小偉用如圖甲所示的實驗裝置研究

D. 初中科學

這是初三學的吧，我也是快要中考了，特地幫你找了一系列的探究題，一起努力吧

中考探究題考查常見知識點剖析

在新教材中，探究性實驗占相當大的比重，新教材大力提倡開展實驗探究活動，以提高學生的實驗探究能力。在中考試題的設計上占的比例相當大。想要落實這一化學實驗教學目標，首先要充分利用教材。在平時的教學中不斷的滲透探究精神，貫穿探究過程，使學生遇到探究性試題有章可循，有方法去突破，找到解題的有效途徑，做到由此及類、一題多解、多題一解的分析問題、解決問題的方法。現對初中化學中幾類常見物質性質探究題進行分析。

一、C、Fe、Cu、Fe2O3、CuO等物質性質的探究題

（一）考查要點：對碳的探究 一般考察木炭的顏色，與氧氣的反應及它的還原性。

對鐵的探究 一般考察它與酸的置換反應、鐵生銹條件、與鹽溶液的置換反應及亞鐵鹽溶液的顏色。

對銅的探究 考察銅的顏色、銅生銹條件及與氧氣反應後得到的氧化銅的顏色且銅與鹽酸、稀硫酸不發生置換反應。

對Fe2O3、CuO等物質的探究 主要考察本身的顏色、與常見還原劑反應、以及與鹽酸、稀硫酸反應而溶解後溶液的顏色。

（二）試題開式：一般以填寫實驗報告冊的形式給出，讓學生根據猜想填寫實驗步驟、觀察到的現象、及由現象得出的結論。

常見的現象：對碳而言與鹽酸、稀硫酸不反應常說黑色固體不溶解，它的氧化產物二氧化碳可以使澄清的石灰水變渾濁。

對鐵而言它比較活潑與鹽酸、稀硫酸反應常說黑色固體溶解、有氣泡產生，溶液由無色變為淺綠色。FeO與酸反應黑色固體溶解，溶液變為淺綠色。CuO與酸反應黑色固體溶解，溶液變為藍色。Fe2O3與酸反應紅色固體溶解，溶液變為黃色。所以針對不同的猜測，敘述的現象各不相同，但萬變不離其中，即把握好物質的性質的差異，描述正確的現象，得出正確的結論。舉例如下：

例1：現在許多食品都採用密封包裝，但包裝袋中的空氣、水蒸氣仍會使食品氧化、受潮變質，因此一些食品包裝袋中需放入一些脫氧劑，以使食品保質期更長一些。甲、乙、丙同學為了探究「脫氧劑」的成分，從某食品廠的月餅包裝袋中取出「脫氧劑」一袋，打開封口，將其倒在濾紙上，仔細觀察，脫氧劑為灰黑色粉末，還有少量的紅色粉末。

提出問題：該脫氧劑中的黑色粉末、紅色粉末各是什麼？

猜想：甲同學認為：灰黑色粉末可能是氧化銅、紅色粉末可能是銅。

乙同學認為：灰黑色粉末可能是鐵粉，也可能還有少量的活性炭粉，紅色粉末是氧化鐵。

丙同學認為：灰黑色粉末可能是氧化銅、活性炭粉，紅色粉末可能是銅。

（1）、你認為 同學的猜想正確。

（2）、請設計一個實驗方案來驗證你的猜想是正確的，並填寫以下實驗報告：

實驗步驟
預期的實驗現象
實驗結論

分析：此題聯系生活實際「脫氧劑」，考察C、Fe、Cu、Fe2O3、CuO的性質。「脫氧劑」常溫下應該能與氧氣反應，而銅在常溫下不易與氧氣反應，氧化銅又是黑色的且銅生銹後的物質是鹼式碳酸銅為綠色的，所以脫氧劑與銅、氧化銅無關。鐵生銹後生成物的主要成分是氧化鐵是紅色的粉末，故甲、丙的猜想不對，乙是正確的。那麼針對乙的猜想進行實驗即是考察Fe、Fe2O3、活性炭的性質。可利用Fe、Fe2O3與鹽酸、稀硫酸反應、活性炭不與鹽酸、稀硫酸反應所產生的不同現象加以說明。（對於鐵粉也可以用磁鐵吸）

