体的成分,有下列猜想:氧化钠;碳酸钠;氧化钠和碳酸钠的混合物;氢氧化钠;碳酸氢钠。指出以上不合理的猜想并说明理由。答案答案和不合理,因为参加反应的物质中均不含氢元素。(2)请设计实验方案证明猜想正确,
6、猜想均不正确。(提示:氧化钠为白色粉末,溶于水生成氢氧化钠;碳酸钠溶液呈碱性)答案答案取少量该样品溶于水,先加入足量的CaCl2溶液(或BaCl2溶液等),若出现白色沉淀,过滤,向滤液里滴加酚酞溶液,无明显现象,可证明猜想正确,猜想均不正确。(3)写出钠在二氧化碳中燃烧的化学方程式。答案答案4Na+3CO22Na2CO3+C解析解析(1)根据质量守恒定律可知,反应前后元素的种类不变,反应物是二氧化碳和钠,其中含有钠、碳、氧三种元素,生成物中也必定只含有这三种元素,而猜想和中都含有氢元素,因此均不合理。(2)氧化钠与水反应生成氢氧化钠。要证明猜想正确(白色固体为碳酸钠),需要排除氧化钠不存在的情
7、况,即将固体溶于水后,溶液中不会含有氢氧化钠;因此,设计实验时应使用氯化钙或氯化钡溶液等(不能使用氢氧化钙、氢氧化钡等碱溶液)检验并除去碳酸钠,再用酚酞溶液检验氢氧化钠是否存在。题型三题型三微型化实验探究微型化实验探究实验装置的微型化,既可节约药品、减少能耗,又可观察到明显的实验现象,减少环境污染;因此是近几年中考的命题热点之一。例例3(2019平顶山二模,20)同学利用自制仪器模拟工业炼铁实验,用下图所示微型实验装置制取CO,然后用CO还原Fe3O4并检验气体产物。已知甲酸(HCOOH)具有挥发性,在热的浓硫酸中分解生成一氧化碳和水。(1)位置4的化学方程式是4CO+Fe3O43Fe+4CO
8、2。(2)本实验存在一处明显缺陷,请给出优化建议:尾气处放酒精灯(增加尾气处理装置等)(写出一点即可)。(3)位置5处观察到的实验现象是澄清石灰水变浑浊。题型四题型四教材中对比实验的探究教材中对比实验的探究对比实验是指设置两个或两个以上的实验组,通过对实验结果的对比分析,来探究某种因素与实验对象的影响。教材中的对比实验主要有燃烧条件的探究、铁生锈条件的探究、二氧化碳的性质实验、物质的溶解性实验(吸热、放热现象和影响物质溶解性的因素等)、金属的活动性、指示剂的变色规律等。例例4化学常通过对比实验来获得信息。请根据图中三个对比实验回答下列问题:(1)实验A中,通过对比铜片上白磷和水下白磷的不同现象
9、,得出的结论是什么?答案答案燃烧的条件之一是氧气。(答案合理即可)(2)某同学针对实验B提出:空气中的氮气是否也参与铁生锈的反应呢?请改进上述B实验为该同学释疑(只需写出改进操作)。答案答案将实验B中空气改为氧气。(3)依据实验C的现象,得出二氧化碳的化学性质是能与水反应。题型五题型五教材中实验装置的改进教材中实验装置的改进装置的改进与创新是探究性实验的高级形式,也是中考考查热点之一。对教材中的某个实验(如铁生锈、燃烧条件、分子运动、质量守恒定律等)从所用药品、仪器装置、实验现象、实验操作、污染控制、实验时间等方面进行创新或改进,增加实验过程的可视性、环保性、时效性、简约性等,从而使实验效果更
10、优化,现象更明显,操作更简便。例例5(2019新乡逆袭卷,23)教材中探究铁生锈条件的实验所需时间过长,为此,某兴趣小组设计了改进实验(其中部分夹持装置已略去),如图所示:(1)写出A装置中发生反应的化学方程式。答案答案2H2O22H2O+O2(2)请简述用A作气体发生装置的优点。(写一条即可)答案答案节约药品(答案合理即可)(3)4分钟后观察,发现D试管中铁片表面锈迹斑斑,而C试管中铁片依然光亮。C、D两处实验现象对比,可得出铁生锈与水有关。题型六题型六探究性试题的评价探究性试题的评价探究性试题的评价包括评价实验原理是否科学合理、实验方案是否可行、实验装置的优劣对比、实验操作的正误判断、实验
