2019秋九年级化学上册 第二部分 重点专题突破 专题六 实验探究题复习课件（新版）新人教版.ppt

第二部分 重点专题突破 专题六 实验探究题 目录 类型一 反应后物质成分的探究 类型二 物质变质的探究 类型三 标签受损类成分的探究 类型四 混合物成分的探究 类型五 金属性质的相关探究 类型六 酸碱盐性质的探究 类型七 教材实验拓展类探究 拓展类 类型一 反应后物质成分的探究 (2016 年 4 考， 2015 年 3 考， 2014 年 2 考， 2013 张家界 26) 例（ 2016 益阳）化学课上同学们观察了老师的演示实验。 【 演示实验 】 向盛有少量 NaOH 溶液的试管中滴加 CuSO 4 溶液。 下课后，同学们发现静置后的试管底部是蓝色沉淀，上层是无色溶液，在老师指导下对无色溶液进行实验探究。 【 提出问题 】 上层无色溶液中的溶质是什么？ 【 猜想假设 】 猜想（ 1 ）溶质是 Na 2 SO 4 ； 猜想（ 2 ）溶质是 Na 2 SO 4 和 CuSO 4 ； 猜想（ 3 ）溶质是 Na 2 SO 4 和 _______ （填化学式）。 【 查阅资料 】Na 2 SO 4 溶液呈中性。 【 讨论交流 】 经过讨论后，大家一致认为猜想（ 2 ）不成立，理由是 _________________ 。 【 实验探究 】 同学们分组进行如下实验探究。 选择的试剂 实验操作 实验现象 实验结论或原理 第一组 酚酞 溶液 溶液 变红 ①由第一、二组探究实验可得 : 猜想 ___ 成立； NaOH (3) 硫酸铜溶液显蓝色 选择的试剂 实验操作 实验现象 实验结论或原理 第二组 CuSO 4 溶液 生成蓝色沉淀 ②第二组探究实验中发生反应的化学方程式为 __________________ ______________________________________ 第三组 X 溶液 …… 2NaOH ＋ CuSO 4 Na 2 SO 4 ＋ Cu(OH) 2 ↓ 【 反思与拓展 】 经过讨论后，同学们认为还可以滴加其他试剂到上层无色溶液中，也能得到同样的结论。 你认为第三组滴加的 X 溶液可以是 _____________ （写一种即可）。 紫色石蕊溶液 【 方法指导 】 【 猜想假设 】 反应后物质成分的猜想存在两种情况：①只有生成物；②生成物和一种过量的反应物（注：因为两种反应物会发生反应，所以不能共存）。按照下列步骤提出合理的猜想： 第一步：写出化学方程式 A+B → C+D 第二步：进行猜想 恰好完全反应：反应后物质的成分为 C 、 D A 过量：反应后物质的成分为 C 、 D 、 A B 过量：反应后物质的成分为 C 、 D 、 B 【 讨论交流 】 不合理猜想的判断方法：①猜想的物质是否含有有色物质；②猜想的物质之间是否能够发生反应；③猜想的物质是否含有反应物中未涉及的元素。 【 实验探究 】 第一步：确定所要检验的物质。 ①生成物 C 和 D 是一定存在的，无需检验 ②反应物的检验 注：生成物如果对反应物的检验造成干扰，则需先除去生成物，再进行检验。 A Ⅰ B Ⅱ 现象 现象 第二步：设计实验方案并得出结论。 ①掌握实验操作（试剂选择）、实验现象、实验结论三者之间的对应关系： 物质 + 试剂 现象 结论（有无该物质）。 ②解答方法 第一种：根据实验步骤和现象完善实验结论。 常用的方法是根据实验步骤和对应的实验现象，以及物质的性质判断是否存在要验证的物质，继而得出结论。 第二种：根据实验结论完善实验现象或步骤。 反映 决定 这种存在两种情况：①试剂和现象之间相互确定；②根据实验操作所选试剂和结论确定现象。可以根据第一种方法进行反推，然后确定试剂和现象。 【 解析 】(1)【 猜想假设 】 氢氧化钠和硫酸铜反应生成氢氧化铜沉淀和硫酸钠，该反应可能恰好完全反应，所得溶液为硫酸钠溶液，也可能存在其中一种过量，如果是氢氧化钠过量，则溶液中的溶质是氢氧化钠和硫酸钠；如果是硫酸铜过量，则溶液中的溶质是硫酸钠和硫酸铜。 【 讨论交流 】 硫酸铜溶液显蓝色，而实验中上层清液为无色，所以可以排除溶液的溶质是硫酸钠和硫酸铜，即猜想 (2) 不成立。 【 实验探究 】 第一组是利用氢氧化钠溶液显碱性，可使酚酞溶液变红色，通过滴加酚酞溶液，检验溶液中是否存在氢氧化钠；第二组是利用氢氧化钠与硫酸铜反应生 生成硫酸钠和氢氧化铜蓝色沉淀，检验溶液中是否存在氢氧化钠，通过两组的实验证明了溶液中有氢氧化钠存在，即猜想 (3) 成立。 【 反思与拓展 】 要检验溶液中是否存在氢氧化钠，还可利用氢氧化钠能使紫色石蕊溶液变蓝色，或与氯化镁溶液反应生成氢氧化镁白色沉淀，或与氯化铁溶液反应生成红褐色沉淀等进行检验。 【 变式练习 】 1. (2012 衡阳 ) 某化学兴趣小组查阅资料得知：过氧化钠 (Na 2 O 2 ) 是一种黄色粉末，常温下能与二氧化碳反应产生氧气，常用在潜水艇中作供氧剂。该小组同学将过氧化钠与二氧化碳反应后，发现除了生成氧气，还生成一种白色固体。 【 提出问题 】 该白色固体是什么？ 【 猜想 】 猜想 a ：碳酸钠 猜想 b ：碳酸氢钠 小周同学认为猜想 b 不成立，理由是反应物中没有 ___ 元素。 氢 【 实验 】 取少量生成的白色固体于试管中，加入 ______ ，产生气泡，再将生成的气体通入澄清石灰水中，石灰水变浑浊。 【 结论 】 猜想 a 成立。 请写出过氧化钠与二氧化碳反应的化学方程式： ______________________________ 。 【 继续探究 】 过氧化钠能否与水反应？生成物是什么？（表格见下一页） 【 交流与反思 】 由于过氧化钠常温下能与二氧化碳和水反应，所以保存过氧化钠一定要 _____ 。 稀盐酸 2Na 2 O 2 ＋ 2CO 2 2Na 2 CO 3 ＋ O 2 密封 实验步骤 实验现象 实验结论 ① 取少量过氧化钠粉末于试管中，加入蒸馏水，再用带火星的木条伸入试管中 产生气泡， ________ 过氧化钠能与水反应生成氧气 ② 向上述反应后的试管中滴加酚酞试液 ________ 所得溶液呈碱性，推断过氧化钠与水反应生成 _____ ( 填化学式 ) NaOH 木条复燃 溶液变红 【 继续探究 】 过氧化钠能否与水反应？生成物是什么？ 2. (2016 昆明 ) 在老师的指导下，小乐同学探究金属和盐溶液反应时，发现将钠放入 MgCl 2 溶液中有气泡和白色沉淀产生。为了进一步探究，小乐同学将充分反应后的混合物过滤，得固体 A 和滤液 B 。 【 查阅资料 】① 钠与水反应生成氢氧化钠和氢气。 ② MgCl 2 溶液呈酸性。 【 分析与思考 】 小乐同学根据所学知识对产生的气体和固体 A 进行判断： (1) 产生的气体是 ____ ( 填序号 ) 。 ① CO 2 ②H 2 ③Cl 2 ② (2) 取 A 加入过量稀盐酸， A 全部溶解，无气泡产生，则 A 的化学式是 _________ 。 