河北专版中考化学总复习第二部分专题复习高分保障专题3实验探究题课件新人教版

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实验探究题是河北中考必考题型，多在第35题出现，分值为7分，均有严格的探究步骤且最后一项为实验拓展。此类试题一般围绕科学探究的八个要素进行设计，主要是考查学生提出问题、设计探究方案、预测实验现象、分析实验结果和评价实验方案的能力。
题型精讲 实验探究题一般解题思路：一是通读试题，整体把握试题考查点；二是抓试题关键词，完成简单填空，步步为营；三是身临其境，做好知识预设和准备；四是充分利用对比、推理、模仿等分析解决问题的能力；五是要注意联系生活实际，紧扣试题情境背景。
类型1 探究物质的成分(组成)这类试题可以围绕一个或多个化学反应，以反应后物质成分是什么展开探究，也可以就某一物质的成分(组成)是什么展开探究。常见的命题素材有：(1)是否变质(如氢氧化钠、石灰水、生石灰等)的探究；(2)某个(或几个)反应后混合物成分的探究；(3)实验后废液成分及处理方法的探究；(4)干燥剂、脱氧剂、发酵粉等成分的探究；(5)可燃物(如蜡烛、天然气等)燃烧产物的探究；(6)人吸入和呼出气体成分的探究等。
【例1】 [2017·河北中考]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，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“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。【实验1】小明选用如图所示装置中的__BC__(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__将带火星的木条放入集气瓶内，木条复燃，证明是氧气__。【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，他认为白色沉淀是CaCO3，溶液中一定含有Na2CO3。小刚提出质疑，产生的白色沉淀不一定是CaCO3，他的理由是：__氯化钙与氢氧化钠反应，生成微溶性的氢氧化钙__。【实验3】小刚取溶液M，滴加稀HCl，观察到__有气泡产生__，证明溶液中一定含有Na2CO3，从而否定了猜想二。Na2CO3与稀HCl反应的化学方程式为__Na2CO3＋2HCl===2NaCl＋CO2↑＋H2O__。
【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，取上层清液，加入__无色酚酞溶液__，无明显现象。证明溶液中无NaOH溶液，猜想一正确。该实验中用CaCl2溶液而不用饱和石灰水，原因是：__碳酸钠能与氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和氢氧化钠，无法证明原溶液中是否含有氢氧化钠__。【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。
【思路点拨】 【实验1】过碳酸钠与水反应，属于固液常温型，则发生装置选B，氧气的密度大于空气，收集装置选C，氧气的检验方法是将带火星的木条放入集气瓶内，木条复燃，证明是氧气；【实验2】产生的白色沉淀不一定是CaCO3，因为氯化钙与氢氧化钠反应，生成微溶性的氢氧化钙；【实验3】碳酸钠与盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳气体，反应的化学方程式为Na2CO3＋2HCl===2NaCl＋CO2↑＋H2O；【实验4】无色酚酞溶液遇碱性物质变红色，取上层清液，加入无色酚酞溶液，无明显现象，证明溶液中无NaOH溶液；该实验中用CaCl2溶液而不用饱和石灰水，原因是碳酸钠能与氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和氢氧化钠，无法证明原溶液中是否含有氢氧化钠。
