中考化學(xué)一輪微專題復(fù)習(xí)學(xué)案：科學(xué)探究題一個完整的科學(xué)探究實驗的內(nèi)容一般包括以下8個環(huán)節(jié):提出問題、猜想與假設(shè)、制訂計劃、進行實驗、搜集證據(jù)、解釋與結(jié)論、反思與評價、表達與交流。每個環(huán)節(jié)的目的和意義如下:【提出問題】能從日常現(xiàn)象和化學(xué)學(xué)習(xí)中發(fā)現(xiàn)一些有探究價值的問題;能比較清楚地表述所發(fā)現(xiàn)的問題?！静孪肱c假設(shè)】能針對問題提出合理的猜想與假設(shè);能依據(jù)已有的知識和經(jīng)驗對猜想和假設(shè)進行初步論證。【制訂計劃】通過老師的指導(dǎo)或小組討論,提出活動方案,制訂科學(xué)探究活動計劃;根據(jù)具體問題設(shè)計化學(xué)實驗方案,具有控制實驗條件的意識?！具M行實驗】能積極參與化學(xué)實驗;順利完成實驗操作;能在實驗中做到觀察與思考相結(jié)合?！舅鸭C據(jù)】學(xué)習(xí)運用多種方式對物質(zhì)及其變化進行觀察;對觀察和測量的結(jié)果進行記錄,能運用圖表等形式加以表述;學(xué)會多種搜集證據(jù)的方法。【解釋與結(jié)論】能對事實和證據(jù)進行簡單加工與整理,判斷證據(jù)與假設(shè)之間的關(guān)系;能依據(jù)一定的標(biāo)準(zhǔn)對物質(zhì)及其變化進行簡單的分類;對所獲得的事實與證據(jù)進行歸納,得出正確的結(jié)論;認識知識之間的聯(lián)系,形成合理的認知結(jié)構(gòu)。【反思與評價】有對探究結(jié)果進行評價的意識;能對探究過程進行反思,提出具體的改進建議?！颈磉_與交流】能用書面方式明確表述探究的過程和結(jié)果。類型1有關(guān)物質(zhì)成分的探究探究物質(zhì)成分的實質(zhì)就是物質(zhì)的鑒別,可以根據(jù)物質(zhì)的顏色、溶解性等物理性質(zhì)進行區(qū)分。若不能通過物理性質(zhì)區(qū)分,則從物質(zhì)的反應(yīng)現(xiàn)象進行判斷,用化學(xué)方法判斷物質(zhì)的成分時要先排除其他物質(zhì)的干擾。典例某“自加熱食品”發(fā)熱包的主要成分為生石灰、活性炭、鋁粉、鐵粉、碳酸鈉和氯化鈣,其使用說明如圖1:某化學(xué)興趣小組對發(fā)熱包進行了如下探究。探究Ⅰ:發(fā)熱包的發(fā)熱原理將發(fā)熱包中固體倒入燒杯中,加入適量水,發(fā)生劇烈反應(yīng),水很快沸騰。反應(yīng)結(jié)束后,燒杯底部有大量固體,繼續(xù)加水?dāng)嚢?過濾、洗滌、干燥,得到固體混合物。(1)發(fā)熱包中的某成分與水反應(yīng)放出大量的熱,該反應(yīng)的化學(xué)方程式是。

探究Ⅱ:固體混合物的成分查閱資料:單質(zhì)鋁既能與鹽酸反應(yīng)又能與氫氧化鈉溶液反應(yīng),并產(chǎn)生H2。小組同學(xué)認為固體混合物的成分可能是活性炭、鋁粉、鐵粉、碳酸鈣和氫氧化鈣。為進一步探究其成分,小組同學(xué)設(shè)計并進行如下實驗:(2)取少量固體于試管中,加水振蕩,靜置,滴入幾滴酚酞溶液,溶液變?yōu)榧t色,證明固體中含有。

(3)另取少量固體于錐形瓶中,逐漸加入稀鹽酸至不再產(chǎn)生氣泡為止(如圖2),反應(yīng)停止后瓶底有黑色固體剩余,溶液呈淺綠色。①反應(yīng)停止后,瓶底的黑色固體為,判斷依據(jù)是。

②當(dāng)觀察到現(xiàn)象,證明固體中含有CaCO3。

③證明固體中含有鐵粉的現(xiàn)象是。

(4)設(shè)計實驗方案證明固體混合物中含有鋁粉(可供選擇的試劑:CuCl2溶液、稀鹽酸、NaOH溶液)。實驗操作:;

實驗現(xiàn)象:;

實驗結(jié)論:。

【解析】(1)發(fā)熱包中的氧化鈣與水反應(yīng)生成氫氧化鈣,放出大量的熱,該反應(yīng)的化學(xué)方程式是CaO+H2OCa(OH)2。(2)溶液變?yōu)榧t色,說明溶液顯堿性,證明固體中含有氫氧化鈣。(3)①發(fā)熱包中的活性炭是黑色固體,不能和稀鹽酸反應(yīng)。②碳酸鈣和稀鹽酸反應(yīng)生成氯化鈣、二氧化碳和水,二氧化碳能使澄清石灰水變渾濁。③若溶液由無色變?yōu)闇\綠色,則證明固體中含有鐵粉,因為鐵和稀鹽酸反應(yīng)生成的氯化亞鐵在溶液中呈淺綠色。(4)實驗步驟:取適量樣品于試管中,加入足量氫氧化鈉溶液;實驗現(xiàn)象:固體部分溶解,產(chǎn)生氣泡;實驗結(jié)論:樣品中含有鋁?！敬鸢浮?1)CaO+H2OCa(OH)2(2)氫氧化鈣(3)①活性炭活性炭是黑色固體,且不與稀鹽酸反應(yīng)②澄清石灰水變渾濁③溶液由無色變?yōu)闇\綠色(4)取適量固體混合物于試管中,加入足量氫氧化鈉溶液固體部分溶解,產(chǎn)生氣泡固體混合物中含有鋁粉此類題目主要考查反應(yīng)前后混合物的組成分析,解答時可根據(jù)質(zhì)量守恒定律、題干信息和所學(xué)知識對物質(zhì)成分作出猜想,并利用各種物質(zhì)的性質(zhì)設(shè)計合適的實驗方案,選取適當(dāng)?shù)脑噭┲鹨或炞C,從而得出正確的結(jié)論。探究混合物的成分時應(yīng)注意以下幾點:1.考慮物質(zhì)的顏色、狀態(tài)、溶解性等物理性質(zhì)。2.物質(zhì)成分間是否發(fā)生反應(yīng)(即能否共存),以及反應(yīng)后生成的物質(zhì)。3.鑒別物質(zhì)中某成分時選擇的試劑對其他物質(zhì)的鑒別是否產(chǎn)生干擾。針對訓(xùn)練1.學(xué)校在進行消防演練過程中,老師帶領(lǐng)學(xué)生使用干粉滅火器進行模擬滅火演練?；瘜W(xué)興趣小組收集滅火后殘留的白色固體,探究其成分(不考慮雜質(zhì)的影響)。【查閱資料】①干粉滅火器的主要成分是碳酸氫鈉。②碳酸氫鈉受熱分解生成碳酸鈉、水和二氧化碳;碳酸鈉受熱難分解。③碳酸氫鈉與氯化鈣不發(fā)生反應(yīng)。【作出猜想】猜想一:固體成分為碳酸鈉;猜想二:固體成分為碳酸氫鈉;猜想三:固體成分為碳酸鈉與碳酸氫鈉。

【實驗驗證】操作現(xiàn)象結(jié)論小明同學(xué)取少量白色固體于試管中,加水溶解,再滴入無色酚酞溶液無色酚酞溶液變紅猜想一成立【提出質(zhì)疑】小紅認為小明得出的結(jié)論不準(zhǔn)確,她知道碳酸氫鈉在醫(yī)療上是治療胃酸過多癥的一種藥劑,推測碳酸氫鈉的水溶液可能顯堿性,并通過實驗得到了驗證。

【實驗探究】小明和小紅繼續(xù)實驗:步驟現(xiàn)象結(jié)論1.取少量白色固體加熱,將生成的氣體通入澄清石灰水中澄清石灰水變渾濁固體中含有碳酸氫鈉,寫出石灰水變渾濁的化學(xué)方程式:CO2+Ca(OH)2CaCO3↓+H2O2.另取少量的白色固體加水溶解,向所得溶液中滴入氯化鈣溶液有白色沉淀生成總結(jié)論:猜想三成立【拓展延伸】師生通過討論又設(shè)計了另一種實驗方案(如圖):關(guān)閉彈簧夾,將注射器內(nèi)等體積、等質(zhì)量分數(shù)的稀鹽酸同時加入試管中,觀察到甲、乙、丙的三支試管中均有氣泡產(chǎn)生。(1)丙試管中的m的數(shù)值為0.5。

(2)0.5g碳酸鈉與5%的稀鹽酸完全反應(yīng),生成二氧化碳的質(zhì)量為0.2g(結(jié)果精確到0.1)。

[附加題](3)關(guān)閉注射器活塞,關(guān)閉彈簧夾,待反應(yīng)結(jié)束后(固體完全消失),打開彈簧夾,U形管兩側(cè)液面變化是左側(cè)液面降低,右側(cè)液面升高,U形管右側(cè)液面變化大小比較:乙>丙>甲(或甲<丙<乙),進一步證明猜想三成立。

2.菱鐵礦主要成分是碳酸亞鐵(FeCO3),是一種分布廣泛的礦物。某同學(xué)對碳酸亞鐵和氧氣充分反應(yīng)后的固體成分進行了如下探究?！静殚嗁Y料】①FeCO3在空氣中加熱生成鐵的氧化物和二氧化碳。②FeO是一種黑色粉末,在空氣中加熱,能迅速被氧化成四氧化三鐵。③Fe3O4能與鹽酸反應(yīng)生成氯化亞鐵、氯化鐵和水。④FeCl2能使高錳酸鉀溶液褪色,而FeCl3不能使高錳酸鉀溶液褪色。⑤向FeCl3溶液中滴加KSCN溶液,溶液變紅色;向FeCl2溶液中滴加KSCN溶液,溶液不變紅色?！静孪肱c假設(shè)】猜想1:固體成分是Fe2O3;猜想2:固體成分是Fe3O4;猜想3:固體成分是FeO?！净顒优c探究】利用如圖裝置進行實驗(加熱和固定裝置已略去,裝置氣密性良好)。打開彈簧夾K,通入氧氣,加熱FeCO3。當(dāng)瓶中產(chǎn)生的沉淀不再增加時,停止加熱,繼續(xù)通入氧氣至玻璃管冷卻。取玻璃管里的少量固體于試管中,滴加過量稀鹽酸,微熱,固體完全溶解。將所得溶液分成甲、乙兩份進行實驗。實驗編號實驗步驟實驗現(xiàn)象a向甲溶液中滴加KSCN溶液溶液變紅色b向乙溶液中滴加高錳酸鉀溶液高錳酸鉀溶液不褪色【解釋與結(jié)論】(1)碳酸亞鐵(FeCO3)中鐵元素的質(zhì)量分數(shù)是48.3%(結(jié)果精確到0.1%)。

