探究实验专题一、有关反应条件的探究(催化剂)1．研究学习小组选择“H2O2生成O2的快慢与什么因素有关”的课题进行探究,以下是他们探究的主要过程:【假设】H2O2生成O2的快慢与催化剂种类有关【实验方案】常温下，在两瓶相同体积的H2O2溶液中分别加入相同质量MnO2和红砖粉,测量各生成一瓶(相同体积)O2所需要的时间。【进行实验】右下图是他们进行实验的装置图,气体发生装置中A仪器名称是:,此实验中B处宜采用的气体收集方法是:。【实验记录】实验编号12反应物6%H2O26%H2O2催化剂1g红砖粉1gMnO2时间152s35s【结论】该探究过程得出的结论是______________________________________。【反思】H2O2在常温下分解缓慢,加入MnO2或红砖粉后反应明显加快,若要证明MnO2和红砖粉是该反应的催化剂,还需要增加实验来验证它们在化学反应前后的和是否改变。H2O2生成O2的快慢还与哪些因素有关?请你帮助他们继续探究。(只要求提出假设和实验方案)【假设】______________________________________。【实验方案】____________________________________________。你若还能提出新的合理的假设和实验方案【假设】____________________________________________。【实验方案】___________________________________________2、为了探究燃烧的条件，小军查阅资料得知：白磷的着火点为40℃，红磷的着火点为240℃,五氧化二磷会刺激人的呼吸道。他设计了如图18所示的实验装置。将分别盛有少量白磷和少量红磷的两支试管，放入到盛水的烧杯中，另将少量白磷直接投入到烧杯的水中。观察到的实验现象如下：①试管中的白磷燃烧，产生大量的白烟；②试管中的红磷不燃烧；⑧烧杯中的白磷不燃烧。(1)白磷燃烧的化学方程式为(2)分析实验现象，得出结论。由现象①②得到的燃烧条件是由现象①③得到的燃烧条件是(3)请举一例说明燃烧必须有可燃物参加。(4)请你根据小军查阅的资料和实验现象，指出他设计的装置有何不足。8\n二、物质的性质3、小新拿来一片黄色的金属向同学们炫耀说他捡到了黄金。小宝说他曾在网上看到过，有一种铜锌合金外观与黄金相似，常被误认为是黄金。于是他与小新开始探究。【提出问题】：这块黄色的金属是黄金？还是铜锌合金？【提出猜想】：①小新认为是黄金②小宝认为是铜锌合金【查阅资料】：合金中的金属保持各自的化学性质，金在高温下不与氧气反应，锌在高温下与氧气反应生成白色固体。【设计实验】：①小新设计的实验是：截取一小片黄色的金属放在石棉网上用酒精灯加热；②小宝设计的实验是：截取一小片黄色的金属放入硝酸银溶液中。【现象与结论】①小新在实验中观察到黄色的金属变黑，则他的猜想对吗？黑色物质是②小宝在实验中能观察到的现象写出反应的化学方程式【反思与应用】①假如你的观点和小宝的观点相同，你还可以设计一个实验是：截取一小片黄色的金属放入溶液中②你设计的实验中观察到的现象是4、同学们一起探究铝、铁、铜三种金属的活动性，小刚同学设计了用铜丝、铁丝、铝丝和稀盐酸，只用一只试管，取一次盐酸的探究方案。请你和他们一起完善下表的探究方案并回答有关问题。（1）填表实验步骤观察到的现象①在试管中取少量盐酸，插入铁丝，充分作用。②在①所得的溶液中，插入，充分作用。无明显现象③在②所得的溶液中插入，充分作用。