中考化學(xué)實(shí)驗(yàn)探究題

“科學(xué)探究”是指從學(xué)科領(lǐng)域或現(xiàn)實(shí)社會(huì)生活中選擇或確定研究主題，創(chuàng)設(shè)一種類似于科學(xué)研究的情境，通過(guò)同學(xué)們自主、獨(dú)立地發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，對(duì)可能的答案作出假設(shè)與猜想，并設(shè)計(jì)方案，通過(guò)實(shí)驗(yàn)、操作、調(diào)查、搜集證據(jù)，對(duì)獲得的信息進(jìn)行處理，得出初步結(jié)論。通過(guò)收集和處理信息、表達(dá)與交流等活動(dòng)，使同學(xué)們獲得知識(shí)、技能、方法、態(tài)度特別是創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力等方面的發(fā)展。近年來(lái)各地市中考題中都聯(lián)系生產(chǎn)、生活實(shí)際，設(shè)置了研究性學(xué)習(xí)試題，且占較大分值。

一、典例評(píng)析

【例1】實(shí)驗(yàn)探究：下列實(shí)驗(yàn)1和實(shí)驗(yàn)2反應(yīng)后天平是否平衡?請(qǐng)回答問(wèn)題：

(1)提出假設(shè)：物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)后，其總質(zhì)量______________________________________。

(2)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證及結(jié)論：

實(shí)驗(yàn)1(如圖所示)：將實(shí)驗(yàn)1的裝置放在托盤(pán)天平上稱量后取下，擠壓膠頭滴管，待錐形瓶?jī)?nèi)反應(yīng)完成后，放回托盤(pán)天平上，觀察天平是否平衡。

實(shí)驗(yàn)2(如圖所示)：將實(shí)驗(yàn)2的裝置放在托盤(pán)天平上稱量后取下，使兩種溶液混合，再放回托盤(pán)天平上并觀察。請(qǐng)完成下表：

實(shí)驗(yàn)分析：用原子的觀點(diǎn)對(duì)結(jié)論所做的解釋是____________________________________。

【解析】研究性課題是依據(jù)科學(xué)探究的基本過(guò)程，提出科學(xué)假設(shè)，通過(guò)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證、現(xiàn)象觀察、推出結(jié)論，并對(duì)結(jié)論予以解釋或推廣應(yīng)用，從而體驗(yàn)到知識(shí)、定律的形成過(guò)程，學(xué)會(huì)科學(xué)探究方法。

首先，依據(jù)已有知識(shí)提出假設(shè)：物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)后，其總質(zhì)量保持不變(或相等)。

其次設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，需要熟悉反應(yīng)原理，具備實(shí)驗(yàn)操作、觀察、分析、歸納能力，才能順利進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，并由觀察到的現(xiàn)象推得結(jié)論。

最后實(shí)驗(yàn)分析，用原子的觀點(diǎn)解釋實(shí)驗(yàn)結(jié)論：因物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)時(shí)，反應(yīng)前后原子的種類、數(shù)量和質(zhì)量都沒(méi)有改變，故從理論上證明了實(shí)驗(yàn)結(jié)論的正確性。

【例2】催化劑在生產(chǎn)、生活和科研中有著重要作用。實(shí)驗(yàn)室用過(guò)氧化氫分解制氧氣，常用MnO₂作催化劑。

[提出問(wèn)題]其他物質(zhì)能作過(guò)氧化氫分解的催化劑嗎?

[猜想]甲同學(xué)認(rèn)為CuO或Fe₂O₃可以代替MnO₂，因?yàn)榘次镔|(zhì)的簡(jiǎn)單分類，MnO₂、CuO、Fe₂O₂都屬于____________________________。

[設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)]甲同學(xué)按下面步驟進(jìn)行實(shí)驗(yàn)：

①在試管中加入5mL5％的過(guò)氧化氫溶液，把帶火星的木條伸入試管；

②用精密的天平準(zhǔn)確稱量O.5 g Fe₂O₃紅色粉末，并將其加入一試管中；

③在步驟②的試管中加入5mL5％的過(guò)氧化氫溶液，把帶火星的木條伸入試管；

④待步驟③的試管中沒(méi)有氣泡后，進(jìn)行“某一操作”將固體洗凈，干燥、稱量，得紅色固體的質(zhì)量仍為0.5g。

[現(xiàn)象]甲同學(xué)觀察到步驟①中的現(xiàn)象為_(kāi)_____________，步驟③中帶火星的木條復(fù)燃。

[反思]步驟④中進(jìn)行的“某一操作”是______________。乙同學(xué)認(rèn)為在步驟④后還需增加一個(gè)實(shí)驗(yàn)，請(qǐng)你寫(xiě)出該實(shí)驗(yàn)的操作方法和現(xiàn)象________________________________________________。

[結(jié)論]通過(guò)以上實(shí)驗(yàn)步驟得出的結(jié)論是________________________________________________。

