中考化學(xué)實(shí)驗(yàn)探究題分類解析

趙春燕

分析近年來黑龍江省中考化學(xué)試題，不難發(fā)現(xiàn)在考查學(xué)生綜合能力、知識(shí)掌握程度方面實(shí)驗(yàn)探究題占有重要地位，并呈現(xiàn)多樣、靈活、開放的特點(diǎn)。實(shí)驗(yàn)探究題多以化學(xué)實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)，聯(lián)系生產(chǎn)生活、科學(xué)研究、時(shí)事熱點(diǎn)（如環(huán)保、能源、安全等）等實(shí)際應(yīng)用設(shè)計(jì)考題。側(cè)重考查：收集和處理信息的能力，如提出問題，探究并明確問題的本質(zhì)，查閱并收集資料、證據(jù)，調(diào)查研究等；探究的能力，如制訂計(jì)劃，建立假設(shè)、模型，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，比較差異，分類概括，分析評價(jià)等；表達(dá)交流的能力，如提問、討論、解釋數(shù)據(jù)、制作圖表及描述等。

一、化學(xué)反應(yīng)后物質(zhì)成分的探究

這類題在黑龍江省中考題中出現(xiàn)的頻率最高，難點(diǎn)基本都在這類題上。要想解答這類題，關(guān)鍵是抓住解題的方法和要點(diǎn)。

例1：（2015年 黑龍江省齊齊哈爾市）研究性學(xué)習(xí)小組在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行了化學(xué)實(shí)驗(yàn)，向一盛有鎂和銅混合物的燒杯中加入一定量的稀鹽酸，充分反應(yīng)后，觀察到燒杯中有固體剩余，對反應(yīng)后所得溶液中溶質(zhì)的成分進(jìn)行探究。

（1）寫出上述燒杯中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式

（2）對反應(yīng)后所得溶液中溶質(zhì)的成分進(jìn)行猜想，請你再補(bǔ)充一種猜想。

[猜想]小光猜想：溶質(zhì)為氯化鎂；小紅猜想：溶質(zhì)為氯化銅和氯化鎂；你的猜想：溶質(zhì)為 。

（3）[討論]你認(rèn)為 的猜想不合理，理由是

（4）[實(shí)驗(yàn)]若你的猜想正確，設(shè)計(jì)一種實(shí)驗(yàn)方案證明你的猜想并完成下表：

實(shí)驗(yàn)步驟 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 實(shí)驗(yàn)結(jié)論

取少量反應(yīng)后溶液： 你的猜想正確

解析：鎂與鹽酸可能恰好完全反應(yīng)，也可能其中一種過量。如果鹽酸過量，溶質(zhì)為氯化鎂和氯化氫。由于銅的活動(dòng)性排在氫后，所以銅不能與鹽酸反應(yīng)，溶質(zhì)中不可能有氯化銅。要驗(yàn)證是否有鹽酸的存在，可使用紫色石蕊試液，因其可以檢驗(yàn)廢液中是否含有呈酸性的鹽酸。根據(jù)鹽酸的性質(zhì)，也可以選擇活潑金屬單質(zhì)或碳酸鹽檢驗(yàn)廢液中是否含有鹽酸。

答案：（1）2HCl+Mg=MgCl2+H2；（2）氯化鎂和氯化氫；（3）小紅，由于銅的活動(dòng)性在氫后面，所以銅不能與鹽酸反應(yīng)，所以溶質(zhì)中不可能有氯化銅；（4）滴加幾滴石蕊試液，溶液變紅色。

點(diǎn)撥：從完全反應(yīng)和不完全反應(yīng)兩個(gè)方面去考慮，生成物一定會(huì)含有，反應(yīng)物可能有剩余。這樣一般會(huì)有兩種情況：一種恰好完全反應(yīng)，反應(yīng)后的物質(zhì)只有生成物；另一種是有過量的反應(yīng)物，則反應(yīng)后的物質(zhì)有兩種：生成物和其中一種剩余的反應(yīng)物。

注意：兩種反應(yīng)物不可能都含有，因?yàn)樗麄儾荒芄泊妗＿@類問題通常還涉及驗(yàn)證產(chǎn)物，驗(yàn)證的要點(diǎn)是：一般情況下，生成物不需要驗(yàn)證，只須驗(yàn)證過量的那一種反應(yīng)物就行了。

二、物質(zhì)變質(zhì)的探究

物質(zhì)在空氣中變質(zhì)一般是與空氣中的O2、H2O、CO2中的一種或兩種乃至三種同時(shí)作用而產(chǎn)生的。

堿類物質(zhì)如氫氧化鈉等一般與CO2作用形成碳酸鹽，生石灰則既可以與H2O，也可以與 H2O和CO2同時(shí)作用；金屬中活潑金屬與O2或者與O2和H2O同時(shí)作用而變質(zhì)，例如鐵；不活潑金屬一般與H2O、O2、CO2同時(shí)作用而變質(zhì)，例如銅。

