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专题复习 科学探究
一、复习目标
1、掌握科学探究的常考考点以及有关物质的性质；
2. 了解科学探究题的常考题型；
3. 掌握科学探究题的解题思路与方法。
二、课内探究
活动一、温故知新
1、常见气体的检验方法。
物质 检验试剂或方法或装置 反应现象 结论或化学方程式
O2 带火星木条 带火星木条　　　　　 氧气能支持燃烧
CO2 澄清石灰水 澄清石灰水　　　　　 　　　　　　　　　　　
H2 点燃，在火焰上方罩一个冷而干燥的烧杯 烧杯内壁有　　　　　　 　　　　　　　　　　　　
CO 点燃，在火焰上方罩一个内壁涂有澄清石灰水的烧杯 烧杯内壁　　　　　 　　　　　　　　　
CH4 点燃，在火焰上方罩一个冷而干燥的烧杯，一段时间后，迅速把烧杯倒过来，向烧杯内注入澄清石灰水 烧杯内壁有　　　　，澄清石灰水　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　
2、常见离子的检验：
物质或离子 检验试剂或方法或装置 反应现象 结论或化学方程式
酸（H+） 紫色石蕊试液 紫色石蕊试液变　　　　　　　　
锌粒 产生大量气泡
碳酸钠等碳酸盐 产生大量气泡
碱（OH-） 无色酚酞试液 无色酚酞变　　
硫酸铜（或氯化铁）溶液 产生蓝色（红褐色）沉淀 NaOH+CuSO4=
铵盐（NH4+） 熟石灰研磨 产生刺激性气味的气体，该气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝色 NH4Cl+Ca(OH)2=
碳酸盐（CO32-） 稀盐酸　　澄清石灰水 产生使澄清石灰水变浑浊的气体 CaCO3+HCl=
BaCl2(或CaCl2、Ca(OH)2、Ba(OH)2溶液 Na2CO3+BaCl2=
盐酸盐（Cl-） 硝酸银溶液\和稀硝酸 产生不溶于稀硝酸的白色沉淀 NaCl+AgNO3=
硫酸盐（SO42-） 硝酸钡溶液和稀硝酸 产生不溶于稀硝酸的白色沉淀 Na2SO4+Ba(NO3)2=
稀盐酸和氯化钡溶液 产生白色沉淀 Na2SO4+BaCl2=
3、物质的颜色：黑色固体有　　　　　　　 ( http: / / www.21cnjy.com )　；红色固体　　　　暗紫色固体　　　　　　淡黄色固体　　　　　　蓝色沉淀　　　　　　红褐色沉淀　　　　　白色沉淀　　　　　　　不溶于酸的沉淀　　　　　　蓝色溶液　　　　　浅绿色溶液　　　　　黄色溶液　　　　无色有刺激性气味气体　　　　　
活动二、中考题型典例精析
类型一.有关反应后物质成分的探究
例1.（2014 潍坊，24）某化学小组查阅资料得知：在不同温度下，甲烷（CH4）可将氧化铁（Fe2O3）还原为Fe、Fe3O4中的一种或两种．他们为探究甲烷与氧化铁反应后产物（黑色粉末）的成分，进行了如图实验：
（1）按图1装置连接好仪器，检查装置的气密性后，往装置中添加药品．
①各黑色粉末中滴加稀硫酸，观察到有气泡产生，则黑色粉末中含有 ，产生气泡的化学方程式是 。
②导管b的作用是 。
（2）按图2装置连接好仪器（图中夹持设备已略去）检查装置的气密性，往装置中添加药品，打开止水夹K通入含有少量二氧化碳的一氧化碳，持续一段时间后再点燃装置C处的酒精喷灯。
①装置A中反应的化学方程式为 ，装置B中浓硫酸的作用是 。
②持续一段时间后再点燃装置C处的酒精喷灯的原因是 。D装置的作用是 。
③实验中观察到装置E中石灰水变浑浊，则黑色粉末中含有 。尾气处理方法为 。
解题规律总结：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
变式训练1、某兴趣小组对“蜡烛燃烧的产物” ( http: / / www.21cnjy.com )进行探究．
【查阅资料】蜡烛的主要成分是石蜡，石蜡由碳、氢两种元素组成．
【作出猜想】蜡烛燃烧的产物是二氧化碳和水．
【实验验证】（1）用干冷的小烧杯罩在蜡烛火焰上，观察到 烧杯内壁有水雾，证明有水生成．
（2）用涂有饱和石灰水的小烧杯罩在蜡烛火焰上，石灰水变浑浊，证明有二氧化碳生成．二氧化碳和石灰水反应的化学方程式为 Ca（OH）2+CO2═CaCO3↓+H2O21教育网
