（陕西专用）2019版中考化学一练通 第二部分 中考专项突破 专项五 科学探究型实验教学课件

专项五科学探究型实验典例示范【题型解读】陕西中考第22题以科学探究的形式考查初中化学的重要原理和理论的应用以及基础实验的延伸与拓展,是对考生实验能力更高层次的培养。要求考生善于发现问题,提出合理假设,并能依据所学知识通过实验验证假设,从而获得正确结论。按照探究内容,常见类型有：①探究物质的组成或性质,如金属活动性的探究、溶液酸碱性的探究、药品是否变质的探究、缺失标签的药品成分探究等；②探究物质变化的条件或影响因素,如探究金属锈蚀的条件、可燃物燃烧的条件、影响化学反应快慢的因素等；③探究混合物的组成以及含量,如固体混合物成分的探究、反应后溶液中溶质成分的探究、化肥有效成分含量的探究等。【解题方法】首先通读全题,了解探究过程,明确探究目的,确定实验原理,梳理步骤方法,了解试剂装置,分析现象和数据,按规定完整解答。按照题干设置的问题,逐步分析,层层深入,抓住物质的性质特点或原理依据,设计合理的实验方法加以验证或根据设定的实验过程,通过现象得出结论。涉及有关实验评价的问题,应该抓住科学性、可行性、简约性、安全性的原则,从原理是否正确,方案是否合理,操作是否简便,是否安全环保等方面分析判断,给出合理评价。典例示范类型一反应后溶液中溶质成分的探究例1(2016·四川南充)某化学兴趣小组的同学在做氢氧化钙与盐酸中和反应的实验时,忘记滴加指示剂,因而无法判断酸碱是否恰好完全反应。于是他们对反应后溶液中的溶质大胆提出猜想,进行了以下探究,请你和他们一起完成下列实验报告。【提出问题】该溶液中的溶质含有哪些成分？【查阅资料】CaCl2溶液呈中性。典例示范(1)【猜想与假设】猜想Ⅰ:溶液中的溶质只有；猜想Ⅱ:溶液中的溶质有CaCl2、HCl；猜想Ⅲ:溶液中的溶质有CaCl2、Ca(OH)2；猜想Ⅳ:溶液中的溶质有CaCl2、Ca(OH)2、HCl。(2)请写出该反应的化学方程式:。经过讨论,同学们直接得出,猜想是不正确的。为了验证余下的哪一个猜想是正确的,同学们又做了以下实验。(3)【进行实验】CaCl2Ca(OH)2+2HClCaCl2+2H2OⅣ实验操作实验现象实验结论①取少量反应后的溶液于试管中,滴加酚酞溶液————猜想Ⅲ不正确②另取少量反应后的溶液于另一支试管中,向其中加入适量CaCO3有气泡生成猜想不正确,猜想正确典例示范(4)有气泡生成的化学方程式为。(5)【拓展】还可以单独用下列哪种物质来证明上述猜想是正确的?(填序号)。A.CuOB.AgNO3C.CuD.NaOH反应的化学方程式为。溶液不变红ⅠⅡCaCO3+2HClCaCl2+H2O+CO2↑ACuO+2HClCuCl2+H2O典例示范【解析】(1)该反应可能是一种物质完全反应,另一种物质有剩余:若氢氧化钙过量,则溶液中的溶质有氢氧化钙和氯化钙；若盐酸过量,则溶液中的溶质有氯化氢和氯化钙。该反应也可能是恰好完全反应,溶液中的溶质只有氯化钙。(2)氢氧化钙和盐酸反应生成氯化钙和水,因此该反应的化学方程式为Ca(OH)2+2HClCaCl2+2H2O；因为氢氧化钙与盐酸不能共存,所以猜想Ⅳ肯定不正确。(3)①因为酚酞遇碱会变红,而结论是猜想Ⅲ不正确,即溶液中不含有氢氧化钙,故观察到的现象是溶液不变红；②另取少量反应后的溶液于另一支试管中,向其中加入适量CaCO3,有气泡产生,则证明反应后的溶液中含有HCl,则猜想Ⅱ正确,猜想Ⅰ不正确。(4)碳酸钙能与稀盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳。(5)因为烧杯内溶液中的溶质含有HCl,显酸性,故能用氧化铜来检验,如果观察到黑色粉末溶解,溶液变成蓝色,则证明猜想Ⅱ正确；盐酸虽然能和硝酸银反应产生沉淀,但由于溶液中的氯化钙也能和硝酸银反应产生相同的现象,因此不能选择AgNO3来验证猜想；HCl不能和排在氢后面的铜反应；氢氧化钠虽然能与HCl反应,但是没有明显现象产生,无法检验。