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專題四 科學(xué)探究題類型之一 對(duì)化學(xué)反應(yīng)過程及反應(yīng)條件的探究化學(xué)反應(yīng)中，反應(yīng)的條件將直接影響反應(yīng)過程，同時(shí)反應(yīng)過程還會(huì)受到多種因素的影響，如：催化劑的種類，反應(yīng)的環(huán)境等，做此類型探究題時(shí)要注意這些因素的變化。1. （2011廣東）學(xué)習(xí)了MnO2對(duì)過氧化氫有催化作用的知識(shí)后。某同學(xué)想：CuO能否起到類似MnO2的催化劑作用呢？于是進(jìn)行了如下探究?！静孪搿? CuO不是催化劑、也不參與反應(yīng)，反應(yīng)前后質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)不變； . CuO參與反應(yīng)產(chǎn)生O2，反應(yīng)前后質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)發(fā)生了改變； . CuO是反應(yīng)的催化劑，反應(yīng)前后_?！緦?shí)驗(yàn)】用天平稱量0.2gCuO，取5ml5%的過氧化氫溶液于試管中，進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)：（1）填寫下表：步驟現(xiàn)象步驟結(jié)果步驟現(xiàn)象結(jié)論 帶火星的木條復(fù)燃 溶液中有氣泡放出 猜想、不成立猜想成立（2）步驟的目的_。（3）步驟需用到的實(shí)驗(yàn)儀器有：鐵架臺(tái)（帶鐵圈）、漏斗、燒杯、 。（4）過氧化氫能被CuO催化分解放出O2的化學(xué)方程式為_?！就卣埂恳骄坎襟E做過催化劑的CuO其它化學(xué)性質(zhì)，還應(yīng)補(bǔ)做的實(shí)驗(yàn)是_（寫一種）?！窘馕觥勘绢}是針對(duì)實(shí)驗(yàn)條件催化劑及氧氣實(shí)驗(yàn)室制法過程的探究。催化劑是影響反應(yīng)過程的重要因素，其在反應(yīng)前后，改變反應(yīng)的速率，但本身的質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)都不改變?！敬鸢浮俊静孪搿抠|(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)不變【實(shí)驗(yàn)】（1）有氣泡產(chǎn)生；質(zhì)量不變；產(chǎn)生能使帶火星的木條復(fù)燃的氣體（2）過氧化氫溶液自己不能分解（3）玻璃棒（4）2H2O22H2O+O2【拓展】CuO+H2SO4=CuSO4+H2O2（2010佛山）氯氣（Cl2）是黃綠色氣體，水溶液叫氯水。把品紅試紙（染有品紅的紙）伸入氯水中，品紅褪色?！景l(fā)現(xiàn)問題】 氯水中的哪些成分能使品紅褪色呢？【查閱資料】 氯氣溶于水，部分與水反應(yīng)，方程式為Cl2 + H2O = HCl + HClO。其中，HClO的名稱叫次氯酸，是一種弱酸，具有強(qiáng)氧化性?！静?想】猜想1：是氯水中的水使品紅褪色的；猜想2：是氯水中的 （填化學(xué)式）使品紅褪色的；猜想3：是氯水中的鹽酸使品紅褪色的；猜想4：是氯水中的次氯酸使品紅褪色的?！緦?shí)驗(yàn)探究】實(shí)驗(yàn)操作實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象過程分析把品紅試紙伸入水中沒有褪色猜想1不成立把品紅試紙伸入干燥的氯氣中沒有褪色猜想2不成立 沒有褪色猜想3不成立【結(jié) 論】綜合分析：氯水中的 （填化學(xué)式）使品紅褪色，具有漂白作用（能使品紅等有色物質(zhì)褪色）?！痉?思】（1）HClO中氯元素的化合價(jià)為 價(jià)。（2）氯水中加入AgNO3溶液有白色沉淀生成，化學(xué)方程式為 。（3）向氯水中滴加紫色石蕊試液，觀察到的現(xiàn)象是 ?！窘馕觥柯葰饪扇芙馀c水，在氯水中共有四種分子，除了題中所給三種猜想中的三種分子外，還有氯氣分子。向氯水中滴加紫色石蕊試液，紫色石蕊遇鹽酸首先變紅，在次氯酸的作用下，紅色隨后褪去?！