請(qǐng)你舉一生活中應(yīng)用催化劑的事例________________________________________________。

【解析】要探究一種物質(zhì)能否可作某一反應(yīng)的催化劑，必須要根據(jù)催化劑概念中的“一變、兩不變”來(lái)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)。首先要證明該物質(zhì)是否能加快這一反應(yīng)速率；其次再證明該物質(zhì)的質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)在反應(yīng)前后是否發(fā)生了改變。因此，甲同學(xué)設(shè)計(jì)了實(shí)驗(yàn)①②③④?？墒羌淄瑢W(xué)設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)只能證明Fe₂O₃能加快過(guò)氧化氫分解的速率以及Fe₂O₃在化學(xué)反應(yīng)前后的質(zhì)量沒(méi)有變化，卻沒(méi)有證明Fe₂O₃在反應(yīng)后的化學(xué)性質(zhì)是否發(fā)生了改變，故乙同學(xué)認(rèn)為在步驟④后還應(yīng)增加一個(gè)實(shí)驗(yàn)。

參考答案：氧化物；帶火星的木條沒(méi)有復(fù)燃；過(guò)濾；把步驟④中的0.5g固體放入試管中，加入5mL5％的過(guò)氧化氫溶液中，把帶火星的木條伸入試管，觀察到木條復(fù)燃；Fe₂O₃可作這個(gè)反應(yīng)的催化劑；人們消化吸收食物要靠酶的催化作用來(lái)完成。

【例3】[實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)]如圖所示中的A、B、C、D是CO₂與NaOH溶液反應(yīng)的四種方案：

[實(shí)驗(yàn)操作]圖A：取下玻璃塞，打開(kāi)活塞，滴下少量NaOH濃溶液；

圖B：用適當(dāng)?shù)姆椒ㄈ∠孪鹌と蝿?dòng)試管；

圖C：擠壓膠頭滴管，滴加少量NaOH濃溶液；

圖D：用注射器向塑料瓶中注入少量NaOH濃溶液，振蕩。

[問(wèn)題與思考](1)對(duì)于圖A～D，你認(rèn)為能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康难b置有_______________(填字母編號(hào))，并從中任選一種按要求填空，該裝置的編號(hào)以及對(duì)應(yīng)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是_____________________。若向E裝置通入CO₂氣體也能證明CO₂和NaOH溶液發(fā)生了反應(yīng)，則應(yīng)觀察到___________________。

(2)如何取下B裝置中的橡皮塞(只要求回答一種方法)_________________。對(duì)于B裝置，有的同學(xué)心存疑慮，他認(rèn)為CO₂要溶于水并能和水反應(yīng)，而B(niǎo)中大量的NaOH溶液中既有NaOH又有H₂O，怎能說(shuō)明它是和NaOH發(fā)生反應(yīng)呢?請(qǐng)你告訴他，只補(bǔ)充做個(gè)實(shí)驗(yàn)，就可消除他的疑慮。

(3)根據(jù)你現(xiàn)有的知識(shí)思考：要想用上述裝置產(chǎn)生類似的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，還可換成氣體和_________________溶液相互組合(各填一種即可)。

【解析】本例是一道實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題，構(gòu)思巧妙，設(shè)計(jì)新穎、獨(dú)特，在設(shè)計(jì)上有三新：①實(shí)驗(yàn)裝置圖新，該裝置圖既考查實(shí)驗(yàn)原理，又聯(lián)系學(xué)生生活實(shí)際；②設(shè)問(wèn)方式新，該設(shè)問(wèn)把對(duì)化學(xué)知識(shí)的考查設(shè)計(jì)成實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證題型，考查學(xué)生對(duì)物質(zhì)化學(xué)性質(zhì)的認(rèn)識(shí)；③思想觀念新，該例把對(duì)物質(zhì)化學(xué)性質(zhì)的考查設(shè)計(jì)成了學(xué)生主動(dòng)探究、親身體驗(yàn)、共享實(shí)驗(yàn)研究的快樂(lè)的新題型，體現(xiàn)了新的教育理念。

CO₂與NaOH溶液發(fā)生反應(yīng)，使容器內(nèi)的壓強(qiáng)減小，從而達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康模緦?shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)要注意實(shí)驗(yàn)基本操作。

參考答案：(1)ABCD。現(xiàn)象：A．水倒吸進(jìn)圓底燒瓶中；B．水槽中NaOH溶液上升到試管中；C．氣球脹大；D_塑料瓶變癟(變扁、內(nèi)凹等)。b瓶中左導(dǎo)管無(wú)氣泡冒出或b瓶的右導(dǎo)管中液面不上升。

(2)戴上橡膠手套或用鑷子等在液面下取下橡皮塞。CO₂與水反應(yīng)的對(duì)比。

(3)SO₂、HCI等；KOH、NH₃·H₂O等。

【例4】 已知明礬的化學(xué)式為KAI(SO₄)₂·12H₂O，它在水中能全部離解成自由移動(dòng)的鉀離子(K⁺)、鋁離子(Al³⁺)和硫酸根離子(SO^2-₄)。某同學(xué)為了探究明礬的凈水原理，做了如下實(shí)驗(yàn)，請(qǐng)完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告：

【解析】這是“發(fā)現(xiàn)式”的探究題，解題時(shí)要求利用已學(xué)知識(shí)進(jìn)行整理和發(fā)現(xiàn)。解“發(fā)現(xiàn)式”題的思維策略是：第一，要認(rèn)真分析題給信息，確定欲探求的規(guī)律；第二，要對(duì)題中的文字信息、表格全方位地進(jìn)行對(duì)比分析，發(fā)現(xiàn)具有普遍性的結(jié)論；第三，把自己通過(guò)分析比較得出的規(guī)律性結(jié)論與所給信息加以對(duì)照，看有沒(méi)有與客觀事實(shí)相違背的規(guī)律。只有這樣，才能正確地將所要探究的規(guī)律完整地總結(jié)出來(lái)。