【 提出问题 】 滤液 B 中溶质的成分是什么？ 【 猜想 】 猜想一： NaCl 猜想二： NaCl 、 MgCl 2 猜想三： NaCl 、 NaOH 猜想四： NaCl 、 MgCl 2 、 NaOH 小乐同学认为猜想 ___ 不成立，理由是 _______________ _____________ 。 Mg(OH) 2 四 MgCl 2 和 NaOH 会 发生化学反应 【 实验探究 】 实验操作 实验现象 实验结论 步骤一：取少量滤液 B 于试管中，滴加几滴无色酚酞，振荡，观察现象 溶液 ________ 猜想三 不成立 步骤二：取少量滤液 B 于试管中，滴加适量 NaOH 溶液，振荡，观察现象 产生白色沉淀 猜想 ____ 成立 二 不变色 【 结论 】 在金属活动性顺序里，钠不能将位于它后面的金属从该金属的盐溶液中置换出来。 【 拓展 】 将钠与 MgCl 2 固体隔绝空气加热到一定温度时，钠可以从 MgCl 2 中置换出镁，该反应的化学方程式是 _____________________________ 。 2Na ＋ MgCl 2 Mg ＋ 2NaCl 【 探究流程 】 【 解析 】【 分析与思考 】(1) 根据 【 查阅资料 】 的内容分析，钠放入氯化镁溶液中先与水反应生成氢氧化钠和氢气，因此产生的气体是氢气，②正确。 (2) 钠放入氯化镁溶液中先与水反应生成氢氧化钠和氢气，氢氧化钠与氯化镁反应生成氢氧化镁白色沉淀和氯化钠，因此推测固体 A 是 Mg(OH) 2 ，结合“取 A 加入过量稀盐酸， A 全部溶解，无气泡产生”，确定 A 是 Mg(OH) 2 。 【 猜想 】 氯化镁与氢氧化钠反应生成氢氧化镁沉淀和氯化钠，二者不能共存，猜想四不成立。 【 实验探究 】 根据实验结论“猜想三不成立”，结合猜想三的内容为“溶质的成分是 NaCl 、 NaOH” 以及实验操作的内容分析，滤液中不含氢氧化钠，加入酚酞溶液后溶液不变色；根据实验操作的内容以及实验现象“加入氢氧化钠溶液产生白色沉淀”分析，该沉淀是氢氧化镁，滤液中含有氯化镁，猜想二成立。 【 拓展 】 根据题干信息，确定钠与氯化镁在隔绝空气和加热条件下反应生成镁和氯化钠。 类型二 物质变质的探究 (2016 衡阳 33 ， 2015 年 2 考， 2014 年 2 考， 2013 年 2 考 ) 例 (2016 衡阳 ) 某化学学习小组的同学对一瓶久置的氢氧化钠的化学成分产生了兴趣，他们根据自己已学的知识进行如下探究，请你共同参与并填空： 【 猜想假设 】 猜想一：只有氢氧化钠 猜想二：是氢氧化钠和碳酸钠的混合物 猜想三： ____________ 。 只有碳酸钠 【 查阅资料 】 （ 1 ） BaCl 2 溶液显中性； （ 2 ） Na 2 CO 3 溶液与 BaCl 2 溶液能反应产生白色沉淀。 【 实验探究 】 实验步骤 实验现象 实验结论 （ 1 ）用小试管取少量固体样品加水完全溶解，再滴加过量 BaCl 2 溶液 产生白色 沉淀 猜想 ____ 不正 确 （ 2 ）取（ 1 ）中的少量上层清液于试管中，滴加酚酞试液 _______ 猜想二正确，猜想三不正确 一 溶液变红 【 实验结论 】 该氢氧化钠样品已部分变质，其化学成分是 NaOH 与 Na 2 CO 3 的混合物，引起 NaOH 变质的化学方程式为 ________________________________ 。 【 反思交流 】 （ 1 ）实验室应 _____ 保存氢氧化钠。 （ 2 ）某同学认为用 CaCl 2 溶液代替 BaCl 2 溶液也可以得到同样的结论，另一位同学认为不可以，理由是 :CaCl 2 溶液和 NaOH 溶液相混合也会出现 ________ ，因为 Ca(OH) 2 是 _______________ 。 微溶于水的物质 2NaOH ＋ CO 2 Na 2 CO 3 ＋ H 2 O 密封 白色沉淀 【 方法指导 】 【 猜想假设 】 针对物质变质问题提出猜想时，在了解变质本质的前提下可从没有变质、部分变质、完全变质三个方面入手。如针对氢氧化钠、氢氧化钙变质问题的探究。 （ 1 ）首先确定变质本质：氢氧化钠、氢氧化钙与空气中的二氧化碳反应，原理分别为： 2NaOH+CO 2 Na 2 CO 3 +H 2 O 、 Ca(OH) 2 +CO 2 CaCO 3 ↓+H 2 O 。 （ 2 ）确定成分 没有变质→原样品，即 NaOH ［或 Ca(OH) 2 ］ 部分变质→原样品和变质生成的物质，即 NaOH 和 Na 2 CO 3 ［或 Ca(OH) 2 和 CaCO 3 ］ 全部变质→变质后生成的物质，即 Na 2 CO 3 （或 CaCO 3 ） 【 实验探究 】 验证氢氧化钠或氢氧化钙是否变质的方法详 见 氢氧化钠 、氢氧化钙变质的探究。 【 解析 】【 猜想假设 】 氢氧化钠溶液与空气中的二氧化碳反应生成碳酸钠和水，如果氢氧化钠全部变质，则其中只有碳酸钠； 【 实验探究 】(1) 氯化钡溶液与碳酸钠溶液反应生成碳酸钡白色沉淀和氯化钠，根据实验现象，可知固体样品中含有碳酸钠，猜想一不正确； (2) 向 (1) 中的少量上层清液中滴加酚酞试液，结合猜想二正确、猜想三不正确，说明溶液中含有氢氧化钠，则实验现象为溶液变红； 【 实验结论 】 氢氧化钠溶液与二氧化碳反应生成碳酸钠和水； 【 反思交流 】(1) 氢氧化钠露置于空气中容易变质，需密封保存； (2) 氯化钙溶液中的钙离子与氢氧化钠溶液中的氢氧根离子结合，产生微溶于水的氢氧化钙，也会出现白色沉淀。 【 变式练习 】 1. (2016 丹东 ) 某化学兴趣小组对一包完全变质的生石灰干燥剂产生了好奇，为确定其成分展开如下探究： 【 提出问题 】 这包已完全变质的干燥剂成分是什么？ 【 猜想 】 猜想 Ⅰ ： Ca(OH) 2 猜想 Ⅱ ： Ca(OH) 2 和 CaCO 3 猜想 Ⅲ ： CaCO 3 【 实验探究 】(1) 取少量样品于试管中，向其中滴加少量稀盐酸，无气泡产生。于是小莉认为没有 CaCO 3 ，小晶却不同意小莉的结论，理由是 _____________________________ ___________________________ _________ 。 ( 或加入的少量稀盐酸只与氢氧化钙反应 ) 加入稀盐酸的量不足 (2) 为进一步确定其成分，小组同学共同设计了如下方案，请你完成实验报告。 实验步骤 实验现象 实验结论 ① 取少量样品于试管中，加适量水溶解，向试管中滴加几滴酚酞溶液 ____________ ________ 猜想 Ⅱ 成立 ② 另取少量样品于试管中，加适量水溶解，加入 _______ _______ __________ 溶液由无色变为红色 过量的 稀盐酸 有气泡产生 【 实验反思 】(1) 步骤②中有关反应的化学方程式为 _______________________________ ； ____________________________________ 。 (2) 生石灰变质过程可简述为：生石灰吸收 ______ 变成熟石灰，熟石灰吸收 _____ 变成碳酸钙。 H 2 O 2HCl ＋ Ca(OH) 2 CaCl 2 ＋ 2H 2 O CaCO 3 ＋ 2HCl CaCl 2 ＋ H 2 O ＋ CO 2 ↑ CO 2 【 解析 】 成分分析：生石灰是氧化钙的俗称，氧化钙吸收空气中的水分，生成氢氧化钙，氢氧化钙能吸收空气中的二氧化碳生成碳酸钙，完全变质的生石灰干燥剂，说明其成分中没有氧化钙，其成分可能是氢氧化钙、碳酸钙中的一种或两种。 【 实验探究 】(1) 当氢氧化钙与碳酸钙共存时，因为盐酸与碳酸钙反应生成的二氧化碳又能与氢氧化钙反应，故盐酸先与氢氧化钙反应，后与碳酸钙反应，当滴加盐酸的量过少时，观察不到有气泡产生，需加入足量的稀盐酸，才能观察到有气泡产生。 (2) 氢氧化钙微溶于水，其水溶液显碱性，可使酚酞变红色。碳酸钙难溶于 水，能与盐酸反应，产生二氧化碳气体。 【 实验反思 】(1) 猜想 Ⅱ 成立，滴入盐酸时，发生的反应有两个，氢氧化钙与盐酸反应生成氯化钙和水，碳酸钙与盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳。 (2) 生石灰变质的过程是氧化钙与水反应生成氢氧化钙，氢氧化钙与空气中的二氧化碳反应生成碳酸钙和水。 2. (2014 衡阳 )“ 侯氏制碱法”首先得到的是碳酸氢钠，然后将碳酸氢钠加热分解得到产品碳酸钠： 2NaHCO 3 Na 2 CO 3 ＋ CO 2 ↑ ＋ H 2 O 。碳酸钠露置在空气中能与空气中的二氧化碳和水反应生成碳酸氢钠： Na 2 CO 3 ＋ CO 2 ＋ H 2 O 2NaHCO 3 。某中学化学研究性学习小组对一瓶开启后久置的碳酸钠是否变质及变质程度进行探究。 【 提出假设 】 假设 Ⅰ ：完全变质；假设 Ⅱ ：没有变质；假设 Ⅲ ： _________ 。 【 实验探究 】 实验一：取少量样品于试管中，加水溶解后再加入少量 CaCl 2 溶液，产生白色沉淀，说明假设 △ 部分变质 ___ 不成立。反应的化学方程式为 _____________________ ______________ 。 实验二：取少量样品于试管中，用导管连接后固定在铁架台上，导管的另一端插入澄清石灰水中。加热样品，有气体产生，澄清的石灰水变浑浊，说明假设 ___ 不成立。 【 实验结论 】 假设 __ 成立 ， 样品的成分是 ________________ 。 【 交流反思 】 欲除去 Na 2 CO 3 变质后产生的杂质，最合适的方法是 ____________________ 。 将样品在空气中加热 Ⅰ Ca 2 CO 3 ↓ ＋ 2NaCl Na 2 CO 3 ＋ CaCl 2 Ⅱ Ⅲ Na 2 CO 3 和 NaHCO 3 【 解析 】【 提出假设 】 碳酸钠完全变质，样品成分为 NaHCO 3 ；没有变质，样品成分为 Na 2 CO 3 ；部分变质，样品成分为 Na 2 CO 3 和 NaHCO 3 ； 【 实验探究 】 取样溶于水加入氯化钙溶液，有白色沉淀产生，说明样品中含 Na 2 CO 3 ，所以假设 Ⅰ 不成立；加热样品有二氧化碳生成，说明样品中含 NaHCO 3 ，所以假设 Ⅱ 不成立； 【 实验结论 】 综上所述，可知假设 Ⅲ 成立，样品的成分是 Na 2 CO 3 和 NaHCO 3 ； 【 交流反思 】 因为碳酸氢钠在空气中加热会分解成碳酸钠、水、二氧化碳，所以，除去碳酸钠中的碳酸氢钠，加热样品即可。 类型三 标签受损类成分的探究 (2015 郴州 28 ， 2014 年 2 考 ) 例 (2014 邵阳 ) 某课外活动小组的同学在整理化学药品柜时，发现一瓶标签受损的无色液体，如图所示，老师告诉大家，该瓶液体是下列 5 种液体中的某一种： 稀 H 2 SO 4 、 H 2 O 、 NaNO 3 溶液、 NaOH 溶液、 CuSO 4 溶液。 (1) 根据以上信息判断，该无色液体一定不是 ____________ 和 _____ 。 (2) 为确定该液体的成分，同学们设计了下列实验方案，请你一起参与同学们的探究活动。 CuSO 4 溶液 H 2 O 实验操作 实验现象 实验结论 ① 取该液体适量于试管中，向其中滴加无色酚酞溶液 溶液颜色无变化 该液体不是 __________ ② 另取该液体适量于试管中，向其中加入锌粒 _________ 该液体是稀 H 2 SO 4 ，不是 NaNO 3 溶液 【 实验探究 】 NaOH 溶液 有气泡产生 【 反思交流 】 (3) 实验操作②中发生反应的化学方程式是 ______________ _____________ 。 (4) 为防止标签受损，拿细口瓶倾倒液体时，细口瓶贴标签的一面要 _________ 。 向着手心 ZnSO 4 ＋ H 2 ↑ Zn ＋ H 2 SO 4 【 方法指导 】 1 ．标签包含的信息： (1) 固体药品标签包含的信息：①名称；②质量分数。 (2) 液体药品标签包含的信息：①化学式；②溶质质量分数。 2. 借助破损标签上的名称、质量分数、化学式等排除不符合标签的物质。 (1) 名称：排除不符合命名的药品。如借助“酸钠”可排除氯化钠。 (2) 化学式：排除与化学式中元素符号、下标不符合的物 质。如借助“ Na 2 ” 可排除 NaCl 、 NaNO 3 等。 (3) 质量分数或溶质质量分数：排除与质量分数不符合的物质，如 5% 的纯净物、 10% 的氢氧化钙溶液。 【 解析 】(1) 硫酸铜溶液是蓝色的，而已知该液体是无色的，且该液体的质量分数为 10% ，而水是纯净物，故该无色液体一定不是硫酸铜溶液和水。 (2)① 取该液体适量于试管中，向其中滴加无色酚酞溶液，溶液无变化，说明溶液不显碱性，故不是氢氧化钠溶液；②另取该液体适量于试管中，向其中加入锌粒，依据结论是稀硫酸，故会观察到有气泡产生。 (3) 锌和稀硫酸反应生成硫酸锌和氢气，故反应的化学方程式为 Zn ＋ H 2 SO 4 ZnSO 4 ＋ H 2 ↑ 。 (4) 为防止标签受损，拿细口瓶倾倒液体时，细口瓶贴标签的一面要向着手心。 【 变式练习 】 1. (2015 郴州 ) 化学兴趣小组的同学发现实验台上一瓶标签破损的无色溶液 ( 标签如图 ) 。他们提出可能是 Na 2 SO 4 、 NaHCO 3 、 Na 2 CO 3 溶液中的一种，于是决定对这瓶溶液进行实验探究。 查阅资料：三种物质溶液在常温下的 pH 如下表 溶液 Na 2 SO 4 NaHCO 3 Na 2 CO 3 pH pH ＝ 7 pH>7 pH>7 (1) 小新同学认为该溶液不可能是 ________ ，理由是 _________________________ 。 化学式中 Na 的右下角没有 2 NaHCO 3 (2) 标签破损的原因 _____________________________ 。 (3) 为确定其成分，小新同学设计如下方案进行探究 实验步骤 现象 结论 取该溶液少许于试管中，滴加过量的 BaCl 2 溶液，振荡 ① ____________ 则该溶液是 Na 2 CO 3 溶液 过滤，向滤渣滴加稀盐酸 ② ________ 倾倒液体时，标签没有向着手心 产生白色沉淀 产生气泡 (4) 小芳认为可以设计更简单的实验方案，该方案是： _________________________________________________ ___________________________ ( 写出实验步骤、现象及结论 ) 。 取少量无色溶液于试管中，加入无色酚酞溶液，若溶液 变红，则原溶液是碳酸钠溶液 【 解析 】(1) 小新同学认为该溶液不可能是 NaHCO 3 ，理由是 NaHCO 3 中钠原子个数是 1 个， Na 的右下角没有个数 2 。 (2) 标签破损的原因是：倾倒液体时标签没有向着手心。 (3) 根据结论可知该溶液是 Na 2 CO 3 溶液，由于碳酸钠能与氯化钡反应生成碳酸钡沉淀，碳酸钡能与稀盐酸反应生成二氧化碳气体，所以填表如下： 实验步骤 现象 结论 取该溶液少许于试管中，滴加过量的 BaCl 2 溶液，振荡   ① 产生白色沉淀 则该溶液是 Na 2 CO 3 溶液 过滤，向滤渣滴加稀盐酸   ② 产生气泡 (4) 碳酸钠溶液显碱性、硫酸钠溶液显中性，可以设计实验方案：取少量无色溶液于试管中，加入无色酚酞溶液，若溶液变红，则原溶液是碳酸钠溶液。 2. (2014 张家界 ) 某化学兴趣小组的同学在整理学校实验室时，发现了一瓶标签中化学式已破损 ( 如图所示 ) 但未变质的溶液，他们对这瓶无色溶液产生了兴趣。经过询问实验老师得知，这瓶无色溶液的溶质应该是碳酸钠、氯化钠、硫酸钠、氢氧化钠中的一种。请你与他们一起对这瓶溶液的溶质成分进行探究。 【 提出问题 】 这瓶无色溶液溶质成分是什么？ 【 提出假设 】① 碳酸钠 (Na 2 CO 3 ) ② 硫酸钠 (Na 2 SO 4 ) ③ 氯化钠 (NaCl) ④ 氢氧化钠 (NaOH) 【 查阅资料 】 硫酸钠、氯化钠的溶液呈中性，碳酸钠、氢氧化钠的溶液呈碱性。 【 讨论交流 】 为了确定该瓶溶液溶质的成分，首先他们根据标签上物质元素组成的特点，认为该瓶溶液不可能是 _____ 溶液和 ______ 溶液。 【 实验探究 】 实验操作 实验现象 取少量样品溶液于试管中，滴加稀盐酸 产生大量气泡 NaOH NaCl 【 实验结论 】 通过对上述实验现象分析，你认为假设 ____ ( 填序号 ) 成立。写出该实验操作中反应的化学方程式： ________________________________________ 。 【 反思拓展 】 通过上述 【 讨论交流 】 后，排除了四种假设物质中的两种。请你根据查阅资料所获取的知识，再举一例判定剩下两种假设物质的实验方法 ________________ ____________________________________________________________________________________________________ _________________________ 。 Na 2 CO 3 ＋ 2HCl 2NaCl ＋ CO 2 ↑ ＋ H 2 O ① 取少量样品溶液于试管中，滴加无色酚酞溶液，观察溶液是否变红色，若溶液变红色，可证明是碳酸钠溶液；若溶液不变色，则证明是硫酸钠溶液 【 解析 】【 讨论交流 】 氯化钠中不含有氧元素，不可能是氯化钠； NaOH 中氢氧根为－ 1 价，不会出现“ Na 2 ” 的情况。 【 实验结论 】 根据 【 实验探究 】 向样品中加入稀盐酸产生大量气泡，证明样品是碳酸钠溶液，碳酸钠与稀盐酸反应生成二氧化碳、氯化钠和水，产生大量气泡可得猜想①成立。 【 反思拓展 】 碳酸钠、硫酸钠溶液中碳酸钠溶液显碱性，硫酸钠溶液显中性，可向溶液中滴加无色酚酞溶液，根据溶液是否变红判定剩下两种假设物质。 类型四 混合物成分的探究 (2016 年 2 考， 2015 年 2 考， 2014 年 4 考， 2013 常德 31) 例（ 2013 常德）某无色溶液的溶质是氯化钠、碳酸钠、氢氧化钠中的一种或两种，化学小组对该溶液的溶质进行了如下探究。请完成以下探究内容： 【 提出猜想 】 溶质可能是 猜想一：氯化钠 猜想二：碳酸钠 猜想三：氢氧化钠 猜想四：氯化钠和碳酸钠 猜想五：碳酸钠和氢氧化钠 猜想六： _________________ ; 【 进行实验 】(1) 取少许无色溶液后滴加无色酚酞试液，溶液呈红色，则猜想 ____ ( 填数字 ) 不成立； 氯化钠和氢氧化钠 一 (2) 另取少许无色溶液后滴加盐酸有无色气体产生，说明原溶液中一定含有的物质是 ________ ； 【 讨论交流 】(1) 同学们根据上述两个实验推断；无色溶液的溶质仍有 ___ ( 填数字 ) 种可能的情况； (2) 大家讨论认为：要进一步确定无色溶液的溶质应先除去溶液中的某种物质； 【 继续实验 】(1) 另取少许无色的溶液加入足量的 _________ ________ 溶液后产生白色沉淀，反应的化学方程式是 __________________________________________________________________________________ 。 氯化钡 ( 或 碳酸钠 三 硝酸钡 ) BaCl 2 ＋ Na 2 CO 3 BaCO 3 ↓ ＋ 2NaCl [ 或 Ba(NO 3 ) 2 ＋ Na 2 CO 3 BaCO 3 ↓ ＋ 2NaNO 3 ] (2) 静置后取上层清液滴入酚酞试液，溶液呈红色； 【 实验结论 】 猜想 ____ ( 填数字 ) 成立； 【 实验反思 】(1) 若“ 【 进行实验 】(1)” 中加入酚酞试液后溶液呈无色，则溶液含有的阴离子是 ___ ( 写离子符号 ) 。 (2) 若“ 【 继续实验 】(2)” 中，加入酚酞溶液呈无色，则得出的实验结论是 __________________ 。 五 Cl － 猜想二或猜想四成立 【 方法指导 】 【 提出猜想 】 根据试题提示的物质，分析混合物中含有的成分是所提示的物质的一部分还是全部，确定混合物可能含有的物质，然后对题干所给定物质自由组合，若由三种物质（①②③）中的两种物质组成，可能的组合有：①②、①③、②③。 注：必须排除组内直接能够发生反应的物质的组合。 【 进行实验 】 设计实验方案并得出结论 (1) 掌握实验操作 ( 试剂选择 ) 、实验现象、实验结论三者之间的对应关系：物质＋试剂 现象 结论 ( 有无该物质 ) 。 反映 决定 (2) 解答方法 第一种：根据实验步骤和现象完善实验结论。 根据实验步骤和对应的实验现象，以及物质的性质判断是否存在要验证的物质，继而得出结论。 