题型 05实验探究题.docx
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题型05实验探究题
[题型(五) 实验探究题]
针对训练
1.[2018·十堰]某学习小组在帮助实验员整理化学试剂时发现了一瓶标签残缺的无色溶液(如图T5-2),经实验员分析知原瓶溶液中的溶质可能是NaHCO3、NaOH、Na2CO3和NaCl中的一种,四位同学分别对该试剂作出猜想并进行实验探究。
图T5-2
提出问题这瓶试剂是什么溶液?
猜想与假设甲猜想:
NaHCO3溶液;乙猜想:
NaOH溶液;丙猜想:
Na2CO3溶液;丁猜想:
NaCl溶液。
查阅资料上述四种物质的相关信息如下:
物质
NaHCO3
NaOH
Na2CO3
NaCl
常温下溶解度/g
9.6
109
21.5
36
常温下稀溶液的pH
9
13
11
7
实验探究1
取瓶中溶液少许于试管中,滴加几滴酚酞溶液,溶液变红。
实验探究2
另取瓶中溶液少许于试管中,滴加足量的稀盐酸,产生气泡。
实验分析通过实验探究1可知
(1) 同
学的猜想一定错误。
甲同学仔细分析四种物质的相关信息表后发现自己的猜想错误,他的理由是
(2)
。
丙同学分析实验探究2并结合以上同学的实验结论,认为原瓶溶液是Na2CO3溶液。
实验探究2中发生反应的化学方程式为(3) 。
讨论质疑乙认为以上同学分析有漏洞,需要进一步实验确定,于是又进行了如下探究。
实验探究3在实验探究1试管中的红色溶液中滴加过量氯化钙溶液(中性),充分反应后,试管中溶液仍呈红色,但有白色沉淀产生。
得出结论通过实验探究3可证明这瓶试剂为(4) 溶液,但已经部分变质。
反思与拓展学习小组反思了这瓶试剂因为(5) 而变质,得出了该溶液正确的保存方法。
若要除去该溶液变质部分所采用的方法是(6) (用化学方程式表示)。
2.[2017·泉州模拟]某实验小组的同学用氢氧化钙溶液和盐酸进行酸碱中和反应的实验时,向烧杯中的氢氧化钙溶液加入稀盐酸,一会儿后,发现忘记了滴加指示剂。
因此,他们停止滴加稀盐酸,并对烧杯内溶液中的溶质成分进行探究。
(1)写出该中和反应的化学方程式:
。
(2)探究烧杯内溶液中溶质的成分。
提出问题该烧杯内溶液中的溶质是什么?
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 。
查阅资料
氯化钙溶液呈中性。
进行实验
实验步骤1:
取少量烧杯内溶液于试管中,滴入几滴酚酞溶液,振荡。
实验现象1:
,结论:
猜想一不正确。
实验步骤2:
取少量烧杯内溶液于另一支试管中,加入适量锌粒。
实验现象2:
,结论:
猜想二不正确,猜想三正确。
反思与拓展
①在分析化学反应后所得物质成分时,除考虑生成物外还需考虑 。
②根据所学化学知识,验证烧杯内溶液中的溶质含有HCl,除以上方案外,下列哪些物质单独使用也能完成该实
验?
(填序号)。
A.pH试纸 B.铜
C.氧化铜D.硝酸银溶液
③烧杯中的溶液未经处理直接倒入下水道,可能造成的危害是
(写一条)。
要处理烧杯内溶液,使其溶质只含有CaCl2,应向烧杯中加入过量的 。
3.[2016·漳州]在一支试管中放入一小段镁条(已擦去氧化膜),再向试管中加入一定量的盐酸,镁条表面有 产生,反应的化学方程式是 。
发现问题
为了再次观察上述反应现象,小林同学用较长的镁条重做上述实验,但发现了异常现象,试管中出现了白色沉淀。
实验验证1小林针对两次实验的不同现象,设计对比实验方案,探究出现异常现象的原因。
试管(盛有同体积
同浓度的盐酸)
①
②
③
④
镁条长度
1cm
2cm
3cm
4cm
相同的实验现象
(省略题干现象)
快速反应,试管发热,镁条全部消失
沉淀量差异(恢复至20℃)
无
少量
较多
很多
得出结论镁条与盐酸反应产生白色沉淀与 有关。
追问白色沉淀是什么物质?
