一、歸納總結(jié)型：分析此類探究題時(shí)應(yīng)注意：(1)閱讀材料要認(rèn)真、仔細(xì)，善于挖掘顯性信息和隱含信息;(2)結(jié)合原有知識(shí)及相關(guān)信息，對(duì)材料進(jìn)行全面分析,然后總結(jié)歸納找出解決問(wèn)題的關(guān)鍵。
例1、某研究性學(xué)習(xí)小組為研究Cu與濃H2SO4的反應(yīng)，設(shè)計(jì)如下實(shí)驗(yàn)探究方案(裝置中的固定儀器和酒精燈均未畫(huà)出)
實(shí)驗(yàn)選用細(xì)銅絲、98.3% H2SO4、品紅溶液、澄清石灰水、CCl4、NaOH溶液等藥品，銅絲被卷成螺旋狀，一端沒(méi)入濃H2SO4中，另一端露置在液面上方。
以上是該學(xué)習(xí)小組部分交流記錄及后續(xù)探究實(shí)驗(yàn)的記錄,根據(jù)上述材料回答下列問(wèn)題：
(1)A試管上方的長(zhǎng)導(dǎo)管的作用是_________;D、E兩支試管中CCl4的作用是_______。
(2)加熱過(guò)程中，觀察到A試管中出現(xiàn)大量白色煙霧，起初部分煙霧在試管上部?jī)?nèi)壁析出淡黃色固體物質(zhì)，在持續(xù)加熱濃硫酸(沸騰)時(shí)，淡黃色固體物質(zhì)又慢慢地消失。寫(xiě)出淡黃色固體消失的化學(xué)反應(yīng)方程式：_____________________________________。
(3)對(duì)A試管中的濃H2SO4和銅絲進(jìn)行加熱，很快發(fā)現(xiàn)C試管中品紅溶液褪色，但始終未見(jiàn)D試管中澄清石灰水出現(xiàn)渾濁或沉淀。你的猜想是：________ ___ 。
設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證你的猜想________________ 。
(4)根據(jù)上述研究，結(jié)合所學(xué)知識(shí)，你認(rèn)為液面下方銅絲表面的黑色物質(zhì)成分是_______。(寫(xiě)化學(xué)式)
解析：(1)由于銅與濃硫酸加熱反應(yīng)可生成SO2氣體和水蒸氣，而SO2氣體易溶于水，如果不把水蒸氣冷凝、回流，則影響SO2氣體的檢驗(yàn)。因此A試管上方的長(zhǎng)導(dǎo)管的作用是冷凝、回流。由于SO2氣體易溶于水，且易與堿反應(yīng)，若將進(jìn)氣導(dǎo)管直接插入堿溶液，易發(fā)生倒吸，但SO2氣體難溶于CCl4，D、E兩支試管中CCl4的作用是防止倒吸。
(2)試管上部?jī)?nèi)壁析出淡黃色固體物質(zhì)顯然是硫，在持續(xù)加熱濃硫酸(沸騰)時(shí)，硫被濃硫酸氧化生成SO2，所以淡黃色固體物質(zhì)又慢慢地消失。化學(xué)反應(yīng)方程式：S+2H2SO4(濃)?3SO2↑+2H2O
(3)對(duì)A試管中的濃H2SO4和銅絲進(jìn)行加熱，很快發(fā)現(xiàn)C試管中品紅溶液褪色，說(shuō)明產(chǎn)生SO2氣體的速率快,但始終未見(jiàn)D試管中澄清石灰水出現(xiàn)渾濁或沉淀,這是由于SO2溶解度較大，立即生成了Ca(HSO3)2溶液的緣故。取樣后，向其中加入氫氧化鈉溶液，觀察是否有沉淀生成(或者加熱、加鹽酸檢驗(yàn)SO2氣體等方法)。
(4)根據(jù)實(shí)驗(yàn)1、實(shí)驗(yàn)2 、學(xué)生3中我查資料發(fā)現(xiàn)：2Cu+S=Cu2S(黑色)，可知液面下方銅絲表面的黑色物質(zhì)成分是CuO、Cu2S;再由實(shí)驗(yàn)3可知黑色物質(zhì)中還一定有CuS，因?yàn)榉磻?yīng)Cu2S+2O2==2CuO+SO2前后固體質(zhì)量不變，而反應(yīng)2CuS+3O2==2CuO+2SO2前后固體質(zhì)量減少。答案如下：
(1)冷凝、回流。防止倒吸。 (2)S+2H2SO4(濃)
3SO2↑+2H2O
(3)由于SO2溶解度較大，生成了Ca(HSO3)2溶液的緣故。取樣后，向其中加入氫氧化鈉溶液，觀察是否有沉淀生成。(或者加熱、加鹽酸檢驗(yàn)SO2氣體等方法)
(4)CuO、CuS、Cu2S
