专题四-实验探究题

第1页专题四实验探究题类型一物质组成及成分的探究1.(2019·湖南衡阳,33,9分)某化学兴趣小组的同学学习“灭火器原理”后,设计了如下图所示实验,并对反应后瓶中残留废液进行探究。【提出问题】废液中所含溶质是什么?【猜想与假设】猜想1:废液中的溶质是NaCl、Na2CO3和HCl猜想2:废液中的溶质只有NaCl猜想3:废液中的溶质是NaCl、HCl猜想4:废液中的溶质是。【讨论与交流】小明认为猜想1无需验证就知道是错误的,他的理由是(请用化学方程式说明)。【实验与结论】(1)小亮同学为验证猜想3,取少量废液装入试管中,然后滴入酚酞溶液,发现溶液不变色,于是小亮认为猜想3正确。你认为他的结论(填“正确”或“错误”),理由是。请你另设计实验方案验证猜想3:实验步骤实验现象实验结论猜想3正确第2页(2)验证猜想4,可选择的试剂有。A.酚酞溶液B.氢氧化钾溶液C.稀硫酸D.氯化钡溶液【拓展与应用】若废液中的溶质是NaCl和HCl,根据盐酸的性质,无需另加试剂,只要对废液进行操作,即可从废液中得到NaCl固体。2.(2019·江西,22,8分)兴趣小组利用提供的试剂:稀硫酸、澄清石灰水、氯化钠溶液、硫酸铜溶液和紫色石蕊溶液,探究酸、碱、盐的性质。小清同学将氯化钠溶液加入到稀硫酸中没有观察到明显现象,而将混合溶液加热一段时间后,意外地闻到刺激性气味。【提出问题】刺激性气味的气体是什么?【猜想与假设】猜想1:可能是二氧化硫;猜想2:可能是氯化氢;猜想3:可能是氨气。大家讨论后认为猜想3不合理,依据是。【查阅资料】SO2和CO2的化学性质相似,都能使澄清石灰水变浑浊。写出二氧化硫和氢氧化钙反应的化学方程式:。【实验探究】如图所示,小诚将产生的气体通入紫色石蕊溶液中,观察到,于是他认为猜想2正确。【评价与改进】小煜认为小诚的结论不科学,于是他利用提供的试剂通过实验确认了猜想2正确。实验操作实验现象如图所示,将产生的气体【结论】加热氯化钠与硫酸的混合溶液得到的气体是氯化氢。【拓展应用】实验室可用氯化钠和硫酸反应制取氯化氢气体,已知氯化氢气体极易溶于水。第3页请推测实验室制取氯化氢气体最适宜的方法为(填序号)。A.加热氯化钠溶液和稀硫酸的混合物B.加热氯化钠固体和稀硫酸的混合物C.加热氯化钠固体和浓硫酸的混合物3.(2019·山东聊城,22,12分)某化学学习小组的同学对一瓶敞口放置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:【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滴无色酚酞试液样品中含有Ca(OH)2【得出结论】甲同学认为猜想二正确。【反思交流】第4页(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,向试管中滴加适量稀盐酸,如有,则猜想二正确。【拓展提升】要想验证反应后物质的成分,除需验证有生成物以外,还应考虑反应物是否。类型二物质性质的探究4.(2019·重庆A,23,6分)(1)不同实验对反应速率有不同要求。某同学探究CO2制取实验,按要求答题。限选控制反应速率的方法:①反应物的浓度②反应物的状态限选试剂:A.稀盐酸B.浓盐酸C.块状石灰石D.碳酸钠溶液E.粉末状石灰石填写下表并回答相关问题。实验名称控制速率的方法所选用的最佳试剂灭火器反应原理①和DCO2的实验室制法A和C写出灭火器反应原理的化学方程式。(2)已知:CO2和SO2既有相似性,又有差异性。