专题五科学探究一、选择题1．某同学通过实验比较四种金属的活动性强弱。

他取等质量的金属粉末分别与足量的等质量分数的稀盐酸反应，实验结果记录在下表。

由此得出的实验结论正确的是( B )金属是否放出气体收集20 mL气体所需时间X 是 4 sY 不/Z 是43 sW 是97 sA.W是最不活泼的金属B．四种金属的活动性顺序为X＞Z＞W＞YC．Y一定是铜D．在单位时间内，产生的气体量由多到少的顺序为X＞Y＞Z＞W2．(2015，苏州)通过下列图示实验得出的结论中正确的是( B )A．图1所示实验既说明甲烷具有可燃性，又说明甲烷中含有碳、氢两种元素B．图2所示实验既说明二氧化碳密度比空气大，又说明二氧化碳不能燃烧也不支持燃烧C．图3所示实验既说明电解水生成氢气和氧气，又说明水是由氢气和氧气组成的D．图4所示实验既可探究可燃物的燃烧条件，又说明红磷不是可燃物3．在化学活动周中，某校兴趣小组同学在课题组(培养中学生基本科学素养的化学实验教学研究)老师的指导下，将课本“测定空气中氧气的含量”实验装置(如图甲)改进为新的实验装置(如图乙)，改进后的实验装置相对于原装置，以下评价不恰当的是( C )A．反应容器体积小，药品消耗少B．装置简洁，减少了图甲装置中导管引起的误差C．白磷比红磷着火点高，使用更安全D．容器内径相等，易准确推算出空气中氧气的含量4．(2016，泰安)通过观察下列实验现象，不能达到实验目的是( C )A ．图1：收集氧气时，氧气的验满B ．图2：比较镁与铁的金属活动性C ．图3：验证白磷的着火点低于红磷D ．图4：验证生石灰与水反应放热 二、实验探究题5．有些晶体按比例带有一定量的结晶水，带有结晶水的晶体在一定温度下会脱去结晶水。

草酸晶体(H 2C 2O 4·x H 2O)在常温下是一种无色透明晶体。

草酸晶体受热时分解的化学方程式为： H 2C 2O 4·x H 2O=====△(x ＋1)H 2O ＋CO 2↑＋CO↑某化学兴趣小组的同学利用该信息以及所学的知识设计并开展实验，测定草酸晶体中结晶水的质量分数。

(图中固定装置已略去，装置气密性良好，装置A 、B 中的试剂足量，注射器量程足够)Ⅰ.测量装置A 、B 的质量，排尽注射器中的空气，连接装置；Ⅱ.取质量为m 的草酸晶体，加热至完全分解，将产物全部通入以上装置；Ⅲ.测量并记录装置A 增加的质量为a ，装置B 增加的质量为b ，装置C 读数为V ；Ⅳ.甲、乙、丙三位同学分别利用装置A 、B 、C 所得数据计算该草酸晶体中结晶水的质量分数。

请回答下列问题：(1)装置A 中盛放的液体是__浓硫酸__，装置B 的作用是__吸收进入装置B 中的CO 2__；装置C 的作用之一是测量__CO __的体积。

(2)乙同学对利用装置B 测量结果计算的可靠性进行反思与评价，认为反应后装置A 中残留的气体会使自己的计算结果__偏大__(填“偏小”或“偏大”)。

(3)甲同学依据装置A 测量结果计算结晶水的质量分数为__5a －m4m ×100%__(用代数式表示)。

6．(2016，丽水)小科同学对实验中已经变质的氢氧化钠固体进行探究。

【提出问题】氢氧化钠是否完全变质？ 【猜想与假设】①部分变质，固体是NaOH 和Na 2CO 3的混合物； ②全部变质，固体是Na 2CO 3。

【查阅资料】①NaOH 溶液与FeCl 3溶液会发生反应，有红褐色絮状沉淀等现象出现； ②NaCl 溶液和BaCl 2溶液均呈中性。

【进行实验】 步骤 实验操作实验现象 1取少量固体于小烧杯中，加水充分溶固体全部溶解解2 取少量烧杯中的溶液于试管中，加入过量的BaCl2溶液产生白色沉淀3 取__步骤2试管静置后的少量上层清液__于另一试管中，再加入少量FeCl3溶液产生红褐色絮状沉淀【解释与结论】(1)请将步骤3实验操作补充完整；(2)步骤2加入过量BaCl2溶液的目的是__检验并除去溶液中的碳酸钠__；(3)根据实验现象，可确定该固体是NaOH和Na2CO3的混合物。