(2)在實驗前就可以判斷猜想3不成立,因為FeO在加熱時,能迅速被氧化成四氧化三鐵。

(3)由實驗a、b的現(xiàn)象可知,猜想1成立,則FeCO3與氧氣在加熱時反應(yīng)的化學(xué)方程式為4FeCO3+O22Fe2O3+4CO2。

(4)實驗b的目的是檢驗溶液中是否含有氯化亞鐵。

[附加題](5)該同學(xué)反思后發(fā)現(xiàn),不做實驗A也能得出相同的結(jié)論,理由是氧化鐵和四氧化三鐵與鹽酸反應(yīng)后都能生成氯化鐵,加入KSCN溶液后溶液都變紅色,因此不做該實驗也能得出相同結(jié)論。

【拓展與應(yīng)用】(6)碳酸亞鐵可作為補血劑,可由FeSO4溶液與過量的NH4HCO3溶液反應(yīng)制取,反應(yīng)時需要控制溫度在35℃以下,其原因可能是溫度高于35℃時NH4HCO3容易分解。

3.實驗室有一包混有少量鋅粉和碳粉的碳酸鈣粉末,化學(xué)興趣小組的同學(xué)對其產(chǎn)生了興趣。為驗證其組成,興趣小組的同學(xué)按如圖所示裝置(部分承持裝置已略去)進行了如下實驗探究。(1)將混合物置于錐形瓶中并加入足量的稀鹽酸,充分反應(yīng)后,在乙、丙兩集氣瓶中分別收集到兩種氣體。將乙瓶氣體導(dǎo)入澄清石灰水,石灰水變渾濁;丙瓶的氣體經(jīng)驗純可以在空氣中安靜地燃燒。①寫出產(chǎn)生乙瓶所得氣體的化學(xué)方程式:CaCO3+2HClCaCl2+H2O+CO2↑,由此證明混合物中含有碳酸鈣。

②寫出產(chǎn)生丙瓶所得氣體的化學(xué)方程式:Zn+2HClZnCl2+H2↑,由此證明混合物中含有鋅。

(2)將甲處反應(yīng)后的剩余物過濾、干燥并與氧化銅粉末高溫加熱,觀察到黑色粉末逐漸變紅。實驗證明該混合物確實存在C(填化學(xué)式)。

類型2有關(guān)物質(zhì)變質(zhì)的探究初中化學(xué)對于物質(zhì)變質(zhì)的探究主要涉及氧化鈣、氫氧化鈉和氫氧化鈣三種物質(zhì),其變質(zhì)后均生成相應(yīng)的碳酸鹽。此類問題主要針對氧化物、堿和碳酸鹽的性質(zhì)進行探究,用酸堿指示劑鑒別OH-前要排除某些呈堿性的鹽溶液的干擾。典例化學(xué)老師交給某研究性學(xué)習(xí)小組一個任務(wù):測定實驗室里一瓶久置的NaOH固體是否變質(zhì)。該小組的同學(xué)進行了如下實驗探究:【提出問題】猜想Ⅰ:沒變質(zhì),全部是;

猜想Ⅱ:部分變質(zhì),既含有NaOH又含有Na2CO3;猜想Ⅲ:完全變質(zhì),全部是Na2CO3?！静殚嗁Y料】①已知信息:BaCl2+Na2CO32NaCl+BaCO3↓②部分鹽溶液在常溫下的pH如下:鹽溶液NaClNa2CO3BaCl2pH等于7大于7等于7【設(shè)計方案并進行實驗】請你與他們一起完成,并回答所給問題:實驗步驟實驗現(xiàn)象實驗結(jié)論①稱取上述氫氧化鈉固體樣品10.00g溶于50mL水配成溶液,向溶液中滴加氯化鋇溶液至過量,充分反應(yīng),靜置說明久置固體中一定含有Na2CO3②用蘸取少量①中充分反應(yīng)后的上層清液滴在一小塊pH試紙上,與比較,讀出pHpH=11說明久置固體中還一定含有(填化學(xué)式)滴加過量BaCl2溶液的目的是。

【實驗結(jié)論】通過實驗,說明上述猜想中(填“猜想Ⅰ”“猜想Ⅱ”或“猜想Ⅲ”)是正確的。

【拓展】該小組同學(xué)為測定出該NaOH固體的變質(zhì)程度,繼續(xù)將上述白色沉淀過濾、洗凈、干燥,稱得其質(zhì)量為9.85g,則原試劑中NaOH的質(zhì)量分數(shù)為(假定試劑中無其他雜質(zhì),忽略實驗損耗)。

【反思】久置氫氧化鈉變質(zhì)的原因是(用化學(xué)方程式表示)。

【提升】能否通過取適量試劑溶于水,然后滴加酚酞的方法作出判斷:(填“能”或“不能”),理由是

。

【解析】【提出問題】氫氧化鈉與二氧化碳反應(yīng)生成碳酸鈉和水,若未變質(zhì),則固體為氫氧化鈉;若部分變質(zhì),則固體為氫氧化鈉和碳酸鈉的混合物;若全部變質(zhì),則固體為碳酸鈉。【設(shè)計方案并進行實驗】①由實驗結(jié)論可知,固體中含有碳酸鈉,碳酸鈉與氯化鋇反應(yīng)生成碳酸鋇沉淀和氯化鈉,可以看到有白色沉淀生成。②測定溶液pH的方法:用玻璃棒蘸取溶液,滴在pH試紙上,與標(biāo)準(zhǔn)比色卡對比讀出數(shù)值。pH=11,說明溶液顯堿性,因此固體中還含有氫氧化鈉。測定溶液pH時,若存在碳酸鈉溶液,會對氫氧化鈉的檢驗產(chǎn)生干擾,所以加入足量氯化鋇溶液的目的是除去碳酸鈉。【實驗結(jié)論】根據(jù)①和②可以得出固體中含有氫氧化鈉和碳酸鈉,即猜想Ⅱ成立。【拓展】設(shè)含有碳酸鈉的質(zhì)量為m,由化學(xué)方程式可知,Na2CO3~BaCO3,106197=m9.85g,m=5.3g,則固體中氫氧化鈉的質(zhì)量為10g-5.3g=4.7g,原試劑中氫氧化鈉的質(zhì)量分數(shù)為4.7g10g×100%=47%。【反思】氫氧化鈉與二氧化碳反應(yīng)生成碳酸鈉和水,化學(xué)方程式為2NaOH+CO2Na2CO【答案】【提出問題】NaOH【設(shè)計方案并進行實驗】①有白色沉淀生成②玻璃棒標(biāo)準(zhǔn)比色卡NaOH使碳酸鈉完全反應(yīng),以防對氫氧化鈉的檢驗產(chǎn)生干擾【實驗結(jié)論】猜想Ⅱ【拓展】47%【反思】2NaOH+CO2Na2CO3+H2O【提升】不能碳酸鈉和氫氧化鈉的溶液都能使無色酚酞溶液變紅,無法確定組分物質(zhì)A變質(zhì)通常是因為露置在空氣中發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成B,作出猜想時一般考慮沒有變質(zhì)、部分變質(zhì)和全部變質(zhì)三種情況。對于物質(zhì)是否變質(zhì)以及變質(zhì)后物質(zhì)成分的探究可分為以下幾個步驟:第一步:確定物質(zhì)變質(zhì)所發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式;第二步:進行猜想,從物質(zhì)沒有變質(zhì)、部分變質(zhì)和全部變質(zhì)三個角度考慮,因此一般猜想有三種:①只有A(沒有變質(zhì));②A和B(部分變質(zhì));③只有B(全部變質(zhì));第三步:選取合適的試劑分別驗證A和B是否存在,若需要用酸堿指示劑鑒別酸或堿時需注意排除某些呈酸性或堿性的鹽溶液的干擾。針對訓(xùn)練1.某興趣小組的同學(xué)對一包久置的生石灰(CaO)干燥劑產(chǎn)生了好奇,于是他們對這包干燥劑的成分展開了探究?！咎岢鰡栴}】這包干燥劑是否變質(zhì),成分是什么?【作出猜想】猜想一:全部是CaO;猜想二:是CaO和Ca(OH)2的混合物;猜想三:全部是Ca(OH)2;猜想四:是Ca(OH)2和CaCO3的混合物?！緦嶒炋骄俊?1)取部分該干燥劑于試管中,加水,無放熱現(xiàn)象,說明干燥劑中不含CaO。

(2)繼續(xù)向試管中滴加足量稀鹽酸,有氣泡出現(xiàn),說明這包干燥劑中含有CaCO3。

(3)為了進一步確定這包干燥劑中有無其他成分,小組同學(xué)設(shè)計了以下兩種方案。另取部分干燥劑于燒杯中,加水并攪拌,靜置后取上層清液于2支試管中。請你參與實驗,并填寫表中的空白:實驗方案方案一方案二實驗操作實驗現(xiàn)象溶液由無色變紅色澄清溶液變渾濁寫出方案二發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式:Ca(OH)2+CO2CaCO3↓+H2O。

【實驗結(jié)論】通過以上實驗探究,得出猜想四成立。

【拓展遷移】小組同學(xué)反思了生石灰干燥劑變質(zhì)的原因,認識到實驗室保存氧化鈣應(yīng)注意密封保存。

2.氫氧化鉀是工業(yè)強堿之一,與氫氧化鈉化學(xué)性質(zhì)相似。一次化學(xué)實驗后同學(xué)忘記蓋瓶塞。化學(xué)興趣小組同學(xué)想探究該瓶氫氧化鉀固體是否變質(zhì)。大家展開充分討論,邀你參與。【作出猜想】A.沒有變質(zhì)B.部分變質(zhì)C.完全變質(zhì)(1)氫氧化鉀在空氣中變質(zhì)的原因:2KOH+CO2K2CO3+H2O(用化學(xué)方程式表示)。

【査閱資料】氯化鉀溶液和氯化鈣溶液呈中性。(2)設(shè)計甲、乙兩組實驗方案并完成實驗。取瓶中固體少許,加水溶解配成溶液,分裝于兩支潔凈試管。實驗方案實驗操作實驗現(xiàn)象實驗結(jié)論甲取一支試管,滴入無色酚酞試液,振蕩溶液變紅色猜想A正確乙取另一支試管,滴入足量的氯化鈣溶液,充分反應(yīng)后再滴入幾滴硫酸銨溶液先有白色沉淀產(chǎn)生;再有刺激性氣味的氣體產(chǎn)生猜想B正確(3)【相互交流】大家認為甲的方案不可信,請你說出理由:碳酸鉀溶液也顯堿性,能使無色酚酞試液變紅色。寫出滴入硫酸銨后發(fā)生的化學(xué)方程式:2KOH+(NH4)2SO4K2SO4+2H2O+2NH3↑。

(4)如果猜想B是正確的,大家想繼續(xù)探究該瓶氫氧化鉀固體中KOH的質(zhì)量分數(shù)。設(shè)計了下列實驗,裝置如圖所示?！静僮鞑襟E】①首先稱量出飽和燒堿溶液(含儀器)的質(zhì)量m1,再與前面裝置連接。②按正確方法檢查裝置氣密性,氣密性良好。③關(guān)閉K2、打開K1和K3,擠壓N2儲氣囊給裝置充分充氣。④關(guān)閉K1、打開K2,滴入足量稀HCl,充分反應(yīng)。⑤關(guān)閉K2、打開K1,再次擠壓N2儲氣囊,給裝置充分充氣。⑥關(guān)閉K3,取下盛裝燒堿的裝置,稱量質(zhì)量為m2?；卮饐栴}:(Ⅰ)步驟③充入N2的目是排出裝置中的空氣。

