化学,专题六实验探究题,四川专用,1.科学探究的步骤：提出问题猜想与假设实验设计收集证据得出结论反思与评价表达与交流。 2.科学探究的分类：常见的实验探究试题从内容上可以分为以下四类：成分探究；性质探究；条件探究；制备探究。 3.探究实验的基本要求： 明确实验目的； 选择合适的药品、仪器装置； 按合理的步骤进行实验； 全面、准确记录实验数据和现象； 对实验现象、数据进行合理分析、推理、归纳、得出结论； 拓展及应用要紧扣题意。,4.实验方案的评价 以批判的思维方法对所设计的实验方案、实验方法、装置设计从某角度否定，排除不合理或可行但不是最优的方法，选择、创新更好的方法。实验评价的原则：（1）理论正确，设计方案一定要符合化学变化规律和实验原理；（2）操作可行；（3）经济合理；（4）推理严密；（5）保护环境。对装置设计题主要评价装置设计原理是否科学，实验操作步骤是否合适，仪器排列顺序是否合理，对实验方案评价关键看实验途径是否合理。,成分探究,【例1】（2016绵阳）子琛做“将浓硫酸滴到一小块布上”的实验，发现生成的炭上冒“白烟”，推测炭能与浓硫酸反应。欲探究其生成物成分，通过简单分析及实验确定无H2和O2，因此继续进行如下探究。 【查阅资料】SO3能被浓硫酸及水吸收。 SO2性质：能使品红溶液褪色，能被高锰酸钾溶液吸收，能使澄清石灰水变浑浊。 CO可与PdCl2溶液反应：PdCl2COH2O=Pd（黑）2HClCO2；CO不与KMnO4溶液反应。 【提出猜想】生成物的成分可能为： .H2O、CO、SO2 .H2O、CO2、SO2 .H2O、CO、CO2、SO2,【实验验证】子琛设计了如下实验： 【分析讨论】 （1）请根据实验目的，按气流从左到右的方向将实验仪器组装完整： AD 。 （2）装置E中所加药品是，作用是。 （3）装置C中试管的作用是除去SO2气体，则试管中品红溶液的作用是。,（4）若D中澄清石灰水变浑浊，发生反应的化学方程式为。 （5）实验结束后，从实验安全角度考虑，清洗装置A中试管时不能直接向其中加水冲洗，原因是。 【实验结论】实验观察到的部分现象是：B中未见黑色沉淀，则猜想正确，写出炭与浓硫酸在加热条件下反应的化学方程式。,【解析】【分析讨论】（1）根据题中所给物质的性质，氯化钯能与一氧化碳反应，故装置B用来验证生成物有无一氧化碳气体；根据品红能与二氧化硫反应，且高锰酸钾溶液能吸收二氧化硫气体，故装置C用来验证二氧化硫气体并吸收二氧化硫气体；根据三个猜想中都有水蒸气，故可推测E装置是用来验证产物中是否有水蒸气，验证水蒸气一般用无水硫酸铜，验证物质成分时要先验证是否有水，以防止再生成的水产生干扰，故A装置先连接E装置，根据一氧化碳与氯化钯反应能生成二氧化碳，故验证二氧化碳要在验证一氧化碳之前，由此可得出正确的顺序是：AECDB；（2）由以上分析可知E中的药品作用是验证产物中是否有水，故应选用无水CuSO4；,（3）C装置中第一个试管中的品红是为了验证产物中是否有二氧化硫气体，二氧化硫也能使澄清石灰水变浑浊，故验证二氧化碳之前要将二氧化硫气体除净，所以C装置中的高锰酸钾是用来吸收二氧化硫气体的，第三个试管中的品红显然是为了检验二氧化硫是否被除净了；（4）二氧化碳能使澄清的石灰水变浑浊，二者反应的化学方程式为：Ca（OH）2CO2=CaCO3H2O；（5）浓硫酸遇水放出大量热，试管中有浓硫酸剩余，向浓硫酸中加水放出大量的热，会使液体飞溅；【实验结论】由B中未见黑色沉淀，说明生成物中没有一氧化碳，故猜想II 正确；根据猜想II的生成物书写炭和浓硫酸反应的化学方程式为：C2H2SO4CO22SO22H2O。,性质探究,【例2】（2016遂宁）某化学兴趣小组的同学在实验室发现以前用的一瓶氢氧化钠溶液忘记盖瓶塞，他们取这种氢氧化钠溶液少量于试管中，再逐滴加入稀盐酸，观察到有气泡产生。小组中有同学断定，这瓶氢氧化钠溶液已经变质。辅导老师肯定了该同学的看法，又有同学提出：所用氢氧化钠溶液是否完全变质？兴趣小组的同学在辅导老师的鼓励下又进行了如下的实验探究： 【提出问题】氢氧化钠溶液是否完全变质？ 【进行猜想】（1）该氢氧化钠溶液部分变质；（2）该氢氧化钠溶液全部变质。 【查阅资料】氯化钡溶液呈中性。,【设计并进行实验】,【结论】该小组同学所用的氢氧化钠溶液是（填“部分”或“全部”）变质。 【反思】氢氧化钠溶液露置于空气中容易变质，反应的化学方程式为：。 【解析】本题考查氢氧化钠和碳酸钠的性质。