(年高考化学专题讲解)《实验：探究性实验试题解题方法和思路》.ppt

宇轩,图书,下一页,上一页,末 页,目 录,首 页,考,点,考,纲,分,析,专,题,训,练,考点知识梳理,中考典例精析,宇轩,图书,下一页,上一页,末 页,目 录,首 页,考,点,考,纲,分,析,专,题,训,练,考点知识梳理,中考典例精析,宇轩,图书,下一页,上一页,末 页,目 录,首 页,考,点,考,纲,分,析,专,题,训,练,考点知识梳理,中考典例精析,探究性实验试题解题方法和思路,实验专题,实验专题,化学是一门以实验为基础的学科，所以有化学实验即科学探究之说法。,纵观近几年高考，主要以考察,探究性实验和物质制备实验,为主。,这些探究性和制备性实验的试题，综合性强，理论和实践的联系紧密，有的还提供一些新的信息，要求考生必须冷静的审题，,联系所学过的知识和技能，进行知识的类比、迁移、重组，全面细致的思考才能正确作答。,命题规律：,一、探究性实验的一般思路,1,、准确地把握实验目的,2,、利用已学知识，分析如何实现这个目的,-,实验原理,3,、,结合实验材料,，,初步确定设计对策,实验方案,例,1,某课外兴趣小组为了探究铁与硫在隔绝空气的条件下反应所得固体,M,的成分，设计了如右图装置。倾斜,A,使稀硫酸,(,足量,),与固体,M,充分反应，待反应停止后，,B,装置增重，,C,装置中溶液无变化，反应后进入量气管气体的体积为,VmL,（已折算成标准状况），由上述实验事实可知：,二、探究性实验的类型,1,、未知产物的探究,（,1,）固体,M,中一定有的物质是,_,（填化学式）,理由是,_,。,（,2,）,B,装置的名称是,。写出,B,装置,中反应的离子方程式,_,。,（,3,）,C,装置的作用是,，,如果实验中没有,B,装置，则,C,装置中产生的现象是,。,生成黑色沉淀,FeS,、,Fe,B,装置增重、量气管有气体,洗气瓶,2OH,+H,2,S=2H,2,O+S,2,证明,H,2,S,已被,B,中,NaOH,溶液完全吸收,（,4,）稀硫酸和固体,M,反应后溶液中还残留淡黄色固体，该固体是,_,，要分离出该固体，在实验操作中，除烧杯外还需要用到的玻璃仪器是,_,。,（,5,）通过进一步实验，测得固体,M,中各种成分的质量之和小于反应前铁粉和硫粉的质量之和，产生这种现象的原因可能是,_,。,a,M,中有未反应的铁和硫,b,测定气体体积时水准管的水面高于量气管的水面,c,A,中留有反应生成的气体,d,气体进入,D,装置前未用浓硫酸干燥,硫,漏斗、玻璃棒,b,、,C,1,、常见物质分离提纯方法,：,结晶法、蒸馏法、过滤法、升华法、萃取、渗析法等,2,、常见气体的制备、净化、干燥、收集方法。,3,、熟悉重点操作：,（,1,）气密性检查,（,2,）量气操作,（,3,）防倒吸、防污染操作,虽然探究性实验主要考察学生的探究能力，但在问题的设置上常常包含了对,实验基础知识,的考查比如：,通过化学反应原理,猜测,可能生成哪些物质 ，对这些物质一一的,检验,来推测出究竟含有哪些物质。,反思,.,心得,对未知产物的探究,例,2,某学生按图示方向将,A,装置与下面所示装置相连，设计如下实验，请帮助完成实验报告。,2,、物质性质的探究,（一）实验目的：研究铁与浓硫酸的反应,（二）实验药品：铁钉、浓硫酸、酸性高锰酸钾溶液、品红溶液、氧化铜、硫酸铜溶液,（三）实验步骤：,实验内容和步骤,实验 现象,结论,连接好装置并检查气密性,将铁钉加入到烧瓶中，在向其中滴加浓硫酸,未见明显现象,先点燃,A,再点燃,G,处酒精灯,片刻后烧瓶中溶液有颜色变化，并有气泡产生,铁遇冷的浓硫酸,发生钝化,铁表面的氧化物被破坏并发生反应，溶液有,Fe,3+,生成，并伴随有,SO,2,气体产生。