吉林省长春市2017年中考化学二轮专题复习专题四科学探究训练.docx

专题四 科学探究归纳题型解法类型一 有关反应因素的探究 【方法技巧】 1.探究范围：有关反应因素的探究一般包括以下几点：（1）催化剂的探究。（2）影响化学反应速率的因素的探究。（3）燃烧条件的探究。（4）金属生锈条件的探究。 因此我们要对以下几个知识点掌握透彻：（1）催化剂：改变化学反应的速率，其本身的化学性质和质量都没有改变；（2）影响化学反应速率的因素有是否加入催化剂、温度、压强、接触面积、搅拌等因素。（3）燃烧的三大条件缺一不可：可燃物、温度达到着火点、氧气（灭火原理：破坏燃烧条件之一）。（4）氧气是金属生锈必需的条件，有些金属还需要水或二氧化碳。 2.解题关键：掌握控制变量法的应用。用控制变量法探究问题时，必须保持其他条件不变，只改变一个因素，进而探究该因素的影响。分析问题时，要先找出对比实验中哪些条件相同，哪些条件不同，进而分析改变的条件产生的影响，并得出结论。 例1 （2015威海）铁生锈探秘。为探究铁生锈的原因，化学兴趣小组的同学进行了如图所示的四个实验，实验结果显示：B、D实验中铁生了锈，而A、C实验中没有明显的现象。仔细分析这4个实验，回答下列问题： （1）评价方案：对照实验除了一个变量外，其他的量都保持不变的实验。该实验方案中采用了对照实验方法。请指出其中的对照实验（填A、B、C、D实验代号）和变量。 第组对照实验_，变量_； 第组对照实验_，变量_； 第组对照实验_，变量_。 （2）解释数据：实验时，每隔一段时间测量导管内水面上升的高度，结果如下表所示（表中所列数据为导管中水面上升的高度/cm）。 时间/小时编号00.51.01.52.02.53.0A0000000B0000.30.82.03.5C0000000D00.41.23.47.69.59.8导致B、D实验装置中导管内水面上升的原因是_。 （3）获得结论:根据本实验，你认为导致铁生锈的物质有_；能加快铁生锈的物质是_。类型二 有关反应实质、变化现象及变化原因的探究 【方法技巧】 中考中往往需要对化学反应的实质、一些特殊现象产生的原因进行探究，对此类探究要认真分析物质间可能发生的化学反应及可能产生的相应产物、现象，分析与实际产生的现象是否一致，从而提出合理的猜想与假设。进行实验验证时，要设计对比实验，排除可能产生干扰的因素。 例2 （2014 ）某兴趣小组在做完碳还原氧化铜实验后，进行了下图所示的探究： 【猜想】把氧化铜还原成铜的物质是：.石墨棒；._。 【实验】用天平称量15 g氧化铜粉末，直接用铝箔纸包裹。按上述操作步骤实验，黑色粉末_，那么猜想不成立。 【结论】石墨棒能使氧化铜还原成铜，该反应的化学方程式为_。 【改进】把石墨棒换成铝粉，重复上述操作，又获成功。那么，称取等量的铝粉并进行同样的操作，其目的是_。改进后的实验证明，金属铝与铜活动性顺序是_，该反应的化学方程式为_。 【拓展】如果使用复印机的“碳粉”代替石墨棒还原氧化铜，效果更好。联想在空气中灼热的铁丝不能燃烧，而铁粉能燃烧，其原因是_。 类型三 有关物质变质的探究 【方法技巧】 物质在空气中变质一般是与空气中的O2、H2O、CO2中的一种或两种或三种同时作用而产生的。常见的有NaOH、Ca（OH）2变质，生石灰变质，碱石灰（氢氧化钠固体与生石灰的混合物）变质等。 在猜想时通常有三种情况：没有变质，部分变质，完全变质。 在设计验证实验时,实际是就是要验证物质的存在，通常需要验证变质前的物质和变质后生成的物质是否存在。