中考化学复习讲义专题综合实验探究2223.pdf

1 专题 综合实验探究 一、解题方法指导 1抓好基础：综合性实验探究题看似文字繁多，涉及的化学知识比较宽泛，表面看起来题型很多，变化多样，实际上多是以课本中重要的化学实验所涉及的原理、方法等为载体，考查化学基础知识和实验技能。因此，把握好教材中的重点实验是解决此类问题的基础。2认真读题，找出探究内容：综合性实验探究题一般题目较长，需要我们沉下心来，仔细读题，在答题时一定要通读全题，找出需要探究的问题，这样才能做到心中有数，避免盲目答题。切忌断章取义，做一空，读一段。3仔细审题，发掘有效信息：在通读全题的前提下，一定要针对题中的每一个问题仔细审题，找出题干中的关键字、词、关键的实验现象以及重要的提示（如题中的“查阅资料”等）。从中发掘出有效信息，为顺利作答奠定坚实的基础。二、真题回顾 1（2016 长沙中考）在学了生活中常见盐的性质以后，某校化学兴趣小组的同学开展了测定 Na2CO3和NaCl 混合固体中 Na2CO3含量的探究实验，他们设计了如下的实验方案：如图甲所示（铁夹夹持的仪器是注射器），把一定量的混合物与足量稀硫酸反应后，测定产生的二氧化碳气体的体积，检查该装置的气密性的方法是：；小明同学提出用图乙代替图甲中的收集装置，则所测 CO2气体的体积 （填“偏大”、“偏小”、“不变”）；有同学对乙装置中的缺陷提出三种改进方案。A 方案：将广口瓶中的水改为饱和的 CO2水溶液；B 方案：将广口瓶中的水改为氢氧化钠稀溶液；C 方案：在广口瓶中的水面上覆盖一层植物油你认为错误的方案是 （填字母代号）；广口瓶内原有的空气对实验结果 （填“有”或“没有”）影响；小宇同学用图丙装置测定 CO2的质量 则图丙实验装置主要存在哪些缺陷？这些缺陷对实验结果有何影响？请写出其中两点主要缺陷及对实验结果的影响。；。2 2（2017 长沙中考）某同学为了探究木炭和氧化铜在高温条件下生成的气体产物的成分，提出了如下猜想：a可能是二氧化碳；b可能是一氧化碳。并设计如图所示装置进行实验，预期的实验现象及结论如下：若澄清的石灰水变浑浊，则气体为二氧化碳；若澄清的石灰水不变浑浊，则气体为一氧化碳。请你分析并回答：该同学的猜想是否严谨？请你说明理由：_；设计一个实验，验证中你的理由。请简述你的实验方案_；该实验装置存在的缺陷是 ；反应结束时，停止实验的操作步骤是 ；实验后发现试管内壁上附着不易用试管刷洗净的固体生成物，清洗试管的方法是 。3（2018 长沙中考）在小英家的仓库里，堆放着一袋袋化肥碳酸氢铵（NH4HCO3）。过了一个夏天，小英发现这种化肥所特有的刺激性气味变得更浓烈了，有些化肥袋里碳酸氢铵变少了。检查发现，变少的化肥包装袋没有密封，化肥也没有撒落在地上，更没有人进过仓库开袋使用。为了探究这些化肥减少的原因，小英在实验室取了一些碳酸氢铵粉末，放在蒸发皿中加热，过一会儿观察到粉末完全消失，同时也闻到了这种刺激性气味。粉末为什么会消失呢？【提出问题】碳酸氢铵粉末消失的原因是什么?【猜 想】碳酸氢铵在不加热或加热条件下由固态变成它的气态。碳酸氢铵在不加热或加热条件下发生分解反应，可能产生的物质有氨气和一些氧化物。【查阅资料】碳酸氢铵属于氮肥，不具有升华的性质，说明上述猜想 (填序号)不成立；氨气(化学式 NH3)具有特殊的刺激性气味，极易溶于水，其水溶液显碱性，但干燥的 氨气不能使干燥的红色石蕊试纸变蓝；NO2为红棕色气体，NO 为无色气体，在空气中易发生反应：2NO+O2=2NO2。图一 图二 3【实验操作、现象与结论】实验操作 实验现象 实验结论 取适量碳酸氢铵于试管中加热，如图一所示，将干燥的红色石蕊试纸接近导管口 产生强烈的刺激性气味,试管壁上有无色液滴且试纸变蓝，但未见红棕色气体 分解产物中有 没有 按如图二所示装置继续实验，直到反应完全 澄清石灰水变浑浊 分解产物中有 【应用】利用氨气的化学性质，请写出实验室检验氨气的方法（写出实验操作、现象、结论）：；如果你家里有碳酸氢铵化肥。你应该如何保存？。4（2019 长沙中考）小华同学通过阅读课外资料得知，潜水艇中常用过氧化钠(Na2O2)作为供氧剂，有关反应的化学方程式为：2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2，2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2。