《2022年中考化学总复习学案-第二部分专题五科学探究题.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2022年中考化学总复习学案-第二部分专题五科学探究题.docx（32页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、专题五科学探究题一个完整的科学探究实验的内容一般包括以下8个环节:提出问题、猜想与假设、制订计划、进行实验、搜集证据、解释与结论、反思与评价、表达与交流。每个环节的目的和意义如下:【提出问题】能从日常现象和化学学习中发现有探究价值的问题;能比较清楚地表述所发现的问题。【猜想与假设】能针对问题提出合理的猜想与假设;能依据已有的知识和经验对猜想和假设进行初步论证。【制订计划】通过老师的指导或小组讨论,提出活动方案,制订科学探究活动计划;根据具体问题设计化学实验方案,具有控制实验条件的意识。【进行实验】能积极参与化学实验,顺利完成实验操作;能在实验中做到观察与思考相结合。【搜集证据】学习运用多种方式
2、对物质及其变化进行观察,对观察和测量的结果进行记录;能运用图表等形式加以表述,学会多种搜集证据的方法。【解释与结论】能对事实和证据进行简单加工与整理,判断证据与假设之间的关系;能依据一定的标准对物质及其变化进行简单的分类;对所获得的事实与证据进行归纳,得出正确的结论;认识知识之间的联系,形成合理的认知结构。【反思与评价】有对探究结果进行评价的意识;能对探究过程进行反思,提出具体的改进建议。【表达与交流】能用书面方式明确表述探究的过程和结果。类型1有关物质成分的探究(学用见P9496)探究物质成分的实质就是物质的鉴别,可以根据物质的颜色、溶解性等物理性质进行区分。若不能通过物理性质区分,则从物质
3、的反应现象进行判断,用化学方法判断物质的成分时要先排除其他物质的干扰。典例某“自加热食品”发热包的主要成分为生石灰、活性炭、铝粉、铁粉、碳酸钠和氯化钙,其使用说明如图1:某化学兴趣小组对发热包进行了如下探究。探究:发热包的发热原理将发热包中固体倒入烧杯中,加入适量水,发生剧烈反应,水很快沸腾。反应结束后,烧杯底部有大量固体,继续加水搅拌,过滤、洗涤、干燥,得到固体混合物。(1)发热包中的某成分与水反应放出大量的热,该反应的化学方程式是。探究:固体混合物的成分查阅资料:单质铝既能与盐酸反应,又能与氢氧化钠溶液反应,并产生氢气。小组同学认为固体混合物的成分可能是活性炭、铝粉、铁粉、碳酸钙和氢氧化钙
4、。为进一步探究其成分,小组同学设计并进行如下实验:(2)取少量固体于试管中,加水振荡,静置,滴入几滴酚酞溶液,溶液变为红色,证明固体中含有。(3)另取少量固体于锥形瓶中,逐渐加入稀盐酸至不再产生气泡为止(如图2),反应停止后瓶底有黑色固体剩余,溶液呈浅绿色。反应停止后,瓶底的黑色固体为,判断依据是。当观察到现象,证明固体中含有碳酸钙。证明固体中含有铁粉的现象是。(4)设计实验方案证明固体混合物中含有铝粉(可供选择的试剂:氯化铜溶液、稀盐酸、氢氧化钠溶液)。实验操作:;实验现象:;实验结论:。【解析】(1)发热包中的生石灰与水反应生成氢氧化钙,放出大量的热,该反应的化学方程式是CaO+H2OCa
5、(OH)2。(2)溶液变为红色,说明溶液显碱性,证明固体中含有氢氧化钙。(3)发热包中的活性炭是黑色固体,且不和稀盐酸反应。碳酸钙和稀盐酸反应生成氯化钙、二氧化碳和水,二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊。溶液由无色变为浅绿色,证明固体中含有铁粉,因为铁和稀盐酸反应生成的氯化亚铁在溶液中呈浅绿色。(4)实验步骤:取适量固体混合物于试管中,加入足量氢氧化钠溶液;实验现象:固体部分溶解,产生气泡;实验结论:固体混合物中含有铝。【答案】 (1)CaO+H2OCa(OH)2(2)氢氧化钙(3)活性炭活性炭是黑色固体,且不与稀盐酸反应澄清石灰水变浑浊溶液由无色变为浅绿色(4)取适量固体混合物于试管中,加入足量氢