(Ⅱ)濃硫酸的作用是干燥二氧化碳。

(Ⅲ)若不進行步驟⑤,KOH質(zhì)量分數(shù)偏大(填“偏大”或“偏小”)。

類型3有關(guān)影響化學(xué)反應(yīng)速率因素的探究本類型試題主要探究某些因素對反應(yīng)快慢的影響。①影響過氧化氫分解制氧氣快慢的主要因素:過氧化氫溶液的濃度、溫度、有無催化劑、催化劑的種類以及催化劑顆粒大小等。②影響金屬與酸反應(yīng)快慢的主要因素:金屬的種類、金屬的純度、金屬顆粒的大小、酸的種類、酸的濃度、溫度、有無催化劑等。一般會設(shè)置多組對照實驗,解答時注意控制變量法的應(yīng)用,然后通過反應(yīng)過程的現(xiàn)象進行分析、比較、判斷,最終得出實驗結(jié)論等。典例化學(xué)實驗室常用二氧化錳催化過氧化氫溶液分解的方法制取氧氣。某興趣小組的同學(xué)查閱資料發(fā)現(xiàn),人體肝臟中的過氧化氫酶也能催化過氧化氫分解產(chǎn)生氧氣和水,但其催化效果受溫度影響大;FeCl3也能催化過氧化氫分解。為比較過氧化氫酶和FeCl3催化效率的高低,該同學(xué)在28℃環(huán)境下進行了如下探究:(1)二氧化錳在過氧化氫溶液分解前后和化學(xué)性質(zhì)不變,設(shè)計實驗證明化學(xué)性質(zhì)不變:

。

(2)請你寫出用FeCl3溶液催化過氧化氫溶液分解的化學(xué)方程式:。

【提出問題】過氧化氫酶和FeCl3催化效率哪個更高?(3)【猜想與假設(shè)】。

【實驗材料】適宜濃度的FeCl3溶液,適宜濃度的新鮮豬肝研磨液(含有過氧化氫酶),適宜濃度的過氧化氫溶液等。【實驗步驟】①取2支潔凈的試管,編號為1、2,分別注入3mL適宜濃度的過氧化氫溶液;②向1號試管內(nèi)滴入2滴適宜濃度的FeCl3溶液,向2號試管內(nèi);

③觀察并記錄兩支試管產(chǎn)生氣泡的情況?！绢A(yù)測實驗結(jié)果】請寫出一種可能的實驗結(jié)果:。

(4)該組同學(xué)又完成了“探究溫度對豬肝研磨液和FeCl3催化效率的影響”實驗,實驗結(jié)果如圖1所示。圖中代表豬肝研磨液催化效率的曲線是(填“甲”或“乙”),判斷的理由是

。

【拓展延伸】同學(xué)們在老師的指導(dǎo)下設(shè)計實驗繼續(xù)探究。向兩支試管中分別加入等質(zhì)量不同濃度的H2O2溶液,再加入等質(zhì)量、等濃度的FeCl3溶液,分別用氣壓傳感器測定兩試管中氣體壓強的變化曲線,如圖2、圖3所示。請你思考:(5)為保證實驗的準(zhǔn)確性,請你設(shè)計向兩支試管中加入FeCl3溶液的具體方法:。

(6)圖3中前100s壓強變化不大的原因是

。

(7)請你從曲線中總結(jié)出FeCl3溶液對H2O2溶液分解影響的兩條規(guī)律性結(jié)論:、。

【解析】(1)二氧化錳是催化劑,在過氧化氫溶液分解前后質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)均不變。反應(yīng)后將二氧化錳過濾分離出來,洗滌、干燥后再加入盛有過氧化氫溶液的試管中,若立即觀察到產(chǎn)生大量的氣泡,說明二氧化錳的化學(xué)性質(zhì)沒有改變。(2)過氧化氫在FeCl3溶液作催化劑的條件下分解生成水和氧氣,化學(xué)方程式為2H2O22H2O+O2↑。(3)【實驗步驟】在對比實驗中,要注意控制變量,應(yīng)向第2支試管中滴加相同量的豬肝研磨液。(4)圖中代表豬肝研磨液催化效率的曲線是乙,因為酶的活性受溫度影響較大,在一定溫度范圍內(nèi),隨著溫度的升高,酶的活性增強;超過適宜的溫度范圍,酶的活性會隨溫度的升高而減弱。(5)向試管中加入FeCl3溶液,可以分別用注射器吸取等量、等濃度的FeCl3溶液同時注入兩支試管中。(6)氯化鐵溶液沒有和過氧化氫溶液充分混合,過氧化氫分解速率較慢,故前100s壓強變化不大。(7)根據(jù)曲線可以看出,FeCl3溶液能加快H2O2溶液的分解;FeCl3溶液對濃度較大的H2O2溶液分解促進效果更好。【答案】(1)質(zhì)量將反應(yīng)后的二氧化錳過濾分離出來,洗滌、干燥后再放入盛有過氧化氫溶液的試管中,若立即觀察到產(chǎn)生大量的氣泡,說明二氧化錳的化學(xué)性質(zhì)沒有發(fā)生改變(2)2H2O22H2O+O2↑(3)過氧化氫酶的催化效率更高【實驗步驟】滴入2滴適宜濃度的新鮮豬肝研磨液【預(yù)測實驗結(jié)果】2號試管內(nèi)產(chǎn)生氣泡的速度比1號試管快(4)乙酶的活性受溫度影響較大,在一定溫度范圍內(nèi),隨著溫度的升高,酶的活性增強;超過適宜的溫度范圍,酶的活性會隨溫度的升高而減弱(5)分別用注射器吸取等量、等濃度的FeCl3溶液同時注入兩支試管中(6)氯化鐵溶液沒有和過氧化氫溶液充分混合,過氧化氫分解速率較慢(7)FeCl3溶液能加快H2O2溶液的分解FeCl3溶液對濃度較大的H2O2溶液分解促進效果更好影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素可分為內(nèi)因和外因兩種,內(nèi)因包括反應(yīng)物的種類、濃度與反應(yīng)物間的接觸面積,外因包括溫度、催化劑(是否使用催化劑、催化劑的種類、質(zhì)量、顆粒大小等),對于有氣體參加的反應(yīng)還得考慮氣體壓強。設(shè)計實驗時,注意對照實驗或控制變量法的使用,實驗流程包括明確實驗?zāi)康?、選擇實驗藥品和儀器、實驗預(yù)測、設(shè)計實驗方案、觀察實驗現(xiàn)象、得出實驗結(jié)論這幾個步驟。針對訓(xùn)練1.某興趣小組發(fā)現(xiàn)鐵釘生銹較慢,往往需要幾天的時間,通過詢問老師后得知氯化物可能會加快鐵釘生銹的速度?！咎岢鰡栴}】氯化物對鐵釘生銹有怎樣的影響?【查閱資料】Ⅰ.NaCl、CaCl2、CuCl2等由氯離子與金屬離子構(gòu)成的鹽屬于氯化物。Ⅱ.銅能與氧氣加熱發(fā)生反應(yīng),生成黑色的CuO。Ⅲ.CuO能與稀硫酸發(fā)生反應(yīng):CuO+H2SO4CuSO4+H2O。實驗1:探究氯化物對鐵釘生銹速度的影響試管編號①②③④實驗現(xiàn)象2天后鐵釘表面出現(xiàn)紅色固體1天后鐵釘表面出現(xiàn)紅色固體1天后鐵釘表面出現(xiàn)紅色固體7分鐘后鐵釘表面出現(xiàn)紅色固體,20分鐘后試管底部出現(xiàn)紅色沉淀(1)對比實驗①②③可以得到的結(jié)論是氯化物能加快鐵釘生銹的速度。

(2)小組同學(xué)認為,試管④中的紅色沉淀可能是鐵銹,也可能是銅。他們認為紅色沉淀可能是銅的理由是CuCl2+FeFeCl2+Cu(用化學(xué)方程式解釋)。

實驗2:探究試管④中紅色沉淀的物質(zhì)組成實驗步驟實驗操作實驗現(xiàn)象Ⅰ取出試管④中的鐵釘,過濾剩余物,洗滌濾紙上的物質(zhì)固體為紅色Ⅱ向試管中加入步驟Ⅰ所得紅色固體,再加入足量試劑X紅色固體大部分溶解,溶液變?yōu)辄S色Ⅲ將步驟Ⅱ所得混合物過濾,洗滌、干燥濾紙上的固體后,置于石棉網(wǎng)上充分加熱紅色固體變黑Ⅳ向試管中加入步驟Ⅲ所得黑色固體,再加入足量稀硫酸黑色固體全部溶解,溶液變?yōu)樗{色(3)步驟Ⅱ中所加入的試劑X是稀鹽酸(或稀硫酸)。

(4)步驟Ⅲ、Ⅳ的實驗?zāi)康氖菣z驗紅色沉淀中是否含有銅。

(5)由實驗2可得出結(jié)論:試管④中紅色沉淀的物質(zhì)組成是Cu和Fe2O3。

(6)結(jié)合實驗1、2的結(jié)論,對于“氯化物對鐵釘生銹速度的影響”,小組同學(xué)提出了進一步的假設(shè):當(dāng)氯化物能與鐵釘反應(yīng)時,可能鐵釘生銹速度更快。

2.某實驗小組選擇“探究銅和硫酸的反應(yīng)”作為課題開展探究實驗,下表是他們分別用相同質(zhì)量的銅粉和足量硫酸反應(yīng)的幾組實驗數(shù)據(jù):實驗編號硫酸的質(zhì)量分數(shù)/%溫度/℃銅粉消失的時間/s①98120400②98200200③80120500④80200280⑤70200不消失⑥40200不消失(1)實驗①、②表明:該反應(yīng)快慢與溫度有關(guān),其關(guān)系是溫度越高,化學(xué)反應(yīng)速率越快;能表明硫酸濃度對反應(yīng)快慢有影響的實驗組合是①③(或②④)(填編號,寫一組即可)。

(2)如果把實驗①中硫酸的質(zhì)量分數(shù)改為85%,請你推出銅粉消失時間(用t表示)的取值范圍:400s<t<500s。

(3)從上表來看,能與銅粉發(fā)生反應(yīng)的硫酸溶液最低濃度a%的范圍是70%<a%≤80%(取整數(shù))。

(4)影響金屬和酸反應(yīng)快慢的因素除了上述因素以外還可能有金屬活動性強弱(或金屬顆粒的大小,合理即可)(寫一個即可)。

[附加題]【拓展延伸】已知濃硫酸與銅粉加熱時產(chǎn)生刺激性氣體氧化物,同時溶液變藍。如圖是利用壓強傳感器測定濃硫酸與銅粉加熱產(chǎn)生的氣體與NaOH溶液發(fā)生噴泉實驗的過程及壓強變化曲線圖。(5)請寫出銅粉與濃硫酸加熱條件下發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式:Cu+2H2SO4CuSO4+2H2O+SO2↑。

