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1、
專題四 實驗探究題
1.(2015,巴中)某校化學(xué)興趣小組同學(xué)在實驗室整理藥品時,發(fā)現(xiàn)氫氧化鈉溶液的試劑瓶未塞瓶塞,且試劑瓶口周圍有一些白色固體,他們懷疑氫氧化鈉已經(jīng)變質(zhì),于是進行了如下實驗探究。
【提出問題】氫氧化鈉溶液是否變質(zhì)?
【查閱資料】氯化鈉溶液、氯化鋇溶液呈中性。
【實驗探究】小王、小李兩同學(xué)分別設(shè)計了不同方案并加以實驗。
實驗步驟
實驗現(xiàn)象
結(jié)論
小王
用pH試紙測溶液的pH
溶液的
pH>7
說明氫氧化鈉溶液沒有變質(zhì)
小李
取少量溶液于試管中,加入適量氯化鋇溶液
A
說明氫氧化鈉溶液已經(jīng)變質(zhì)
(1)小李同學(xué)認為小王同學(xué)的
2、結(jié)論不科學(xué),其理由是碳酸鈉溶液也呈堿性pH>7。
(2)小李同學(xué)的實驗中觀察到實驗現(xiàn)象A為有白色沉淀產(chǎn)生。該反應(yīng)的化學(xué)方程式為BaCl2+Na2CO3===BaCO3↓+2NaCl。
(3)小張同學(xué)認為該氫氧化鈉溶液只是部分變質(zhì)。為確定小張同學(xué)的猜想,應(yīng)該對小李同學(xué)的實驗進行如下改進:向試管中加入過量的氯化鋇溶液,再向試管中滴加酚酞試液,通過觀察溶液顏色變化來檢驗該溶液是否含有氫氧化鈉。
(4)小王同學(xué)在測定溶液pH實驗中,由于緊張先將pH試紙潤濕后再去測氫氧化鈉溶液的pH,你認為他測出該溶液的pH會偏小(填“偏大”“偏小”或“不變”)。
【反思】
(5)該氫氧化鈉溶液變質(zhì)的原因是2
3、NaOH+CO2===Na2CO3+H2O(用化學(xué)方程式表示)。
【拓展應(yīng)用】
(6)要證明氫氧化鈉溶液是否變質(zhì),你認為還可使用與小李實驗所加試劑不同類別的試劑是HCl(填一種試劑即可,用化學(xué)式填寫)。
(7)若要除去上述變質(zhì)的氫氧化鈉溶液中的雜質(zhì)應(yīng)加入適量的Ca(OH)2(填化學(xué)式)溶液。
2.(2015,重慶)氫氧化鈉和氫氧化鈣是兩種常見的堿,李紅同學(xué)將兩種堿的溶液分別裝入試管A、B中,并進行了如圖所示的三組實驗。
(1)實驗1中,兩支試管的溶液都變成紅色。
(2)實驗2中,若B盛裝的是NaOH溶液,發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為2NaOH+CuSO4===Cu(OH)2↓+Na2
4、SO4,該反應(yīng)的基本類型是復(fù)分解反應(yīng)。
(3)實驗3中,李紅同學(xué)向兩支試管吹氣,A中有白色沉淀生成,發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為Ca(OH)2+CO2===CaCO3↓+H2O,B中無現(xiàn)象,為了探究吹氣后B中溶質(zhì)的成分,李紅進行了如下探究:
【提出猜想】
猜想1:溶質(zhì)只有氫氧化鈉;
猜想2:溶質(zhì)只有碳酸鈉;
猜想3:溶質(zhì)有氫氧化鈉和碳酸鈉;
…
【實驗和結(jié)論】
實驗
實驗現(xiàn)象
結(jié)論
取B中少量溶液,加入澄清石灰水至不再產(chǎn)生沉淀為止,過濾后取上層清液,向其中加幾滴酚酞試液
產(chǎn)生白色沉淀,溶液呈現(xiàn)紅色
猜想3成立
【反思與評價】
老師評價李紅得出的結(jié)論不正確,是因為猜
5、想2(填數(shù)字)也會產(chǎn)生相同的現(xiàn)象。如果要驗證“猜想3成立”,必需更換試劑,將氫氧化鈣溶液換成氯化鈣溶液。
3.(2016,甘肅)某實驗小組的同學(xué)在做酸堿中和反應(yīng)的實驗時,向燒杯中的氫氧化鈣溶液中加入一定量的稀鹽酸后,發(fā)現(xiàn)忘記了滴加酸堿指示劑。因此,他們停止滴加稀鹽酸,并對燒杯中溶液的溶質(zhì)成分進行探究。
【提出問題】該燒杯中溶液的溶質(zhì)是什么?