（1）没有变质：不存在变质后生成的物质。（2）完全变质：不存在变质前的物质。（3）变质前和变质后生成的物质都存在。 例3 （2015益阳）某同学发现，上个月做实验用的NaOH溶液忘记了盖瓶盖。对于该溶液是否变质，同学们开始实验探究。 【猜想假设】猜想（1）：该溶液没有变质，为NaOH溶液。猜想（2）：该溶液全部变质，为Na2CO3溶液。猜想（3）：该溶液部分变质，为NaOH和Na2CO3的混合溶液。 【查阅资料】Na2CO3溶液呈碱性。【设计方案】请你完善下表几组同学探讨的设计方案实验操作可能出现的现象与结论同学评价第1组若溶液变红，则猜想（2）不成立第2组同学认为：此方案结论不正确，理由是_第2组若产生白色沉淀，反应方程式是_，则猜想（1）不成立第3组同学认为：此方案还不能确定猜想（2）还是猜想（3）成立第3组若滤液不变红，则猜想（2）成立；若滤液变红，则猜想（3）成立第1组同学认为：不需过滤也能达到实验目的，更简单的操作方法是_ 【探究实验】综合各小组的方案后，动手实验。 【结论与反思】NaOH溶液易与空气中CO2反应而变质，所以要密封保存。 【拓展延伸】同学们设计了下列两套装置进行实验：用胶头滴管吸取某种液体，锥形瓶中充入一种气体或放入一种固体物质，挤压胶头滴管。一段时间后，两装置中气球明显胀大。 （1）甲装置中可能发生反应的方程式是 。 （2）若乙装置中胶头滴管吸取的是稀盐酸，则锥形瓶中放入的固体可能是_。类型四 有关物质成分的探究 【方法技巧】 1.关于气体成分的探究：如人吸入和呼出气体成分的探究、燃烧的蜡烛焰心气体成分的探究、排污管道气成分的探究、下水道的可燃性气体成分的探究、两种物质反应后产生气体成分的探究等，涉及的知识点有CO、CO2、CH4、NH3、HCl、O2、H2、N2等气体的制法和检验，以及它们的化学性质和一些反应产物的检验等。混合气体中各成分的检验，要考虑检验的先后顺序，以排除干扰。如检验CO、CO2、水蒸气、H2的混合气体时，检验顺序为水蒸气CO2H2CO。 2.固体物质成分的探究：一般可采用加水溶解、加酸碱指示剂判断溶液酸碱性，加酸观察是否产生气体，加碱观察是否产生沉淀，加入Ba（NO3）2、AgNO3溶液观察是否产生沉淀等方法进行。应注意： （1）往溶液中滴入酚酞试液，溶液变红，不一定就是含NaOH这些碱类物质，还要考虑是还可能存在Na2CO3或K2CO3这些呈碱性的盐类物质。 （2）沉淀中有BaCO3和BaSO4时，加入稀硝酸或盐酸时的现象为：部分沉淀溶解且有气体生成。 （3）沉淀（不含金属单质）中加入稀盐酸，沉淀全部溶解有气泡放出时，可肯定含有碳酸盐，但不能说明该沉淀只由碳酸盐组成，还可能含有碱类不溶性沉淀如Mg（OH）2。 3.物质反应后所得溶液成分的探究，通常为A+B= C+D充分反应后形成溶液的溶质的猜想与探究。该类型解题方法是：从物质是否恰好完全反应和是否过量去考虑，而生成物是一定存在的。因此一般猜想有三种：（1）只有C（恰好完全反应）；（2）A和C（A过量）；（3）B和C（B过量）。验证猜想时，一般不需要验证生成物，只需要验证过量反应物是否存在。 4.物质组成元素的探究：利用质量守恒定律（反应前后元素种类不变）进行分析。 例4 （2015 ）如图为某家长带着小孩在下水道井盖小孔上点燃鞭炮发生爆炸的画面。现要探究某下水道的可燃性气体成分： 【猜想】（）含可燃性气体CO；（）含可燃性气体CH4；（）含可燃性气体CO和CH4。 