【备考指导】猜想环节的主要依据有：(1)质量守恒定律(即反应前后元素守恒)；(2)物质的化学性质(如易与何种物质反应、生成何种物质等)；(3)物质的物理特性(如典型的颜色、状态等)。押题训练1．某化学实验小组做探究碳酸钠溶液性质的实验，如图①②③所示。(1)写出试管①中发生反应的化学方程式：__Na2CO3＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋2NaOH__。
(2)实验结束后，小明同学将3支试管中的废液倒入同一个干净的废液杯中，废液浑浊。对废液进行过滤，探究滤液的成分。【提出问题】滤液中含有哪些溶质？【猜想】大家一致认为滤液中一定含有__NaCl__。小红认为：可能还含有氢氧化钠和氯化钙；小明认为：可能还含有盐酸和氯化钙；小亮认为：可能还含有氢氧化钠和碳酸钠；【讨论】同学们经过讨论一致认为小明的猜想不合理，请说明理由：__废液浑浊说明有碳酸钙，盐酸能与碳酸钙反应，盐酸没有剩余__。【实验设计】若小红的猜想是正确的，请完成下列实验设计。
　你认为小亮同学对实验结果判断是否正确？请说明理由：__不正确；少量的盐酸会被氢氧化钠消耗完，即使有碳酸钠存在也不会产生气泡__。【反思拓展】在分析化学反应后所得物质的成分时，除考虑生成物外还需考虑__反应物是否过量__。
解析：(1)碳酸钠和氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和氢氧化钠，反应的化学方程式为Na2CO3＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋2NaOH；(2)【猜想】根据反应原理可知，反应后会生成氯化钠，氯化钠不再与其他物质反应，所以滤液中一定含有氯化钠；【讨论】废液浑浊说明有碳酸钙，盐酸会与碳酸钙反应生成氯化钙、水和二氧化碳，所以小明的猜想不合理；【实验设计】因为氢氧化钠溶液显碱性，所以溶液会由无色变为红色；小红的猜想中还有氯化钙，钙离子可以与含有碳酸根的盐溶液反应生成白色的碳酸钙沉淀，所以可以加入含有碳酸根的盐溶液，即碳酸钠或碳酸钾等；【实验分析】若溶液中含有氢氧化钠和碳酸钠，少量的盐酸会先与氢氧化钠反应，刚开始没有气泡产生，所以小亮的判断不正确；【反思拓展】根据上面的实验可知在分析化学反应后所得物质的成分时，除考虑生成物外还需要考虑反应物是否过量。
类型2 探究原因、条件或影响因素类这类题目往往设置一定的情景，要求学生设计实验，探究发生某种现象的原因、条件或影响因素等。常见的命题素材有：(1)铁、铜生锈条件的探究；(2)燃烧条件的探究；(3)有关催化剂的探究；(4)影响化学反应速率因素的探究；(5)影响物质溶解度因素的探究；(6)酸、碱溶液能使紫色石蕊溶液变色原因的探究；(7)硫酸铜、氯化铁溶液有颜色原因的探究等。
【例2】 [2016·威海中考]探究影响化学反应速率的因素。(1)发现和提出问题镁在空气中能够剧烈燃烧，铁丝在氧气中能够剧烈燃烧，而真金不怕火炼，这说明决定物质之间能否发生反应以及反应速率的内因是__反应物本身的性质(或反应物的组成、结构或组成和结构)__。蜡烛在氧气中燃烧比在空气中燃烧剧烈，这一事例中影响化学反应速率的因素是__氧气的浓度__；夏天，将食品放在冰箱里不容易变质，这一事例说明温度也能影响化学反应速率。温度如何影响反应速率呢？(2)猜想与假设温度越高，反应速率越快。
(3)收集证据实验药品：颗粒大小相同的锌粒；两份相同溶质质量分数、不同温度的稀硫酸(20℃、40℃)。供选仪器：药匙、气体发生装置两套(气密性良好)、量筒两支、分液漏斗、秒表、胶头滴管、水槽、大试管两支。利用上述仪器和药品，补充完成下表的实验报告。