查阅资料
①20℃时,100g水中最多能溶解氯化镁54.8g;
②镁能与热水反应产生一种碱和氢气;
③氯化银既不溶于水也不溶于稀硝酸。
作出猜想
猜想一:
镁;猜想二:
氯化镁;猜想三:
氢氧化镁,猜想的依据是
(用化学方程式表示)。
实验验证2将白色沉淀洗涤干净,分别取少量沉淀于A、B、C试管中,进行如下表实验:
试管
操作
现象
结论
A
加入足量盐酸
,白色沉淀
猜想一不正确,但这种白色沉淀能溶于盐酸
B
加入足量水
白色沉淀
猜想二不正确
C
加入适量稀硝酸
白色沉淀消失
原白色沉淀中含有的离子是Mg2+、
继续滴加几滴硝酸银溶液
出现大量白色沉淀
拓展延伸足量镁与盐酸反应过程中,溶液会经历从酸性到碱性并且碱性逐渐增强的过程,从而促使白色碱式氯化镁的生成。
4.某兴趣小组对“蜡烛燃烧的产物”进行探究。
查阅资料蜡烛的主要成分是石蜡,石蜡由碳、氢两种元素组成。
作出猜想蜡烛燃烧的产物是二氧化碳和水。
实验验证1
(1)用干冷的小烧杯罩在蜡烛火焰上,观察到 ,证明有水生成。
(2)用涂有饱和澄清石灰水的小烧杯罩在蜡烛火焰上,石灰水变浑浊,证明有二氧化碳生成。
二氧化碳和石灰水反应的化学方程式为 。
小明提出质疑:
石灰水变浑浊不一定是生成了碳酸钙,还可能是饱和石灰水受热后, ,析出了氢氧化钙。
甲
乙
图T5-3
同学们又用如图T5-3中甲所示的装置进行实验,1min后,提起锥形瓶,翻转后注入20mL饱和石灰水,加塞、振荡,观察到石灰水变浑浊,确定有二氧化碳生成。
实验中小明观察到一个意外现象:
锥形瓶内壁上有少量黑色物质。
交流讨论经分析,同学们一致认为黑色物质是石蜡不充分燃烧生成的 。
由此他们猜想还可能生成一氧化碳。
为验证一氧化碳,他们设计了如图乙所示的实验。
实验验证2
(1)实验前,先在玻璃管的中部放入一团棉花,其目的是 。
(2)将a端插入蜡烛的焰心。
(3)用酒精灯加热b端的糊状物,一段时间后,观察到黑色物质变成红色,证明蜡烛不充分燃烧,有一氧化碳生成。
(4)为防止玻璃管中的红色物质又被氧化变成黑色,接下来的操作是 。
拓展应用含碳燃料不充分燃烧会生成一氧化碳等物质,浪费资源且污染空气,为使其充分燃烧,应采取的措施是 (答一条即可)。
5.[2018·荆州]某化学兴趣小组用如图T5-4所示装置进行一氧化碳还原氧化铜的探究实验,反应一段时间后,玻璃管内黑色粉末全部变成红色,澄清石灰水变浑浊。
图T5-4
(1)从安全环保的角度考虑,上述实验需要改进的是 。
(2)装置A中发生反应的化学方程式为 。
(3)同学们通过查阅资料得知:
氧化亚铜(Cu2O)和铜均为红色固体,且Cu2O能和稀硫酸反应,反应的化学方程式为Cu2O+H2SO4
CuSO4+Cu+H2O。
他们对反应后玻璃管中的红色固体进行如下探究:
提出问题反应后生成的红色固体成分是什么?