第二种：根据实验结论完善实验现象或步骤。 分两种情况：①试剂和现象之间相互确定；②根据实验操作中所选试剂和结论确定现象。可以根据第一种方法进行反推，然后确定试剂和现象。 补充：混合物成分探究常用的实验方法 (1) 针对固体混合物成分的探究 ：若盐或碱固体，可通过溶 解固体粉末，检验组成该碱或盐的阴、阳离子的特殊性质，确定所含物质的存在；若针对金属混合物，利用金属能否与酸反应产生气体，或金属与盐溶液能否反应，是否有固体析出或溶液颜色变化情况，确定所含物质的存在。 (2) 针对液体混合物成分的探究 ：可以通过检验构成物质的阴、阳离子的特征现象来确定物质的成分。 (3) 针对气体混合物成分的探究 常结合气体的性质探究，如 CO 2 通入紫色石蕊溶液中能使溶液变红或通入澄清石灰水中能使溶液变浑浊；水蒸气可以使无水硫酸铜变蓝等；或将某些气体转化为能与其他物 物质反应且产生明显现象的物质探究，如 CO 通过灼热的氧化铜，产生的气体能使澄清石灰水变浑浊等。 【 解析 】 三种物质中含有一种或其中两种，包括六种情况，根据题给信息可知，猜想六为含有氯化钠和氢氧化钠；取样滴加酚酞试液，溶液变红，说明溶液显碱性，则可能含有氢氧化钠或碳酸钠中的至少一种，所以不可能仅含氯化钠，如果滴加酚酞试液无明显变化，说明溶液不显碱性，溶液中不可能含有氢氧化钠或碳酸钠中的任何一种；能使酚酞试液变红，滴加稀盐酸有无色气体产生，说明溶液中一定含有碳酸钠，溶液的溶质可能只有碳酸钠，也可能是碳酸钠和氢氧化钠或碳酸钠和氯化钠，故溶质的组成有三种可能；取样加入试剂有沉淀产生，说明该步是将碳酸根离子全部转化 为难溶性的物质，再检验溶液中是否含有氢氧化钠，因此选择的试剂最好是可溶性钡盐，不能是碱，以免产生干扰，将碳酸钠全部转化为沉淀后，再加入酚酞试液，溶液仍然显红色，说明溶液中还含有氢氧化钠，即溶质为氢氧化钠和碳酸钠，如果再滴入酚酞试液无明显现象，说明溶液中不含氢氧化钠，溶质可能只含碳酸钠，也可能含有碳酸钠和氯化钠。 【 解题思路 】 本题的分析思路如下： 【 变式练习 】 1. (2014 益阳 ) 益阳市生产的松花皮蛋全国闻名。将水、生石灰、纯碱、食盐按 100∶11.2∶5.3∶3.5 的质量比混合而成料浆，将鲜鸭蛋粘上料浆密封一段时间即可得到松花皮蛋。某化学实验小组的同学对料浆澄清液 (“ 料液” ) 的主要成分进行探究。 【 提出问题 】 料液的主要成分 (H 2 O 除外 ) 是什么？ 【 猜想与假设 】 实验小组的同学通过充分讨论，作出了如下猜想： ①料液中一定含有 NaOH 、 NaCl 、 Ca(OH) 2 ②料液中一定含有 NaOH 、 NaCl 、 Na 2 CO 3 【 对猜想的解释 】 (1) 料液中一定没有 CaO 的原因是 ______________________ ( 用化学方程式表示 ) 。 (2) 料液中一定存在 NaOH 的原因是 _____________________ _________________ ( 用化学方程式表示 ) 。 【 进行实验 】 Ⅰ. 取适量料液放入试管中，滴加 2 ～ 3 滴酚酞试液，料液显红色。 Ⅱ. 取适量料液放入试管中，滴加少量 Na 2 CO 3 溶液，料液中 CaO ＋ H 2 O Ca(OH) 2 CaCO 3 ↓ ＋ 2NaOH Ca(OH) 2 ＋ Na 2 CO 3 出现白色沉淀。 Ⅲ. 取适量料液放入试管中，滴加稀盐酸直到过量，没有现象发生。 【 实验结论 】 (3) 该料液中含有的物质除 NaOH 与 NaCl 外，还一定含有 ________ ( 填化学式 ) 。 【 交流与拓展 】 (4) 松花皮蛋味道鲜美，但直接食用会稍有涩味。如果将松花皮蛋蘸上食醋食用，则轻微涩味会被去除，味道变得更为鲜美可口。请你说明食醋可以去除松花皮蛋涩味的原因 ________________ 。 Ca(OH) 2 酸碱发生中和反应 (5) 现在有的皮蛋厂直接用烧碱 (NaOH) 代替生石灰和纯碱，但制得的皮蛋口感不如益阳产松花皮蛋。烧碱一定要密封保存，其理由是 ____ ( 选序号填空 ) 。 A. 烧碱易吸水潮解 B. 烧碱易吸收空气中的 CO 2 而变质 C. 烧碱具有强腐蚀性 D. 烧碱溶于水时放出热量 AB 【 解析 】(1) 料液中有水，而氧化钙和水反应能生成氢氧化钙，所以料液中不可能有 CaO 。 (2) 生石灰与水反应生成的氢氧化钙能与碳酸钠溶液反应，因为生成物中有不溶于水的 CaCO 3 生成，符合复分解反应发生的条件，而这两种物质交换成分后，生成物中一定有 NaOH 。 (3) 碳酸钠溶液和氢氧化钙反应生成碳酸钙白色沉淀和氢氧化钠，所以取适量料液放入试管中，滴加少量 Na 2 CO 3 溶液，料液中出现白色沉淀，说明一定含有氢氧化钙。 (4) 食醋中含有的醋酸具有酸的通性，因此能与碱发生中和反应去除涩味。 (5) 氢氧化钠固体易吸水发生潮解，并能与空气中的 CO 2 发生反应而变质，因此氢氧化钠固体保存时必须密封，故选 AB 。 2. (2014 郴州 ) 袋装食品中常用一种“双吸剂”保质，主要成分是铁粉和生石灰，同学们对一久置的双吸剂固体样品很好奇，设计了如下实验进行探究。 【 提出问题 】 久置“双吸剂”的成分是什么？ 【 做出猜想 】 久置“双吸剂”中可能有 Fe 、 Fe 2 O 3 、 CaO 、 Ca(OH) 2 和 CaCO 3 【 实验探究 1】 取固体样品研磨，用磁铁吸引，磁铁上沾有黑色粉末，说明“双吸剂”中一定有 ____ 。再用磁铁反复吸引后，残留固体用于后续探究活动。 Fe 【 实验探究 2 】 实验操作 实验现象 实验结论 取少量探究实验 1 的残留固体放入试管中，加入蒸馏水 试管外壁不发烫 固体中一定没有 ____ 【 实验探究 3】 CaO 【 实验结论 】 步骤②产生白色沉淀，说明久置的“双吸剂”中含有 ________ ，其反应的化学方程式： ____________________ __________________ 步骤③有气泡冒出、溶液变为黄色，说明久置的“双吸剂”中含有 _______ 和 ______ 。 CaCO 3 ↓ ＋ 2NaOH Ca(OH) 2 CaCO 3 Fe 2 O 3 Ca(OH) 2 ＋ Na 2 CO 3 【 解析 】【 实验探究 1】 磁铁能吸引铁粉，所以“双吸剂”中一定含 Fe 。 【 实验探究 2】CaO ＋ H 2 O Ca(OH) 2 放出大量的热。残留固体加水不放热，说明没有 CaO 。 【 实验结论 】“ 双吸剂”中能和碳酸钠反应生成白色沉淀的只有 Ca(OH) 2 ， Ca(OH) 2 ＋ Na 2 CO 3 CaCO 3 ↓ ＋ 2NaOH 。步骤③有气泡冒出，说明含有 CaCO 3 ；溶液变黄色，说明有 Fe 3 ＋ ，即含有 Fe 2 O 3 。 