专题七 化学实验探究题.docx
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专题七化学实验探究题
第13讲专题七实验探究题
【学习目标】
1.实验探究题一般从提出问题、猜想与假设、制定计划、进行实验、收集证据、解释或结论、反思与评价等环节进行考察。
2实验探究题考察内容丰富、灵活，对学生的化学学科素养进行考察。
【命题规律】此部分为中考必考知识点，多以填空题和探究题形式出现，分值4~13分
【知识导航】
考察内容
近五年来，中考多次涉及实验探究题，考察的主要内容有：
①验证金属的活动性顺序；②氢氧化钠变质情况的探究；③溶液的成分或酸碱性的探究；④过氧化氢分解时催化剂的探究；⑤化学反应速率的影响因素的探究；⑥化学反应中生成物质的探究；⑦燃烧条件的探究等。
主要考察学生的阅读理解能力，猜想能力，获取与处理信息能力。
实验方案的设计与评价能力，对实验对象、数据的分析与对比能力及分类、比较、抽象、概括等学科方法的运用能力等，试题以中等或偏上难度为主，有较好的区分度。
例1．化学兴趣小组同学取一定量碳酸钙固体，高温煅烧一段时间后冷却，对剩余固体成分进行如下探究。
【提出问题】剩余固体的成分是什么？
【猜想与假设】Ⅰ．全部是氧化钙Ⅱ._______Ⅲ.全部是碳酸钙
【实验探究】
（1）甲同学取一定量的剩余固体于试管中，加入一定量的水振荡，有白色不溶物。
甲同学据此认为试管中的固体有碳酸钙。
乙同学认为上述实验不足以证明剩余固体中有碳酸钙，其理由是__________。
（2）乙同学取一定量的剩余固体于试管中，加入一定量的水，触摸试管外壁感觉发热，据此得出猜想Ⅲ_______（填“成立”或“不成立”）。
乙同学继续向试管中加入几滴稀盐酸，没有气泡产生，认为猜想I成立。
丙同学认为上述实验不足以证明猜想I成立。
其理由是________。
（3）丙同学设计实验证明了猜想Ⅱ成立。
丙同学的实验方案是_____（要求写出实验的操作和现象）。
例2．某兴趣小组用图1装置进行实验时发现：
烧杯中饱和石灰水先变浑浊，后逐渐澄清。
（1）写出甲装置中发生反应的化学方程式_________________________；石灰水“变浑浊”是因为生成了_____________（填化学式）。
（2）为探究“饱和石灰水浑浊后变澄清的原因”，该小组同学开展了如下活动：
【查阅文献】碳酸钙（碳酸钠等）与二氧化碳、水反应生成可溶于水的碳酸氢钙（碳酸氢钠等）。
【提出假设】假设1：
挥发出的HCl使浑浊变澄清；
假设2：
____________________。
【设计实验】为除去CO2中的HCl，小华在图1中甲、乙装置之间增加图2装置，装置的连接顺序是甲→_______→_______→乙（填字母序号）；其中盛放的试剂合理的是______（填选项序号）。
A.浓硫酸B.NaOH溶液C.饱和Na2CO3溶液D.饱和NaHCO3溶液
【实验现象】饱和石灰水变浑浊后，继续通入足量CO2，沉淀部分溶解但最终并未完全澄清。
【得出结论】由上述探究可得出的结论是___________________。
（3）该兴趣小组在老师指导下，用pH传感器测得图1烧杯中溶液的pH随通入气体时间的变化曲线如图3.
