专题五 实验探究
实验探究一?有关氢氧化钠和氢氧化钙变质的探究
1．期末化学实验老师整理药品时，拿出一瓶久置的氢氧化钙粉末[Ca(OH)2]，他让小刘和小赵对这瓶氢氧化钙粉末的组成进行实验探究。
(1)提出问题：这瓶氢氧化钙是否已经生成碳酸钙(CaCO3)而变质？ (2)进行猜想：
A：氢氧化钙全部变为碳酸钙；B：氢氧化钙部分变为碳酸钙；C：氢氧化钙没有变质。 (3)设计实验方案，进行实验：下表是对猜想A进行实验探究的过程示例： 实验步骤 实验现象 实验结论 取样，加适量水，搅拌，过滤 ①取少量滤液于试管中，滴入①滤液不变色 酚酞试液 氢氧化钙全部变为碳酸钙 ②有气泡产生 ②取少量滤渣于试管中，加入盐酸 请你另选择一种猜想参与探究，完成下表。 实验步骤 实验现象 实验结论 取样，加适量水，搅拌，过滤 ①取少量滤液于试管中，滴入酚①____________ 酞试液 ____________________ ②____________ ②取少量滤渣于试管中，加入盐酸 (4)原理与用途： ①氢氧化钙俗称____________，农业上一般采用氢氧化钙改良__________性土壤(填“酸”或“碱”)。
②氢氧化钙变质是由于与空气中的____________发生反应的缘故，反应的化学方程式为：____________________________，因此氢氧化钙应______________保存。
2．(2013年广州)实验室中的试剂一般要密封保存，否则可能会与空气接触而变质。某研究性学习小组发现一瓶未密闭保存的KOH固体，对其成分提出以下假设，并完成了实验探究。
假设1：只含KOH; 假设2：含KOH和K2CO3; 假设3：只含K2CO3。
(1)成分中可能含有K2CO3的原因是(用化学方程式回答)________________________。 (2)取少量样品于试管中，加入足量稀盐酸，观察到______________，说明假设2或假设3成立。
(3)进一步探究的过程如下：
①“操作1”的名称是______________； ②“固体A”的化学式是______________；
③加入足量CaCl2溶液的作用是__________________________________。
(4)变质试剂也有利用价值，从KOH和K2CO3的组成和性质看，这瓶变质试剂的用途是________________(写出一条)。
1
3．(2014年太仓)实验室有一瓶久置的氢氧化钠固体，某同学想了解其变质情况，设计了实验，实验过程如下：
实验一：取少量样品于试管中，滴加适量稀盐酸，观察到有气泡产生，说明氢氧化钠已变质，变质的原因是____________________________(用化学方程式表示)。
溶于水配成溶液过滤、洗涤
实验二：取16.0 g干燥的样品加入过量的――→白色沉淀――→10.0 g白色固CaCl2溶液干燥、称量体
通过实验二，能进一步推算出氢氧化钠变质的程度。请计算实验二中参加反应的碳酸钠质量。结论：16.0 g干燥的样品中已变质的氢氧化钠的质量是________g。
4．(2014年黑龙江)实验室常用的干燥剂“碱石灰”是氧化钙和固体氢氧化钠的混合物，易与空气中的水蒸气和二氧化碳反应而变质。某同学对一瓶久置的碱石灰进行了如下探究：
【猜想与假设】
猜想一：没有变质，只含有氧化钙和氢氧化钠； 猜想二：部分变质；
猜想三：完全变质，含有________和________。则氢氧化钠变质的化学反应方程式是：________________________________。
【进行实验】实验如下图所示：
【解释与结论】由操作②的现象判断：猜想三__________(填“成立”或“不成立”)；由操作⑤⑥的现象判断滤液中含有____________，由此判断猜想一不成立，得出结论。
【反思与评价】实验室中碱石灰应该__________保存。 5．某兴趣小组的同学在老师的指导下，对一瓶没有塞橡皮塞的氢氧化钙溶液进行探究，请你一起参与。
【提出问题】该氢氧化钙溶液是否全部变质？
【猜想与假设】猜想①：氢氧化钙溶液可能全部变质，变成碳酸钙。 猜想②：氢氧化钙溶液可能部分变质，其成分是______________。 【实验探究】 实验步骤 实验现象 实验结论 (1)取样于试管中，滴加稀盐酸 有________生成 原溶液里一定有碳酸钙 (2)另取样于试管中，滴加酚酞试液 溶液成红色 原溶液一定有________ 【实验结论】综合上述实验，你得出的结论是猜想____________成立。 【反思拓展】(1)氢氧化钙露置于空气中易变质，原因是__________________________(用化学方程式表示)。