,（四）问题探究：,该学生在实验过程中，观察到,D,装置中溶液颜色逐渐变浅，,E,装置中溶液颜色未见明显变化，再过一段时间后，,G,装置中氧化铜粉末由黑色转变为红色，气球,H,逐渐鼓起，此时,E,装置中溶液颜色仍未明显变化。,G,装置中氧化铜由黑变红，请结合化学方程式说明原因是,_,。,为证明铁钉与浓硫酸在不加热时是否发生反应，可采用的方法是,_,。,取两根无锈铁钉，一根放置在冷的浓硫酸浸泡一段时间后，一根不做任何处理；,然后将两根铁钉分别置于等浓度的硫酸铜溶液中，观察铁钉表面是否有红色物质析出：,若在冷的浓硫酸中浸泡过的铁钉上没有红色物质析出，则表明在不加热时，铁钉与浓硫酸发生反应，否则铁钉与浓硫酸不发生反应。,对比实验：,2,、无论是无机物、还是有机物性质的探究，都必须在牢牢,掌握元素化合物知识,的基础上，大胆猜想，细心论证，脱离了元素化合物知识孤立的看实验问题是不科学的。,只有灵活运用已有的元素化合物知识，就能变探究性实验为验证性实验，使复杂问题简单化。,反思,1,、在探究过程中往往可以通过,对比实验,，即,设置几组平行实验来对照，比较,，,从而研究和揭示某种规律，解释某种现象形成的原因或证明某种反应机理。,【,例,3】,：某研究性学习小组为了探索镁粉与溴水反应的机理，做了如下四组实验：,（,1,）将镁粉投入冷水中，未见任何现象；,（,2,）将镁粉放入溴水中，观察到只是开始时产生极少量的气泡，但溴水的颜色逐渐褪去；,（,3,）将镁粉放入液溴中，未观察到任何明显现象；,（,4,）向含足量镁粉的液溴中滴加几滴水，观察到溴的红棕色很快褪去。,则下列关于镁与溴水的反应机理的论述中正确的是（）,A,镁粉只能直接与溴水中的溴反应,B,水是镁粉与溴发生反应的催化剂,C,（,2,）中产生的极少量气泡是由于镁粉与水反应得到,D,镁粉与溴水中的,H,+,发生反应，导致平衡移动使溴水褪色,3,、化学反应原理的探究,B,【,变式,】,在溴水中加入镁粉，溴水褪色。对于褪色的原因，,甲,认为是溴溶于水后，溴和水发生了可逆反应,:,Br,2,+H,2,O HBr+HBrO,当向溴水中加入镁粉之后，则发生以下两种反应：,Mg+2HBr=MgBr,2,H,2,Mg+2HBrO=Mg(BrO),2,+H,2,由于上述反应的发生，使溴水中的平衡向正反应方向移动，从而使溴水褪色。,乙,认为，镁是活泼金属，在溴水中存在大量的溴，应该是溴与镁粉直接反应：,Mg+Br,2,=MgBr,2,，,而使溴水褪色。,如何设计方案探究甲和乙的解释是否正确？,探究方案,：,1,：在溴水中加入镁粉，,立即,观察现象，若短时间内有有大量气体产生，则甲的解释正确。若短时间内没有大量气体产生，则乙的解释正确。,2,：把镁粉加入到溴的四氯化碳溶液中，看溴的四氯化碳溶液是否褪色，若不褪色，说明镁不能与干燥的溴发生反应。若褪色，说明乙是对的。,可见，重大的发现可能就来自于平时的生活中，只要你,勤于发现，勇于探究,；,在对所研究事物或现象的原因未知情况下，根据已有的认识，在观察和实验的基础上，通过对化学事实和现象的归纳、类比，作出判断性解释或说明，这就是化学中的假说；,事实上，在化学发展史上，化学理论的形成和发展就是,化学假说不断被提出、证实和证伪的过程。,反思,4,、对实验方案的探究,例,4,、,Na,2,CO,3,溶液和,CuSO,4,溶液混合后，产生,蓝色,沉淀，请你推测可能有哪些产物？并设计实验来验证。,提示,经查资料得知：,CuCO,3,和,Cu(OH),2,均不带结晶水。,假设一：,_,假设二：,_,假设三,:_,Na,2,CO,3,溶液和,CuSO,4,溶液混合后直接发生沉淀反应，生成,CuCO,3,沉淀。