题型突破（八）
实验探究题
题型解读
实验探究题通过探究活动把科学方法的学习和科学知识的学习放在同等
重要的地位，因此实验探究题既有科学方法的考查，也有学科知识的考查。
基本环节：提出问题→猜想与假设→制订计划→进行实验→收集证据→解释
和结论→反思与评价→表达交流(一般只考查其中几个环节)。
解题技巧：认真阅读试题，充分利用题中资料。读题找到目的(实验目的
)，并大胆假设(合理猜想)，在做题中顺藤摸瓜(分析推理)，下笔后不留纰漏
(答案严谨)。
题型解读
①判断猜想是否合理的依据：一是猜想的物质间本身可以反应，二是猜
想的物质中含反应物中没有的元素(违背质量守恒定律)；三是猜想与事实不符。
②资料分析：探究题中所给的资料一般是探究过程中需用到的，而在初
中阶段的化学学习中未接触或不需掌握的，所以资料对解题非常重要，解题
中一要用全，二要用对。资料内容一般涉及物质的性质、陌生的反应等。
③实验现象与结论：实验过程中现象与结论互为条件，可根据实验操作
和实验现象得出结论，也可根据实验操作和实验结论反推出实验现象。
题型解读
④实验方案设计：实验方案要求科学、可行、安全、简约，常涉及控制
变量法、现象结论互推法。
⑤方案评价：设问方式有方案正误判断及存在的问题分析、结论是否准
确及其原因等。方案评价的角度是实验原理是否正确，实验步骤是否合理，
操作是否正确，实验结果与实验目的是否一致，反应速率是否适中，实验中
是否对环境造成污染等。
⑥讨论与拓展：设问角度较广泛，常涉及实验中某一步骤的优化或分析，
废水处理、物质保存方法等。
类型一 有关物质组成、成分的探究
角度1 有关气体组分或元素组成探究
气体成分的探究主要涉及O2、H2、CO、CO2等的制法及检验，另外涉及陌
生气体SO2、HCl、H2S、NH3、CH4等的检验，注意题给陌生信息的辨识及应
用，在检验一种气体成分时需要排除其他物质的干扰。
例1 [2017·江西]为了解甲酸的分解产物，实验小组进行了以下探究：
查阅资料 甲酸(HCOOH)的熔点为8.6 ℃，能分解生成两种物质。
提出猜想 实验小组对甲酸的分解产物提出了猜想：
猜想1.H2和CO2；猜想2.CO和H2O。
设计实验 20 ℃时，甲酸的状态为 ；
从图T8-1①装置中选择合适的装置 (
填序号)对甲酸进行加热。为了加快分解速
率，实验小组加入了催化剂，反应后将分
解产物通入图②装置进行实验。
图T8-1
液态
A
实验预测若猜想1成立，则D中的实验现象应为 。
进行实验实验中观察到C处瓶内出现大量水珠，F处玻璃管中出现的现象为
，甲酸分解的化学方程式为___________________
。
交流拓展资料表明，不同条件下，甲酸的分解产物不同，猜想1和猜想2均能成
立。据此小新对甲酸的分解产物又提出新猜想：猜想3.H2O和CO2；猜想4.CO
和H2。经讨论认为无需进行实验就能确定猜想3和猜想4都错误，理由是_______
。
实验预测紫色石蕊溶液变为红色
进行实验红色固体变为黑色
+H2O
违背了
质量守恒定律(或化学反应前后原子数目不相等或化学方程式无法配平
)
[解析]设计实验由于甲酸的熔点为8.6 ℃，所以20 ℃时，甲酸的状态为液态；
由于常温下甲酸为液体，所以加热时试管口要向上倾斜，应选A装置。交流拓
展甲酸中碳、氢、氧三种原子的个数比为1∶2∶2，猜想3和猜想4中碳、氢、
氧三种原子的个数比不可能为1∶2∶2，违背质量守恒定律，所以猜想3和猜
想4都错误。
例2 [2018·江西]甜叶菊苷具有高甜度低热能的特点，是一种新型甜味剂，我
国是全球最主要的生产国。实验小组欲探究甜叶菊苷的元素组成，进行如下
实验：
图T8-2
提出问题甜叶菊苷由什么元素组成?
