中考化學實驗探究題分類解析

趙春燕

分析近年來黑龍江省中考化學試題，不難發現在考查學生綜合能力、知識掌握程度方面實驗探究題占有重要地位，并呈現多樣、靈活、開放的特點。實驗探究題多以化學實驗為基礎，聯系生產生活、科學研究、時事熱點（如環保、能源、安全等）等實際應用設計考題。側重考查：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，查閱并收集資料、證據，調查研究等；探究的能力，如制訂計劃，建立假設、模型，設計實驗，比較差異，分類概括，分析評價等；表達交流的能力，如提問、討論、解釋數據、制作圖表及描述等。

一、化學反應后物質成分的探究

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

例1：（2015年 黑龍江省齊齊哈爾市）研究性學習小組在實驗室進行了化學實驗，向一盛有鎂和銅混合物的燒杯中加入一定量的稀鹽酸，充分反應后，觀察到燒杯中有固體剩余，對反應后所得溶液中溶質的成分進行探究。

（1）寫出上述燒杯中發生反應的化學方程式

（2）對反應后所得溶液中溶質的成分進行猜想，請你再補充一種猜想。

[猜想]小光猜想：溶質為氯化鎂；小紅猜想：溶質為氯化銅和氯化鎂；你的猜想：溶質為 。

（3）[討論]你認為 的猜想不合理，理由是

（4）[實驗]若你的猜想正確，設計一種實驗方案證明你的猜想并完成下表：

實驗步驟 實驗現象 實驗結論

取少量反應后溶液： 你的猜想正確

解析：鎂與鹽酸可能恰好完全反應，也可能其中一種過量。如果鹽酸過量，溶質為氯化鎂和氯化氫。由于銅的活動性排在氫后，所以銅不能與鹽酸反應，溶質中不可能有氯化銅。要驗證是否有鹽酸的存在，可使用紫色石蕊試液，因其可以檢驗廢液中是否含有呈酸性的鹽酸。根據鹽酸的性質，也可以選擇活潑金屬單質或碳酸鹽檢驗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，由于銅的活動性在氫后面，所以銅不能與鹽酸反應，所以溶質中不可能有氯化銅；（4）滴加幾滴石蕊試液，溶液變紅色。

點撥：從完全反應和不完全反應兩個方面去考慮，生成物一定會含有，反應物可能有剩余。這樣一般會有兩種情況：一種恰好完全反應，反應后的物質只有生成物；另一種是有過量的反應物，則反應后的物質有兩種：生成物和其中一種剩余的反應物。

注意：兩種反應物不可能都含有，因為他們不能共存。這類問題通常還涉及驗證產物，驗證的要點是：一般情況下，生成物不需要驗證，只須驗證過量的那一種反應物就行了。

二、物質變質的探究

物質在空氣中變質一般是與空氣中的O2、H2O、CO2中的一種或兩種乃至三種同時作用而產生的。

堿類物質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同時作用；金屬中活潑金屬與O2或者與O2和H2O同時作用而變質，例如鐵；不活潑金屬一般與H2O、O2、CO2同時作用而變質，例如銅。

例2：化學學習小組做酸堿發生中和反應的驗證實驗，他們用一瓶久置的NaOH固體配制成NaOH溶液，當把鹽酸滴入到NaOH溶液中時，觀察到有氣泡產生，為什么會和預設的實驗現象不同了呢？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，是Na2CO3固體。

[猜想2]部分變質，是NaOH和Na2CO3的固體混合物。

NaOH固體變質的原因是 （用化學方程式表示）。

[實驗方案]小剛設計實驗進行探究，請你和他一起填寫實驗報告：

[提出質疑]小紅認為小剛的結論不正確，理由是

小紅設計了一個實驗方案，請填寫實驗報告：

[提出質疑]小軍認為小紅的實驗方案在操作上有問題，在步驟（1）之后（2）之前應進行過濾操作，你認為過濾操作有無必要？ 。理由是 。

解析：設計方案時，根據檢驗氫氧化鈉常用酚酞，但是碳酸鈉在溶液中也能使酚酞變色，所以需要先檢驗并除去碳酸鈉，但是不能引入氫氧根離子進行分析；提出質疑中碳酸鈣是沉淀，氯化鈣在溶液中顯中性，不會影響酚酞的變色，所以過濾操作沒有必要。