于是他用如图所示装置来制取 CO2并验证其与 Na2O2的反应：(1)装置 B 的作用是 。(2)反应一段时间后，装置 E 中收集到的气体主要是 。反应后装置 C 硬质玻璃管中固体的成分是什么?小华为此又进行了如下探究：【想与假设】猜想一：Na2CO3 猜想二：Na2CO3和 Na2O2 猜想三：Na2CO3和 NaOH 你认为还可能是：。【设计实验】实验操作 实验现象 实验结论 取少量样品于试管中，加入足量的水，振荡 固体完全溶解，样品中一定没有 Na2O2 取少量实验所得溶液于另一试管中，加入过量的 BaCl2溶液，振荡 有白色沉注产生 猜想三正确 取少量实验所得上层清液于另一试管中，加入 溶液，振荡 有白色沉定产生 【反思与评价】反应后装置 C 硬质玻管中的固体含有 NaOH，原因可能是 。三、常考题型分类 4 题型一、反应后物质成分的探究 能写出反应方程式时对生成物组成的探究 解题指导：解答此类综合探究题时在注意生成物的同时还要考虑反应物是否剩余。具体可参考下面步骤：找出实验过程中的化学变化，写出相应的化学方程式；根据“生成物一定有，反应物可能有剩余”的原则判断反应后溶液中溶质可能存在的情况；通过检验某些关键物质从而确定溶质的具体组成。【例 1】（2019宁夏改编）某实验小组的同学们在进行“二氧化碳的实验室制取和性质”的实验活动时，选取上述装置制取二氧化碳气体后，产生了许多废液。于是他们在课外兴趣小组活动时对废液的成分进行了如下探究：【提出问题】废液的主要成分是什么？【猜想与假设】小红的猜想：废液中只有 CaCl2；小丽的猜想：废液中还有 HCl。【查阅资料】CaCl2溶液呈中性。【设计与实验】小红做了一组对比实验：取等质量的废液和 CaCl2溶液分别于两支试管中，各滴加 2 滴酚酞溶液后，发现溶液都不变色，认为自己的猜想是正确的。大家经过讨论，认为小红的猜想不正确，理由是 。针对小丽的猜想，同学们进行了如下实验探究：实验方案 一 二 三 实验操作 预期的现象 与标准比色卡对比 pH7 白色沉淀 实验结论 废液中含有 HCl 废液中含有 HCl 废液中含有 HCl 小牛对上述探究活动思考后，认为利用酸的化学性质还可以设计不同方案探究小丽的猜想：操作步骤 预期的现象 实验结论 取适量废液于试管中，加入 。废液中含有 HCl【解释与结论】同学们根据以上实验，讨论得出废液的主要成分是 CaCl2和 HCl。【评价与反思】实验结束后，同学们对探究活动进行了如下反思：小强认为方案一中存在操作错误，错误的操作是 。小敏认为方案三不足以证明废液中含有 HCl，理由是 。大家一致认为实验后的废液不能直接排放，理由是 （写一点）。要想从废液中得到 CaCl2固体，可采用的方法是 。【精选习题】5 1（2019西宁）某校化学兴趣小组在探究“酸碱盐的相关性质”时，做了如图一所示的两个实验，实验结束后，小组同学将两支试管中的废液同时倒入一个洁净的烧杯中（如图二所示），观察到有气泡产生，为确认烧杯内溶液中溶质的成分，同学们进行了如下探究。【查阅资料】Na2SO4溶液、NaCl 溶液呈中性。【提出猜想】猜想 1：Na2SO4、NaCl；猜想 2：Na2SO4、NaCl 和 ；猜想 3：Na2SO4、NaCl 和 H2SO4；猜想 4：Na2SO4、NaCl、H2SO4和 Na2CO3。【交流讨论】小强同学认为猜想 4 一定是错误的，他的理由是：（用化学方程式表示）。【进行实验】小明同学设计如下两个实验方案：实验步骤 实验现象 实验结论 方案一 取少量烧杯中的溶液于洁净的试管中，加入几滴紫色石蕊溶液 猜想 3 正确 方案二 取少量烧杯中的溶液于洁净的试管中，加入少量铁粉 请写出方案二中有关反应的化学方程式 。【反思与总结】分析反应后溶液中溶质成分，除要考虑生成物外，还需考虑反应物是否过量。2（2017 广东）某同学进行如图两个实验。(1)甲实验中反应的化学方程式为 。(2)乙实验观察到的现象是 ，溶液由蓝色变成无色。(3)把甲、乙反应后的溶液倒入同一烧杯，发现有白色沉淀生成。他决定对白色沉淀的成分进行探究。6【查阅资料】硫酸钡不溶于酸。【提出猜想】白色沉淀为：；Mg(OH)2和 BaSO4；Mg(OH)2和 MgCO3。【实验方案】实验操作 实验现象与结论 过滤、洗涤白色沉淀备用；向白色沉淀加入盐酸至过量 若沉淀全部溶解，且无其它现象，猜想成立；其化学反应方程式为 。若 且无气体产生，猜想成立。若沉淀完全溶解，猜想成立。