作出猜想猜想一:
红色固体只有Cu;猜想二:
红色固体只有Cu2O;猜想三:
红色固体可能含有 。
实验探究设计如下实验方案。
实验操作
现象
结论
取少量红色固体于试管中,加入过量的稀硫酸
红色固体含有Cu2O
思考与分析
甲同学认为猜想二正确,同学们分析后认为他的结论不准确,理由是 。
为此,同学们补充进行了以下实验:
称取mg红色固体于试管中,加入过量的稀硫酸充分反应,然后过滤、洗涤、干燥、称量,得到ng固体。
当n> (含m的代数式)时,可以得出猜想三的结论正确。
6.[2018·聊城]某化学学习小组的同学对一瓶敞口放置的氢氧化钙固体的化学成分产生了兴趣,他们根据自己所学知识进行如下探究。
提出问题该瓶药品的化学成分是什么?
查阅资料
(1)氢氧化钙能与空气中的二氧化碳反应而变质。
(2)氢氧化钙的溶解度曲线如图T5-5:
图T5-5
猜想假设猜想一:
Ca(OH)2;猜想二:
;
猜想三:
CaCO3。
实验验证
实验操作
实验现象
实验结论
(1)取1g样品放入盛有50g水的烧杯中,充分搅拌后,静置
烧杯底部有较多固体未溶解
样品中含有CaCO3
(2)取实验
(1)中上层清液少许于试管中,再向试管中滴加2~3滴无色酚酞溶液
样品中含有Ca(OH)2
得出结论甲同学认为猜想二正确。
反思交流
(1)乙同学认为甲同学的结论不合理,他认为猜想 也可能正确,原因是 。
(2)丙同学认为要想验证猜想二正确,还需做如下实验:
取实验
(1)中未溶解固体于试管中,向试管中逐渐滴加适量稀盐酸,如有 ,则猜想二正确。
7.[2018·厦门一检]用如图T5-7装置(夹持装置已略去)测定空气中氧气的含量。
图T5-7
已知:
①白磷的着火点为40℃;②带刻度玻璃管读数从上往下增大。
I.实验步骤
(1)检查图T5-7甲装置的气密性:
往管B中加适量水,塞紧管A上端的橡胶塞,调整管B的高度,使管B内液面高于另一侧液面,过一段时间,当观察到现象:
,说明装置气密性良好。
(2)如图乙所示,将稍过量的白磷放入燃烧匙,塞紧橡胶塞,调整管A与管B内液面处于同一水平线,读取管B内液面读
数V0。
(3)用激光笔点燃白磷,可观察到管A内现象:
,
待冷却至室温,调整管A与管B内液面处于同一水平线,读取管B内液面读数V1(如图丙所示)。
(4)如图丁所示,打开管A上端橡胶塞,将管A位置下移,管B上移,至管A中充满水,立即再塞紧上端橡胶塞,调整管A与管B内液面处于同一水平线,读取管B内液面读数V2。
Ⅱ.数据记录与处理
(5)某次实验记录数据如下表,请根据数据计算并填写表中空格。
V0/mL
V1/mL
V2/mL
管A中氧气所占的体积/mL
管A中空气的体积/mL
空气中氧气含量(用数值列式即可)
1.87
8.02
31.60
①
②
③
图T5-8
重复3次实验,计算出空气中氧气含量的平均值。
Ⅲ.实验评价
(6)与教材实验(装置如图T5-8所示)比较,本实验的优点是 (写一条)。
8.[2018·江西]甜叶菊苷具有高甜度低热能的特点,是一种新型甜味剂,我国是全球最主要的生产国。
实验小组欲探究甜叶菊苷的元素组成,进行如下实验:
提出问题甜叶菊苷由什么元素组成?