【猜想】猜想一:只有CaCl2;
猜想二:CaCl2和HCl;
猜想三:含有CaCl2和Ca(OH)2;
猜想四:含有CaCl2、HCl和Ca(OH)2。
同學(xué)們討論后一致認為猜想四不合理,理由是稀鹽酸與氫氧化鈣在溶液中不能共存。
【查閱資
6、料】氯化鈣溶液呈中性
【進行實驗】同學(xué)們設(shè)計了如下不同的實驗方案,證明猜想二是成立的。請你幫他們填寫有關(guān)實驗步驟或?qū)嶒灛F(xiàn)象。
方案
實驗步驟
實驗現(xiàn)象
方案
一
取少量溶液于試管中,滴加紫色石蕊溶液
紫色石蕊溶液變紅色
方案
二
取少量氧化銅粉末于試管中,加入一定量的燒杯中的溶液
黑色粉末逐漸溶解,溶液變藍色
方案
三
取少量燒杯內(nèi)溶液于另一支試管中,加入碳酸鈉溶液等
產(chǎn)生氣泡
【反思交流】要使燒杯內(nèi)溶液的溶質(zhì)只含CaCl2,需要除去雜質(zhì),其中的一種方法是向燒杯中加入過量的碳酸鈣,然后過濾,該除雜原理用化學(xué)方程式表示為CaCO3+2HCl===CaCl2+
7、H2O+CO2↑。
4.(2015,蘭州)人被蚊蟲叮咬后,蚊蟲在人的皮膚內(nèi)分泌出蟻酸,使叮咬處又痛又癢。化學(xué)小組同學(xué)對蟻酸產(chǎn)生了濃厚的興趣,決定對其進行探究。
【提出問題】蟻酸的成分是什么?它有什么性質(zhì)?
【查閱資料】Ⅰ.蟻酸是一種有機酸,化學(xué)名稱叫做甲酸,化學(xué)式為HCOOH;
Ⅱ.蟻酸在隔絕空氣并加熱的條件下會分解生成兩種氧化物。
【實驗探究】
(1)向盛有蟻酸溶液的試管中滴加紫色石蕊試液,觀察到溶液顏色變成紅色,說明蟻酸溶液顯酸性。
(2)小芳同學(xué)根據(jù)蟻酸中含有H、O元素,推測出一種生成物是水。
(3)另一種生成的氧化物是氣體,小敏提出兩種猜想:
①猜想 Ⅰ:該氣體是CO
8、2;猜想 Ⅱ:該氣體是CO。
他們將蟻酸分解產(chǎn)生的氣體通過如圖的裝置。
②實驗時裝置A中無明顯變化,則猜想Ⅰ不成立(填“成立”或“不成立”);若猜想Ⅱ成立,則:
③實驗時裝置B的作用是干燥CO氣體;
④實驗時裝置C中的現(xiàn)象是黑色粉末逐漸變紅;
⑤實驗時裝置D中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為CO2+Ca(OH)2===CaCO3↓+H2O。
【討論交流】從環(huán)保角度看,該裝置存在明顯的缺陷,處理方法是在尾部放一個燃著的酒精燈。
【拓展延伸】當你被蚊蟲叮咬后,在叮咬處涂抹一些物質(zhì)可減輕痛癢。下列物質(zhì)中,你不會選擇的物質(zhì)是C。
A.蘇打水 B.肥皂
9、水
C.食醋 D.氨水
5.(2016,十堰)甲乙兩同學(xué)在學(xué)習酸的化學(xué)性質(zhì)時做了如圖所示實驗:
甲同學(xué)實驗時沒有觀察到明顯現(xiàn)象,乙同學(xué)實驗時觀察到有氣泡發(fā)生;甲乙同學(xué)將反應(yīng)完成后試管中的溶液倒入潔凈的廢液杯中,沒有觀察到明顯現(xiàn)象。
【提出問題】廢液杯中溶液的溶質(zhì)是什么?