,Na,2,CO,3,溶液和,CuSO,4,溶液混合后发生双水解反应，生成,Cu(OH),2,沉淀。,Na,2,CO,3,溶液和,CuSO,4,溶液混合后既发生沉淀反应，又发生双水解反应，生成,CuCO,3,和,Cu(OH),2,两种沉淀的混合物。,方案一：,向,洗涤干净并低温烘干的,沉淀中加入,盐酸,，证明生成物中含,CuCO,3,，另取沉淀加热灼烧，检验生成的水，证明生成物中含,Cu(OH),2,。,澄清,Ca(OH),2,粘有无水,CuSO,4,的棉球,方案二：将洗涤干净并,低温烘干,的沉淀直接加热灼烧，将生成的气体依次通过无水硫酸铜、澄清石灰水，检验生成的水或二氧化碳，证明生成物中含,Cu(OH),2,或,CuCO,3,或两者兼有。,【,思考,】,装置,B,、,C,能否调换位置？,该装置有没有不严密之处？,对实验方案的探究，首先要明确实验目的和要求，然后结合问题运用有关化学知识和实验技能对实验的仪器、步骤、方法进行逐步的分析研究。其中，有关方案的设计要特别明确：首先原理要具有科学性，不能凭空捏造。最后实验装置要简易，操作必须安全可行，效果要明显。,反思,小结,探究性实验习题，充分体现了新课程理念，考察了学生通过化学实验获取化学知识的能力。在探究过程中要力求做到：,依据信息,提出假设,实验探究,得出结论,探究实验的解答注意点：,1,、细心审题是关键：目的、原理要画出。,2,、认真分析是核心：原理分析 材料分析 变量分析 结果分析,3,、正确表达是保障：大多数学生有实验思路，就是拿不到分，因此我们在表达过程中一定要按格式答题，同时要体现出科学、等量、单一变量与对照性等原则，提高实验的得分率。,巩固,1,某研究性学习小组在探究铜、锌与浓盐酸反应，设计如下实验方案,一、实验用品：纯锌片，,37%,的浓盐酸，铜片，蒸馏水，氯化铜溶液。,甲：将锌放入浓盐酸中，反应速率较快,乙：将实验过程记录下来，并交流。,交流卡片,主题：,Zn,，,Cu,+,浓盐酸,将锌片与铜片贴在一起，一同投入浓盐酸中，反应快速放出气体！,当锌完全溶解后，将溶液加热，,又产生气体且产生的气体总体积明显比甲多,（值得进一步探究），得到无色溶液。,将上述反应后的溶液，,隔绝空气，,加入适量水，出现白色沉淀。,资料卡片,主题：生成一价铜的反应,课本上：,CH,3,CHO+2Cu(OH),2,Cu,2,O,（红色）,+CH,3,COOH+2H,2,O,有关资料：,Cu,2+,+4I,2CuI,（白色）,+I,2,有关资料：氯化亚铜在不同浓度的,KCl,溶液中可形成,CuCl,2,、,CuCl,3,2,、,CuCl,4,3,等离子，且它们在溶液中均为无色。,根据上述资料与交流材料回答下列问题,乙反应速率明显比甲快，原因是：,。,铜、锌及浓盐酸一起组成了原电池，加快了反应速率,丙、丁根据铜位于金属活动顺序表氢之后，与盐酸不反应，对乙产生的气体体积比甲大的事实。作出如下推断：,丙认为是溶解在溶液中的,H,2,逸出，你认为是否有道理，理由是：,。,丁作了如下猜想，是否成立，请你设计实验方案。,丁猜想,验证方法,预测现象及结论,丁认为铜片中可能含有锌等杂质,没有道理，因为氢气本身难溶于水,将铜片加入稀硫酸中，微热,若无气体放出，则不含锌等活泼金属杂质；若有气体则有锌等杂质,戊,预计验证方法,预测的现象与结论,白色沉淀是氯化亚铜,戊注意到乙中（,3,）中的白色沉淀，分析：不可能是,CuCl,2,，因为,CuCl,2,溶液显蓝色或绿色，也不可能是氯化锌，因为稀释后溶液更稀，不会析出。并利用资料大胆猜想，白色沉淀是生成的氯化亚铜。