盐酸与氧化铜反应生成氯化铜和水,化学方程式为CuO+2HClCuCl2+H2O。典例示范【解题思路】1.做出猜想(1)反应后物质的成分存在两种情况：①只有生成物；②生成物和其中一种过量的反应物。探究解决该类题型的方法：第1步：写出化学方程式,甲+乙→丙+丁。第2步：进行猜想。a.若恰好完全反应：则反应后溶液中溶质的成分为丙和丁b.若甲过量：则反应后溶液中溶质的成分为甲+丙+丁c.若乙过量：则反应后溶液中溶质的成分为乙+丙+丁溶液中不可能同时存在甲和乙,但溶质中一定存在丙和丁。(2)有关不合理猜想的判断：①猜想的物质之间能够发生反应；②猜想的物质含有反应物中未涉及的元素。典例示范2.实验验证第1步：确定所要检验的物质(1)确定生成物丙、丁肯定存在(2)反应物甲、乙的检验甲→现象1乙→现象2注意：生成物如果对反应物的检验造成干扰,则需先除去生成物,再进行检验。第2步：设计实验方案并得出结论的方法(1)根据实验步骤和实验现象完善实验结论根据实验步骤和对应的实验现象,以及物质的性质判断是否存在要验证的物质,从而得出结论。(2)根据实验结论完善实验现象或步骤①试剂和现象之间相互确定；②根据实验操作中所选试剂和结论确定现象。可以根据(1)进行反推,然后确定试剂和现象。【方法归纳】酸碱溶液混合后可能有三种情况(猜想)：(1)完全中和：反应后再用pH试纸(或紫色石蕊)判定(或同时证明无碱剩余又无酸过量)。(2)碱过量(检验OH-的存在)：取反应后的溶液少许,滴入无色酚酞溶液或氯化铁(或硫酸铜)溶液等试剂,溶液变红或有红色沉淀(或有蓝色沉淀)生成。(3)酸过量(检验H+的存在)：取反应后的溶液少许,加入锌或碳酸钙等试剂,有气泡产生。典例示范典例示范类型二物质变质的探究例2(2017·四川南充节选)小明在帮老师整理实验室时,发现一瓶未密封的KOH固体,对其成分提出以下假设,并在老师的指导下进行实验探究。【查阅资料】①KOH与NaOH的化学性质相似。请用化学方程式解释KOH变质的原因：。②K2CO3溶液呈碱性,BaCl2溶液、KCl溶液呈中性。【猜想假设】假设Ⅰ：只含KOH；假设Ⅱ：含KOH和K2CO3；假设Ⅲ：只含K2CO3。【进行实验】2KOH+CO2K2CO3+H2O典例示范【问题讨论】步骤②中加入过量BaCl2溶液的作用是。【拓展应用】完全变质的KOH也有利用价值,从K2CO3的组成或性质看,这瓶变质的试剂在农业上的用途是。实验操作步骤实验现象实验结论①取少量样品于试管中,加入足量的稀盐酸有气泡产生假设不正确②另取少量样品于试管中,加水溶解,加入过量的BaCl2溶液,振荡,静置__________假设Ⅲ正确③取②中上层清液,滴加无色酚酞溶液___________产生白色沉淀溶液不变色除尽K2CO3,以免影响对KOH的检验做钾肥Ⅰ典例示范【解析】【进行实验】①取少量样品于试管中,加入足量的稀盐酸,有气泡产生,证明样品中含有碳酸钾,则假设Ⅰ不成立；碳酸钾能与氯化钡反应生成氯化钾和碳酸钡沉淀,所以另取少量样品于试管中,加水溶解,再加入过量的BaCl2溶液,振荡,静置,产生白色沉淀,说明一定含有碳酸钾；向上层清液中加入无色酚酞溶液,溶液不变色,说明没有氢氧化钾,则假设Ⅲ成立。【问题讨论】碳酸钾溶液呈碱性,过量的氯化钡能与碳酸钾完全反应,除尽K2CO3,排除对KOH检验的干扰。【拓展应用】碳酸钾中含有钾元素,可做钾肥。【解题思路】变质的原因：KOH在空气中敞口放置会与空气中的CO2反应生成K2CO3。1.猜想固体的成分：关于变质问题的猜想,有3种情况：(1)没有变质→原样品,即KOH；(2)部分变质→KOH和K2CO3；(3)全部变质→K2CO3。典例示范2.实验设计(1)确定氢氧化钾是否变质：只需检验是否含有CO32-。可通过滴加酸、碱、盐溶液进行检验,如加稀盐酸,有气泡产生；加Ca(OH)2溶液或CaCl2溶液,有白色沉淀产生。(2)检验KOH变质程度的方法：取样品加水溶解,逐滴滴入氯化钙(或氯化钡)溶液至不再产生沉淀为止；过滤,向上层清液中滴入酚酞溶液后,若溶液变红,则说明固体部分变质,若溶液不变色,说明全部变质。