【猜想與假設(shè)】猜想1:廢液中含有的溶質(zhì)為NaCl、CaCl2;
猜想2:廢液中含有的溶質(zhì)為NaCl、CaCl2、HCl;
猜想3:廢液中含有的溶質(zhì)為NaCl、CaCl2、Ca(OH)2(寫化學(xué)式);
【驗證與探究】甲同學(xué)取少量廢液于試管中,加入紫色石蕊試液,溶液變紅,則猜想2正確;乙同學(xué)取少量的廢液于試管
10、中,加入適量氧化鐵粉末,發(fā)現(xiàn)溶液變黃色,發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為Fe2O3+3HCl===2FeCl3+3H2O。
【表達與交流】甲乙同學(xué)都認為將該溶液直接排放會對環(huán)境造成危害,你認為處理該廢液的最佳方法是加熟石灰中和至中性。
【歸納與總結(jié)】確定反應(yīng)后溶液中溶質(zhì)的成分,除了要考慮生成物外,還要考慮生成物是否有剩余。
【拓展與延伸】乙同學(xué)在實驗完畢后查閱資料得知:少量鹽酸與碳酸鈉溶液反應(yīng)能產(chǎn)生碳酸氫鈉(反應(yīng)的化學(xué)方程式為Na2CO3+HCl===NaCl+NaHCO3),那么在【猜想與假設(shè)】中存在第4種猜想的可能,則猜想4:廢液中含有的溶質(zhì)為NaCl、CaCl2、NaHCO3(寫化學(xué)式)。
11、
6.(2016·南充)某化學(xué)興趣小組的同學(xué)在做氫氧化鈣與鹽酸中和反應(yīng)的實驗時,忘記滴加指示劑,因而無法判斷酸堿是否恰好完全反應(yīng)。于是他們對反應(yīng)后溶液中的溶質(zhì)大膽提出猜想,進行了以下探究,請你和他們一起完成下列實驗報告。
【提出問題】該溶液中的溶質(zhì)含有哪些成分?
【查閱資料】CaCl2溶液呈中性
(1)【猜想與假設(shè)】猜想Ⅰ:溶液中的溶質(zhì)只有CuCl2。
猜想Ⅱ:溶液中的溶質(zhì)有CaCl2、HCl
猜想Ⅲ:溶液中的溶質(zhì)有CaCl2、Ca(OH)2
猜想Ⅳ:溶液中的溶質(zhì)有CaCl2、Ca(OH)2、HCl
(2)請寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式Ca(OH)2+2HCl===CaCl2+2H2O
12、。經(jīng)過討論,同學(xué)們直接得出猜想Ⅳ是不正確的。為了驗證余下的哪一種猜想是正確的,同學(xué)們又做了以下實驗。
(3)【進行實驗】
實驗操作
實驗現(xiàn)象
實驗結(jié)論
①取少量反應(yīng)后的溶液于試管中,滴加酚酞試液
溶液不變紅色
猜想Ⅲ不正確
②再另取少量反應(yīng)后的溶液于另一支試管中,向里面加入適量CaCO3
有氣泡生成
猜想Ⅰ不正確
猜想Ⅱ正確
(4)有氣泡生成的化學(xué)方程式為CaCO3+2HCl===CaCl2+H2O+CO2↑。
(5)【拓展】還可以單獨用下列哪種物質(zhì)來證明上述猜想是正確的A
A.CuO B.AgNO3 C.Cu D.NaOH
反應(yīng)的化學(xué)方程式為Cu
13、O+2HCl===CuCl2+H2O。
7.(2016,江西)央視頻道《是真的嗎?》欄目中有一段視頻:將“錫紙”剪成一段兩頭寬中間窄的紙條,然后兩頭分別連接電池的正負極,觀察到“錫紙”立即燃燒。據(jù)此,小晟同學(xué)取某種“錫紙”進行了探究:
(1)“錫紙”燃燒的原因:“錫紙”兩端接入電池兩極后造成短路致使“錫紙”燃燒,從燃燒的條件分析:開始“錫紙”不燃燒但短路后卻能燃燒的原因是溫度達到著火點(填“與氧氣接觸”或“溫度達到著火點”)。
(2)探究“錫紙”中金屬的成分:“錫紙”中的金屬是錫嗎?