例2：某校進行化學實驗考察時，老師給了同學們一小包黑色粉末，這種黑色粉末可能是氧化銅、木炭粉或者是這兩者的混合物，讓他們通過實驗探究來確定。某同學探究過程如下：

（1）〔提出問題〕假設1：黑色粉末是木炭粉；

假設2： ；

假設3： ；

（2）〔設計實驗方案〕：他對實驗進行了一下設想和分析：

取少量黑色粉末於燒杯中，並加入過量的稀硫酸。則實驗中可能出現的現象與對應結論如下表，請你完成下表。

實驗中可能出現的現象
結論

①
假設1成立

②

③
假設1成立

（3）〔進行實驗〕：通過實驗及分析，確定該黑色粉末為木炭粉和氧化銅的混合物。

（4）〔拓展〕：為了進一步探究木炭粉和氧化銅的性質，他又利用這種混合物補充作了如下實驗：將此黑色粉末隔絕空氣加熱（若木炭粉完全反應），待冷卻到室溫後，取剩餘固體於燒杯中，再加入過量稀硫酸，反應完全後，靜置。請你回答:

①燒杯中 ( 填「有」或「沒有」)不溶物.

②若靜置後溶液呈無色,則該溶液中的溶質是 (寫化學式).

③若靜置後溶液呈藍色,該反應的化學方程式為 。

分析：此題仍然是一道有關C、CuO的性質探究題。木炭粉和氧化銅均為黑色粉末，所以假設時，可以是它們中的任意一種，也可以是它們的混合物。對木炭粉和氧化銅的區分上只能利用其化學性質的差異來進行，最常用的就是用酸來區分，木炭粉不溶於酸（即不與酸反應），氧化銅溶於酸且所得溶液為藍色，所以填寫實驗現象時要注意語言的准確性。拓展考察碳的還原性，木炭還原氧化銅生成的固體是銅。剩餘的固體成分有兩種可能（因為木炭粉無剩餘），一是只有銅生成，二是在生成銅的同時氧化銅剩下了。那麼如果是第一種情況加酸沒有反應發生，溶液呈無色仍為硫酸溶液；如果是第二種情況剩餘的氧化銅會與硫酸反應得到硫酸銅的藍色溶液，方程式也很自然的就寫出來了。

例3：某研究性學習小組的同學做了「銅與空氣中氧氣反應」的探究實驗，其操作過程如下：將已除去表面氧化膜的銅片放在酒精等火焰上灼燒，一段時間後，銅片表面變黑。因此，小剛同學得出結論：銅片在加熱條件下不能與空氣中的氧氣反應，銅片上的黑色物質是酒精不完全燃燒生成的炭黑（碳單質）

請你加入該小組的探究活動:

(1)你還能得出什麼結論？

(2)請你用一步實驗操作驗證上述各結論：

(3)為避免上述結論的不確定性，要驗證在加熱條件下銅與空氣中的氧氣是否反應，應如何改進上述實驗。

分析：此題是課本第一章第三節銅的化學性質的探究變形題。考察的知識點及解法同上面的第二題。

例4：某探究小組的同學將鐵粉和氧化銅粉末混合均勻後，放入試管中，隔絕空氣，高溫加熱3—4分鍾，冷卻後，試管中只有紅色物質。

提出問題：試管中的紅色物質可能是什麼？

進行猜想:你認為可能是 。

實驗方案：根據下表要求，設計一個實驗方案來驗證你的猜想。

實驗步驟及操作方法
預期的實驗現象
結論

取少量紅色物質放入

試管中， 。

查閱資料：鐵粉與氧化銅在高溫下可以發生置換反應。

得出結論：鐵粉與氧化銅反應的化學方程式是 。

分析：此題仍為一道考察Fe、Cu、FeO、Fe2O3、CuO性質的探究題。加熱後只有紅色粉末，排除了FeO，因為FeO是黑色的。反應前是鐵粉和氧化銅，根據質量守恆定律及反應後固體為紅色可知，生成物是Cu和Fe2O3，因為是置換反應方程式不難寫出。Cu和Fe2O3的驗證仍然用加鹽酸或稀硫酸的方法，紅色固體部分溶解，且得到黃色溶液。

