第27讲 专题五 实验探究一、选择题1．(2022，温州)法拉第曾以《蜡烛的故事》为题为青少年连续开展了多次报告。下列列举了报告中涉及的问题及对问题的回答，其中“对问题的回答”属于“设计实验方案”的是(D)选项问题对问题的回答A吹灭蜡烛时产生的白烟是什么？主要成分是烛油蒸气B火焰为什么向上？热气流上升，形成对流C火焰明亮的原因是什么？与火焰中有碳颗粒有关，碳颗粒会影响火焰明亮程度D火焰不同部位温度高低如何比较？用一张纸在火焰中心一掠，观察纸上留下的火痕特点2.(2022，辽阳)下列实验方案中，能达到目的的是(B)选项实验目的实验方案A分离氯化钙和氯化镁的混合溶液加适量氢氧化钙溶液，充分反应后过滤B检验氢氧化钠溶液已部分变质取少量溶液，滴加足量的氯化钡溶液，过滤，向滤液中滴加酚酞溶液C除去二氧化碳中混有的一氧化碳将混合气体通过灼热的铜网D粗略测定空气中氧气的含量用硫粉代替红磷在空气中燃烧3.(2022，苏州)通过下列图示实验得出的结论中正确的是(B)A．图1所示实验既说明甲烷具有可燃性，又说明甲烷中含有碳、氢两种元素B．图2所示实验既说明二氧化碳密度比空气大，又说明二氧化碳不能燃烧也不支持燃烧C．图3所示实验既说明电解水生成氢气和氧气，又说明水是由氢气和氧气组成的D．图4所示实验既可探究可燃物的燃烧条件，又说明红磷不是可燃物4．(2022，抚顺模拟)下列实验方案的设计中，没有正确体现对比这种科学思想的是(D)7\n5．(2022，昆明)下列四种说法正确的有(A)①用点燃的方法除去CO2中少量的CO②用上图装置测定空气中O2的含量时，不能用硫磺代替红磷③lg金属a和lg金属b分别与足量酸充分反应，产生氢气的质量比等于b和a的相对原子质量之比④一定质量的某有机物充分燃烧，消耗48g氧气生成44g二氧化碳和27g水，说明该有机物的组成中不含氧元素A．1种B．2种C．3种D．4种二、实验探究题6．(2022，德州)在浓硫酸的催化作用下，固体草酸(H2C2O4)受热分解生成碳的氧化物和水。某化学课外兴趣小组对生成物中碳的氧化物种类进行了如下实验探究：【提出问题】生成物中有哪几种碳的氧化物？【猜测】猜想1猜想2猜想3只有CO只有__CO2__含有CO和CO2【设计实验】基于猜想3，依据CO和CO2的性质，兴趣小组同学设计了如下实验：【实验探究】(1)观察到__A__(填字母)装置中的澄清石灰水变浑浊，证明草酸分解有CO2气体生成。(2)有两种实验现象都能分别证明草酸分解的气体中含有CO：①C装置中澄清石灰水不变浑浊，F装置中__澄清石灰水变浑浊__；②E装置中出现__黑色粉末变成红色__的现象。7\n【实验结论】通过实验探究证明：猜想3成立。草酸分解的化学方程式是__H2C2O4CO↑＋CO2↑＋H2O__。【问题讨论】(1)B装置的作用是__除去气体中的二氧化碳，避免对气体中一氧化碳的检验造成干扰__；D装置的作用是__除去混合气体中的水蒸气__。(2)装置末端酒精灯的作用是__点燃尾气中的一氧化碳，防止污染空气__。7．(2022，孝感)做完氢氧化钠与稀硫酸中和反应的实验后，兴趣小组的同学对反应后溶液中的溶质成分产生了兴趣，请你与他们一起进行以下探究。【提出问题】溶液中的溶质是什么物质？【作出猜想】(1)甲同学认为溶液中的溶质只有Na2SO4一种物质。(2)乙同学认为溶液中的溶质是Na2SO4和__H2SO4(或硫酸)__两种物质。(3)丙同学认为溶液中的溶质是Na2SO4和NaOH两种物质。【查阅资料】①Na2SO4溶液显中性。②Al与强碱NaOH溶液反应生成偏铝酸钠(NaAlO2)等物质。【实验验证】实验操作实验现象实验结论乙同学实验取中和反应后的溶液少许于试管中，将表面反复打磨后的铝片放入试管的溶液中铝片逐渐溶解，并有大量气泡冒出，收集气体点燃，火焰呈淡蓝色猜想(2)成立丙同学实验取中和反应后的溶液少许于试管中，向试管中滴加几滴无色酚酞试液溶液变红色猜想(3)成立 【总结反思】丁同学根据乙、丙两位同学的实验现象，首先肯定猜想(1)不成立。