二、數(shù)據(jù)分析型：分析此類探究題時(shí)應(yīng)注意：(1)觀察數(shù)據(jù)要細(xì)致;(2)結(jié)合原有知識(shí)、分析角度要全面;(3)影響變量要遵循“多定一變”的原則。
例2、(2007海南高考)下表是稀硫酸與某金屬反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)：
實(shí)驗(yàn)序號(hào)
金屬質(zhì)量/g
金屬狀態(tài)
C(H2SO4)/mol·L-1
V（H2SO4）
/mL
溶液溫度/℃
金屬消失的時(shí)間/s
反應(yīng)前
反應(yīng)后
1
0.10
絲
0.5
50
20
34
500
2
0.10
粉末
0.5
50
20
35
50
3
0.10
絲
0.7
50
20
36
250
4
0.10
絲
0.8
50
20
35
200
5
0.10
粉末
0.8
50
20
36
25
6
0.10
絲
1.0
50
20
35
125
7
0.10
絲
1.0
50
35
50
50
8
0.10
絲
1.1
50
20
34
100
9
0.10
絲
1.1
50
20
44
40
分析上述數(shù)據(jù)，回答下列問(wèn)題：
(1)實(shí)驗(yàn)4和5表明，對(duì)反應(yīng)速率有影響，反應(yīng)速率越快，能表明同一規(guī)律的實(shí)驗(yàn)還有___________(填實(shí)驗(yàn)序號(hào))。
(2)僅表明反應(yīng)物濃度對(duì)反應(yīng)速率產(chǎn)生影響的實(shí)驗(yàn)有__________(填實(shí)驗(yàn)序號(hào))。
(3)本實(shí)驗(yàn)中影響反應(yīng)速率的其他因素還有_____________，其實(shí)驗(yàn)序號(hào)是_______。
(4)實(shí)驗(yàn)中的所有反應(yīng)，反應(yīng)前后溶液的溫度變化值(約15℃)相近，推測(cè)其原因：_____。
解析：(1)4和5中金屬質(zhì)量、c(H2SO4)、V(H2SO4)、反應(yīng)前溶液溫度均相同，結(jié)果反應(yīng)后溶液溫度和反應(yīng)速率不同，由反應(yīng)速率的影響因素可知其原因是金屬狀態(tài)不同，即固體表面積的影響。固體表面積越大，反應(yīng)速率越快。能表明同一規(guī)律的實(shí)驗(yàn)還有1和2。
(2)根據(jù)探究(1)的方法可知僅表明反應(yīng)物濃度對(duì)反應(yīng)速率產(chǎn)生影響的實(shí)驗(yàn)有2和5，1、3、4、6、8中任意兩組的組合。(3)本實(shí)驗(yàn)中影響反應(yīng)速率的其他因素還有溫度和催化劑，其實(shí)驗(yàn)序號(hào)是分別是7(與6比較)和9(與8比較)。(4)實(shí)驗(yàn)中的所有反應(yīng)，反應(yīng)前后溶液的溫度變化值(約15℃)相近，其原因是反應(yīng)物物質(zhì)的量相差無(wú)幾，溶液體積相同，放熱總值相差無(wú)幾，故溶液的溫度變化值(約15℃)相近。
答案：(1)固體表面積。固體表面積越大。1和2。(2)2和5，1、3、4、6、8中任意兩組的組合。(3)溫度和催化劑。7、9。(4)實(shí)驗(yàn)中的所有反應(yīng)，反應(yīng)前后溶液的溫度變化值(約15℃)相近，其原因是反應(yīng)物物質(zhì)的量相差無(wú)幾，溶液體積相同，放熱總值相差無(wú)幾，故溶液的溫度變化值(約15℃)相近。
三、方案評(píng)價(jià)型：分析此類探究題時(shí)應(yīng)注意：(1)根據(jù)試題的要求，利用自己的知識(shí)，仔細(xì)分析每個(gè)方案的可行性。(2)對(duì)每個(gè)方案進(jìn)行優(yōu)劣評(píng)價(jià)。評(píng)價(jià)的角度常見(jiàn)有綠色化學(xué)(環(huán)保)、原子經(jīng)濟(jì)、實(shí)驗(yàn)條件的可行性等。