例2：化學(xué)學(xué)習(xí)小組做酸堿發(fā)生中和反應(yīng)的驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)，他們用一瓶久置的NaOH固體配制成NaOH溶液，當(dāng)把鹽酸滴入到NaOH溶液中時(shí)，觀察到有氣泡產(chǎn)生，為什么會(huì)和預(yù)設(shè)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象不同了呢？于是小組對這瓶久置的NaOH固體的成分開始了探究之旅：

[猜想1]全部變質(zhì)，是Na2CO3固體。

[猜想2]部分變質(zhì)，是NaOH和Na2CO3的固體混合物。

NaOH固體變質(zhì)的原因是 （用化學(xué)方程式表示）。

[實(shí)驗(yàn)方案]小剛設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行探究，請你和他一起填寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告：

[提出質(zhì)疑]小紅認(rèn)為小剛的結(jié)論不正確，理由是

小紅設(shè)計(jì)了一個(gè)實(shí)驗(yàn)方案，請?zhí)顚憣?shí)驗(yàn)報(bào)告：

[提出質(zhì)疑]小軍認(rèn)為小紅的實(shí)驗(yàn)方案在操作上有問題，在步驟（1）之后（2）之前應(yīng)進(jìn)行過濾操作，你認(rèn)為過濾操作有無必要？ 。理由是 。

解析：設(shè)計(jì)方案時(shí)，根據(jù)檢驗(yàn)氫氧化鈉常用酚酞，但是碳酸鈉在溶液中也能使酚酞變色，所以需要先檢驗(yàn)并除去碳酸鈉，但是不能引入氫氧根離子進(jìn)行分析；提出質(zhì)疑中碳酸鈣是沉淀，氯化鈣在溶液中顯中性，不會(huì)影響酚酞的變色，所以過濾操作沒有必要。

答案：NaOH固體變質(zhì)的原因是：2NaOH+CO2=Na2CO3+

H2O；

小紅認(rèn)為小剛的結(jié)論不正確的理由是：碳酸鈉溶液顯堿性，也能使酚酞溶液變紅；

取少量白色粉末溶于水，向其中加入CaCl2溶液至恰好完全反應(yīng)，產(chǎn)生白色沉淀；

化學(xué)方程式：CaCl2+Na2CO3 CaCO3↓+2NaCl。

實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：無色酚酞溶液變紅。

沒有必要；理由是：因?yàn)槁然}和碳酸鈉溶液恰好完全反應(yīng)，產(chǎn)物是碳酸鈣沉淀，對無色酚酞的變色不產(chǎn)生影響。

點(diǎn)撥：中考中變質(zhì)問題考查較多的是氫氧化鈉變質(zhì)和鐵生銹等問題，常將其放在某一情境中考查。其中對氫氧化鈉變質(zhì)問題的探究最為常見，因?yàn)闅溲趸c變質(zhì)后生成碳酸鈉，而氫氧化鈉和碳酸鈉的水溶液都是堿性的，所以在檢驗(yàn)其是否完全變質(zhì)時(shí)，要將碳酸鈉完全除去，以排除對氫氧化鈉檢驗(yàn)的干擾。

注意：除去碳酸鈉所選用的試劑不能引入對氫氧化鈉鑒別產(chǎn)生干擾的離子，只能選用CaCl2、Ba（NO3）2等鹽類物質(zhì)，不能選用堿類物質(zhì)。

三、混合物成分的探究

1. 物質(zhì)不涉及化學(xué)變化

這類題目涉及的內(nèi)容有：殘缺標(biāo)簽物質(zhì)的猜想、一些特殊顏色物質(zhì)的猜想、常見氣體的猜想、溶液酸堿性的猜想等。

例3：（2015年 黑龍江省大慶市）現(xiàn)有一包白色固體樣品，可能含有BaCl2、Na2SO4、Na2CO3、NH4HCO3、KCl、CuSO4中的一種或幾種，取樣品進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)：

原白色固體中一定不含有 ，一定含有 。

解析：根據(jù)操作1得到的是無色溶液，說明不含有硫酸銅。根據(jù)無色溶液再加入氫氧化鈉溶液加熱生成了氣體，說明了含有碳酸氫銨；根據(jù)操作1可知得到的白色沉淀，能部分溶解于鹽酸，說明了含有氯化鋇、碳酸鈉和硫酸鈉，據(jù)此分析判斷白色固體中的物質(zhì)。

答案：CuSO4；BaCl2、Na2SO4、Na2CO3、NH4HCO3。

點(diǎn)撥：通過被探究的物質(zhì)符合題目涉及的性質(zhì)，如物理性質(zhì)：色、態(tài)、味、可溶性等；化學(xué)性質(zhì)：可燃性、酸堿性等，以及物質(zhì)間相互反應(yīng)產(chǎn)生的明顯現(xiàn)象，如變色、生成沉淀或氣體等進(jìn)行探究，還應(yīng)注意被探究的物質(zhì)還應(yīng)符合客觀存在的條件。