11、现象的描述、实验结论及实验成败的原因分析等。扎实雄厚的“双基”、规范精准的语言表达是评价的前提,新颖独到的见解、深刻缜密的思维是评价的保障。评价实验方案时一般从以下几个方面入手:(1)实验方案在理论上是否科学合理,是否具有严密性;(2)在满足安全性的前提下,操作上是否简单易行;(3)从经济角度评价,是否节约药品、降低成本和提高产品质量;(4)从环境角度考虑,是否会给环境造成污染等。例例6(2018江苏苏州中考,32,7分)(1)控制变量,设计对比实验是实验探究的重要方法。编号实验内容(均在室温环境下进行)实验结论AB过氧化氢溶液的浓度会影响过氧化氢的分解速率同时打开A和B装置中分液漏斗的旋塞,
12、观察锥形瓶中的反应情况蒸馏水的温度会影响红墨水在蒸馏水中的扩散速率同时向A和B的烧杯中滴入2滴红墨水,观察烧杯中液体颜色变化快慢(2)观察是学习化学的重要方法。研究小组进行如下实验,发现均有红棕色二氧化氮气体产生。查阅资料:4HNO3(浓)4NO2+O2+2H2O4HNO3(浓)+C4NO2+CO2+2H2O【实验1】中所用碎玻璃与浓硝酸不发生化学反应,灼热的碎玻璃在实验中起到的作用是加热。【实验2】中有红棕色气体产生,能否证明【实验2】中木炭与浓硝酸发生了反应?请做出判断,并说明理由:不能,因为红热的木炭提供了热量,浓硝酸受热会分解产生红棕色气体。【实验3】中发现红热的木炭表面有红棕色气体产
13、生,且生成的气体产物中检测出二氧化碳(体积分数大于0.03%),能否证明【实验3】中木炭与浓硝酸发生了反应?请做出判断,并说明理由:不能,因为红热的木炭在空气中燃烧会生成二氧化碳。解析解析(1)对比实验中,只有过氧化氢溶液的浓度不同,故引起反应速率不同的是过氧化氢溶液的浓度。对比实验中,只有蒸馏水的温度不同,根据实验现象可知,温度会影响红墨水在蒸馏水中的扩散速率。(2)灼热的碎玻璃与浓硝酸不发生反应,根据题给的信息可知,浓硝酸在加热条件下能分解产生二氧化氮气体,故灼热的碎玻璃起到了加热的作用。由资料可知,由浓硝酸产生红棕色气体的原因可能为浓硝酸受热分解及浓硝酸和木炭反应,但【实验2】不能证明一
14、定是木炭与浓硝酸反应生成红棕色气体。红热的木炭露置在空气中,会与氧气直接反应生成二氧化碳。题组一探究性实验方案的设计一、填空题一、填空题专题训练1.(2018重庆中考,23,6分)(1)不同实验对反应速率有不同要求。某同学探究CO2制取实验,按要求答题。限选控制反应速率的方法:反应物的浓度反应物的状态限选试剂:A.稀盐酸B.浓盐酸C.块状石灰石D.碳酸钠溶液E.粉末状石灰石填写下表并回答相关问题。实验名称控制速率的方法所选用的最佳试剂灭火器反应原理B和DCO2的实验室制法A和C写出灭火器反应原理的化学方程式Na2CO3+2HCl2NaCl+H2O+CO2。(2)已知:CO2和SO2既有相似性,
15、又有差异性。实验一:水槽中滴入紫色石蕊,将收集满两种气体的试管同时倒立于其中,片刻后实验现象如图所示,说明相同条件下的溶解性:SO2(填“”或“CO2;二氧化硫、二氧化碳分别与水反应生成亚硫酸和碳酸,两者都能使紫色石蕊溶液变成红色。实验二:CO2和SO2化学性质有相似性,根据镁条在CO2中剧烈燃烧的化学方程式,可推测镁条在SO2中燃烧的化学方程式为2Mg+SO22MgO+S,现象为剧烈燃烧,产生黄色固体和白色固体。2.(2018湖南衡阳中考,30,3分)如图所示,用胶头滴管向装有固体的广口瓶中滴加液体,使气球变大,则使用的固体和液体可能是:(请写出三种组合)(1)铁和稀硫酸;(2)MnO2和H