生活中有許多類似的問(wèn)題，看似平常，實(shí)際上有深刻的化學(xué)原理，只要我們?cè)O(shè)法去研究它們，用科學(xué)的方法去探討，就會(huì)搞清來(lái)龍去脈，得出結(jié)論。在探究中將可能性不大的假設(shè)直接否定，可使探究活動(dòng)簡(jiǎn)化、目標(biāo)更明確。

題中所給的信息是明礬溶于水后能離解出三種離子：K⁺、Al³⁺、SO^2-₄，是其中的哪一種粒子或哪幾種粒子具有凈化作用呢?表中提出了四組實(shí)驗(yàn)結(jié)果。實(shí)驗(yàn)(1)是說(shuō)明明礬能溶于水；實(shí)驗(yàn)(2)、(3)中共有三種離子，能使渾濁的天然水澄清，說(shuō)明明礬具有凈化作用；實(shí)驗(yàn)(4)中只有K⁺和SO²₄，天然水仍渾濁，說(shuō)明K⁺、SO^2-₄；不具備凈水作用；實(shí)驗(yàn)(5)中進(jìn)一步進(jìn)行對(duì)比實(shí)驗(yàn)，說(shuō)明Al³⁺具有凈化作用。綜合分析，得知起凈水作用的主要是Al³⁺。

參考答案：(1)明礬能溶于水；(2)明礬具有凈水作用；(3)Al₂(SO₄)₃具有凈水作用；(4)K₂SO₄沒(méi)有凈水作用；(5)AlCl₃具有凈水作用；AP³⁺。

【例5】化學(xué)興趣小組為了探究化學(xué)實(shí)驗(yàn)室的一種黑色粉末和一瓶標(biāo)簽破損的無(wú)色溶液(如圖所示)可能是什么物質(zhì)，大膽猜想并設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證。

[發(fā)現(xiàn)問(wèn)題]當(dāng)把黑色粉末與無(wú)色溶液混合時(shí)即產(chǎn)生氣泡。

[查閱資料]初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)室常見(jiàn)的黑色粉末有CuO、MnO₂、Fe₃O₄、鐵粉、炭粉等。

[提出假設(shè)]黑色粉末是_______________，無(wú)色溶液是______________________。(只寫(xiě)一種假設(shè))

[設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)]①向盛有少許黑色粉末的試管中加入適量的無(wú)色溶液；②檢驗(yàn)試管中產(chǎn)生的氣體(寫(xiě)出操作方法)_________________________。

[實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象]_________________________________。

[實(shí)驗(yàn)結(jié)論]①該反應(yīng)的化學(xué)方程式是_______________________________________________。，

②此氣體是______________，原假設(shè)成立。

[討論]若要制取該氣體，應(yīng)從下圖中選擇發(fā)生反應(yīng)的裝置為_(kāi)___________________(填序號(hào))。

【解析】此題為實(shí)驗(yàn)探究題，考查了實(shí)驗(yàn)探究的過(guò)程和方法及常見(jiàn)物質(zhì)的檢驗(yàn)。初中化學(xué)中黑色粉末與無(wú)色溶液混合產(chǎn)生氣泡有以下幾種情況：

(1)MnO₂與H₂O₂混合產(chǎn)生O₂；

(2)鐵粉與酸反應(yīng)生成H₂。

它們的檢驗(yàn)方法通常為帶火星的木條或燃著的木條，因這兩種氣體都是固體與液體的反應(yīng)且反應(yīng)不需要加熱來(lái)制取，應(yīng)選用B裝置。

答案：假設(shè)一：二氧化錳(或MNO₂)；雙氧水(或H₂O₂)；用帶火星的木條伸入試管中；帶火星的木條復(fù)燃；①2H₂O₂=2H₂O₄+O₂↑；②氧氣(或O₂)；B。

或假設(shè)二：鐵粉(或Fe)；稀硫酸(或稀H₂SO₄)；把燃著的木條移近試管口；氣體燃燒，火焰呈淡藍(lán)色；①Fe+4-H₂SO₄=FeSO₄+H₂↑；②氫氣(或H₂)；B。

【例6】鋁和銅是日常生活和生產(chǎn)中重要的金屬。金屬鈦(Ti)有許多神奇的性能，越來(lái)越引起人們的關(guān)注，它是21世紀(jì)最重要的金屬之一。

(1)為探究鋁、銅和鈦的金屬活動(dòng)性順序，某化學(xué)興趣小組進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)：

①先用砂布將金屬表面擦光亮；

②將大小厚薄相等的三種金屬片分別放入盛有同濃度同體積鹽酸的試管中，觀察到如下現(xiàn)象；

依上表現(xiàn)象，推斷三種金屬的活動(dòng)性順序______>________>_________。

(2)根據(jù)三種金屬的性質(zhì)或用途等回答下列問(wèn)題：

①高層建筑常采用鋁合金門(mén)窗而不采用鐵門(mén)窗，其原因是什么?