(6)實驗過程:三頸燒瓶內(nèi)裝有收集滿的氣體,采集數(shù)據(jù),用吸有NaOH溶液的膠頭滴管塞緊頸口c,擠盡膠頭滴管內(nèi)的液體,然后打開閥門b,燒杯內(nèi)的NaOH溶液噴到三頸燒瓶內(nèi)形成噴泉,瓶內(nèi)壓強變化如圖2所示。曲線CD段上升的原因是液體噴到三頸燒瓶中填補了氣體被反應(yīng)后的壓強差(合理即可)。

3.某興趣小組的同學(xué)在實驗室用碳酸鈣和稀鹽酸進行二氧化碳制取的探究,請根據(jù)題意回答下列問題?！咎岢鰡栴}】二氧化碳產(chǎn)生的快慢與哪些因素有關(guān)?【作出猜想】猜想1:與稀鹽酸的濃度有關(guān);猜想2:與碳酸鈣顆粒大小有關(guān)。

【實驗和結(jié)論】(1)甲同學(xué)實驗時用普通漏斗(如圖1裝置A),發(fā)現(xiàn)該裝置不能用作制取二氧化碳的發(fā)生裝置,于是他把裝置A改裝成裝置B,則B中小試管的作用是形成液封。

(2)為了準(zhǔn)確比較二氧化碳氣體的產(chǎn)生速度,請列舉一種判斷反應(yīng)快慢的方法:測定收集相同體積二氧化碳氣體需要的時間。

(3)為了驗證猜想2,乙同學(xué)按如圖2所示裝置進行實驗,傾斜錐形瓶,使10mL稀鹽酸與固體充分接觸,瓶內(nèi)氣壓隨時間的變化如圖2曲線所示。則圖中m數(shù)值為1;圖中d點對應(yīng)的溶液中溶質(zhì)為CaCl2、HCl(填化學(xué)式);形成圖像的兩條曲線不是從原點開始的原因是裝置內(nèi)原來就含有空氣;乙同學(xué)實驗的結(jié)論是其他條件相同時,碳酸鈣的顆粒越小,化學(xué)反應(yīng)速率越快。

4.理科實驗操作考試中,小明同學(xué)在做鋁和稀鹽酸反應(yīng)時無意中加入了幾滴硫酸銅溶液,發(fā)現(xiàn)鋁片表面產(chǎn)生氣泡的速率明顯加快,對此他產(chǎn)生了興趣?！咎岢鰡栴}】硫酸銅溶液是不是該反應(yīng)的催化劑?硫酸銅溶液的體積對該實驗有影響嗎?【設(shè)計并實驗】室溫下,小明將過量、表面積相同且已打磨過的鋁片分別加入6份30mL10%的稀鹽酸中,并在每份中加入不同體積的硫酸銅飽和溶液,記錄獲得相同體積氫氣的時間,從而確定產(chǎn)生氫氣的速率?；旌先芤壕幪?23456飽和硫酸銅溶液/mL00.52.551020水/mL2019.517.5V100(1)上述表格中V=15。

(2)寫出鋁和稀鹽酸反應(yīng)的化學(xué)方程式:2Al+6HCl2AlCl3+3H2↑。

(3)定量收集氫氣可選用下圖C(填字母序號)裝置。

【實驗現(xiàn)象】隨著硫酸銅溶液體積的增加,產(chǎn)生氫氣的速率先加快后明顯減慢,且鋁片表面附著的紅色物質(zhì)逐漸增多?！窘Y(jié)論與解釋】(4)隨著硫酸銅溶液體積的增加,反應(yīng)速率明顯變慢的可能原因是部分鋁和硫酸銅溶液發(fā)生了置換反應(yīng)。

(5)根據(jù)實驗現(xiàn)象,小明認為硫酸銅溶液不是此反應(yīng)的催化劑,其原因是硫酸銅和鋁發(fā)生了反應(yīng)。

【實驗反思】加快鋁和稀鹽酸反應(yīng)速率還可以采取的措施是升高溫度(或增大鹽酸濃度,合理即可)(寫出一點)。

【實驗拓展】根據(jù)上述實驗,小明認為是鹽中的金屬離子影響了鋁和稀鹽酸的反應(yīng)速率。為了研究不同金屬離子對反應(yīng)速率的影響,小明同學(xué)繼續(xù)實驗,取過量、表面積相同的鋁片和30mL10%的稀鹽酸混合后加入不同的鹽溶液,實驗現(xiàn)象如下(加號越多,代表反應(yīng)速率越快)。實驗編號12345加入試劑0.5mL水5%的NaCl溶液5%的Mg(NO3)2溶液5%的FeSO4溶液5%的CuSO4溶液產(chǎn)生氣泡速率++++++++(6)上表中,用水進行實驗的目的是進行對照。

(7)上述實驗設(shè)計存在缺陷,該缺陷是鋁片表面未經(jīng)打磨且所用鹽溶液中的陰離子不同;改進實驗后,仍符合上表中的實驗現(xiàn)象,可得到的結(jié)論是①Na+、Mg2+對鋁和稀鹽酸的反應(yīng)速率無影響;②Fe2+、Cu2+能加快鋁和稀鹽酸反應(yīng)的速率,且Cu2+加快反應(yīng)速率的效果更明顯。

類型4有關(guān)“條件類”問題的探究大多數(shù)化學(xué)反應(yīng)都需要在一定條件下才能發(fā)生,如:①燃燒的條件:可燃物、達到著火點、與氧氣接觸。②鐵銹蝕的條件:與氧氣和水同時接觸。此類試題通常設(shè)置對照實驗,根據(jù)不同的反應(yīng)現(xiàn)象判斷發(fā)生反應(yīng)的條件。對于有多因素的問題可以通過控制變量設(shè)計實驗。典例某研究性學(xué)習(xí)小組將鎂條放到盛有冷水(蒸餾水)的試管中,沒有明顯的現(xiàn)象,然后將試管放在酒精燈上加熱,發(fā)現(xiàn)試管中有氣泡產(chǎn)生?！咎岢鰡栴}】加熱時鎂條與水發(fā)生反應(yīng)嗎?【進行實驗】實驗實驗操作實驗現(xiàn)象實驗結(jié)論①往盛有鎂與水的試管中滴加1~2滴無色酚酞溶液,加熱溶液變紅有生成②收集一小試管生成的氣體,用燃著的小木條靠近有氫氣生成【討論交流】(1)加熱時應(yīng)該先將蒸餾水煮沸并迅速冷卻,理由是。

(2)寫出鎂與水反應(yīng)的化學(xué)方程式:。

(3)反思上述實驗,對滅火方法的選擇你有什么新的認識?。

[附加題]【實驗拓展】向稀鹽酸中加入足量的鎂條,利用pH和溫度傳感儀測定pH、溫度隨時間變化的關(guān)系曲線如圖所示。資料:Mg(OH)2在常溫下難溶于水,溫度升高溶解度增大。(4)甲圖中A點與乙圖中的(填字母序號)點的反應(yīng)時刻相對應(yīng)。

(5)P點對應(yīng)的物質(zhì)中,主要成分是(填化學(xué)式)。

【解析】【進行實驗】①加入酚酞后溶液顯紅色,說明溶液顯堿性,可知有氫氧化鎂生成。②由結(jié)論可知,該反應(yīng)生成了氫氣,氫氣為可燃性氣體,可以被點燃,產(chǎn)生淡藍色火焰?！居懻摻涣鳌?1)空氣中的某些氣體能溶于水,為了避免氣體對實驗產(chǎn)生影響,需要加熱煮沸排出蒸餾水中的氣體。(2)根據(jù)實驗可知鎂與水在加熱條件下反應(yīng)生成氫氧化鎂和氫氣,化學(xué)方程式為Mg+2H2OMg(OH)2+H2↑。(3)鎂可與水反應(yīng)生成具有可燃性的氫氣,若鎂著火時用水滅火,不僅不能滅火,反而會使火勢變大,因此不是所有火災(zāi)都可以用水撲滅。【實驗拓展】(4)鎂與鹽酸反應(yīng)生成氯化鎂和氫氣,隨著鹽酸被消耗,溶液pH增大,當(dāng)鹽酸被全部消耗完畢后,溶液pH為7;該反應(yīng)屬于放熱反應(yīng),隨著反應(yīng)進行,溫度會一直升高,當(dāng)反應(yīng)完畢時,溫度達到最高,故圖甲中的A點與圖乙中的N點的反應(yīng)時刻相對應(yīng)。(5)當(dāng)達到N點以后,溫度較高,鎂與水在加熱條件下反應(yīng)生成氫氧化鎂和氫氣,氫氧化鎂顯堿性,所以溶液pH>7,故P點對應(yīng)的物質(zhì)主要為鎂與鹽酸生成的氯化鎂和鎂與水反應(yīng)生成的氫氧化鎂?！敬鸢浮俊具M行實驗】①氫氧化鎂②氣體燃燒,產(chǎn)生淡藍色火焰【討論交流】(1)排出溶于水的氣體(2)Mg+2H2OMg(OH)2+H2↑(3)有些物質(zhì)著火不能用水撲滅【實驗拓展】(4)N(5)MgCl2、Mg(OH)2針對訓(xùn)練1.“藍瓶子”實驗是一個有趣的化學(xué)振蕩實驗:盛有氫氧化鈉、亞甲藍(C16H18N3SCl)、葡萄糖混合液的試管,經(jīng)振蕩、靜置后溶液顏色會出現(xiàn)反復(fù)變化(如圖1)。某興趣小組開展如下探究,回答下列問題。(1)混合液中屬于人類基本營養(yǎng)物質(zhì)的有水和葡萄糖。

(2)小明對振蕩后溶液變藍的原因進行如下猜想:①溶液中溶入CO2;②溶液中溶入O2;③溶液中溶入N2(合理即可)(填化學(xué)式)。

(3)小紅利用圖2裝置,從A端吹入呼出的氣體,混合液由無色變藍色,由此不能(填“能”或“不能”)得出猜想①正確,原因是人體呼出的氣體中也含有氮氣和氧氣等。

(4)為探究猜想②,利用圖2裝置設(shè)計實驗方案:從A端通入氧氣,若溶液變藍,則猜想②正確;若溶液不變藍,則猜想②不正確。

2.在老師的指導(dǎo)下,某化學(xué)興趣小組利用下列裝置進行了“可燃物燃燒的條件”的探究實驗。【實驗?zāi)康摹刻骄靠扇嘉锶紵臈l件?！緦嶒灢襟E】①將所需儀器按照裝置圖連接起來。②打開K1和K2,向上拉動任意一支注射器的活塞。③將實驗所需藥品加入對應(yīng)的儀器中。④將裝有適量白磷的具支試管放入冷水中。⑤打開K1,關(guān)閉K2,往裝置甲中加入適量的雙氧水,氧氣進入具支試管中。⑥關(guān)閉K1,打開K2,往裝置乙中加入適量的鹽酸,二氧化碳進入具支試管中。⑦將裝有適量白磷的具支試管放入80℃的熱水中。⑧打開K1,關(guān)閉K2,往裝置甲中加入適量雙氧水,氧氣進入具支試管中。⑨關(guān)閉K1,打開K2,往裝置乙中加入適量的鹽酸。【問題解答】(1)實驗步驟②的目的是檢查裝置氣密性。

(2)裝置乙中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是Na2CO3+2HCl2NaCl+H2O+CO2↑。