例3、某化學(xué)課外興趣小組在做銅與濃硝酸、稀硝酸反應(yīng)實(shí)驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)：“相同質(zhì)量的銅分別與等體積且足量的濃硝酸、稀硝酸充分反應(yīng)后，前者溶液顏色是綠色的，后者溶液的顏色是藍(lán)色的。”⑴一種觀點(diǎn)認(rèn)為：這可能是Cu2+濃度差異的結(jié)果，你同意這種看法嗎?(填“同意”或“不同意”)___________,原因是_______。⑵另一種觀點(diǎn)認(rèn)為：溶液呈綠色是銅與濃硝酸反應(yīng)時(shí)產(chǎn)生的NO2溶于過(guò)量濃硝酸顯黃色，加上和藍(lán)色的硝酸銅溶液混在一起，使溶液呈綠色。為了驗(yàn)證推斷是否正確，甲、乙、丙三位同學(xué)分別設(shè)計(jì)了三種方案進(jìn)行驗(yàn)證：
甲同學(xué)方案：將盛綠色溶液的試管加熱，看是否有紅棕色氣體產(chǎn)生。
①你認(rèn)為甲同學(xué)的方案是否妥當(dāng)?為什么?______________________。
②乙同學(xué)方案：用雙氧水和二氧化錳制得氧氣，并把氧氣通入綠色溶液中，觀察其溶液是否變藍(lán)色。請(qǐng)用方程式表示其中的反應(yīng)原理__________________。
③丙同學(xué)方案：在通風(fēng)櫥內(nèi)，將一根下端彎成螺旋狀且可抽動(dòng)的銅絲插在盛有足量濃硝酸的試管甲中，立即可觀察到試管中充滿紅棕色的NO2氣體。將氣體經(jīng)導(dǎo)管通入到傾斜的另一支盛有淡藍(lán)色Cu(NO3)2試管乙中，隨著實(shí)驗(yàn)進(jìn)行，試管乙中的溶液藍(lán)色加深，很快又變成綠色，繼續(xù)通入NO2，綠色保持不變，向上抽起銅絲，使反應(yīng)停止。 寫(xiě)出銅與濃硝酸反應(yīng)的離子方程式_____________________________。
④從環(huán)保的角度看，你認(rèn)為三個(gè)方案中最好的是哪一個(gè)__________，其原因是_ 。
解析：(1)因“足量的濃硝酸、稀硝酸且體積相同，與相同質(zhì)量的銅反應(yīng)”，所以c(Cu2+)相同，此觀點(diǎn)不正確。(2)①加熱的目的是趕出溶液中的NO2氣體，但是忘記了4HNO3=2H2O+4NO2+O2，所以甲同學(xué)的方案不妥當(dāng)。②乙同學(xué)方案妥當(dāng)。既然硝酸銅溶液的“綠色”是溶解了NO2的緣故，氧氣通入，4NO2+O2+2H2O=4HNO3，“綠色”應(yīng)變?yōu)樗{(lán)色。此即“對(duì)癥下藥”驗(yàn)證法。③丙同學(xué)方案也可以，此即反向驗(yàn)證法。
答案：
(1)不同意。因?yàn)殂~片質(zhì)量相同，溶液體積相同，生成的銅離子濃度相同。
(2)①不妥當(dāng)，硝酸是過(guò)量的，即使溶液里沒(méi)有二氧化氮，加熱過(guò)程中因?yàn)橄跛岬姆纸庖矔?huì)產(chǎn)生二氧化氮，應(yīng)當(dāng)通過(guò)觀察其溶液是否變藍(lán)色來(lái)加以驗(yàn)證
②4NO2+O2+2H2O=4HNO3.③Cu+4H++2NO3-=Cu2++2NO2+2H20.④乙，因?yàn)橐曳桨钢袥](méi)有有毒氣體產(chǎn)生。
四、完善實(shí)驗(yàn)型：分析此類探究題時(shí)應(yīng)注意：(1)通讀全題可知實(shí)驗(yàn)?zāi)康�，�?shí)驗(yàn)?zāi)康暮蛯?shí)驗(yàn)結(jié)論的概括要完整、簡(jiǎn)練，化學(xué)用語(yǔ)要規(guī)范，語(yǔ)言要符合邏輯。(2)考慮問(wèn)題要仔細(xì)、全面。
例4、已知化合物甲和乙都不溶于水，甲可溶于質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于或等于98%的硫酸，而乙不溶。現(xiàn)有一份甲和乙的混合物樣品，通過(guò)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行分離，可得到固體甲。(實(shí)驗(yàn)中使用的過(guò)濾器是用于過(guò)濾強(qiáng)酸性液體的耐酸過(guò)濾器)