【收集气体】用大的可乐塑料瓶装满水，打开瓶盖用绳子吊入下水道中，用铁钩将瓶子倒转，使 ，将瓶子提到井口迅速盖好瓶盖备用。 【进行实验】步骤实验操作实验现象结论（1）导出瓶中气体，通过装有_的洗气瓶目的是除去CO2等酸性气体（2）再通过装有浓硫酸的洗气瓶目的是除去_（3）将步骤（2）的气体导出点燃；将吸附少量无水硫酸铜粉末的石棉贴在小烧杯内壁，再把小烧杯斜罩于火焰上方；用内壁沾有澄清石灰水的小烧杯罩于火焰上方无水硫酸铜 ；烧杯内壁变浑浊证明有H2O生成；证明有 生成 【做出判断】根据上述实验现象，甲同学认为猜想正确；而乙同学认为甲的判断不严谨。因为猜想 也会有相同的现象。如需进一步确认还应检验 的存在，其方法是_。【拓展】若需要工人进入下水道清理淤泥，打开下水道井盖后应首先进行的操作是_。 例5 （2015资阳）实验室有一瓶标签受到腐蚀（如图所示）的无色溶液，老师叫各小组开展探究。【提出问题】 这瓶无色溶液究竟是什么物质的溶液?【猜想与假设】 经了解得知，这瓶无色溶液原是放在存放盐溶液的柜子里。由此猜测：可能是碳酸钠、碳酸氢钠、氯化钠、硫酸钠、硝酸钠中某一种的溶液。【理论分析】 为了确定该溶液，他们首先进行了分析：（1）甲同学根据标签上的组成元素认为一定不可能是_溶液。（2）乙同学提出，碳酸氢钠、硝酸钠的溶液也不可能，他的依据是_。 【设计实验】为了确定该溶液究竟是剩余两种盐的哪一种溶液，他们设计了如下实验。实验操作实验现象取少量该无色溶液于试管中，慢慢滴加BaCl2溶液静置后，倾去上层清液，向沉淀中滴加稀盐酸产生白色沉淀产生大量气泡，沉淀消失【实验结论】（3）该瓶无色溶液的溶质是_。生成白色沉淀的化学方程式是_。【实验反思】（4）丙同学认为原设计的实验还可简化，同样达到鉴别的目的。丙同学设计的实验如下（将实验操作及实验现象填入相应的横线上）：实验操作实验现象_类型五 有关物质性质的探究 【方法技巧】 探究物质的性质时，通常采用的方法有：（1）将物质加水溶解，判断溶解性；（2）向溶解后的溶液中加入酸碱指示剂判断酸碱性；（3）向物质中滴入酸，观察是否产生能使澄清石灰水变浑浊的气体或可燃性气体；（4）向溶液中加入碱，观察是否产生沉淀；（5）将固体物质加热，观察是否分解；（6）将固体物质与CuO混合加热，或将气体通过灼热的氧化铜，判断是否具有还原性等。 例6 （2015吉林）碳酸钾是农家肥草木灰的主要成分，将它和化肥一起施用，会减少对环境的污染。为了帮助父母合理选择化肥，李明决定对碳酸钾的化学性质进行探究。【提供信息】钠原子和钾原子的结构示意图如右图：【实验与探究】李明参照Na2CO3的化学性质设计了如下实验：实验实验实验实验步骤实验现象溶液变红色左边试管中有气泡产生；澄清石灰水变浑浊产生_实验结论碳酸钾溶液显_性产生气泡的化学方程式为_碳酸钾能与氢氧化钙溶液反应【解释与结论】（1）碳酸钾溶液能使指示剂变色，能与某些酸和_反应；（2）碳酸钾与碳酸钠的化学性质相似；（3）从微观角度分析，碳酸钾与碳酸钠化学性质相似的原因是_和含有相同的。【拓展与应用】李明建议父母最好选择_（填字母序号）与草木灰混合施用。A.NH4NO3 B.CO（NH2）2 C.NH4HCO3类型六 涉及数据分析的探究 【方法技巧】 当某些猜想用定性分析不能解决问题时，往往要引入定量分析（引入数据分析，通过计算进行判断）。思维点拨：可利用质量守恒定律和极限值法。 例7 现有一包白色粉末，可能由NH4Cl、Na2CO3、NaHCO3中的一种或几种组成。