②小方同學(xué)發(fā)現(xiàn)銅制眼鏡框表面產(chǎn)生了少量綠色物質(zhì)，經(jīng)查閱資料得知該物質(zhì)為銅銹，俗稱銅綠，其主要成分是Cu₂(OH)₂CO₃。試根據(jù)銅銹成分猜想并寫(xiě)出銅在空氣中生銹的化學(xué)反應(yīng)方程式。

③鈦和鈦合金廣泛用于火箭、航天飛機(jī)、船舶等，即使把它們放在海水中數(shù)年，取出后仍光亮如初，這說(shuō)明金屬鈦具有很強(qiáng)的________________性。

【解析】這是一道具有探究性的實(shí)驗(yàn)推斷題。由題給信息，鋁和鈦與鹽酸混合都能放出氣泡，而銅不能，說(shuō)明鋁和鈦都位于金屬活動(dòng)性順序中氫前，銅位于氫后。但由于鋁在同等條件下反應(yīng)速率要快，說(shuō)明鋁的活動(dòng)性強(qiáng)，其位置靠前。故三種金屬的活動(dòng)性順序?yàn)殇X>鈦>銅。鋁的活動(dòng)性較鐵強(qiáng)，在空氣中比鐵更易氧化，在鋁的表面形成了一層致密的氧化物保護(hù)膜，從而阻止了內(nèi)部鋁的進(jìn)一步氧化，鐵在空氣中生銹后形成的鐵銹疏松且易吸水，不但起不到保護(hù)作用，相反還會(huì)使鐵制品加快生銹。另外，鋁合金質(zhì)地堅(jiān)硬，密度小，有光澤，美觀。第(2)問(wèn)第②小題，必須緊緊抓住銅綠的化學(xué)式，從化學(xué)反應(yīng)前后元素的種類不變來(lái)推測(cè)。金屬的銹蝕是一個(gè)緩慢氧化的過(guò)程，肯定有氧氣的參與，銅綠化學(xué)式中的氫元素不可能從氫氣得來(lái)，只可能從空氣中的水蒸氣變化而來(lái)，碳元素也只能從空氣中的二氧化碳轉(zhuǎn)化得來(lái)(千萬(wàn)不要把一氧化碳作為空氣的成分之一)。銅在空氣中生銹的化學(xué)反應(yīng)方程式則不難寫(xiě)出。第③小問(wèn)有一個(gè)非常明顯的信息：即使把它們放在海水中數(shù)年，取出后仍光亮如初，問(wèn)題即可迎刃而解。

參考答案：(1)鋁；鈦；銅(或Al；Ti；Cu)。

(2)①鋁的密度小，表面形成一層致密的氧化膜防止鋁進(jìn)一步被氧化；美觀等。②2Cu+O₂+H₂O+CO₂=Cu₂(OH)₂CO₃。③抗腐蝕。

【例7】問(wèn)題情境 鐵是一種在我們的生活中應(yīng)用非常廣泛的金屬，像剪刀、菜刀、自行車、電視鐵塔、鐵軌、輪船、橋梁等都離不開(kāi)它?？梢哉f(shuō)鐵為人類社會(huì)的發(fā)展立下了“汗馬功勞”。如果對(duì)鐵制品保護(hù)不當(dāng)，會(huì)發(fā)現(xiàn)其表面銹跡斑斑，甚至全部銹蝕。鐵生銹造成的損失巨大，是一個(gè)非常棘手的問(wèn)題。

你對(duì)鐵生銹的原因有什么認(rèn)識(shí)?根據(jù)你的理解回答下列問(wèn)題：

[提出問(wèn)題]請(qǐng)你結(jié)合問(wèn)題情境，提出一個(gè)值得探究的問(wèn)題。

我的問(wèn)題是：______________________________。

[做出假設(shè)]請(qǐng)你對(duì)鐵生銹的原因做出假設(shè)；假設(shè)的依據(jù)是什么?

(1)我的假設(shè)_____________________________________；

(2)我的依據(jù)_____________________________________。

[設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)](說(shuō)明：下面實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)僅提供一種范例，同學(xué)們可仿照范例自主設(shè)計(jì))

取5枚潔凈無(wú)銹的鐵釘，分別放入5支試管中(如下圖)，進(jìn)行下面的實(shí)驗(yàn)：

(1)在試管①中加入稀硫酸，浸沒(méi)鐵釘后，倒去溶液。

(2)在試管②中加入少量的氯化鈉溶液，使鐵釘?shù)囊话虢](méi)在溶液中。

(3)在試管③中把鐵釘放在一團(tuán)濕棉球上。

(4)在試管④中注滿迅速冷卻的沸水，塞緊橡皮塞。

(5)在試管⑤中加入少量干燥劑(具有吸水性)，再放一團(tuán)干棉球，把鐵釘放在干棉球上，塞緊橡皮塞。

將實(shí)驗(yàn)觀察到的現(xiàn)象如實(shí)記錄在下表中：

[得出結(jié)論]通過(guò)上述實(shí)驗(yàn)探究，我得到的結(jié)論是：_________________________________________。