二、有關NaOH化學性質的探究題

（一）考查要點：

氫氧化鈉是初中化學重要的、常見的鹼，既是中考的重點、也是熱點。有關它的化學性質在平時的練習，各省市的中考命題中更是屢見不顯。所以在平時的學習中一定要熟悉以下幾方面內容：

（1）氫氧化鈉與指示劑的反應，它能使無色酚酞試液變紅，使紫色石蕊試液變藍；

（2）與非金屬氧化物如二氧化碳等反應生成鹽和水；

（3）與酸發生中和反應生成鹽和水；

（4）與可溶性鹽類例如鐵鹽溶液反應生成紅褐色的氫氧化鐵沉澱，與銅鹽溶液反應生成藍色的氫氧化銅沉澱。

（5）氫氧化鈉與碳酸鈉的關系與區別。

例如，游泳池裡「藍色水」的探究，工廠排放的污水硫酸銅或氯化鐵的探究，都用到氫氧化鈉與銅離子反應得到藍色沉澱或與鐵離子反應得到紅褐色沉澱來說明。常見探究題分析如下：

例5 實驗探究：氫氧化鈉溶液中哪一種粒子（H2O、Na+、OH-）能使指示劑無色酚酞試液變紅。實驗步驟：

① 在第一支試管中加入約2mL蒸餾水，滴入幾滴無色酚酞試液，觀察現象；

② 在第二支試管中加入約2mLNaCl（pH=7）溶液，滴入幾滴無色酚酞試液，觀察現象；

③ 在第三支試管中加入約2mLNaOH溶液，滴入幾滴無色酚酞試液，觀察現象。

通過上述實驗的探究回答下列問題（下述「現象」是指無色酚酞是否變紅）：

（1）實驗①看到的現象是 ；你得出的結論是 。

（2）實驗②看到的現象是 ；說明鈉離子 。

（3）實驗③看到的現象是 ；你得出的結論是 。

分析：此題用排除法去解答。即H2O分子，Na+離子都不能使無色酚酞試液變紅，那麼能使無色酚酞試液變紅的只有OH-離子了。類似此類探究還有，例如：

實驗探究：探究氫氧化鈉溶液中是哪一種粒子能使指示劑紫色的石蕊試液變藍。或探究鹽酸溶液中是哪一種粒子能使指示劑紫色的石蕊試液變紅等（分析同上）。

例6 化學反應往往伴隨著一些現象發生，如發光、放熱、變色、產生沉澱、產生氣體等。但CO2與NaOH溶液的反應沒有明顯的現象。為了通過一些現象說明CO2與NaOH發生了反應，某班同學分兩組作了如下探究實驗：

