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专题05:实验探究题
一.创新类探究试题
涉及提出问题、作出猜想或假设、设计实验、收集证据、解释与结论、反思与评价、表达与交流等要素。最后,从反应原理是否正确、实验方案是否完善、探究过程是否合理以及经济效益、资源利用、环境保护等方面对探究方案或过程进行反思与评价。探究题一般并不包括所有的探究要素,但上述要求是解答探究性试题的一般思路和方法。
1.思维模型的建构既方便于问题的解决,又能促进深度学习。某科学研究小组同学在老师的指导下对解决“气体检验”类问题建构了如图1所示思维模型:
【模型应用】同学们为检验天然气燃烧后的气体产物成分,应用思维模型设计了如图甲实验方案(固定装置未画出)。
【查阅资料】无水硫酸铜遇水变蓝;氢氧化钠溶液可以吸收二氧化碳;甲烷燃烧不能产生氢气。
【实验结论】(1)实验过程中观察到A装置中的无水硫酸铜变蓝,B、F装置中的澄清石灰水均变浑浊,D装置中的澄清石灰水不变浑浊,由此可得出该气体产物的成分为 ;E中玻璃管内反应的化学方程式 。
(2)图甲实验方案中,装置C和D归属于上述思维模型中的 环节。
【改进创新】从简约装置、节约实验药品的角度出发,同学们对图甲方案进行了改进与创新,改用图乙所示的装置对该气体产物的成分进行探究。在实验中,先从A处通一段时间混合气体,再点燃E处酒精灯加热,观察现象,也实现了气体产物成分的检验。
(3)实验中,在加热前先通一段时间的混合气体,其目的是 。
(4)在装置末端 (填“需要”或“不需要”)安装尾气处理装置。
2.学习小组在进行镁带与酸反应的实验时,发现足量镁带与稀盐酸反应后出现了灰白色沉淀,而与稀硫酸反应后,未有此现象,化学小组对这一异常现象开展探究。
【探究一】:探究灰白色沉淀中是否含有过量的镁或反应生成的氯化镁。
(1)①取灰白色固体样品,加入 ,无气泡产生,灰白色固体不含镁。
②取等质量的灰白色固体和MgCl2晶体分别放入同温、等量水中,灰白色固体不溶解而MgCl2晶体全部 ,灰白色固体不含MgCl2。
【探究二】:探究灰白色固体产生的原因。
用如图1所示装置(平底烧瓶已固定)分别进行镁带与稀盐酸、稀硫酸反应的实验,其中镁带与稀盐酸反应的实验现象如表所示。
足量镁带和稀盐酸反应的实验现象:
时间/min
2
4
6
8
12
16
18
20
放置过夜
溶液pH
5.8
7.4
8.0
8.6
9.3
9.8
10.0
10.0
10.2
实验现象
大量气泡、无沉淀生成
镁带慢慢溶解,气泡量减少,烧杯底部灰白色沉淀逐渐增加
(2)实验时,使镁条与稀盐酸、稀硫酸反应的操作是 。
(3)根据实验现象推测:①产生灰白色沉淀需 (填“酸性”、“碱性”或“中性”)条件;②灰白色沉淀产生和 (填离子符号)有关。
(4)为证实灰白色沉淀中含有Cl﹣,小赵同学设计了如下实验:过滤,取少量灰白色沉淀,加入足量稀硝酸使其完全溶解,继续滴加几滴AgNO3溶液,出现白色沉淀,他得出结论:灰白色沉淀中含有Cl﹣,请你判断小赵同学的实验及结论是否正确,为什么? 。
【结论】:镁与稀盐酸反应产生灰白色沉淀与溶液中的氯离子有关。
(5)实验得到反应过程中烧瓶内压强的变化情况如图2所示。下列说法正确的是 (填字母)。
A.实验中稀盐酸、稀硫酸反应生成的氢气一样多
B.实验条件下,镁与稀盐酸反应的速率比稀硫酸的快
C.镁与稀盐酸、稀硫酸反应时放热
(6)资料显示:灰白色沉淀【Mg2(OH)xCly•nH2O】的组成。
随pH变化而改变,受热后分解生成MgO、H2O和HCl,为进一步探究其组成,小组同学设计如实验。
【实验步骤】
①组装仪器, ;
②取21.6g灰白色沉淀于A中,按图示装入其他药品(均足量);
③打开止水夹,缓缓通入一段时间N2后,关闭止水夹;
④称量C质量并记录数据为m1;
⑤点燃酒精灯加热至A中固体完全分解, ;
⑥称量C质量并记录数据为m2,称量A中残留固体质量并记录数据为m3;
⑦数据处理。
【交流讨论】
(7)步骤③通N2的目的是 。
(8)D的作用是 ,若无D,测得n值将 (填“偏大”、“偏小”或“不变”)。
二.实验流程类探究试题
操作程序及装置的连接顺序大体可概括为:发生→除杂→干燥→主体实验→尾气处理。
注意所用仪器是否恰当,齐全;安装顺序是否合理、正确,是否符合绿色化学理念。
3.草酸是生产、生活中常用的漂白剂,可用于生产抗菌素,可作为提炼稀有气体的溶剂。兴趣小组对