小明提出质疑：石灰水变浑浊不一定是生成了碳 ( http: / / www.21cnjy.com )酸钙，还可能是饱和石灰水受热后 氢氧化钙溶解度变小，析出了氢氧化钙．
同学们又用图1所示的装置进行实验，1分钟后，提起锥形瓶，翻转后注入20mL饱和石灰水，加塞、振荡，观察到石灰水变浑浊，确定有二氧化碳生成．
实验中小明观察到一个意外现象：锥形瓶内壁上有少量黑色物质．
【交流讨论】经分析，同学们一致认为黑色物质是石蜡不充分燃烧生成的 炭黑．由此他们猜想还可能生成一氧化碳．为验证一氧化碳，他们设计了如图2所示的实验．
【实验验证】
（1）实验前，先在玻璃管的中部放入一团棉花，其目的是 　　　　
（2）将a端插入蜡烛的焰心 ( http: / / www.21cnjy.com )．
（3）用酒精灯加热b端的糊状物，一段时间后，观察到黑色物质变成红色，证明蜡烛不充分燃烧有一氧化碳生成．
（4）为防止玻璃管中的红色物质又被氧化变成黑色，接下来的操作是：
【拓展应用】含碳燃料不充分燃烧会生成一 ( http: / / www.21cnjy.com )氧化碳等物质，浪费资源，且污染空气．为使其充分燃烧，应采取的措施是 增大燃料与氧气的接触面积（答一条即可）．
类型二.有关物质质量分数的探究
例2. （2013 潍坊，25）某研究性学习小组设计了测定纯碱样品（含NaCl杂质）中碳酸钠质量分数的实验方案．请回答下列问题：（相对原子质量：Na-23 C-12 O-16 Ba-137 ）
（1）碳酸根离子沉淀法．实验步骤： ( http: / / www.21cnjy.com )
①用托盘天平称取wg样品放入烧杯中加水溶解；
②加入足量BaCl2溶液充分反应．证明反应后BaCl2剩余的方法是 ；
③过滤、洗涤、干燥、称量沉淀的质量为mg；
④样品中碳酸钠的质量分数为 。
（2）气体法．学习小组利用如图装置测定样品中碳酸钠的质量分数。
①实验装置乙中盛放的试剂为 ，装置丁的作用是 。
②学习小组通过测量丙装置实验前后的质量．确定二氧化碳的质量．实验中滴加稀硫酸的速度过快，产生的气流过急．会导致测得样品中碳酸钠的质量分数 （填写“偏高”“偏低”或“不变”）。
（3）测氯化钠法．请你完成下列实验方案：称取一定质量的样品放入烧杯中，加水溶解， ；
过滤、洗涤、干燥、称量沉淀的质量；计算出氯化钠的质量，再得样品中碳酸钠的质量分数。
解题规律总结：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
变式训练2、牙膏摩擦剂的类型很多，如CaCO3，SiO2或它们的混合物。某兴趣小组对牙膏摩擦剂的成分进行了如下探究。
【提出问题1】某品牌牙膏中是否含有CaCO3？
【查阅资料】二氧化硅不与稀盐酸反应。
【实验方案】①取少量牙膏于试管中，加入适量的稀盐酸，出现气泡，将气体通入澄清石灰水，石灰水变浑浊，证明摩擦剂中含有 （填离子符号）
②取实验①中的溶液，加入碳酸钾溶液，生成白色沉淀，请写出该反应的化学方程式 。
【提出问题2】该牙膏中CaCO3的质量分数是多少？
【实验装置】
【实验步骤】
（1）按如图连接好装置后，发现一处明显的错误，改正为 ；
（2）重新连接好装置，并 ；
（3）在B装置中加入牙膏样品8g；
（4） K1 K2（填“打开”或“关闭”），向牙膏样品中滴入10%的盐酸，至B中无气泡产生时，停止滴加盐酸；
（5） ，至C中不再产生沉淀；
（6）将C装置中的固液混合物过滤、洗涤、烘干后称量其质量。计算该牙膏样品中碳酸钙的质量分数
【实验分析】
（1）若没有A装置，则测定结果将 。（填“偏大”、“偏小”或“不变”）
（2）D装置的作用是 。
类型三、有关物质变质问题的探究
例3、CaO和NaOH固体的混合物，俗名”碱石灰“，实验室常用作干燥剂．碱石灰在空气中久置会吸收空气中的水和二氧化碳而变质，某实验小组为确认一瓶久置的碱石灰样品的成分，设计类如图所示实验流程：
请你参与探究过程：
（1）为了使样品充分溶解，“操作一”还要用到的玻璃仪器是 玻璃棒；“操作二”的名称是 过滤；
（2）固体A中一定含有 碳酸钙；
（3）溶液B成分的探究．
【查阅资料】①Ca（OH）2、Na2CO3溶于水无明显的温度变化；②Na2CO3溶液呈碱性，能使酚酞试液变红；③CaCl2溶液呈中性；
【猜想】溶液B中溶质可能为：①NaOH ②Na2CO3 ③NaOH和Na2CO3 ④Ca（OH）2和 　