(2)在分析化学反应的物质成分时，除了考虑生成物外，还需考虑的是__________________。
6．(2014年福州)化学课后，化学兴趣小组的同学在整理实验桌时，发现有一瓶氢氧化钠溶液没有塞橡皮塞，征得老师同意后，开展了以下探究：
【提出问题1】该氢氧化钠溶液是否变质了呢？ 【实验探究1】 实验操作 实验现象 实验结论 取少量该溶液于试管中，向溶液中滴加________________ 氢氧化钠溶液一定变质了
2
稀盐酸，并不断振荡 【提出问题2】该氢氧化钠溶液是全部变质还是部分变质呢？ 【猜想与假设】
猜想1：氢氧化钠溶液部分变质；猜想2：氢氧化钠溶液全部变质。 【查阅资料】氯化钡溶液呈中性。 【实验探究2】 实验步骤 实验现象 实验结论 (1)取少量该溶液于试管中，向溶液中滴加过量的氯化钡溶液，并不断有________生成 说明原溶液中一定有碳酸钠 振荡 (2)取步骤(1)试管中的少量上层清溶液变红色 说明原溶液中一定有____________ 液，滴加酚酞溶液 【实验结论】该氢氧化钠溶液__________(填“部分”或“全部”)变质。 【反思与评价】
在上述【实验探究2】中，小明提出可用氢氧化钙溶液代替氯化钡溶液，你认为该方案____________(填“可行”或“不可行”)，理由是____________________________。
【理解与应用】氢氧化钠溶液容易变质，必须密封保存。实验室必须密封保存的药品还有很多，试另举一例：____________。
7．(2014年肇庆二模)某些食品的包装袋内，放有装有白色颗粒状固体的小纸袋，上面写着“干燥剂，主要成分为生石灰”。某同学对一袋久置空气中的干燥剂进行了探究。
他先取部分久置干燥剂倒入适量水中，充分搅拌、过滤，得到白色固体和滤液。然后对滤液的酸碱性和白色固体的组成作了探究。
【实验探究一】探究滤液的酸碱性。
该同学测定了滤液的酸碱性，你认为该滤液显__________(填“酸性”“碱性”或“中性”)。
【实验探究二】探究白色固体的组成。
该同学认为白色固体中可能含有的物质是CaO、Ca(OH)2、CaCO3 他查阅有关资料得知：
CaO是一种白色固体，俗称生石灰，能与水反应生成氢氧化钙，并放出热量。氢氧化钙微溶于水。
【分析判断】你认为该白色固体中一定不含有的物质是__________。 【实验操作】下面是该同学设计的进一步探究白色固体组成的实验方案，请你和他一起完成实验报告。 实验操作 实验现象 实验结论 ①取少量白色固体，倒入适量水，充分搅拌、静置； 上层清液呈现______色 白色固体中一定含有氢氧化钙 ②向上层清液中滴加无色酚酞溶液 另取少量白色固体放入试管中，______________ 白色固体中一定含有碳酸钙 滴加稀盐酸 【总结反思】 (1)只通过以上实验，还不能证明这袋久置于空气中的干燥剂中是否含有CaO。请用化学方程式表示原因：________________________________。
(2)请你简述一个证明这袋干燥剂中含有较多量CaO的简易实验：__________________________________。
实验探究二 金属活动性的探究
1．(2015年海南)小明为了比较X、Y、Z、W 四种金属的活动性顺序，利用这四种金属单质、稀盐酸、Z的硝酸盐溶液和W 的硝酸盐溶液，进行有关实验，结果如下表(“√”表
3
示能反应，“—”表示不能反应，“空白”表示未做该实验)。请你判断四种金属的活动性顺序为( )。
试剂 X Y Z W 稀盐酸 √ — — √ Z的硝酸盐溶液 √ W的硝酸盐溶液 √ — A.Y＞Z＞X＞W B．X＞Y＞W＞Z C．X＞W＞Y＞Z D．W＞X＞Y＞Z 2．某同学为探究镁、锌、铜、银的活动性顺序，设计如下图所示试验：依据实验流程设计，下面对物质①②的选择合理的是( )。
A．①稀硫酸 ②硫酸铜 B．①稀硫酸 ②氯化镁 C．①稀盐酸 ②硫酸锌 D．①稀盐酸 ②硫酸亚铁
3．(2014年佛山)在实验事实的基础上归纳结论，是化学学习的重要思想和方法。下列有关金属活动性实验探究的归纳和总结中不科学的是( )。
A．镁与氧气在常温下就能反应，而铁与氧气在高温时才能反应，故镁比铁活泼 B．锌粒与盐酸反应比铁片与盐酸反应要剧烈，故锌比铁活泼
C．铝能与盐酸反应放出氢气，而铜不能与盐酸反应，故铝比铜活泼 D．铜与硝酸银溶液反应得到银，故铜比银活泼
4．(2015年天津)金属材料与人类的生产和生活密切相关。 请回答：
(1)下列用品中，主要利用金属导电性的是____________(填字母)。 A．铂金饰品 B．铁锅 C．铝导线
(2)为了验证铝、铜、银三种金属的活动性顺序，设计了下列四种方案，其中可行的是____________(填序号)。
