10实验探究专题教师版.docx

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10实验探究专题教师版

腾大教育化学学科导学案

教师：

学生：

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复核：

实验探究专题

学习目标与考点分析：

⑴掌握中和反应探究、酸碱性质探究、物质的成分探究一般步骤；

⑵熟记常见物质的颜色、状态、性质；

⑶自我测试物质的除杂、鉴别、推断题型

学习重点难点：

重点：

物质的性质、酸碱中和实验；难点：

实验探究解题技巧

教学过程

一、知识积累

1、中和反应：

⑴定义：

酸和碱作用生成盐和水的反应，叫做中和反应。

（中和反应属于复分解反应）

⑵中和反应实验：

有些中和反应发生时有明显现象。

如2HCl+Cu（OH）2=CuCl2+2H2O是固体消失；溶液变蓝。

有些中和反应发生时，没有明显的现象，这时，要借助指示剂（酚酞溶液）来判断反应是否恰好完全。

步骤：

取NaOH溶液10ml与烧杯中、滴入几滴酚酞溶液，再逐滴加入稀盐酸

现象：

溶液先变红，加入盐酸后有红色变成无色

结论：

NaOH与HCl发生了中和反应，当溶液颜色恰好变成无色的时候，说明二者恰好完全反应。

⑶中和反应实质：

酸中的H+与碱中的OH-结合成H2O。

⑷应用：

改良土壤酸性，处理工厂废水，用于医药。

2、酸的5大通性，碱的4大通性

二、题型分析、作战策略

（一）中和反应实验、酸碱性质研究

【例1】如图所示，进行中和反应实验：

（1）在A的实验中，滴入酚酞试液后，溶液由无色变为色。

（2）B中发生中和反应的化学方程式是_________________。

（3）写出C的溶液中溶质可能存在的几组情况。

（用化学式表示）

（4）使10ml氢氧化钠恰好中和，需滴加溶有0.01mol硫酸的稀硫酸溶液，求该10ml氢氧化钠溶液中含氢氧化钠多少克？

（列式计算）

答：

（1）红色，

（2）H2SO4+2NaOH→Na2SO4+2H2O。

（3）略（4）0.8g

【例2】化学实验课上，老师让同学们完成分组实验：

自己设计实验方案证明氢氧化钠溶液与稀盐酸恰好完全反应。

下面是来自不同小组的三位同学的实验过程，请你帮组他们分析、解决实验中遇到的问题。

【活动与探究】

（1）欢欢同学先按如有图所示的方法向试管中加入约2ml的氢氧化钠溶液，又滴入几滴酚酞试液，

溶液变红，然后慢慢滴入稀盐酸，遍地边震荡，直至溶液恰好变为无色。

请你指出欢欢同学操

作中的错误。

（2）迎迎同学先向试管中加入约2ml的氢氧化钠溶液，又倾倒了一些稀盐酸之后，她想起还没有

加指示剂，于是又补加了几滴酚酞溶液，发现溶液仍呈现无色，于是他认为此时恰好完全反

应。

你仍为迎迎同学得出的结论是否正确。

（3）妮妮同学先向试管中加入约2ml的氢氧化钠溶液，又滴入几滴酚酞试液，溶液变红，然后慢慢滴入稀盐酸，边滴边震荡，直至溶液恰好变为无色。

但在滴入稀盐酸的过程中，妮妮观察到曾有少量气泡出现。

请你帮助他分析产生气泡的原因（写出一条即可）

【反思与评价】

（1）请你帮迎迎想一想，要想证明她得出的“恰好完全反应”的结论是否完全正确，应选择的试剂是。