小莹为了探究其成分，进行了如下实验： （1）由上实验可知气体A是 。 （2）根据上述的实验现象，原白色粉末一定没有 。 （3）【发现问题】Na2CO3、NaHCO3与盐酸反应，均能产生气体，无法确定固体的成分。 【查阅资料】NaHCO3与可溶性的钙盐、钡盐混合没有沉淀产生。NaHCO3与足量的Ca（OH）2反应有白色沉淀产生。 【提出猜想】 猜想一：白色粉末只有 ；猜想二：白色粉末只有Na2CO3；猜想三：白色粉末是 。【实验探究】小勇为了验证其猜想，取少量的白色粉末放入烧杯中，加水全部溶解后，加入足量的Ca（OH）2溶液，现象是 ，他就认为猜想二正确。小杰认为小勇的结论不正确，理由是 ，于是他做了进一步的探究：实验操作现象实验结论取白色粉末于烧杯中，加水溶解，再加入BaCl2溶液充分搅拌，静置若无现象猜想 成立若_证明白色固体肯定有_，可能有_取10.6 g白色粉末于锥形瓶中，加入足量稀盐酸后把生成的气体通入足量的NaOH溶液中，反应完全后称得NaOH溶液增重4.5 g确认猜想_成立类型七 涉及实验设计与评价的探究 【方法技巧】 1.实验设计与评价的原则： （1）实验目的明确；（2）实验方法简便，现象明显；（3）操作安全可靠；（4）推断完整严密。 2.实验的评价一般包括以下几方面： （1）药品的评价：所选药品是否可行；反应是否易于控制；所用药品是否安全（是否易燃、易爆，有毒）；反应是否环保，是否有有毒物质产生；药品的价格与产出比等（成本是否低）。 （2）装置的评价：操作是否简便；能否节约药品；继续添加药品的难易程度（是否能连续反应）；是否安全（是否会发生爆炸）。 （3）操作的评价：主要是对操作的先后顺序及实验步骤是否完善等的评价。 （4）实验结果的评价：主要是对现象得出结论的评价，一般是看结论的正确与否，全面与否，实验过程能不能得出结论等。 例8 （2015安顺）竹炭包是一种集观赏与空气净化为一体的产品。这种产品可对车内及室内空气中的一氧化碳、甲醛等有害气体进行吸附。某课外活动小组对竹炭进行初步探究。 【提出问题】竹炭中是否含有碳元素？ 【猜想与假设】竹炭中含有碳元素。 【查阅资料】新鲜的血液，遇一氧化碳由鲜红变为暗红。 【设计实验】所用装置如图1所示（A装置的作用为吸收空气中的水和二氧化碳）。（1）实验开始后，C装置中产生白色沉淀，发生反应的化学方程式为_，E装置中新鲜的鸡血变为暗红色。 （2）小玥认为应在A、B装置间，再增加一个C装置，目的是_。（3）课外活动小组的同学设计的这套装置的不足之处是_，请你设计解决的方法_。 （4）小亮认为可以用如图2所示的装置，替换原装置中的E装置，你认为_ （填“可以”或“不可以”），原因是_。 【结论】竹炭中含有碳元素。 【拓展应用】竹炭细密多孔，竹炭牙膏中含有竹炭等成分具有消炎、止痛、化瘀、去污等功效。下列有关竹炭牙膏的用途描述不正确的是 。 A.可除衣领袖口等处的汗渍 B.不能除去口中异味 C.虫咬、灼烧可消炎止痛专题提升演练类型一 有关反应因素的探究1.（2015湘潭）燃烧是我们熟悉的现象。某实验小组用如图实验方法来探究燃烧的条件：（1）如图1进行实验，观察实验现象。红磷不能燃烧是因为_，水中白磷不能燃烧是因为_。（2）改进后的装置（如图2）与图1相比，其优点是_。欲使图2中的红磷着火，可将试管从水中取出并_后才能对试管加热。（3）将装有某气体的大试管口朝下垂直插入水中，使试管罩住白磷（如图3所示），结果观察到了“水火相容”的奇观，则大试管所装气体可能是_。