(3)在實驗步驟⑥中,表明具支試管中氧氣已經(jīng)排盡的實驗現(xiàn)象是燒杯中的澄清石灰水變渾濁。

(4)能看到白磷燃燒起來的實驗步驟是⑧。

【實驗結(jié)論】可燃物燃燒必須同時滿足兩個條件:可燃物與氧氣接觸;溫度達到可燃物的著火點。3.在化學(xué)興趣小組的活動中,老師讓甲同學(xué)給大家表演了一個小魔術(shù):“清水變牛奶,牛奶變雪碧”。A、B、C三種溶液分別是稀鹽酸、氫氧化鈣溶液、碳酸鈉溶液中的某一種?！緦嶒灮顒印俊窘涣饔懻摗客瑢W(xué)們根據(jù)新奇的現(xiàn)象展開了熱烈的討論。乙同學(xué):“清水變牛奶”就是無色溶液中產(chǎn)生白色渾濁。丙同學(xué):“牛奶變雪碧”就是白色渾濁消失,溶液中產(chǎn)生大量的氣泡。大家都點頭認同。【提出問題】甲同學(xué):A、B、C分別是什么?為什么能出現(xiàn)上述現(xiàn)象呢?【解釋結(jié)論】丁同學(xué):根據(jù)步驟2的現(xiàn)象可確定C為稀鹽酸(填物質(zhì)名稱)。

戊同學(xué):產(chǎn)生步驟1現(xiàn)象的原因是Na2CO3+Ca(OH)2CaCO3↓+2NaOH(用化學(xué)方程式表示),但還無法確定A、B各是什么。

【實驗證明】己同學(xué):另取A于試管中,把C滴加至A中,觀察到的現(xiàn)象如圖2所示,因此他斷定A是Na2CO3(填化學(xué)式)溶液,同時也確定了B。

【深入交流】甲同學(xué):步驟1加入B時,溶液中CO32?的數(shù)目變化趨勢曲線應(yīng)該是B(如圖3,填“a”或“b【總結(jié)歸納】上述實驗活動涉及的這類化學(xué)反應(yīng),只有當(dāng)兩種化合物互相交換成分,生成物中有沉淀或氣體或水生成時,復(fù)分解反應(yīng)才可以發(fā)生,除此之外還可能生成可溶的化合物,且反應(yīng)前后沒有化合價的改變(答一點即可)。

小組活動結(jié)束,老師為同學(xué)們的探究意識和探究能力點贊。4.某興趣小組同學(xué)發(fā)現(xiàn)鎂條在空氣中久置表面會變灰黑。為了探究鎂條變灰黑的原因,他們進行了如下探究,請你根據(jù)題意回答問題。【提出問題】空氣中什么物質(zhì)使鎂條久置表面變灰黑?【猜想假設(shè)】甲同學(xué)認為是氧氣;乙同學(xué)認為是二氧化碳;丙同學(xué)認為是水蒸氣;丁同學(xué)認為是氧氣、二氧化碳、水蒸氣都需要?！具M行實驗】小組為了驗證猜想,做了以下實驗(每組鎂條長度為3cm,試管容積為20mL)?！緦嶒灛F(xiàn)象】實驗⑥中的鎂條久置變灰黑,其他組實驗均無明顯變化?！窘忉屌c結(jié)論】(1)根據(jù)現(xiàn)象,丁同學(xué)認為①~⑥中多余的實驗設(shè)計是①②③。

(2)得出“鎂條變灰黑一定與CO2有關(guān)”的結(jié)論,依據(jù)的兩個實驗是⑤⑥。

(3)大家在老師的幫助下得出結(jié)論:丁同學(xué)猜想是正確的。但是甲同學(xué)認為要得出丁同學(xué)猜想是正確的,需要補充一個實驗,即取相同試管,充入干燥的二氧化碳和氧氣,加入等長度的打磨光亮的鎂條,觀察是否變灰黑。

(4)在猜想與假設(shè)時,同學(xué)們認為鎂條變灰黑與N2無關(guān),其理由是氮氣常溫下化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定。

(5)經(jīng)過老師指導(dǎo),同學(xué)們得知鎂條在空氣中變灰黑,是因為與這三種物質(zhì)反應(yīng)生成了堿式碳酸鎂[Mg2(OH)2CO3],請寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式:2Mg+CO2+H2O+O2Mg2(OH)2CO3。

類型5有關(guān)金屬化學(xué)性質(zhì)的探究初中化學(xué)對于金屬化學(xué)性質(zhì)的探究通?？疾榻饘倥c氧氣、酸、可溶性鹽的反應(yīng)及金屬活動性順序。該類試題的設(shè)置一般給定情境,考查考生的歸納、猜想、判斷能力。此類題目要求考生熟知常見金屬反應(yīng)的化學(xué)方程式、反應(yīng)現(xiàn)象。解決金屬活動性相關(guān)試題可以采用間接比較法和直接比較法。典例興趣小組同學(xué)在做金屬化學(xué)性質(zhì)實驗時,發(fā)現(xiàn)銅片與不同濃度的硫酸溶液接觸時現(xiàn)象不相同,如圖,請你與他們一起探究(所用銅片大小、種類相同,溶液均為硫酸溶液)?！緦嶒灛F(xiàn)象】①②③④無明顯現(xiàn)象;⑤銅片溶解,溶液變藍并生成有刺激性氣味的氣體。(1)以上實驗中,欲得出“升高溫度可使銅與硫酸反應(yīng)”需對比的實驗是(填實驗序號)。

【提出問題】刺激性氣體是什么?【查閱資料】HCl、NH3、SO2均有刺激性氣味且污染空氣;SO2化學(xué)性質(zhì)與CO2相似,但SO2具有漂白性,能使紅色的品紅溶液褪色,HCl、NH3不行。【猜想假設(shè)】甲同學(xué):HCl;乙同學(xué):NH3;丙同學(xué):H2;丁同學(xué):。

【實驗與結(jié)論】(2)大家認為甲、乙同學(xué)的猜想不合理,理由是。丙同學(xué)的猜想不合理,理由是。

(3)丁同學(xué)設(shè)計如圖實驗,將生成的氣體通入A、B裝置。A中觀察到的現(xiàn)象是紫色石蕊溶液變紅;B中觀察到的現(xiàn)象是。結(jié)論:丁同學(xué)猜想正確。

【反思評價】(4)同學(xué)們認為丁同學(xué)實驗有不足之處,請你改進:

。

[附加題]【拓展延伸】(5)根據(jù)結(jié)論,寫出實驗⑤的化學(xué)方程式:。

(6)實驗⑤反應(yīng)停止后,所得溶液里(填“有”或“沒有”)溶質(zhì)硫酸,理由是

。

【解析】(1)要想得出“升高溫度可使銅與硫酸反應(yīng)”需要注意控制溫度為唯一變量,應(yīng)對比實驗③和⑤?！静孪爰僭O(shè)】該反應(yīng)的反應(yīng)物是銅和濃硫酸,由質(zhì)量守恒定律可推知,該刺激性氣體可能是SO2。(2)由質(zhì)量守恒定律可知,化學(xué)反應(yīng)前后元素的種類不變,反應(yīng)物中沒有氮元素與氯元素,該氣體不可能是氨氣或氯化氫氣體。氫氣沒有氣味,丙同學(xué)的猜想也不合理。(3)由題意可知,丁同學(xué)猜想正確,則該氣體是SO2,SO2具有漂白性,能使紅色的品紅溶液褪色。(4)SO2是一種有毒氣體,不能直接排放到空氣中,否則會造成空氣污染,故應(yīng)在B裝置的后面增加盛有氫氧化鈉溶液的裝置或用氣囊回收過量的有害氣體。(5)銅和濃硫酸在加熱的條件下反應(yīng)生成硫酸銅、水和二氧化硫氣體,化學(xué)方程式為Cu+2H2SO4(濃)CuSO4+2H2O+SO2↑?！敬鸢浮?1)③⑤【猜想假設(shè)】SO2【實驗與結(jié)論】(2)不遵循質(zhì)量守恒定律(或反應(yīng)前沒有氮元素與氯元素)氫氣沒有氣味(3)品紅溶液褪色(4)在B裝置后增加盛有氫氧化鈉溶液的裝置(或用氣囊回收過量的有害氣體)(5)Cu+2H2SO4(濃)CuSO4+2H2O+SO2↑(6)有由實驗④可知,硫酸的濃度為50%時就不能與銅繼續(xù)反應(yīng),所以停止反應(yīng)后溶液中仍含有溶質(zhì)硫酸金屬的化學(xué)性質(zhì)一般包括金屬與氧氣、酸、可溶性鹽等物質(zhì)的反應(yīng)以及金屬活動性。進行實驗時需注意以下幾點:1.實驗前金屬必須經(jīng)過打磨;2.做金屬與酸的反應(yīng)時一般用稀鹽酸或稀硫酸,不用濃鹽酸、濃硫酸或硝酸;3.金屬與鹽溶液的反應(yīng),鹽必須可溶于水;4.并不是所有排在前面的金屬都能把排在其后面的金屬從鹽溶液中置換出來,如鉀、鈣、鈉;5.在比較金屬活動性時需要注意控制變量法的應(yīng)用,如酸溶液的溫度、濃度、體積和金屬的形狀、表面積等需保持一致。針對訓(xùn)練1.某班學(xué)生在老師指導(dǎo)下探究鐵與水蒸氣的反應(yīng)。(1)按圖甲裝好藥品、連好裝置(夾持儀器已略去)。其中A裝置的作用是提供水蒸氣。

(2)加熱一段時間后,灰色鐵粉逐漸變黑,吹泡器連續(xù)吹出氣泡,且氣泡向上飛起;用燃著的木條靠近氣泡,能產(chǎn)生爆鳴聲。該氣體燃燒的化學(xué)方程式是2H2+O22H2O。

(3)同學(xué)們討論后認為鐵與水蒸氣反應(yīng)生成的固體是鐵的一種氧化物,玻璃管內(nèi)的黑色固體中還可能含有過量的鐵?！静殚嗁Y料】鐵有三種氧化物,FeO(黑色、無磁性)、Fe2O3(紅棕色、無磁性)、Fe3O4(黑色、有磁性);鐵的三種氧化物都不與硫酸銅溶液反應(yīng)?！緦嶒炋骄俊繉嶒灢襟E實驗現(xiàn)象實驗結(jié)論①倒出玻璃管中的黑色固體,平鋪于白紙上黑色固體不變色黑色固體中一定沒有氧化亞鐵和氧化鐵(填物質(zhì)名稱,下同)②取上述黑色固體少許,裝入試管,加入足量硫酸銅溶液黑色固體部分溶解,有紅色固體出現(xiàn)黑色固體中一定含有鐵③過濾第②步的產(chǎn)物,將所得固體干燥,用磁鐵接觸該固體固體可以被磁鐵吸起黑色固體中一定含有四氧化三鐵【探究結(jié)論】鐵與水蒸氣發(fā)生置換反應(yīng),有關(guān)的化學(xué)方程式是3Fe+4H2OFe3O4+4H2。

【拓展創(chuàng)新】同學(xué)們利用微型儀器“長柄V形玻璃管”改進了圖甲裝置,設(shè)計出圖乙裝置,并分別選用濕棉布、濕粉筆、蘆薈葉、氫氧化銅等作為供水劑,實驗都獲得成功。①與甲裝置相比,乙裝置有很多優(yōu)點,請你寫出一條:裝置簡單(或節(jié)約藥品,合理即可)。