（2）根据以上三位同学的实验过程，请你思考一下，为了保证氢氧化钠溶液与稀盐酸恰好完全反应，试验成功的关键是。

答：

【活动与探究】

（1）胶头滴管不能深入到试管以内；

（2）不正确，因为有可能盐酸过量。

（3）氢氧化钠溶液部分变质。

【反思与评价】

（1）氢氧化钠？

（2）要先加指示剂，再加稀盐酸，且稀盐酸需要逐滴滴加。

（二）二氧化碳与氢氧化钠反应的探究（可以设计成如下图的装置）

图F

可能观察到的实验现象：

所选

装置

操作方法

实验现象

A

将充满二氧化碳的试管倒扣在水中

试管内的液面略有上升

B

将充满二氧化碳的试管倒扣在氢氧化钠溶液中

试管内的液面明显上升

C

将氢氧化钠溶液滴入烧瓶

水槽中的水倒吸入烧瓶中

D

将氢氧化钠溶液滴入锥形瓶

盛氢氧化钠溶液的试剂瓶内的长导管口有气泡产生

E

将胶头滴管中氢氧化钠溶液挤入烧瓶

烧瓶内形成喷泉

F

将氢氧化钠溶液滴入锥形瓶

小气球膨胀

＊为什么要做图A实验？

（为了验证这些实验现象不是二氧化碳与水反应造成的）

（三）物质成分鉴别试验

【例1】某化学实验小组在实验室用下图装置做CaCO3受热分解的实验。

加热一段时间后，同学们对试管内剩余固体的成分进行探究。

请你参与探究。

【提出问题】加热CaCO3后残留的固体成分是什么?

【作出猜想】

猜想1：

CaCO3完全分解，固体成分为CaO，则反应方程式

为；

猜想2：

CaCO3未完全分解，固体成分为CaO、CaCO3；

猜想3：

CaCO3未分解，固体成分为CaCO3。

【实验与事实】

（1）甲同学取少量残留固体于试管中，加适量水振荡后静置，再滴几滴无色酚酞试液，溶液变红。

（2）乙同学取少量残留固体于试管中，先加适量水振荡后静置，再滴几滴无色酚酞试液，溶液变红。

接着加过量稀盐酸，有气泡生成，该反应的化学方程式是。

反应过程中固体逐渐消失。

你认为还应该看到的现象是。

【结论与交流】

甲同学认为猜想1成立，他的结论是（填“合理”或“不合理”）的。

你认为猜想成立。

【拓展与迁移】

（1）酒精灯放置金属网罩的目的是。

（2）若给上图实验装置增加下列仪器中的（填序号），就可以直接根据实验现象判断CaCO3是否分解。

①②③④

答：

CaCO3

CaO+CO2↑【实验与事实】

（2）CaCO3+2HCl

CaCl2+H2O+CO2↑，溶液由红色变成了无色【结论与交流】不合理，2【拓展与迁移】

（1）集中加热，提高反应温度，

（2）①③

【例2】用某种粗盐进行提纯实验，步骤如下所示。

请回答下列问题：

（1）步骤①和②的操作名称是。

（2）步骤④加热蒸发时要用到玻璃棒不断搅拌，这是为了防止：

。

（3）猜想和验证：

猜想

验证方法

实验现象

结论

猜想Ⅰ：

固体A中

含CaCO3

取少量固体A于试管中，滴加稀盐酸，并用涂有澄清石灰水的小烧杯罩于试管口

猜想Ⅰ成立

猜想Ⅱ：

固体A中

含BaCO3

取少量固体A于试管中，先滴入，再滴入Na2SO4溶液

有气泡放出，无白色沉淀

猜想Ⅲ：

最后制得

的NaCl晶体中还含有Na2SO4

取少量NaCl晶体于试管中，加适量蒸馏水溶解，再滴入溶液。

猜想Ⅲ成立

答:

加过量稀盐酸的作用

（四）混合物分离实验设计

【例1】市场上有一种自热米饭，其饭盒中有一小包粉末，粉末的主要成分是铁粉、镁粉和氯化钠。

小明利用这包粉末，进行了如下的探究实验：

（1）验证并分离铁粉的最简单的物理方法是。

（2）若要进一步分离镁粉和氯化钠而得到干燥的镁粉，要进行的操作是：

溶解、、洗涤、干燥。

在前两步实验操作中都用到的玻璃仪器为（填一种）。

（3）在

（2）所得镁粉中加入一定量的稀硫酸，使固体完全溶解。

对所得溶液中含有的溶质，小明作如下猜想：

猜想1：

溶质只有硫酸镁。

猜想2：

溶质有硫酸镁和（填化学式）。

经查阅资料：

硫酸镁溶液酸性极弱。

若要检验猜想2是否正确，能不能选用无色酚酞溶液作为试剂？

（填“能”或“不能”）。

小明选用一种金属单质进行实验，观察到了明显的现象，从而肯定了猜想2是正确的，写出发生反应的化学方程式：

。

答案：

（1）用磁铁吸引

（2）过滤玻璃棒（或烧杯）（3）H2SO4不能Fe+H2SO4→FeSO4+H2↑（合理答案给分）

（五）实验与计算综合

【例1】已知某纯碱试样中含有杂质氯化钠，为了测定试样中纯碱的质量分数，可用下图装置进行实验。

主要步骤如下，请填空：

①按图组装仪器，并检查：

②将10g试样放入锥形瓶中，加适量蒸馏水溶解，得到试样溶液；

③称量盛有碱石灰的U型管为300g；

④从分液漏斗中滴入20％的稀硫酸，直到为止，写出该反应的化学方程式；

⑤从导管A处缓缓鼓入一定量的空气；

⑥再次称量盛有碱石灰的U型管的质量；

⑦重复⑤和⑥的操作，直到U型管的质量基本不变，称得质量为303.3g。

回答下列问题；

（1）试样中纯碱与20％的稀硫酸反应制得二氧化碳的质量是；g。

（2）步骤⑤的目的是：

。

（3）整个装置中碱石灰不同的作用是：

。

（4）分液漏斗中的稀硫酸不能换成浓盐酸，理由是：

。

（5）若用沉淀的方法来测定试样中的质量分数，应选用的试剂是：

。

追加问题：

至少称量3次

第7步骤的作用

误差分析：

不鼓入气体；不加A；不加C；硫酸的量加入少了；

【例2】某化学课外小组同学，用如图所示实验验证质量守恒定律

（1）某甲同学用A装置探究质量守恒定律，实验步骤如下：

如图将烧杯放在天平上用砝码平衡，然后倾斜烧杯使硫酸铜溶液与铁钉接触，一段时间后再把烧杯放在天平上．

①发生反应的化学方程式为

②最后天平的指针（填序号）（a偏左b．偏右c．不偏转d．无法预测）．

（2）乙同学用B装置研究质量守恒定律，实验步骤如下：

如图将烧杯放在天平上用砝码平衡，然后倾斜烧杯使盐酸与碳酸钠粉末接触，一段时间后再把烧杯放在天平上．发现天平的指针偏右．

①造成天平的指针向右偏转的原因是

②若将本实验中的烧杯替换成带有气球的锥形瓶，如图所示，其他操作

不变，最后天平仍不平衡．原因是，

可见，在探究质量守恒定律时，若利用有气体参加或有气体生成的化学反

应来设计实验，在装置设计方面应做到。

（3）在化学反应前后，一定不变的是（填序号）

①元素种类；②原子种类；③原子数目；④分子种类；⑤分子数目；⑥物质的总质量．

（4）应用质量守恒定律可以确定反应物或产物的化学式．在载人宇宙飞船中，一般都安装盛放过氧化钠（Na2O2）颗粒的装置，它的作用是再生氧气，供宇航员呼吸，反应的化学方程式为2 Na2O2+2CO2=2X+O2．则X的化学式为