[整理與反思](1)通過(guò)觀察，我找到了鐵制品可以全部被銹蝕的原因：_________________________。

(2)通過(guò)上面對(duì)鐵制品銹蝕條件的探究，我對(duì)防止鐵制品銹蝕的建議有：_______________________。

【解析】本題是一道具有開(kāi)放性和探究性的試題。問(wèn)題情境告訴我們鐵是日常生活、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中最為重要、應(yīng)用最廣泛的金屬，但鐵的生銹造成了鐵的巨大損失。此時(shí)，有一個(gè)問(wèn)題應(yīng)該在腦海中逐漸形成：鐵是在什么條件下生銹的?如果找到了鐵生銹的原因，就可以找到防止鐵生銹的措施和方法。根據(jù)日常生活經(jīng)驗(yàn)和對(duì)生活的觀察，對(duì)生銹的原因作出猜想：在潮濕的地方鐵生銹比在干燥的地方快得多。鐵生銹可能需要水和氧氣來(lái)共同參與，也可能還有其他因素(如在海水中鐵生銹更快)。然后設(shè)計(jì)出五組對(duì)比實(shí)驗(yàn)：與酸接觸、與鹽水和氧氣接觸、與水和氧氣接觸、只與水接觸、只與氧氣接觸等，改變其中的一個(gè)或兩個(gè)條件(變量)，進(jìn)行觀察。第①個(gè)實(shí)驗(yàn)可立即看到鐵釘表面冒氣泡，說(shuō)明酸對(duì)金屬具有很強(qiáng)的腐蝕性；浸在鹽水中的鐵釘在液面和空氣交界處生銹嚴(yán)重且速度較快(幾個(gè)小時(shí)后即可觀察到明顯現(xiàn)象)。后面的三個(gè)實(shí)驗(yàn)則是從課本上直接借鑒過(guò)來(lái)。實(shí)驗(yàn)做得成功，后面結(jié)論的得出也就呼之欲出，根據(jù)生銹的條件便可提出防止鐵制品銹蝕的合理化建議。

參考答案：

[提出問(wèn)題]鐵制品是在什么條件下生銹?銹蝕的速度與哪些因素有關(guān)?

[做出假設(shè)](1)鐵生銹是鐵與水和氧氣共同作用的結(jié)果。在有鹽水存在的情況下鐵生銹會(huì)加快。

(2)在日常生活中，我們可以觀察到，鐵在干燥的空氣中很難生銹；經(jīng)常雨打風(fēng)吹的鐵制品容易生銹，且鐵制品在水面附近處生銹更為嚴(yán)重(如廁所水管與地面交接處)；用鹽水浸泡過(guò)的菜刀更易生銹。

[得出結(jié)論]酸對(duì)鐵制品具有很強(qiáng)的腐蝕作用，在鹽水中鐵銹蝕的速度會(huì)大大加快。鐵制品銹蝕的過(guò)程，實(shí)際上是鐵與空氣中的氧氣、水等物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的過(guò)程。鐵制品銹蝕需要條件，即要滿足：①要有能夠發(fā)生反應(yīng)的物質(zhì)；②反應(yīng)物要相互接觸；③生成物不會(huì)對(duì)反應(yīng)起阻礙作用。

[整理與反思](1)由于生成的鐵銹很疏松，不能阻礙里層的鐵繼續(xù)與氧氣、水蒸氣等反應(yīng)，相反卻還能夠吸收和貯存水分，會(huì)加快銹蝕速度。(2)如保持鐵制品表面的潔凈和干燥；給鐵制品涂上一層保護(hù)膜，如刷油漆、涂油、鍍鉻、生成致密氧化膜、包一層搪瓷等，也可制成鐵合金。

二、能力提升

1. 小明在學(xué)習(xí)金屬活動(dòng)性順序時(shí)，對(duì)課本上“活動(dòng)性較強(qiáng)的金屬一般可以將位于其后面的金屬?gòu)乃鼈兊柠}溶液中置換出來(lái)”這句話產(chǎn)生了好奇。為什么用“一般”這個(gè)詞呢?難道還有例外嗎?

[查閱資料]Na性質(zhì)活潑，常溫下，與氧氣反應(yīng)，也可以與水反應(yīng)放出氫氣。

[實(shí)驗(yàn)與分析]①在實(shí)驗(yàn)室中，金屬鈉保存在煤油中；②用鑷子從煤油中取出金屬鈉，放在濾紙上，用小刀切下一小塊，投入蒸餾水中，發(fā)現(xiàn)鈉塊立刻熔化成銀白色小球，在水面上到處游動(dòng)，滴入酚酞試液后溶液變成紅色；③往硫酸銅溶液中，投入一小塊鈉，又出現(xiàn)藍(lán)色沉淀，但沒(méi)有紅色物質(zhì)析出。

(1)金屬鈉保存在煤油中的原因是___________________。

(2)從實(shí)驗(yàn)②中，你能得出哪些信息?(任寫(xiě)三條)_______________；________________；_________________。

(3)寫(xiě)出鈉與硫酸銅溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式________________________；_____________________。

[結(jié)論]活動(dòng)性較強(qiáng)的金屬不一定將位于其后面的金屬?gòu)乃鼈兊柠}溶液中置換出來(lái)。

2．為探究燃燒的條件，小花同學(xué)查閱資料得知：白磷為蠟狀固體，有劇毒，不溶于水，著火點(diǎn)為40℃，紅磷著火點(diǎn)為240℃。然后她進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)：

(1)按A裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，可觀察到的現(xiàn)象為：①銅片上的紅磷__________；②銅片上的白磷_____________；③水下的白磷_____________。

(2)B裝置中a儀器的名稱為_(kāi)_____________，在使用組裝好的B裝置前首先應(yīng)該進(jìn)行的操作是_______________，然后加入藥品并將B和C裝置連接，滴入雙氧水，B裝置中反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)________________，其中MnO₂的作用是_______________，C裝置中水下的白磷燃燒。

