科学探究1反应后物质成分的探究Word文件下载.docx

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要成分是碳酸氢钠，而假干粉灭火器是用面粉作灭火剂。

兴趣小组同学想了解学校干粉

灭火器中的灭火剂是否为报道中的“假干粉”，设计了以下实验进行探究：

探究一：

甲、乙两同学分别用物理方法和化学方法设计方案，进行如下实验：

和化学方法设计方案，进行如下实验：

实验步骤

实验结论

甲

取少量灭火剂于试管中，加入一定量的________

粉末逐渐溶解

乙

取少量灭火剂于试管中，加入一定量的稀盐酸

____________

该灭火剂不属于报道中的“假

干粉”

乙同学设计方案中发生反应的化学方程式为__________________________。

探究二：

小组同学利用该灭火器进行灭火实验后，发现可燃物表面有白色粉末残留。

为了解白色粉末的主要成分，继续以下探究：

【查阅资料】

1.碳酸氢钠受热分解生成碳酸钠、水和二氧化碳；

碳酸钠受热不分解。

2.碳酸氢钠溶解吸收热量；

碳酸钠溶解放出热量。

【提出猜想】

残留物主要成分是碳酸钠；

残留物主要成分是________________________。

【设计方案】

小组同学设计的下列实验方案中，错误的是________（填序号）。

A.加热残留物将产生的气体通入澄清石灰水中，若观察到澄清石灰水变浑浊，则猜想2正确

B.将残留物溶于水，若有放热现象，则猜想1正确

C.将残留物溶于水，加过量氯化钙溶液静置，取上层清液加稀盐酸，若产生气泡，则猜想2正确

【反思评价】

设计实验方案要思维缜密，考虑周全。

用化学知识解释上述错误方案存在的主要问题________________________________________________。

3.（2015宜宾）镁与NH4Cl溶液反应，除生成一种盐外，还有气泡产生。

为确定气泡的成

分，进行下列实验探究：

【假设猜想】气体可能是HCl、NH3、H2中的一种或几种。

①NH3＋HCl===NH4Cl

2NH3＋H2SO4===（NH4）2SO4

②2NH3＋3CuO

3Cu＋N2＋3H2O

【实验探究】

（1）为了确定是否含有HCl，将气体通入酸化的________溶液中，无沉淀生成，则该气体中无HCl。

（2）为了探究其他气体是否存在，又设计了如下实验装置：

第3题图

①A中观察到________________________，证明有NH3；

②B中玻璃管内观察到________________________________________，证明有H2；

③浓硫酸的作用是____________________________________________。

【实验结论】Mg与NH4Cl溶液反应生成盐、NH3和H2。

写出化学反应方程式__________________________________________________。

【实验反思】综合以上信息和实验结论，有同学认为不需要单独检验HCl，就能证明HCl不存在。

请评价这种说法是否合理________（填“是”或“否”），理由是________________________________________________。