（5）已知化学反应A+3B=2C+2D．在密闭容器中放入A、B、C、D，在一定条件下反应一段时间后，测得容器内各物质质量如表：

A

B

C

D

反应前各物质质量/g

2.4

2.4

2.4

2.4

反应后各物质质量/g

1.7

未知

4.6

3.3

则B和C的相对分子质量之比为。

（六）实验设计

【例1】小兵同学在化学实验室发现一瓶盛有无色溶液的试剂瓶，其标签严重破损，如图所示，老师告诉他，这瓶试剂可能是硫酸、硫酸钠、硫酸镁溶液中的一种。

小兵同学通过查阅资料得知，常温下这三种物质的溶解度如下表：

物质

H2SO4

Na2SO4

MgSO4

溶解度/g

与水任意比互溶

19.0

39.0

小兵同学根据上述信息，分析认为此溶液一定不是溶液，

为确定其成分，该同学对此实验进行如下实验探究：

SO4

【提出假设】该溶液可能是。

20%

【实验验证】

实验步骤

实验现象

实验结论

【例2】探究Zn、Cu、Ag金属活动性的强弱，现有三种试剂：

AgNO3溶液、Al2（SO4）3溶液和盐酸，某小组设计了下列实验方案，请你和他们一起探究。

金属

验证方法

实验现象

结论

Zn

将锌片放入中

金属活动性

Cu

将铜丝插入中

Cu

将铜丝插入中

【例3】实验室有两瓶标签破损的无色溶液甲和乙，推知它们可能是稀盐酸和硫酸钠溶液。

请完成相关实验设计：

①化学方法：

在不选用酸碱指示剂、pH试纸的情况下，选择不同物质类别的试剂区分（物质类别是指单质、氧化物、酸、碱、盐等）。

所选试剂

实验现象及结论

方法一

（9）

（10）

方法二

（11）

（12）

②物理方法：

小明同学仅使用了酒精灯和玻璃棒两种仪器，就把这两种无色溶液区分开来了。

请你猜测一下他的做法（简要叙述操作方法及判断方法）。

答：

蘸取，蒸发，晶体析出

巩固练习　

1.实验室李某小组正在探究一个问题。

根据设计方案，小英向试管中加入2ml氢氧化钠溶液，滴入几滴酚酞溶液，溶液显红色。

然后他又用滴管连续滴入一定量的稀硫酸，溶液有红色变为无色。

（1）你认为他们探究的问题是（填字母）

A酚酞溶液遇酸、碱溶液能显示不同颜色吗？

B酸和碱溶液能发生反应吗？

（2）大家对小英得到的无色溶液继续探究。

小斌认为反应后溶液中的溶质是硫酸钠，小亮认为溶质可能有两种，他们是。

同学们设计了一下方案进行试验后，一致认为小亮的观点是正确的。

请你补天下表的空缺：

实验操作

实验现象

实验结论

取少许反应后的溶液置于试管中，向其中加入

产生气泡

小亮的观点正确

答:

（1）B,

（2）硫酸和硫酸钠，铁或者其他活泼金属。

2.某学校实验室的废液缸中收集了学生在实验室制取二氧化碳后残留的废液。

小红同学想探究废液中溶质的成分，请你一同参与探究并回答下列问题：

【提出问题】废液中的溶质是什麽物质？

【做出猜想】小红认为废液中的溶质只有CaCl2。

你认为还可能含有的物质是。

（填化学式）。

【查阅资料】CaCl2溶液呈中性。

【实验与结论】

（1）小红取少量残留废液和少量氯化钙溶液分别加入到两支试管中，并分别滴入无色酚酞试液作对比试验，结果两支试管中溶液均无色，于是小红认为自己的猜想是正确的。

（2）你认为小红的实验（填“能”或“不能”）证明他的猜想是正确的，理由是

。

（3）如果要证明你的猜想是正确的，你选择的试剂是，当加入该试剂时观擦到的现象是。

【拓展应用】

（1）若实验证明你的猜想是正确的，想要处理废液只得到CaCl2溶液，应向废液中加入过量的，反应完全后过滤。

（2）通过以上探究你认为实验室的废液未经处理直接导入下水道，可能造成的危害是

。

（写一条）

答案：

盐酸；不能；盐酸不能使酚酞变色；紫色石蕊，紫色石蕊变红；碳酸钙；污染水资源，使水质酸化。

3.如图为探究化学反应前后物质总质量关系的实验装置图．请根据要求回答：

（1）将图甲所示滴管中的盐酸滴入盛有大理石的小试管中，有气泡产生，该反应的化学方程式为

（2）实验过程中，该体系（如图甲）中发生的化学反应有（填“一个”或“多个”）．

（3）待完全反应，天平保持平衡（如图乙）．从微粒的观点解释化学反应前后物质总质量保持不变的原

因是：

反应物的（填“分子”或“原子”）重新组合转变成生成物的过程．

（4）该装置中的锥形瓶为何要塞上橡胶塞？

答：

（5）小明认为：

实验时，即使锥形瓶中未盛装石灰水，实验前后天平也将会保持平衡．老师在赞许小明观点的同时，指明了如果不使用石灰水可能会存在一定问题．该问题是

4.