6、氧化钠溶液固体部分溶解,产生气泡固体混合物中含有铝粉此类题目主要考查反应前后混合物的组成分析,解答时可根据质量守恒定律、题干信息和所学知识对物质成分作出猜想,并利用各种物质的性质设计合适的实验方案,选取适当的试剂逐一验证,从而得出正确的结论。探究混合物的成分时应注意以下几点:1.考虑物质的颜色、状态、溶解性等物理性质。2.物质成分间是否发生反应(即能否共存),以及反应后生成的物质。3.鉴别物质中某成分时选择的试剂对其他物质的鉴别是否产生干扰。针对训练1.(2021四川遂宁)在第七十五届联合国大会上,中国提出努力争取2060年前实现“碳中和”,实现二氧化碳的“零排放”。化学兴趣小组认为实验室可用
7、氢氧化钠溶液吸收多余的二氧化碳,从而实现实验室二氧化碳的“零排放”。小组同学对吸收后溶液中溶质的成分产生兴趣并进行探究。【提出问题】氢氧化钠溶液吸收二氧化碳气体后,溶液中溶质的成分是什么?【查阅资料】(1)CO2与NaOH溶液反应会生成Na2CO3,当二氧化碳过量时,会继续反应生成NaHCO3。(2)NaHCO3溶液呈弱碱性,一般不与CaCl2溶液反应,与稀盐酸反应产生气体。(3)CaCl2溶液呈中性。【作出猜想】猜想:NaOH、Na2CO3;猜想:Na2CO3;猜想:Na2CO3、NaHCO3;猜想:NaHCO3。【实验与结论】实验步骤实验现象实验结论步骤一:取少量待测液于试管中,加入CaC
8、l2溶液产生白色沉淀猜想不成立步骤二:另取少量待测液于试管中,加入过量CaCl2溶液至不再产生沉淀,过滤,取少量滤液,向其中加入适量稀盐酸无(填“有”或“无”)气泡产生猜想不成立步骤三:另取步骤二的少量滤液,向其中滴入23滴无色酚酞试液试液变红猜想成立写出步骤一中反应的化学方程式:CaCl2+Na2CO3CaCO3+2NaCl。【反思与交流】反应物的量不同,可能导致生成物的种类不同。2.菱铁矿主要成分是碳酸亚铁(FeCO3),是一种分布广泛的矿物。某同学对碳酸亚铁和氧气充分反应后的固体成分进行了如下探究。【查阅资料】FeCO3在空气中加热生成铁的氧化物和二氧化碳。FeO是一种黑色粉末,在空气中
9、加热,能迅速被氧化成四氧化三铁。Fe3O4能与盐酸反应生成氯化亚铁、氯化铁和水。FeCl2能使高锰酸钾溶液褪色,而FeCl3不能使高锰酸钾溶液褪色。向FeCl3溶液中滴加KSCN溶液,溶液变红;向FeCl2溶液中滴加KSCN溶液,溶液不变红。【猜想与假设】猜想1:固体成分是Fe2O3;猜想2:固体成分是Fe3O4;猜想3:固体成分是FeO。【活动与探究】利用如图装置进行实验(加热和固定装置已略去,装置气密性良好)。打开弹簧夹K,通入氧气,加热FeCO3。当瓶中产生的沉淀不再增加时,停止加热,继续通入氧气至玻璃管冷却。取玻璃管里的少量固体于试管中,滴加过量稀盐酸,微热,固体完全溶解。将所得溶液分
10、成甲、乙两份进行实验。实验编号实验步骤实验现象a向甲溶液中滴加KSCN溶液溶液变红色b向乙溶液中滴加高锰酸钾溶液高锰酸钾溶液不褪色【解释与结论】(1)碳酸亚铁(FeCO3)中铁元素的质量分数是48.3%(结果精确到0.1%)。(2)在实验前就可以判断猜想3不成立,因为FeO在加热时,能迅速被氧化成四氧化三铁。(3)由实验a、b的现象可知,猜想1成立,则FeCO3与氧气在加热时反应的化学方程式为4FeCO3+O22Fe2O3+4CO2。(4)实验b的目的是检验溶液中是否含有氯化亚铁。(5)该同学反思后发现,不做实验a也能得出相同的结论。【拓展与应用】(6)碳酸亚铁可作为补血剂,可由FeSO4溶液