①将铝、银分别浸入到硫酸铜溶液中；②将银分别浸入到硫酸铝、硫酸铜溶液中； ③将铜、银分别浸入到硫酸铝溶液中；④将铜分别浸入到硫酸铝、硝酸银溶液中。 (3)在氯化铜和氯化亚铁的混合溶液中加入一定量的镁粉，充分反应后过滤，得到滤渣和滤液。①滤液中一定含有的溶质是____________(填化学式)；②向滤渣中滴加稀盐酸，有气泡产生，则滤渣中一定含有的物质是____________(填化学式)。
(4)某钢铁厂每天需消耗4900 t含Fe2O3 76%的赤铁矿石，该厂理论上可日产含Fe 98%的生铁的质量是________t。
5．(2014年南开)金属与人类的生产生活息息相关。
(1)化学实验室要从含少量铜粉的银、锰(Mn)混合金属粉末中分离出贵金属。 ①A、B、C三种金属的活动性顺序为________＞________＞________。 ②金属C是________，操作a的名称是__________。
③已知A的硫酸盐中A元素显＋2价，请写出步骤①的反应的化学方程式：________________________________________________________________________。
(2)某学习小组要验证铁、铜、银三种金属的活动性顺序，选用的四组药品如下：
4
①Fe、Ag、CuSO4溶液；②Cu、Ag、Fe(NO3)2溶液；③FeSO4溶液、CuSO4溶液、Ag；④Fe(NO3)2
溶液、AgNO3溶液、Cu。你认为能实现目的的药品组是________(填序号)。
6．(2014年漳州模拟)某化学兴趣小组对Mn、Zn、Cu的金属活动性顺序进行探究，过程如下：
【提出假设】对三种金属的活动性顺序提出两种可能的假设： a．__________ b．Mn＞Zn＞Cu
【设计实验】同温下，取形状、大小相同的打磨过的三种金属薄片，分别投入到等体积等浓度的足量稀盐酸中，观察现象，记录如下： 金属 Mn Zn Cu 与盐酸反应现象 快速产生气泡 产生气泡 无气泡 【得出结论】原假设中正确的是________(填“a”或“b”)。写出锌与盐酸反应的化学方程式：________________________________。
【提出问题】该实验要求温度相同、金属形状大小相同、盐酸体积浓度相同的目的是__________________________________。
【结论应用】根据探究结果，在CuCl2和MnCl2的混合液中加入一定量的锌，充分反应后过滤，向滤出的固体中加入稀盐酸，有气泡产生，则滤液中一定含有的溶质是__________。
7．(2014年贵阳)化学兴趣小组的同学对“影响金属与盐酸反应的剧烈程度的因素”进行了探究。
【提出问题】金属与盐酸反应剧烈程度受哪些因素的影响？ 【作出猜想】
a．可能与金属本身的性质有关； b．可能与盐酸的浓度有关。
【设计探究】实验所用金属均已用砂纸打磨。
实验(1)：为探究猜想a，小组同学分别在两支试管中放入相同质量的锌片和铁片，然后分别加入相同浓度和质量的稀盐酸，观察到放锌片的试管中立即产生大量气泡，放铁片的试管中只产生少量气泡，发生反应的化学方程式：________________________________________________________________________。
从实验现象可判断：金属活动性Zn________Fe(填“＜”“＝”或“＞”)。 得出结论：金属与盐酸发生反应的剧烈程度与金属本身性质有关，金属的活动性与反应的剧烈程度的关系是__________________________________________。
实验(2)：为探究猜想b，小组同学设计如下图的装置进行实验，其中注射器的作用是____________________。
所用药品、实验数据如下表： 前5分钟共收集气体 Ⅰ 锌片 15% 2.9 16.9 11.9 9.2 7.6 48.5 Ⅱ 锌片 5% 1.6 8.4 5.9 4.8 3.7 24.4 得出结论：金属与盐酸发生反应的剧烈程度与盐酸的浓度有关，其关系是__________。 【反思评价】根据表一中实验Ⅱ数据分析，请描述锌与盐酸发生反应快慢的变化情况并解释原因：__________________________________________________________________
1分钟 1～2分钟 2～3分钟 3～4分钟 4～5分钟
5
实验 编号 选用金属 盐酸质量(均取2 分数(均g) 取50mL) 每分钟产生氢气的体积/mL ________________________________________________；
通过以上探究，你认为金属与盐酸反应的剧烈程度可能还受哪些因素的影响？________________________(写一条即可)。