敬鸢浮俊静?想】Cl2【實(shí)驗(yàn)探究】把品紅試紙伸入到鹽酸中【結(jié) 論】HClO【反 思】（1）+1 （2）AgNO3+HCl=AgCl+HNO3 （3）先變紅色后褪色類型之二：對(duì)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案的探究此類探究題往往根據(jù)物質(zhì)的有關(guān)知識(shí)及實(shí)驗(yàn)探究的基本要求，對(duì)給出的探究方案或猜想進(jìn)行評(píng)價(jià)或改進(jìn)。針對(duì)此類實(shí)驗(yàn)題，應(yīng)注意在設(shè)計(jì)的方案上，既要能夠反映出完整的探究過程，又要注意表述時(shí)簡(jiǎn)單明了。3（2011河北）在一次實(shí)驗(yàn)課上，各小組同學(xué)用在不同地點(diǎn)找來的小石塊與稀鹽酸反應(yīng)制取二氧化碳。此反應(yīng)的化學(xué)方程式為 。小明發(fā)現(xiàn)，相鄰小組氣體產(chǎn)生的速率比自己小組的快。小明將這一情況報(bào)告老師，老師鼓勵(lì)他們對(duì)此問題共同探究?！咎岢鰡栴}】影響二氧化碳?xì)怏w產(chǎn)生速率的因素是什么?【作出猜想】不同地點(diǎn)石塊中碳酸鈣含量不同； 所用鹽酸的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)不同； 還可能是 ?！驹O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)】(1)驗(yàn)證猜想是否成立，要設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)：分別取大小相同、質(zhì)量相同、的石塊，加入質(zhì)量相同、的稀鹽酸進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。(2)驗(yàn)證猜想是否成立，對(duì)鹽酸的要求是?！窘涣饔懻摗繉?shí)驗(yàn)中可以通過觀察氣泡產(chǎn)生的劇烈程度，粗略地比較反應(yīng)速率。若要做到精確比較，應(yīng)該測(cè)量的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)是?！就卣寡由臁可鲜鰧?shí)驗(yàn)中，小明采用了控制變量的研究方法。用此方法探究“催化劑對(duì)用過氧化氫溶液制取氧氣的反應(yīng)速率的影響”，需要控制不變的因素有 (答出兩點(diǎn)即可)?！窘馕觥勘绢}重點(diǎn)考查對(duì)控制變量法的運(yùn)用，探究時(shí)必須確保除探究因素以外其它因素都不改變。精確比較氣體產(chǎn)生快慢的方法是測(cè)量相同時(shí)間內(nèi)收集的二氧化碳體積?！敬鸢浮緾aC03+2HCl=CaCl2+H20+C02【作出猜想】石塊大小不同(或石塊質(zhì)量不同、鹽酸質(zhì)量不同)【設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)】(1)不同地點(diǎn) 溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)相同(2)溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)不同【交流討論】相同時(shí)間內(nèi)收集的二氧化碳體積(或收集相同體積二氧化碳所需的時(shí)間)【拓展延伸】溫度、溶液的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)、溶液質(zhì)量、壓強(qiáng)4（2010蕪湖）某化學(xué)興趣小組的同學(xué)將一枚潔凈的鐵釘放入食鹽水中(如圖，裝置氣密性良好)，一段時(shí)間后，進(jìn)行觀察。請(qǐng)你一起參與分析，并完成后續(xù)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)?！居^察現(xiàn)象】裝置中右側(cè)導(dǎo)管中的液面升高。鐵釘生銹，試管底部有黑色固體物質(zhì)?！咎岢鰡栴}】導(dǎo)管中液體為何升高？