【拓展与思考】如果猜想成立，产生此结果的原因是做甲实验时 ；上述白色沉淀的成分不可能出现的组合是 Mg(OH)2、MgCO3和 BaSO4，原因是：。3（2017 娄底）娄底人在端午节有吃皮蛋的习俗。某化学课外小组的同学查阅资料后得知，腌制皮蛋的主要原料有：生石灰、纯碱和食盐。同学们向这三种物质中加入适量水，充分搅拌，过滤，对滤液中溶质的成分进行探究。小组同学讨论后一致认为，滤液中的溶质一定含有 NaCl 和_。(写化学式)【提出问题】滤液中还可能含有哪些溶质呢？【作出猜想】小林认为：还含有 Ca(OH)2 小方认为：还含有 Na2CO3 小华认为：还含有 Ca(OH)2和 Na2CO3【交流讨论】经过进一步讨论，大家认为小华的猜想不合理，原因是：。(用化学方程式表示)【实验探究】实验操作 实验现象 实验结论 小林：取少量滤液于试管中，滴加足量的稀盐酸 小方的猜想正确 小方：取少量滤液于试管中，滴加_溶液 产生白色沉淀 小方的猜想正确 小华：取少量滤液于试管中，滴加 Na2CO3溶液 无明显现象 小方的猜想正确【交流讨论】同学们认为，通过小华的实验不足以得出其结论，原因是_。【继续探究】小明也取少量滤液于试管中，滴加稀盐酸，却没有看到明显现象，小明对此深感疑惑。【解释评价】经老师的指导和大家的认真思考后终于找出了原因，你认为原因是 。7 4（2018-2019 南雅中学月考）在化学实验技能考试中，有一题目是鉴别碳酸钠溶液和氢氧化钠溶液，小红等几位同学进行了如图所示的实验。写出试管中碳酸钠与氢氧化钙反应的化学方程式：(1)。实验结束后，小红同学将、两支试管中的废液倒入同一个干净的烧杯中，看到废液浑浊，就对废液进行了过滤，小红等几位同学对滤液的成分又进行了探究。【提出问题】滤液中除水外还含有哪些物质？【作出猜想】小红认为：只含氢氧化钠；小明认为：可能含有氢氧化钠、碳酸钠和氢氧化钙；小亮认为：可能含有氢氧化钠和碳酸钠；你认为还可能是(2)（写一种猜想）。【交流讨论】你认为小红、小明、小亮三位同学中谁的猜想不合理，请说明理由 (3)。【设计实验】小亮同学为验证自己的猜想是否正确，设计了如下实验：实验步骤 实验现象 实验结论 取样于试管中，滴加少量稀盐酸 没有气泡冒出 猜想一定不正确【反思与评价】请你评价小亮的结论是否正确，并说明理由(4)；请你设计简单的实验，证明自己的猜想成立(5)（指出实验操作、实验现象和实验结论）。无法写出反应的具体方程式时对生成物组成的探究 解题指导：此类题目由于不能直接写出相关的化学方程式，所以在判断生成物的组成时只能根据质量守恒定律（即反应前后元素种类不变）来判断题中所给猜想是否正确。然后根据题干所给资料和初中常见物质的检验常识结合题中的实验步骤对生成物进行检验确认。由于生成物可能是混合物，所以在检验时要注意各物质之间会不会对彼此的检验造成干扰。【例 2】（2017 安顺）2017 年 5 月，我国在南海海域成功开采天然气水合物可燃冰。可燃冰是甲烷与水在低温、高压的条件下形成的无色、冰状固体，是最具发展前景的能源之一。可燃冰的主要成分是CH4nH2O，在开采过程中若甲烷泄漏，会导致严重温室效应。某校化学兴趣小组的同学对甲烷燃烧的产物产生了兴趣，请你参与：【提出问题】甲烷燃烧后生成哪些物质？【查阅资料】含碳元素的物质完全燃烧生成 CO2，不完全燃烧生成 CO；无水 CuSO4遇水变蓝。【猜想与假设】甲：CO2 H2O；乙：CO H2O；丙：NH3 CO2 H2O；丁：CO2 CO H2O。8 你认为_同学的猜想是错误的。【实验探究】为了验证上述猜想与假设，将甲烷在一定量的纯净氧气中燃烧的产物依次通过下列装置，进行验证：(1)A、B 装置的顺序不能颠倒，原因是 。(2)实验中用纯净 O2而不用空气的原因是 。(3)实验中观察到 A 中 ，B、D 中澄清石灰水变浑浊，C 中红色粉末变成黑色，由此推断_同学猜想成立。(4)请写出 B 中澄清石灰水变浑浊的化学方程式：。【反思与交流】燃气热水器必须安装在浴室外非密闭空间的原因是 。【精选习题】5（2017 岳阳）化学兴趣活动课中，同学们对过氧化钠可为潜水、宇航等缺氧环境工作人员提供氧气产生了浓厚的兴趣。他们在老师的指导下展开了以下探究活动。同学们将纯净干燥的二氧化碳气体通过装有过氧化钠的实验装置后，发现除生成氧气外，还有固体物质存在。老师介绍说，二氧化碳与过氧化钠反应生成氧气和一种初中化学常见的盐。【提出问题】反应后的固体是什么？【查阅资料】过氧化钠是一种淡黄色的固体，化学式为 Na2O2。