4.（2015云南）有一包白色粉末，可能由CuSO4、Na2SO4、Na2CO3、BaCl2、NaOH中的一种

或几种组成。

为探究其组成，同学们查阅资料得知NaCl、BaCl2溶液呈中性，经过思考

设计并进行了以下实验：

第4题图

请分析实验过程，回答下列问题：

（1）白色粉末中一定不含________________；

可能含有________________。

（2）生成白色沉淀的化学方程式为______________________________________。

（3）为最终确定白色粉末的组成，还需要对无色滤液中呈碱性的物质进行探究。

【提出问题】无色滤液中呈碱性的物质是什么？

【作出猜想】猜想Ⅰ：

Na2CO3

猜想Ⅱ：

NaOH

猜想Ⅲ：

Na2CO3和NaOH

【进行实验】

①取无色滤液少许于试管中，滴加过量的BaCl2溶液

产生白

色沉淀

猜想Ⅱ

不成立

②在①反应后的试管中滴加__________

溶液变

为红色

猜想Ⅲ

成立

【得出结论】白色粉末的成分是___________________________________________。

5.（2015曲靖）某化学兴趣小组在完成酸碱盐的化学性质实验时，做了如下两个实验：

（1）向滴有酚酞的氢氧化钠溶液中加入稀硫酸；

（2）向碳酸钠溶液中加入稀盐酸，完成这两个实验后，同学们将实验后的废液集中到一废液缸中，发现废液呈红色，小组同学对废液成分展开了如下探究。

（温馨提示：

该题的实验过程中所用的溶液浓度较低，实验中如涉及硫酸钙，氢氧化钙等微溶物，均可看作可溶物）

【提出问题】废液中的溶质有哪些？

小组同学经过讨论分析后一致认为废液中一定含有的溶质有____________________。

【猜想与假设】小组同学对废液中还含有的物质作出如下猜想：

猜想一：

还含有NaOH　　猜想二：

还含有Na2CO3

猜想三：

还含有__________________（填化学式）。

【实验验证】

小组同学取少量废液于试管中，向其中加入过量的氯化钙溶液，通过观察现象，就得出了正确结论。

若猜想二正确，小组同学观察到的现象是____________________。

请写出反应的化学方程式________________________________。

【交流与反思】小组中小林同学认为，将上述实验中的氯化钙溶液换成氢氧化钡溶液，也能得出正确结论。

你认为小林的观点________（填“正确”或“不正确”），你的理由是________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

6.（2015贺州）某混合气体可能有CO、H2、CO2中的两种或三种。

某兴趣小组通过实验探究

其成分。

【查阅资料】无水硫酸铜为白色粉末，遇水变蓝色。

【提出问题】混合气体由哪些气体组成？

【提出猜想】猜想一：

混合气体是CO、CO2；

猜想二：

混合气体是CO、H2；

混合气体是H2、CO2；

猜想四：

混合气体是____________。

【设计实验】将混合气体依次通过图1装置。

第6题图1

【观察现象】A中黑色固体变红色，B中无水硫酸铜变蓝色，C中澄清石灰水变浑浊。

【讨论交流】

（1）无水硫酸铜变蓝色，则猜想________不成立；

（2）小华认为澄清石灰水变浑浊，原混合气体中一定含有CO2，小军认为小华的说法不正确，理由是_________________________________________________________________；

（3）小丽认为在A装置前连接如图2三个装置就可以确定气体成分，则各仪器的接口连接顺序为____________________→g→h。

按小丽改进后的装置重新实验，观察到的现象是A中黑色固体变红色，B中无水硫酸铜变蓝色，前后两瓶澄清石灰水都变浑浊。

则猜想________成立，写出C中反应的化学方程式___________________________________________。

第6题图2

（4）指导老师指出小丽改进后的实验装置还存在一处不足，你的改进措施是________________________________________________________________________。

7.（2015河北）同学们用高锰酸钾制氧气，制取结束清洗仪器，发现加热高锰酸钾的试管内

壁有用水洗刷不掉的黑色固体。

问题一：

黑色固体是什么？

【交流讨论】同学们结合实验现象和对高锰酸钾及其分解产物的了解，进行分析判断。

判　断

依　据

不是KMnO4

KMnO4能溶于水形成紫红色溶液

不是________

（填化学式）

冲洗试管时出现深绿色溶液，说明该物质能溶于水

是MnO2

其他实验用过MnO2，知道它是不溶于水的黑色固体

【实验验证】向未洗净的试管中加入某种液体，产生能使带火星木条复燃的气体，证明上述判断正确，加入的液体是______________________。

问题二：

用什么洗掉MnO2?

【交流讨论】MnO2与BaCO3、Mg（OH）2、Fe2O3、P2O5、Cu中的某一种物质组成最相近，理由是______________________________。