四、微粒的探究

目前中考題注重與高中知識(shí)的銜接，離子問題是與高中知識(shí)銜接最為緊密的一類型題，常見的類型題有：1. 探究離子共存問題；2. 某種溶液顯示出一定的性質(zhì)，探究是由哪一種離子決定的；3. 各種離子（H+，OH-，SO42-，NH4+，Cl- ）的鑒定。

例4：（2015年 黑龍江省哈爾濱市）某化學(xué)活動(dòng)小組在一次實(shí)驗(yàn)中進(jìn)行了如圖所示實(shí)驗(yàn)：

此時(shí)觀察到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是（1） 。

實(shí)驗(yàn)后，小組同學(xué)充分振蕩U形玻璃管，將U形玻璃管內(nèi)的物質(zhì)過濾后，對濾液成分產(chǎn)生了濃厚的興趣，進(jìn)行了進(jìn)一步的探究活動(dòng)。

[提出問題]濾液中除Na+外，還含有什么離子？

[猜想與假設(shè)]A同學(xué)：含有OH-、Cl-、CO32-；

B同學(xué)：含有OH-、Cl-、Ba2+

C同學(xué)：含有（2） （填離子符號）。

[實(shí)驗(yàn)探究]B同學(xué)為了驗(yàn)證自己的猜想，取濾液于試管中，向其中滴加少量的硫酸鈉溶液，觀察到無明顯現(xiàn)象。由此B同學(xué)得出結(jié)論：自己的猜想不成立，A同學(xué)的猜想成立。

[評價(jià)與交流]請你評價(jià)B同學(xué)的結(jié)論：（3） 。同學(xué)們經(jīng)過討論后一致認(rèn)為：B同學(xué)在驗(yàn)證自己的猜想時(shí)，若將所加試劑調(diào)換成足量的另一種試劑（4）

（填化學(xué)式），既能驗(yàn)證自己的猜想，也能確定濾液中的離子成分。

C同學(xué)取該試劑進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，最終確定了濾渡中的離子成分。

[歸納與總結(jié)]通過上述實(shí)驗(yàn)我們能夠總結(jié)出：在確定化學(xué)反應(yīng)后所得溶液中的離子成分時(shí)，一般應(yīng)加入（5） ，驗(yàn)證（6） 就可以確定溶液中的離子成分。

解析：第（3）問中加入硫酸鈉溶液，無明顯現(xiàn)象，說明溶液中一定不含鋇離子，但無法證明溶液中是否含有碳酸根離子，若離子成分是氫氧根離子和氯離子，滴加硫酸鈉溶液時(shí)，也無明顯現(xiàn)象，因此B同學(xué)的結(jié)論不完全正確。

答案：（1）U形玻璃管左、右兩端均產(chǎn)生白色沉淀（或U形玻璃管左端產(chǎn)生白色沉淀，右端也產(chǎn)生白色沉淀）；（2）OH-、Cl-；（3）B同學(xué)的結(jié)論不完全正確；（4）H2SO4；（5）適當(dāng)?shù)摹⑦m量的試劑；（6）溶液中可能存在的離子是否存在。

點(diǎn)撥：1. 離子共存是初中化學(xué)中的重點(diǎn)，也是難點(diǎn)，溶液中的化學(xué)反應(yīng)，實(shí)質(zhì)就是離子之間的相互反應(yīng)，即各離子相互反應(yīng)生成了沉淀、氣體或水等難電離的物質(zhì)。因此，要想使溶液中的各離子能共存，各離子相互之間就不發(fā)生反應(yīng)，即不生成沉淀、氣體或水。注意在酸性或堿性溶液中判斷離子的共存問題時(shí)，我們只需分別加上H+或OH-，再綜合考慮就可以了。

常見離子中Ba2+、Ca2+、Ag+與CO32-、SO42-，Ag+與Cl-，Mg2+、Zn2+、Cu2+、Fe3+與OH-，它們反應(yīng)均生成沉淀；H+與CO32-、HCO3-，OH-與NH4+均生成水和氣體；H+與OH-生成水，所以這些離子不能大量共存。

2. 探究溶液顯示的性質(zhì)由哪一種離子決定的問題主要由兩方面入手，一是看某些離子在溶液中呈現(xiàn)特定的顏色，如Cu2+ （藍(lán)色）、Fe2+ （淺綠色）、Fe3+ （黃色）、MnO4- （紫紅色），因而，只要溶液中有這些離子存在，就不可能為無色透明了。二是緊扣反應(yīng)時(shí)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，根據(jù)發(fā)生的反應(yīng)及離子共存的實(shí)質(zhì)，層層剖析，推出結(jié)論。