结论：金属活动性Al＞Fe＞Cu(2)将铝丝插入前应进行的操作是；（3）小华同学认为在小刚设计的方案中，只要补充一个实验，就可得出Al＞Fe＞H＞Cu的结论。小华要补充的实验是；（4）小强同学认为要得到Al＞Fe＞H＞Cu的结论，不必做补充实验，中需将小明同学方案中插入金属的顺序调整即可，你认为调整后插入金属的顺序是。5、某研究性学习小组在实验中发现：不仅碱溶液可以使酚酞溶液变红，Na2CO3溶液也能使酚酞溶液变红。碱溶液可以使酚酞溶液变红，是因为碱在水溶液中解离出了OH-，那么Na2CO38\n溶液中究竟是哪种粒子可以使酚酞溶液变红呢？他们设计了下图3个实验，请你和他们一起探究。⑴实验Ⅰ可以证明。⑵实验Ⅱ加入蒸馏水的目的是。小组内有同学认为实验Ⅱ没必要做，你认为他们的理由是。⑶实验Ⅲ滴入K2CO3溶液，振荡，酚酞溶液变红，向变红后的溶液中再逐渐滴入过量的CaCl2溶液，红色逐渐消失，同时还观察到现象。由实验Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ得出结论：CO32-可以使酚酞溶液变红。⑷小组同学在与老师交流上述结论时，老师说：“其实Na2CO3溶液能使酚酞溶液变红也是由于溶液中存在OH-。”你认为Na2CO3溶液存在OH-的原因是。6、实验室中有一瓶标签破损的固态铵盐，它可能是NH4Cl、NH4NO3、NH4HCO3、（NH4）2SO4中的一种，请利用下图所示的溶液进行实验探究．【提出猜想】猜想①：该铵盐是NH4Cl猜想②：该铵盐是 _________ 猜想③：该铵盐是NH4HCO3猜想④：该铵盐是（NH4）2SO4【实验探究】步骤一：取少量样品放入试管中，没有嗅到强烈的氨味，加入适量水溶解得到无色液体，选用图中的 _________ 溶液滴入试管中，无气泡放出，则猜想③不成立．步骤二：在步骤一所得的溶液中，滴加图中的Ba（NO3）2溶液，没有白色沉淀生成，则猜想 _________ 不成立．步骤三：另取适量样品放入试管中，加水溶解配成溶液，滴加图中的 _________ 溶液，有白色沉淀生成，则猜想 _________ 成立．【拓展应用】铵盐可作氮肥，它会与碱性物质发生化学反应，请写出硝酸铵溶液与氢氧化钠溶液在加热条件下反应的化学方程式 _________ ，所以在农业生产中，为避免降低肥效，铵态氮肥不要与碱性物质混合施用．8\n三、物质成分的探究7、期末化学实验老师整理药品时，拿出一瓶久置的氢氧化钙粉末[Ca(OH)2]，他让小刘和小赵对这瓶氢氧化钙粉末的组成进行实验探究。（1）提出问题：这瓶氢氧化钙是否已经生成碳酸钙(CaCO3)而变质？（2）进行猜想：A：氢氧化钙全部变为碳酸钙；B：氢氧化钙部分变为碳酸钙；C：氢氧化钙没有变质。（3）设计实验方案、进行实验：下表是对猜想A进行实验探究的过程示例：实验步骤实验现象实验结论取样，加适量水，搅拌，过滤①取少量滤液于试管中，滴入酚酞试液②取少量滤渣于试管中，加入盐酸①滤液不变色②有气泡产生氢氧化钙全部变为碳酸钙请你另选择一种猜想参与探究，完成下表。实验步骤实验现象实验结论取样，加适量水，搅拌，过滤①取少量滤液于试管中，滴入酚酞试液②取少量滤渣于试管中，加入盐酸①②（4）原理与用途：①氢氧化钙俗称，农业上一般采用氢氧化钙改良性土壤（选填“酸”或“碱”）。②氢氧化钙变质是由于与空气中的发生反应的缘故，反应的化学方程式是：，因此氢氧化钙应保存。8、某活动小组的同学查阅资料得知，传统腌制松花蛋的主要配料是氧化钙、纯碱和食盐。