②用化學(xué)方程式解釋氫氧化銅供水的原理:Cu(OH)2CuO+H2O。

2.某探究小組為了探究鎂、鋁、銅的金屬活動性強弱,設(shè)計了以下實驗探究方案。【實驗探究1】將大小一樣且均未打磨的鎂、鋁、銅片分別放入等質(zhì)量的溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)相同的稀鹽酸中?！緦嶒灛F(xiàn)象】鎂片表面很快產(chǎn)生大量氣泡,鋁片表面過一段時間后才產(chǎn)生較少氣泡,銅不反應(yīng)?！窘Y(jié)論】鎂、鋁、銅的金屬活動性由強到弱的順序為Mg>Al>Cu(用化學(xué)式表示)。

(1)一段時間后,鋁片表面才產(chǎn)生較少氣泡的原因是Al2O3+6HCl2AlCl3+3H2O(用化學(xué)方程式表示)。

(2)有同學(xué)提出疑問:鎂、鋁、銅片均未打磨,會影響反應(yīng)現(xiàn)象,那么鎂、鋁、銅片有必要打磨嗎?有,打磨的目的是除去金屬表面的氧化物。

【實驗探究2】取打磨過的鎂片、鋁片分別插入盛有硫酸銅溶液的試管中。鎂片、鋁片表面都有紅色疏松的物質(zhì)析出,硫酸銅溶液顏色變淺,據(jù)此可以探究出三者的金屬活動性強弱。(3)寫出鋁與硫酸銅溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式:2Al+3CuSO4Al2(SO4)3+3Cu。

[附加題]【拓展探究】細心的同學(xué)發(fā)現(xiàn),將打磨過的鎂片插入硫酸銅溶液中時,鎂片表面除了有紅色疏松的物質(zhì)析出,還有氣泡產(chǎn)生,為什么會有氣泡產(chǎn)生呢?【查閱資料】在硫酸銅溶液中,由于銅離子的水解作用,溶液顯酸性,硫酸銅溶液的濃度越大,銅離子的水解作用越強。(4)寫出鎂片與硫酸銅溶液反應(yīng)產(chǎn)生氣泡的化學(xué)方程式:Mg+H2SO4MgSO4+H2↑。

(5)設(shè)計實驗探究硫酸銅溶液的濃度與銅離子的水解作用的關(guān)系:取等質(zhì)量的溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)分別為5%和10%的硫酸銅溶液于試管中,分別加入打磨過的質(zhì)量、表面積均相同的金屬鎂片,觀察鎂片表面產(chǎn)生氣泡的速率。

3.如圖所示,“鋁熱反應(yīng)”指鋁和氧化鐵的反應(yīng):2Al+Fe2O3Al2O3+2Fe,常用于焊接鐵軌。過程為引燃鎂條,漏斗內(nèi)物質(zhì)熔化,大量熔融物落下焊接。(1)氧化鐵和鋁粉都用粉末狀的,目的是增大反應(yīng)物之間的接觸面積,使反應(yīng)更快、更充分。

(2)某學(xué)習(xí)興趣小組對所得熔融物的成分進行了探究。【查閱資料】①鋁能和氫氧化鈉溶液反應(yīng)產(chǎn)生偏鋁酸鈉(NaAlO2)和氫氣。②鐵可以被磁鐵吸引,鋁不能被磁鐵吸引?！静孪爰僭O(shè)】同學(xué)們猜測鋁熱反應(yīng)所得到的熔融物中的金屬:假設(shè)一:鐵;假設(shè)二:鐵和鋁的混合物。(3)【進行實驗】同學(xué)們設(shè)計以下實驗方案驗證猜想。實驗步驟實驗現(xiàn)象實驗結(jié)論取少量冷卻后的熔融物于石棉網(wǎng)上,用磁鐵吸引熔融物能夠被吸引假設(shè)二正確取少量冷卻后的熔融物于試管中,加入NaOH溶液熔融物部分溶解,有氣泡產(chǎn)生請寫出鋁與氫氧化鈉溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式:2Al+2NaOH+2H2O2NaAlO2+3H2↑。

類型6有關(guān)酸、堿、鹽性質(zhì)的探究安徽省中考主要考查酸、堿及碳酸鹽的化學(xué)性質(zhì)。解答此類問題的關(guān)鍵是熟悉常見物質(zhì)之間的反應(yīng)現(xiàn)象、常見物質(zhì)的性質(zhì),并能推測同類物質(zhì)的性質(zhì),以及熟知驗證無明顯現(xiàn)象的反應(yīng)的方法:指示劑法、pH值法、溫度變化、壓強變化等。典例學(xué)習(xí)了酸、堿、鹽的相關(guān)知識后,某興趣小組同學(xué)在老師的指導(dǎo)下開展了以下探究活動。實驗一:驗證酸、堿、鹽之間能發(fā)生化學(xué)反應(yīng)?！具M行實驗】為了驗證硫酸與碳酸鈉能發(fā)生化學(xué)反應(yīng),小明做了如圖1所示實驗,觀察到試管中的現(xiàn)象為,則證明兩種物質(zhì)發(fā)生了化學(xué)反應(yīng),該反應(yīng)的化學(xué)方程式為。

【設(shè)計實驗】為了驗證硫酸與氫氧化鈉能發(fā)生化學(xué)反應(yīng),小剛設(shè)計了如下實驗方案。實驗操作預(yù)期實驗現(xiàn)象實驗結(jié)論步驟一:將氫氧化鈉溶液滴入稀硫酸中并振蕩溶液呈無色硫酸與氫氧化鈉能發(fā)生化學(xué)反應(yīng)步驟二:向步驟一所得無色溶液中滴加幾滴酚酞溶液溶液呈無色請你評價小剛設(shè)計的實驗方案是否可行,并說明理由:

。

【反思提高】證明無色溶液之間能發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的方法有很多,請你舉出一個通過生成沉淀來證明發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的實例:(只要求寫出兩種反應(yīng)物)。

實驗二:利用酸、堿溶于水放熱的性質(zhì)探究燃燒條件?！具M行實驗】如圖2所示,實驗過程中,觀察到滴水之前白磷不燃燒,滴水之后白磷燃燒。由此可推出可燃物燃燒需要的條件之一是。寫出白磷燃燒的化學(xué)方程式:。

【拓展延伸】有同學(xué)想利用圖2裝置,并且將部分藥品進行更換(如圖3所示),也來探究燃燒條件,你認為此實驗方案是否可行并說明理由:

。

【解析】實驗一:【進行實驗】硫酸與碳酸鈉反應(yīng)生成硫酸鈉、水和二氧化碳,能觀察到有氣泡產(chǎn)生,化學(xué)方程式為Na2CO3+H2SO4Na2SO4+H2O+CO2↑。【設(shè)計實驗】由于氫氧化鈉溶液顯堿性,加入酚酞后溶液呈紅色,但是向稀硫酸中加入氫氧化鈉后,再加入酚酞,溶液呈無色,說明溶液中不再含氫氧化鈉,從而驗證氫氧化鈉與硫酸能發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。【反思提高】碳酸鈉與氫氧化鈣反應(yīng)生成碳酸鈣沉淀和氫氧化鈉,可以通過產(chǎn)生沉淀證明發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)。實驗二:【進行實驗】氫氧化鈉溶于水中會放出大量熱,使溫度升高,從而達到白磷的著火點使其燃燒。磷與氧氣在點燃條件下反應(yīng)生成五氧化二磷,化學(xué)方程式為4P+5O22P2O5?！就卣寡由臁繚饬蛩崛苡谒畷纬上×蛩?稀硫酸可與鐵反應(yīng)生成硫酸亞鐵和氫氣,而氫氣屬于易燃易爆氣體,遇明火易發(fā)生爆炸?！敬鸢浮繉嶒炓?【進行實驗】產(chǎn)生氣泡Na2CO3+H2SO4Na2SO4+H2O+CO2↑【設(shè)計實驗】此方案可行,滴加酚酞溶液后溶液仍然為無色,說明溶液中氫氧化鈉消失了,進而說明氫氧化鈉與硫酸發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)【反思提高】碳酸鈉溶液、氫氧化鈣溶液實驗二:【進行實驗】溫度達到可燃物的著火點4P+5O22P2O5【拓展延伸】不可行,因為濃硫酸稀釋后會與鐵槽發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生H2,可能發(fā)生爆炸酸、堿、鹽這幾類物質(zhì)能夠相互發(fā)生反應(yīng),且有的反應(yīng)現(xiàn)象十分明顯,如生成氣體或沉淀,有的卻幾乎觀察不到變化。解答此類問題需要掌握各類物質(zhì)的性質(zhì)及不同物質(zhì)反應(yīng)的實驗現(xiàn)象,以此來判斷反應(yīng)是否發(fā)生以及是何種反應(yīng)物。針對訓(xùn)練1.某化學(xué)興趣小組為探究堿和鹽的化學(xué)性質(zhì),進行了如圖1所示的實驗(忽略空氣中CO2對本實驗的影響)。請你參與并完成相關(guān)內(nèi)容?！静殚嗁Y料】碳酸鋇難溶于水。(1)步驟一:關(guān)閉K,向下緩慢推動注射器活塞并輕輕振蕩錐形瓶,使二氧化碳全部進入錐形瓶,并與mg溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)為10%的NaOH溶液恰好完全反應(yīng)轉(zhuǎn)化為碳酸鈉,輕輕振蕩錐形瓶的目的是增大反應(yīng)物接觸面積,使氫氧化鈉溶液與二氧化碳充分反應(yīng)。

步驟二:打開K,向上緩慢拉動注射器活塞,觀察到乙中溶液進入甲。(2)上述實驗過程中,甲中溶質(zhì)總質(zhì)量變化情況如圖2所示,B點對應(yīng)的溶質(zhì)總質(zhì)量為

106×0.1m80(或26×0.1m80+0.1m)(用含m的代數(shù)式表示,可以不化簡)g,BC段反應(yīng)的化學(xué)方程式為Na2CO3+Ba(OH)2BaCO3↓+2NaOH,BC(3)步驟一和步驟二結(jié)束后,將甲和乙中的物質(zhì)全部轉(zhuǎn)移到燒杯中,攪拌后過濾,得到白色沉淀和濾液。結(jié)合圖2中C點的值確定濾液中溶質(zhì)的成分為NaOH、Ba(OH)2(填化學(xué)式)。

2.某化學(xué)課堂圍繞“酸堿中和反應(yīng)”,將學(xué)生分成若干小組開展探究活動,請你和他們一起完成以下實驗探究?！咎岢鰡栴}】將一定量稀鹽酸加入盛有氫氧化鈣溶液的小燒杯中,實驗中未觀察到明顯現(xiàn)象,部分同學(xué)產(chǎn)生了疑問:反應(yīng)后溶液中溶質(zhì)的成分是什么?【查閱資料】CaCl2溶液顯中性。【猜想與假設(shè)】針對疑問,甲組同學(xué)猜想如下:猜想Ⅰ:只有CaCl2;猜想Ⅱ:有CaCl2和HCl;猜想Ⅲ:有CaCl2和Ca(OH)2;猜想Ⅳ:有CaCl2、HCl和Ca(OH)2。