【拓展延伸】很多金属不仅能与酸反应，也能与盐溶液反应，现将a g铁钉投入到CuSO4
溶液中，反应一段时间后，将固体取出洗净、烘干，称重为b g，则生成铜的质量为________________。
8．(2014年南京)某兴趣小组对物质的性质和成分进行相关探究。 (1)常见金属活动性顺序如下，填写相应的元素符号：
某同学用硫酸铜溶液把“把铁刀变成铜刀”，其反应的化学方程式为：______________________，该反应的基本反应类型为____________。
(2)兴趣小组同学用氧化铜与足量的炭粉利用图甲所示装置进行实验，对生成气体的成分进行探究。
甲
【提出问题】生成的气体中是否含有一氧化碳？ 【实验与讨论】
①打开K，缓缓通入干燥的氮气一段时间。
②关闭K，加热至一定温度使之反应，用气囊收集气体样品。 ③除去气体样品中的二氧化碳，并将剩余气体收集在集气瓶中，下列装置中最为合理的是____________。
a b c 【实验验证】
将除尽二氧化碳后的气体样品干燥，仍然用图甲所示的装置进行实验，A中的固体应选用____________，B中溶液为澄清石灰水，若A中黑色固体出现了红色，B中澄清石灰水____________，可说明气体样品中含有一氧化碳。
【实验反思】
炭粉还原氧化铜的实验中，若生成的气体中含有一氧化碳，则反应时消耗碳、氧元素的质量比____________(填“大于”“等于”或“小于”)3∶8。 实验探究三 有关反应物过量导致物质组成改变的探究
1．(2013年庆阳)某化学兴趣小组在做完制取二氧化碳的实验后(用石灰石和稀盐酸制取)，对反应后反应器内的剩余溶液的溶质成分产生了兴趣，他们继续进行了以下实验探究。
【分析推断】根据制取二氧化碳的反应原理，可以确定剩余溶液中一定含有氯化钙。但
＋
其中是否含有氯化氢需要通过实验来证明。若剩余溶液显酸性(含有H)，说明含有氯化氢。
【查阅资料】碳酸钙不溶于水，氢氧化钙微溶于水，氯化钙溶液呈中性。 【实验过程】将剩余的溶液倒入烧杯中，微热后冷却到室温。
6
________________________________________________；
通过以上探究，你认为金属与盐酸反应的剧烈程度可能还受哪些因素的影响？________________________(写一条即可)。
【拓展延伸】很多金属不仅能与酸反应，也能与盐溶液反应，现将a g铁钉投入到CuSO4
溶液中，反应一段时间后，将固体取出洗净、烘干，称重为b g，则生成铜的质量为________________。
8．(2014年南京)某兴趣小组对物质的性质和成分进行相关探究。 (1)常见金属活动性顺序如下，填写相应的元素符号：
某同学用硫酸铜溶液把“把铁刀变成铜刀”，其反应的化学方程式为：______________________，该反应的基本反应类型为____________。
(2)兴趣小组同学用氧化铜与足量的炭粉利用图甲所示装置进行实验，对生成气体的成分进行探究。
甲
【提出问题】生成的气体中是否含有一氧化碳？ 【实验与讨论】
①打开K，缓缓通入干燥的氮气一段时间。
②关闭K，加热至一定温度使之反应，用气囊收集气体样品。 ③除去气体样品中的二氧化碳，并将剩余气体收集在集气瓶中，下列装置中最为合理的是____________。
a b c 【实验验证】
将除尽二氧化碳后的气体样品干燥，仍然用图甲所示的装置进行实验，A中的固体应选用____________，B中溶液为澄清石灰水，若A中黑色固体出现了红色，B中澄清石灰水____________，可说明气体样品中含有一氧化碳。
【实验反思】
炭粉还原氧化铜的实验中，若生成的气体中含有一氧化碳，则反应时消耗碳、氧元素的质量比____________(填“大于”“等于”或“小于”)3∶8。 实验探究三 有关反应物过量导致物质组成改变的探究
1．(2013年庆阳)某化学兴趣小组在做完制取二氧化碳的实验后(用石灰石和稀盐酸制取)，对反应后反应器内的剩余溶液的溶质成分产生了兴趣，他们继续进行了以下实验探究。
【分析推断】根据制取二氧化碳的反应原理，可以确定剩余溶液中一定含有氯化钙。但
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其中是否含有氯化氢需要通过实验来证明。若剩余溶液显酸性(含有H)，说明含有氯化氢。
【查阅资料】碳酸钙不溶于水，氢氧化钙微溶于水，氯化钙溶液呈中性。 【实验过程】将剩余的溶液倒入烧杯中，微热后冷却到室温。
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