中考化学 第二部分 专题五 实验探究课件

专题五 实验探究一、实验探究的基本环节提出问题建立假设设计实验方案进行实验得出结论交流评价。二、实验探究题考查的内容1考查实验探究中提出问题或猜想的能力。2考查设计实验的能力。3考查对科学探究结果解释和表达的能力。三、实验探究题的主要结构1提出猜想假设：根据实验的现象，从反应的质量守恒定律、物质的性质(颜色、气味、状态等)提出假设。2设计实验方案：根据提出的假设，利用控制变量法设计有效的对比实验，验证假设的合理性。3反思与评价：根据实验的操作、装置等方面进行可行性评价，可以从节能环保、操作方便、安全有效等方面进行分析。四、主要探究类型编者对近几年的中考实验探究题做了一定的归纳整理，发现有以下几种主要类型：氢氧化钠和氢氧化钙变质的探究、有关金属活动性的探究、有关复分解反应及反应后溶质成分的探究、有关废水处理及金属回收的探究、有关废气(尾气)成分分析及处理的探究等，有个别内容如空气中氧气含量的测定、燃烧与灭火条件的探究等在前面已经归纳，在这里就不再重复。实验探究一有关氢氧化钠和氢氧化钙变质的探究本类型涉及的知识点主要有中学阶段常见的碱和碳酸盐的性质检验，以及在实验探究中常出现的物质变质和混合物成分的分析探究。一、氢氧化钠的变质1NaOH 要密封保存的原因(1)吸收空气中的_而潮解；(2)吸收空气中的_而变质，化学方程式：_(变质后生成了_)。水蒸气二氧化碳Na2CO32存放不严密的 NaOH 的成分(1)没有变质：滴入_(或_)溶液，无气泡(或无白色沉淀)产生。(2)部分变质：加入_溶液，目的是检验并完全除去 Na2CO3，过滤，取滤液少量，滴入_，变红色。(3)全部变质：加入_溶液，目的是检验并完全除去 Na2CO3，过滤，取滤液少量，滴入_，不变色。3除去 NaOH 中的 Na2CO3 杂质边搅拌边滴入_溶液，直至_为止，过滤，得到 NaOH 溶液。稀盐酸氢氧化钙氯化钙酚酞溶液氯化钙酚酞溶液氢氧化钙不再产生沉淀二、氢氧化钙的变质1生石灰变质的演变过程生石灰的化学式为_，它露置于空气中，会吸收空气中的_而变质，化学方程式为：_。利用此性质，生石灰可作_。生成的熟石灰又继续与空气中的_反应而变质，化学方程式为：_。结论：生石灰变质后的物质可能是_、_。CaO水蒸气干燥剂二氧化碳CaCO3Ca(OH)22食品干燥剂 CaO 变质后的成分检验(1)CaO：取少量样品溶于水，如果有_现象，则样品中含有 CaO。(2)CaCO3：另取样，直接滴加_，如果有_，则样品中含有 CaCO3。注意：因CaO对检验 Ca(OH)2 有干扰，一般不检验 Ca(OH)2。3Ca(OH)2 的变质情况(1)是否变质：取样，滴入_，有气泡产生，证明已变质；无明显现象，证明没有变质。温度升高稀盐酸气泡产生稀盐酸(2)部分变质：取样，加水溶解，滴入_，变红色，证明含有 Ca(OH)2；另取样，滴入_，产生气泡，证明含有 CaCO3，即部分变质。(3)全部变质：取样，加水溶解，滴入_，不变红色，证明不含有 Ca(OH)2；另取样，滴入_，产生气泡，证明含有 CaCO3，即全部变质。注意：因 Ca(OH)2 微溶于水，则不溶于水的滤渣不一定全部是 CaCO3，可能有未溶解的 Ca(OH)2。酚酞溶液稀盐酸酚酞溶液稀盐酸题型1氢氧化钠的变质探究解题指引有关氢氧化钠的变质问题，其实就是考查氢氧化钠的性质和碳酸钠的性质，注意生成的碳酸钠也呈碱性，因此，(1)不能用酚酞或紫色石蕊溶液来证明其是否变质；(2)在证明氢氧化钠是否部分变质时，碳酸钠对是否存在氢氧化钠的判断会有干扰。