【查閱資料】①“錫紙”是錫箔或鋁箔和紙粘合而成;
②鋅粉是一種深灰色固體
③錫(Sn)與酸或鹽溶液
14、反應(yīng)生成+2價的錫鹽
【提出猜想】猜想Ⅰ:“錫紙”中的金屬是錫;
猜想Ⅱ:“錫紙”中的金屬是鋁;
【進行實驗】設(shè)計方案并進行實驗
實驗操作
實驗現(xiàn)象
實驗分析與結(jié)論
取打磨后的“錫紙”片放入試管中,滴加氯化鋅溶液
“錫紙”表面有深灰色固體析出
根據(jù)實驗現(xiàn)象,結(jié)合金屬活動性順序可知猜想Ⅱ(填“Ⅰ”或“Ⅱ”)成立;反應(yīng)的化學(xué)方程式為2Al+3ZnCl2===3Zn_+_2AlCl3。
【交流討論】①實驗中打磨“錫紙”的目的是除去表面的氧化物;
②下列物質(zhì)的溶液可以替代氯化鋅溶液完成上述實驗的是D(填序號)。
A.氯化銅 B.硝酸銀
C.硫酸鈉 D.硫酸亞鐵
【
15、拓展應(yīng)用】電器短路會引起火災(zāi),我們要嚴加防范。如果電器著火應(yīng)該采取的滅火方法是先切斷電源,然后用干粉滅火器撲滅或者用沙土蓋滅。
8. (2016,雅安)某化學(xué)興趣小組把金屬鈉放到硫酸銅溶液中,實驗并非如想象的有紅色銅析出,而是生成一種藍色沉淀,同學(xué)們非常好奇進行實驗探究。
(1)【提出問題】金屬鈉放到硫酸銅溶液中到底發(fā)生了怎樣的化學(xué)反應(yīng)?
(2)【查閱資料】鈉是非常活潑的金屬,能與水發(fā)生劇烈反應(yīng),并放出氣體,生成的溶液顯堿性。
(3)【實驗探究】實驗一:把一小塊擦干凈的金屬鈉放到裝有少量蒸餾水的試管中,點燃生成的氣體,聽到“噗”的一聲后燃燒起來,說明有氫氣氣體生成。
實驗二:在剩余的溶液中滴加硫酸銅溶液,發(fā)現(xiàn)有藍色沉淀。
(4)【實驗總結(jié)】實驗一中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是2Na+2H2O===2NaOH+H2↑;實驗二中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是2NaOH+CuSO4===Cu(OH)2↓+Na2SO4。
(5)【實驗拓展】興趣小組又將一小塊擦干凈的金屬鈉放入盛有FeCl3溶液的燒杯中,觀察到發(fā)生了化學(xué)反應(yīng),該反應(yīng)的化學(xué)方程式是6Na+2FeCl3+6H2O===3H2↑+2Fe(OH)3↓+6NaCl。
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