【设计方案并进行实验】甲、乙同学分别设计如下方案并进行探究：
甲同学：取少量溶液B于试管中，滴加足量的稀盐酸，产生大量气泡，则B溶液中的溶质是Na2CO3；
乙同学：取少量溶液B于试管中，滴加几滴酚酞试液，溶液变成红色，则溶液B中的溶质一定含有NaOH，做了如下实验：
实验步骤 实验现象 实验结论
①取少量溶液B于试管中，加入足量溶液CaCl2溶液；
②过滤，在滤液中滴加酚酞试液 ①有白色沉淀生成
②溶液由无色变为红色 猜想③正确
实验步骤①中发生的化学反应方程式是 CaCl2+Na2CO3=2NaCl+CaCO3↓，其实验目的是 　　 除尽溶液B中的Na2CO3，避免干扰NaOH的
解题规律总结：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
变式训练3（2014 莱芜）“双吸 ( http: / / www.21cnjy.com )剂”是常用的袋装食品的保鲜剂，可用来吸收氧气、二氧化碳、水蒸气等气体．某化学小组的同学在袋装食品中发现一包名为“504双吸剂”的保鲜剂，其标签如图所示．同学们对这包久置的“504双吸剂”的固体样品很好奇，设计实验进行探究．
【提出问题】：久置固体的成分是什么？
【收集资料】：1．查阅资料：铁与氯化铁溶液在常温下生成氯化亚铁：Fe+2FeCl3═3FeCl2
2．打开固体包装观察：部分粉末呈黑色、部分粉末呈白色、另有少数红棕色的块状固体．
【作出猜想】：久置固体中可能含有Fe、Fe2 ( http: / / www.21cnjy.com )O3、CaO、Ca（OH）2、CaCO3．你猜想固体中可能含有Fe2O3的依据是　　　　　　　　　　　　　　　　　　．
【实验探究】：如表是甲组同学设计并记录的实验报告，请你补充完整．
实验操作 实验现象 实验结论
一、取少量固体加入足量蒸馏水，搅拌溶解 固体部分溶解，并放出大量热 固体中一定含有　　
二、过滤，取滤液滴加无色酚酞试液 溶液变红色 固体中一定含有氢氧化钙
三、取滤渣加入足量稀盐酸 固体逐渐消失，产生大量无色气体，得到浅绿色溶液 固体中一定含有　　，一定不含有
四、将操作三中产生的气体通入到澄清石灰水中 澄清石灰水变浑浊 固体中一定含有　　
【实验质疑】：乙组同学认为 ( http: / / www.21cnjy.com )甲组同学在实验中得出“一定不含有Fe2O3”的结论是错误的，理由是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　．　；你认为甲组同学哪一步操作得出的结论也不合理　　　　　　　　　　，理由是（用化学方程式表示）　　　　　　　　　　　　　　　　　　　．
【继续探究】：为验证固体 ( http: / / www.21cnjy.com )中是否含有Fe2O3，乙组同学用　　　先分离出铁粉，向残留固体中加入足量　　　　　，若溶液呈棕黄色，证明固体中含有Fe2O3．写出溶液呈棕黄色的化学反应方程式　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　．
活动三、小结
活动四、达标测试（7分，每空一分）
成语“水火不相容”是指水能灭火．若向包有过氧化钠（Na2O2）粉末的脱脂棉上滴水，脱脂棉燃烧起来．某探究小组同学对“水能生火”魔术感到好奇，进行如下探究：
探究一：反应后的气体成分
【猜想与假设 ( http: / / www.21cnjy.com )】小宁说：支持脱脂棉燃烧的气体可能是CO2、H2、O2、N2．
（1）晓敏说：不可能是CO2，由于 。
（2）梅梅说：也不可能含有N2，因为从化学性质考虑，N2 。
该小组同学认为：该气体可能含有O2、H ( http: / / www.21cnjy.com )2中的一种。
【查阅资料】过氧化钠（Na2O2）是一种黄色粉末，常温下能与水都能反应产生一种白色固体和氧气，常用在呼吸面具和潜水艇中作供氧剂．
【进行实验】该小组同学设计实验装置如图所示，按照要求装配仪器和药品，观察现象：
（3）打开装置中分液漏斗的活塞，控制滴加水的速度，观察到试管内有气泡产生，用带火星的木条靠近p处，木条复燃，说明生成的气体是 。
（4）实验过程中，还观察到伸入烧杯中的导管口有气泡冒出，则说明该反应属于 （选填“吸热”或“放热”）反应．脱脂棉能燃烧起来是达到了燃烧的条件．