因此，要用过量的氯化钙溶液或氯化钡溶液(不能用氢氧化钙或氢氧化钡)先除去碳酸钠。温度/ 020406080100溶解度/gNaOH3191111129313336Ca(OH)20.190.170.140.120.090.08例1下表是 NaOH 和 Ca(OH)2 的溶解度数据，请回答下列问题。(1)从表中数据可以获得的信息是_(写一条)。(2)把 80 时 NaOH 的饱和溶液降温至 20 ，可以看到的现象是_；现有 20 时 Ca(OH)2 的饱和溶液(甲溶液)，向其中加入一定量 CaO 后得到的溶液(乙溶液)，此时溶液的溶质质量分数乙_甲(填“”“”或“”)。(3)某兴趣小组对部分变质的氢氧化钠固体进行提纯，设计了如下操作流程。请回答：()步骤反应的化学方程式为：_；加入过量 Ca(OH)2 的目的是_。()滤液 B 中的溶质是_、_(写化学式)；步骤所包含的具体操作是加热浓缩、_、过滤。解析：CaO 溶于水，与水反应会放热，溶液温度升高，Ca(OH)2 溶解度反而减小，故虽同为饱和溶液，但溶质质量分数乙小于甲。除去氢氧化钠中的碳酸钠，可采用 Ca(OH)2 或Ba(OH)2，但加入的量最好不要过量，否则又成为新杂质。答案：(1)相同温度下，NaOH 的溶解度远远大于 Ca(OH)2的溶解度或 NaOH 的溶解度随温度的升高而增大，或 Ca(OH)2的溶解度随温度的升高而减小，合理即可(2)溶液变浑浊(或有晶体析出) 实验操作实验现象结论往盛有 NaOH 溶液的试管中通入 CO2，然后滴入足量的_CO2 与 NaOH 溶液发生了反应例2(2013 年梅州) CO2 与 NaOH 溶液能发生反应，但看不到明显现象。某化学小组为验证 CO2 与 NaOH溶液发生了反应，进行了如下探究活动。【查阅资料】(1)CO2与 NaOH 反应的化学方程式为：_。【设计实验】(2)方案一：稀盐酸 有气泡产生 实验操作实验现象结论_烧杯中的水吸入集气瓶中CO2 与 NaOH 溶液发生了反应(3)方案二：按上图所示装置进行实验。【反思与评价】(4)有同学认为方案二根据实验现象不能得出 “CO2 与NaOH 溶液发生了反应”的结论，还应再做对比实验，理由是_。挤压胶头滴管滴入NaOH溶液，振荡，打开活塞 方案二的实验现象也可能是CO2溶于水造成的 题型 2 氢氧化钙的变质探究解题指引氢氧化钙变质题，相对氢氧化钠变质题要容易得多，原因是生成的碳酸钙是难溶物，不会对氢氧化钙存在的判断造成干扰。例3在某食品厂生产的盒装饼干中，发现盒内有一小包东西，其上标有“干燥剂”“主要成分是生石灰”“请勿食用”等字样。为了提高自己的实验探究能力，淑平决定对这包干燥剂展开探究。(1)她将这袋干燥剂全部倒入一定量水中，充分搅拌后，触摸杯壁，感觉有点热。将其过滤，得到白色沉淀物和滤液。(2)联系到空气成分和 CaO 的性质，她对白色沉淀物的组成提出了以下假设：假设 1：是 CaO 和 CaCO3 的混合物；假设 2：是 Ca(OH)2 和 CaCO3 的混合物；假设 3：只有 CaCO3；假设 4：只有 Ca(OH)2。其中假设_(填序号)不合理，原因是_(用化学方程式表示)。(3)为了判断其他几种假设的合理性，该同学继续进行实验：取少量沉淀物放入试管中，加入稀盐酸，有气泡产生，由此可否定假设_。为了得到最后结论，她再取少量沉淀物放在另一支试管中，加入少量水振荡，静置后，滴入酚酞溶液，呈红色，说明只有假设_合理。(4)从此，淑平同学明白了：“请勿食用”是因为该干燥剂吸水后具有_ 性且_(填“吸”或“放”)热。