常温下过氧化钠能与水反应生成氢氧化钠和氧气，还能与盐酸等物质反应生成氧气。【猜想】反应后的固体是：碳酸氢钠；碳酸钠；碳酸钠和过氧化钠【讨论交流】同学们通过讨论交流认为猜想肯定是错误的，其理由是：_。【实验探究】实验操作 实验现象 结论 步骤一 取少量反应后的固体于试管中，加入适量的水 固体溶解，无气泡产生 猜想成立 步骤二 取少量步骤一所得溶液于试管中，加入稀盐酸 写出二氧化碳与过氧化钠反应的化学方程式 。【反思】小华认为，直接向反应后的固体中加入稀盐酸就可以验证猜想。同学们认为这样做不合理，理由是 。9 6（2019昆明）小晨同学从课外读物中得知：在加热条件下，钠与 CO2反应的产物可能有 C、CO、Na2CO3、Na2O。于是设计实验对产物成分进行探究。【查阅资料】BaCl2溶液呈中性 4Na+O22Na2O Na2O+H2O2NaOH 2Na+2H2O2NaOH+H2 CO 通入 PdCl2溶液中有黑色沉淀生成【提出问题】在加热条件下，钠与 CO2反应的产物有哪些？【猜想假设】猜想一：产物中一定有 C 猜想二：产物中一定有 CO 猜想三：产物中一定有 Na2CO3 猜想四：产物中一定有 Na2O【实验验证】用如图所示装置（夹持装置已略去）进行实验探究。装置 A 中发生反应的化学方程式为 ；装置 C 的作用是 。序号 实验操作 实验现象 实验结论（1）待钠完全反应后，将装置 D 中的固体置于烧杯中，加蒸馏水溶解 有黑色不溶物 猜想 正确（2）将实验（1）所得混合物过滤，取滤液加入过量 BaCl2溶液 猜想三正确（3）猜想二正确【反思与评价】小晨同学向实验（2）所得溶液中滴入几滴酚酞溶液，溶液呈红色。于是得出结论：在加热条件下，钠与 CO2反应一定产生 Na2O。该结论是否严谨？（填“是”或“否”），理由是 。1 0 多步反应时生成物成分的探究 解题指导：此类题型中，往往发生的反应中的某种生成物又能继续发生反应。因此在做答此类题型时应先将所有已经发生或可能发生的反应均写出来，根据化学方程式我们可以得出生成物是一定含有的，但如果某一生成物能进一步发生反应，则这种生成物可能含有，也可能不含有。总而言之，在解答此类题型时要注意分情况讨论，利用极端假设的思想分析每一种可能发生的情况。【例 3】某化学兴趣小组的同学发现难溶于水的碳酸钙当遇到溶有二氧化碳的水时，会反应生成溶解性较大的碳酸氢钙：CaCO3CO2H2O=Ca(HCO3)2，联想到实验室中澄清石灰水与二氧化碳反应会生成碳酸钙：Ca(OH)2CO2=CaCO3H2O，对长时间向碱溶液中通入 CO2反应后溶液中的溶质组成产生了浓厚的兴趣。【提出问题】一定量的 CO2与 NaOH 溶液反应后的溶质组成是什么？【查阅资料】(1)通入少量 CO2反应的化学方程式为_。(2)通入过量 CO2，反应的化学方程式为 Na2CO3CO2H2O=2NaHCO3。(3)碳酸氢盐都是可溶于水的，BaCO3难溶于水。(4)碳酸氢钠溶液呈碱性。【提出猜想】(1)溶质为 NaOH 和 Na2CO3；(2)溶质为 Na2CO3；(3)溶质为_(填化学式)；(4)溶质为 NaHCO3。【设计实验】实验步骤 实验现象 实验结论(1)用玻璃棒蘸取反应后溶液，滴在 pH 试纸上 pH9 该溶液显碱性(2)取反应后溶液少许于试管中，向其中滴加过量的 BaCl2溶液 有_生成 猜想(4)不成立(3)取步骤(2)中的上层清液，滴入稀盐酸 有气泡冒出 猜想(1)和(2)不成立【得出结论】猜想(3)成立。【讨论交流】有同学提出，实验步骤(1)是多余的。你认为该实验设计是否需要？_(填“需要”或“不需要”)。【反思应用】同学们回忆起实验室检验二氧化碳的情景，心想：如果向澄清石灰水中不断通入二氧化碳，会看到怎样的现象？请你描述一下：。1 1 【精选习题】7（2018-2019 双语月考）甲、乙两位同学在学完酸的化学性质后，做了如下实验：资料 1：CaCl2溶液呈中性，NaHCO3溶液呈碱性；资料 2：Ca(HCO3)2可溶于水；资料 3：向 Na2CO3溶液中逐滴滴加稀盐酸时，先发生反应：Na2CO3+HCl=NaCl+NaHCO3，继续加盐酸，再发生反应：NaHCO3+HCl=NaCl+CO2+H2O【实验操作及现象】甲观察到：逐滴滴加盐酸后，悬浊液变澄清。乙观察到：逐滴滴加盐酸时，开始无明显现象，一段时间后逐渐产生气泡。实验结束，甲先将试管中的废液缓慢倒入一洁净的废液杯中，乙也将试管中的废液缓慢倒入该废液杯中，没有观察到明显现象。