黑色固體物質(zhì)又是什么？【理論分析】小組同學(xué)根據(jù)已學(xué)過的知識(shí)分析得知，液面上升的原因是 ?！静孪肱c假設(shè)】小組中的小明同學(xué)猜測(cè)該黑色固體可能含有：Fe、Fe2O3、FeCl3、C四種物質(zhì)。【分析與驗(yàn)證】小組同學(xué)根據(jù)小明的四種猜測(cè)做了以下分析：小紅同學(xué)認(rèn)為不可能含有氯化鐵，該結(jié)論得到小組同學(xué)的認(rèn)可，理由是 。小強(qiáng)同學(xué)認(rèn)為一定含有碳，該結(jié)論也得到小組同學(xué)的認(rèn)可，理由是 。小組同學(xué)不能確定是否含有鐵，請(qǐng)人幫他們?cè)O(shè)計(jì)方案進(jìn)行確認(rèn)：實(shí)驗(yàn)步驟實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)結(jié)論你選用的試劑是： 知識(shí)鏈接相信你一定在家中做過鐵釘分別在水以及食鹽水中生銹的實(shí)驗(yàn)，你的結(jié)論之一是鐵釘在 (填“水”或“食鹽水”)中生銹快?！窘馕觥勘绢}是對(duì)鐵生銹實(shí)驗(yàn)過程中產(chǎn)生現(xiàn)象的探究，通過設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案確定鐵單質(zhì)的存在。氯化鐵能溶于水，溶液呈黃色?！敬鸢浮俊纠碚摲治觥胯F釘生銹消耗了試管內(nèi)的氧氣，使試管內(nèi)壓強(qiáng)低于大氣壓?！痉治雠c驗(yàn)證】氯化鐵溶于水；鐵釘是鐵合金，含有碳；實(shí)驗(yàn)步驟實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)結(jié)論稀鹽酸（或稀硫酸）有氣泡產(chǎn)生（無氣泡產(chǎn)生）含有（或不含有）【知識(shí)鏈接】食鹽水5. （2011內(nèi)江）碳及許多含碳化合物不充分燃燒都要產(chǎn)生一氧化碳，一氧化碳是一種污染空氣的有毒氣體，它使人中毒的原因是 ，通常采用燃燒法處理尾氣中的一氧化碳。某同學(xué)對(duì)一氧化碳與一定量的氧氣反應(yīng)后所得的氣體成分進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)探究：【提出猜想】反應(yīng)后氣體的組成可能是：CO和CO2；只有CO2； ?！緦?shí)驗(yàn)探究】該同學(xué)為了驗(yàn)證自己的猜想，用下列裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)：裝置B中氫氧化鈉溶液的作用是 。裝置A中出現(xiàn)的現(xiàn)象是 ，發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是 ，用帶火星的木條伸入D中出現(xiàn)的現(xiàn)象是 ?！緦?shí)驗(yàn)結(jié)論】通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，猜想成立?！窘馕觥勘绢}猜想3雖然有多種選擇，但從探究過程D中帶火星的木條復(fù)燃及實(shí)驗(yàn)結(jié)論猜想3成立，只能得出反應(yīng)后其它為CO2和O2 。【實(shí)驗(yàn)探究】吸收二氧化【答案】一氧化碳與人體血液中的血紅蛋白結(jié)合，使人體缺氧【提出猜想】CO2、O2【實(shí)驗(yàn)探究】吸收二氧化碳（或除去二氧化碳）澄清石灰水變渾濁；Ca(OH)2 + CO2 = CaCO3+ H2O ； 木條復(fù)燃。類型之三：對(duì)物質(zhì)組成或性質(zhì)的探究生活與化學(xué)實(shí)驗(yàn)中，常會(huì)遇到一些我們未曾學(xué)過的物質(zhì)或課本未曾涉及的知識(shí)點(diǎn)。針對(duì)這些內(nèi)容，需要大家利用學(xué)過的知識(shí)對(duì)它們進(jìn)行合理的探究。6.（2011黃石）碳酸氫鈉常用于食品和醫(yī)藥工業(yè)，某化學(xué)興趣小組對(duì)碳酸氫鈉的熱穩(wěn)定性進(jìn)行探究。