进行实验小晴取适量的甜叶菊苷按图T5-9进行操作,并分别将干冷的烧杯和蘸有澄清石灰水的烧杯倒置于火焰上方。
图T5-9
讨论交流
其他同学认为小晴的实验设计不严谨,原因是 。
经改进实验后,检验到甜叶菊苷在氧气中充分燃烧的产物只有二氧化碳和水,由此确定甜叶菊苷中一定含有碳、氢元素。
继续探究
为了进一步确定其元素组成,利用图T5-10进行实验。
(已知:
C装置中的氧化铜能确保甜叶菊苷中的碳元素完全转化为二氧化碳)
图T5-10
(1)实验前要通一会儿氮气,目的是 。
(2)A装置中发生反应的化学方程式为 。
数据记录4.02g甜叶菊苷在C装置中充分燃烧后,D装置质量增加2.7g,E装置质量增加8.36g。
(产物被完全吸收)
分析与结论数据分析:
4.02g甜叶菊苷中氧元素的质量为 g,由此确定甜叶菊苷是由碳、氢、氧元素组成。
反思评价若没有F装置,对氧元素质量测定结果的影响是 (填“偏大”“偏小”或“无影响”)。
9.[2016·福州]某固体粉末由Mg、MgO和Mg(OH)2中的一种或几种组成。
某化学小组为了探究该固体粉末的成分,设计了如图T5-11所示的装置(固定装置省略)。
图T5-11
信息资料本实验条件下,氢气的密度为0.09g·L-1。
实验过程步骤Ⅰ:
检查装置气密性,装入药品并连接仪器。
步骤Ⅱ:
倾斜Y形管,使样品充分反应,测得生成气体的体积为55.6mL。
步骤Ⅲ:
拆下装置,往Y形管内残余液中加入氢氧化钠溶液,至不再生成沉淀。
经过滤、洗涤和干燥后,称得沉淀质量为2.90g。
回答问题
(1)该套装置气密性的检验方法是
(2)①使样品与硫酸充分反应的正确操作是 (填序号)。
A.硫酸溶液转移到样品中
B.样品转移到硫酸溶液中
②判断样品完全反应的现象是 。
(3)根据实验结果分析:
①通过步骤Ⅱ推断,样品中一定含有的物质是 ;通过步骤Ⅲ计算,样品中镁元素的总质量为 。
②结论:
该样品中的成分是 。
反思(4)该化学小组同学经过讨论得出以下结论,正确的是 (填序号)。
A.利用该实验方案,能计算出样品中各物质的质量
B.实验前可通过样品的质量估算硫酸溶液的质量,确保样品完全反应
C.仅称量步骤Ⅱ中Y形管内药品减轻的质量,即能计算出样品中各物质的质量
10.[2017·宿迁]某兴趣小组在准备化学实验基本技能考试时,对以下问题进行了探究。
Ⅰ.探究酸和碱能否发生反应
方案1:
甲同学向盛有少量NaOH溶液的试管中滴几滴无色酚酞溶液,振荡,继续加入稀硫酸,观察到溶液由 色变成无色。
甲同学得出结论:
酸和碱能发生反应。
方案2:
乙同学取少量NaOH溶液,测得溶液pH为10,向该溶液中加入一定量稀硫酸后,测得溶液pH为9。
乙同学发现溶液pH减小了,得出结论:
酸和碱能发生反应。
交流讨论:
大家同意甲同学的结论,对乙同学的实验过程提出质疑,溶液pH减小的原因还可能是稀硫酸中的水稀释了NaOH溶液;大家认为,乙同学向NaOH溶液中加入稀硫酸后,测得溶液的pH必须 (填“小于”或“小于或等于”)7才能证明酸和碱能发生反应。
请写出稀硫酸和氢氧化钠溶液反应的化学方程式:
。
Ⅱ.探究酸和碱反应后溶液中溶质的成分
丙同学对探究Ⅰ中甲同学实验后的无色溶液展开探究。
提出问题试管中无色溶液的溶质除了酚酞外还有什么?
提出猜想
(1)Na2SO4;
(2)Na2SO4和 。
设计实验
实验操作
实验现象
实验结论
方案Ⅰ
向试管中加入少量锌粒,然后加入甲同学实验后的无色溶液
锌粒逐渐减少,有 产生
猜想
(2)
成立
方案Ⅱ
向试管中加入少量甲同学实验后的无色溶液,然后慢慢滴加NaOH溶液,并不断振荡试管
开始无明显现象,过一会儿发现
实验反思为了验证猜想
(2)成立,你认为还可以选择的药品是 (填序号)。
A.BaCl2溶液 B.Cu C.Fe2O3
11.[2017·泉州质检节选]同学们对燃烧的条件有了新的思考,不同实验小组之间对铁丝是否可燃有了争论,请你参与探究。
知识回顾
(1)请你写出铁丝在氧气中燃烧的化学方程式:
。
提出问题铁丝在什么情况下才能燃烧?
