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专题五　实验探究题
认识化学实验探究活动的一般思路与基本方法;学习控制变量和对比实验的实验设计方法。
科学探究的一般过程:
【类型一】探究金属及金属材料
【例题1】(2023·贵州中考)金属材料在生产生活中应用广泛。
(1)高铁电传输系统的材料主要含铜,是利用了铜良好的__________性。
(2)高铁轨道、车厢、附属设施使用大量的铁合金和铝合金。小组同学探究合金中金属的化学性质。
题型分类·研析
　导电　
【实验一】在分别装有质量相等和外形相同的 Cu、Fe、Al和Mg 的四只烧杯中加
入相同质量溶质质量分数为7.3%的盐酸,如图1所示。
①证明金属活动性Fe>Cu的实验现象是______________________________________
__________________________,反应的化学方程式为__________________________。
　甲烧杯中无明显现象,乙烧杯中有气泡产
生,溶液由无色变成浅绿色　
　Fe+2HCl===FeCl2+H2↑　
②在丙、丁烧杯中,使用温度传感器,测得反应过程中温度的变化曲线如图2所示,
据图分析可知,金属活动性Mg>Al,其理由是_________________________________
__________。
　镁完全反应的时间小于铝完全反应
的时间　
【实验二】把一定质量的Al放入刚反应结束的乙烧杯中,观察现象,得出结论:金属活动性Al>Fe。
③分析实验一和实验二,下列说法正确的是__________。
A.由实验一、二可知,金属活动性Mg>Al>Fe>Cu
B.实验二,反应后所得溶液中一定有AlCl3
C.实验二充分反应后,所得溶液质量一定变小
D.实验一,若丁中固体有剩余,则丙、丁中参加反应的盐酸的质量相等
　ABD　
(3)某铝合金可能含有Al、Mg、Cu中的两种或三种。现提供n g样品和足量的稀
盐酸,请设计实验确定该铝合金的成分,写出依据实验获取的证据和合金可能的成
分:____________________________________________________________________
______________________________________________________________________
______。
(4)目前,铁是使用量最大的金属。写出工业上用赤铁矿(主要成分是Fe2O3)和CO
反应生成Fe的化学方程式:______________________________。
　取n g铝合金样品于试管中,加入足量的稀盐酸,充分反应后,若固体全部溶解,
则铝合金含有Al、Mg,若有未溶解的红色固体,则铝合金含有Al、Mg、Cu或Al、
Cu　
　3CO+Fe2O3 2Fe+3CO2　
【类型二】探究酸碱盐及其性质
【例题2】(2023·深圳中考)已知H2与菱铁矿(主要成分为FeCO3,其他成分不参与反
应)反应制成纳米铁粉。某小组进行探究并完成如下实验:
查阅资料:①H2能与CuO反应生成H2O,H2O能使无水硫酸铜变蓝
②CO2与无水硫酸铜不反应
(1)某同学探究反应后气体成分,先将反应后气体通入无水硫酸铜,无水硫酸铜变蓝,
证明气体中含有___________________,再通入足量的澄清石灰水,澄清石灰水变浑
浊,反应方程式为_________________________________。
　水蒸气(或H2O)　
　CO2+Ca(OH)2===CaCO3↓+H2O　
(2)对剩余气体成分进行以下猜想:
猜想一:H2　猜想二:_________
猜想三:CO和H2
浓H2SO4的作用:________________________________。
甲中现象:________________________,乙中无水CuSO4变蓝,丙中变浑浊 猜想________正确
　CO　
　干燥气体,防止影响氢气的鉴别　
　固体由黑色变为红色　
　三　
(3)热处理后的纳米铁粉能够除去地下水中的磷元素,如图所示450 ℃或者550 ℃