类型五 金属性质的相关探究 [2016 年 2 考， 2015 常德 32( 三 ) ， 2014 怀化 30 ， 2013 娄底 26] 1. (2016 岳阳 ) 同学们在学习金属与盐溶液的反应时，老师强调：“金属 K 、 Ca 、 Na 必须除外。”化学兴趣小组的同学们对此产生了兴趣，并在老师的指导下，进行如下探究： 【 提出问题 】 将金属钠投入到硫酸铜溶液中，结果会怎样？ 【 查找资料 】(1) 少量钠通常保存在煤油中； (2) 钠是银白色的软金属，可用小刀切割，熔点 97.81 ℃ ，沸点 882.9 ℃ ，密度为 0.97 g/cm 3 ； (3) 钠是一种很活泼的金属，遇水发生剧烈反应，生成氢氧化钠和氢气。 【 做出猜想 】 猜想 Ⅰ ：放出气体，生成蓝色沉淀，能置换出铜； 猜想 Ⅱ ：放出气体，生成蓝色沉淀，不能置换出铜。 【 实验探究 】 实验操作 实验现象 ① 取 10 mL 一定溶质质量分数的硫酸铜溶液，倒入 50 mL 的烧杯里 ② 取一块钠，用滤纸吸干表面煤油，再切取绿豆大小的一块，投入溶液中 钠浮在液面上，熔化成闪亮小球，钠球游动，发出“嘶嘶 ” 的声响，析出蓝色沉淀 【 现象分析 】 (1) 钠熔成小球是因为 ______________________ 。 (2) 钠球游动，发出“嘶嘶”声响说明有气体产生。 (3) 析出蓝色沉淀是因为 ______________________________ _________ ( 用化学方程式表示 ) 。 【 继续探究 】 有部分同学认为置换出的铜可能被蓝色沉淀掩盖。 于是他们进一步探究： 实验操作 实验现象 结论 取烧杯中少许沉淀于试管中，再向其中加入过量的稀硫酸 沉淀全部溶解，溶液变蓝色 ___________________________________ 反应放热，钠的熔点低 Na 2 SO 4 2NaOH ＋ CuSO 4 Cu(OH) 2 ↓+ 反应中没有铜生成，只生成了蓝色沉淀 【 实验结论 】 在金属活动性顺序里，位于前面的金属 (K 、 Ca 、 Na 必须除外 ) 能把位于后面的金属从它们的盐溶液里置换出来。 K 、 Ca 、 Na 必须除外是因为 __________________________ _______________________________________________________________________________ 。 K 、 Ca 、 Na 都是很活泼的金属，与盐溶液反应时先与水发生剧烈反应，生成碱和氢气，不能置换出盐溶液中的金属 【 解析 】【 现象分析 】 将金属钠放入硫酸铜溶液中观察到钠熔化成小球，说明该反应放热，钠的熔点低，具体反应为钠先与水反应生成氢氧化钠和氢气，然后发生氢氧化钠与硫酸铜的反应，生成蓝色沉淀氢氧化铜和硫酸钠。 【 继续探究 】 为了探究置换出的铜可能被蓝色沉淀掩盖，实验时加入过量的稀硫酸，沉淀全部溶解，说明烧杯中没有铜，由此得出结论，钠没有置换出金属铜。 【 实验结论 】 经过实验分析可知，在金属活动性顺序表里， K 、 Ca 、 Na 都是很活泼的金属，遇水发生剧烈反应生成碱和氢气，不能置换出盐溶液中的金属。 2. (2014 怀化 ) 通过学习金属活动性及稀硫酸的性质后，我们知道铜与稀硫酸不能发生反应。某校化学兴趣小组对铜能否与浓硫酸发生反应产生了兴趣，并进行了如下探究： 实验 Ⅰ ：在一支试管中加入一小片铜片，再加入少量的浓硫酸，放置一段时间，无明显现象； 实验 Ⅱ ：对实验 Ⅰ 的试管进行加热，一段时间后有刺激性气味气体产生，待试管冷却后将其中的物质小心地倒入盛有少量水的烧杯中，得到蓝色溶液。 【 查阅资料 】 (1) 反应生成的刺激性气味气体为二氧化硫。 (2) 二氧化硫和二氧化碳化学性质相似，都能和氢氧化钠等碱溶液反应生成盐和水。 【 实验结论 】 (1) 在常温下，铜与浓硫酸 _____ ( 填“能”或“不能” ) 发生反应。 (2) 实验 Ⅱ 最后得到蓝色溶液，说明反应生成了 ______ ，已知该反应还生成了水，请写铜与浓硫酸反应的化学方程式： __________________________________________ 。 (3) 浓硫酸与铜在加热的情况下可以发生反应，而稀硫酸与铜即使加热也不能反应，由此说明：物质的化学性质除 不能 硫酸铜 Cu ＋ 2H 2 SO 4 ( 浓 ) CuSO 4 ＋ 2H 2 O ＋ SO 2 ↑ △ 了与物质本身的性质有关外，还可能与 ___ 有关 ( 填序号 ) 。 溶液的浓度 B. 溶液的质量 (4) 为了防止污染空气，兴趣小组可用 _____________ 吸收生成的二氧化硫气体。 氢氧化钠溶液 A 【 解析 】(1) 根据实验在一支试管中加入一小片铜片，再加入少量的浓硫酸，放置一段时间，无明显现象，说明在常温下，铜与浓硫酸不能发生反应。 (2) 实验 Ⅱ 最后得到蓝色溶液，说明反应生成了硫酸铜，再根据题目所给其他信息可以得出反应的化学方程式： Cu ＋ 2H 2 SO 4 ( 浓 ) CuSO 4 ＋ 2H 2 O ＋ SO 2 ↑ 。 (3) 浓硫酸与铜在加热的条件下可以发生反应，而稀硫酸与铜即使加热也不能反应，由此说明：物质的化学性质除了与物质本身的性质有关外，还可能与溶液的浓度有关。 (4) 二氧化硫是一种有刺激性气味的有害气体，其性质和二氧化碳相似，因此可以用氢 氧化钠溶液吸收，二氧化硫和氢氧化钠反应生成亚硫酸钠和水。 △ 类型六 酸碱盐性质的探究 (2016 湘潭 29 ， 2014 长沙 47 ， 2013 年 2 考 ) 1. (2013 岳阳 ) 一次化学课外活动中，小亮和小丽分别做了如图所示实验： 反应结束后，两同学把废液倒入同一烧杯中，最后观察到废液中仍有白色沉淀存在。 请回答下列问题： (1) 写出小亮的实验中反应的化学方程式： ________________ ___________________ 。 (2) 通过分析讨论可知，烧杯中的废液一定不显 ___ 性。 (3) 两同学马上对废液的酸碱性进行检验，请帮他们完成下面的实验报告。 实验操作 实验现象 实验结论 取少量烧杯中的上层清液于试管中，滴加几滴 ____________ ， 振荡 溶液呈红色 废液显 __ 性 CaCO 3 ↓ ＋ 2NaCl CaCl 2 ＋ Na 2 CO 3 碱 酸 无色酚酞溶液 【 解析 】(1) 氯化钙与碳酸钠反应，生成白色沉淀碳酸钙和氯化钠。 (2) 废液混合物，仍有白色沉淀，说明溶液中一定没有盐酸，因为稀盐酸能与 CaCO 3 反应。 (3) 实验现象为红色，废液一定不显酸性，故加入的为无色酚酞溶液，过量的碳酸钠使溶液呈碱性。 2. (2016 湘潭 ) 为了探究酸碱等溶液的性质，学习小组进行了如图所示的实验，分别试验乙醇、稀硫酸、氢氧化钠溶液的导电性，请回答以下问题： (1) 实验过程中，发现有一组实验灯泡不会发光，该组实验烧杯中装的药品是 _____ 。 乙醇 (2)NaOH 在水中会解离出 _______ 和 __________ 等带电的粒子，所以可以导电。 (3) 取少量 B 中溶液于试管中，滴加紫色石蕊试液，溶液呈 ___ 色。硫酸、盐酸等酸具有相似的化学性质，是因为它们都能解离出 ____ 。 (4) 往装有 H 2 SO 4 溶液的烧杯中滴加 Ba(OH) 2 溶液至过量，滴加过程中 测得烧杯中的温度变化如图所示， 从图中可得出中和反应是 _____ 反应 ( 填“放热”或“吸 热” ) ，图中 b 点除了表示温度最高、放出的热量最多，还 钠离子 氢氧根离子 H ＋ 红 放热 可以表示 ___________________________ 。滴加过程中可以观察到灯泡发光的情况为 ___ ( 填字母序号 ) 。 A. 亮度保持不变 B. 逐渐变暗至熄灭 C. 逐渐变亮 D. 由亮变暗至熄灭再逐渐变亮 E. 由暗变亮再变暗至熄灭 D 硫酸与氢氧化钡恰好完全反应 【 解析 】(1) 乙醇不能解离出离子，所以乙醇不导电。 (2) 氢氧化钠在溶液中能解离出钠离子和氢氧根离子。 (3) 硫酸是一种酸，可使石蕊变红色，硫酸和盐酸等酸在水溶液中解离出的阳离子都是氢离子，所以酸具有相似的化学性质。 (4) 往硫酸中滴加氢氧化钡溶液时，温度升高，说明该反应是放热反应，达 b 点时，温度达最高值，说明温度最高，放热最多，且硫酸和氢氧化钡恰好完全反应，由于硫酸与氢氧化钡反应生成硫酸钡沉淀和水，反应过程中溶液中离子的浓度变小，硫酸与氢氧化钡完全反应时，液体为水，不导电，继续加入氢氧化钡溶液，离子浓度逐渐增大，导电性逐渐增强，所以灯泡由亮变暗至熄灭，再逐渐变亮。 类型七 教材实验拓展类探究 (2015 衡阳 33 ， 2013 年 2 考 ) 1. (2015 衡阳 ) 化学研究性学习小组探究二氧化碳气体能否用排水集气法收集。 【 猜想 】 Ⅰ. 不能用排水法收集。你认为其理由是 ______________ ______________ ； Ⅱ. 能够用排水法收集。你认为其理由可能是 __________ ________________________________ 。 【 实验 】 实验一：制取二氧化碳。用石灰石与稀盐酸反应，反应的化学方程式为 ____________________________________ 。 水中的溶解度不大，且溶解速率较慢 水且与水反应 二氧化碳能溶于 二氧化碳在 CaCO 3 ＋ 2HCl CaCl 2 ＋ H 2 O ＋ CO 2 ↑ 分别用向上排空气法和排水集气法收集两瓶气体并分别标注为①和②。 实验二：将两瓶气体分别倒立于盛有足量氢氧化钠溶液的玻璃水槽中，一段时间后，①号集气瓶中的溶液的体积约为集气瓶容积的 2/3 ，②号集气瓶中的溶液几乎全充满。该实验中反应的化学方程式为 ___________________________ _ 。 【 结论 】 由实验一得出的结论是猜想 __ 正确；由实验二得出的结论是 __________________________________________ ________ 。 Na 2 CO 3 ＋ H 2 O 用排水法收集的二氧化碳比用向上排空气法收集的更纯净 Ⅱ 2NaOH ＋ CO 2 【 解析 】【 猜想 】Ⅰ. 因为二氧化碳能溶于水且与水反应，所以实验室不适宜用排水法收集二氧化碳； Ⅱ. 二氧化碳在水中的溶解度不大，且溶解速率较慢，能够用排水法收集。 【 实验 】 实验室用石灰石与稀盐酸制取二氧化碳，反应的化学方程式为 CaCO 3 ＋ 2HCl CaCl 2 ＋ H 2 O ＋ CO 2 ↑ ；二氧化碳和氢氧化钠反应生成碳酸钠和水，使瓶内压强变小，水槽中的水进入瓶中，反应的化学方程式为 2NaOH ＋ CO 2 Na 2 CO 3 ＋ H 2 O 。 【 结论 】① 号集气瓶中的溶液的体积约为集气瓶容积的 2/3 ，②号集气瓶中的溶液几乎全充满。说明①号集气瓶中二氧化碳的含量比②号集气瓶中二氧化碳含量少，进一步说明用排水法收集的二氧化碳比用向上排空气法收集的更纯净，故猜想 Ⅱ 正确。 2. (2013 株洲 ) 某校化学兴趣小组的同学根据实验室提供的仪器和药品，在老师的指导下从图中选择装置进行了氧气的制备实验。 (1) 写出仪器 a 的名称： ________ 。 (2) 甲同学从图中选择 B 、 E 装置的组合制取氧气，反应的化学方程式为 _____________________ 。在用胶皮管连接装置 锥形瓶 2H 2 O 2 2H 2 O ＋ O 2 ↑ MnO 2 B 和 E 中的玻璃导管时，应先把玻璃管口 ____ ，然后稍稍用力把玻璃管插入胶皮管。收集气体前，应将集气瓶装满 ___ 并盖上 ______ 。收集氧气还可选用的装置是 ___ 。 (3) 乙同学称取一定质量的 KMnO 4 固体放入大试管中，将温度控制在 250 ℃ 加热制取 O 2 。实验结束时，乙同学发现用排水法收集到的 O 2 大于理论产量。针对这一现象，同学们进行了如下探究： 【 提出猜想 】 猜想 Ⅰ ：反应生成的 MnO 2 分解放出 O 2 ； 猜想 Ⅱ ：反应生成的 K 2 MnO 4 分解放出 O 2 ； 猜想 Ⅲ ：反应生成的 K 2 MnO 4 和 MnO 2 分解都放出 O 2 。 【 实验验证 】 同学们分成两组，分别进行下列实验： C 润湿 水 玻璃片 第一组同学取一定质量的 MnO 2 ，在 250 ℃ 条件下加热一段时间，冷却后测得 MnO 2 的质量不变，则猜想 _______ 错误；第二组同学取 K 2 MnO 4 在 250 ℃ 条件下加热，没有用测定质量的方法得出了猜想 Ⅱ 正确的结论。该组同学选择的实验方法是 ____________________________________ 。 【 拓展延伸 】 实验发现， KClO 3 固体加热制取 O 2 的反应速率很慢，但如果将 KMnO 4 固体与 KClO 3 固体混合加热，则 KClO 3 的分解速率大大加快。请说明 KMnO 4 在 KClO 3 的分解反应中是否作催化剂，为什么？ __________________ _________________________________ 。 用带火星的小木条伸入瓶内，木条复燃 Ⅰ 、 Ⅲ 反应前后的化学性质和质量均已改变 不是，因为高锰酸钾 【 实验反思 】 通过以上实验探究，你对“实验室制取氧气”还想探究的问题是 ________________________________ __ ____ ________ 。 温度的改变对高锰酸钾制取氧气的质量是否 有影响等 【 解析 】(2) 使用 B 装置制取氧气，药品是过氧化氢溶液和二氧化锰，反应的化学方程式为 2H 2 O 2 2H 2 O ＋ O 2 ↑ ；玻璃导管与胶皮管连接时，应先把玻璃管口用水润湿，再稍稍用力把玻璃管插入胶皮管。收集氧气除了用排水法，还可用向上排空气法，因此还可选用的装置是 C 。 (3)【 实验验证 】 第一组同学取一定质量的 MnO 2 ，在 250 ℃ 条件下加热一段时间，冷却后测得 MnO 2 的质量不变，则猜想 Ⅰ 和猜想 Ⅲ 错误；第二组同学检验氧气的方法是用带火星的木条伸入瓶内，观察到木条复燃； 【 拓展延伸 】 高锰酸钾不是 KClO 3 分解反应中的催化剂，因为高锰酸钾发生了 MnO 2 化学反应，化学性质和质量均已改变，不符合催化剂的定义； 【 实验反思 】 在上述实验中，还可以继续探究温度的改变对高锰酸钾制取氧气的质量是否有影响等问题。 拓展类 1. (2016 怀化 ) 某学习小组对粗盐中杂质 ( 难溶性和可溶性 ) 的去除展开相关探究。 (1) 粗盐中难溶性杂质去除的实验步骤为①溶解，②过滤，③ ________ ( 写操作名称 ) ，④计算产率。 (2) 步骤②中需要用到的玻璃仪器有：玻璃棒、烧杯、 _____ ( 写仪器名称 ) ，其中玻璃棒的作用是 _____ 。 (3)【 提出猜想 】 甲同学：该粗盐中除含有难溶性杂质外，是否还含有可溶性杂质？ 蒸发结晶 引流 漏斗 (4)【 查阅资料 】 ① 粗盐中可能含有镁盐 和硫酸盐 等可溶性杂质。 ②一些物质的溶解性表： 阴离子 阳离子 OH － Cl － Na ＋ 溶 溶 溶 溶 Ba 2 ＋ 溶 溶 不 不 Mg 2 ＋ 不 溶 溶 不 说明： “ 溶 ” 表示该物质可溶于水， “ 不 ” 表示该物质不溶于水。 ③ Mg(OH) 2 为白色物质，不溶于氢氧化钠溶液； BaSO 4 为白色 物质，不溶于盐酸； MgCO 3 、 BaCO 3 为白色物质都能溶于盐 酸。 (5)【 实验设计 】 ① 取少量除去难溶性杂质后的盐，溶于水配成溶液。 ②取少量所配溶液于试管中，滴加氢氧化钠溶液，产生白色沉 淀，继续滴加氢氧化钠溶液，沉淀不溶，说明该盐含有可溶性 的 ___ 盐。 ③另取少量所配溶液于试管中，滴加氯化钡溶液，产生白色沉 淀，再加稀盐酸，沉淀不溶，说明该盐含有可溶性的 ____ 盐。 硫酸 镁 (6)【 实验结论 】 该盐含可溶性杂质 _______ 。 (7)【 实验拓展 】 以下为乙同学设计的去除食盐中可溶性杂质的实验流程： 硫酸镁 ①该实验过程中，除杂试剂都要过量，原因是 __________ _______________ 。 ②过量 Na 2 CO 3 溶液用来除 ____ 离子 ( 填离子符号 ) 。 Ba 2 ＋ 可彻底除去杂质 过量试剂 【 解析 】(1) 氯化钠的溶解度受温度影响变化不大，蒸发结晶可将氯化钠从溶液中提纯出来。 (2) 过滤时需使用玻璃棒、烧杯、漏斗；过滤时玻璃棒的作用是引流。 (5)② 根据 【 查阅料资 】 中的内容可知，氢氧化镁是白色沉淀，不溶于氢氧化钠溶液，根据题干描述的现象可知，该盐含有可溶性的镁盐；③根据 【 查阅资料 】 中的内容可知，硫酸钡是白色沉淀，不溶于盐酸，根据题干描述的现象可知，该盐含有可溶性的硫酸盐。 (6) 根据前面的分析可知，该盐含可溶性杂质硫酸镁。 (7)① 过量试剂可彻底除去杂质，要将杂质除干净，所加除杂试剂必须过量；②根据实验流程图 可知，加入过量氢氧化钠溶液后，过滤，所得 A 溶液中含有杂质硫酸钠、氢氧化钠，加入过量氯化钡溶液后，过滤，所得 C 溶液中含有杂质氢氧化钠、氯化钡，加入过量碳酸钠溶液，是为了除去杂质氯化钡，即除去杂质离子 Ba 2 ＋ 。 2. (2016 北京 ) 镁条在空气中久置表面会变黑。某小组同学设计并进行实验，探究镁条变黑的条件。 【 查阅资料 】 常温下，亚硫酸钠 (Na 2 SO 3 ) 可与 O 2 发生化合反应。 【 猜想与假设 】 常温下，镁条变黑可能与 O 2 、 CO 2 、水蒸气有关。 【 进行实验 】 通过控制与镁条接触的物质，利用如图装置 ( 镁条长度为 3 cm ，试管容积为 20 mL) ，分别进行下列 5 个实验，并持续观察 20 天。 编号 主要实验操作 实验现象 1 先充满用 NaOH 浓溶液洗涤过的空气，再加入 2 mL 浓硫酸 镁条始终无明显变化 2 加入 2 mL NaOH 浓溶液 镁条始终无明显变化 3 先加入 2 mL 浓硫酸，再通入约 4 mL CO 2 镁条始终无明显变化 4 先加入 4 mL 饱和 Na 2 SO 3 溶液，再充满 CO 2 镁条始终无明显变化 5 先加入 2 mL 蒸馏水，再通入约 4 mL CO 2 镁条第 3 天开始变黑至第 20 天全部变黑 【 解释与结论 】 (1) 实验 1 和 2 中， NaOH 浓溶液的作用是 ______________ _________________ ( 用化学方程式表示 ) 。 (2) 实验 1 的目的是 ________________________ 。 (3) 实验 3 中，试管内的气体主要含有 CO 2 、 ________ 。 (4) 得出“镁条变黑一定与 CO 2 有关”的结论，依据的两个实验是 ______ ( 填编号 ) 。 (5) 由上述实验可推知，镁条变黑的条件是 ___________ _________________ 。 【 反思与评价 】 探究镁条变黑与 O 2 的关系 Na 2 CO 3 ＋ H 2 O NaOH 2 ＋ CO 2 O 2 、 N 2 2 、 5 CO 2 、 O 2 同时接触 与 H 2 O 、 (6) 在猜想与假设时，同学们认为镁条变黑与 N 2 无关，其理由是 ________________ 。 (7) 欲进一步证明镁条表面的黑色物质中含有碳酸盐，所需试剂是 ___________________ 。 氮气化学性质稳定 稀盐酸和澄清石灰水 【 解析 】(1) 实验 1 和 2 中， NaOH 浓溶液的作用是除去空气中的二氧化碳，其化学方程式为 2NaOH ＋ CO 2 Na 2 CO 3 ＋ H 2 O 。 (2) 经过实验 1 处理后，已经将空气中的二氧化碳和水蒸气除去，据此可推出实验 1 的目的是探究镁条变黑与 O 2 的关系。 (3) 经过实验 3 处理后，试管内的气体主要含有 CO 2 、 O 2 、 N 2 。 (4) 实验 2 除去了二氧化碳，实验 5 含有二氧化碳，通过对比实验 2 、 5 ，可得出“镁条变黑一定与 CO 2 有关”的结论。 (5) 实验 1 说明，氧气单独存在时不能使镁条变黑；实验 2 说明，氧气和水同时存在时不能使镁条变黑；实验 3 说明，氧气和二氧化碳存在时不能使镁条变黑；实验 4 说明，水和二氧化碳同时存在时不能使镁条变黑；实验 5 说明， H 2 O 、 CO 2 、 O 2 同时存在时镁条变黑。 (6) 因为空气中氮气的化学性质稳定，很难和其他物质反应，所以在猜想与假设时，同学们认为镁条变黑与 N 2 无关。 (7) 检验是否存在碳酸盐，只需检验是否存在碳酸根离子即可，可用稀酸检验，具体操作是：取少量样品于试管中，滴加稀盐酸，若有气泡产生，将气体通入澄清石灰水中，若澄清石灰水变浑浊，则说明黑色物质中含有碳酸盐。