　该实验可以观察或测量的量有多种，除了上述观测点外，可以观察或测量的量还有(写一条)__相同时间内收集气体的体积(或反应结束所需的时间或消耗等量锌粒所需的时间或消耗等量的稀硫酸所需的时间)__等。(4)结论与解释从微观的角度分析“温度越高，反应速率越快”的原因是__温度越高，微粒运动速率越快，有效碰撞机会增多__。(5)拓展分析根据其他测定方法，实验小组的同学绘制了锌粒与稀硫酸反应产生氢气的速率随时间变化的曲线，如图所示。请据图分析：时间0～t内，反应速率逐渐加快的主要原因是__反应放热，温度升高，反应速率加快__，时间t以后，反应速率逐渐减慢的主要原因是__随着反应的进行，反应物的浓度减小，反应速率减慢__。
【思路点拨】 (1)镁在空气中能够剧烈燃烧，铁丝在氧气中能够剧烈燃烧，而真金不怕火炼，金属不同，燃烧的现象不同，这说明决定物质之间能否发生反应以及反应速率的内因是反应物本身的性质(反应物的组成、结构等)。蜡烛在氧气中燃烧比在空气中燃烧剧烈，空气中氧气浓度低，故这一事例中影响化学反应速率的因素是氧气的浓度。(3)可利用控制变量法，保持其他条件相同，温度不同测定产生相同体积(一试管)的气体所需时间，来确定温度对反应速率的影响。可选用气体发生装置、秒表、胶头滴管、水槽、大试管、药匙(取用锌粒)、量筒(量取生成氢气的体积)等仪器，可分别取相同数量(或质量)的锌粒于两套气体发生装置中，分别取相同体积、不同温度的稀硫酸加入到两套气体发生装置中，记录收集等体积气体所需的时间，温度高的，收集等体积气体所需的时间短，说明温度越高，反应速率越快；锌与稀硫酸反应生成硫酸锌和氢气，反应的化学方程式为Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑。该实验可以观察
或测量的量有多种，除了上述观测点外，可以观察或测量的量还有相同时间内收集气体的体积或反应结束所需的时间或消耗等量的锌粒所需的时间或消耗等量的稀硫酸所需的时间等。(4)从微观的角度分析，“温度越高，反应速率越快”，是因为温度升高，粒子运动的速率加快，有效碰撞机会增加。(5)由锌粒与稀硫酸反应产生氢气的速率随时间变化的曲线图可知，0～t内，锌与稀硫酸反应放热，温度升高，反应速率加快；时间t以后，随着反应的进行，硫酸的质量减少，反应物的浓度减小，反应速率减慢。
在实验探究过程中，如果有多种因素同时影响某一实验结果，当我们要探究其中一种因素时，就要使其他因素保持不变，这样才能准确探究该因素对实验结果的影响，这就是研究问题常用的一种有效方法——控制变量法。明确控制变量法研究问题的思想，弄清变量与不变量设计对比实验是解决这类问题的关键。【押题预测】 2．小东、小林和小雨同学对氢氧化钠溶液使酚酞溶液变红的现象很感兴趣，决定做实验进行探究：氢氧化钠溶液中到底是哪一种粒子使酚酞溶液变红？实验中可供使用的药品有盐酸、氯化钠溶液、氯化钙溶液、氢氧化钠溶液、碳酸钠溶液、酚酞溶液及若干支试管。【提出假设】假设(1)：使酚酞溶液变红的是H2O。假设(2)：使酚酞溶液变红的是Na＋。假设(3)：使酚酞溶液变红的是__OH－__。小东认为不做实验即可说明假设(1)不成立，原因是__酚酞溶液中含有水，而酚酞溶液无色__。
【实验验证】(完成下列实验操作、实验现象及实验结论)小雨认为向实验步骤(1)后的试管中加入盐酸也可得出正确结论，你同意她的观点吗？__同意__(填“同意”或“不同意”)。【实验拓展】小林将酚酞溶液滴入碳酸钠溶液中，发现溶液也变红。他们经过分析、讨论、归纳，得出的结论是__使酚酞溶液变红的不一定是碱溶液(或某些盐溶液呈碱性等)__。
解析：NaOH溶液中含有三种粒子，即H2O分子、Na＋、OH－，故假设(3)为使酚酞溶液变红的是OH－。由于酚酞溶液中本身含有H2O分子，但酚酞溶液呈无色，说明使酚酞溶液变红的不是H2O分子。氯化钠溶液中含有Na＋，但滴加酚酞溶液后不变红，说明使酚酞溶液变红的不是Na＋。若向实验步骤(1)后的试管中加入盐酸，红色会消失，这是由于发生中和反应生成了NaCl和水，此时酚酞由红色变成无色，也可说明使酚酞溶液变红的不是Na＋，而是OH－。将酚酞溶液滴入碳酸钠溶液中，发现溶液也变红，说明使酚酞溶液变红的不一定是碱溶液(或某些盐溶液呈碱性)。