热处理纳米铁粉的除磷率以及pH如图所示,分析_________℃时以及__________(酸
性或碱性)处理效果更好。
【考法揭秘】 根据混合物气体成分,利用相关物质进行合理的除杂,再通过剩余气
体的化学性质进行设计实验,通过反应后观察到的现象进行合理分析,获取正确的结
论。
　550　
　酸性　
1.(2023·烟台中考)垃圾是放错地方的资源,城市的废旧电器是一座“金属矿山”,某废旧电器中含有锌、铜、镍(Ni)三种金属,兴趣小组的同学为了从中回收金属铜和镍,做了如下的探究。
已知:硫酸镍(化学式NiSO4)能溶于水。
实验一:探究锌、铜、镍三种金属在溶液中的活动性强弱
【提出猜想】
兴趣小组结合常见金属活动性顺序,提出了以下猜想。
猜想一:Zn>Ni>Cu;
猜想二:Zn>Cu>Ni;
猜想三:_______________。
真题模拟·精练
　Ni>Zn>Cu　
【进行实验】
兴趣小组进行了如下的实验,请完成实验报告。
实验步骤 实验现象 解释与结论
取三支试管,分别向其中加入等质量、等浓度的稀硫酸,然后将大小、形状相同的锌、铜、镍三种金属片分别插入三支试管中 锌片表面产生的气泡较快;镍片表面产生的气泡较慢;铜片无明显现象 猜想________正确。镍与稀硫酸反应的化学方程式是　________________________
　一　
Ni+H2SO4 ===NiSO4+H2↑
实验二:从含有锌、铜、镍三种金属的废旧电器中回收铜和镍
【设计方案】兴趣小组设计了如图所示的物质转化流程。
步骤①中得到的A是_____________。步骤②中生成C的化学方程式是　_________________________。
【反思评价】合理开发城市“金属矿山”的意义是__________________________
___________________(答1条)。
　铜(或Cu)　
Zn+NiSO4===ZnSO4+Ni　
　节约金属资源,减少对环境
的污染(合理即可)　
2.学习化学的一个重要途径是科学探究,请你完成以下探究活动。
【探究活动一】化学反应后溶液中溶质成分的探究。
如图所示,向碳酸钠溶液和氢氧化钡溶液中,分别滴加稀盐酸,A试管中有气泡产生,B试管中无明显现象,待充分反应后,将两支试管中的溶液倒入同一洁净烧杯中,有气泡和白色沉淀产生。
【提出问题】烧杯中溶液的溶质是什么
【猜想与假设】
猜想1:溶质为NaCl
猜想2:溶质为NaCl、BaCl2
猜想3:溶质为___________________(填化学式)
【验证与探究】
同学们取少量烧杯中的溶液于试管中,加入适量的稀硫酸。若有__________________现
象,则猜想2正确;若有______________现象,则猜想3正确。
【归纳与总结】经实验证明,猜想3正确。
【反思与评价】同学们经过上述实验,认为确定反应后溶液中溶质成分时,除了要考虑
生成物外,还要考虑____________________。
　NaCl、Na2CO3　
　白色沉淀产生　
　气泡产生　
　反应物是否过量　
【探究活动二】制备与生产流程的探究。
钨(W)是一种重要的战略资源。如图是生产钨的一种工业流程。
已知:①白钨矿的主要成分是钨酸钙(CaWO4),还含有CaO、SiO2等。
②碳在高温条件下会与金属钨反应生成碳化钨。
(1)操作3的名称是__________。
(2)“酸浸”时适当升高温度会提高浸出率,但温度不宜太高,原因是____________________。
(3)操作2所得滤液中一定含有的溶质是________________(填化学式)。
　过滤　
　盐酸受热易挥发　
　CaCl2、HCl　
3.(2023·绥化中考)有一包白色粉末,可能是NaHCO3、NaCl中的一种或两种。同学们设计了如下两个实验对其成分进行探究。
【定性探究】样品成分验证。
【定量探究】样品中NaHCO3的质量分数。
实验步骤 实验现象 实验结论
步骤一:取适量样品完全溶解在水中,向其中滴加足量稀HNO3 有__________产生 样品中含有NaHCO3