进行实验同学们决定以氧气体积分数(浓度)为变量,取两种不同直径的铁丝进行对照实验。
记录如下表:
实验
编号
铁丝直
径/mm
氧气体积
分数(浓度)
燃烧现象
1
0.5
30%
铁丝发红,无法燃烧
2
0.9
30%
无法燃烧
3
0.5
50%
剧烈燃烧、火星四射
4
0.9
50%
铁丝发红,无法燃烧
5
0.5
90%
剧烈燃烧、火星四射
6
0.9
90%
燃烧不剧烈、少量火星
(2)为了对比氧气浓度对铁丝燃烧程度的影响,应选择实验 (填实验编号)的数据进行研究。
(3)为了更准确地了解直径为0.9mm铁丝燃烧所需的最低氧气浓度,你认为同学们继续进行实验应选取的氧气体积分数范围是 。
实验结论
(4)根据表格数据你得出的结论是:
铁丝是否能燃烧与 、 等因素有关。
图T5-13
实验反思
(5)小明对铁丝燃烧实验进行了简化设计(如图T5-13所示)。
说出该实验设计的优点:
(写一条)。
12.[2016·泉州]日常生活中,人们利用碳酸钠溶液具有碱性,清洗餐具上的油污,碱性越强,去油污的效果越好。
小菁决定对影响碳酸钠溶液碱性的因素展开探究,请你参与。
用不同温度的水,配制溶质质量分数分别为2%、6%和10%的碳酸钠溶液,依次测量溶液的pH,记录数据如下表:
实验
编号
a1
a2
a3
b1
b2
b3
c1
c2
c3
溶质质量
分数
2%
2%
2%
6%
6%
6%
10%
10%
10%
水的
温度/℃
20
40
60
20
50
60
20
40
70
溶液
pH
10.90
11.18
11.26
11.08
11.27
11.30
11.22
11.46
11.50
(1)溶液碱性最强的是 (填实验编号)。
(2)要得出碳酸钠溶液的溶质质量分数变化与pH变化关系的结论,可选择的一组实验是 (填实验编号),结论是 。
(3)在一定温度范围内,温度的变化与碳酸钠溶液的pH变化关系是 。
(4)将10%的碳酸钠溶液从20℃持续升温到70℃,所测得的pH如下表:
温度/℃
20
30
40
50
60
70
溶液pH
11.22
11.35
11.46
11.48
11.50
11.50
①当温度介于20~40℃时,温度对碳酸钠溶液的pH影响比较 (填“大”或“小”)。
②小菁将适量碳酸钠粉末撒在沾有油污的餐具上,并冲入适量的热水,再进行擦洗,达到较好的洗涤效果,这是因为 。
(5)碳酸钠溶于水,有部分碳酸钠能与水发生反应生成氢氧化钠,致使溶液呈碱性。
实验室鉴别碳酸钠溶液和氢氧化钠溶液可选用的试剂是 (填序号)。
a.酚酞溶液b.稀盐酸
c.氯化钠溶液d.氯化钙溶液
(6)欲使碳酸钠溶液中的溶质完全转化为烧碱,可在溶液中加入足量的物质(写名称):
或 ,并充分搅拌,有关反应的化学方程式为 (任写一个)。
13.[2018·河北]小明怀疑自家菜地因施用硫酸铵
图T5-14
出现了较为严重的土壤酸化问题,于是和化学兴趣小组的同学对此进行了探究。
查阅产品说明小组同学根据图T5-14所示产品说明书中的 和硫酸铵的组成,推测硫酸铵受热可能会分解生成氨,使肥效降低。
探究Ⅰ土壤的酸碱性
实验1:
按图T5-15所示溶解土样,玻璃棒搅拌的目的是 ;用pH试纸测得土样浸出液的pH约为4,说明土壤呈酸性。
图T5-15 图T5-16
探究Ⅱ硫酸铵具有哪些性质
实验2:
25℃时,将30g硫酸铵加入50g水中,完全溶解,此时所得溶液对应图T5-16中
(填序号)点的状态,测得其pH约为5。
实验3:
为证明硫酸铵受热分解生成了氨气,小组同学进行了图T5-17所示的实验,观察到的实验现象为:
①硫酸铵固体减少;②用酚酞溶液浸湿的滤纸 ;③小气球胀大。
小明依据现象①和②,小红只依据现象③,都得出了“硫酸铵受热分解”的结论。
小组同学认为小红的依据不合理,小气球胀大可能是装置中的空气受热膨胀所致。
若要通过小气球的变化得出“硫酸铵受热分解”的结论,还需继续进行观察,若 ,才能得出这一结论。
图T5-17 图T5-18
实验4:
按图T5-18所示进行实验,闻到刺激性气味,说明硫酸铵能与熟石灰发生反应。
拓展应用
(1)为保证铵态氮肥的肥效,不能高温暴晒,不能 。
(2)硫酸铵中氮元素被植物吸收后,剩余的硫酸使得土壤酸化,可用熟石灰进行改良,反应的化学方程式为 。
14.[2018·潍坊]金属镁可与热水反应生成氢氧化镁和氢气,所得溶液呈碱性,可使酚酞溶液显红色。
某同学将镁条放在水中煮沸,趁热取出部分溶液,滴加酚酞溶液,变为红色,放置在空气中一段时间后,发现溶液的红色褪去了。
(1)镁与热水反应的化学方程式是 。
(2)查阅资料:
溶液红色褪去的原因是溶液碱性减弱。
提出问题导致溶液碱性减弱的原因是什么?
假设与分析
假设1:
可能是氢氧化镁与N2或O2发生了反应;
假设2:
可能是溶液吸收了空气中的 ;
假设3:
可能是氢氧化镁的溶解度随温度的降低而 。
由碱的性质可知,假设1不成立。
实验探究
实验操作
实验现象
结论
1.取上述红色溶液,保持温度不变,在空气中放置一段时间,观察现象
①
假设2成立
2.取上述红色溶液,② ,③ ,观察现象
红色褪去
假设3成立
拓展延伸
(3)将一小块金属钠投入硫酸铜溶液时,产生蓝色沉淀。
请解释其原因:
。
(4)除上述金属外,根据金属活动性顺序,预测 (举一例即可)也能跟硫酸铜溶液反应产生上述现象。
参考答案
针对训练
1.
(1)丁
(2)在该温度下,碳酸氢钠饱和溶液的溶质质量分数小于10%
(3)Na2CO3+2HCl
2NaCl+H2O+CO2↑
(4)氢氧化钠
(5)敞口放置
(6)Ca(OH)2+Na2CO3
CaCO3↓+2NaOH
[解析]
(1)通过实验探究1可知,该溶液呈碱性,而氯化钠溶液呈中性,故丁同学的猜想一定错误。
(2)由于在该温度下,碳酸氢钠饱和溶液的溶质质量分数为
×100%<10%,故甲同学发现自己的猜想错误。
(3)实验探究2中有气泡产生,是碳酸钠和盐酸反应生成了氯化钠、水和二氧化碳,发生反应的化学方程式为Na2CO3+2HCl
2NaCl+H2O+CO2↑。
得出结论(4)在实验探究1试管中的红色溶液中滴加过量氯化钙溶液(中性),充分反应后,试管中溶液仍呈红色,但有白色沉淀产生,说明溶液中含有碳酸钠和氢氧化钠,故通过实验探究3可证明这瓶试剂为氢氧化钠溶液,但已经部分变质。
(5)这瓶试剂因为敞口放置而变质。
(6)若要除去该溶液变质部分可以加入适量的氢氧化钙溶液。
2.
(1)Ca(OH)2+2HCl
CaCl2+2H2O
猜想CaCl2和HCl
进行实验溶液无变化 有气泡产生
反思与拓展①反应物是否有剩余
②AC
③腐蚀铁制下水道 CaCO3
[解析]猜想本题探究酸碱中和反应后剩余物的成分,氢氧化钙与稀盐酸发生中和反应生成氯化钙
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- 题型 05 实验探究题 实验 探究
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