①AB段pH几乎不变的原因可能是___________________；
D点所得澄清溶液的成分除H2O外还有_______________；
②BC段发生反应的化学方程式主要有_________________。
例3．菱锰矿（含有MnCO3）常用稀H2SO4来浸出Mn2+。
（1）浸出Mn2+发生的是复分解反应，该化学方程式是_____________________________。
（2）为探究浸锰的最佳工艺条件，某研究小组首先进行了单因素实验，数据如下：
矿酸比
1：
0.4
1：
0.5
1：
0.6
1：
0.7
1：
0.8
浸出率/（%）
75.9
83.8
91.8
92.8
93.0
①矿酸比从1：
0.4到1：
0.8的过程中，稀H2SO4的用量_______（填“增大”或“减小”）。
②分析数据可知：
当矿酸比从1：
0.4变化到1：
0.6时，Mn2+浸出率____________。
当矿酸比从1：
0.6变化到1：
0.8时，Mn2+浸出率____________。
（3）该研究小组选定两个因素作为研究条件进行对比实验，数据如下：
矿酸比
温度/（℃）
浸出率/（%）
1
1：
0.5
60
80.2
2
1：
0.5
80
83.8
3
1：
0.6
60
X
4
1：
0.6
80
91.8
①表中X最有可能的数值为_________。
A.79.7B.80.8C.87.6D.92.8
②该工艺的最佳条件为：
矿酸比：
__________；温度：
_________。
例4．小明在市场看到：
鱼老板板将一勺白色粉末加入水中，水中奄奄一息的鱼很块张开嘴，活蹦乱跳起来。
小明对这种“白色粉末”很感兴趣，与小刚进行了相关探究。
【查阅资料】这种丨色粉粉末”的主要成分是过碳酸钠（化学式为Na2CO4）,常温下，与水反应生成氧气。
【实验1】小明选用图20所示装置中的________（选填序号）,进行过碳酸钠与水的反应并收集产生的气体。
经检验该气体是氧气，检验方法是__________________________________。
【提出问题】过碳酸钠与水反应后得到的溶液M中溶质的成分是什么?
【作出猜想】根据过碳酸钠和水的组成作出三种猜想。
猜想一Na2CO3；猜想二：
NaOH；猜想三：
Na2C03和NaOH。
【实验2】小明取溶液M,滴加CaCl2溶液，观察到有白色沉淀生成。
他认为白色沉淀CaCO3,溶液屮一定含有Na2C03。
小刚提出质疑，产生的白色沉淀不一定是CaC03。
他的理由是：
______________。
【实验3】小刚取溶液M，滴加稀HC1,观察到_____________。
证明溶液中一定含有Na2C03，从而:
否定了猜想二。
Na2C03与稀HC1反应的化学方程式为_______________________。
【实验4】为进一步确定溶液M中是否含有NaOH，他们向溶液M中滴加CaCl2溶液至不再产生沉淀为止，取上层淸液，加入____________________，无明显现象。
证明浓液中无NaOH，猜想一正确。
该试验中用CaCl2溶液而不能用饱和石灰水，原因是：
___________________。
【反思拓展】
（1）根据过碳酸钠的性质，保存时应注意防潮。
（2）检验A、B两种物质是否同时存在，一定要考虑二者性质的互相干扰问题。
例5．某校化学研究性学习小组探究气体制取的实验原理与方法．
（1）甲同学将课本的基础知识进行整理如图，请你帮助他完成相关内容．
制取气体
所需要品
装置连接顺序
反应的化学方程式
氧气
氯酸钾和二氧化锰
________
________
二氧化碳（干燥）
大理石和稀盐酸
________
________
（2）乙同学设计的实验装置（如图），既可用于制取气体，又可用于验证物质性质．当打开K1、关闭K2时，利用I、Ⅱ装置可直接进行的实验是________（填序号）．
①大理石与稀盐酸反应制取二氧化碳
②锌与稀硫酸反应制取氢气
（3）丙同学认为在不改变I、Ⅱ、Ⅲ装置的仪器及位置的前提下，该装置可用于过氧化钠（Na2O2）与水反应制取氧气，另一产物为氢氧化钠，则该反应的化学方程式为：