11、与过量的NH4HCO3溶液反应制取,反应时需要控制温度在35 以下,其原因可能是温度高于35 时,NH4HCO3容易分解。类型2无明显现象实验的探究(学用见P9697)大部分化学反应是有明显现象的,如锌粒与稀盐酸反应,但有少部分反应的过程中无明显现象,初中化学主要考查酸碱中和反应、二氧化碳与水的反应及二氧化碳与氢氧化钠的反应。此类问题主要针对反应物与生成物的检验,证明是否发生反应。典例(2021南宁改编)在学习复分解反应发生的条件后,同学们利用已学知识,对稀盐酸与下表中的四种化合物的溶液之间能否发生反应作出判断,并进行实验验证:物质氢氧化钠溶液硫酸钠溶液碳酸钾溶液硝酸银溶液实验现象无明显现象无
12、明显现象产生气泡产生白色沉淀能否反应能反应不能反应能反应能反应【提出问题】对于上述无明显现象的反应,如何设计实验进行验证?【设计实验】为了验证氢氧化钠溶液与稀盐酸能发生化学反应,小刚设计了如下实验方案并进行实验。实验步骤实验现象实验结论将氢氧化钠溶液滴入盛有稀盐酸的试管中,振荡溶液呈无色稀盐酸与氢氧化钠溶液能发生化学反应向步骤所得无色溶液中滴加几滴酚酞溶液溶液呈无色【分析讨论】小刚设计的实验方案(填“可行”或“不可行”),说明理由:。【总结提升】通过以上实验分析,对于无明显现象的反应,验证思路可以是()验证生成物是否存在。()验证是否消失。【拓展迁移】(1)氢氧化钠溶液与稀盐酸反应的实质是H+
13、和OH-结合生成了H2O,写出另一个符合该反应实质的化学方程式:。(2)将一定量的氢氧化钠溶液与稀盐酸混合,充分反应后所得溶液中溶质成分可能有种情况,具体的溶质组合情况分别是(填化学式)。【解析】【分析讨论】由于氢氧化钠溶液显碱性,加入酚酞会变为红色,但是加入稀盐酸反应后,再加入酚酞溶液呈无色,说明不再含有氢氧化钠,证明氢氧化钠被消耗完,从而说明氢氧化钠与盐酸发生了反应。【总结提升】通过以上实验分析,对于无明显现象的反应,验证思路可以是()验证生成物是否存在。()验证反应物是否消失。【拓展迁移】(1)硫酸与氢氧化钠溶液反应生成硫酸钠和水,属于中和反应,反应方程式为2NaOH+H2SO4Na2S
14、O4+2H2O。(2)氢氧化钠与盐酸反应生成氯化钠和水,若两者恰好完全反应,则溶液中的溶质是氯化钠;若氢氧化钠过量,则溶液中的溶质是氯化钠和氢氧化钠;若盐酸过量,则溶液中的溶质是氯化钠和氯化氢。【答案】 【分析讨论】可行滴加酚酞溶液后溶液仍然为无色,说明溶液中氢氧化钠消失了,进而说明了氢氧化钠与盐酸发生了化学反应【总结提升】反应物【拓展迁移】(1)2NaOH+H2SO4Na2SO4+2H2O(合理即可)(2)3NaCl;NaCl、NaOH;NaCl、HCl针对训练二氧化碳通入氢氧化钠溶液中无明显现象,对此同学们展开了如下探究。【提出问题】二氧化碳与氢氧化钠能否发生反应?【查阅资料】常温下,氢氧
15、化钠、碳酸钠在乙醇中的溶解性如下表。溶剂乙醇溶质氢氧化钠碳酸钠溶解性易溶难溶【方案设计】小明同学设计了如图所示装置进行探究。【实验探究】(1)配制甲溶液:将一定质量的氢氧化钠固体加入盛有一定体积乙醇的烧杯中,用玻璃棒不断搅拌,得到饱和氢氧化钠的乙醇溶液。量取一定体积的乙醇时,需要的仪器是量筒和胶头滴管,用玻璃棒搅拌的目的是加速溶解。配制乙溶液:将一定质量的氢氧化钠固体加入盛有一定体积75%的乙醇溶液的烧杯中,用玻璃棒不断搅拌,得到不饱和氢氧化钠的乙醇溶液。判断甲、乙溶液形成的现象是甲溶液含有固体,乙溶液不含固体。(2)按如图所示装置加入药品后进行实验。A中发生反应的化学方程式为2HCl+CaC
16、O3CaCl2+H2O+CO2,B装置的作用是除去二氧化碳中混有的氯化氢,C中观察到的现象是溶液变浑浊。【实验结论】(3)由此小明得出二氧化碳与氢氧化钠发生了化学反应,反应的化学方程式为2NaOH+CO2Na2CO3+H2O。【反思交流】(4)小刚同学认为小明的实验还不足以证明二氧化碳与氢氧化钠发生了化学反应,还应补充的实验是将二氧化碳通入乙醇溶液中,观察现象。(5)若将C中的甲溶液换成乙溶液进行实验,C中可能无明显现象发生,原因可能是碳酸钠易溶于水。类型3有关影响化学反应速率因素的探究(学用见P9799)本类型试题主要探究某些因素对反应快慢的影响。影响过氧化氢分解制氧气快慢的主要因素:过氧化