（4）“水火不相容”是指水能灭火，其实水有时也可以“生火”。比如用脱脂棉包裹好过氧化钠（Na2O2），往棉球上滴水即可看到“滴水生火”的奇观，因为过氧化钠遇到水生成O2和另一种物质，其反应的化学方程式为_，该反应是_（填“吸热”或“放热”）反应，但小明在一次表演中因为滴水过多却没有成功，他没有成功的原因是_。类型二 有关反应实质、变化现象及变化原因的探究3.（2015南京）小明在做铁与硫酸溶液反应的实验时，发现生成的气体有刺激性气味，于是进行了探究。【提出问题】铁与硫酸溶液反应生成的气体为什么有刺激性气味?【查阅资料】（1）6H2SO4（浓）+2FeFe2（SO4）3+6H2O+3SO2。（2）SO2可使品红溶液的红色褪去。【进行猜想】铁与不同浓度的硫酸溶液反应，生成的气体产物中可能有二氧化硫。【实验探究】小明用图甲所示的装置进行实验，并将E中收集到的气体进行如图乙所示的爆鸣实验。请帮助小明完成下表：A中硫酸浓度实验现象A中生成气体成分B中品红溶液D中品红溶液爆鸣实验实验一98_不褪色无爆鸣声只有SO2实验二45稍有褪色不褪色有爆鸣声_实验三25_不褪色_只有H2【实验结论】铁与不同浓度的硫酸反应，生成的气体产物可能不同，当硫酸溶液的浓度足够大时，生成的气体产物中有二氧化硫。【交流反思】（1）写出实验三中铁与硫酸溶液反应的化学方程式： ，写出实验二中发生爆鸣反应的化学方程式： 。（2）实验一中C装置的作用是_。 【拓展延伸】小明又将A装置进行了如右图所示的改进，试分析：增加的导管下端伸入液面以下的原因是 ，该导管所起的作用是_。类型三 有关物质变质的探究4.（2014随州）实验室中的药品一般要密封保存，否则可能会与空气接触而变质。某研究性学习小组的同学对实验室里久置于空气中变质的过氧化钠（Na2O2）固体的成分进行探究。【查阅资料】（1）Na2O2的化学性质很活泼，能与水、二氧化碳反应，相关反应的化学方程式为：2Na2O2+2H2O= 4NaOH+O2、2Na2O2+2CO2= 2Na2CO3+O2。（2）CaCl2溶液为中性。【猜想】：固体为Na2O2、NaOH、Na2CO3的混合物；：固体为NaOH和Na2CO3的混合物；：固体为NaOH；：固体为Na2CO3。【实验探究】实验操作实验现象实验结论取少量固体于试管中，加水振荡，直至完全溶解_猜想不成立取少量的溶液于试管中，滴加CaCl2溶液至过量_证明有Na2CO3存在_证明有NaOH存在综合以上实验现象，说明猜想是成立的【反思评价】（1）实验操作中反应的化学方程式为_。（2） 实验操作中“滴加CaCl2溶液至过量”的目的是_。类型四 有关物质成分的探究6.（2015宜昌节选）在探究白色粉末的组成时，要研究相同实验现象的本质区别。实验：有一包白色粉末可能含有硫酸钡、碳酸钾和氢氧化钡中的一种或几种，取一定量该粉末加入到盛有足量水的烧杯中，搅拌，静置，观察到烧杯中有白色不溶物。小明同学认为，原白色粉末中一定含有硫酸钡；小意同学认为小明的结论不准确，其理由可用化学方程式表示为_。针对上述两位同学的观点，小燕同学进一步设计如下实验方案进行探究：（1）步骤中发生反应的化学方程式是_；（2）步骤中，加入酚酞溶液后，若溶液E为无色，则原白色粉末的组成是_（填化学式，下同）；步骤中，加入酚酞溶液后，若溶液E为红色，则滤液A中一定含有的溶质是_，原白色粉末的可能组成是_或_；（3）小鹏同学认为，只需取少量滤渣B，加入过量的稀硝酸，若看到的现象是_，就足以说明原白色粉末中只含有碳酸钾和氢氧化钡。