实验一:水槽中滴入紫色石蕊,将收集满两种气体的试管同时倒立于其中,片刻后实验现象如图所示,说明相同条件下的溶解性:SO2(填“”或“”)CO2,试管内溶液变成色。实验二:已知镁条在CO2中剧烈燃烧的化学方程式为2Mg+CO22MgO+C,试推测镁条在SO2中燃烧的现象为:剧烈燃烧,。第5页5.[2019·浙江杭州,29(1)(2)(3),6分]碱式碳酸锌[Znx(OH)y(CO3)z]是制备功能材料ZnO的原料,其化学反应表达式为:Znx(OH)y(CO3)zZnO+CO2↑+H2O(x、y、z为正整数)。小金设计了图甲所示装置对碱式碳酸锌的组成进行探究(装置气密性良好,药品足量,实验操作正确):甲(1)图甲中装置B的作用是。(2)查阅资料发现,在不同温度条件下充分加热等质量的碱式碳酸锌样品,剩余固体的质量与加热温度的关系如图乙所示。实验中加热时,热分解装置的温度至少要达到℃(选填“200”“300”或“400”)。乙(3)部分实验步骤为:“……加热前先通入N2排尽装置内的空气,关闭通入N2的活塞……控制一定温度下加热……”。实验过程中可根据现象判断碱式碳酸锌样品已完全分解。6.(2019·湖南娄底,44,12分)某实验小组的同学在学习了铁的冶炼后,想探究炼铁高炉排放出的高炉气体中含有污染环境的气体有哪些,请我们共同参与探究并回答下列问题:【提出问题】高炉气体中含有污染环境的气体是什么?【做出猜想】猜想一:只有CO;猜想二:只有SO2;猜想三:CO和SO2都有。【查阅资料】二氧化硫能使澄清石灰水变浑浊(与CO2相似),能使品红溶液褪色,可被酸性高锰酸钾溶液吸收。【实验探究】该实验小组的同学组装了如下装置进行实验。(1)甲同学在实验中发现A中品红溶液褪色,高炉气体中含有气体,B中酸性高锰酸第6页钾溶液的作用是,C中品红溶液的作用是。(2)乙同学发现C中品红溶液没有褪色,E中澄清石灰水变浑浊,得出高炉气体中含有CO。丙同学认为乙同学的结论不正确,理由是。(3)该实验小组的同学经过讨论后,改进了实验装置,如下图所示,用氢氧化钠溶液代替酸性高锰酸钾溶液的优点是,写出SO2与NaOH溶液反应的化学方程式。【实验结论】炼铁厂排放的高炉气体中含有有害气体CO和SO2,直接排放到空气中会污染环境,需达标后才能排放。7.(2019·浙江宁波,26,12分)小科从标签得知雪碧成分中有水、二氧化碳、柠檬酸、柠檬酸钠等。查阅资料知道1体积雪碧中含有约3体积二氧化碳,柠檬酸的含量约为2.8g/1000mL。柠檬酸与碳酸钠反应的化学方程式为2C6H8O7+3Na2CO32C6H5O7Na3+3CO2↑+3H2O。他用一瓶500mL的雪碧做了如下实验:实验步骤步骤一步骤二步骤三步骤四操作过程倒出三分之二雪碧,测其pH在剩余雪碧中加入约6gNa2CO3立即盖上瓶盖,摇匀测溶液pH现象或结果pH约为3产生大量气泡气泡消失,瓶子略瘪pH约为9【发现问题】CO2去哪儿了?【提出猜想】①CO2被溶解了;②CO2与H2O发生了反应;③CO2与Na2CO3溶液发生了反应。小思否定了猜想①和②,其理由是。【设计实验】对猜想③进行实验探究。第7页实验编号实验一实验二实验三实验四实验装置薄壁矿泉水瓶操作过程Na2CO3溶液中滴加CaCl2溶液Na2CO3溶液中通入过量CO2后,滴加CaCl2溶液收集一瓶CO2,加入30mL饱和Na2CO3溶液,盖上瓶盖摇匀将实验三的溶液低温蒸发、干燥,得到的白色粉末,按如图所示装置进行实验实验现象产生白色沉淀无明显变化瓶变瘪,瓶底有晶体析出A试管口有水滴,澄清石灰水变浑浊根据实验探究过程,回答下列问题:(1)设计实验一的作用是。(2)实验四中A试管口略向下倾斜,其目的是。