为了处理实验后废液杯中的废液，她们决定对废液杯中最终废液溶质的成分进行探究。【提出问题】最终废液中含有什么溶质？【猜想与假设】猜想 1：最终废液中含有 两种溶质。猜想 2：最终废液中含有 HCl、NaCl、CaCl2三种溶质。猜想 3：最终废液中含有 、NaCl、CaCl2三种溶质。猜想 4：最终废液中含有 Ca(OH)2、NaCl、CaCl2三种溶质。【活动与探究】甲、乙同学为了验证猜想，又分别进行了如下实验：乙：取少量最终废液于试管中，滴加酚酞，无明显现象。得出结论：猜想 1 成立。甲：另取少量最终废液于试管中，滴加紫色石蕊试液，溶液变红色。结论：猜想 2 成立。【讨论与反思】（1）老师指出，乙的结论不正确，理由是 。（2）要得到相同的结论，还可采用很多种方法。如加入某黑色固体粉末，可观察到固体溶解，产生气泡，溶液呈 色。【表达与交流】两位同学最终确定了最终废液中溶质的成分。为防止直接排放腐蚀下水道或水质酸化，在无酸碱指示剂的情况下，你认为处理该废液至中性的方法是加入 （填字母代号）。ANaOH BCaO CAgNO3 DCaCO3 1 2 8（2019丹东）某化学兴趣小组欲探究 CO2与 NaOH 溶液反应后所得溶液中的溶质组成。【查阅资料】1Na2CO3+CO2+H2O2NaHCO3 2NaHCO3可以与碱溶液反应，生成 Na2CO3 3Ca(HCO3)2能溶于水【提出猜想】猜想一：溶质为 Na2CO3 猜想二：溶质为 NaHCO3 猜想三：溶质为 Na2CO3，NaHCO3 猜想四：溶质为 ；【验证猜想】假如猜想三成立，请你根据下列提供的试剂，完成实验报告。可选试剂：NaCl 溶液、NaOH溶液、CaCl2溶液、稀盐酸（每种试剂可重复选用）【实验验证】实验步骤 实验现象 实验结论 取取反应后的溶液样品于试管中，滴加 溶液 Na2CO3存在 向步骤的试管中继续添加所滴加的试剂，直至 ，过滤后得滤液。NaHCO3存在 向步骤所得的 滤液中加入试剂 方法一：加入 ；方法二：加入 。有白色沉淀生成 题型二、残缺标签成分的探究 解题指导：解答此类题型时要充分发掘出破损标签上的信息。包括标签上残缺化学式中所含元素种类以及原子个数，物质的命名，溶质的质量分数等信息。结合题干中所给的其它已知条件，综合分析，逐步排除不满足条件的猜想，最终结合特殊物质或离子的检验确定标签成分。【例 4】实验室有一瓶标签腐蚀的溶液 A（如图），某组同学将碳酸钠溶液与样品反应，有白色沉淀产生，过滤后得到澄清滤液，同学们进行了一系列的探究。探究一 A 溶液中溶质是什么？【提出猜想】CaCl2，。【查阅资料】CaCl2溶液呈中性。【设计实验】同学们设计了如下方案并进行实验。实验操作 实验现象 实验结论 取少量 A 溶液于试管中，向其中滴加无色酚酞溶液 猜想正确 碳酸钠与其反应的化学方程式为 。探究二 过滤后的滤液中会有哪些溶质？【提出猜想】小明的猜想：NaCl、CaCl2；小红的猜想：NaCl；你的猜想：。【设计实验】请设计对“你的猜想”进行实验：实验步骤 实验现象 实验结论 你的猜想正确【思维拓展】为防止标签被腐蚀，倾倒液体时应注意：。1 3 【精选习题】9实验室有一瓶标签残缺并且瓶盖没有完全密封的无色溶液（如下图），化学小组的同学经过寻问老师后只知道是 NaCl、NaOH、Na2CO3、NaHCO3中的一种溶液，为确认原瓶中是何种溶质并判断其是否变质，化学小组的同学进行了如下的探究活动：【进行猜想】猜想 I：原溶液的溶质是 NaCl；猜想 II：原溶液的溶质是 NaOH；猜想 III：原溶液的溶质是 Na2CO3；猜想 IV：原溶液的溶质是 NaHCO3。【查阅资料】常温下，有关物质的相关信息如下表：物质 NaCl NaOH Na2CO3 NaHCO3 常温下的溶解度/g 36 109 21.5 9.6 常温下稀溶液的 pH 7 13 11 9 从物质的相关信息可知，原溶液的溶质一定不是 NaHCO3，因为 。【进行实验】（1）取少量样品，测得溶液的 pH 大于 7，则原溶液的溶质肯定不是 。（2）小张同学另取少量样品于试管中，加入过量的稀 HC1，看到 ，由此小张同学认为该溶液为 Na2CO3溶液。（3）小李同学对小张同学的结论提出疑问，由此进行了以下实验：取少量样品于试管中，加入过量的CaCl2溶液，生成白色沉淀，该反应方程式为 ，静置，（写出还需进行的操作及现象）。通过实验，小李认为小张结论正确。二位同学给试剂瓶贴一新标签：Na2CO3。