8.（2014益阳）益阳市生产的松花皮蛋全国闻名。将水、生石灰、纯碱、食盐按10011.25.33.5的质量比混合而成料浆，将鲜鸭蛋粘上料浆密封一段时间即可得到松花皮蛋。某化学实验小组的同学对料浆澄清液（料液）的主要成分进行探究。【提出问题】料液的主要成分（H2O除外）是什么？【猜想与假设】实验小组的同学通过充分讨论，做出了如下猜想：料液中一定含有NaOH、NaCl、Ca（OH）2；料液中一定含有NaOH、NaCl、Na2CO3。【对猜想的解释】（1）料液中一定没有CaO的原因是 （用化学方程式表示）。（2）料液中一定存在NaOH的原因是 （用化学方程式表示）。【进行实验】.取适量料液放入试管中，滴加23滴酚酞试液，料液显红色。.取适量料液放入试管中，滴加少量Na2CO3溶液，料液中出现白色沉淀。.取适量料液放入试管中，滴加稀盐酸直到过量，没有现象发生。【实验结论】（3）该料液中含有的物质除NaOH与NaCl外，还一定含有 （填化学式）。【交流与拓展】（4）松花皮蛋味道鲜美，但直接食用会稍有涩味。如果将松花皮蛋蘸上食醋食用，则轻微涩味会被去除，味道变得更为鲜美可口。请你说明食醋可以去除松花皮蛋涩味的原因_。（5）现在有的皮蛋厂直接用烧碱（NaOH）代替生石灰和纯碱，但制得的皮蛋口感不如益阳产松花皮蛋。烧碱一定要密封保存，其理由是 （选序号填空）。A烧碱易吸水潮解 B烧碱易吸收空气中的CO2而变质C烧碱具有强腐蚀性 D烧碱溶于水时放出热量类型五 有关物质性质的探究10.（2014北京）碳酸钠和碳酸氢钠是生活中常见的盐，通过实验验证、探究它们的化学性质。【查阅资料】Na2CO3+CaCl2= CaCO3+2NaCl；2NaHCO3Na2CO3+CO2+H2O；Ca（HCO3）2易溶于水；CaCl2溶液分别与NaHCO3、Na2CO3溶液等体积混合的现象（表中的百分数为溶液中溶质的质量分数）：NaHCO3Na2CO30.1%1%5%0.1%CaCl20.1%无明显现象有浑浊有浑浊有浑浊1%无明显现象有浑浊有浑浊，有微小气泡有沉淀5%无明显现象有浑浊有浑浊，有大量气泡有沉淀【设计实验】序号实验装置主要实验步骤实验现象实验1向2支试管中分别加入少量Na2CO3和NaHCO3溶液，再分别滴加盐酸2支试管中均有气泡产生实验2向中加入试剂a，向中加入少量Na2CO3或NaHCO3固体，分别加热一段时间Na2CO3受热时中无明显现象NaHCO3受热时中出现浑浊实验3向中加入试剂a，向中加入少量5%的NaHCO3溶液，再滴加5%的CaCl2溶液中出现浑浊，有气泡产生中出现浑浊【解释与结论】（1）实验1中，NaHCO3与盐酸反应的化学方程式为_。（2）实验2中，试剂a为 。（3）实验3中，NaHCO3与CaCl2反应的化学方程式为2NaHCO3+CaCl2= _+_+ _+H2O。【反思与评价】（1）实验 2 中，加热 NaHCO3后，试管中残留固体成分可能为_（写出所有可能）。（2）资料中，NaHCO3溶液与CaCl2溶液混合的现象中，有些只观察到浑浊、未观察到气泡，原因可能是_。（3）用两种不同的方法鉴别Na2CO3和NaHCO3固体，实验方案分别为：_；_。类型六 涉及数据分析的探究11.（2014遵义）定性和定量结合既是化学的重要思想，也是研究物质组成的重要方法。某研究性学习小组为检测实验室用H2还原CuO所得红色固体Cu中是否含有Cu2O（红色），进行了认真的研究。请你一起踏上探究之路，回答下列问题。