查閱資料碳酸氫鈉受熱易完全分解，生成水、二氧化碳?xì)怏w和一種常見固體物質(zhì)，該固體物質(zhì)含有三種元素，且為純凈物。進(jìn)行實(shí)驗(yàn)一為了驗(yàn)證碳酸氫鈉受熱時(shí)會(huì)分解，該興趣小組的同學(xué)取一定質(zhì)量的碳酸氫鈉放到銅片上加熱，如下圖所示。 加熱一段時(shí)間后，觀察小燒杯內(nèi)壁有 現(xiàn)象，證明有水生成；通過向燒杯中加入澄清石灰水證明有二氧化碳生成。提出問題碳酸氫鈉充分加熱后固體產(chǎn)物是什么？作出猜想猜想：固體產(chǎn)物是Na2CO3。 猜想： （請(qǐng)完成猜想）。進(jìn)行實(shí)驗(yàn)二下表是該興趣小組同學(xué)設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方案，用來檢驗(yàn)碳酸氫鈉分解后固體產(chǎn)物的成分，請(qǐng)你完成方案：實(shí)驗(yàn)操作預(yù)期實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象結(jié)論有氣泡冒出取少量固體樣品于試管中，加入足量鹽酸猜想結(jié)論正確拓展應(yīng)用碳酸氫鈉常用來治療胃酸過多，但對(duì)于患有胃潰瘍（胃粘膜潰爛）的病人在胃酸（可用鹽酸表示）過多時(shí)，卻不宜服用碳酸氫鈉，其原因是 （用化學(xué)方程式表示）?！窘馕觥刻妓釟溻c受熱分解會(huì)生成水和二氧化碳，另一種產(chǎn)物可從實(shí)驗(yàn)二中有氣泡冒出判斷為碳酸鈉?！敬鸢浮克F；固體產(chǎn)物是NaOH；實(shí)驗(yàn)操作預(yù)期實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象結(jié)論取少量固體樣品于試管中，加入足量鹽酸猜想結(jié)論正確沒有氣泡冒出NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO27（2010河北）某班同學(xué)做驗(yàn)證鐵、銅、銀的金屬活動(dòng)性順序的實(shí)驗(yàn)，用到的藥品有鐵絲、銅絲、銀絲、稀硫酸和硫酸銅溶液。實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，化學(xué)興趣小組的同學(xué)欲對(duì)該實(shí)驗(yàn)的廢液進(jìn)行探究，請(qǐng)你一起參與?！咎岢鰡栴}】廢液中含有什么物質(zhì)? 【交流表達(dá)】（1）小明通過觀察，認(rèn)為廢液中一定含有硫酸銅。他觀察到的現(xiàn)象是 。（2）小紅通過分析，認(rèn)為廢液中一定含有硫酸亞鐵，她的依據(jù)是： ?！咀鞒霾孪搿啃∪A認(rèn)為廢液中還可能含有硫酸?！緦?shí)驗(yàn)驗(yàn)證】（1）小華測(cè)得廢液的pH小于7，證明廢液中含有硫酸。用pH試紙測(cè)定溶液pH的方法： 。（2）小明取少量廢液，向其中滴加氫氧化鈉溶液，也得到了相同的結(jié)論。小明的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是 。通過分析與實(shí)驗(yàn)，同學(xué)們得出廢液中含有硫酸亞鐵、硫酸銅和硫酸?！就卣箲?yīng)用】（1）若將廢液中的溶質(zhì)全部轉(zhuǎn)化為硫酸亞鐵，應(yīng)向廢液中加入過量的 。寫出該反應(yīng)過程中的一個(gè)化學(xué)方程式 。（2）反應(yīng)完全后，過濾，濾渣中物質(zhì)為 ，濾液中溶質(zhì)為硫酸亞鐵?！窘馕觥勘绢}是對(duì)金屬活動(dòng)性的探究。探究金屬活動(dòng)性的方法可以用酸與金屬反應(yīng)，看是否產(chǎn)生氣泡來比較，也可利用不同的金屬與鹽溶液反應(yīng)看是否能置換出鹽中的金屬元素來判斷?！敬鸢浮俊窘涣鞅磉_(dá)】（1）溶液顯藍(lán)色（2）鐵絲與稀硫酸（或硫酸銅溶液）反應(yīng)生成硫酸亞鐵（或反應(yīng)生成的硫酸亞鐵不與其他物質(zhì)反應(yīng)）【實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證】（1）將待測(cè)液滴到試紙上，把試紙呈現(xiàn)的顏色與標(biāo)準(zhǔn)比色卡比較，確定 pH（2）滴加一定量氫氧化鈉溶液后才有沉淀生成【拓展應(yīng)用】（1）鐵片（或 Fe、鐵粉、鐵絲等）Fe + H2SO4FeSO4 + H2（或 Fe + CuSO4FeSO4 + Cu）（2）鐵和銅（或 Fe 和 Cu）豫題實(shí)戰(zhàn)1(2011河南)氯氣(Cl2)是有刺激性氣味的有毒氣體。