类型3 验证反应的发生与否对于没有明显现象的化学反应，需要借助以下方法制造现象以证明反应的发生：(1)证明反应物的消失。如用稀盐酸中和氢氧化钠溶液的实验中，借助酚酞溶液证明氢氧化钠被消耗；或通过气压变化证明气体减少。(2)证明生成物的出现。如向二氧化碳与氢氧化钠溶液反应后的剩余溶液中滴加稀盐酸证明碳酸钠的生成；或向二氧化碳与水反应后的剩余物中加入石蕊溶液证明碳酸的存在等。
【例3】 [2017·宿迁中考]某兴趣小组在准备化学实验基本技能考查时，对以下问题进行了探究。Ⅰ.探究酸和碱能否发生反应方案1：甲同学向盛有少量NaOH溶液的试管中滴几滴无色酚酞试液，振荡，继续加入稀硫酸，观察到溶液由__红__色变成无色。甲同学得出结论：酸和碱能发生反应。方案2：乙同学取少量NaOH溶液，测得溶液pH为10，向该溶液中加入一定量稀硫酸后，测得溶液pH为9，乙同学发现溶液pH减小了，得出结论：酸和碱能发生反应。交流讨论：大家同意甲同学的结论，对乙同学的实验过程提出质疑，溶液pH减小的原因还可能是稀硫酸中的水稀释了NaOH溶液；大家认为，乙同学向NaOH溶液中加入稀硫酸后，测得溶液的pH必须__小于或等于__(填“小于”、“小于或等于”)7才能证明酸和碱能发生反应。请写出稀硫酸和氢氧化钠溶液反应的化学方程式__2NaOH＋H2SO4===Na2SO4＋2H2O__。
Ⅱ.探究酸和碱反应后溶液中溶质的成分丙同学对探究Ⅰ中甲同学实验后的无色溶液展开探究。【提出问题】试管中无色溶液的溶质除了酚酞还有什么？【提出猜想】(1)Na2SO4；(2)Na2SO4和__H2SO4__。　　 【设计实验】
【实验反思】为了验证猜想(2)成立，你认为还可以选择的药品是__C__(填字母序号)。A．BaCl2溶液　　B．Cu　　C．Fe2O3
【思路点拨】 Ⅰ.方案1：氢氧化钠溶液显碱性，滴入无色酚酞试液变红色，继续加入稀硫酸，硫酸与氢氧化钠发生中和反应生成硫酸钠和水，当加入的硫酸将氢氧化钠完全中和后，溶液变成无色；方案2：溶液pH减小的原因还可能是稀硫酸中的水稀释了NaOH溶液(但是无论怎么加水稀释，溶液的pH也是大于7)，所以向NaOH溶液中加入稀硫酸后，测得溶液的pH必须小于或等于7时才能证明酸和碱能发生反应；硫酸与氢氧化钠反应生成硫酸钠和水；Ⅱ.【提出猜想】氢氧化钠与硫酸反应生成硫酸钠和水，所以溶液中一定存在硫酸钠；若氢氧化钠有剩余，则还含有氢氧化钠(但是溶液是无色，说明一定不含氢氧化钠)；若硫酸有剩余，则还含有硫酸，则溶液中的溶质是硫酸钠和硫酸；【设计实验】若猜想(2)成立，即反应后的溶液中存在硫酸钠和硫酸。方案1：加入锌粒后，锌与硫酸反应生成硫酸锌和氢气，会观察到有气泡产生；方案2：
向试管中加入少量甲同学实验后的无色溶液，然后慢慢滴加NaOH溶液，并不断振荡试管，氢氧化钠将其中的硫酸中和，继续滴加氢氧化钠，溶液显碱性，无色的酚酞试液变红色；【实验反思】若要证明有硫酸存在，加入BaCl2溶液不可行，因为硫酸钠也能与氯化钡溶液反应生成白色的硫酸钡沉淀；铜与硫酸不反应，也不可行；氧化铁能够与硫酸反应生成硫酸铁和水，会观察到红色粉末消失，溶液由无色变成黄色。
【押题训练】3．某化学兴趣小组的同学往氢氧化钠溶液中滴加稀盐酸时，没有看到明显现象。【提出问题】氢氧化钠与盐酸是否发生了化学反应？【查阅资料】酸与碱发生中和反应会放出热量。【实验设计】甲、乙、丙三位同学分别设计了如下实验方案，请你帮他们完成实验报告。
　【评价反思】你认为实验设计方案不合理的同学是__乙__，理由是__氢氧化钠固体溶于水也会放出热量__。【拓展延伸】另有一位同学向自己配制的氢氧化钠溶液中滴加酚酞溶液时，溶液变红色，可是红色即刻消失了，出现此意外情况的原因是__B__(填序号)。A．所用的酚酞溶液是变质的B．所用的氢氧化钠溶液浓度太小C．氢氧化钠溶液吸收了空气中的二氧化碳