（4）实验结束后，同学们通过讨论认为试剂瓶原标签仍有可能不是 Na2CO3，你猜测他们认为该试剂瓶原标签上的化学式可能是 ；你的理由是 。1 4 10实验室有一瓶标签受到腐蚀(见右图)的无色溶液，老师让各小组开展探究。【提出问题】这瓶无色溶液究竟是什么物质的溶液?【猜想与假设】经了解得知，这瓶无色溶原来存放在盐溶液的柜子里，由此推测：该物质可能是碳酸钠、碳酸氢钠、氯化钠、硫酸钠、硝酸钠中的一种。【理论分析】为了确定该溶液，他们首先进行了分析：（1）甲同学根据标签上的组成元素，认为一定不可能是 溶液；（2）乙同学提出，碳酸氢钠、硝酸钠的溶液也不可能，他的依据是 。（3）标签破损的原因 。【设计实验】为了确定该溶液究竟是剩余两种盐的哪一种溶液，他们设计了如下实验：实验步骤 现象 结论 取该溶液少许于试管中，滴加过量的 BaCl2溶液，振荡 则该溶液是 Na2CO3 溶液 过滤，向滤渣滴加稀盐酸 【实验反思】丙同学认为原设计的实验还可简化，同样达到鉴别的目的。丙同学设计的实验如下（将实验操作及实验现象填入相应的空格中）：实验操作 实验现象 11在化学实验室里，某化学兴趣小组还发现了一瓶标签受到腐蚀（如图所示），他们对此产生了兴趣【提出问题】这瓶溶液究竟是什么？经过询问实验老师平时的药品保管得知，这瓶无 色溶液应该是碳酸钠、氯化钠、硫酸钠中的某一种，为了确定该药品，他们首先进行 了理论分析：小明根据标签上的化学名称认为一定不可能是 。【设计实验】为了确定该溶液究意是剩余两种盐的哪一种，设计如下实验，实验操作实验现象取少量样品于试管中，慢慢滴加 BaCl2溶液，出现白色沉淀，静置一段时间，倾去上层清液，向沉淀中继续滴加稀盐酸，产生大量气泡。【实验结论】该 瓶 无 色 溶 液 是 ，写 出 生 成 白 色 沉 淀 过 程 的 反 应 化 学 方 程 式为：。【实验反思】小强认为上述设计实验还可以简化，仍能达到实验目的，则小强的实验操作可以是 （填序号）A向样品中滴加酚酞试液看溶液的颜色变化 B向溶液中加入稀盐酸看是否有气泡产生 C蒸发溶剂看是否有固体析出 D加入金属镁看是否有银白色金属析出 E蘸取待测液，滴在 pH 试纸上，测定溶液酸碱度 1 5 题型三、混合物成分的探究 解题指导：解答此类题型的关键时掌握好常见物质和离子的鉴别及检验。【例 5】（2019梧州）市售的“自热米饭”带有一个发热包，遇水后可迅速升温至 150，保温时间达 3小时，能将生米做成熟饭。梧州市某中学化学兴趣小组对发热包非常感兴趣，进行了以下探究。【查阅资料】（1）发热包主要由生石灰、铁粉、镁粉、铝粉、炭粉、氯化钠中的若干种组成。（2）氢氧化镁和氢氧化铝均为不溶于水的白色固体，但后者可溶于 NaOH 溶液。【成分探究】取出某品牌的发热包内灰黑色的固体粉末，分成两份。（1）小吴用磁铁靠近其中一份粉末，发现有黑色物质被磁铁吸引，证明粉末中含有 。用磁铁将该物质全部吸出后，剩余粉末为样品 A。（2）小周将另一份粉末加水溶解、过滤后，取部分滤液滴入酚酞试液，滤液变 色，证明原粉末中含生石灰；再向滤液中加入 ，看到白色沉淀生成，证明原粉末中含有氯化钠。（3）除上述物质外，还可能存在镁粉、铝粉、炭粉，对此大家提出了以下几种猜想：猜想一：只存在上述三种中的一种；猜想二：上述三种同时存在；猜想三：存在铝粉和炭粉；猜想四：存在镁粉和铝粉；猜想五：。【实验验证】小施用样品 A 进行实验，流程如下。向滤液 B 滴加氢氧化钠溶液时，他观察到开始时有白色沉淀生成，后来又全部消失，最后得到的是无色溶液 E。【实验结论】不溶物 D 是 。大家结合实验现象讨论后，认为猜想 正确，理由是 。【原理探究】小吴利用如图装置证明发热包放热主要来自于生石灰与水的反应。加水后发现 A 中温度迅速升高，B 中有气泡产生，该气体为 （填名称）。但温度很快下降，说明该反应很快结束，不能长时间保温。【猜想】大家大胆猜测应该还有其他放热反应存在。【实验验证】同学们按资料介绍，用铁粉、炭粉和食盐水在锥形瓶中模拟铁的锈蚀实验，不久后发现锥形瓶外壁微烫，并持续较长时间。该现象很好地解释了发热包的保温机理。【拓展活动】在上述铁的锈蚀实验中未观察到红色的铁锈产生。老师告诉同学们，铁锈蚀时首先生成一种碱。请写出该反应的化学方程式 。1 6 【精选习题】12（2019 锦州）某白色固体可能由 BaCl2、NaOH、Na2CO3、Na2SO4中的一种或几种物质组成，某兴趣小组同学为确定该白色固体的成分，进行了如下实验探究请你参与并回答相关问题。