乙組同學(xué)對以上猜想提出質(zhì)疑,認為猜想Ⅳ不合理,其理由是Ca(OH)2+2HClCaCl2+2H2O(用化學(xué)方程式解釋)。

【實驗探究】為了驗證其余猜想,各小組進行了下列三個方案的探究。實驗方案滴加紫色石蕊溶液通入CO2滴加Na2CO3溶液實驗操作實驗現(xiàn)象溶液變?yōu)樗{色產(chǎn)生白色沉淀產(chǎn)生白色沉淀實驗結(jié)論溶液中含有Ca(OH)2溶液中含有Ca(OH)2溶液中含有Ca(OH)2【得出結(jié)論】通過探究,全班同學(xué)一致確定猜想Ⅲ是正確的?！驹u價反思】(1)丙組同學(xué)認為滴加Na2CO3溶液產(chǎn)生白色沉淀,并不能證明溶液中一定含有Ca(OH)2,請你幫助他們說明原因:碳酸鈉和氯化鈣反應(yīng)也能產(chǎn)生白色沉淀。

(2)在分析反應(yīng)后所得溶液中溶質(zhì)的成分時,除了考慮生成物外,還需要考慮反應(yīng)物是否過量。

【反思交流】(3)某同學(xué)在進行酸堿中和滴定實驗時,測得溶液的pH變化如圖所示,請回答下列問題:①由圖可知,在c點處溶液中溶質(zhì)是HCl和CaCl2。

②若要使c點對應(yīng)的溶液變成b點對應(yīng)的溶液,需要除去雜質(zhì),其中的一種方法是向燒杯中加入過量的碳酸鈣(填物質(zhì)名稱),然后過濾,除雜。

3.某校九年級“我們愛化學(xué)”活動小組的同學(xué),在老師的指導(dǎo)下對稀硝酸的性質(zhì)進行了實驗探究?！緦嶒炘O(shè)計】(1)將紫色石蕊溶液滴入稀硝酸中,預(yù)計紫色石蕊溶液由紫色變?yōu)榧t色;(2)將銅片加入稀硝酸中,觀察現(xiàn)象。

【實驗驗證】同學(xué)們按上述設(shè)計進行了實驗,卻發(fā)現(xiàn)紫色石蕊溶液變色后一會兒即褪去,銅片投入稀硝酸后,有氣泡冒出,產(chǎn)生無色氣體X,無色氣體X遇空氣變成紅棕色有刺激性氣味的氣體?！咎岢鰡栴}】(1)紫色石蕊溶液變色后為何會褪色?(2)上述產(chǎn)生的無色氣體X是什么?硝酸具有哪些特性?【查閱資料】Ⅰ.硝酸具有強氧化性,可與Cu、Zn等多種金屬反應(yīng)生成相應(yīng)的硝酸鹽,但不會生成H2。Ⅱ.某些氣態(tài)含氮物質(zhì)的物理性質(zhì)如下表所示:物質(zhì)N2NH3NONO2顏色無色無色無色紅棕色溶解性不溶于水極易溶于水不溶于水可溶于水【猜想與分析】(1)小強同學(xué)認為紫色石蕊溶液變色后又褪色是由于試管不干凈,含有其他雜質(zhì)造成的,要證明小強的觀點,應(yīng)進行的操作是換一支干凈的試管重新進行實驗。

(2)大家一致認為紅棕色氣體是NO2,但對于無色氣體X及變化的原因有不同的觀點。①小華同學(xué)認為氣體X是N2,但遭到大家的一致反對,理由是氮氣常溫下化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定,不會與空氣中的成分反應(yīng)產(chǎn)生紅棕色氣體。

②小明同學(xué)認為氣體X是NH3,也遭到大家的一致反對,理由是氨氣極易溶于水且可與酸反應(yīng),生成銨鹽,不會逸出。

③經(jīng)討論,最終大家獲得了氣體X是NO的共識。NO遇到空氣中的氧氣生成NO2的化學(xué)方程式為2NO+O22NO2。

【表達交流】根據(jù)探究結(jié)果,請分析稀鹽酸和銅不反應(yīng)而稀硝酸卻能與銅反應(yīng)的原因:硝酸具有強氧化性。

[附加題]【反思拓展】(1)活動小組的同學(xué)對硝酸能與Zn反應(yīng)很感興趣,便取了一小塊鋅片投入稀硝酸中,發(fā)現(xiàn)鋅片溶解,也出現(xiàn)上述Cu與稀硝酸反應(yīng)的類似現(xiàn)象,確定生成了NO,并在老師的幫助下,測出恰好反應(yīng)時Zn和HNO3的質(zhì)量比為65∶168,由此獲得了Zn與稀硝酸反應(yīng)的化學(xué)方程式為3Zn+8HNO33Zn(NO3)2+2NO↑+4H2O。

(2)活動小組的同學(xué)在老師的幫助下獲得了一定質(zhì)量分數(shù)的硝酸和鋅反應(yīng)對應(yīng)的產(chǎn)物:質(zhì)量分數(shù)為1%時生成NH4NO3;質(zhì)量分數(shù)為15%時生成N2O;質(zhì)量分數(shù)為50%時生成NO;質(zhì)量分數(shù)為80%時生成NO2。由此可以得到的規(guī)律是隨著硝酸濃度增大,其氧化性增強。

(3)將銅片加入足量的濃硝酸中,發(fā)現(xiàn)反應(yīng)后所得溶液呈綠色?；顒有〗M的同學(xué)查閱資料得知,這是由于生成的紅棕色NO2溶解在溶液中引起的,請設(shè)計一個簡單的實驗證明:取適量該溶液于試管內(nèi),加熱,觀察到有紅棕色氣體產(chǎn)生,溶液變?yōu)樗{色,說明溶液呈綠色是由生成的紅棕色NO2溶解在溶液中引起的。

4.如圖是兩個實驗小組分別進行“加熱硫酸銅和氫氧化鈉溶液反應(yīng)后的生成物”的實驗過程示意圖:【甲組】氫氧化鈉與硫酸銅反應(yīng)的化學(xué)方程式為2NaOH+CuSO4Na2SO4+Cu(OH)2↓,加熱后產(chǎn)生黑色的氧化銅。

【乙組】為尋找實驗中沒有產(chǎn)生氧化銅的原因,他們進行了以下實驗探究?！静殚嗁Y料】在酸性條件下,氫氧化鈉與硫酸銅在溶液中可發(fā)生如下反應(yīng):6NaOH+4CuSO43Na2SO4+Cu4(OH)6SO4↓,生成的堿式硫酸銅是不溶于水的藍白色固體,加熱不易發(fā)生分解?！咎岢霾孪搿扛鶕?jù)資料分析,同學(xué)們針對試管中溶液呈酸性的原因提出以下猜想:猜想Ⅰ:硫酸銅溶液呈酸性。猜想Ⅱ:生成的硫酸鈉使溶液呈酸性?！緦嶒炁c結(jié)論】實驗①:用pH試紙測定硫酸銅溶液的酸堿度,得出其pH<7(填“>”“<”或“=”),說明硫酸銅溶液呈酸性,猜想Ⅰ成立。

實驗②:向盛有硫酸鈉溶液的試管中逐滴加入石蕊溶液,觀察到溶液顯紫色,說明硫酸鈉溶液呈中(填“酸”“堿”或“中”)性,猜想Ⅱ不成立。

【交流與反思】(1)甲組同學(xué)認真分析乙組實驗后,一致認為不需要通過實驗就能判斷猜想Ⅱ不成立,理由是甲組實驗也生成了Na2SO4,若其溶液顯酸性,則在此條件下氫氧化鈉與硫酸銅反應(yīng)也會生成藍白色沉淀。

(2)在化學(xué)反應(yīng)中,相同的反應(yīng)物因質(zhì)量比不同可能會導(dǎo)致生成物不同,請另舉一例:碳與氧氣(合理即可)(寫出反應(yīng)物即可)。

5.興趣小組的同學(xué)對碳酸氫鈉、碳酸鈉、氫氧化鈉的某些性質(zhì)進行相關(guān)探究?！咎岢鰡栴}】三種溶液的酸堿性及與酸反應(yīng)時溶液的pH如何變化?【實驗探究1】向等體積、等濃度的碳酸氫鈉、碳酸鈉、氫氧化鈉溶液中分別加入幾滴紫甘藍汁液,同時用蒸餾水進行對比實驗,觀察并記錄現(xiàn)象。液體名稱蒸餾水碳酸氫鈉溶液碳酸鈉溶液氫氧化鈉溶液紫甘藍汁液顯示的顏色藍紫色藍色綠色黃色【查閱資料】pH7.5~910~11.912~14紫甘藍汁液顯示的顏色藍色綠色黃色【得出結(jié)論1】三種溶液的堿性由強到弱的順序為氫氧化鈉溶液>碳酸鈉溶液>碳酸氫鈉溶液。

【實驗探究2】甲同學(xué)向燒杯中加入約5mL稀氫氧化鈉溶液,滴入幾滴酚酞溶液,此時溶液由無色變?yōu)榧t色。向其中加入稀鹽酸,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為NaOH+HClNaCl+H2O。

乙同學(xué)向一定體積、一定濃度的氫氧化鈉溶液中,逐滴加入一定濃度的鹽酸,得到pH的變化與時間的關(guān)系如圖1所示?！镜贸鼋Y(jié)論2】從微觀角度分析,該反應(yīng)的實質(zhì)是氫離子和氫氧根離子結(jié)合生成水分子。

【實驗探究3】向等體積、含等碳原子數(shù)的碳酸氫鈉和碳酸鈉溶液中分別逐滴加入一定濃度的鹽酸,得到pH的變化與時間的關(guān)系如圖2、圖3所示?！窘涣髋c反思】b點的溶質(zhì)為NaCl、HCl(寫化學(xué)式,下同),將圖2和圖3中的陰影部分進行疊加,發(fā)現(xiàn)兩者基本重合,c點的溶質(zhì)為NaCl、NaHCO3。

【得出結(jié)論3】通過上述分析,碳酸鈉和鹽酸的反應(yīng)過程,可以依次用以下兩個化學(xué)方程式表示:Na2CO3+HClNaCl+NaHCO3、NaHCO3+HClNaCl+H2O+CO2↑。

【結(jié)論與反思】探究溶液的酸堿性及反應(yīng)pH的變化,可以認識反應(yīng)的原理及進行的過程。類型7有關(guān)實驗異?，F(xiàn)象的探究化學(xué)實驗中可能會出現(xiàn)與所探究目的不一樣的現(xiàn)象。此類題目一般考查導(dǎo)致異?，F(xiàn)象的因素或異?，F(xiàn)象的結(jié)果。解決此類問題要根據(jù)已有知識建立合理的猜想,假設(shè)所有符合實際的可能因素或結(jié)果,并設(shè)計實驗進行驗證。典例某研究性學(xué)習(xí)小組在驗證“堿使酚酞試液變紅”的實驗時,發(fā)現(xiàn)一個意外現(xiàn)象:將酚酞試液滴入某NaOH溶液中,溶液變成了紅色,可是過一會兒紅色卻消失了?！咎岢鰡栴}】是什么原因?qū)е碌斡蟹犹腘aOH溶液由紅色褪為無色?【猜想與假設(shè)】他們分別對這種意外現(xiàn)象作出如下猜想:甲同學(xué):可能是酚酞與O2發(fā)生了反應(yīng);乙同學(xué):可能是NaOH溶液與空氣中的CO2發(fā)生了反應(yīng);丙同學(xué):可能與NaOH溶液濃度大小有關(guān);你認為可能還與有關(guān)(寫一條即可)。