进行实验小晴取适量的甜叶菊苷按图T8-2进行操作，并分别将干冷的烧杯和
蘸有澄清石灰水的烧杯倒置于火焰上方。
讨论交流其他同学认为小晴的实验设计不严谨，原因是_____________________
。经改进实验后，检验到甜叶菊苷在氧气中充分燃烧的产物只
有二氧化碳和水，由此确定甜叶菊苷中一定含有碳、氢元素。
继续探究为了进一步确定其元素组成，利用图T8-3所示装置进行实验(已知：
C装置中的氧化铜能确保甜叶菊苷中的碳元素完全转化为二氧化碳)。
图T8-3
二氧化碳和水可能来
自酒精的燃烧
(1)实验前要通一会儿氮气，目的是 。
(2)A装置中发生反应的化学方程式为 。
数据记录4.02 g甜叶菊苷在C装置中充分燃烧后，D装置质量增加2.7 g，E装
置质量增加8.36 g(产物被完全吸收)。
分析与结论数据分析：4.02 g 甜叶菊苷中氧元素的质量为 g，由此可以
确定甜叶菊苷由碳、氢、氧元素组成。
反思评价若没有F装置，对氧元素质量测定结果的影响是 (填“偏大”
“偏小”或“无影响”)。
排出装置内的空气
1.44
偏小
[解析]- 2.28 g=1.44 g。
反思评价F装置用于吸收空气中的二氧化碳，防止空气中的二氧化碳进入E装
置中被氢氧化钠溶液吸收；若没有F装置，则会造成测定的二氧化碳的质量增
大，则甜叶菊苷中碳元素的质量偏大，从而导致氧元素的质量偏小。
角度2 有关酸碱盐成分(含变质及标签破损)的探究
此类试题包括酸碱盐固体混合物成分的探究、未知溶液成分探究(如无标
签或标签破损)、反应后溶液成分探究(包括物质变质的探究)等对酸碱盐成分
探究。充分利用题中信息(如溶液颜色、标签上残存的符号等)进行猜想，对反
应后溶液成分猜想时，明确所发生的反应，根据恰好完全反应、过量等情况，
结合共存、溶液颜色等进行猜想，根据物质的性质设计方案，并注意某些物
质(如氢氧化钠与碳酸钠)共存时的相互影响等。
例3 [2019·江西]足球比赛中让意外昏迷的球员快速恢复意识会用到“嗅盐”。
同学们对“嗅盐”产生了好奇，并对其成分进行如下探究。
查阅资料①嗅盐是由一种盐类物质和香料(不参与下列探究中的任何反应)组成，
能释放出氨味气体，对人体神经会产生强烈的刺激作用，但过量吸入会危害
健康。
②氯化钙稀溶液与碳酸氢铵稀溶液不发生反应。
③氨气能与硫酸化合生成硫酸铵。
提出问题嗅盐中盐类物质是什么?
实验探究填写表中空格。
实验 小军的实验 小英的实验
方案
嗅盐与_______________________(填一种
物质)混合研磨
现象 闻到较浓烈刺激性气味且试纸变蓝
熟石灰[或Ca(OH)2]
清石灰水变浑浊
有气泡产生，澄 有白色沉淀
产生
质疑 小英认为小军的实验结论不严谨。小英通过补做一个实验(方案见表)，进而
确认了小军的结论。小英的实验目的是排除嗅盐中含有 离子
的可能性。
HC(或碳酸氢根)
图T8-8
继续探究 同学们利用如图T8-8所示装置进一步测定嗅盐中碳酸铵的质量分数。
反应原理：(NH4)2CO3+2NaOH X+2NH3↑+ 2H2O。其中X的化学式为
。 Na2CO3
BD
反思与评价球形干燥管中氢氧化钠固体吸收的是氨气带出的水蒸气，并非反应
生成的水，故无法直接用m2、m3计算碳酸铵的质量分数；因为氨气极易溶于
水，倒置漏斗可以增大吸收面积，防止倒吸；浓硫酸能吸收空气中的水蒸气，
会导致烧杯中增加的质量偏大，导致测定结果偏大；反应结束后，装置中还残
留一些没有排出的氨气，所以要继续通入空气，使装置内氨气完全排入到稀硫
酸中，否则测定结果会偏小。
例4 [2019·江西模拟]化学兴趣小组对久置于空气中的氢氧化钾溶液的溶质成
分进行如下探究：
提出问题久置的氢氧化钾溶液中的溶质是什么?
