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专题三 实验设计与探究
命题热点
1、对题中所给猜想及探究方案进行填空简答或进行改进或进行评价。
2、针对给出的小课题，自行设计探究方案。
3、针对题给情境或信息，要求提出一个有价值的问题或猜想，并设计方案对该问题或猜想进行探究。
命题重点
酸碱盐之间相互转化及性质的探究。
金属活动性的实验设计及探究。
碱的变质后成分的探究。
离子的检验或气体成分的探究。
物质的制备、除杂、鉴别的探究。
解答实验探究题的基本思路和方法
1．认真读题，审清题意，读出探究的目的，确立探究课题：做什么
2．分析设计好的实验装置或实验步骤的作用或目的：怎么做的
方法：根据课题要求，将探究的问题与所学的知识和题中所给的信息进行整合与提炼，迁移到要解决的问题中来。
3．依据分析的成果进行做题：要细心
典例1：(2013孝感市)某化学实验小组 ( http: / / www.21cnjy.com )同学将铁粉投入硫酸铜溶液中，发现生成红色固体物质的同时有较多的气泡放出。生成的是什么气体呢？同学们决定进行探究。探究前老师提示，该反应生成的气体只有一种。
【提出猜想】放出的气体可能是SO2、O2、H2，提出猜想的依据是 。
【查阅资料】SO2易溶于水，化学性质与二氧化碳有相似之处，它能使澄清石灰水变浑浊，生成CaSO3。
【方案设计】依据上述猜想，实验小组同学分别设计了如下方案：
(1)甲同学认为是O2，则检验方法是_____________________________________。
(2)乙同学认为是SO2，则只需将放出的气 ( http: / / www.21cnjy.com )体通入澄清石灰水中，看澄清石灰水是否变浑浊。写出SO2与Ca(OH)2反应的化学方程式________________________________。
(3)实验小组同学合作设计了如下组合实验方案，排除和验证猜想的气体。
若拆去B装置，直接连接A和C装置进行实验，可能导致 后果发生。
【实验探究】实验开始时，先将收集到的气体从a通入一段时间后，再点燃C处酒精灯；
这样操作的目的是 。
实验过程中发现A装置中溶液不变浑浊，C装置中表面含CuO的铜网由黑色变为光亮的红色；
结论：铁粉与硫酸铜溶液反应时，产生的气体是_________________。
【思维拓展】由上述实验可以推出，硫酸铜溶液中可能含有____________。
【变式训练】(2013荆门市)氯气（Cl2 ( http: / / www.21cnjy.com )）是黄绿色气体，氯气溶于水部分以Cl2分子存在于溶液中，部分与水反应Cl2＋H2O＝HCl＋HClO。产物中，次氯酸HClO是一种弱酸。氯气溶于水所得溶液称为氯水。把品红试纸（染有品红颜料的滤纸）放入氯水中，品红试纸褪色。下图是实验室制取氯气的成套装置图，请填空：
⑴仪器X的名称是： 。
⑵从反应物的状态和反应条件看，装置甲
属于 型气体发生装置。
⑶氯气在装置丁中被收集，其收集方法
为 ，装置戊中可得到氯水。
⑷晓红对“氯水使品红试纸褪色”产生兴趣，
她所在的学习小组进行了如下探究，请你一
起来完成：
【提出问题】氯水中的什么成分使品红试纸褪色？
【猜 想】猜想1：氯水中的水使品红试纸褪色；猜想2：氯水中的Cl2使品红试纸褪色；猜想3：氯水中的盐酸使品红试纸褪色；猜想4：氯水中的 （填化学式）使 ( http: / / www. / )品红试纸褪色。
【实验探究】
实 验 操 作 实 验 现 象 结 论
①把品红试纸放入水中学科王 （A） 猜想1不成立
②把品红试纸放入干燥的氯气中 试纸不褪色 猜想2不成立
③ 试纸不褪色 猜想3不成立
【结 论】学习小组通过讨论，找到了氯水中使品红试纸褪色的物质。
【反 思】向氯水中滴加几滴紫色石蕊试液，会观察到的现象是 。
典例2：(2013娄底市) ( http: / / www.21cnjy.com )小聪同学家新换了水龙头，从说明书上了解到该水龙头是铜质镀铬。好奇的小聪想探究铬（Cr）与常见金属铁、铜的活动性强弱，邀请你一同参加。
【作出猜想】 猜想1.Cr>Fe>Cu； 猜想2. Fe>Cu >Cr； 猜想3.你的猜想是 。
【查阅资料】
（1）铬是银白色有光泽的金属，在空气中其表面能生成抗腐蚀的致密的氧化膜。
（2）铬能与稀硫酸反应，生成蓝色的硫酸亚铬（CrSO4）溶液。
【设计与实验】
小聪同学取大小相等的三种金属片，用砂纸打磨光亮；再取三支试管，分别放入等量的同种稀硫酸。
实验 试管1 试管2 试管3
实验操作 ( http: / / www. / ) ( http: / / www. / )
实验现象 铁片表面产生气泡较慢，溶液变为浅绿色 铬片表面产生气泡较快，溶液变成为蓝色
【结论与解释】
（1）小聪得到的结论是猜想 正确。
（2）实验前用砂纸打磨金属片的目的是 。
【知识运用】
将铬片投入FeSO4溶液中，反应 ( http: / / www.21cnjy.com ) （填“能”或“不能”）进行。若能进行，请你写出反应的化学方程式 。
【变式训练】（2013吉林省）20 ( http: / / www.21cnjy.com )13年中央电视台举办的“3.15”晚会，曝出某品牌金饰品掺假的事件，引起同学们的好奇。某化学兴趣小组在老师的帮助下，对几种常见金属饰品所含的金属进行了相关的探究活动。
【提出问题】
（1）怎样鉴别真假黄金？（2）怎样确定钯的金属活动性？
【查阅资料】
（1）假黄金通常是黄铜（Cu－Zn合金）；（2）钯（Pd）呈银白色，有金属光泽，可用作饰品。
【实验药品】
钯、铂（Pt）、稀盐酸、硝酸银溶液和氯化钯（PdCl2）溶液
【实验探究】
（1）鉴别黄金样品的真假
取黄金样品于试管中，滴加稀盐酸后， ( http: / / www.21cnjy.com )观察到黄金样品表面有气泡产生，该气体是　　　　　　，说明此样品为　　　　　　　　.（选填“真”或“假”）黄金。
（2）探究钯的金属活动性
依据生活经验，同学们猜想钯的活动性可能与银和铂相近，于是他们利用上述药品进行如下实验：
实验步骤 实验现象 实验结论
把钯浸入硝酸银溶液中 　　　　　　　　　. 钯的活动性比银弱
把铂浸入氯化钯溶液中 无明显现象 钯的活动性比铂　　　　　.