17、氢溶液的浓度、温度、有无催化剂、催化剂的种类以及催化剂颗粒大小等。影响金属与酸反应快慢的主要因素:金属的种类、金属的纯度、金属颗粒的大小、酸的种类、酸的浓度、温度、有无催化剂等。一般会设置多组对照实验,解答时注意控制变量法的应用,然后通过反应过程的现象进行分析、比较、判断,最终得出实验结论等。典例化学实验室常用二氧化锰催化过氧化氢溶液分解的方法制取氧气。某兴趣小组的同学查阅资料发现,人体肝脏中的过氧化氢酶也能催化过氧化氢分解产生氧气和水,但其催化效果受温度影响较大;FeCl3也能催化过氧化氢分解。为比较过氧化氢酶和FeCl3催化效率的高低,该同学在28 环境下进行了如下探究:(1)请你写出用F
18、eCl3溶液催化过氧化氢溶液分解的化学方程式:。【提出问题】过氧化氢酶和FeCl3哪个催化效率更高?【猜想与假设】。【实验材料】适宜浓度的FeCl3溶液,适宜浓度的新鲜猪肝研磨液(含有过氧化氢酶),适宜浓度的过氧化氢溶液等。【实验步骤】取2支洁净的试管,编号为1、2,分别注入3 mL适宜浓度的过氧化氢溶液;向1号试管内滴入2滴适宜浓度的FeCl3溶液,向2号试管内;观察并记录两支试管产生气泡的情况。【预测实验结果】请写出一种可能的实验结果:。(2)该组同学又完成了“探究温度对猪肝研磨液和FeCl3催化效率的影响”实验,实验结果如图1所示。图中代表猪肝研磨液催化效率的曲线是(填“甲”或“乙”)。
19、【拓展延伸】同学们在老师的指导下设计实验继续探究。向两支试管中分别加入等质量、不同浓度的H2O2溶液,再加入等质量、等浓度的FeCl3溶液,分别用气压传感器测定两支试管中气体压强的变化曲线,如图2、图3所示。请你思考:(3)为保证实验的准确性,请你设计向两支试管中加入FeCl3溶液的具体方法:。(4)图3中前100 s压强变化不大的原因是。(5)请你从曲线中总结出FeCl3溶液对H2O2溶液分解影响的两条规律性结论:、。【解析】(1)过氧化氢在FeCl3溶液作催化剂的条件下分解生成水和氧气,化学方程式为2H2O22H2O+O2。【实验步骤】在对比实验中,要注意控制变量,应向2号试管中滴加相同量
20、的猪肝研磨液。(2)题图1中代表猪肝研磨液催化效率的曲线是乙,因为过氧化氢酶的活性受温度影响较大。(3)为保证实验的准确性,可以分别用注射器吸取等量、等浓度的FeCl3溶液同时注入两支试管中。(4)FeCl3溶液没有和H2O2溶液充分混合,H2O2分解速率较慢,故前100s气体压强变化不大。(5)根据曲线可以看出,FeCl3溶液能加快H2O2溶液的分解;FeCl3溶液对浓度较大的H2O2溶液分解促进效果更好。【答案】 (1)2H2O22H2O+O2【猜想与假设】过氧化氢酶的催化效率更高【实验步骤】滴入2滴适宜浓度的新鲜猪肝研磨液【预测实验结果】2号试管内产生气泡的速度比1号试管快(2)乙(3)
21、分别用注射器吸取等量、等浓度的FeCl3溶液,同时注入两支试管中(4)FeCl3溶液没有和H2O2溶液充分混合,H2O2分解速率较慢(5)FeCl3溶液能加快H2O2溶液的分解FeCl3溶液对浓度较大的H2O2溶液的分解促进效果更好影响化学反应速率的因素可分为内因和外因两种,内因包括反应物的种类、浓度与反应物间的接触面积,外因包括温度、催化剂(是否使用催化剂、催化剂的种类、质量、颗粒大小等),对于有气体参加的反应还得考虑气体压强。设计实验时,注意对照实验或控制变量法的使用,实验流程包括明确实验目的、选择实验药品和仪器、实验预测、设计实验方案、观察实验现象、得出实验结论这几个步骤。针对训练1.某
22、小组为探究二氧化碳产生快慢与哪些因素有关,在老师的指导下进行如下探究。老师提供的药品:块状和粉末状大理石、5%和10%稀盐酸、10%稀硫酸。【提出问题】影响产生二氧化碳快慢的因素有哪些?【作出猜想】甲同学:与酸的种类有关;乙同学:与酸的浓度有关;丙同学:与大理石颗粒大小有关;丁同学:与温度有关。【设计实验】同学们为了验证自己的猜想,按照如下实验方案进行实验并测得数据。序号a大理石颗粒酸的种类酸的浓度/%收集50 mL气体时间/s20块状稀盐酸55620块状稀盐酸104230块状稀盐酸103120块状稀硫酸10-20粉末状稀盐酸10b(1)写出稀盐酸与大理石反应的化学方程式:2HCl+CaCO3