16、2O2溶液;(3)NaOH固体和水(其他合理答案均可)。解析解析滴加液体后,气球能鼓起变大,说明滴加该液体后瓶内压强增大,瓶内压强增大的原因可能是固体与液体混合后放出了热量,也可能是固体与液体反应生成了某种气体。固体与液体混合后能够产生热量的组合有:生石灰和水、氢氧化钠固体和水等;固体与液体混合后能够放出气体的组合有:二氧化锰和过氧化氢溶液、大理石和稀盐酸、活泼金属和稀硫酸等。二、简答题二、简答题3.(2019许昌二模,24)过碳酸钠(化学式为Na2CO4)是一种白色粉末,常温下与水反应产生氧气。可以作为水产养殖业的产氧剂,并可给在贮运过程中的鱼、虾、蟹等生物供氧保鲜。根据过碳酸钠和水的组成,
17、对过碳酸钠和水反应后所得溶液中溶质成分做出猜想:猜想一:Na2CO3;猜想二:NaOH;猜想三:Na2CO3和NaOH。(1)取溶液,滴加稀盐酸,观察到有气泡产生,说明猜想二不正确。(2)为了进一步验证猜想一和猜想三哪个正确,请设计实验方案。(简要写出实验方案、现象和结论)答案答案取少量反应后的溶液于试管中,加入过量的CaCl2(或BaCl2)溶液,产生白色沉淀证明溶液中有Na2CO3,静置后取上层清液滴加酚酞溶液,如果变红,则含有NaOH(猜想三正确),如果不变色,则没有NaOH(猜想一正确)。4.如图所示,实验前调节杠杆平衡。(1)实验1:将活性炭包伸入到盛有CO2的集气瓶中一段时间后,活
18、性炭包下沉,原因是什么?答案答案活性炭具有吸附性,吸附了二氧化碳气体。(2)实验2:加热细铜丝团一段时间后移走酒精灯,观察到铜丝变为黑色(CuO),细铜丝团上下会怎样移动?答案答案细铜丝团下沉。解析解析(1)活性炭具有疏松多孔的结构,有吸附性,可将二氧化碳气体吸附在自己的表面,质量增大,所以活性炭包会下沉。(2)铜丝加热后与空气中的氧气反应生成黑色的氧化铜,氧化铜的质量大于原铜丝的质量,因此细铜丝团下沉。5.酸、碱、盐是初中化学中的重要内容。(1)氯化钾和氯化铵都是常见的化肥,请设计一个简单的实验鉴别两种化肥。答案答案取样,加熟石灰研磨,若能产生刺激性气味的气体,则样品是氯化铵;若无明显现象,
19、则样品是氯化钾。(2)向足量NaOH溶液中通入CO2,反应后的溶液中溶质可能只有Na2CO3,也可能还有NaOH。请设计实验检验溶质的成分,简要写出实验步骤,并写出涉及的化学方程式。答案答案取适量反应后的溶液,加入足量CaCl2溶液(或BaCl2溶液等),充分反应后,静置,取上层清液滴加无色酚酞溶液。涉及的化学方程式为Na2CO3+CaCl2CaCO3+2NaCl。(其他合理答案也可)解析解析(1)两种化肥中其中一种化肥是铵态氮肥,因此可以用加熟石灰研磨的方法进行鉴别。(2)反应后的溶液中一定含有碳酸钠,要探究是否含有氢氧化钠,可先加入足量的氯化钙(或氯化钡等)溶液将碳酸钠除去,然后加入酚酞溶
20、液,观察溶液是否变红,若溶液变红,则含有氢氧化钠,若不变色,则没有氢氧化钠。6.(2018河南中原名校第二次大联考,22)(1)将充满二氧化碳的大试管倒扣在盛有一定量氢氧化钠溶液的烧杯中,停留一会儿,观察到的现象是什么?答案答案试管内液面上升。(2)请设计实验探究充分反应后烧杯中溶液的溶质成分。答案答案取反应后的溶液少许,向其中滴加足量的CaCl2(或BaCl2等)溶液,有白色沉淀生成,则溶质中含有Na2CO3;静置,向上层清液中滴加无色酚酞溶液,若溶液变红,则溶质中还含有NaOH,反之,则无NaOH。解析解析二氧化碳与氢氧化钠溶液反应,使试管内压强变小,小于大气压,因此试管内液面上升;氢氧化
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