初步得出结论：钯、银、铂的金属活动性由强到弱的顺序为　　　　　　　。
【废液处理】
（1）转化成沉淀。小组同学将所有液体倒入废液缸中，出现白色沉淀。写出产生该现象的化学方程式　　　　　　　　　　　　　　　.（写出一个即可）
典例3：（2013莱芜市）在学习盐的性质时， ( http: / / www.21cnjy.com )某组同学将碳酸钠溶液和一瓶标签破损的溶液M（如图）进行反应，有白色沉淀产生，过滤后得到澄清滤液．同学们对该实验进行了一系列的研究．
探究一 M溶液中的溶质是什么？
（1）【提出猜想】该组同学认为M溶液的溶质有两种可能：
①是　 　，②是CaCl2．
【收集资料】CaCl2水溶液呈中性．
（2）【设计实验】同学们设计了如下方案并进行实验：
实验操作 实验现象 实验结论
取少量M溶液于试管中，向其中滴加　 　 　 　 猜想①正确，碳酸钠与其反应的化学方程式为 　
探究二 过滤后澄清滤液中会有哪些溶质？
【提出猜想】猜想一：NaOH和Na2CO3；猜想二：___ __；猜想三：NaOH
（3）【实验验证】同学们针对“猜想一”进行了如下实验：
实验步骤 实验现象 实验结论
取样于试管中，滴入几滴稀盐酸 没有气体产生 “猜想一”不成立
他们的实验结论是否正确？　 　，理由是　
_______________________________________________________．
（4）【继续探究】设计实验方案确定滤液中溶质的组成．
实验操作 实验现象 实验结论
分别取少量滤液于A、B两支试管中，A中加入CaCI2溶液，B中加入 　 　溶液 若A中产生白色沉淀，B中没有沉淀 “猜想一”成立
　 　 “猜想二”成立
　 　 “猜想三”成立
【变式训练】（2013盐城 ( http: / / www.21cnjy.com )市）盐城盛产的松花蛋，又称皮蛋、变蛋。其中一种加工工艺的主要原料配方为：鸭蛋10Kg，水10Kg，生石灰1.2Kg，纯碱0.53Kg，食盐0.35Kg。加工时，将纯碱、食盐加入容器中，加沸水溶解，再慢慢加入生石灰充分反应，冷却后得到料液，再加入鸭蛋浸渍。
请回答下列问题：
（1）鸭蛋中富含的营养素有水和 。
（2）生石灰加入沸水中，水能持续保持沸腾，其原因是 。
（3）静置后，取少量的上层料液，稀释后滴加无色酚酞试液，料液应变为 色
（4）同学们对上层料液的成分产生了兴趣，请你一起参加他们的探究活动。
【提出问题】料液中含有哪些溶质？
【交流讨论】①一定含有N ( http: / / www.21cnjy.com )aOH、NaCl ②可能还含有其它溶质：甲同学推断只有Ca(OH)2；乙同学推断只有Na2CO3；丙同学推断有Ca(OH)2、也有Na2CO3
通过进一步讨论，大家一致认为丙同学的推断是错误的，理由是 （用化学方程式表示）。
【实验探究】
实验步骤 实验现象
取少量上层料液，滴加稀盐酸 无明显现象
另取少量上层料液，滴加碳酸钠溶液 产生白色沉淀
【探究结论】 同学的推断是正确的。
【知识应用】①皮蛋食用时加入一些食醋，可以去除氨味和涩感，原因是 。
②料液中起主要作用的是烧碱。现行配方中 ( http: / / www.21cnjy.com )，直接用烧碱代替石灰和纯碱作用生成的烧碱。若加工10Kg的鸭蛋，需要烧碱的质量是多少千克？（请写出计算过程）
X
饱和
食盐水
蒸馏水
浓硫酸
甲 乙 丙 丁 戊

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