【交流与评价】小科同学把步骤3中的FeCl3溶液改成无色酚酞试液，若无色酚酞试液变红，也可以确定该固体是NaOH和Na2CO3的混合物。

你认为是否合理？__合理__。

原因：__足量BaCl2溶液与Na2CO3反应除去Na2CO3，溶液中剩下BaCl2、NaCl均呈中性，若酚酞变红色，则可说明固体含有NaOH，也就可以确定该固体是NaOH和Na2CO3的混合物__。

7．(2016，江西)下图是两个实验小组分别进行“加热硫酸铜和氢氧化钠溶液反应后生成物”的实验过程示意图：【甲组】氢氧化钠与硫酸铜反应的化学方程式为__2NaOH＋CuSO4===_Na2SO4＋Cu(OH)2↓__，加热后产生黑色的氧化铜。

【乙组】为寻找实验中没有产生氧化铜的原因，他们进行了以下实验探究：【查阅资料】在酸性条件下，氢氧化钠与硫酸铜在溶液中可发生如下反应：6NaOH＋4CuSO4=== 3Na2SO4＋Cu4(OH)6SO4↓，生成的碱式硫酸铜是不溶于水的蓝白色固体，加热不易发生分解。

【提出猜想】根据资料分析，同学们针对试管中溶液呈酸性的原因作出以下猜想：猜想Ⅰ.硫酸铜溶液呈酸性；猜想Ⅱ.生成的硫酸钠使溶液呈酸性。

【实验与结论】实验①：用pH试纸测定硫酸铜溶液的酸碱度，得出其pH__＜__(填“＞”“＝”或“＜”)7，硫酸铜溶液呈酸性，猜想Ⅰ成立。

实验②：向盛有硫酸钠溶液的试管中滴加石蕊溶液，观察到溶液显紫色，硫酸钠溶液呈__中__(填“酸”“中”或“碱”)性，猜想Ⅱ不成立。

【交流与反思】(1)乙组同学认真分析甲组实验后，一致认为不需要通过实验就可以判断猜想Ⅱ不成立，理由是__甲组同学实验中也有硫酸钠生成，若它显酸性，在此条件下氢氧化钠与硫酸铜反应会生成蓝白色沉淀__。

(2)在化学反应中，相同的反应物因其质量比不同可能会导致生成物不同，请另举一例__碳和氧气(或乙醇和氧气或甲烷和氧气等)__ (写出反应物即可)。

8．(2016，株洲)要探究碳酸亚铁和氧气充分反应后的固体成分，请你参与华雪同学的探究：【查阅资料】①碳酸亚铁(FeCO3)具有还原性，在空气中灼烧生成铁的氧化物和CO2气体。

②FeO 是一种黑色粉末，它不稳定，在空气中加热，就迅速被氧化成四氧化三铁，四氧化三铁能与盐酸反应生成氯化亚铁、氯化铁和水。

③FeCl 2能使高锰酸钾溶液褪色，而FeCl 3不能；FeCl 3溶液中滴加KSCN 溶液，溶液变红色，FeCl 2溶液中滴加KSCN 溶液，溶液不出现红色。

【猜想与假设】猜想1：固体成分是氧化铁； 猜想2：固体成分是四氧化三铁；猜想3：__固体成分是氧化铁和四氧化三铁__。

【活动与探究】连接仪器、装好药品如图所示(加热和固定装置已省略)，打开止水夹K ，通入氧气，加热玻璃管X 。

当Y 瓶中产生的沉淀不再增加时，停止加热，继续通入氧气至玻璃管冷却。

取玻璃管里的少量固体于试管中，滴加盐酸，微热，固体完全溶解。

将所得溶液分成甲、乙两份进行实验。

实验编号实验步骤实验现象 a 向甲溶液中滴加KSCN 溶液 溶液变红色b向乙溶液中滴加高锰酸钾溶液高锰酸钾溶液的紫红色不消失【结论与反思】(1)由上述实验现象可知，FeCO 3在氧气中高温灼烧得到的固体产物是__氧化铁__，因此，猜想__1__(填“1”“2”或“3”)是正确的。