23、CaCl2+H2O+CO2。(2)对比实验,得出的实验结论为其他条件相同时,稀盐酸浓度越大,反应速率越快。(3)如果要验证大理石颗粒大小对反应速率的影响,可选择实验作对比,b的数据可能是C(填字母序号)。A.42B.48C.28D.58(4)如果要验证丁同学的猜想,可选择实验作对比。2.理科实验操作考试中,小明同学在做铝和稀盐酸反应时无意中加入了几滴硫酸铜溶液,发现铝片表面产生气泡的速率明显加快,对此他产生了兴趣。【提出问题】硫酸铜溶液是不是该反应的催化剂?硫酸铜溶液的体积对该实验有影响吗?【设计并实验】室温下,小明将过量、表面积相同且已打磨过的铝片分别加入6份30 mL 10%的稀盐酸中,并
24、在每份中加入不同体积的饱和硫酸铜溶液,记录获得相同体积氢气的时间,从而确定产生氢气的速率。混合溶液编号123456饱和硫酸铜溶液/mL00.52.551020水/mL2019.517.5V100(1)上述表格中V=15。(2)写出铝和稀盐酸反应的化学方程式:2Al+6HCl2AlCl3+3H2。(3)定量收集氢气可选用图c(填字母序号)装置。【实验现象】随着饱和硫酸铜溶液体积的增加,产生气泡的速率先加快后明显减慢,且铝片表面附着的红色物质逐渐增多。【结论与解释】(4)随着饱和硫酸铜溶液体积的增加,反应速率明显变慢,原因可能是部分铝和饱和硫酸铜溶液发生了置换反应。(5)根据实验现象,小明认为硫酸
25、铜溶液不是此反应的催化剂,其原因是硫酸铜和铝发生了反应。【实验反思】加快铝和稀盐酸反应速率还可以采取的措施是升高温度(或增大稀盐酸的浓度,合理即可)(写出1点即可)。【实验拓展】根据上述实验,小明认为是盐中的金属离子影响了铝和稀盐酸的反应速率。为了研究不同金属离子对反应速率的影响,小明同学继续实验,取过量、表面积相同的铝片和30 mL 10%的稀盐酸混合后加入不同的盐溶液,实验现象如下(加号越多,代表反应速率越快)。实验编号12345加入试剂0.5 mL水5%的NaCl溶液5%的Mg(NO3)2溶液5%的FeSO4溶液5%的CuSO4溶液产生气泡速率+(6)上表中,用水进行实验的目的是进行对照
26、。(7)上述实验设计存在缺陷,该缺陷是铝片表面未经打磨且所用盐溶液中的阴离子不同;改进实验后,仍符合上表中的实验现象,可得到的结论是Na+、Mg2+对铝和稀盐酸的反应速率无影响;Fe2+、Cu2+能加快铝和稀盐酸的反应速率,且Cu2+加快反应速率的效果更明显。类型4有关“条件类”问题的探究(学用见P99100)大多数化学反应都需要在一定条件下才能发生,如燃烧的条件:可燃物、达到着火点、与氧气接触。铁锈蚀的条件:与氧气和水同时接触。此类试题通常设置对照实验,根据不同的反应现象判断发生反应的条件。对于有多因素的问题可以通过控制变量设计实验。典例某化学兴趣小组探究“燃烧的条件”实验时改进了课本中的图
27、甲实验。如图乙所示,将白磷和红磷分装于Y形试管的2个支管中,管口系牢小气球,将2个支管同时伸入相同深度的热水中。【查阅资料】白磷的着火点为40 ,红磷的着火点为240 。磷燃烧产生的白烟会刺激人的呼吸道。【实验探究】该小组以图甲所示装置探究燃烧的条件。(1)能说明白磷的着火点比红磷的着火点低的实验现象为(填序号);现象说明物质燃烧需要的条件是。(2)烧杯中水的作用:一方面,另一方面。该小组继续用图乙所示装置进行了实验探究。(3)化学实验要遵循绿色化学的原则。该装置的管口系牢小气球,其作用是,符合实验绿色化。【现象与结论】(4)图乙装置中能燃烧的是(填“a”“b”或“c”),写出燃烧反应的化学方