这种物质能与稀盐酸反应，化学方程式为______________________________，由此推测MnO2也能与稀盐酸反应。

【实验验证】向未洗净的试管中加入稀盐酸，黑色固体没有变化。

【交流讨论】实验说明同一类物质的化学性质不一定相同。

MnO2有什么化学性质，用什么试剂清洗呢？

同学们请教老师后决定用草酸（H2C2O4）溶液试一试。

【实验验证】向未洗净的试管中加入草酸溶液，黑色固体果然被除去，同时发现产生许多气泡。

问题三：

生成了什么气体？

【交流讨论】化学变化过程中元素不变，因为________________________，所以产生的气体可能为CO2、CO、H2、O2等。

【实验验证】经检验，产生的气体是CO2，检验CO2气体的操作和现象是：

【反思提高】以上探究活动中，清除试管内壁附着的难溶物的思路是：

先______________________________，再了解其化学性质，然后选择合适试剂进行清洗。

8.（2015江西）实验中，小红误将氢氧化钠溶液当成酸滴加到金属铝中，结果发现也有气泡

产生，为了解该气体的成分，实验小组进行了以下探究活动：

【提出猜想】小红猜想是氧气；

小敏猜想是氢气；

小雨猜想是二氧化碳。

其他同学认为小雨的猜想是错误的，理由是__________________________；

【进行实验】利用图Ⅰ所示装置分别进行实验：

第8题图

（1）小红：

反应一段时间后，将带火星的木条放在a处，观察到____________，则她的猜想错误。

（2）小敏：

①用图Ⅱ所示装置干燥从a导管出来的气体，将管口a与________（填“b”或“c”）端管口连接。

②反应一段时间，点燃干燥后的气体，通过对现象的分析，得出他的猜想正确。

【得出结论】铝、氢氧化钠和水反应生成氢气和偏铝酸钠（NaAlO2），反应的化学方程式为________________________________。

【交流讨论】有同学认为，小敏的实验方案有欠缺，步骤②存在安全隐患。

理由是____________________________________________________。

【反思提升】许多重大科学发现，源自对实验中异常现象的大胆质疑，深入研究。

下列科学成果中，有两项是通过对异常现象研究得出的，它们是________（填序号）。

A.波义耳不慎将浓盐酸溅到花瓣上从而发现了酸碱指示剂

B.侯德榜潜心研究制碱技术发明了联合制碱法

C.拉瓦锡深入研究前人忽视的异常现象发现了氧气

D.张青莲主持测定了多种元素相对原子质量的新值

9.（2015昆明）我国古代将炉甘石（ZnCO3）、赤铜（Cu2O）和木炭粉混合后加热到一定温度，可

以得到一种外观似金子的锌和铜的合金，不法分子用它来冒充黄金。

小晨同学在实验室

进行了木炭粉还原氧化亚铜的实验（主要反应：

C＋Cu2O

2Cu＋CO↑），她观察到

反应后的固体不完全是紫红色，于是对该固体的成分进行了实验探究：

【提出问题】该固体的成分是什么？

【查阅资料】①Cu是紫红色固体

②Cu2O是红色固体

③Cu2O＋H2SO4（稀）===CuSO4＋Cu＋H2O

【猜想与假设】

Cu

Cu、Cu2O

Cu、C

Cu、Cu2O和C

小晨同学认为猜想________不正确，因为反应后的固体不完全是紫红色。

实验操作

步骤一：

取少量固体置于烧杯中，加入足量稀硫酸，观察溶液颜色

溶液呈________色

猜想三不正确

步骤二：

把步骤一中所得混合物过滤，将滤渣干燥后置于滤纸上，观察固体颜色

固体为紫

红色、黑色

猜想______正确

【实验反思】由于受反应物质量比、反应物接触面积和反应温度等因素的影响，固体物质之间的反应可能无法完全进行。

【拓展延伸】

（1）从理论上看，碳与氧化亚铜的质量比应为1∶12，但实际做实验时却将碳与氧化亚铜的质量比控制在约1∶10。

这样操作的理由是_____________________________________。

（2）下列可以用于鉴别真、假黄金的方法是________（填字母）。

A.观察颜色　　　　　　B.加热固体

C.滴加稀硫酸D.滴加硝酸银溶液

10.（2015宿迁）如图是某化学课外学习小组设计的探究工业炼铁原理及产物验证的实验，

其中A装置的作用是将二氧化碳和炭粉在高温下转化为一氧化碳。

看图回答下列问题：

第10题图

（1）写出装置A玻璃管中发生反应的化学方程式：

__________________。

（2）实验过程中，应先点燃________装置中的酒精喷灯。

（3）要验证B中产生的CO2，还需要在A、B之间增加________装置（填“D”或“E”）。

（4）整套装置还有一个明显的不足之处是：

__________________________。

（5）由于铁的氧化物Fe3O4和FeO均为黑色，B中得到的铁是否含有Fe3O4和FeO，该小组同学设计了下列探究实验。

【提出问题】CO还原Fe2O3得到的铁是否含有Fe3O4和FeO?

【提出猜想】猜想1：

Fe；

Fe和Fe3O4；

Fe和FeO；

猜想4：

________

【查阅资料】①2FeCl3＋Fe===3FeCl2，但FeCl3溶液不与Fe3O4、FeO反应；

②Fe3O4＋8HCl===2FeCl3＋FeCl2＋4H2O；

③含有Fe3＋盐溶液遇到KSCN溶液时变成血红色。

【实验探究】限选试剂：

CO、盐酸、澄清石灰水、KSCN溶液、FeCl3溶液

Ⅰ.取少量黑色产物加入到装有FeCl3溶液的烧杯中，充分反应后过滤，对过滤所得固体用蒸馏水洗涤

黑色固体部分溶解

Ⅱ.取第Ⅰ步洗涤后所得固体加入到装有足量________的试管中，充分反应后，再滴加少量KSCN溶液

黑色固体全部溶解，溶液不变为血红色

猜想2和猜想4都不成立

Ⅲ.另取少量黑色产物装入玻璃管中，通入CO，一段时间后加热，并将反应后的气体通入装有一定量澄清石灰水的容器中

澄清石灰水变浑浊

猜想____成立

答案:

1.