小组同学将这三种物质混合后加入适量的水搅拌、过滤得滤渣和滤液，对滤液中溶质的成分进行探究：【猜想与假设】甲同学认为：可能是NaCl、Na2C03、Ca(OH)2乙同学认为：可能是NaCl、NaOH、Na2C03丙同学认为：可能是NaCl、NaOH、Ca(OH)2丁同学认为：可能是NaCl、NaOH【交流与评价】经过讨论，大家一致认为______同学的猜想不合理。理由一是_________________；理由二是_______________________________【活动与探究】乙同学取原滤液向其中倾倒一定量的稀盐酸观察到有大量气泡产生，于是得出该滤液中的溶质是NaCl、NaOH、Na2C03的结论，证实了自己的猜想。丙同学取原滤液向其中加入Na2C03溶液无现象，据此否定了自己的猜想；他又重新取原滤液，向其中加入CaCl2溶液观察到_________________，得出了和乙同学相同的结论。丁同学为了验证上述结论也取原滤液向其中滴加了少量稀盐酸，却发现无气泡产生。【解释与结论】大家经过分析找出了丁同学所用试剂与乙同学相同，却没有看到气泡的原因。你认为可能的原因是_______________________________________。经过上述四位同学的共同努力，大家终于对滤液中溶质的成分得出了正确结论。8\n四、酸碱反应程度9、某化学课堂围绕“酸碱中和反应”，将学生分成若干小组，在老师引导下开展探究活动。以下是教学片段，请你参与学习并帮助填写空格(包括表中空格)。【演示实验】将一定量的稀H2SO4加入到盛有NaOH溶液的小烧杯中。【学生板演】⑴该反应的化学方程式 ______________________________________ 。【提出问题】实验中未观察到明显现象，部分同学产生了疑问：反应后溶液中溶质是什么呢?【假设猜想】⑵针对疑问，太家纷纷提出猜想。甲组同学的猜想如下：猜想一：只有Na2SO4 猜想二：有Na2SO4和H2SO4 猜想三：有Na2SO4和NaOH 猜想四：有Na2SO4、H2SO4和NaOH乙组同学对以上猜想提出质疑，认为有一种猜想是不合理的。不合理的猜想是 ________ 。【实验探究】⑶①丙组同学取烧杯中的溶液少量于试管中，滴加几滴CuSO4溶液，无明显变化，溶液中一定没有 ________ 。②为了验证其余猜想，各学习小组利用烧杯中的溶液，并选用老师提供的pH试纸、铜片、BaC12溶液、Na2CO3溶液，进行如下三个方案的探究。§【得出结论】通过探究，全班同学一致确定猜想二是正确的。【评价反思】老师对同学们能用多种方法进行探究，并且得出正确结论给予肯定。同时指出【实验探究】⑷②中存在两处明显错误，请大家反思。同学们经过反思发现了这两处错误：①实验操作中的错误是______________________ 。②实验方案中也有一个是错误的，错误的原因是 ________________________________________ 。五、二氧化碳的性质10、有些化学反应有明显的现象，有些化学反应必须借助一定的装置来判断反应是否发生。在探究CO2和NaOH是否发生化学变化时，某校化学探究小组的同学设计了以下四种实验装置。8\n（1）请简单描述上述四种装置中的实验现象：同学从中得到启发，也设计了如下实验装置进行探究：A现象为，B现象为，C现象为。（2）为了进一步证实CO2与NaOH溶液已经发生了反应,他们设计了如下方案:取上述实验后的溶液,第一组同学滴加,现象为；第二组同学滴加,现象为。