28、程式:;该处燃着的磷会很快熄灭,原因可能是(填字母序号)。A.温度降低B.氧气耗尽C.试管内产生了二氧化碳气体D.着火点升高【拓展应用】(5)实验室里物质的保存方法与物质的性质有关,则白磷保存的方法是。【解析】(1)和都与氧气接触,并且温度都是80,但是只有白磷燃烧,因此可以证明白磷的着火点比红磷的着火点低;和可燃物都是白磷,温度都是80,但是一个与氧气接触,另一个不接触氧气,所以物质燃烧需要的条件是与氧气接触。(2)热水升温稳定,为达到可燃物着火点提供能量,另外可以隔绝空气或氧气,保证水中可燃物不与氧气接触。(3)磷燃烧产生的白烟会刺激人的呼吸道,因此不能直接排放,密封的小气球可以避免生成物
29、排放到空气中,造成污染。(4)a满足可燃物与氧气接触,达到了白磷的着火点,b是可燃物与氧气接触,没有达到红磷的着火点,c没有与氧气接触,所以a燃烧;白磷和氧气在点燃条件下反应的化学方程式为4P+5O22P2O5;装置是密封的,氧气被消耗完毕后,内部没有氧气,不足以支持燃烧。(5)白磷接触氧气后,在较低温度下就可以发生燃烧,因此需要密封保存在冷水中。【答案】 (1)与氧气接触(2)提供热量,使铜片上的白磷达到着火点使水中的白磷隔绝空气(氧气)(3)防止磷燃烧生成的五氧化二磷进入空气,污染空气(4)a4P+5O22P2O5B(5)密封保存在冷水中针对训练某化学课外兴趣小组对铁的锈蚀条件进行了如下探
30、究。【探究1】铁锈蚀的条件。实验现象放置一周无明显变化无明显变化铁钉表面出现红色物质放置两周铁钉表面出现红色物质无明显变化铁钉表面红色物质增多【提出问题】为什么中“油封”一段时间后铁丝表面出现了红色物质?【探究2】“油封”对水中溶解氧含量的影响。实验1:将蒸馏水煮沸后迅速冷却至12 ,取等体积水样于两个烧杯中,其中一个烧杯加5 mL花生油进行“油封”,用溶解氧传感器测定两个水样中溶解氧含量。实验2:实验操作与实验1相同,实验条件中温度改为19 ,花生油改用煤油。溶解氧含量/(mgL-1)时间/h02612243648实验1未油封2.424.756.448.4510.1010.4310.51油封
31、2.433.024.284.816.477.207.98实验2未油封1.953.796.237.988.989.099.08油封1.933.425.377.118.268.248.22已知:12 时未煮沸的蒸馏水中溶解氧含量为10.68 mgL-1,19 时为9.10 mgL-1。【解释与结论】(1)探究1中,对比(填序号),可得出铁锈蚀需要与水接触。(2)探究2中,对比花生油和煤油,进行“油封”时,效果较好的是花生油。(3)0 h时,实验2的溶解氧含量低于实验1,其原因可能是实验2温度高于实验1。(4)由实验得出的结论是B(填字母序号)。A.“油封”的方式能隔绝氧气在水中的溶解B.通过加热煮
32、沸并冷却,可以明显降低水中含氧量【反思与评价】(5)探究1实验中,放置两周后铁钉依然出现锈蚀的原因是氧气能通过油层传递扩散溶解到水里,使铁钉锈蚀。(6)生活中常用在金属表面涂油的方式“防生锈”,其主要原因是隔绝水。类型5有关金属化学性质的探究(学用见P100102)初中化学对于金属化学性质的探究通常考查金属与氧气、酸、可溶性盐的反应及金属活动性顺序。该类试题的设置一般给定情境,考查考生的归纳、猜想、判断能力。此类题目要求考生熟知常见金属反应的化学方程式、反应现象。解决金属活动性相关试题可以采用间接比较法和直接比较法。典例兴趣小组同学在做金属化学性质实验时,发现铜片与不同浓度的硫酸溶液接触时现象
33、不相同,如图,请你与他们一起探究(所用铜片大小、种类相同,溶液均为硫酸溶液)。【实验现象】无明显现象;铜片溶解,溶液变蓝并生成有刺激性气味的气体。(1)以上实验中,欲得出“升高温度可使铜与硫酸反应”需对比的实验是(填序号)。【提出问题】刺激性气体是什么?【查阅资料】HCl、NH3、SO2均有刺激性气味且污染空气;SO2化学性质与CO2相似,但SO2具有漂白性,能使红色的品红溶液褪色,HCl、NH3不行。【猜想假设】甲同学:HCl;乙同学:NH3;丙同学:H2;丁同学:。【实验与结论】(2)大家认为甲、乙同学的猜想不合理,理由是。丙同学的猜想也不合理,理由是。(3)丁同学设计如图实验,将生成的气