（1）红　

（2）2NaOH＋CuSO4===Na2SO4＋Cu（OH）2↓　复分解

（3）Ca（OH）2＋CO2===CaCO3↓＋H2O

2　澄清石灰水（或氢氧化钙）　氯化钙（或硝酸钙、氯化钡、硝酸钡等）

【探究思路】

（1）成分猜想：

二氧化碳与氢氧化钠反应，可能恰好完全反应，也可能氢氧化钠过量，所以溶液中的溶质：

可能只有氢氧化钠或碳酸钠，可能是碳酸钠和氢氧化钠。

（2）实验验证：

碳酸钠和氢氧化钠的溶液都显碱性，碳酸钠遇钙离子会生成白色沉淀，所以向样品中加入过量含钙离子的溶液，检验碳酸钠并将碳酸钠完全转化为碳酸钙沉淀，再用酚酞检验溶液中是否含有氢氧化钠。

（3）反思评价：

实验中加入含钙离子的溶液，其目的之一是将碳酸钠完全转化为碳酸钙，以免干扰氢氧化钠的检验，如果加入的含钙离子的溶液是氢氧化钙溶液，则会引入氢氧根离子，影响氢氧化钠的检验，应该改用氯化钙溶液、硝酸钙溶液、氯化钡溶液或硝酸钡溶液。

【解析】

（1）氢氧化钠和氢氧化钙都是碱，都能使酚酞溶液变红。

（2）氢氧化钠与硫酸铜反应生成氢氧化铜和硫酸钠，氢氧化铜是难溶于水的蓝色沉淀，该反应属于复分解反应。

（3）二氧化碳与氢氧化钙反应生成碳酸钙和水，碳酸钙难溶于水，所以二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊；

二氧化碳与氢氧化钠反应生成碳酸钠和水，该反应无明显现象，将二氧化碳通入氢氧化钠溶液后，溶液中的溶质，可能只有氢氧化钠，或只有碳酸钠，也可能既有氢氧化钠，也有碳酸钠；

由于氢氧化钠和碳酸钠都能使酚酞试液变红色，所以应该利用碳酸钠能与某些含钙离子或钡离子的化合物反应生成难溶于水的沉淀来检验碳酸钠，将碳酸钠完全转化为沉淀后，再用酚酞检验氢氧化钠，除去碳酸钠时不能引入氢氧根离子，否则会干扰氢氧化钠的检验，所以含钙或含钡的化合物应该是可溶性钙盐或钡盐，如氯化钙、硝酸钙、氯化钡、硝酸钡等。

2.探究一：

水　产生气泡　NaHCO3＋HCl===NaCl＋H2O＋CO2↑

探究二：

【提出猜想】碳酸钠和碳酸氢钠　【设计方案】B　【反思评价】残留物溶于水，有放热现象，只能说明有碳酸钠，不能排除碳酸氢钠（或若残留物的主要成分是碳酸钠和碳酸氢钠的混合物，溶于水也可能有放热现象）

1.真假鉴别：

2.

评价

【解析】探究一：

物理方法鉴别是利用碳酸氢钠能溶于水，面粉不溶于水，根据样品中加入一定量水搅拌后的现象鉴别；

化学方法是利用碳酸氢钠能与稀盐酸反应产生气体，面粉不与稀盐酸反应，所以取样滴加一定量的稀盐酸，如果粉末溶解，且产生大量气泡，说明灭火剂的主要成分是碳酸氢钠。

【提出猜想】碳酸氢钠受热分解，将干粉喷于着火处，受到高温影响，碳酸氢钠发生了分解，所以灭火后残余固体成分为碳酸氢钠完全分解后的产物，即碳酸钠，也可能有未分解的碳酸氢钠，所以残留物的主要成分可能是碳酸钠或碳酸钠和碳酸氢钠。