【設(shè)計實驗】三位同學(xué)分別設(shè)計實驗驗證自己的猜想:(1)甲同學(xué)設(shè)計了如下實驗,請你填寫下表。實驗步驟設(shè)計這一步驟的目的實驗現(xiàn)象實驗結(jié)論1.將NaOH溶液加熱煮沸

溶液變紅,過一會兒紅色消失甲同學(xué)猜想(填“正確”或“不正確”)2.向冷卻后的溶液中滴入酚酞,并滴一些植物油在其上方

(2)乙同學(xué)設(shè)計如圖1裝置進行實驗,一段時間后,試管中溶液的紅色褪去,于是認定自己的猜想正確。請寫出CO2與NaOH溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式:。甲同學(xué)認為乙同學(xué)的實驗不夠嚴(yán)謹,理由是。

(3)丙同學(xué)使用了色度傳感器測溶液的顏色。他在a、b、c三個比色皿中分別加入等量5%、10%、20%的NaOH溶液,然后各滴加2滴酚酞試液。溶液顏色的變化曲線如圖2[說明:溶液無色時色度值(透過率)為100%]。請你觀察圖2回答問題。①寫出兩條規(guī)律性結(jié)論:;。

②推測5%的NaOH溶液滴加2滴酚酞試液后褪為無色的時間約為(填字母序號)。

A.小于30sB.30~90sC.90~140sD.140~180s E.180~280s F.大于280s【解析】【猜想與假設(shè)】除了題中猜想外,還可考慮滴入酚酞溶液的多少、滴入酚酞溶液的濃度大小以及氫氧化鈉溶液中含有的雜質(zhì)等因素?！驹O(shè)計實驗】(1)將NaOH溶液加熱煮沸是為了除去氫氧化鈉溶液中溶解的氧氣;向冷卻后的溶液中滴入酚酞,并滴一些植物油在其上方能隔絕氧氣。由實驗現(xiàn)象可知,甲同學(xué)猜想不正確。(2)CO2與NaOH反應(yīng)生成碳酸鈉和水,化學(xué)方程式為2NaOH+CO2Na2CO3+H2O;二氧化碳中可能混有氯化氫氣體,氫氧化鈉會與氯化氫發(fā)生反應(yīng),試管中溶液的紅色也能褪去。(3)由題圖2可以得出:氫氧化鈉溶液的濃度越大,酚酞試液變紅后褪色越快;氫氧化鈉溶液的濃度越大,起始顏色越深。由題圖2可看出,5%的NaOH溶液滴加2滴酚酞試液后140s內(nèi)色度從85%升高至約92%,那么從92%升高至100%,所需時間要大于140s。【答案】【猜想與假設(shè)】滴入酚酞溶液的多少(或滴入酚酞溶液的濃度大小、氫氧化鈉溶液中含有雜質(zhì)等,合理即可)【設(shè)計實驗】(1)除去氫氧化鈉溶液中溶解的氧氣隔絕氧氣不正確(2)2NaOH+CO2Na2CO3+H2O若制取的二氧化碳氣體中混有氯化氫氣體,試管中溶液的紅色也能褪去(3)①氫氧化鈉溶液的濃度越大,酚酞試液變紅后褪色越快氫氧化鈉溶液的濃度越大,起始顏色越深②F探究實驗中產(chǎn)生異常現(xiàn)象的原因可從以下角度分析:1.反應(yīng)物本身:濃度、純度、用量、形狀、溶解性、2.生成物本身:濃度、溶解性3.反應(yīng)條件是否需要加熱4.反應(yīng)伴隨現(xiàn)象:主要是熱現(xiàn)象5.環(huán)境:周圍環(huán)境的差異(溫度、物質(zhì)等)、環(huán)境中某些物質(zhì)是否參與了反應(yīng)針對訓(xùn)練1.在一支試管中放入一小段鎂條(已打磨除去氧化膜),再向試管中加入一定量的鹽酸,鎂條表面有氣泡產(chǎn)生,反應(yīng)的化學(xué)方程式是Mg+2HClMgCl2+H2↑。

【發(fā)現(xiàn)問題】為了再次觀察上述反應(yīng)現(xiàn)象,小林同學(xué)用較長的鎂條重做上述實驗,但發(fā)現(xiàn)了異?，F(xiàn)象,試管中出現(xiàn)了白色沉淀?！緦嶒烌炞C1】小林同學(xué)針對兩次實驗的不同結(jié)果,設(shè)計對比實驗方案,探究出現(xiàn)異?，F(xiàn)象的原因。試管(盛有同體積、同濃度的鹽酸)①②③④鎂條長度/cm1234相同的實驗現(xiàn)象(省略題干現(xiàn)象)快速反應(yīng),試管發(fā)熱,鎂條全部消失沉淀量差異(恢復(fù)至20℃)無少量較多很多【得出結(jié)論】鎂條與鹽酸反應(yīng)產(chǎn)生白色沉淀與鎂條長度有關(guān)。

【追問】白色沉淀是什么物質(zhì)?【查閱資料】①20℃時,100g水中最多能溶解氯化鎂54.8g;②鎂能與熱水反應(yīng)產(chǎn)生一種堿和氫氣;③氯化銀既不溶于水也不溶于稀硝酸?！咀鞒霾孪搿坎孪胍?鎂;猜想二:氯化鎂;猜想三:氫氧化鎂,猜想的依據(jù)是Mg+2H2OMg(OH)2+H2↑(用化學(xué)方程式表示)。

【實驗驗證2】將白色沉淀洗滌干凈,分別取少量沉淀于A、B、C試管中,進行如下實驗。試管操作現(xiàn)象結(jié)論A加入足量鹽酸沒有氣泡產(chǎn)生,白色沉淀消失猜想一錯誤,但這種白色沉淀能溶于鹽酸B加入足量水白色沉淀不消失猜想二錯誤C加入適量稀硝酸白色沉淀消失原白色沉淀中含有的離子是Mg2+、Cl-繼續(xù)滴加幾滴硝酸銀溶液出現(xiàn)大量白色沉淀【拓展延伸】足量鎂與鹽酸反應(yīng)過程中,溶液會經(jīng)歷從酸性到堿性并且堿性逐漸增強的過程,從而促使白色堿式氯化鎂的生成。2.興趣小組進行課外實驗時,意外發(fā)現(xiàn)打磨過的鋁片投入氯化鐵溶液中有無色氣體產(chǎn)生,而且一段時間后試管內(nèi)有棕黃色固體析出。為此,他們展開了如下探究?！咎岢鰡栴}1】無色氣體成分是什么?小組同學(xué)用pH試紙測定氯化鐵溶液的pH=2,說明溶液呈酸性,他們推測該氣體為氫氣(填物質(zhì)名稱)。他們將氣體通入肥皂液吹出氣泡,氣泡向上飛起,且可以引燃產(chǎn)生爆鳴聲,從而驗證了猜想。

【提出問題2】棕黃色固體成分是什么?【查閱資料】①Al3+、Fe3+在溶液中易與水發(fā)生水解反應(yīng)生成氫氧化鋁(白色)、氫氧化鐵(紅褐色)沉淀;②氫氧化鋁和氫氧化鐵都溶于稀鹽酸,且氫氧化鋁還能溶于NaOH溶液?！静孪肱c假設(shè)】甲同學(xué):棕黃色固體為氫氧化鐵。乙同學(xué):棕黃色固體為氫氧化鋁和氫氧化鐵的混合物。

【實驗驗證】實驗步驟實驗現(xiàn)象實驗結(jié)論取少量棕黃色固體樣品于試管中,加入足量的稀鹽酸固體全部溶解,溶液變成黃色乙同學(xué)猜想正確取少量棕黃色固體樣品于試管中,加入足量的氫氧化鈉溶液固體部分溶解【拓展反思】根據(jù)以上探究內(nèi)容,你對課本“位于前面的金屬能把位于后面的金屬從它們化合物的溶液里置換出來”這句話有何新的理解:對于活動性較強的金屬,位于前面的金屬不一定能把位于后面的金屬從它的化合物的溶液里置換出來。

3.某同學(xué)在實驗室中做實驗時,意外發(fā)現(xiàn)盛裝NaOH溶液的玻璃瓶蓋和瓶口粘在一起,無法打開,且在瓶口位置可以看到有一些白色粉末。請教老師后得知,玻璃的主要成分為SiO2,而SiO2可與NaOH反應(yīng)產(chǎn)生膠狀物Na2SiO3(該反應(yīng)類似NaOH與CO2的反應(yīng)),而瓶塞和瓶口粘在一起就是因為發(fā)生了以上反應(yīng)。聯(lián)想到不久前所學(xué)的堿的化學(xué)性質(zhì),該同學(xué)對白色粉末的成分展開探究?！就茖?dǎo)新知】請寫出NaOH與SiO2反應(yīng)的化學(xué)方程式:2NaOH+SiO2Na2SiO3+H2O。

【提出問題】白色粉末中含有哪些成分?【猜想假設(shè)】猜想一:Na2SiO3和NaOH;猜想二:Na2SiO3和Na2CO3;猜想三:Na2CO3、NaOH、Na2SiO3。

【查閱資料】Na2SiO3化學(xué)性質(zhì)與碳酸鈉類似,其水溶液顯堿性,可與CaCl2溶液反應(yīng)。CaCl2溶液呈中性。硅酸鈣是難溶于水的白色固體?！驹O(shè)計實驗】實驗步驟實驗現(xiàn)象解釋或結(jié)論①取少量白色粉末于試管中完全溶解,并滴入兩滴無色酚酞溶液溶液變紅說明白色粉末的水溶液顯堿性②向上述溶液中加入足量的CaCl2溶液有白色沉淀生成,且溶液紅色消失(填“消失”或“不消失”)猜想二成立【實驗延伸】該同學(xué)用pH計(一種精確測定溶液pH的儀器)測定了上述反應(yīng)后的廢液,結(jié)果顯示廢液pH=7.8,他認為可能是儀器壞了,于是另換儀器重新測定,發(fā)現(xiàn)廢液pH仍然為7.8,這意味著此時溶液顯堿性,但是酚酞卻顯示無色。

【反思交流】在向老師請教后,該同學(xué)認識到,原來所有酸堿指示劑都有一定的變色范圍。例如酚酞,在pH大于8.2時才會變?yōu)榧t色。據(jù)此對酚酞檢驗后未變色的溶液酸堿性,你有何新的看法:該溶液可能是酸性溶液、中性溶液或是pH小于等于8.2的堿性溶液。

類型8數(shù)字化實驗探究有些化學(xué)反應(yīng)現(xiàn)象不明顯,就需要借助溫度傳感器、pH傳感器以及濃度傳感器監(jiān)測,并通過電腦描繪圖像。解決此類題目的關(guān)鍵是能看懂題給圖像,善于從圖像中總結(jié)歸納有價值的信息。典例氫氧化亞鐵[Fe(OH)2]可以用來