________；她的改进措施是________．
（4）丁同学打开K2、关闭K1，利用I、Ⅲ装置来验证生成的二氧化碳中含有水蒸气，此时C中盛放的物质是________，可以观察到的现象是________．
（5）对用氯酸钾和二氧化锰的混合物制取O2后的固体残渣（假定已完全反应）作如下回收处理：
①通过以下四步实验操作回收二氧化锰．正确操作的先后顺序是________（填写选项序号）．
a．烘干b．溶解c．过滤d．洗涤
②用所得氯化钾晶体配制50g质量分数为5%的氯化钾溶液，需要氯化钾的质量为________．
③过滤、蒸发时都需用到的仪器是________（填序号）．
A．酒精灯B．烧杯C．玻璃棒D．漏斗E．量筒
（6）小明用6.5g可能含有铜、铝、铁、镁中的一种或几种金属杂质的锌粉，跟足量的稀盐酸完全反应时，生成0.2g氢气，则此锌粉中一定含有的金属杂质是________．
例6、.小明、小芳两名同学为探究盐酸的化学性质，做了如下实验：
图TJ－3－1
（1）试管A中的现象是 ，反应后试管B中一定有的阳离子是 （写离子符号）。
（2）试管C中反应的化学方程式为 。
小芳同学把反应后D、E试管中的废液倒入一个洁净的烧杯中，观察到先有气泡产生，后有白色沉淀生成。
过滤，得到白色沉淀和无色滤液。
小芳同学欲探究无色滤液中的溶质成分：
小芳同学分析得出无色滤液中一定不含HCl，理由是_________________________。
[提出问题]无色滤液的溶质是什么？
[作出猜想]①NaCl；②NaCl和CaCl2；③NaCl、CaCl2和Na2CO3；④NaCl和Na2CO3。
小明认为猜想 一定不正确。
[进行实验]
实验步骤
实验现象
实验结论
①取少量滤液于试管中，滴加少量碳酸钠溶液
无明显现象
猜想
成立
②另取少量滤液于试管中，滴加少量
有气泡产生
例7.透过现象看本质是化学课堂的精髓。
借助化学实验现象，如溶液颜色变化、沉淀的生成与溶解、气体逸出等，可以帮助我们确认化学反应是否发生。
（1）稀盐酸与氢氧化铜反应，可以直接观察现象来确认。
如图TJ－3－2甲，实验中 的现象出现，证明稀盐酸与氢氧化铜能发生化学反应。
图TJ－3－2
（2）稀盐酸与稀氢氧化钠溶液反应没有明显现象，可借助酸碱指示剂使反应现象外显可见。
如图乙，通过观察 的现象，证明氢氧化钠溶液和稀盐酸发生了化学反应。
本实验选用无色酚酞溶液比选用紫色石蕊溶液更合适的原因是________________________________________________________________________。
例8、对比实验是化学研究中经常采用的方法。
化学兴趣小组的同学在研究“CO2通入NaOH溶液中是否发生了反应”时，设计了下列两组实验。
请和化学兴趣小组的同学一起探究并回答问题。
[设计与实验]
实验
序号
步骤一
步骤二
实验Ⅰ
实验Ⅱ
[探究与结论]
（1）实验Ⅰ中步骤一看不到明显现象，步骤二产生的现象是 。
（2）实验Ⅱ中步骤二看到有白色沉淀析出，则发生反应的化学方程式是________________________________________________________________________。
（3）在实验Ⅱ的步骤一中CO2和NaOH溶液一定发生了化学反应，但却看不到明显的现象，原因是
________________________________________________________________________。
[拓展延伸]现有下列信息：
资料卡片一
20℃时NaOH、Na2CO3
在水中的溶解度
物质 溶解度（S）/g
NaOH 109
Na2CO3 21.8
资料卡片二
20℃时NaOH、Na2CO3
在乙醇中的溶解度
物质 溶解度（S）/g
NaOH 17.3
Na2CO3 ＜0.01
图TJ－3－3
请你和化学兴趣小组的同学一起利用以上信息再设计实验Ⅲ，证明CO2确实与NaOH发生了化学反应。
实验Ⅲ的操作为_______________________。
看到的现象是____________________________________________________________。
例9、初中化学中，我们学习了酸和碱发生中和反应的实质是H＋＋OH－===H2O，像这种用实际参加反应的离子符号来表示反应的式子叫离子方程式。