探究二：反应后生成的白色固体物质
【进行实验】
实验编号 实验操作 实验现象
① 取反应后所得的溶液于试管中，滴入几滴无色酚酞试液 酚酞溶液变成红色
② 取上述溶液滴加几滴稀盐酸 无气泡产生
【得出结论】（5）由上述实验可知， ( http: / / www.21cnjy.com )过氧化钠与水反应生成的白色固体是否含有碳酸根离子或碳酸氢根离子？ （填“是”或“否”）．写出过氧化钠和水在常温下所发生反应的化学方程式为： 。因此，保存过氧化钠时要 　　 。
课后巩固练习
1、（2012 潍坊，25）小娜及学习小 ( http: / / www.21cnjy.com )组的同学在老师的指导下对黄铜中铜和锌的含量及其性质展开了探究．
【查阅资料】
HCl+AgNO3=AgCl↓+HNO3，AgCl是一种白色沉淀，这个反应在化学上用于检验和鉴别．
【提出问题】测定黄铜中锌、铜的质量分数．
【实验原理及实验方案设计】（略）．
【探究实验】
①先将黄铜在热碱液中浸泡一段时间，以除去表面的油污．然后再放在稀盐酸中浸泡片刻，其目的是 。用蒸馏水清洗干净，干燥，取少量研碎，称取质量为ag．
②将ag试样放入小烧杯中，加入足量稀盐酸，搅拌使其充分反应．
③将小烧杯中的混合物过滤， （请将此实验步骤补充完整）。
④称取固体的质量为bg。
⑤计算出黄铜中锌和铜的质量分数。
【反思与评价】
在步骤1中，若试样用蒸馏水洗涤之后，不干燥，则计算出合金中锌的质量分数将 （填“偏大”、“偏小”或“不受影响”）
【拓展探究】
①重复【探究实验】步骤1。
②将ag试样放入一定量的硝酸银溶液中，使其充分反应后过滤，得到固体和蓝色滤液，并对滤液的组成进行探究。
（1）锌和硝酸盐溶液反应的化学方程式是 。
（2）同学们对蓝色滤液中所含的溶质做出多种猜想，其中只有两种猜想可能成立，这两种猜想是：①溶质为硝酸锌和硝酸铜；②溶质为 。
（3）设计两种实验方案来验证以上猜想．
方案 实验操作 实验现象 结论
方案一 取少量滤液于试管中，在滤液中插入一根铜丝 猜想①成立
猜想②成立
方案二 猜想③成立
猜想③成立
2.（2011 潍坊，25）某研究性学习小组的同学在用硫酸溶液处理废锌片时发现产生的气体具有刺激性气味，这种现象引起同学们的思考和研究．
[提出猜想]对生成的气体进行猜想：
猜想1：可能是H2；　猜想2：可能是SO2；　猜想3：可能是 。
[查阅资料]SO2易溶于水，能与NaOH溶液反应生成Na2SO3．
[实验方案]研究性学习小组的同学设计了下图所示的装置进行探究（夹持仪器已省略，假设装置中的反应都进行完全）．
　　　　
[问题讨论]
（1）如果装置A没有明显实验现象，装置C的现象为 ，则猜想 成立。
（2）如果装置A的现象为 ，装置C没有明显实验现象，则猜想 成立。
（3）猜想3成立的实验现象是 。
（4）装置B中浓硫酸的作用是 。
[思维拓展]
（1）实验室中可以用氢氧化钠溶液吸收二氧化硫，反应的化学方程式是 。
（2）小组内一同学又设计了判断SO2 ( http: / / www.21cnjy.com )与NaOH溶液能否发生反应的装置（如右图），实验时发现试管内液面上升，就得出SO2与NaOH溶液发生反应的结论，其他同学认为这一结论不严谨，理由是 。要得到科学严谨的结论，仍利用该装置，需做的对比实验 。
3、（2014 绍兴） ( http: / / www.21cnjy.com" \o "欢迎登陆21世纪教育网" \t "_blank )三位同学分别用相同质量分数的稀盐酸，测定某石灰石样品中碳酸钙的质量分数（石灰石中的杂质既不与酸反应，也不溶于水）。
（1）小敏的方法可用如图流程表示，测得的碳酸钙的质量分数为 ；
（2）小华取10g样品，用如图甲实验装置进行实验，反应结束后，测得B装置质量增加了4.6克，算得碳酸钙的质量分数，发现与事实严重不符，造成这种情况的可能原因是 。
（3）小军用如图乙的实验装置进行实验，将20克稀盐酸加入到1.25克样品中，生成的CO2体积与反应时间的关系如图丙。
①C装置中油层的作用是 ；
②已知本实验条件下CO2的密度为1.8克/升，求该石灰石样品中CaCO3的质量分数。

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