(3)根据实验探究得出:CO2与Na2CO3溶液反应的化学方程式:。类型三有关实验条件、影响因素、反应规律的探究8.(2019·四川成都,18,9分)某同学设计的工业制备氢氧化钠的流程如下图。资料:2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑,两电极,一端得到NaOH和H2,另一端得到Cl2。(1)晾晒海水得到粗盐的原理是(2)实验室蒸发用到的仪器有铁架台(带铁圈)、坩埚钳、石棉网、酒精灯、玻璃棒和。第8页(3)工业生产中应选择途径(“①”或“②”),理由是。(4)Cl2可用于生产84消毒液(有效成分NaClO),反应原理为:2NaOH+Cl2NaClO+NaCl+H2O,反应前后氯元素的化合价有种。(5)图1实验测定水的组成,不能加入NaCl增强水的导电性的理由是。电解水的化学方程式为。(6)图2实验获取84消毒液,直流电源正极应与(填“a”或“b”)连接,才能使NaClO的含量更高。9.(2019·浙江绍兴,25,4分)小敏研究影响锌与盐酸反应快慢的因素。序号盐酸溶液浓度2分钟内产生氢气的体积15%10mL215%28mL(1)图中A、B仪器可以组装一套测量气体体积的装置,利用该装置时A中的管接c。(2)他选用2克完全相同的锌片分别和同体积5%、15%的稀盐酸进行实验,获得表格数据。由此推断实验是通过来体现反应快慢的。(3)小敏分析数据得到如下结论:锌与盐酸反应快慢与盐酸浓度有关,盐酸浓度越大反应越快。其他同学认为结论不可靠,他们的依据是。(4)实验中小敏发现锌与盐酸反应时,一开始产生氢气速度并没有随盐酸浓度的减小而减慢,查阅资料得知化学反应中往往伴随着能量变化。由此作出猜想:锌与盐酸反应快慢还与有关。答案精解精析1.【猜想与假设】Na2CO3、NaCl第9页【讨论与交流】Na2CO3+2HCl2NaCl+H2O+CO2↑【实验与结论】(1)错误中性溶液遇到酚酞溶液也不变色,还可能是猜想2正确取少量废液装入试管中,然后滴入Na2CO3溶液有气泡产生(2)ACD【拓展与应用】蒸发2.【猜想与假设】质量守恒定律(或反应物中无氮元素等)【查阅资料】Ca(OH)2+SO2CaSO3↓+H2O【实验探究】溶液由紫色变红色(或溶液变红)【评价与改进】通入澄清石灰水中无明显现象(或不出现白色沉淀)【拓展应用】C3.【猜想假设】Ca(OH)2和CaCO3【实验验证】溶液由无色变成红色【反思交流】(1)一氢氧化钙微溶于水,未溶解固体可能只含氢氧化钙(2)气泡产生【拓展提升】有剩余(以上答案合理均可得分)4.(1)实验名称控制速率的方法所选用的最佳试剂灭火器反应原理BCO2的实验室制法①②Na2CO3+2HCl2NaCl+H2O+CO2↑(2)实验一:红实验二:产生黄色固体和白色固体第10页5.(1)吸收反应生成的CO2(2)300(3)一段时间,A装置中的长导管管口不再有气泡冒出6.(1)二氧化硫吸收二氧化硫检验二氧化硫是否被高锰酸钾溶液完全吸收(2)高炉气体中含有二氧化碳(3)可以同时吸收二氧化硫和二氧化碳2NaOH+SO2Na2SO3+H2O7.【提出猜想】CO2在原溶液中已经饱和【设计实验】(1)与实验二作对照(2)防止冷凝水倒流炸裂试管(3)CO2+Na2CO3+H2O2NaHCO38.(1)NaCl的溶解度受温度影响较小(2)蒸发皿(3)①操作简便、能耗低(4)3(5)会生成氯气,影响水的组成元素的测定2H2O2H2↑+O2↑(6)b9.(1)b(2)相同时间内产生气体的多少(3)没有换用不同浓度盐酸多次实验(合理即可)(4)温度