(1)第一組同學把一隻收集有CO2的試管倒立在裝有飽和NaOH溶液的燒杯中，如圖1所示看到試管內液面上升。這種現象是因為試管內外產生 。

(2)第二組同學也得到了啟發，也設計了如圖2、3、4、5、6所示的實驗裝置進行探究：

他們各自會看到什麼現象？

2 3 4

5 6

你認為以上能達到實驗要求的是 。

（3）同學們經過分析討論，認為第一組的實驗中產生液面上升現象的原因可能有兩種。一種是因為CO2與溶液中的NaOH反應，消耗了CO2，你認為另一種原因是 。

（4）為了進一步證實CO2與NaOH溶液已經發生了反應，甲同學設計了如下方案：你認為可以說明問題嗎？你會看到什麼現象 。

乙同學沒有滴加稀鹽酸，他加了另一種物質看到的現象是 ，乙同學加的物質是 或 。他們看到的現象雖然不同，但都可以證實CO2與NaOH溶液已經發生了反應。

分析：此題看似很長但考察的知識點並不復雜，考察CO2與NaOH溶液反應後生成的是Na2CO3溶液，因反應中消耗了CO2氣體，反應前後容器內外形成了壓力差。所以利用這一原理考查學生知識的拓展和遷移，思維的開放，綜合運用知識的能力要求較高。第三問要求學生思維必須嚴謹，因為NaOH溶液由兩部分組成NaOH和水，CO2本身既溶於水又可以和水反應，所以一種情況是CO2氣體與水反應，另一種情況是CO2氣體與NaOH反應。第四問考查學生對CO32-離子的檢驗方法，常用稀鹽酸有氣泡產生，也可以用鹼Ca(OH)2、Ba(OH)2或鹽CaCl2、BaCl2等物質產生CaCO3、BaCO3的白色沉澱。

例7 做中和反應實驗時，我將稀鹽酸滴入氫氧化鈉溶液中，意外看到有氣泡產生。小偉提醒我：是不是拿錯了葯品？我查驗後確認葯品沒錯，只是在瓶口發現了有白色粉末狀物質。我認為是氫氧化鈉溶液變質了。做了一下探究活動：

(1) 氫氧化鈉溶液變質的原因是

(2) 設計實驗確認氫氧化鈉溶液已變質

實驗步驟
實驗現象
實驗結論

（3）我想知道該氫氧化鈉溶液是部分變質還是全部變質？

小偉設計了如下實驗，請幫我們完成

實驗步驟
實驗現象
實驗結論

該氫氧化鈉溶液

變質。

寫出第三步中涉及到的一個化學方程式 。

（4）如何用該變質的氫氧化鈉溶液來製取氫氧化鈉溶液？簡述實驗步驟。

分析：此題考察的知識點仍為氫氧化鈉與二氧化碳的反應，CO32-離子的檢驗方法。第一、第二問同第二題，而第三問考察的是氫氧根離子的檢驗，但同時還要排除CO32-離子的干擾，在排除CO32-離子干擾的同時，既不能除掉氫氧根離子，且不能引入氫氧根離子，這是此題的難點，經過剛才分析可知除掉CO32-離子不能用稀鹽酸，因為稀鹽酸和氫氧化鈉溶液反應，也不能用Ca(OH)2、Ba(OH)2等物質，會引入氫氧根離子，那麼只能用CaCl2、BaCl2等物質了，任選一種即可。排除CO32-離子的干擾後就是氫氧根離子的檢驗了，最簡單的方法就是測PH或用指示劑看顏色變化，當然方程式就不難寫出了。第四問是一個除雜質的問題，所選試劑既要和CO32-離子反應而除去但不能和氫氧根離子反應，又不能引入除氫氧根離子以外別的離子，故只能選Ca(OH)2、Ba(OH)2等物質。

三、CaO、Ca(OH)2、CaCO3性質有關的探究題

新課標尤其重視化學與生活、環境、科技、社會的關系，課本中也設計了很多這個方面的素材，所以，讓學生關注生活中的化學，例如：怎樣來鑒別天然纖維和人造纖維，廚房中的化學物質，洗發水的選用，吃皮蛋的時候為什麼蘸點醋……；關注人們生活的城市的空氣質量、水體的污染與防治；關注最新科技動態，關注化工生產與創造人類物質財富的關系等等，總而言之，要讓學生覺得化學無處不在，化學是可以造福於人類的，學習化學自然就有了源動力。在生活、生產中CaO、Ca(OH)2、CaCO3用得較多。

（一）利用氧化鈣與水反應放出大量的熱。

（二）中和土壤酸性。

（三）微溶性鹼Ca(OH)2。

（四）氫氧化鈣溶解度變化的特殊性。

例如虎門消煙用的就是CaO，利用氧化鈣與水反應放出大量的熱，溫度達到了煙的著火點，煙就銷毀了。砌磚、抹牆、中和土壤酸性常用Ca(OH)2。對氧化鈣的考察首先是它與水反應放熱，升溫了，可以測溫度來檢驗；其次考察它與水反應得到微溶性鹼Ca(OH)2，其水溶液就是澄清的石灰水，通過對Ca(OH)2的檢驗說明氧化鈣的存在。對Ca(OH)2的檢驗可以利用它與CO2氣體反應、與Na2CO3溶液反應得到白色沉澱；也可以用指示劑的變色或測PH的方法。對CaCO3的考察是它的溶解性及與酸反應可生成CO2氣體。常見探究題如下：