(3)從以上實(shí)驗(yàn)分析得出，燃燒需要的條件為：可燃物、______________和________________。

3．某研究小組對(duì)用H₂O₂分解生成H₂O和O₂的實(shí)驗(yàn)條件進(jìn)行探究。他們進(jìn)行了以下實(shí)驗(yàn)：

①往盛有5mL5％H₂O₂溶液的試管中，伸人帶火星的木條，木條不復(fù)燃。

②往盛有5mLω％H₂O₂溶液的試管中，加入a g MnO₂，伸入帶火星的木條，木條復(fù)燃。

③往盛有5mLω％H₂O₂溶液的試管中，加入a g Fe₂O₃，伸入帶火星的木條，木條復(fù)燃。

④經(jīng)檢驗(yàn)，②、③中反應(yīng)后試管中仍分別含有a g MnO₂和a g Fe₂O₃。

問(wèn)題：(1)MnO₂、Fe₂O₃在上述反應(yīng)中的作用是_____________________________________。

(2)實(shí)驗(yàn)②、④中H₂O₂的濃度(ω％)以_____________為宜。

研究小組還對(duì)溶液濃度、催化劑的種類等實(shí)驗(yàn)條件進(jìn)行了探究。下表選取了部分實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)：

問(wèn)題：(3)從上表中能得出哪些結(jié)論?_____________________________

4．請(qǐng)你參與某學(xué)習(xí)小組的探究活動(dòng)，并回答相關(guān)問(wèn)題。

某化學(xué)興趣小組的同學(xué)把氫氧化鈉的片狀固體放在表面皿中，離開(kāi)實(shí)驗(yàn)室。三天后進(jìn)行觀察。

發(fā)現(xiàn)問(wèn)題：三天后片狀固體變成白色粉末狀固體了。

提出問(wèn)題：“白色粉末固體物質(zhì)是什么?”建立假設(shè)：___________________________________。

設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)：請(qǐng)你來(lái)完成以下實(shí)驗(yàn)，把相關(guān)內(nèi)容填寫(xiě)在表格中：

反思與應(yīng)用：我們學(xué)過(guò)的哪些物質(zhì)還具有這樣的性質(zhì)?__________________________________。

應(yīng)如何保存這些物質(zhì)?______________________。

5．某學(xué)校的探究性學(xué)習(xí)小組發(fā)現(xiàn)，銅綠[Cu₂(OH)₂CO₃]受熱分解后，除生成CO₂和水蒸氣外，試管中還有一些黑色粉末狀固體。他們通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究，分析黑色固體的組成，并驗(yàn)證產(chǎn)生的氣體。請(qǐng)?zhí)羁眨?/p>

(1)提出問(wèn)題：黑色固體是什么?

(2)猜想與假設(shè)：黑色固體可能是：a．炭粉b．氧化銅 c．__________________________________。

(3)查閱資料：炭粉和氧化銅均為黑色固體，其中炭粉不與稀酸反應(yīng)，也不溶于稀酸，而氧化銅可與稀酸反應(yīng)而溶解。

(4)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案：向試管中的黑色固體滴加足量的______________(填化學(xué)式)溶液，充分反應(yīng)后，觀察固體的溶解情況和所得溶液的顏色。

(5)現(xiàn)象與結(jié)論：如果猜想a正確，則現(xiàn)象為_(kāi)______________________________________；

若現(xiàn)象是____________________________，

則猜想b正確；

假如現(xiàn)象為_(kāi)__________________________，

則猜想c成立。

(6)若用右圖裝置驗(yàn)證兩種氣體生成物，應(yīng)將生成的混合氣體先通過(guò)____________裝置，反之會(huì)有何影響?_____________。當(dāng)將氣體通入裝置A進(jìn)行驗(yàn)證時(shí)，氣流應(yīng)從_____________口通入。

6．某校興趣小組進(jìn)行了“二氧化碳制備及其性質(zhì)探究”的實(shí)驗(yàn)。試根據(jù)以下實(shí)驗(yàn)事實(shí)填空或簡(jiǎn)答。

(1)甲同學(xué)向分別盛有白色碳酸鈉粉末、石灰石顆粒的兩支試管內(nèi)加入適量稀鹽酸，仔細(xì)觀察、思考并記錄如下：

①盛白色粉末的試管內(nèi)迅速冒出白色泡沫，片刻后形成平靜的無(wú)色溶液。

②固體顆粒表面持續(xù)產(chǎn)生較多氣泡，固體顆粒漸漸變小。

③反應(yīng)過(guò)程中，用手握住盛白色粉末的試管底部，感覺(jué)微熱。

④反應(yīng)過(guò)程中，用手握住盛固體顆粒的試管底部，無(wú)明顯發(fā)熱感。

⑤碳酸鈉與鹽酸反應(yīng)，能迅速產(chǎn)生CO₂，難以控制。

⑥石灰石與鹽酸反應(yīng)，能持續(xù)、穩(wěn)定地產(chǎn)生CO₂，便于控制。

你認(rèn)為甲同學(xué)的上述記錄中，屬于描述現(xiàn)象的是________________，屬于實(shí)驗(yàn)結(jié)論的是_______________________(填序號(hào))。