【设计方案】方案A利用碳酸氢钠受热分解产生二氧化碳，进行检验，澄清石灰水变浑浊，说明样品中有碳酸氢钠，即碳酸氢钠未完全分解，则猜想2正确，该方案合理；

方案B利用溶解性进行检验，但溶解放热，只能说明样品中有碳酸钠，无法排除碳酸氢钠的存在性，所以该方案不合理；

方案C利用碳酸钠能与氯化钙溶液反应，碳酸氢钠不与氯化钙溶液反应，用氯化钙溶液将碳酸钠完全转化为碳酸钙沉淀，然后利用碳酸氢钠能与盐酸反应产生气体，取上层清液滴加稀盐酸有气泡产生，说明样品中有碳酸氢钠，即碳酸氢钠受热部分分解，则猜想2正确，该方案合理。

3.

（1）硝酸银（或AgNO3）　

（2）①滴有酚酞的水变红　②黑色粉末逐渐变成光亮的红色　③

吸收剩余的氨气，排除对检验H2造成的干扰　【实验结论】Mg＋2NH4Cl===MgCl2＋2NH3

↑＋H2↑　【实验反思】是　根据查阅资料的内容可知：

氨气与氯化氢能够反应生成氯

化铵，无法共存，通过A证明有氨气，则同时证明HCl不存在

教你“读”题：

正确解读查阅资料中给出的三个反应：

“NH3＋HCl===NH4Cl”，说明二者无法共存；

“2NH3＋H2SO4===（NH4）2SO4”，说明浓硫酸可用于吸收氨气；

“2NH3＋3CuO

3Cu＋N2＋3H2O”，说明加热条件下氨气也能将氧化铜还原为铜；

在此基础上，结合实验目的确定各实验步骤的作用，即可顺利解题。

（1）实验室常用硝酸银溶液检验氯离子的存在，如果产生不溶于水、也不溶于酸的白色沉淀，证明含有氯离子，该题涉及的反应为HCl＋AgNO3===AgCl↓＋HNO3。

（2）NH3溶于水形成氨水，氨水显碱性，能使酚酞溶液变红；

装置图中浓硫酸的作用是吸收剩余的NH3，因此进入装置③的气体中不再含有NH3，如果此时B中黑色粉末逐渐变成光亮的红色，说明气体中含有还原性的气体H2。

【实验结论】根据实验现象，结合化学反应前后元素种类不变，确定反应生成物为氯化镁、氨气、氢气。

【实验反思】根据查阅资料的内容可知：

氨气与氯化氢能够反应生成氯化铵，无法共存，通过A中现象证明含有氨气，则可同时证明HCl不存在。

探究流程：

4.

（1）Na2SO4、CuSO4　NaOH　

（2）Na2CO3＋BaCl2===BaCO3↓＋2NaCl　（3）

无色酚酞溶液　【得出结论】Na2CO3、BaCl2和NaOH

（1）硫酸铜在溶液中显蓝色，碳酸钠和氯化钡反应生成能溶于酸的碳酸钡沉淀，硫酸钠和氯化钡反应生成不溶于酸的硫酸钡沉淀；

将白色粉末加入足量的水中充分搅拌、过滤，得到白色沉淀和无色溶液，所以混合物中一定不含硫酸铜，向滤出的沉淀中加入足量稀盐酸，沉淀全部溶解，由于硫酸钡沉淀难溶于酸，所以混合物中一定不含硫酸钠，一定含有碳酸钠和氯化钡，虽然无色滤液呈碱性，但由于碳酸钠溶液也呈碱性，因此不能确定氢氧化钠是否存在。

（2）生成白色沉淀的反应是Na2CO3＋BaCl2===BaCO3↓＋2NaCl。

（3）因为碳酸钠和氢氧化钠都呈碱性，但碳酸钠能和氯化钡反应生成白色碳酸钡沉淀和氯化钠，溶液碱性会消失；

而氢氧化钠不能和氯化钡反应，其溶液的碱性不变，因此可用先加入过量氯化钡溶液，然后再滴加无色酚酞溶液的方法来确定滤液的成分；

根据实验滤液中含有碳酸钠和氢氧化钠，因此原白色粉末是Na2CO3、BaCl2和NaOH的混合物。

5.【提出问题】Na2SO4和NaCl（或硫酸钠和氯化钠）　【猜想与假设】NaOH和Na2CO3　

【实验验证】产生白色沉淀，溶液由红色变为无色　Na2CO3＋CaCl2===CaCO3↓＋

2NaCl