(2)FeCO 3在氧气中高温灼烧的化学方程式为__4FeCO 3＋O 2=====高温_2Fe 2O 3＋4CO 2__。

【总结与提升】(1)若实验结束时观察到Y 瓶中溶液仍然是澄清的，可能的原因是澄清石灰水的量不足，导致生成的碳酸钙转变成了可溶于水的碳酸氢钙。

碳酸氢钙的化学式为__Ca (HCO 3)2__。

(2)CO 2使澄清石灰水变浑浊的化学方程式为__CO 2＋Ca (OH )2===_CaCO 3↓＋H 2O __。

(3)华雪同学经过反思，觉得该实验设计还存在问题，因为如果在实验b 中观察到__高锰酸钾溶液褪色__，就不能确定哪个猜想是正确的。

所以华雪同学又对该实验进行了定量探究：取11.6 g 纯净的碳酸亚铁固体，在空气中高温灼烧至恒重，称得固体质量净减3.6 g 。

通过计算即可确定：FeCO 3和氧气充分反应后的固体成分是__氧化铁__。

9．(2016，威海)探究影响化学反应速率的因素： (1)发现和提出问题镁在空气中能够剧烈燃烧，铁丝在氧气中能够剧烈燃烧，而真金不怕火炼，这说明决定物质之间能否发生反应以及反应速率的内因是__反应物本身的性质(或反应物的组成/结构/组成和结构)__。

蜡烛在氧气中燃烧比在空气中燃烧剧烈，这一事例中影响化学反应速率的因素是__反应物的浓度(或氧气的浓度)__；夏天，将食品放在冰箱里不容易变质，这一事例说明温度也能影响化学反应速率。

温度如何影响反应速率呢？(2)猜想与假设温度越高，反应速率越快。

(3)收集证据实验药品：颗粒大小相同的锌粒；两份相同溶质质量分数、不同温度的稀硫酸(20 ℃、40 ℃)。

供选仪器：药匙、气体发生装置2套(气密性良好)、量筒2支、分液漏斗、秒表、胶头滴管、水槽、大试管2支。

利用上述仪器和药品，补充完成下表的实验报告。

观察或测量的量选用的仪器实验步骤实验现象实验结论产生相同体积(一试管)的气体所需时间气体发生装置、秒表、胶头滴管、水槽、大试管、药匙、量筒__1.分别取相同数量(或质量)的锌粒于两套气体发生装置中；2.分别取相同体积、不同温度的稀硫酸加入到两套气体发生装置中；3.记录收集一试管气体所需的时间__温度高的，收集一试管气体所需的时间短温度越高，反应速率越快。

反应的化学方程式是__Zn＋H2SO4===_ZnSO4＋H2↑__。

该实验可以观察或测量的量有多种，除了上述观测点外，可以观察或测量的量还有(写一条)__相同时间内收集气体的体积(或反应结束所需的时间或消耗等量锌粒所需的时间或消耗等量的稀硫酸所需的时间)__等。

(4)结论与解释从微观的角度分析“温度越高，反应速率越快”的原因是__温度越高，微粒运动速率加快，有效碰撞机会增多__。

(5)拓展分析根据其他测定方法，实验小组的同学绘制了锌粒与稀硫酸反应产生氢气的速率随时间变化的曲线，如图所示。

请据图分析：时间0—t内，反应速率逐渐加快的主要原因是__反应放热，温度升高，反应速率加快__；时间t以后，反应速率逐渐减慢的主要原因是__随着反应的进行，反应物的浓度减小，反应速率减慢__。

10．(2016，宜昌)设计方案是实验探究的保证，感悟方法是探究的根本目的。

某合作学习小组开展了如下探究。

实验一：检验氢氧化钠溶液中是否含有氢氧化钙。