(2)乙同學(xué)取兩支小試管，分別倒入約3mL蒸餾水，然后向其中一支試管內(nèi)的蒸餾水中通人一會(huì)兒CO₂，再分別向兩支試管內(nèi)各滴人相同滴數(shù)的紫色石蕊試液，觀察兩支試管內(nèi)溶液顏色的變化。你認(rèn)為乙同學(xué)在觀察溶液顏色變化過(guò)程中，還需要的操作是___________________；其中另一支試管內(nèi)不通人二氧化碳的目的是________________。

(3)丙同學(xué)向盛有澄清石灰水的試管內(nèi)持續(xù)通入二氧化碳，發(fā)現(xiàn)溶液先變渾濁后逐漸變清；向另一支盛放含酚酞的氫氧化鈉稀溶液的試管中持續(xù)通人二氧化碳，發(fā)現(xiàn)溶液由紅色逐漸變淺直至無(wú)色。

根據(jù)丙同學(xué)上述實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，再結(jié)合“碳燃燒時(shí)，若氧氣不足生成一氧化碳，而氧氣充足生成二氧化碳”的事實(shí)，你能得出的結(jié)論是________________________________________。

7．化學(xué)興趣小組的三位同學(xué)對(duì)蠟燭(主要成分是石蠟)及其燃燒進(jìn)行了如下探究：

(1)貝貝取一支蠟燭，用小刀切

下一小塊，把它放人水中，蠟燭浮在水面上。結(jié)論：石蠟的密度比水____________。

(2)芳芳點(diǎn)燃蠟燭，觀察到火焰分為外焰、內(nèi)焰、焰心三層。把一根火柴梗放在火焰中(如圖)約ls后取出可以看到火柴梗的___________(填“a”、“b”或“c”)處最先碳化。結(jié)論：蠟燭火焰的____________溫度最高。

(3)婷婷在探究蠟燭燃燒的過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)罩在火焰上方的燒杯內(nèi)壁被熏黑，你認(rèn)為她的以下做法中不合適的是( )。

A．反復(fù)實(shí)驗(yàn)，并觀察是否有相同現(xiàn)象

B．查找資料，了解石蠟的主要成分，探究生成的黑色固體是什么

C．認(rèn)為與本次實(shí)驗(yàn)?zāi)康臒o(wú)關(guān)，不予理睬

D．詢問(wèn)老師或同學(xué)，討論生成黑色物質(zhì)的原因

(4)三位同學(xué)在探究的過(guò)程中，將短玻璃導(dǎo)管插入焰心，發(fā)現(xiàn)另一端也可以點(diǎn)燃。

[提出問(wèn)題]導(dǎo)管里一定有可燃性氣體，氣體成分可能會(huì)是什么呢?

[猜想]貝貝認(rèn)為：可能是蠟燭不完全燃燒時(shí)產(chǎn)生的CO；

芳芳認(rèn)為：可能是蠟燭受熱后產(chǎn)生的石蠟蒸氣；

婷婷認(rèn)為：可能以上兩種情況都有。

[實(shí)驗(yàn)方案]

換一根較長(zhǎng)的導(dǎo)管，并用冷的濕毛巾包住導(dǎo)管，然后在導(dǎo)管另一端做點(diǎn)火實(shí)驗(yàn)。

[現(xiàn)象與結(jié)論]

如果觀察到_______________________________________

現(xiàn)象，則貝貝的猜想正確；

如果觀察到_______________________________________

現(xiàn)象，則芳芳的猜想正確；

如果觀察到________________________________________

現(xiàn)象，則婷婷的猜想正確。

8．某NaOH固體中含有Na₂CO₃。老師安排第一小組做除去NaOH溶液中

Na₂CO₃的實(shí)驗(yàn)。第二、第三小組同學(xué)做測(cè)定該固體混合物中Na₂CO₃質(zhì)量分?jǐn)?shù)的實(shí)驗(yàn)。

I．第一小組的同學(xué)取一定量的該固體溶于水，得到混合溶液，為了除去溶液中的Na₂CO₃雜質(zhì)，甲、乙、丙、丁四位同學(xué)分別選擇下列試劑進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。其中，不合理的是_______________。

甲：適量稀鹽酸。乙：過(guò)量KOH溶液。

丙：適量Ba(OH)₂溶液。丁：適量CaCl₂溶液。

Ⅱ．第二小組利用右圖裝置測(cè)定NaOH和Na₂CO₃的混合物中Na₂CO₃的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，用電子天平稱量數(shù)據(jù)如下表：

(1)寫(xiě)出固體混合物與鹽酸發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式：_____________________________________________。

(2)混合物中Na₂CO₃的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為_(kāi)______________。

Ⅲ．第三組選用另一種方案測(cè)定NaOH和Na₂CO₃的混合物(mg)中Na₂CO₃的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，其操作流程如下：

(1)A是____________(填化學(xué)式)。該實(shí)驗(yàn)要求加入的A溶液必須過(guò)量，檢查A溶液已經(jīng)過(guò)量的方法是____________________。

(2)B操作的名稱是__________________________。該操作需要的玻璃儀器有________________________。

(3)計(jì)算混合物中Na₂CO₃的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。

9．科學(xué)探究是奇妙的過(guò)程，請(qǐng)你一起參與實(shí)驗(yàn)探究，并填寫(xiě)下列空白。

(1)[提出問(wèn)題]小森同學(xué)在滴加FeCl₃溶液時(shí)，不小心把滴加FeCl₃溶液的滴管放入到盛“雙氧水”(過(guò)氧化氫)的試劑瓶中，發(fā)現(xiàn)有大量的氣泡產(chǎn)生。小森聯(lián)想到用二氧化錳可作過(guò)氧化氫分解的催化劑，他想FeCl₃溶液能否也可以作過(guò)氧化氫分解的催化劑呢?于是他做了以下探究。