该干燥剂吸水后会变质，变质后的物质可能是 CaCO3。写出 CaO 变质生成 CaCO3 的最后一步反应的化学方程式：_。空气中的水分、氧气等能引起食品变质。一般采用_(写出两种方法)等包装方法可以防止或延缓食品变质。解析：考查生石灰作干燥剂的原理，从而引出生石灰变质问题的探究，仍然是对生石灰、熟石灰和石灰石三者性质的考查。把握上述知识点，此类题则可顺利解答。实验探究二金属活动性的探究本类型涉及的知识点主要有金属的化学性质和对金属活动顺序的理解和运用，以及酸、盐与金属发生转换的反应。一、金属活动性强弱比较1金属与酸反应(1)从是否产生气泡以及放出气泡速率的快慢角度分析：与酸反应有气泡产生的金属，其活动性强于无气泡产生的金属；放出气泡快的金属活动性强于放出气泡慢的金属。(2)从图像分析：先出现折点的金属活动性强于后出现折点的金属。2金属与盐溶液反应能把另一种金属从其盐溶液中置换出来的金属，其活动性强于被置换的金属。二、应用设计实验证明：Zn、Fe、Cu 三者的活动性强弱。1金属放酸中锌有大量气泡迅速产生，铁有少量气泡产生，铜没有气泡产生，结论：ZnFeCu。2金属放盐中有以下两种方案，均可证明 ZnFeCu。(1)取“两边金属中间盐”：Zn、FeCl2 溶液、Cu，如下图甲。甲乙(2)取“中间金属两边盐”：ZnCl2 溶液、Fe、CuCl2 溶液，如上图乙。解题指引关键是对金属与酸、盐反应的性质要分别理解和掌握，并懂得用酸或盐溶液比较出金属的活动性强弱的技巧和方法。题型1选择型的活动性探究例1(2013 年揭阳) 将甲、乙两种金属片分别放入硫酸铜溶液中，甲表面析出金属铜，乙没有明显现象，故此判断三种)。金属的金属活动性顺序是(A甲铜乙C铜甲乙B乙铜甲D甲乙铜解析：熟悉金属活动性顺序表，且理解其中含义：越前越强，前金换后金。A例2(2012 年揭阳)为了验证 Zn、Fe、Cu 三种金属的活动顺序为 ZnFeCu 这一结论，下面实验设计合理的是()。DA将 Zn、Cu 两金属片分别放入稀硫酸中B将 Fe、Cu 两金属片分别放入稀硫酸中C将 Zn、Fe 两金属片分别放入 CuSO4 溶液中D将 Zn、Cu 两金属片分别放入 FeSO4 溶液中题型 2 综合实验型的活动性探究例3(2012 年梅州)现有银、铜、铁三种金属，某研究小组的同学为探究银、铜、铁的金属活动性顺序，设计了三个实验：.将铁片浸入稀硫酸中；.将银片浸入稀硫酸中；.将铁片浸入硫酸铜溶液中。(1)实验的现象是有气泡产生，溶液由无色逐渐变为浅绿色。反应的化学方程式为：_；反应产生的气体可用_的方法检验。(2)上述三个实验还不能完全证明三种金属的活动性顺序，请你补充一个实验以达到实验目的： ( 写出实验操作和现象)_。根据以上探究，三种金属的活动性由强到弱的顺序是_。实验操作实验现象剪下一片变黑的铜片，放入试管中，加入足量的_溶液铜片表面的黑色物质全部消失，露出红色的铜，溶液变为_色(3)将银、铜、铁中的两种金属分别放入_溶液中，即可验证这三种金属的活动性强弱。(4)将铜片加热，铜片表面会变黑。同学们设计了如下实验证明此黑色物质是氧化铜。实验探究三有关反应物过量导致物质组成改变的探究本类型实验主要探究的是化学反应中反应物是否反应完全，及若反应不完全而导致的反应产物组成成分不同的相关问题。题型1 置换反应中反应物过量探究解题指引解此类反应物过量问题，因为生成物是反应物发生反应生成的，所以生成物是不用证明的，要证明反应物是否存在，关键是要熟悉反应物的特性，特别是其化学性质。