【查阅资料】无水CuSO4遇水变蓝；高温灼烧CuO生成Cu2O和O2；Cu2O与稀H2SO4反应：Cu2O+H2SO4=Cu+CuSO4+H2O。【设计实验方案】方案1：取该红色固体加入适量稀H2SO4，实验现象为_，结论为红色固体中含有Cu2O。方案2：装置如图所示，拟通过干燥管中CuSO4变蓝来判断红色固体是否含有Cu2O。（1）为确保探究的科学、合理、安全,实验中还应采取的措施有_（填序号）。加热前先排尽装置中的空气在氢气发生器与硬质玻璃管之间加一个干燥装置在盛有CuSO4的干燥管后再连接一个装有浓H2SO4的洗气瓶（2）由方案2实验后得出结论：红色固体中含有Cu2O。写出红色固体Cu2O与H2反应的化学方程式：_。方案3：称得干燥坩埚（常用于固体加热的容器）的质量为a g，取红色固体置于坩埚中称得总质量为b g，在空气中高温灼烧至质量恒定，称得最后坩埚与固体总质量为c g。（1）该实验方案最少得进行_次称量；（2）若确认红色固体中含有Cu2O，则c与a、b应符合的数学关系式为_。12.铁是日常生活中最常见的金属。据资料介绍：氧化铁在隔绝空气的条件下高温加热能生成黑色固体和一种气体。小明在实验室进行了以下实验：根据以上图示回答问题：（1）气体A的化学式为 ，现象C是 。（2）对黑色固体B的探究：【实验现象】在向黑色固体B中加过量稀盐酸的实验过程中，没有观察到有气泡产生。【查阅资料】氧化亚铁和四氧化三铁都是黑色固体。它们都可以和稀盐酸或稀硫酸反应，其中四氧化三铁与盐酸反应的化学方程式为：Fe3O48HCl= 2FeCl3FeCl24H2O。【猜想】（a）黑色固体是FeO；（b）黑色固体是Fe3O4；（c）黑色固体是 。【实验分析】小亮认为，如果猜想（b）成立，则溶液D中的溶质为 ；小意认为，要确定黑色固体B的组成，还应该继续称量B的质量。若实验称得黑色固体B的质量为30.4 g，则B中铁、氧元素的质量比为 ，猜想 成立。类型七 涉及实验设计与评价的探究13.（2015宁波）课外，小科约老师继续探究铁粉和硫粉反应的实验：他们各自取一定量的铁粉和硫粉均匀混合后堆放在石棉网上，在其中插入烧红的玻璃棒，反应立即发生。拿掉玻璃棒后，反应继续剧烈进行，反应过程中有少量刺激性气味的气体X产生。反应结束后，都得到了黑色固体。老师得到的黑色固体不会被磁铁吸引，而小科的能被磁铁吸引。（1）铁和硫的反应是_（填“放热”或“吸热”）反应。（2）气体X的化学式为_。（3）对比老师的实验结果，小科猜想自己得到的黑色固体可能是有剩余的铁或有生成的四氧化三铁。小科想验证是否有铁剩余。老师启发小科：硫化亚铁能与稀硫酸反应，产生硫化氢气体，该气体能被氢氧化钠溶液吸收。于是，小科认为正确连接如图所示的三个装置并进行实验，如果a处有水压出，就能验证有铁剩余。小科依次连接各装置的导管口：e_ba。（填“cd”或“dc”）老师指出设计不够合理、不能就此验证猜想。请你帮小科说出不够合理的原因：_。于是小科改进了实验设计，继续进行探究 14.（2015江西）实验中，小红误将氢氧化钠溶液当成酸滴加到金属锌中，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：【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所示的装置分别进行实验：（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：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。