,【设计并进行实验】氢氧化钠变质的原因是和空气中的二氧化碳反应生成碳酸钠，探究氢氧化钠的变质程度，其实就是证明碳酸钠溶液中是否含有氢氧化钠，而两者相似的性质是水溶液都呈碱性，都能使酚酞试液变红，所以如果氢氧化钠是部分变质，则在使用酚酞试液证明氢氧化钠存在前，应先排除碳酸钠的干扰，所以步骤（1）中加入过量的氯化钡一方面是证明碳酸钠的存在，氯化钡和碳酸钠反应生成白色的碳酸钡沉淀，另一方面是除去碳酸钠（碳酸钠溶液也呈碱性），保证步骤（2）的证明有实际意义。【结论】该小组同学所用的氢氧化钠溶液是部分变质；【反思】氢氧化钠溶液露置于空气中容易变质，氢氧化钠和二氧化碳反应生成碳酸钠和水，化学方程式为：2NaOHCO2=Na2CO3H2O。,【答案】【设计并进行实验】白色沉淀氢氧化钠 【结论】部分 【反思】2NaOHCO2=Na2CO3H2O 【方法指导】合理设计实验，科学地进行实验、分析实验，是得出正确实验结论的前提，因此要学会设计实验、进行实验、分析实验，为学好化学知识奠定基础。,条件探究,【例3】（2015成都）某小组在学习“二氧化碳制取的研究”课题时，探究了二氧化碳气体的收集方法。 【查阅资料】通常状况下，1 体积水约能溶解1体积二氧化碳，所得溶液pH约为5.6。 【提出问题】二氧化碳能不能用排水法收集？ 【实验设计与操作】 实验一：在通常状况下，测定二氧化碳溶于水所得溶液pH，判断二氧化碳在水中的溶解度。,（1）甲装置中反应的化学方程式是。 （2）实验时，需先将甲装置中的空气排尽。其操作是：开启弹簧夹，关闭弹簧夹，打开活塞，滴加稀盐酸至空气排尽。 检验空气已排尽的方法是。,（3）关闭K1，打开K2、K3。待丙装置中收集半瓶气体时，关闭活塞K2和K3，充分振荡丙装置。然后用pH计测得如下数据： 分析可知，在丙和丁装置中所溶解二氧化碳的体积（填“大于”“小于”或“等于”） 丙和丁装置中溶液的总体积。 （4）实验中，乙装置的作用是。若没有乙装置，则测出的溶液pH会。,实验二：在通常状况下分别测定排空气法和排水法收集的气体中氧气的体积分数，从而得到二氧化碳的体积分数。 （5）用氧气测量仪测得收集的气体中氧气体积分数随时间的变化关系如图（起始时氧气的体积分数都以21%计），则最终两种方法收集的气体中二氧化碳体积分数较大的是（填“排空气”或“排水”）法，两种方法收集的气体中二氧化碳体积分数的差值是。,【结论与反思】 （6）由实验一、二分析，你认为二氧化碳（填“能”或“不能”）用排水法收集，能减少二氧化碳在水中溶解度的措施是（写一条即可）。,【解析】本题考查实验探究二氧化碳的收集方法，实验设计、步骤、方案等有关知识，考查考生理解及运用知识分析问题、解决问题的能力，难度较大。（1）甲装置中的药品是石灰石和稀盐酸，所以方程式为CaCO32HCl=CaCl2H2OCO2。（2）可以通过甲装置中生成的二氧化碳气体排尽甲装置中的空气，需要打开弹簧夹K1，关闭K2、K3；检验装置甲中的空气已排净，即检验二氧化碳已充满锥形瓶，方法是将燃着的木条靠近K1的导管口，若木条熄灭，则证明空气已经排净。,（3）根据【查阅资料】中信息，1体积的水溶解1体积的二氧化碳，所得溶液的pH约为5.6，丁装置中溶液的pH为6.5，说明溶解的二氧化碳的体积小于水的体积，丙装置内溶液的pH为5.6，说明溶解的二氧化碳体积和水的体积相等，又因为水溶解二氧化碳后，溶液体积几乎不变，所以丙和丁装置中水所溶解的二氧化碳的体积小于丙和丁装置中溶液的总体积。（4）实验中用到了药品稀盐酸，盐酸具有挥发性，会挥发出少量的氯化氢，氯化氢易溶于水，所以乙装置是用来除去氯化氢气体的；若没有除去氯化氢，它溶于水形成盐酸，酸性较强，使溶液的pH变小，影响实验效果。,（5）根据实验二图示分析，因为排水法收集到的气体中氧气的体积分数较小，所以排水法收集的气体中二氧化碳的体积分数较大；两种方法收集的气体中，氧气的体积分数差值为5.8%2.5%3.3%，空气中氧气的体积分数约为21%，所以二氧化碳的体积分数的差值为3.3%21%15.7%。（6）由实验一和实验二分析，当二氧化碳产生的速率远大于在水中的溶解速率时，或溶液达到饱和状态时，二氧化碳能用排水法收集；气体的溶解度随着温度的升高而减小，随着压强的增大而增大，振荡也可以加快气体的溶解，所以减少二氧化碳气体在水中溶解的措施是不振荡或用热水收集等。,【答案】（1）CaCO32HCl=CaCl2H2OCO2 （2）K1K2、K3将燃着的木条放在K1导管口处，若木条熄灭则空气已经排尽（3）小于（4）吸收二氧化碳中的HCl气体偏小（5）排水15.7%（6）能不振荡搅拌（或用热水） 【方法指导】根据反应的原理来分析解答。本考点主要考查了气体的制取装置和收集装置的选择，同时也考查了化学方程式的书写、溶液的酸碱性等，综合性比较强。要记忆有关的知识点，并理解应用；本考点是中考的重要考点之一，主要出现在实验题中。,