例1为确定木炭还原氧化铜后的固体成分，请你与兴趣小组的同学完成以下探究。【猜想】猜想：全部是金属铜；猜想：除铜外，还含有氧化铜；猜想：除铜外，还含有木炭；猜想：除铜外，还含有氧化铜、_。【进行实验】实验流程见下图：木炭【问题与讨论】(1)步骤包括溶解、_两步操作，它们共同用到的玻璃仪器是烧杯、_。(2)C 的化学式为_，D 的化学式为_，由此推出固体 B 中含有_(写化学式)。步骤发生反应的化学方程式为：_。(3)结合(2)的结论推断：如果溶液 A 显蓝色，则溶液 A 的溶质的化学式为_，说明样品中含有_，则证明猜想_成立；如果溶液 A 无色，则证明猜想_成立。过滤玻璃棒CO2 CuOC和Cu CuSO4氧化铜题型 2 复分解反应中反应物过量探究解题指引此类问题和置换反应很相似，生成物都是不用证明的。证明复分解反应中反应物过量的技巧性比较强，用相互证明法简洁方便快捷，但是酸碱中和反应不适用此法。ABC例2(2012 年揭阳)某实验小组用下图 A 完成课本实验“碳酸氢钠与盐酸反应的探究”后，他们发现两种反应物的用量不同时反应后溶液中的成分也可能不同，于是他们对碳酸氢钠与盐酸反应后的大试管中溶液的成分进行探究，请回答以下问题：(1) 写 出 图 A 大 试 管 中 发 生 反 应 的 化 学 方 程 式 ：_；写出小试管中发生反应的化学方程式：_。(2)若实验室制二氧化碳应选装置_(填字母)，药品为_(填名称)。【提出假设】小组成员认为 A 中大试管的溶液的溶质只能存在三种情况：假设 1.两溶液恰好完全反应，溶质为 NaCl；假设 2.两溶液完全反应后，盐酸过量，溶质为 NaCl 和 HCl；假设 3._。实验实验操作实验现象实验结论取反应后的溶液少量于试管 1 中，加入过量的_有_溶液中存在_，假设_成立取反应后的溶液少量于试管 2 中，加入过量的_有_溶液中存在_，假设_成立综合实验和实验两个实验操作，发现都没有明显的实验现象溶液中只存在NaCl，假设 1 成立【实验和结论】小组同学讨论后发现只要用反应物本身两种试剂(碳酸氢钠溶液和稀盐酸)就可以完成实验，请填写下表中的实验内容。实验探究四有关物质成分的探究此类探究题是近两年广东省中考化学实验探究题的热点，广东省及其各市几乎都出现了此类实验探究题。其主要考查常见物质(包括溶液、单质、氧化物、酸、碱、盐和化肥等)的检验和鉴别，根据物质(或溶液)的颜色和物质的类别、性质等分析探究物质的组成成分。了解常见物质的性质及离子的检验方法是解答本类题型的关键。一、溶液成分的探究主要考查金属、酸、碱、盐的性质和置换反应、复分解反应。关于这部分涉及的知识点，前面已有详细介绍，在此不重复列举。二、固体物质(单质、氧化物、酸、碱、盐或化肥)成分的探究主要考查物质的物理和化学性质，包括颜色、气味、状态以及与酸、碱、盐等试剂发生反应的性质等等。三、不明产物成分的探究此类探究题，主要是对于各种物质的性质，(特别是化学性质)要熟悉，并能根据它们的性质来检验、鉴别待测物质，探究所产生物质的成分。题型1溶液成分的探究解题指引此类探究题主要在溶液中进行，所涉及的知识主要是金属、酸、碱、盐的性质和置换反应、复分解反应。例1(2013 年广州) 某学习小组在如右图所示的化学药品柜中发现一瓶标签模糊不清的无色溶液，已知这瓶溶液是以下 5 瓶溶液中的一种：HNO3 溶液、Mg(NO3)2溶液、Ba(NO3)2 溶液、Cu(NO3)2 溶液、NaNO3 溶液。实验操作预期现象与结论(1)根据上述信息判断，该无色溶液不可能是_溶液和_溶液，只可能是其他 3 种溶液中的一种。