請(qǐng)?zhí)顚?xiě)表中空格，完成由上述混合物得到固體甲的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。
序號(hào)
實(shí)驗(yàn)步驟
簡(jiǎn)述實(shí)驗(yàn)操作（不必?cái)⑹鋈绾谓M裝實(shí)驗(yàn)裝置）
①
溶解
將混合物放入燒杯中，加入98%H2SO4,充分?jǐn)嚢柚钡焦腆w不再溶解
②
③
④
⑤
洗滌沉淀
⑥
檢驗(yàn)沉淀是否洗凈
解析：此題能考查學(xué)生是否真正做過(guò)實(shí)驗(yàn)并具有設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)親自動(dòng)手完成實(shí)驗(yàn)的能力。特別是分離過(guò)程中要使用濃H2SO4這種特殊溶劑，對(duì)學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰�，特別是實(shí)驗(yàn)中注意事項(xiàng)是很好的考查。利用混合物中各種物質(zhì)在一種溶劑中溶解度的不同，進(jìn)行分離，是中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的基本要求。本題中用來(lái)分離甲、乙兩種化學(xué)合物的溶劑比較特殊，是98%的濃H2SO4。因此本題除考查設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰叭芙�、過(guò)濾、沉淀洗滌等實(shí)驗(yàn)基本操作外，還重點(diǎn)考查使用濃H2SO4安全操作。
題中所涉及的甲和乙兩種化學(xué)合物在實(shí)際中如1，8-二硝基萘(
)和1，5-二硝莖萘(
)兩種異構(gòu)體就具有此性質(zhì)。本題中樣品經(jīng)溶解、過(guò)濾、稀釋(或沉淀)、過(guò)濾、洗滌五個(gè)實(shí)驗(yàn)步驟可以得到固體甲。實(shí)驗(yàn)時(shí)，首先將混合物樣品放入大小適宜的燒杯中，加入適量98%的濃H2SO4，充分?jǐn)嚢韬筮^(guò)濾，濾液為甲的濃H2SO4溶液。再將濾液倒入水中稀釋，充分?jǐn)嚢�，分離出化合物甲。在操作中要特別注意安全。
(1)為避免濃H2SO4灑到儀器外邊或沾到手上在轉(zhuǎn)移液體時(shí)一定要沿玻璃棒慢慢加入。
(2) 由于濃H2SO4溶液稀釋時(shí)會(huì)放出在量的熱因此從化合物甲的濃H2SO4溶液中使甲析出時(shí)，一定是邊攪拌、邊把甲的濃H2SO4溶液慢慢加到水中，而不能反其道而行之。
(3)為使混合物中的甲充分溶解到濃H2SO4中并使甲從濃H2SO4溶液中充分析出。在①、
③兩步操作中都要注意充分?jǐn)嚢枞芤骸?/p>
答案如下：
序號(hào)
實(shí)驗(yàn)步驟
實(shí)驗(yàn)操作及注意事項(xiàng)（簡(jiǎn)述）
①
溶解
將混合物放入燒杯中，加入98?H2SO4，充分?jǐn)嚢柚钡焦腆w不現(xiàn)溶解
②
過(guò)濾
安裝好過(guò)濾裝置，將①的懸濁液沿玻璃棒加入過(guò)濾器中過(guò)濾
③
稀釋
（或沉淀）
在另一燒杯中，放適量蒸餾水，將②的濾液沿用玻璃棒慢慢加入該燒杯中，并不斷攪拌
④
過(guò)濾
重新安裝過(guò)濾裝置，將③的懸濁液沿玻璃棒加入過(guò)濾器中過(guò)濾
⑤
洗滌沉淀
向④的過(guò)濾器中注入少量蒸餾水，使水面浸過(guò)沉淀物，等水濾出后，再次加水洗滌，連洗幾次
⑥
檢驗(yàn)沉淀
是否洗凈
用小試管從⑤漏斗下口取少量洗出液，滴入BaCl2溶液，沒(méi)有白色沉淀，說(shuō)明沉淀已選凈
五、原理探究型： 分析此類探究題時(shí)應(yīng)注意：(1)對(duì)于題中的異常現(xiàn)象要根據(jù)自己的原有知識(shí)進(jìn)行大膽的排查、推測(cè)。(2)推測(cè)的正確性要靠實(shí)驗(yàn)的驗(yàn)證，如題中已給出了驗(yàn)證試驗(yàn)，要仔細(xì)分析其是否合理;如題中沒(méi)給出了驗(yàn)證試驗(yàn)，自己要設(shè)計(jì)合理的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。