反应一段时间，点燃干燥的气体，通过对现象的分析，得出他的猜想正确。【得出结论】锌和氢氧化钠反应生产氢气和偏锌酸钠（Na2ZnO2）,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，步骤中存在安全隐患，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。下列科学成果是通过对异常现象研究得出的是 （填序号）。A.侯德榜潜心研究制碱技术发明了联合制碱法B.拉瓦锡深入研究前人忽视的异常现象发现了氧气C.张青莲主持测定了多种元素相对原子质量的新值专题四 科学探究例1 （1）AB 水分 BC 氧气 BD 食盐（2）铁丝生锈吸收了空气中的氧气 （3）水分和氧气 食盐例2 【猜想】铝箔 【实验】不变红 【结论】2CuO+C2Cu+CO2 【改进】对比实验（或控制变量法） Al大于Cu 2Al+3CuOAl2O3+3Cu 【拓展】反应物的接触面积（或物质形状）影响反应速率（或反应物间的接触面积大，反应速率大）例3 【设计方案】第1组：碳酸钠溶液呈碱性（或其他合理答案） 第2组：Na2CO3CaCl2= 2NaClCaCO3第3组：第2组实验结束后，让试管静置一段时间，取上层清液滴加酚酞溶液（或其他合理答案）【拓展延伸】（1）CO22NaOH= Na2CO3H2O（或其他合理答案） （2）Zn（或其他合理答案）例4 【收集气体】水流出 【进行实验】（1）烧碱（或NaOH）溶液 （2）水蒸气 （3）变蓝色 CO2 【做出判断】 CO将气体通过动物鲜血（或加热的氧化铜） 【拓展】鼓风排气例5 （1）氯化钠（或NaCl） （2）碳酸氢钠和硝酸钠的化学式中钠的原子个数为1，而标签中为2（或碳酸氢根和硝酸根化合价为-1价，而标签中显示推断酸根为-2价）（3）碳酸钠（或Na2CO3） Na2CO3BaCl2= BaCO32NaCl（4）实验操作实验现象取少量无色溶液于试管中，向其中滴加稀盐酸有大量气泡产生例6 【实验与探究】碱 K2CO3+2HCl= 2KCl+H2O+CO2 白色沉淀【解释与结论】（1）碱 （3）K+与Na+的结构相似（或K+与Na+的化学性质相似，或钠原子和钾原子的最外层电子数相同,或钠原子与钾原子结构相似）【拓展与应用】B例7 （1）CO2 （2）NH4Cl（3）【提出猜想】NaHCO3 Na2CO3、NaHCO3的混合物【实验探究】产生白色沉淀 NaHCO3溶液与足量的Ca（OH）2反应也有白色沉淀产生实验操作现象实验结论一产生白色沉淀Na2CO3 NaHCO3三例8 （1）CO2+Ca（OH）2= CaCO3+H2O （2） 检验二氧化碳是否除尽 （3） 没有进行尾气处理 在a处用气囊收集或加一盏点燃的酒精灯 （4）不可以 因在E装置中通入的是一氧化碳和氧气混合气体，高温可能会爆炸 【拓展应用】B专题提升演练1. （1）温度没有达到着火点 没有与氧气接触 （2）产生P2O5不污染环境 抹干外壁 （3）氧气 （4）2Na2O2+2H2O= 4NaOH+O2 放热 温度降到着火点以下2.【设计实验】（1）收集等量氧气所需时间 （2）小 （3）向试管中倒入适量的双氧水，观察到大量气泡 【评价设计】探究氧化铜和二氧化锰哪一个催化效果好 【实验拓展】B3.【实验探究】实验一：褪色 实验二：有SO2和H2 实验三