(2)为了进一步确定该溶液是何种溶液，请你设计实验方案，叙述实验操作、预期现象与结论。限用试剂：稀 H2SO4、NaOH 溶液、Na2CO3 溶液、酚酞溶液。实验操作预期现象和结论(1)取适量溶液于试管中，加入适量的 NaOH 溶液，振荡，观察若出现白色沉淀，则原溶液为Mg(NO3)2则原溶液为 Ba(NO3)2 溶液或NaNO3 溶液(2)在操作(1)后针对无明显现象的情况，另取少量溶液于试管中，加入适量的稀 H2SO4，振荡，观察若出现白色沉淀，则原溶液为Ba(NO3)2则原溶液为 NaNO3 溶液解析：根据 NaOH 溶液能与 Mg(NO3)2 溶液反应生成氢氧化镁沉淀、稀 H2SO4 与 Ba(NO3)2 溶液反应生成了硫酸钡沉淀分析设计实验。答案：(1)HNO3 Cu(NO3)2(2)溶液；若无明显现象，溶液；若无明显现象，题型2 固体物质成分的探究解题指引此类探究题主要根据不明物质的物理性质提出猜测，设计探究方案，根据实验中的现象判断物质的成分。例2(2013 年广东) 仓库中有一包氮肥的包装标签模糊不清，有同学进行了以下探究：(1)操作用玻璃棒搅拌的目的是_。加速溶解假设和现象判断和化学方程式A 若现象 I 为无氨味则样品中不含_(填名称)B 由操作现象判断该样品一定含有_离子C若现象为白色沉淀，现象为无沉淀则样品中含有_(写名称)，该反应的化学方程式为：_D若现象为“无沉淀”，现象为白色沉淀则样品中含有_(写化学式)，该反应的化学方程式为：_(2)请完成下表(已知 AgCl 和 BaSO4 是难溶于水和酸的白色固体)：(3)若现象、都无现象，则该氮肥可能是_(写化学式)；若操作现象为无气味，现象、无现象，则该氮肥可能是_(只写一种)。碳酸氢铵铵根硫酸铵 NH4Cl 尿素 NH4NO3题型 3 不明产物成分的探究解题指引此类探究题较为复杂，实验的产物有固体、液体或气体。主要根据产物的性质提出猜测，设计探究方案，判断物质的成分。如果要检验或鉴别的成分是不熟悉的，那么一般题目中会出现“查阅资料”的重要信息点，此信息点一定要高度重视，它往往会成为解题的关键。例3 (2013 年揭阳)某化学兴趣小组根据下图所示进行模拟炼铁的实验，并对产物成分进行探究。经初步分析：无色气体 A 不含有单质气体，黑色粉末 B 含有两种单质中的一种或者两种。高炉炼铁的原理为：Fe2O33CO2Fe3CO2，请写出反应器中产生一氧化碳的化学方程式：_。兴趣小组又分成甲乙两组分别对无色气体 A 和黑色粉末 B的成分进行探究。【猜想与假设】甲组在分析了炼铁的原理后，认为无色气体 A 中可能有CO2，也可能有未反应的_。乙组认为黑色粉末的成分中存在以下三种情况：假设一：只含有铁；假设二：只含有_；假设三：以上两种物质都含有。COC【实验探究】(1)为验证甲组的猜想，大家按下图所示进行实验(箭头表示气体流向)：当看到中澄清石灰水变浑浊，中灼热的氧化铜变红，可以确定无色气体 A 的成分为：_，中浓硫酸的作用是：_。CO2、CO 干燥作用 实验方法实验操作实验现象实验结果物理方法假设三成立化学方法取少量黑色粉末 B 于试管中，加入过量的稀盐酸假设三成立(2)为验证乙组中假设三成立，大家用物理和化学两种方法来进行探究。写出黑色粉末 B 中加入过量的稀盐酸反应的化学方程式：_。【交流反思】在做甲组的实验中发现其存在一个很不环保的缺陷，请指出来：_。取少量黑色粉末B，用磁铁吸引 部分黑色粉末被磁铁吸引 部分黑色粉末溶解，产生气泡 没有进行尾气处理