34、体通入A、B装置。A中观察到的现象是紫色石蕊溶液变红;B中观察到的现象是。结论:丁同学猜想正确。【反思评价】(4)同学们认为丁同学实验有不足之处,请你改进:。【拓展延伸】(5)根据结论,写出实验的化学方程式:。(6)实验反应停止后,所得溶液里(填“有”或“没有”)溶质硫酸,理由是。【解析】(1)要想得出“升高温度可使铜与硫酸反应”需要注意控制温度为唯一变量,应对比实验和。【猜想假设】该反应的反应物是铜和浓硫酸,由质量守恒定律可推知,该刺激性气体可能是SO2。(2)由质量守恒定律可知,化学反应前后元素的种类不变,反应物中没有氮元素与氯元素,该气体不可能是氨气或氯化氢气体。氢气没有气味,丙同学的猜
35、想也不合理。(3)由题意可知,丁同学猜想正确,则该气体是SO2,SO2具有漂白性,能使红色的品红溶液褪色。(4)SO2是一种有毒气体,不能直接排放到空气中,否则会造成空气污染,故应在B装置的后面增加盛有氢氧化钠溶液的装置或用气球回收过量的有害气体。(5)铜和浓硫酸在加热的条件下反应生成硫酸铜、水和二氧化硫气体,化学方程式为Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+2H2O+SO2。【答案】 (1)【猜想假设】SO2(2)不遵循质量守恒定律(或反应前没有氮元素与氯元素)氢气没有气味(3)品红溶液褪色(4)在B装置后增加盛有氢氧化钠溶液的装置(或用气球回收过量的有害气体)(5)Cu+2H2SO4(浓)C
36、uSO4+2H2O+SO2(6)有由实验可知,硫酸的浓度为50%时就不能与铜继续反应,所以反应停止后溶液中仍含有溶质硫酸进行金属化学性质的探究实验时需注意以下几点:1.实验前金属必须经过打磨。2.做金属与酸的反应时,一般用稀盐酸或稀硫酸,不用浓盐酸、浓硫酸或硝酸。3.做金属与盐溶液的反应时,盐必须可溶于水。4.并不是所有排在前面的金属都能把排在其后面的金属从盐溶液中置换出来,如钾、钙、钠。5.在比较金属活动性时,需要注意控制变量法的应用,如酸溶液的温度、浓度、体积和金属的形状、表面积等需保持一致。针对训练1.在一支试管中放入一小段镁条(已打磨除去氧化膜),再向试管中加入一定量的盐酸,镁条表面有
37、气泡产生,该反应的化学方程式是Mg+2HClMgCl2+H2。【发现问题】为了再次观察上述实验现象,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】小林同学针对两次实验的不同结果,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)镁条长度/cm1234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的白色沉淀与镁条长度有关。【追问】白色沉淀是什么物质?【查阅资料】20 时,100 g水中最多能溶解氯化镁54.8 g。镁能与热水反应产生一种碱和氢
38、气。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Mg+2H2OMg(OH)2+H2(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,进行如下实验。试管操作现象结论A加入足量盐酸没有气泡产生,白色沉淀消失猜想一错误,但这种白色沉淀能溶于盐酸B加入足量水白色沉淀不消失猜想二错误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+、Cl-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。2.“铝热