氯氣可與水反應(yīng)：Cl2+H2OHCI+HCIO(次氯酸)。右圖是探究物質(zhì)漂白性(使有色物質(zhì)褪色)的實(shí)驗(yàn)。 (1)聞氯氣時(shí)，在操作上應(yīng)注意什么問題? (2)寫出右圖C中C12與NaOH溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式。(提示：HCIO+NaOHNaCl0+H2O) (3)圖中實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象為B中布條褪色而A中布條不褪色，由此可推測(cè)具有漂白性的物質(zhì)可能有哪些?若要證明只有次氯酸有漂白性，還需補(bǔ)做相關(guān)的實(shí)驗(yàn)，消簡(jiǎn)要寫出實(shí)驗(yàn)的步驟和現(xiàn)象。 【解析】(1)不要把鼻孔湊到容器口去聞氯氣的氣味。 (或用手在容器口輕輕扇動(dòng)，讓極少量氣體飄進(jìn)鼻空。 (2)Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O (3)具有漂白性的物質(zhì)可能有鹽酸和次氯酸。 取一紅色布條，在上面滴加鹽酸，布條不褪色。2、 (2011河南)利用下圖裝置可做CO還原Fe2O3，的實(shí)驗(yàn)，并檢驗(yàn)該反應(yīng)生成的氣體產(chǎn)物。 已知由A裝置制取的CO氣體中混有少量的CO2。 CO與Fe2O3反應(yīng)的化學(xué)方程式為 。 氣體通過裝置的順序是A (裝置不能重復(fù)使用)。 從環(huán)保角度考慮，對(duì)以上裝置的改進(jìn)措施是 。 【解析】Fe2O3+3C0=2Fe+3CO2 CDB 將尾氣點(diǎn)燃或進(jìn)行收集等。 3.(2010河南)過氧化鈉(化學(xué)式為Na202)可用在呼吸面具中作為氧氣來源。Na202能跟C02反應(yīng)生成02和另一種固體化合物(用X表示)；它也能跟H20反應(yīng)生成02，化學(xué)方程式為:2Na202+2H20=4NaOH+02。以下是某興趣小組進(jìn)行的探究活動(dòng)。 (1)利用如下圖所示實(shí)驗(yàn)裝置制取氧氣，請(qǐng)回答有關(guān)問題。 實(shí)驗(yàn)室制取CO2的化學(xué)方程式為 。表明C02未被Na202完全吸收的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象為 。 O2可采用D裝置收集，并用帶火星的木條檢驗(yàn)，這是利用了O2的哪些性質(zhì)？ 若A裝置產(chǎn)生的C02中混有水蒸氣，要檢驗(yàn)干燥的C02能否與Na202反應(yīng)生成O2，以上實(shí)驗(yàn)裝置應(yīng)如何改進(jìn)? (2)為探究X是哪種物質(zhì)及其有關(guān)性質(zhì)，同學(xué)們進(jìn)行了如下分析和實(shí)驗(yàn)。 有同學(xué)猜想X可能是酸、堿或鹽中的一種。通過對(duì)物質(zhì)組成的分析，大家一致認(rèn)為X肯定不是酸和堿，理由是 。同學(xué)們通過討論和實(shí)驗(yàn)證明了X是Na2C03。以下是他們?cè)O(shè)計(jì)的有關(guān)Na2C03性質(zhì)的探究實(shí)驗(yàn)，請(qǐng)根據(jù)卷首資料提供的信息，將下表填寫完整。 實(shí)驗(yàn)操作 現(xiàn) 象 有關(guān)的化學(xué)方程式實(shí)驗(yàn)一：取少量固體樣品， 澄清石灰水變渾濁Na2C03+2HCl=2NaCl+H20+C02C02+Ca(OH)2=CaC03+H2 0實(shí)驗(yàn)二：取少量固體樣品，加水配成溶液，滴加適量的 溶液有白色沉淀產(chǎn)生 【解析】(1)CaC03+2HCl=CaCl2+H20+C02 澄清石灰水變渾濁 氧氣密度比空氣的大，氧氣有助燃性。 在A、