小亮同学设计了如下图所示装置进行趣味实验。

（1）使用甲装置进行实验时，将滴管中的物质挤入烧瓶，然后

打开止水夹，可以观察到烧瓶内产生美丽的喷泉。

你推测圆

底烧瓶内的物质可能是（填一种，下同），滴管中

的物

质可能是。

（2）是用以装置进行实验时，也同样形成了喷泉。

小亮同学加

入的物质不可能是

（填字母）

A、锌粒B、碳酸钙C木炭D镁粉固体

（3）公园中常见的喷泉以及自然界中常见的火山爆发原理与上述

（填“甲”或“乙”）装置原理相同。

5.纯碱（Na2CO3）是一种重要的盐类物质，在化学工业中用途极广。

工业上通常用氨碱法来生产。

小红同学为探究纯碱的化学性质进行了猜想，并设计实验进行验证。

请你帮助她将下列实验报告填写完整。

猜想

实验操作

实验现象

结论（或化学方程式）

猜想一：

Na2CO3溶液显碱性

取少量Na2CO3溶液于试管中，滴入2-3滴酚酞试液，振荡

溶液显碱性

猜想二：

能与酸反应

取少量溶液于试管中，然后滴加稀盐酸

有大量气泡产生

化学方程式

猜想三：

能与Ca（OH）2反应

向盛有少量Na2CO3溶液于试管中，滴加澄清石灰水

产生白色沉淀

化学方程式

猜想四：

能与BaCl2反应

产生白色沉淀

Na2CO3+BaCl2→BaCO3↓+2NaCl

反应的基本类型为

[交流与反思]若用稀硫酸代替稀盐酸进行实验，是否与猜想二相同？

（填“是”或“否”）。

答案

猜想

实验操作

实验现象

结论（或化学方程式）

溶液变为红色

Na2CO3+2HCl→2NaCl+H2O+CO2↑

Na2CO3+Ca（OH）2→2NaOH+CaCO3↓

取少量Na2CO3溶液于试管中，滴入BaCl2溶液

复分解反应

[交流与反思]是

6.小张同学为了测定鸡蛋壳中碳酸钙的质量分数，进行了如下实验探究。

【实验过程】小张同学组装了右图装置。

将鸡蛋壳洗净、干燥并捣碎后放入锥形瓶里，加入足量的稀盐酸充分反应（假设其他杂质不与盐酸反应）。

测得

至质量不减少

相关数据如图所示：

稀盐酸（40.5g）

剩余的混合物（48.6g）

鸡蛋壳（12.5g）

+

【数据处理】

（1）根据质量守恒定律，反应生成二氧化碳的质量为g。

（2）请用化学方程式计算鸡蛋壳中碳酸钙的物质的量是多少？

并求此蛋壳中碳酸钙的质量分数是多少？

（写出计算过程）

【实验反思】

用该装置制取二氧化碳，反应进行较长时间后，小张用燃着的火柴放在集气瓶口，火焰仍不熄灭。

请从实验装置上分析，你认为原因是。

7.