(2)[猜想與假設(shè)]FeCl₃溶液能作過(guò)氧化氫分解的催化劑。

(3)[設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)]

(4)[討論與反思]

已知FeCl₃溶液中含有H₂O、Fe³⁺和Cl^-

三種微粒，小森同學(xué)又做了三種猜想：

猜想1：真正催化分解H₂O₂的是FeCl₃溶液中的H₂O；

猜想2：真正催化分解H₂O₂的是FeCl₃溶液中的Fe³⁺；

猜想3：真正催化分解H₂O₂的是FeCl₃溶液中的Cl^-。

你認(rèn)為最不可能的是哪一種猜想?理由是______________________________________________

小森同學(xué)又對(duì)余下的兩種猜想，進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)探究，請(qǐng)你幫助他填寫(xiě)下表：

10．二氧化硫(SO₂)的含量是空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)的指標(biāo)之一。請(qǐng)你參與興趣小組對(duì)二氧化硫部分性質(zhì)的實(shí)驗(yàn)探究。

(1)若雨水的pH小于5.6，表明空氣受到污染。為了測(cè)定二氧化硫水溶液的pH，小明同學(xué)向一個(gè)集滿二氧化硫氣體的質(zhì)地較軟的塑料瓶中加入適量的水，立即旋緊瓶蓋，振蕩，使二氧化硫充分溶解(二氧化硫能與水反應(yīng)形成亞硫酸)，打開(kāi)瓶塞，測(cè)定瓶中二氧化硫水溶液pH的實(shí)驗(yàn)操作是___________________________________。

(2)為了探究二氧化硫能否與氫氧化鈉反應(yīng)，小寧同學(xué)用右圖所示裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)試管內(nèi)液面上升。小寧同學(xué)由此得到結(jié)論：二氧化硫能與氫氧化鈉反應(yīng)。你認(rèn)為小寧同學(xué)由上述實(shí)驗(yàn)得出的結(jié)論是否合理?__________________(填“是”或“否”)，理由是_________________________。

(3)興趣小組同學(xué)取剛降到熱電廠附近的雨水進(jìn)行測(cè)定，每隔五分鐘測(cè)一次pH，其數(shù)據(jù)如下表所示：

分析上述數(shù)據(jù)變化，你可以得出的結(jié)論是_________________________________；

針對(duì)此結(jié)論，你猜測(cè)其中的原因?yàn)開(kāi)_____________________。結(jié)合大理石被酸雨腐蝕的事實(shí)，你認(rèn)為碳酸、硫酸、亞硫酸酸性由強(qiáng)到弱的順序?yàn)開(kāi)_______________。

11．請(qǐng)你參與某學(xué)習(xí)小組進(jìn)行研究性學(xué)習(xí)的過(guò)程，并協(xié)助完成相關(guān)任務(wù)。

[研究課題]探究熱水壺底部水垢的主要成分。

[查閱資料]該小組同學(xué)通過(guò)查閱資料知道，

天然水中一般都含有Ca²⁺、Mg²⁺、HCO^-₃等離子，在加熱條件下，這些離子趨于生成溶解度更小的物質(zhì)——水垢(主要成分為碳酸鹽、堿等的混合物)。同時(shí)，他們還查閱到下列有關(guān)物質(zhì)的溶解性：

[提出猜想]水垢的主要成分一定含有Mg(OH)₂和___________________，可能含有Ca(OH)₂和_________________。

[設(shè)計(jì)方案](1)甲同學(xué)在燒杯中放人少量研碎的水垢，加入適量蒸餾水充分?jǐn)嚢?，取上層清液加入________________，沒(méi)有白色沉淀，說(shuō)明水垢中無(wú)Ca(OH)₂。

(2)乙同學(xué)設(shè)計(jì)了下列實(shí)驗(yàn)裝置，進(jìn)一步確定水垢中含有碳酸鹽的成分。其主要實(shí)驗(yàn)步驟如下：

①按圖組裝儀器，將50g水垢試樣放入錐形瓶中，加入足量某酸溶液；

②測(cè)量一定時(shí)間內(nèi)干燥管內(nèi)物質(zhì)增加的質(zhì)量(見(jiàn)下列曲線)；

③待錐形瓶中不再產(chǎn)生氣泡時(shí)，打開(kāi)活塞B，從導(dǎo)管 A處緩緩鼓入一定量的空氣；

④再次稱量干燥管內(nèi)物質(zhì)增加的質(zhì)量；

⑤重復(fù)③和④的操作，直至干燥管內(nèi)物質(zhì)質(zhì)量不變。

討論：

a．步驟①加入樣品前還應(yīng)檢查_(kāi)________________________，所加的酸溶液是__________________。

b．裝置Ⅱ的作用是_________________；從導(dǎo)管A處緩緩鼓入一定量的空氣時(shí)，裝置Ⅰ的作用是_______________。

c．研究性小組的同學(xué)通過(guò)簡(jiǎn)單計(jì)算，認(rèn)為水垢中一定含有MgCO₃，理由是___________________________________________。

[實(shí)驗(yàn)結(jié)論]通過(guò)上述探究可知：水垢的主要成分有_________________________________________。