他们虽然看到的现象不同,但都可以证实CO2与NaOH溶液已经发生了反应。11．（2022河北）小红为大家做了一个“燃纸成铁”的趣味实验。将一张滤纸（组成元素为C,H,O)用FeCl3浓溶液润湿，在酒精灯上烘干后点燃，滤纸变黑、红热，最终生成黑褐色物质。小红告诉大家：黑褐色物质中含有铁单质。【提出问题】黑褐色物质中真的含有铁单质吗？【探究过程】(1)小红先从反应物分析，因为所以反应后可能生成铁单质。(2)为获得实验证据，小红做了实验1实验1：将黑褐色物质放入稀盐酸中，发现有连续微小气泡产生。若黑褐色物质中含有铁单质，则反应的化学方程式为(3）小明提出疑问：由反应物的组成分析，能与稀盐酸反应产生气泡的物质不一定是铁单质，还可能是；小红通过查阅资料得知，在高温条件下不可能生成此类物质。(4）小明仍有疑问：实验1中产生的气泡也可能是滤纸碳化后吸附的空气。为此，小红又做了实验1的对比实验：观察到有微小气泡产生但很快停止，证明实验1中的连续气泡确实是由铁单质与稀盐酸反应产生的。(5）为进一步证明黑褐色物质中有铁单质，小红又做了实验2,实验2：将黑褐色物质放入溶液中，观察到【得出结论】通过以上探究，证明黑褐色物质中确实含有铁单质。8\n【拓展探究】请再用一种方法证明黑褐色物质中含有铁单质：12．（2022•连云港）一化学兴趣小组对某月饼包装盒中的“脱氧剂”很好奇，他们观察到“脱氧剂”外包装标注的成分为铁粉、活性炭和氯化钠，打开发现灰黑色的固体中还夹杂着少量红棕色粉末．【资料获悉】铁系“脱氧剂”的作用原理是利用铁能被氧气氧化，从而达到除氧保鲜的目的．【教师指导】铁被氧气氧化最终产物为红棕色的Fe2O3（其他产物忽略不计）．【探究目的】小组同学欲探究该“脱氧剂”是否已经失效（即单质铁是否已经完全被氧化），并测定各成分的质量分数，设计了以下探究实验．【实验探究】步骤1：小刚用磁铁接近样品，发现磁铁吸引了部分黑色固体．步骤2：称取10.00g样品与一烧杯中，加足量水充分搅拌溶解后，过滤，将滤渣洗涤、干燥、称得其质量为7.28g．步骤3：按如下装置，将得到的7.28g固体与足量稀硫酸反应，用电子秤称得反应前后总质量差为0.15g．步骤4：将锥形瓶中反应后的液体过滤，并将滤渣洗涤、干燥后，称得其质量为1.20g．【交流讨论】（1）由步骤1得出的结论是．（2）步骤2目的是 溶解样品中氯化钠 ，检验该滤液中溶质的方法是．（3）步骤3中仪器A的名称为．小明认为0.15g差值即为H2的质量，并由此计算出样品中单质铁的质量为4.20g．8\n小华提出在装置的a导管处应该再连接一个盛有碱石灰的干燥管，他这样做的理由是．（4）如果步骤4中滤渣没有经过洗涤，则称得的质量1.20g（填“＞”或“=”或“＜”）【教师指导】样品在稀硫酸中除了Fe、Fe2O3分别能与稀硫酸反应外，还存在反应：Fe+Fe2（SO4）3=3FeSO4．因此，小明用产生H2的质量计算样品中铁的质量不合理．实际上，样品中单质铁的质量应该是与酸反应消耗的铁和与Fe2（SO4）3反应消耗铁的质量总和．【学生实验】小红将步骤3的装置进行了改进，重新称取10.00g样品进行实验，并准确测得固体与足量稀硫酸反应前后总质量差为0.14g．【数据处理】由于反应过程较复杂，小组同学在老师的帮助下，推算出与Fe2（SO4）3反应消耗铁的质量为0.56g．【请你参与】（1）写出Fe2O3与稀硫酸反应的化学方程式．（2）请根据以上数据，计算该样品中各成分的质量分数．8