I初步探究：小明同学设计的实验过程及现象如图所示。【查阅资料】BaCl2溶液显中性。【初步结论】（1）原白色固体中一定有的物质是 。（2）M 溶液中的溶质一定有 ，一定没有 BaCl2。【交流讨论】小樱同学认为：无色溶液 M 变红色，说明溶液 M 中含有碱性物质，但不能由此推导出原固体物质中是否含有 NaOH。若要进一步确定，需对溶液 M 继续进行探究。为此同学们进行了如下的探究：继续探究【提出问題】无色溶液 M 中的碱性物质是什么？【猜想与假设】猜想一：NaOH、Na2CO3；猜想二：NaOH；猜想三：。【探究与结论】实验步骤 实验现象 实验结论 A取少量无色溶液 M 置于试管中，加入过量的 BaCl2溶液，振荡，静置。猜想一正确 B取少量实验 A 所得上层清液置于试管中，加入 。溶液由无色变成红色 步骤 A 中加入过量的 BaCl2溶液的目的是 。在老师的指导下，同学们通过交流、讨论、实验，圆满完成了这次实验探究活动。13（2019安顺）实验室有一包白色粉末，可能含有 Na2SO4、Ba（NO3）2、K2CO3、KOH、CuSO4、Mg(NO3)2 1 7 和 KC1 中的一种或几种，为了确定其成分，某化学兴趣小组进行了如下实验探究。【查阅资料】CaCl2溶液显中性；K2CO3和“纯碱”的化学性质极其相似；MgCO3微溶于水，不考虑为沉淀。【实验步骤】步骤：取一定量样品于烧杯中，加足量水充分溶解，有白色沉淀产生，溶液呈无色。初步结论：原粉末中一定不含 。步骤：将步骤中的混合物过滤，进行下一步实验探究。【实验探究一】小明同学对步骤中过滤所得滤液设计了如下的实验探究方案：实验步骤 实验现象 实验结论 取一定量滤液于试管中，加入足量 CaCl2溶液，充分振荡后，再滴加酚酞溶液。溶液呈红色 由此确定原粉末中含有 请说明加入足量 CaCl2溶液的理由 。【猜想假设】小红同学对步骤中过滤所得固体成分提出了如下猜想：Mg(OH)2；BaSO4；BaCO3；Mg(OH)2、BaSO4；BaSO4、BaCO3；Mg(OH)2、BaCO3；Mg(OH)2、BaSO4、BaCO3。【实验探究二】小红同学对猜想设计了如下的实验探究方案：实验步骤 实验现象 实验结论（1）取一定量过滤所得固体于试管中，加入足量稀 HCl，充分振荡 有气泡产生，沉淀完全溶解 上述猜想 可能成立（2）向（1）试管中，继续滴加足量的 NaOH 溶液 有白色沉淀产生 上述猜想 一定成立 请写出（2）中产生白色沉淀的化学方程式：。【归纳总结】通过上述实验验证，原粉末中仍不能确定的成分是 。题型四、定量探究 解题指导：定量实验中需要测量的量（即“待测量”）一般无法直接测量，对它的测量通常根据某化 1 8 学原理并在限定实验条件下通过测量某种可以直接测量的量（即“可测量”），利用二者之间的关系计算而得。因此根据实验原理确定可测量并准确测定是定量实验的关键。从初中化学来看，定量实验可测量主要是气体的质量或体积。气体质量的测定只要有两种方法：利用差量法，即通过测定反应体系前后质量的差异，确定气体的质量；利用所测气体的某些性质，采用合适的吸收剂和实验装置来吸收，通过测量吸收装置吸收前后质量差得到气体的质量。气体体积的测量，一般是采用排水量气法测量气体体积，根据排出水的体积来确定气体的体积。【例 6】（2018-2019 长郡双语一模）某课外活动小组欲对铝镁合金进行研究，测定其中镁的质量分数。【查阅资料】氢氧化镁和氢氧化铝均难溶于水。难溶性碱受热后能分解生成水和相应的金属氧化物。镁和氢氧化镁均不能与氢氧化钠溶液反应，但铝和氢氧化铝分别能与氢氧化钠溶液发生如下反应：2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2；Al(OH)3+NaOH=NaAlO2+2H2O。氯化铝可与过量氢氧化钠溶液发生反应 AlCl3+4NaOH=NaAlO2+3NaCl+2H2O。【方案设计】他们利用实验室提供的盐酸、氢氧化钠溶液设计了三种不同的实验方案：方案一：铝镁合金uuuuur称量 NaOHuuuuuuuuuuuur溶液测定生成气体的体积 方案二：铝镁合金uuuuur称量uuuuur盐酸测定生成气体的体积 方案三：铝镁合金uuuuur称量uuuuur盐酸溶液NaOHuuuuuuuuuuuuuuuuuuuur过滤量溶液uuuuur过滤称量灼烧后的固体【方案评价】(1)方案三中最后的灼烧产物的主要成分为水和_（用化学式表示）。