例8、為了對一包放置很久的乾燥劑（主要成分是生石灰）進行探究，小明提出了兩項探究任務：

（1） 探究乾燥劑是否失效；（2）探究失效的乾燥劑的主要成分是否是氫氧化鈣。他設計了以下的探究方案：

問題與猜想
實驗步驟
實驗現象
實驗結論

（1）乾燥劑是否失效
取樣品放入試管中加入適量的水，觸摸試管壁。

乾燥劑失效

（2）失效的乾燥劑中含有氫氧化鈣
加水充分攪拌、過濾後，用PH試紙測其溶液的PH。

有氫氧化鈣

你認為探究（2）是否嚴密？請說明原因 。

你認為以CaO為主要成分的乾燥劑在空氣中放置久了，除能轉化為Ca(OH)2外，還可能轉化為 ，請簡要說明驗證的思路 。

分析：此題考察的第一個知識點是CaO與水反應的現象放出熱量，當乾燥劑失效後遇水就不反應沒有熱量放出，用手摸沒有熱感；反之有熱量放出，用手摸有熱感；考察的第二個知識點是氫氧化鈣的檢驗，因為Ca(OH)2是微溶物所以加水之後過濾得到澄清的石灰水，測PH肯定大於7，但如果乾燥劑部分失效，未失效的CaO與水反應的生成物氫氧化鈣加水之後過濾得到澄清的石灰水，測PH也會大於7，所以探究（2）不嚴密。以CaO為主要成分的乾燥劑在空氣中放置久了，除能和水反應生成Ca(OH)2外，其生成物Ca(OH)2還能和空氣中的二氧化碳反應生成新的物質CaCO3，最後是考察碳酸鈣的性質即碳酸根離子的檢驗，加稀鹽酸看是否有氣泡產生，若有氣泡產生說明有CaCO3生成了，若沒有氣泡產生說明沒有CaCO3生成。

例9 花匠用熟石灰來降低校園苗圃中土壤的酸性，但效果不明顯。化學老師發現原因是熟石灰已經部分變質，他覺得這是一個很好的實際例子，就取回一包熟石灰樣品，要求學生設計實驗證明該樣品確實部分變質。請填寫有關實驗儀器和葯品，完成實驗報告。

實驗目的：證明熟石灰樣品部分變質。

實驗儀器：玻璃棒、膠頭滴管、_______________。

實驗葯品：水、酚酞試液、_________________。

實驗步驟
實驗現象
實驗結論

樣品中有氫氧化鈣存在

樣品中有碳酸鈣存在

分析：此題是以土壤的酸鹼性問題考察Ca(OH)2的檢驗，以及Ca(OH)2與CO2氣體反應的生成物CaCO3的檢驗，即CO32-離子的檢驗，具體方法和上題一樣，不再詳細說明。那麼要進行實驗需要反應容器試管或燒杯，CO32-離子的檢驗需要的葯品是稀鹽酸。