经过进一步分析，丁同学认为猜想(2)也不成立，他的理由是__滴入酚酞试液后，溶液变红色，说明溶液呈碱性，溶液中不可能含有硫酸__。兴趣小组的同学经过充分讨论，一致认为猜想(3)成立。【知识拓展】(1)生活中能否用铝制品来盛放强碱性溶液？__不能__(填“能”或“不能”)。(2)乙同学的实验中铝片与__NaOH(或氢氧化钠)__溶液发生了反应，请写出铝与该溶液发生反应的化学方程式__2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑__。8．(2022，辽阳模拟)某校化学兴趣小组同学在实验室整理药品时，发现氢氧化钠溶液的试剂瓶未塞瓶塞，且试剂瓶口周围有一些白色固体，他们怀疑氢氧化钠已经变质，于是进行了如下实验探究。【提出问题】氢氧化钠溶液是否变质？【查阅资料】氯化钠溶液、氯化钡溶液呈中性。【实验探究】小王、小李两同学分别设计了不同方案并加以实验。实验步骤实验现象结论小王用pH试纸测溶液的pH溶液的pH>7说明氢氧化钠溶液没有变质7\n小李取少量溶液于试管中，加入适量氯化钡溶液A说明氢氧化钠溶液已经变质(1)小李同学认为小王同学的结论不科学，其理由是__氢氧化钠变质后生成的碳酸钠溶液的pH也大于7__。(2)小李同学的实验中观察到的实验现象A为产生白色沉淀。该反应的化学方程式为__BaCl2＋Na2CO3===BaCO3↓＋_2NaCl__。(3)小张同学认为氢氧化钠溶液只是部分变质。为确定小张同学的猜想，应该对小李同学的实验进行如下改进：向试管中加入__过量__的氯化钡溶液，再向试管中滴加酚酞试液，通过观察溶液颜色变化来检验该溶液是否含有氢氧化钠。(4)小王同学在测定溶液pH实验中，由于紧张先将pH试纸润湿后再去测氢氧化钠溶液的pH，你认为他测出该溶液的pH会__偏小__(填“偏大”“偏小”“不变”)。【反思】(5)该氢氧化钠溶液变质的原因是__2NaOH＋CO2===Na2CO3＋H2O__(用化学方程式表示)。【拓展应用】(6)要证明氢氧化钠溶液是否变质，你认为还可使用与小李实验所加试剂不同类别的试剂是__HCl__(填一种试剂即可，用化学式填写)。(7)若要除去上述变质的氢氧化钠溶液中的杂质应加入适量的__Ca(OH)2__(填化学式)溶液而除去。9．(2022，兰州)人被蚊虫叮咬后，蚊虫在人的皮肤内分泌出蚁酸，使叮咬处又痛又痒。化学小组的同学对蚁酸产生了浓厚的兴趣，决定对其进行探究。【提出问题】蚁酸的成分是什么？它有什么性质？【查阅资料】(1)蚁酸是一种有机酸，化学名称叫做甲酸，化学式为HCOOH；(2)蚁酸在隔绝空气并加热的条件下会分解生成两种氧化物。【实验探究】(1)向盛有蚁酸溶液的试管中滴加石蕊溶液，观察到溶液的颜色变成__红__色，说明蚁酸溶液显酸性。(2)小芳同学根据蚁酸中含有__氢__元素，推测出蚁酸在隔绝空气加热条件下的一种生成物是水。(3)另一种生成的氧化物是气体，小敏提出来两种猜想：①猜想1：该气体是CO2。猜想2：该气体是__CO__。他们将蚁酸分解产生的气体通过下图的装置。②实验时装置A中无明显变化，则猜想1__不成立__(填“成立”或“不成立”)。若猜想2成立，则：③实验时装置B的作用是__干燥CO气体__。④实验时装置C中的现象是__黑色固体变为红色__。⑤实验时装置D中发生反应的化学方程式为__Ca(OH)2＋CO2===CaCO3↓＋H2O__。7\n【讨论交流】从环保角度看，该装置存在明显的缺陷，处理方法是__在D的出口处点一个酒精灯__。【拓展延伸】当你被蚊虫叮咬后，在叮咬处涂抹一些物质可减轻痛痒。下列物质中，你不会选择的物质是__C__。A．苏打水B．肥皂水C．食醋D．稀氨水10．