离子方程式的书写一般按照以下步骤（以Na2SO4与BaCl2反应为例）：
①写出Na2SO4与BaCl2反应的化学方程式：
。
②把易溶于水、易电解的物质写成离子形式，把难溶的物质、气体和水等仍用化学式表示。
上述方程式可改写成：
2Na＋＋SO42－＋Ba2＋＋2Cl－===BaSO4↓＋2Na＋＋2Cl－。
③删去方程式两边不参加反应的离子：
Ba2＋＋SO42－===BaSO4↓。
④检查方程式两边各元素的原子个数和电荷总数是否相等。
请回答：
（1）下列各组中的离子，在pH＝3的水溶液中能大量共存的是 。
A.Na＋、Mg2＋、Cl－、SO42－
B.Na＋、K＋、Cl－、OH－
C.Na＋、Cu2＋、Cl－、SO42－
D.Na＋、K＋、Cl－、CO32－
（2）写出稀盐酸滴在石灰石上所发生反应的离子方程式：
_________________________。
（3）写出一个与离子方程式Mg＋2H＋===Mg2＋＋H2↑相对应的化学方程式：
。
（4）酸、碱、盐在水溶液中发生的复分解反应实质上就是两种化合物在溶液中相互交换离子的反应，只要具备生成物中有气体或沉淀或 ，反应就能发生。
（5）按照一定的顺序排列某些离子，就可以形成一种知识网络。
在网络中用“——”相连的阴、阳离子间能两两结合生成沉淀或气体或水。
现有Ca2＋、HCO3－两种离子，请将它们填入下面合适的圆圈内，使其形成一个更为完整的复分解反应的知识网络。
图TJ－3－4
对反应后溶液中溶质成分的探究
例10.小明在市场看到，鱼老板将一勺白色粉末加入水中，水中奄奄一息的鱼很快张开嘴，欢蹦乱跳起来，小明对这种“白色粉末”很感兴趣，与小刚进行了相关探究。
[查阅资料]这种“白色粉末”的主要成分是过碳酸钠（化学式为Na2CO4），常温下，与水反应生成氧气。
[提出问题]过碳酸钠与水反应后得到的溶液M中溶质的成分是什么？
[作出猜想]根据过碳酸钠与水的组成作出三种猜想。
猜想一：
Na2CO3；猜想二：
NaOH；猜想三：
Na2CO3和NaOH。
[实验1]小明取溶液M，滴加CaCl2溶液，观察到有白色沉淀生成。
他认为白色沉淀是CaCO3，溶液中一定含有Na2CO3。
小刚提出疑问，认为产生的白色沉淀不一定是CaCO3，他的理由是 。
[实验2]小刚取溶液M，滴加稀盐酸，观察到 ，证明溶液中一定含有Na2CO3，从而否定了猜想二。
Na2CO3与稀盐酸反应的化学方程式为__________________________。
[实验3]为进一步确定溶液M中是否含有NaOH，他们向溶液M中滴加CaCl2溶液至不再产生沉淀为止，取上层溶液，加入 ，无明显现象。
证明溶液中无NaOH，猜想一正确。
该实验中用CaCl2溶液而不能用饱和石灰水，原因是____________________。
[反思拓展]
（1）根据过碳酸钠的性质，保存时应注意防潮。
（2）检验A、B两种物质是否同时存在，一定要考虑二者性质的互相干扰问题。
参考答案
例1.【猜想与假设】Ⅱ.氧化钙和碳酸钙；
（1）氧化钙与水反应生成的氢氧化钙微溶于水，也可能出现白色不溶物。
（2）不成立；氧化钙与水反应生成氢氧化钙，即使有碳酸钙，加入的少量稀盐酸也会先消耗氢氧化钙，不会出现气泡。
（3）取少量剩余固体于试管中，滴加足量稀盐酸（或稀硝酸），有气泡产生。
例2.
（1）CaCO3+2HCl＝CaCl2+H2O+CO2↑；CaCO3
（2）假设2：
生成的二氧化碳使浑浊变澄清
【设计实验】baD
【得出结论】挥发出的HCl使浑浊变澄清（或假设1正确）
（3）①刚开始通入的是装置内排出的空气；CaCl2、HCl；②Ca（OH）2+CO2＝CaCO3↓+H2O、Ca（OH）2+2HCl=CaCl2+2H2O
例3.
（1）MnCO3+H2SO4＝MnSO4+H2O+CO2↑
（2）①增大②明显提高提高不大
（3）①C②1：
0.680℃
例4.[实验1]：
BC；将带火星木条伸入集气瓶中，木条复燃
[实验2]：
微溶于水，白色沉淀可能是
[实验3]：
有气泡生成；
[实验4]:
酚酞溶液;反应生成
，无法确定溶液M中是否含有
评分说明：
实验2、实验4答案不唯一，合理即可。
例5.