探究H2O2生成O2的快慢与催化剂种类有关。

常温下，在两瓶相同体积的H2O2溶液中分别加入相同质量的

MnO2和红砖粉，测量各生成一瓶（相同体积）O2所需要的时间。

②如图是他们进行实验的装置图，气体发生装置中A仪器的名

称是，此实验中B处宜采用的气体收集方法是。

请你写出该反应的化学方程式。

③实验记录

实验编号

1

2

反应物

6%H2O2

6%H2O2

催化剂

1g红砖粉

1gMnO2

所需时间

152s

35s

通过数据分析。

得出结论。

该探究过程中控制的变量是。

8.为了探究影响化学反应速率的因素，某同学设计实验如下：

实验一

实验二

实验过程

实验现象

大理石表面冒气泡，试管外壁微热。

试管①、②、③中产生气泡快慢的顺序为①>②>③

试管④中无明显现象，⑤中可观察到大量的气泡，两只试管上方的木条均未复燃

分析与结论

（1）大理石与稀盐酸反应的化学方程式为

（2）对比实验①②可知，，

化学反应的速度越快；对比实验（填

实验序号）可知，反应物的接触面积越大，化

学反应的速度越快。

（1）对比实验④⑤可知，影响化学反应速率的因素还有；

（2）试管⑤中产生了大量氧气，但是木条却未复燃，可能的一种原因是。

9.在过氧化氢分解产生氧气的实验中，小丽同学欲通过实验证明“红砖粉末可以作为过氧化氢分解的催化剂”这一命题。

她设计并完成了下表所示的探究实验：

实验操作

实验现象

实验结论

总结

实验一

取5mL5%的过氧化氢溶液于试管中，伸入带火星的木条

有气泡产生，木条不复燃

过氧化氢分解产生氧气，但是          。

红砖粉末可以作为过氧化氢分解的催化剂

实验二

向盛水的试管中加入红砖粉末，伸入带火星的木条

没有明显现象

实验三

红砖粉末能加快过氧化氢的分解

（1）请你帮小丽同学填写上表中未填完的空格。

（2）在小丽的探究实验中，“实验一”和“实验二”起的作用是__________________。

（3）小英同学认为仅由上述实验还不能完全得出表内的“总结”，她补充设计了两个方面的探究实验，最终完成了对“命题”的实验证明。

第一方面的实验操作中包含了两次称量，其目的是：

                       。

第二方面的实验是倾倒掉“实验三”反应后的液体，向剩余的固体中重新加入过氧化氢溶液，又有大量气泡产生，由此说明                                        。

答案1、实验一：

反应慢

实验二：

红砖粉末加入水中不产生氧气。

实验三：

向盛有5mL5%过氧化氢溶液的试管中加入红砖粉末，伸入带火星的木条，有大量气泡产生，带火星的木条迅速复燃

（2）对比（或对照等）；

（3）第一方面：

比较红砖粉末在过氧化氢分解前后的质量是否改变。

第二方面：

说明红砖粉末仍然能加快过氧化氢的分解速率（或化学性质没变）

10.学校化学兴趣小组知道二氧化锰能作过氧化氢分解的催化剂后，再想探究其他一些物质如氧化铝是否也可作过氧化氢分解的催化剂。

请你一起参与他们的探究过程，并填写下列空白。

（1）[问题]Al2O3能不能作过氧化氢分解的催化剂呢

（2）[猜想]Al2O3能作过氧化氢分解的催化剂。

（3）[实验验证]

   实验步骤

 实验现象

   实验结论

实验一

木条不复燃

常温下过氧化氢溶液不分解

实验二

在装有过氧化氢溶液的试管中加入少量Al2O3，然后将带火星的木条伸入试管中

木条复燃

（4）[结论]Al2O3能加快过氧化氢的分解速率，故Al2O3能作过氧化氢分解的催化剂。

（5）[讨论与反思]经过讨论，有的同学认为只有上述两个证据，不能证明Al2O3能作过氧化氢分解的催化剂，还要补充一个探究实验：

实验三：

[实验目的]探究       

[实验步骤]①准确称量Al2O3（少量）的质量；②完成实验二；③待反应结束，将实验二试管里的物质进行过滤，洗涤，       ，称量；④对比反应前后Al2O3的质量。

[讨论]如果Al2O3在反应前后质量不变，则说明Al2O3可以作过氧化氢分解的催化剂。

（6）但小华认为，要证明猜想，上述三个实验还不足够，还需要再增加一个探究实验：

探究       。

答案：

（3）实验一：

将带火星的木条伸入装有过氧化氢溶液的试管中

   实验二：

加入Al2O3，能加快过氧化氢溶液的分解速率   

 （5）Al2O3在反应前后质量是否改变；干燥　　

（6）Al2O3的化学性质在反应前后是否改变。

11.请参与某化学学习小组进行研究性学习的过程，并协助完成相关任务

（1）为了验证铜、银、镁、铁的金属活动性顺序，小明同学设计如下实验方案：

a.将金属镁和铁分别放入到稀酸溶液中：

b.将铜片放入到硝酸银溶液中。

①在步骤a中，所控制的实验条件是。

②小红同学认为，小明同学的实验方案不足以说明铜、银、镁、铁的金属活动性顺序，还需要进行一个实验，该实验的实验步骤是。

（2）小王同学选择“镁丝和硫酸反应的快慢与什么因素有关”的课题开展探究。

下表是他分别用相同质量的镁丝和足量稀硫酸反应的三组实验数据：

实验编号

硫酸的质量分数/%

反应的温度/℃

镁丝消失的时间/s

Ⅰ

3

20

500

Ⅱ

6

20

300

Ⅲ

6

30