查找资料 ①氢氧化钾与氢氧化钠有相似的化学性质；②碳酸钡不溶于水，氯
化钡、硝酸钡溶于水。
猜想与假设 猜想一： ；猜想二：碳酸钾；猜想三：氢氧化钾和碳酸
钾。
讨论与交流同学们猜想有碳酸钾存在的原因是 (用
化学方程式表示)。
设计实验
氢氧化钾
拓展 若测定10 g样品中碳酸钾的含量，实验中还需要测定的数据是_________
。
操作 现象 结论
①取10 g样品于试管中，滴加足量
的
有白色沉淀生成 含有碳酸钾 猜想
三正
确
②对步骤①溶液进行过滤，向滤液
中滴加
______________ 含有氢氧化钾
氯化钡溶液
无色酚酞溶液
溶液变红
白色沉淀
的质量
化钡溶液或硝酸钡溶液，②进一步检验氢氧化钾，氢氧化钾溶液显碱性，可
用酸碱指示剂或与硫酸铜溶液反应生成蓝色沉淀等，所以②加入的试剂可以
是酚酞溶液(或紫色石蕊溶液或硫酸铜溶液等)，观察到溶液变红色(或变蓝色
或产生蓝色沉淀)，证明溶液中有氢氧化钾。拓展测定该溶液中碳酸钾的质量
分数，其原理是利用碳酸钾可与氯化钡(或硝酸钡)溶液反应生成碳酸钡沉淀，
所以还需测定的量是①中产生白色沉淀的质量。
例5 [2019·赣州模拟]某学习小组在帮助实验员整理化学试剂时发现了一瓶标
签残缺的无色溶液，(如图T8-9所示)，经实验员分析可知原瓶溶液中的溶质可
能是NaHCO3、NaOH、Na2CO3、NaCl中的一种，请你对该试剂作出猜想并
进行实验探究。
图T8-9
提出问题这瓶试剂是什么溶液?
猜想与假设甲：NaHCO3溶液；
乙：NaOH溶液；
丙：Na2CO3溶液；
丁：NaCl溶液。
查阅资料上述四种物质相关信息如下：
物质 NaHCO3 NaOH Na2CO3 NaCl
常温下溶解度/g 9.6 109 21.5 36
常温下稀溶液的pH 9 13 11 7
实验探究1取瓶中溶液少许于试管中，滴加几滴酚酞溶液，溶液变红。
实验探究2另取瓶中溶液少许于试管中，滴加足量的稀盐酸，产生气泡。
实验分析通过实验探究1可知 同学的猜想一定错误。
甲同学仔细分析四种物质的相关信息后发现自己的猜想错误，他的理由是
。
丙同学分析实验探究2并结合以上同学的实验结论，认为原瓶溶液是Na2CO3
溶液。实验探究2中发生反应的化学方程式为_______________________________
。
丁
碳酸氢钠饱和溶液的质量分数不可能达到10%
+H2O+CO2↑
讨论质疑 乙同学认为以上同学的分析有漏洞，需要进一步实验确定，于是又
进行了如下探究。
实验探究3 在实验探究1试管中的红色溶液中滴加过量氯化钙溶液(中性)，充
分反应后，试管中溶液仍呈红色，但有白色沉淀产生。
得出结论 通过实验探究3可证明这瓶试剂为 溶液，但已经部分变质。
反思与拓展 学习小组经过反思，认为这瓶试剂是因为 而变质，
得出了该溶液正确的保存方法。若要除去该溶液变质部分所采用的方法是
(用化学方程式表示)。
NaOH
与CO2反应
角度3 有关金属及氧化物组分的探究
有关金属及氧化物成分的探究主要涉及金属氧化物还原产物(如碳还原氧
化铜所得红色固体，实验室模拟工业炼铁所得黑色固体等)、合金或生活中某
些金属成分的确定等。通常利用金属活动性、金属及其盐溶液的颜色、性质
等确定金属成分。
例6 [2016·江西]央视频道《是真的吗?》栏目中有一段视频：将“锡纸”剪成
一段两头宽中间窄的纸条，然后两头分别连接电池的正负极，观察到“锡纸
”立即燃烧。据此，小晟同学取某种“锡纸”进行了探究：
(1)“锡纸”燃烧的原因：“锡纸”两端接入电池两极后造成短路致使“锡纸
”燃烧，从燃烧的条件分析：开始“锡纸”不燃烧但短路后却能燃烧的原因
是
(填“与氧气接触”或“温度达到着火点”)。
(2)探究“锡纸”中金属的成分：“锡纸”中的金属是锡吗?
