专题五
聚焦济宁
类型一 探究方案的设计与评价
1．(2017·金华中考)小苏打(NaHCO3)和食盐(NaCl)是厨房中常用物质。现有一包白色固体，可能由NaHCO3和NaCl中的一种或两种组成。某科学小组同学展开了系列拓展性研究。
(一)定性分析
【实验目的】 确定白色固体的组成
【实验方案】
【实验结论】 该白色固体由NaHCO3和NaCl两种物质组成
(1)基于上述实验结论，则步骤①中加入的过量稀酸应该是 。
(2)写出步骤②中生成白色沉淀的化学反应方程式 。
(二)定量分析
【实验目的】 测定该白色固体中NaHCO3的质量分数
为了测定该样品中NaHCO3的质量分数，小吕、小周分别取a克该样品，设计了如下方案：
小吕方案Ⅰ：利用NaHCO3与稀硫酸反应产生CO2，通过测定生成CO2的质量，计算样品中NaHCO3的质量分数。
(3)小吕用下列装置完成本实验，装置的连接顺序是 (填装置的字母编号，装置不重复使用)。
(4)D装置中的反应完全后，需再次通入空气，其目的是
。
小周方案Ⅱ：小周用沉淀法测定样品中NaHCO3的质量分数。操作流程如下：
(已知：NaHCO3＋NaOH===Na2CO3＋H2O)
(5)为使定量分析更准确，在操作Ⅰ之前，需判断所加BaCl2溶液是否过量，请你设计一个合理方案：
。
【思路分析】 本题既考查了实验步骤的设计，又考查了实验的评价。本题通过实验资料和实验分析，得到了正确结论，属于结论性探究。(1)由题目信息可知：基于上述实验结论，则步骤①中加入的过量稀酸应该是硝酸；(
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2)二氧化碳和氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水；(3)连接仪器的一般顺序：气体发生装置→除杂装置(或干燥装置)→实验装置(或吸收装置)→产物鉴定装置→尾气处理装置(防外界空气干扰装置)；(4)由于在反应后，D装置中还存在着生成的二氧化碳，为了减少误差，反应后再次通入空气，其目的是把生成的二氧化碳全部排入到装置E中，使之充分被吸收；(5)为使定量分析更准确，在过滤之前需判断所加BaCl2溶液是否过量。判断BaCl2溶液是否过量可以有两种方案：一是向反应后的溶液中加入少量碳酸钠，若有沉淀生成说明BaCl2溶液过量；二是向反应后的溶液中继续滴加BaCl2溶液，若无沉淀生成说明BaCl2溶液已过量。但是为使定量分析更准确，我们应选择第二种方案，因为没有增加沉淀的质量。
类型二 有关成分类探究的探究
2．(2017·河南中考)小明在市场看到，鱼老板将一勺白色粉末加入水中，水中奄奄一息的鱼很快张开嘴，活蹦乱跳起来，小明对这种“白色粉末”很感兴趣，与小刚进行了相关探究。
【查阅资料】 这种“白色粉末”的主要成分是过碳酸钠(化学式为Na2CO4)，常温下，与水反应生成氧气。
【实验1】 小明选用如图所示装置中的 BC (填序号)，进行过碳酸钠与水的反应并收集产生的气体。经检验该气体是氧气，检验方法是
。
【提出问题】 过碳酸钠与水反应后得到的溶液M中溶质的成分是什么？
【做出猜想】 根据过碳酸钠和水的组成做出三种猜想。
猜想一：Na2CO3；猜想二：NaOH；猜想三：Na2CO3和NaOH。
【实验2】 小明取溶液M，滴加CaCl2溶液，观察到有白色沉淀生成。他认为白色沉淀是CaCO3，溶液中一定含有Na2CO3。
小刚提出质疑，产生的白色沉淀不一定是CaCO3。他的理由是 。
【实验3】 小刚取溶液M，滴加稀HCl，观察到 。
证明溶液中一定含有Na2CO3，从而否定了猜想二。
Na2CO3与稀HCl反应的化学方程式为 。
【实验4】 为进一步确定溶液M中是否含有NaOH，他们向溶液M中滴加CaCl2溶液至不再产生沉淀为止，取上层清液，加入 ，无明显现象。证明溶液中无NaOH，猜想一正确。
该实验中用CaCl2溶液而不能用饱和石灰水，原因是
。
【反思拓展】 (1)根据过碳酸钠的性质，保存时应注意防潮。
(2)检验A、B两种物质是否同时存在，一定要考虑二者性质的互相干扰问题。
【思路分析】 过碳酸钠与水反应属于固液混合型，不需要加热，所以选用B作为发生装置；氧气密度大于空气，所以选用C作为收集装置；氧气的检验方法是将带火星的木条伸入集气瓶中，木条复燃则证明是氧气。【实验2】 产生的白色沉淀可能是Ca(OH)2，因为Ca(OH)2微溶。【实验3】 取溶液M，滴加稀盐酸，观察到有气泡产生，则证明溶液中含有碳酸钠。【实验4】 若溶液中含有NaOH，则除去碱性的Na2CO3后，向溶液中加入酚酞试液，溶液变红；若没有明显现象则证明溶液中无NaOH；实验中不能用饱和石灰水的原因是Ca(OH)2与Na2CO3反应会生成NaOH，影响原溶液中NaOH的鉴定。