例10 碳酸鈣在高溫下煅燒一段時間後，得到白色固體。兩研究性學習小組的同學為了確定白色固體的成分，對其可能的組成進行了探究。

一組: 猜想：白色固體的成分可能是CaCO3和CaO的混合物。

實驗：（請寫出實驗步驟及現象） 。

結論：是CaCO3和CaO的混合物。

二組: 猜想：白色固體可能全部是氧化鈣。

設計方案：取試樣於試管中，加入水，再通入二氧化碳，變渾濁。

二組的方案正確嗎？ ，理由 。

分析：此題為CaCO3和CaO性質的探究。CaCO3高溫完全分解生成CaO的白色固體和CO2氣體，分解後的白色固體只有CaO，比較容易檢驗，但本題是CaCO3高溫部分分解，所以得到的固體中既有剩餘的CaCO3又有新生成的CaO，對一組的猜測要證明既有CaCO3又有CaO，所以得取兩次樣品，第一次取樣證明有CaO，可以加水看是否放出熱量，或加水後測生成物的PH，或取加水後的生成物溶液通CO2氣體看是否渾濁都可以；第二次取樣證明CaCO3隻要加稀鹽酸看是否產生氣泡就可以了。二組的猜測是白色固體可能全部是氧化鈣，只需取樣加稀鹽酸無氣泡產生就可以說明問題了。但他沒有這樣做，而是加水後通CO2氣體，變渾濁了，這樣做就麻煩了，因為CaO與水反應生成Ca(OH)2，Ca(OH)2是一種微溶物質現象也是渾濁，二組的同學給白色固體中加水後也沒有過濾，就通入二氧化碳，變渾濁，搞不清渾濁是微溶物Ca(OH)2，還是CaO與水反應生成的Ca(OH)2繼續與通入的CO2氣體反應生成的不溶物CaCO3。所以二組的實驗方案不正確。二組的同學只要在通CO2氣體之前過濾就可以了。所以在做探究題目時，一定要注意，思維必須嚴謹，語言准確，不要錯檢，漏檢，不要把簡單問題復雜化。雖然一題有多解，但要嚴密准確。

常見的CaO、Ca(OH)2、CaCO3性質的探究還有：例如松花蛋的製作原理中的化學方程式，裹在皮蛋殼外固體物質成分的探究，鍋爐水垢的成分的探究，珍珠真假的辨認等，所以我們在平時的教學中一定要注重化學知識在生活、生產中的實際應用，培養學生對實際問題的探究能力、解決實際問題的能力。真地做到學以致用。使學生發自內心的愛學化學、會學化學，想學化學，這樣我們的教育就成功了。

以上是幾類初中化學中常見物質性質的探究題分析，在平時的教學中C、Fe、Cu、Fe2O3、CuO、NaOH、CaO、Ca(OH)2、CaCO3等物質的性質，是教學的重點、也是難點，性質的應用更是難上加難，在平時的教學中老師都特別注意、重視它們性質的探究，考試題中有關這幾種物質性質的探究更是經常出現，學生要麼是理解不到位，要麼是語言不準確，在改卷子時，我發現這幾類常見物質性質的探究對學生而言大多數都出錯，所以在平時的教學中，復習中如果按類來進行性質的探究，按類來進行分析，注意思維的嚴謹性，語言的准確性，就可以化難為易。

E. 小偉「探究平面鏡成像特點」的實驗，如圖1甲所示，A、B是兩根大小相同的蠟燭．（1）實驗中當B蠟燭與A蠟燭

（1）實驗中當B蠟燭與A蠟燭的像完全重合，由此可得：像與物的大小相同；
平面鏡中的像的大小跟物體大小有關，跟物體到平面鏡的距離無關，所以物體靠近平面鏡，像也靠近平面鏡，像的大小不變．
（2）因為光屏只能接收實像，不能接收虛像，光屏不能接收到蠟燭A的燭焰的像，所以說明平面鏡成的像是虛像．
（3）實驗中如果把平面鏡向物體A的方向略有傾斜，蠟燭A的像會偏上，蠟燭C和蠟燭A的像不能完全重合，實驗不能成功．
（4）由於平面鏡成的像與物關於鏡面對稱，故表面上的刻度是左右相反的，因此當此時A手錶指針指在9點整，那麼B手錶的指針應調至3點才能與A手錶指針的像完全重合．
（5）A、物與像的對應點連線與鏡面不垂直，故本選項錯誤；
B、測量的是物體距離鏡面的最裡面和像距離鏡面的最外面，誤差較大，故本選項錯誤；
C、測量的是物體距離鏡面的最裡面和像距離鏡面的最裡面，誤差較小，故本選項比較合適
D、測量的是物體距離鏡面的最外面和像距離鏡面的最裡面，誤差較大，故本選項錯誤；
故答案為：（1）相等；靠近；（2）不能；（3）升高；（4）3；（5）C．

F. 小偉利用光具座進行了凸透鏡成像的探究實驗： （1）為了使燭焰的像能成在光屏的中央，要調整三者的位置