(2022，北京)众所周知，酚酞溶液遇NaOH溶液变红。但是，在分组实验中(如下图所示)，出现了意想不到的现象：有的溶液变红后褪色；有的出现白色浑浊物。【提出问题】分组实验中，出现意想不到的现象的原因是什么呢？【查阅资料】酚酞溶液由酚酞固体溶于酒精配制而成。【猜想与假设】Ⅰ.红色褪去，与溶液和空气中的CO2反应有关。Ⅱ.红色褪去，与NaOH溶液的浓度有关。Ⅲ.出现白色浑浊物，与酚酞溶液的浓度有关。【进行实验】实验实验操作实验现象1向盛有2mLNa2CO3溶液的试管中滴加5滴0.5%的酚酞溶液溶液变红21号试管0.1min红色褪去；2号试管5min红色褪去；3号试管30min红色明显变浅；4号试管120min红色无明显变化3取3支试管，分别加入2mL水，……酚酞溶液浓度/%浑浊程度5大量浑浊物2少量浑浊物0.5无浑浊物 【解释与结论】(1)NaOH与CO2反应的化学方程式为__2NaOH＋CO2===Na2CO3＋H2O__。7\n(2)实验1的现象表明，猜想与假设Ⅰ__不成立__(填“成立”或“不成立”)。(3)由实验2得出结论：出现“溶液变红后褪色”现象的原因是__与NaOH浓度有关，浓度过高会使酚酞褪色__。(4)实验3的操作步骤：取3支试管，分别加入2mL水，__再分别滴加5滴5%、2%、0.5%的酚酞溶液__。【反思与评价】(5)依据现有实验，为了确保红色不变，若酚酞溶液浓度为0.5%，建议选用NaOH溶液的浓度为__0.5__%。(6)有同学认为，仅通过实验3得出“猜想与假设Ⅲ成立”证据不足，理由是__没有考虑NaOH的影响__。11．(2022，营口模拟)研究性学习小组在实验室进行了化学实验，向一盛有镁和铜混合物的烧杯中加入一定量的稀盐酸，充分反应后，观察到烧杯中有固体剩余，对反应后所得溶液中溶质的成分进行探究。写出上述烧杯中发生反应的化学方程式__2HCl＋Mg===MgCl2＋H2↑__。对反应后所得溶液中溶质的成分进行猜想，请你再补充一种猜想。【猜想】小光猜想：溶质为氯化镁；小红猜想：溶质为氯化铜和氯化镁；你的猜想：溶质为__氯化镁和氯化氢__。【讨论】你认为__小红__的猜想不合理，理由是__由于铜的活动性在氢后面，所以铜不能与盐酸反应，溶质中不可能有氯化铜__。【实验】若你的猜想正确，设计一种实验方案证明你的猜想并完成下表：实验步骤实验现象实验结论取少量反应后溶液，__滴加几滴石蕊试液__溶液变红色你的猜想正确【应用】如果你的猜想正确，把该废液倒入铁质下水管道可能造成的危害__腐蚀下水道__(写一条)。12．(2022，荆州)某同学在实验室发现了一瓶标签残缺的无色溶液﹙如图甲所示﹚，为确认其中的溶质，他设计并进行了如下探究活动，请回答下列问题。【猜想与假设】其溶质可能为NaCl、NaOH、Na2CO3和NaHCO3中的一种。【资料查阅】上述四种物质的相关信息如下：物质NaClNaOHNa2CO3NaHCO3常温下的溶解度/g3610921.59.6常温下其稀溶液的pH713119【探究过程】如图乙所示，在操作①后可确定溶质不是NaCl，则其实验现象应是__石蕊试液变成蓝色__；在进行操作②时有无色无味的气体产生，由此又可排除假设物质中的__氢氧化钠__。【探究结论】7\n你认为该溶液中的溶质可能是上述假设物质中的__碳酸钠__，你的判断依据是__碳酸氢钠饱和溶液的质量分数不可能达到10%，而碳酸钠溶液可以。【探究反思】(1)若上述探究结论是正确的，操作②产生的气体应是__CO2__(写化学式)，实验室检验该气体的实验操作及现象是__将气体通入澄清石灰水，石灰水变浑浊__。(2)另有同学猜想其中的溶质还可能是Na2SO4，但又没有Na2SO4的上述列表信息。请你根据以上实验操作的相关现象，判断该溶液中的溶质是否是Na2SO4，并叙述理由：__不是Na2SO4，因为操作①中滴加石蕊试液变成蓝色，则溶质不是硫酸钠__。7