请你帮他设计验证方案（若有多个只设计两个方案）：,资料卡片,交流卡片,白色沉淀加入稀盐酸中，通入氧气,溶液变蓝色，说明是一价铜,向氯化亚铜悬浊液中加入氯化钾浓溶液,若白色沉淀消失且得无色溶液，则原白色沉淀为氯化亚铜，否则不是,指导老师肯定了戊的猜想，请结合资料，写出铜与足量浓盐酸在加热条件下反应生成无色溶液及气体，化学方程式可能是：,。,乙的实验步骤（,3,）稀释，生成沉淀，实际上是一个平衡问题，请写出这一平衡关系：,（用离子方程式表示）。,2Cu+8HCl=2H,3,CuCl,4,+H,2,或：,2Cu+6HCl=2H,2,CuCl,3,+H,2,2Cu+4HCl=2HCuCl,2,+H,2,CuCl,4,3,CuCl,3,2,CuCl,+2Cl,CuCl,+3Cl,CuCl,+Cl,CuCl,2,巩固,2,Mn,2,离子是,KMnO,4,溶液氧化,H,2,C,2,O,4,（乙二酸）的催化剂。有人提出该反应的历程为：,Mn,（,）,Mn,（,）,Mn,（,）,Mn(C,2,O,4,),n,3,2,n,Mn,2,CO,2,Mn,（,）,写出该反应的离子方程式,；,该反应中每生成,1molCO,2,转移电子的物质的量为,。,6H,+,2MnO,4,5H,2,C,2,O,4,2Mn,2,10CO,2,8H,2,O,1mol,Mn,（,）,Mn,（,）,Mn,（,）,Mn(C,2,O,4,),n,3,2,n,Mn,2,CO,2,Mn,（,）,请设计,1,个实验方案来验证这个历程是可信的（只需给出设计思想）,。,取两份等体积、等浓度草酸溶液，向其中一份草酸溶液中加固体,MnSO,4,，另一份不加；在滴加,KMnO,4,溶液时，加,Mn,2+,者反应速率快。,对比实验：,或寻找一种试剂能与,Mn(VI),、,Mn(IV),或,Mn(III),生成难溶物,(,或配合物,),；加入这种试剂，反应速率变慢。,已知某混合金属粉末，除铝外还含有铁、铜中的一种或两,种，所含金属的量都,在,5%,以上。,请设计合理实验探究该混合,金属粉末中铁、铜元素的存在。,仅限,选择的仪器和试剂：烧杯、试管、玻璃棒、量筒、容量瓶、滴管、药匙；,1 mol/L,硫酸、,2 mol/L,硝酸、,2 mol/L NaOH,溶液、,20%KSCN,溶液。,完成以下实验探究过程：,(1),提出假设：,假设,1,：该混合金属粉末中除铝外还含有,_,元素；,假设,2,：该混合金属粉末中除铝外还含有,_,元素；,假设,3,：该混合金属粉末中除铝外还含有,Fe,、,Cu,元素；,(2),设计实验方案,基于假设,3,，设计出实验方案,(,不需要作答,),。,思考：,2007,年广东高考试题第,23,题（,11,分）平均,2.83,分,难度,0.26,(3),实验过程,根据,(2),的实验方案，叙述实验操作、预期现象和结论。,答案,用,药匙,取,少许,样品，加入,试管,A,中，再用,滴管,取,过量,2mol,L,-1,NaOH,溶液,并滴加到试管,A,中，充分反应后，,静置，弃去上层清液，剩余固体备用。,样品部分溶解，并有气体放出。,往试管,A,的,剩余固体,中加,过量,1mol,L,-1,硫酸，,充分反应后，静置。,取上层清液于试管,B,中，剩余固体备用,固体部分溶解，并有气体放出，溶液呈浅绿色，可能含铁。,往试管,B,中加入,少许,2mol,L,-1,稀硝酸,，再滴加,20%KSCN,溶液,溶液先变黄色，加,KSCN,后显血红色，结合可知，,一定含铁。,往剩余固体中加入,2mol,L,-1,稀硝酸,，再滴加,2mol,L,-1,NaOH,溶液,固体溶解，有无色刺激性气体产生并很快变成红棕色，溶液显蓝色，加,NaOH,溶液后有蓝色沉淀产生，,一定含铜。,