查阅资料
①“锡纸”由锡箔或铝箔和纸黏合而成；
②锌粉是一种深灰色固体；
温度达到着火点
③锡(Sn)与酸或盐溶液反应生成+2价的锡盐。
提出猜想
猜想Ⅰ：“锡纸”中的金属是锡；
猜想Ⅱ：“锡纸”中的金属是铝。
进行实验设计方案并进行实验。
实验操作 实验现象 实验分析与结论
取打磨后的“锡
纸”片放入试管中，
滴加氯化锌溶液
“锡纸”
表面有深灰
色固体析出
根据实验现象，结合金属活动性顺序可知猜想
(填“Ⅰ”或“Ⅱ”)成立；反应的化学方程式
为
Ⅱ
交流讨论①实验中打磨“锡纸”的目的是 。
②下列物质的溶液可以替代氯化锌溶液完成上述实验的是 (填序号)。
A.氯化铜 B.硝酸银
C.硫酸钠 D.硫酸亚铁
拓展应用 电器短路会引起火灾，我们要严加防范。如果电器着火应该采取的
灭火方法是 。
除去表面的氧化膜
D
先切断电源，然后用干粉灭火器扑灭或用沙土盖灭
类型二 有关物质性质及变化规律的探究
物质性质探究常涉及C、Fe、Cu、FeO、Fe2O3、CuO、酸、碱、盐等物质，
突出考查物质的性质特别是化学性质及实验现象、质量守恒定律、常见物质的
检验方法等。试题多以实验现象或实验结果为载体，展开有关物质性质的探究。
例7 [2019·江西]化学实验社团在老师的指导下开展了“模拟酸雨形成”的相
关实验。
联想与实验模仿二氧化碳与水反应进行如图T8-16中一所示实验。
图T8-16
资料卡片
①二氧化硫与二氧化碳的化
学性质相似，能与水反应生成亚
硫酸(H2SO3)，亚硫酸也不稳定。
②整个实验在通风橱中进行。
问题与猜想 亚硫酸不稳定，为什么红色液体微热后不变为紫色?其原因可能
为：
猜想1：加热不够充分；
猜想2：与空气中氮气有关；
猜想3：与空气中氧气有关。
探究与验证 填写表格中的空格。
编号 操作 现象 结论
1 将图一中红色液体继续加热至沸腾 仍为红色 猜想1不成立
2
如图二所示，先通入适量SO2，然
后用酒精灯微热
先变红
后变紫 猜想2
不成立
3
如图二所示，先通入适量SO2，再
改通入氮气，最后用酒精灯微热
_________
_________
4
如图二所示，先通入适量SO2，再
改通入 ，最后用酒精灯微
热
__________________
_________________
猜想3
成立
先变红
后变紫
氧气(或O2) 先变红色，微热
后仍为红色
分析与结论 红色液体微热后不变为紫色的原因是：H2SO3在空气中会被氧化
生成另一种酸，进一步实验证明是硫酸。
应用与拓展 收集某硫酸厂(生产过程中产生SO2)附近刚降到地面的雨水水样，
用pH计测得每隔十分钟数据如下表：
(1)分析表中数据，5：15至5：25时间段内水样中主要酸性溶质有___________
。
测定时间 5：05 5：15 5：25 5：35 5：45
pH 4.95 4.94 4.86 4.85 4.85
H2SO3和
H2SO4
(2)实验社团提出一种处理废气的方案如图T8-17，利用CaCO3粉末、空气为
原料，在高温下吸收SO2，写出该反应的化学方程式：
。
图T8-17
2CaCO3+O2+2SO2
[解析]探究与验证根据猜想2不成立可知，溶液变色情况与空气中的氮气无关，
所以通入氮气后再加热，现象是先变红后变紫；根据猜想三成立可知，溶液
变色情况与空气中的氧气有关，操作中应通入氧气，氧气可以与亚硫酸反应
生成硫酸，硫酸的稳定性强于亚硫酸，所以加热后仍为红色。应用与拓展(1)
因为5：15至5：25时间段内水样的pH在逐渐减小，说明亚硫酸还未完全转
化为硫酸，所以此时水样中主要酸性溶质有亚硫酸和硫酸。(2)碳酸钙与二氧
化硫及空气中的氧气在高温下反应生成硫酸钙和二氧化碳气体。
类型三 有关反应条件或影响因素的探究
此类试题通过控制变量设计对比实验，探究反应的最佳条件或是影响化学
反应速率的因素， 涉及的知识点有燃烧的条件、铁生锈的条件、催化剂的作用
等，涉及的因素有温度、反应物浓度、催化剂(催化剂的种类及用量)、接触面
积等，解题时需注意运用控制变量的思想。
例8 [2019·北京]如图T8-19所示“黑面包”实验中，蔗糖(C12H22O11)变黑，
体积膨胀，变成疏松的炭，放出有刺激性气味的气体。
图T8-19
提出问题改变糖的种类、浓硫酸的体积、水的滴数和温度是否会影响实验效
果呢?