39、反应”指铝和氧化铁的反应:2Al+Fe2O3Al2O3+2Fe,常用于焊接铁轨。如图所示,此过程为引燃镁带,漏斗内物质熔化,大量熔融物落下焊接。(1)“铝热反应”说明铝的金属活动性比铁的强。(2)某学习兴趣小组对所得熔融物的成分进行了探究。【查阅资料】铝能和氢氧化钠溶液反应产生偏铝酸钠(NaAlO2)和氢气。铁可以被磁铁吸引,铝不能被磁铁吸引。【作出猜想】“铝热反应”所得到的熔融物中的金属成分:猜想一:铁;猜想二:铁和铝的混合物。【进行实验】同学们设计以下实验方案验证猜想。实验步骤实验现象实验结论取少量冷却后的熔融物于石棉网上,用磁铁吸引熔融物能够被吸引猜想二正确取少量冷却后的熔融物于试管中,
40、加入NaOH溶液熔融物部分溶解,有气泡产生请写出铝与氢氧化钠溶液反应的化学方程式:2Al+2NaOH+2H2O2NaAlO2+3H2。3.实验课上,老师分析金属与盐溶液的反应时指出,在金属活动性顺序里,位于前面的金属能把位于后面的金属从它的盐溶液中置换出来,但钾、钙、钠等除外。小明很好奇,于是做了金属钠与硫酸铜溶液反应的实验。【进行实验】取一块绿豆大小的金属钠,放入盛有20 mL硫酸铜溶液的烧杯中,发现金属钠浮在液面上不停打转,产生大量气体,烧杯发烫,溶液中出现了蓝色絮状沉淀,并没有出现紫红色的铜,一段时间后,部分沉淀逐渐变黑。【提出问题】金属钠与硫酸铜溶液反应后的产物是什么?【查阅资料】钠能
41、与水反应生成一种碱,同时放出气体。氢氧化铜受热至6080 时变暗,温度过高时分解为相应的金属氧化物和水。【探究1】探究生成的气体是什么?小明将上述金属钠与硫酸铜溶液放入锥形瓶中,立即塞上带导管的单孔塞,将导管通入肥皂水中,将燃着的木条靠近飘起的肥皂泡,有爆鸣声。说明生成的气体是氢气,点燃该气体前一定要先检验纯度。【探究2】探究沉淀的成分是什么?【猜想与假设】沉淀中有Cu(OH)2和CuO,可能还有Cu。【实验验证】实验步骤实验现象结论将锥形瓶内反应后的物质过滤,向滤出的固体中加入足量的稀硫酸固体全部溶解,溶液变成蓝色沉淀中没有Cu【实验结论】通过实验,小明同学得出结论:钠加入硫酸铜溶液中会先与
42、水反应,生成物再与硫酸铜反应生成氢氧化铜。写出相关化学方程式:2Na+2H2O2NaOH+H2,2NaOH+CuSO4Cu(OH)2+Na2SO4。【反思与交流】出现黑色物质的可能原因是钠和水反应放出大量的热,氢氧化铜受热分解生成黑色的氧化铜。类型6有关酸、碱、盐性质的探究(学用见P102104)安徽省中考主要考查酸、碱及碳酸盐的化学性质。解答此类问题的关键是熟悉常见物质之间的反应现象、常见物质的性质,并能推测同类物质的性质,以及熟知验证无明显现象的反应的方法:指示剂法、pH值法、温度变化、压强变化等。典例(2021山东菏泽)某化学兴趣小组为验证硫酸的部分化学性质,使用氢氧化钠、碳酸钠、金属铝
43、和另外一种不同类别的物质A进行了相关实验。(1)实验时观察到稀硫酸与A反应有蓝色溶液生成,则A物质是。(2)稀硫酸与氢氧化钠溶液反应时没有明显现象,为了证明二者发生了反应,该组同学设计了如图一所示实验,传感器测定的pH和温度随溶液质量变化的情况见图二、图三,则B溶液是溶液,图三中的M与图二中X、Y、Z中的数值相等。(3)该化学兴趣小组又做了如图所示实验:【提出问题】号试管中无色溶液的溶质是什么?【作出猜想】猜想一:硫酸钠;猜想二:硫酸钠、硫酸;猜想三:。【实验验证】该小组同学用试管取适量号试管中的无色溶液,加入一种试剂后,根据产生的现象推断出了号试管中溶质的成分,该试剂是。【质疑反思】甲同学认为猜想三不能成立,因为号试管中溶液混合后烧杯中没有蓝色沉淀生成。乙同学则认为猜想三是可以成立的,理由是。【解析】(1)实验时观察到稀硫酸与A反应有蓝色溶液生成,故A物质是氧化铜,因为氧化铜属于氧化物,能和稀硫酸反应生成硫酸铜和水。(2)B溶液是稀硫酸,是因为溶液pH由大于7逐渐减小;题图三中的M与题图二中的Y数值相等,因为M、Y点都是稀