(3)注意事项：加入过量CaCl2(或BaCl2)溶液的目的是除去K2CO3,因为K2CO3溶液呈碱性,也能使无色酚酞溶液变红,避免对(2)中KOH的检验造成干扰。(4)除去部分变质的KOH中的K2CO3：滴加适量Ca(OH)2或Ba(OH)2溶液至刚好不再产生沉淀为止,然后过滤,并对得到的KOH溶液进行蒸发即可。典例示范实验补充：2.CaO变质的主要考点(1)变质的原因：CaO在空气中敞口放置会与空气中水蒸气反应生成Ca(OH)2,Ca(OH)2继续与空气中CO2反应生成CaCO3。(2)检验变质后物质存在的方法：①将少量变质后的固体加入适量水中,通过触摸烧杯外壁是否发烫来判断原样品中是否有CaO；②向变质后的溶液中通入CO2气体或滴加Na2CO3溶液,通过观察有无白色沉淀产生,判断原样品是否有Ca(OH)2；③取少量变质后的固体,向其中滴加稀盐酸,通过观察有无气泡产生,判断原样品中是否有CaCO3。(3)注意事项：在有CaO存在的情况下,会因其溶于水生成Ca(OH)2而干扰对原Ca(OH)2的检验,故有CaO存在时,不易检验Ca(OH)2的存在。典例示范类型三物质成分的探究例3(2016·四川达州)实验室有失去标签的四瓶无色溶液,分别是Ca(OH)2、Na2CO3、稀盐酸、NaCl溶液中的一种,为鉴别它们,现将这四瓶无色溶液分别标号为A、B、C、D,某校化学兴趣小组的同学邀你一同参与:【提出问题】A、B、C、D分别是什么溶液？【实验药品】失去标签的四瓶溶液和无色酚酞溶液。【实验仪器】试管、胶头滴管、烧杯等。【收集证据】典例示范实验操作实验现象实验结论(1)分别取A、B、C、D溶液少量于试管中,两两混合A、B混合产生大量气泡,C、D混合无明显现象A、B是溶液中的一种,C、D是溶液中的一种(2)各取A、B、C、D溶液于四支试管中,分别滴入两滴无色酚酞溶液,振荡A、D变红,B、C无明显现象A为溶液,C为溶液；由此区分出B、D溶液【反思与体会】鉴别物质的关键是利用物质的特征性质。【继续探究】将实验操作(2)实验后的四支试管中的溶液,倒入一洁净的烧杯中,充分反应静置后发现:烧杯底部有白色沉淀,上层清液为无色。则上层清液中一定含有的溶质是(指示剂除外),可能含有的溶质是。为验证可能含有的溶质是否存在,应补充实验的化学方程式为。稀盐酸、Na2CO3Ca(OH)2、NaClNaCl氯化钠(或NaCl)氯化钙(或CaCl2)CaCl2+Na2CO3CaCO3↓+2NaClNa2CO3典例示范【解析】【收集证据】(1)碳酸钠和稀盐酸反应能生成气体,由此可知,A、B是Na2CO3溶液、稀盐酸中的一种；C、D混合无明显现象,则C、D是Ca(OH)2、NaCl溶液中的一种。(2)各取A、B、C、D溶液于四支试管中,分别滴入两滴无色酚酞溶液,振荡,A、D变红,B、C无明显现象,说明A、D溶液显碱性,综合(1)可知A是Na2CO3溶液,D是Ca(OH)2溶液,C是NaCl溶液,B是稀盐酸。【继续探究】将实验操作(2)实验后的四支试管中的溶液,倒入一洁净的烧杯中,充分反应静置后发现烧杯底部有白色沉淀,该反应过程为盐酸先与氢氧化钙反应生成氯化钙和水,氯化钙再与碳酸钠反应生成碳酸钙沉淀和氯化钠。上层为无色透明的溶液,说明溶液不显碱性,所以上层清液中不可能含有氢氧化钙,而氯化钙可能被碳酸钠反应完,也可能没被反应完。因此上层清液中一定含有的溶质是NaCl,可能含有CaCl2。要检验是否含有氯化钙,取少量上层清液于试管中,向试管内滴加碳酸钠溶液,如果有白色沉淀生成,说明含有氯化钙,如果没有白色沉淀生成,说明不含有氯化钙,故应补充实验的化学方程式为CaCl2+Na2CO3CaCO3↓+2NaCl。典例示范【解题思路】【收集证据】根据四种物质间两两反应的现象进行推断；根据碳酸钠和盐酸反应能生成气体,碳酸钠和氢氧化钙反应有白色沉淀生成来解答；根据Ca(OH)2、Na2CO3溶液呈碱性,能使无色酚酞溶液变红来解答。