进行实验分别取5 g糖粉进行实验，根据前2 min 的现象对实验效果进行评分，
记录如下：
表1 实验记录
实验 糖 浓硫酸体积/mL 水的滴数 温度/℃ 效果得分
1 蔗糖 4 5 22 65
2 蔗糖 5 10 30 81
3 蔗糖 6 15 50 93
4 冰糖 4 10 50 91
5 冰糖 5 15 22 88
6 冰糖 a 5 30 75
7 葡萄糖 4 15 30 0
8 葡萄糖 5 5 50 0
9 葡萄糖 6 10 22 0
处理数据分析表1，计算效果得分均值，结果如下：
表2 效果得分均值
因素 均值
糖
蔗糖 79.7
冰糖 84.7
葡萄糖 0
浓硫酸体
积/mL
4 52.0
5 56.3
6 56.0
（续表）
因素 均值
水的滴数
5 46.7
10 57.3
15 60.3
温度/℃
22 51.0
30 52.0
50 61.3
依据均值推断最佳实验方案，均值越高，效果越好。
解释与结论
(1)蔗糖变成黑色的炭，发生了 (填“物理”或“化学”)变化。
(2)推测放出的气体含SO2，从元素守恒角度说明理由：_____________________
。
(3)实验6中，a为 mL。
(4)根据表2推断，“黑面包”实验最好选择5 g冰糖、5 mL浓硫酸、 滴水
和50 ℃。
化学
反应物浓硫酸中含有
硫元素和氧元素
6
15
反思与评价
(5)表2中，22 ℃对应的均值为51.0，计算该值所依据的3个数据分别是______
。
(6)综合分析，使实验3的效果得分高于实验4的因素有
。
65、
88、0
浓硫酸的体积和水的
滴数
[解析](1)蔗糖和浓硫酸反应炭化变黑，生成了新物质，发生的是化学变化。
(2)化学反应前后元素种类不变，反应物中含有硫元素和氧元素，则生成物中
可能有二氧化硫气体。(3)对比实验需要控制变量，因此，实验6中a应为6 mL。
(4)根据表2推断，“黑面包”实验最好选择5 g冰糖、5 mL浓硫酸、15滴水
和50 ℃。(5)22 ℃对应的均值是51.0，计算该值所依据的3个数据分别是65、
88、0。(6)实验3的效果得分比实验4高的因素有浓硫酸的体积和水的滴数。
类型四 其他类型探究
化学实验探究题的取材很广，除前面所列常见类型外，还有一些题型，如
实验中异常现象的探究等等，解题时关注实验操作及异常现象，根据题给信息，
抓住操作顺序、药品及其用量、药品规格、实验条件等方面进行发散思维，然
后利用控制变量思想，设计对比实验进行探究，根据实验操作、现象得出结论。
例9 [2013·江西]小煜同学通过学习知道，乙醇汽油是一种新型车用燃料，于是
他对汽油中添加乙醇的目的进行了如下探究。
猜想 猜想1：可以减少汽车尾气的污染；
猜想2：可以产生更多的热量，增强汽车的动力。
设计与实验
序号 实验步骤 实验现象 结论
Ⅰ
在两个蒸发皿中各加入10 mL冷水，
控制相同燃烧条件，分别用乙醇和汽油
作为燃料进行加热，记录从开始加热到
水沸腾的时间
用乙醇加热耗时
118 s；
用汽油加热耗时56 s
猜想2______
(填“成立
”或“不成立
”)
不成
立
（续表）
序号 实验步骤 实验现象 结论
Ⅱ
实验Ⅰ停止加热
后，取下蒸发皿，
观察蒸发皿的底部
用乙醇加热的蒸发皿底部只有极少量
炭黑，而用汽油加热的蒸发皿底部有大
量炭黑
(可仿照上格填
写)
猜想1成立
分析与讨论
(1)实验Ⅰ是一个对比实验，实验过程中不一定要控制的条件是 (填序号)。
A.水的初始温度必须相同 B.加热开始计时点必须相同
C.燃具产生火焰的大小必须相同 D.蒸发皿的大小必须相同
(2)汽车的发动机、排气管等部件易出现积炭，使用乙醇汽油后，这些部件产生
的积炭量将 。
(3)目前乙醇汽油中乙醇的添加量约为10%，可一定程度节省石油资源。结合实
验Ⅰ的结论分析，如果乙醇的添加量过大，会使汽车动力 (填“增强”
“减弱”或“不变”)。
B
减少
减弱
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