答案：NaOH固體變質的原因是：2NaOH+CO2=Na2CO3+

H2O；

小紅認為小剛的結論不正確的理由是：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，產生白色沉淀；

化學方程式：CaCl2+Na2CO3 CaCO3↓+2NaCl。

實驗現象：無色酚酞溶液變紅。

沒有必要；理由是：因為氯化鈣和碳酸鈉溶液恰好完全反應，產物是碳酸鈣沉淀，對無色酚酞的變色不產生影響。

點撥：中考中變質問題考查較多的是氫氧化鈉變質和鐵生銹等問題，常將其放在某一情境中考查。其中對氫氧化鈉變質問題的探究最為常見，因為氫氧化鈉變質后生成碳酸鈉，而氫氧化鈉和碳酸鈉的水溶液都是堿性的，所以在檢驗其是否完全變質時，要將碳酸鈉完全除去，以排除對氫氧化鈉檢驗的干擾。

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生干擾的離子，只能選用CaCl2、Ba（NO3）2等鹽類物質，不能選用堿類物質。

三、混合物成分的探究

1. 物質不涉及化學變化

這類題目涉及的內容有：殘缺標簽物質的猜想、一些特殊顏色物質的猜想、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，取樣品進行如下實驗：

原白色固體中一定不含有 ，一定含有 。

解析：根據操作1得到的是無色溶液，說明不含有硫酸銅。根據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，據此分析判斷白色固體中的物質。

答案：CuSO4；BaCl2、Na2SO4、Na2CO3、NH4HCO3。

點撥：通過被探究的物質符合題目涉及的性質，如物理性質：色、態、味、可溶性等；化學性質：可燃性、酸堿性等，以及物質間相互反應產生的明顯現象，如變色、生成沉淀或氣體等進行探究，還應注意被探究的物質還應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的銜接，離子問題是與高中知識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，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）某化學活動小組在一次實驗中進行了如圖所示實驗：

此時觀察到的實驗現象是（1） 。

實驗后，小組同學充分振蕩U形玻璃管，將U形玻璃管內的物質過濾后，對濾液成分產生了濃厚的興趣，進行了進一步的探究活動。

[提出問題]濾液中除Na+外，還含有什么離子？

[猜想與假設]A同學：含有OH-、Cl-、CO32-；

B同學：含有OH-、Cl-、Ba2+

C同學：含有（2） （填離子符號）。

[實驗探究]B同學為了驗證自己的猜想，取濾液于試管中，向其中滴加少量的硫酸鈉溶液，觀察到無明顯現象。由此B同學得出結論：自己的猜想不成立，A同學的猜想成立。

[評價與交流]請你評價B同學的結論：（3） 。同學們經過討論后一致認為：B同學在驗證自己的猜想時，若將所加試劑調換成足量的另一種試劑（4）

（填化學式），既能驗證自己的猜想，也能確定濾液中的離子成分。

C同學取該試劑進行實驗，最終確定了濾渡中的離子成分。

[歸納與總結]通過上述實驗我們能夠總結出：在確定化學反應后所得溶液中的離子成分時，一般應加入（5） ，驗證（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，也無明顯現象，因此B同學的結論不完全正確。

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

點撥：1. 離子共存是初中化學中的重點，也是難點，溶液中的化學反應，實質就是離子之間的相互反應，即各離子相互反應生成了沉淀、氣體或水等難電離的物質。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生反應，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，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特定的顏色，如Cu2+ （藍色）、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。二是緊扣反應時的實驗現象，根據發生的反應及離子共存的實質，層層剖析，推出結論。