(2)小段认为三个方案理论上均可行，但方案三不如其他方案，理由是_ _。【实验设计】实验小组根据方案二设计了如下图所示（图中的铁架台已省略）的实验装置。(3)你认为选择装置_（填“甲”或“乙”）测定镁的质量分数更合理，误差更小，理由是 _。(4)若装置丙中不使用冷水，则所测得气体的体积会_（填“偏大”“偏小”或“不变”）。【交流讨论】(5)实验小组成员通过交流讨论后重新设计了方案：称取铝镁合金质量；加入足量的_；过滤；洗涤；干燥；称取剩余固体的总质量。【精选习题】1 9 14某纯碱样品中含有少量氯化钠，现欲测定其中碳酸钠的质量分数，进行如下实验：【实验原理】Na2CO3+H2SO4=Na2SO4+CO2+H2O。通过实验测定反应产生的二氧化碳的质量，即可求得原样品中碳酸钠的质量，进而求得样品碳酸钠的质量分数。【实验装置】如图所示连接装置，并检查气密性 将 10.0g 试样放入锥形瓶中，加适量蒸馏水溶解，得到试样溶液 称量盛有碱石灰的 U 型管的质量为 300.0g 打开分液漏斗中的活塞，往试样溶液中滴入 20%的稀硫酸，直至不再产生气泡为止 从导管 A 处缓缓鼓入一定量的空气 再次称量原盛有碱石灰的 U 型管的质量 重复步骤和的操作，直至原盛有碱石灰的 U 型管的质量不再改变，测得质量为 303.3g 回答下列问题：(1)装置中 NaOH 溶液的作用是 ，写出该装置中发生反应的化学方程式 。(2)浓硫酸的作用是 。(3)从导管 A 处缓缓鼓入一定量的空气的目的是 。(4)B 装置的作用是 。(5)该实验中能不能用稀盐酸代替稀硫酸，为什么？。(6)该样品中碳酸钠的质量分数是 。15欲在室温和 1.01105Pa 条件下测定镁的原子量（已知该条件下的气体密度）。请利用图一给定的仪 2 0 器（盛放镁条的隔板有小孔）组成一套实验装置（每种仪器只允许用一次）。请回答下列问题：图一 (1)假设气流方向由左向右，则各仪器的接口连接的先后顺序为 ah d（填写字母）。(2)从 A 瓶中出来的气体应具有的性质是 。(3)连好仪器后，要进行的操作步骤有以下几步：待仪器 B 中的物质恢复至室温时，测量量筒 C 中水的体积从而计算出镁的相对原子质量；擦掉镁条表面的氧化膜，将其置于天平上称量，并将其投入试管 B 中；检查各装置的气密性；旋开仪器 A 上分液漏斗的活塞，当镁条完全溶解时再关闭活塞。上述几步操作的先后顺序是 。(4)若未将试管 B 冷却至室温就测量量筒 C 中水的体积，这将会使所测镁的相对原子质量的数据 （填偏大、偏小或无影响）。(5)甲、乙两位同学认为利用图二的装置，分别记录实验前、后 C 中液面的刻度，也能达到实验目的（C为带有刻度的量气管，D 为可上下移动的水准管）。图二 以上是甲、乙两位同学读数时所处的稳定状态图，（假设其余步骤完善且操作准确无误）甲能得出正确的结论，而乙得到的镁的相对原子质量的数据却偏大，试分析乙数据偏大的原因 。题型五、原因探究 解题指导：此类型题目通常会针对某一实验现象提出几种可能的原因，然后针对不同的猜想进行推理验证或实验验证。在实验验证的过程中要注意控制变量，排除各因素之间的相互影响。2 1 【例 7】同学们发现新鲜的苹果汁在空气中放置一段时间后会变色，仿佛铁生锈一样。于是，研究性小组同学设计并进行实验，探究苹果汁变色的原因。【查阅资料】a苹果汁中含有 0.001%的二价铁物质，同时也含有多酚类物质，多酚可与空气中的氧气反应变为褐色。b二价铁在空气中或与浓硝酸反应都能变为三价铁，且三价铁的溶液为黄色 c硫氰化钾（KSCN）溶液变色规律 药品 二价铁溶液 三价铁溶液 KSCN 溶液 不变色 变红色【猜想与假设】苹果汁变色与苹果中的铁元素有关 苹果汁变色是苹果汁中的多酚物质与空气中的氧气反应的结果【进行实验】编号 实验操作 实验现象 实验 1 中未出现明显变化 实验 2 分别放置于空气中一段时间（如下图所示）试管编号 1min 10min 24 小时 黄褐色 褐色 深褐色 无明显变化 无明显变化 无明显变化 略有些黄色 浅黄 黄色 实验 3 【解释与结论】(1)实验 1 验证了苹果汁中含有二价铁物质。在该实验中的现象是 。(2)实验 2 的中 FeSO4溶液溶质的质量分数为%，该实验得出的结论是 。(3)若试验 3 验证猜想成立的操作是：在除去氧气的空气中放置一段时间鲜苹果汁。则现象是：。【反思与评价】(4)写出一种防止苹果汁变色的方法：。【精选习题】16同学们在实