步骤二:取步骤一反应后的溶液于试管中,向其中滴加____________溶液 有______________产生 样品中含有NaCl
　气泡　
　白色沉淀　
　硝酸银　
【设计实验】装置图如下:
【进行实验】已知:装置B、C、D中药品均足量。
①连接装置并检查气密性,加入a g样品于锥形瓶中。
②打开K1,通一段时间N2后,称量装置B、C的质量分别是a1 g和a2 g,记录数据。
③关闭K1,打开K2,向锥形瓶中缓慢注入足量稀硫酸,关闭K2。
④待锥形瓶中无气泡产生时……关闭K1。第二次称量装置B、C的质量分别是a3 g
和a4 g记录数据。
【分析讨论】
(1)A中反应的化学方程式是____________________________________________。
(2)装置D的作用是_________________________________________。
(3)将④中省略号处的操作补充完整:______________________。
(4)如果没有步骤②中通一段时间N2的操作,会使测得NaHCO3的质量分数_________
(选填“偏大”“偏小”或“无影响”)。
【得出结论】样品中NaHCO3的质量分数是__________________(用含有相关字母的
式子表示)。
　2NaHCO3+H2SO4===Na2SO4+2H2O+2CO2↑　
　防止空气中的水蒸气和二氧化碳进入C中　
　通入一段时间氮气　
　偏大　
×100%　
4.(2023·长沙中考)“暖宝宝”是我们日常生活中常用的物品。小孔同学打开一个使用过的“暖宝宝”内包装,发现黑色固体中掺杂有红棕色物质,于是她把这包固体带到实验室,和兴趣小组的同学在老师的指导下对这包固体的成分展开了探究。
【查阅资料】①铁与空气中的氧气、水蒸气等发生缓慢氧化而生锈;②室温下部分盐的溶解性如表所示;③“暖宝宝”中只有氯化钠含有氯元素。
部分盐的溶解性表(室温)
离子 N Cl- S C
Na+ 溶 溶 溶 溶
Ag+ 溶 不 微 不
【初步判断】通过阅读标签(如图1),大家一致认为打开“暖宝宝”外包装后,铁粉与
空气接触发生缓慢氧化有__________热量的现象;其中出现的红棕色固体是_____
________。
　放出　
　氧
化铁　
【提出问题】这包使用过的“暖宝宝”中是否还有铁粉、活性炭、氯化钠
【进行实验】兴趣小组同学设计如表实验方案并进行实验:
实验序号 实验步骤 实验现象 实验结论
实验一 取少量固体于试管中,加入足量稀硫酸 ________________ 固体中有铁粉
实验二 取少量固体放在燃烧匙中,用酒精灯加热,上方罩一个内壁沾有饱和的澄清石灰水的烧杯(如图2) 澄清石灰水变浑浊 固体中有活性炭
实验三 取少量固体于烧杯中,加入足量水溶解,过滤,往滤液中滴加少量__________　溶液 产生白色沉淀 固体中有氯化钠
　有气泡产生　
　硝酸银
【反思评价】经过反思,小孔同学认为实验二不能得出固体中有活性炭的结论,理
由是__________________________________________________________________
______________________________________(写两点即可)。小组同学改进装置后,
重新实验,得出固体中有活性炭的结论。
【实验拓展】小曾同学认为利用实验三的反应原理还可以测出固体中氯化钠的
质量分数。他称取一定质量的固体于烧杯中,加入足量水,____________________
__________________________________________________________(填实验操作),
再加入足量实验三所选的溶液,充分反应后经过一系列操作得到固体,并称量质量,
最终计算出了氯化钠的质量分数。
　①酒精燃烧也会产生二氧化碳,使澄清石灰水变浑浊,②温度升高氢氧化钙
的溶解度减小,饱和的澄清石灰水变浑浊　
　充分溶解后过滤,洗
涤烧杯和玻璃棒,洗涤滤渣2~3次,洗净后将洗涤液合并到滤液中　

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