（1）BC或BD；AED；2KClO3
2KCl+3O2↑；CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑
（2）②
（3）2Na2O2+2H2O═4NaOH+O2；将装置Ⅱ中装满水，打开K1，关闭K2（也就是用排水法收集氧气）
（4）无水硫酸铜；白色粉末变成蓝色
（5）bcda；2.5g；C（顺序颠倒、不带单位均不给分）
（6）Cu
例6．
（1）溶液变为红色 Fe2＋
（2）6HCl＋Fe2O3===2FeCl3＋3H2O 因为白色沉淀是碳酸钙，如果有盐酸，则白色沉淀不能存在
[作出猜想]③
[进行实验]盐酸（或硫酸等酸） ④
[解析]反应后D、E试管中的废液能生成白色沉淀碳酸钙，碳酸钙沉淀能和盐酸反应，所以溶液中有碳酸钙存在的时候，一定不存在盐酸。
[作出猜想]因为Na2CO3和CaCl2能发生反应，不能共存，所以猜想③一定不正确。
[进行实验]碳酸钠属于碳酸盐，检验碳酸盐一般用稀盐酸，因为碳酸盐与盐酸反应生成二氧化碳气体，即有气泡产生。
例7．
（1）蓝色絮状沉淀消失，溶液变为蓝色
（2）溶液由红色变为无色
酚酞变色时更容易观察（合理描述均可）
[解析]
（1）氢氧化钠溶液与硫酸铜溶液反应产生蓝色絮状沉淀Cu（OH）2,Cu（OH）2能与稀盐酸发生中和反应，生成可溶于水的CuCl2，可观察到蓝色絮状沉淀消失，溶液变为蓝色，反应的化学方程式为Cu（OH）2＋2HCl===CuCl2＋2H2O。
（2）氢氧化钠溶液呈碱性，能使无色酚酞溶液变红；本实验选用酚酞，溶液由红色变为无色，现象明显，若选用紫色石蕊，溶液由蓝色变为紫色，颜色变化不明显，不便于观察。
例8．[探究与结论]
（1）有气泡产生
（2）CaCl2＋Na2CO3===CaCO3↓＋2NaCl
（3）CO2与NaOH溶液反应生成易溶于水的Na2CO3
[拓展延伸]取一定量的氢氧化钠固体溶于适量的乙醇中，配成氢氧化钠的乙醇溶液，然后向该溶液中通入二氧化碳气体 有白色沉淀生成
[解析]二氧化碳和氢氧化钠反应，生成可溶于水的碳酸钠和水，该反应没有明显的现象。
若向反应后的溶液中滴加足量的盐酸，则盐酸和碳酸钠反应会产生气泡，所以步骤二中可以观察到的现象是产生大量气泡。
在实验Ⅱ的步骤二中，氯化钙可以和碳酸钠反应，生成白色沉淀碳酸钙，所以能观察到有白色沉淀生成的现象。
常温下，氢氧化钠和碳酸钠都是易溶于水的物质，氢氧化钠常温下也易溶于酒精，但碳酸钠不溶于酒精，故再设计的实验方案应该从碳酸钠的溶解度方面考虑。
例9．Na2SO4＋BaCl2===BaSO4↓＋2NaCl
（1）A、C
（2）CaCO3＋2H＋===Ca2＋＋H2O＋CO2↑
（3）Mg＋H2SO4===MgSO4＋H2↑（或Mg＋2HCl===MgCl2＋H2↑）
（4）水
（5）HCO3－ Ca2＋
[解析]Na2SO4和BaCl2反应会生成BaSO4沉淀和NaCl，化学方程式为Na2SO4＋BaCl2===BaSO4↓＋2NaCl。
（1）当pH＝3时，溶液中有较多的H＋，B中的OH－和D中的CO32－，都会与H＋发生反应，所以B、D中的离子不能共存。
（2）碳酸钙为难溶物，盐酸中实际发生反应的是H＋，所以反应的离子方程式为CaCO3＋2H＋===Ca2＋＋H2O＋CO2↑。
（3）这个反应实际上是金属与酸的反应，所以，反应的化学方程式可以是Mg＋H2SO4===MgSO4＋H2↑或Mg＋2HCl===MgCl2＋H2↑。
（4）复分解反应发生的过程，就是离子之间相互结合成沉淀、气体或水的过程，这也是复分解反应发生的条件。
（5）H＋和HCO3－能结合成碳酸，并分解为水和二氧化碳；Ca2＋和CO32－能结合生成碳酸钙沉淀。
例10．[实验1]Ca（OH）2微溶于水，白色沉淀可能是Ca（OH）2
[实验2]有气泡产生
Na2CO3＋2HCl===2NaCl＋CO2↑＋H2O
[实验3]无色酚酞溶液 碳酸钠能与氢氧化钙反应生成氢氧化钠，无法确定原溶液中是否含有氢氧化钠
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