类型三 有关影响因素类探究
3．(2017·大庆中考)化学反应速率是衡量化学反应进行快慢的物理量，为了探究影响化学反应速率的因素，以过氧化氢分解为研究对象进行实验。
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三个小组均可采用如图装置进行实验，记录收集10 mL氧气的时间，实验室可供选择的试剂有2.5%、5%、10%三种浓度的H2O2溶液、MnO2、CuO、红砖粉末。
A组：探究催化剂对化学反应速率的影响
取5 mL 10% H2O2溶液，三次实验分别加入0.5 g MnO2、红砖粉末、CuO进行实验，记录数据如下：
试剂
MnO2
红砖粉末
CuO
t/s
10
60
20
由此可出结论：MnO2、CuO对H2O2分解有催化作用，红砖粉末无催化作用，某同学对该结论提出疑问。
补充对比实验，操作为
。
结果：长时间(大于100 s)，收集到很少量气体。
更正结论：红砖粉末 (填“有”或“无”)催化作用，三者中 催化效率最高。
B组：探究浓度对化学反应速率的影响
甲同学：取10 mL 5% H2O2溶液，加入0.5 g MnO2为催化剂，进行实验，记录时间t1。
乙同学：取10 mL 2.5% H2O2溶液，加入0.5 g CuO为催化剂，进行实验，记录时间t2。
实验结果 。
结论：浓度越大，反应速率越快。
丙同学：对实验设计提出疑问，并补充实验
。
记录时间t3，且t1＜t3＜t2。
更正结论：当 时，反应物浓度越大，反应速率越快。
C组：探究 对化学反应速率的影响。
取10 mL 5%H2O2溶液和0.5 g CuO为催化剂进行实验，两次实验分别将试管置于冰水浴和50 ℃热水浴，记录时间t4、t5，且t4＞t5。
结论：当反应物浓度和催化剂相同时， 。
综上所述：①为了研究某一因素对化学反应速率的影响，必须
；
②探究发现影响化学反应速率的因素有 。
【思路分析】 本题主要考查影响化学反应速率的因素探究、催化剂的特点与催化作用以及实验方案的设计。证明红砖粉末有无催化作用，必须与没加催化剂时进行比较，所以需要补做实验：取5 mL 10% H2O2溶液，记录数据，通过实验可知红砖粉末有催化作用；催化效率最高的物质，在相同条件下反应速率最快，由表中数据可知二氧化锰的催化效果最好；根据结论：浓度越大，反应速率越快，可知反应物浓度越高，反应速率越快，收集相同体积气体需要的时间越短，所以t1＜t2；从丙同学的结论进行反推，催化剂不同时，进行对照，需要补充实验：取10 mL 5% H2O2溶液，加入0.5 g CuO为催化剂，进行实验，记录时间t3。根据t1＜t3＜t2得出结论：催化剂相同时，反应物浓度越大，反应速率越快；C组实验中温度不同，所以影响因素是温度，温度越高，反应速率越快，在设计对照实验时只允许有一个变量，其他量相同；根据实验过程可知为了研究某一因素对化学反应速率的影响，必须只允许有一个变量，其他量必须相同；由探究过程可知影响化学反应的因素有催化剂、反应物浓度、温度。
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参考答案
1．(1)稀硝酸 (2)CO2＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋H2O
(3)ADBEC (4)把生成的二氧化碳全部排入到装置E中，使之充分被吸收
(5)向反应后的溶液中继续滴加BaCl2溶液，若无沉淀生成说明BaCl2溶液已过
2．【实验1】 BC 将带火星的木条伸入集气瓶中，若木条复燃，则说明是氧气
【实验2】 Ca(OH)2在水中微溶
【实验3】 有气泡产生 Na2CO3＋2HCl===2NaCl＋H2O＋CO2↑
【实验4】 酚酞试液 Ca(OH)2与Na2CO3反应会生成NaOH，影响原溶液中NaOH的鉴定
3．取5 mL 10% H2O2溶液，不放入任何催化剂，记录产生10mL气体需要的时间 有 二氧化锰 t1＜t2 取10 mL 5% H2O2溶液，加入0.5 g CuO为催化剂，进行实验，记录时间t3
催化剂相同 温度 温度越高，反应速率越快 只允许有一个变量，其他量必须相同 催化剂、反应物浓度、温度
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