例5、某研究性學(xué)習(xí)小組研究HNO3的氧化性，設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)：
在盛有新制FeSO4稀溶液的試管中滴入2滴KSCN溶液，觀察現(xiàn)象，然后再滴入幾滴濃HNO3，溶液的顏色變紅，但是將紅色溶液放置一會(huì)兒則發(fā)現(xiàn)溶液由紅色快速變?yōu)樗{(lán)色，并產(chǎn)生紅棕色氣體，這一奇特現(xiàn)象激起了同學(xué)的好奇心與求知欲望，對(duì)此現(xiàn)象設(shè)計(jì)了探究性實(shí)驗(yàn)。
⑴甲同學(xué)認(rèn)為是溶液中的Fe2+的干擾造成的，大家經(jīng)過(guò)理性分析，認(rèn)為可以排除Fe2+的干擾，理由是_____________。
⑵乙同學(xué)認(rèn)為紅色消失，說(shuō)明Fe(SCN)3被破壞，紅棕色NO2說(shuō)明了某些離子與HNO3發(fā)生了氧化還原，推測(cè)可能是KSCN與HNO3作用。 根據(jù)乙同學(xué)的觀點(diǎn)，設(shè)計(jì)了實(shí)驗(yàn)方案1，往濃HNO3中逐滴加入KSCN溶液，實(shí)驗(yàn)開(kāi)始時(shí)無(wú)明顯現(xiàn)象，一段時(shí)間后溶液慢慢變紅色至深紅色，突然劇烈反應(yīng)產(chǎn)生大量氣泡，放出紅棕色氣體，而溶液紅色消失變?yōu)闇\綠色，溶液溫度升高;繼續(xù)滴入KSCN，溶液變?yōu)闇\藍(lán)色，最后變成無(wú)色。將產(chǎn)生的氣體通入過(guò)量的Ba(OH)2溶液，產(chǎn)生渾濁，并剩余一種非極性氣體;向反應(yīng)后的溶液中加入BaCl2溶液產(chǎn)生白色沉淀，加足量鹽酸白色沉淀不溶解。寫(xiě)出向濃HNO3中滴入KSCN的離子方程式______________________。
⑶丙同學(xué)認(rèn)為SCN-的性質(zhì)還可進(jìn)一步探究，設(shè)計(jì)了方案2，向Fe(SCN)3中分別滴加過(guò)量的氯水、溴水，溶液的紅色均消失變?yōu)辄S色，而加入碘水時(shí)溶液的顏色基本不變。丙同學(xué)的設(shè)計(jì)意圖是____________________________。
⑷通過(guò)本次探究，可以得出以下結(jié)論，a、用SCN-間接檢驗(yàn)Fe2+時(shí)應(yīng)注意___________;b、與SCN-反應(yīng)使溶液變紅的不一定是Fe3+。
解析：⑴甲同學(xué)的觀點(diǎn)顯然錯(cuò)誤,因滴入幾滴濃HNO3后亞鐵離子已被氧化成三價(jià)鐵離子。
(2)乙同學(xué)的觀點(diǎn)是有道理的，同時(shí)也驗(yàn)證了濃HNO3與KSCN反應(yīng)使溶液顏色變化符合題中現(xiàn)象。濃HNO3與KSCN反應(yīng)時(shí)由題中敘述可知其產(chǎn)物有NO2、CO2、非極性氣體應(yīng)為N2、溶液中還有SO42-。
(3)方案2中“黃色”應(yīng)為Fe3+顏色，說(shuō)明Fe(SCN)3被破壞，氯水、溴水氧化了SCN-，而碘水不能氧化了SCN-。說(shuō)明硫氰根離子的還原性比氯離子、溴離子的還原性強(qiáng)，硫氰根離子的還原性比碘離子的還原性弱。
⑷通過(guò)本次探究可知：用SCN-間接檢驗(yàn)Fe2+時(shí)應(yīng)注意要加入氧化劑，但氧化劑不要過(guò)量，否則即使出現(xiàn)紅色也不見(jiàn)得是Fe3+的現(xiàn)象，當(dāng)然也不能確定Fe2+的存在。
答案：
(1)滴入幾滴濃HNO3后亞鐵離子已被氧化成三價(jià)鐵離子。
(2)2SCN- + 20H+ + 22NO3-===2SO42- + 2CO2 + N2 + 22NO2 + 10H2O
(3)比較硫氰根離子與氯離子、溴離子、碘離子的還原性強(qiáng)弱。
(4)加入氧化劑如氯氣等必須少量。
本文來(lái)自：逍遙右腦記憶 http://www.yy-art.cn/gaozhong/563413.html
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