1、1专题 3.27 假设猜想型实验探究评价题假设猜想型实验探究评价题是近几年高考的热点题型，这类问题一般以物质制备或反应后物质的为基础对其进行假设探究，这类试题我们将其拆分为三部分，制备过程，以反应过程为主；假设过程基于反应的原理（质量守恒、氧化还原等）进行；最后性质探究（本质为物质的检验） 。这类问题综合考查元素及化合物性质、化学反应原理、实验基本操作、物质的检验等相关知识，综合性强，难度较大。【点睛】根据本题对空白实验的信息可知编号为 4 的实验应加入的样品和辅助试剂，实验组与对照组的无关变量的影响是相等的，这样通过空白对照实验，对比实验的结果，排除无关变量的影响，则可认定为是来自实验变量的
2、效果，使实验结果更有说服力；易错点为计算液态奶的含氮量时盐酸体积应为第 1 次和第 3 次滴定的平均值减去 xml（不含奶时消耗盐酸的体积为 xml） ，第 2 次的测定结果误差较大，应舍弃。【例 2】I常温常压下，一氧化二氯（Cl 2O）为棕黄色气体。沸点为 3.8，当温度高于 42时，分解生成 Cl2和 O2，Cl 2O 易溶于水并与水反应生成 HClO。将氯气和空气（不参与反应）按照体积比 1：3 混合后，通入含水量为 8%（质量分数）的碳酸钠中制备 Cl2O，并用水吸收 Cl2O（不含 Cl2）制备次氯酸溶液。2（1）仪器 a 的名称是 _。（2）上述装置合理的连接顺序为 _ _ _
3、C _ （填装置下方的大写字母） 。（3）反应过程中装置 B 需要放在冷水中，其目的是_。（4）装置 C 的作用 _。（5）制备 Cl2O 的化学方程式_。（6）此方法相对于用氯气直接溶于水制备次氯酸溶液的优点主要为_。II （7）探究 NO 与 Na2O2反应的产物。假设 1：产物只有 NaNO2；假设 2： _；假设 3：产物为 NaNO3和 NaNO2的混合物。为验证反应产物，该小组同学准确称取反应后的固体 3.50 g，用煮沸并冷却后的蒸馏水配成 100.00 mL 溶液，取 10.00 mL 溶液于锥形瓶中，用 0.200 0 molL-1KMnO4溶液(硫酸酸化)滴定，共消耗KMn
4、O4溶液 10 mL。滴定过程中发生反应的离子方程式为_，反应产物中 NaNO2的质量分数为_(保留四位有效数字)。【答案】三颈烧瓶 A D B E 防止反应放热后温度过高导致 Cl2O 分解 除去 Cl2O 中的Cl2 2Cl2 + Na2CO3=Cl2O + 2NaCl + CO2或 2Cl2 + Na2CO3 + H2O =Cl2O + 2NaCl +H2 CO3或 2Cl2 + Na2CO3 + H2O =Cl2O + 2NaCl +NaHCO3 制得的次氯酸溶液纯度较高（浓度较大） 产物只有NaNO3 2MnO4+5NO2+6H+=5NO3 +2Mn2+3H2O 98.57% 【解析
5、】【分析】I根据实验目的，要将 Cl2和空气混合通入含 Na2CO3溶液中制备 Cl2O ，应先用装置 A 制备 Cl2，再通过装置 D 除去混合气体中的 HCl 气体，同时混入空气，将混合气体通入装置 B，在装置 B 中发生制备 Cl2O 的反应；然后将制取的 Cl2O 气体先通入 装置 C，以除去 Cl2杂质气体，最后通过装置 E 制取3次氯酸溶液。II由化合价变化可知，NO 与 Na2O2反应可能生成 NaNO2或 NaNO3或 NaNO3和 NaNO2的混合物；NaNO 2中 N 元素为+3 价，能被酸性 KMnO4溶液氧化为 NaNO3，根据方程式和题给数据计算反应产物中 NaNO2
6、的质量分数。【详解】I （1）仪器 a 的名称是三颈烧瓶，故答案为：三颈烧瓶；（2）根据实验目的，要将 Cl2和空气混合通入含 Na2CO3溶液中制备 Cl2O ，应先用装置 A 制备 Cl2，再通过装置 D 除去混合气体中的 HCl 气体，同时混入空气，将混合气体通入装置 B，在装置 B 中发生制备 Cl2O 的反应；然后将制取的 Cl2O 气体先通入装置 C，以除去 Cl2杂质气体，最后通过装置 E 制取次氯酸溶液，故装置的连接顺序为 A、D、B、C、E，故答案为：A；D；B；E；（3）已知 Cl2O 在 42以上会分解生成 Cl2和 O2，因此反应过程中，装置 B 需放在冷水中，防止反应
7、放热后温度过高导致 Cl2O 分解，故答案为：防止反应放热后温度过高导致 Cl 2O 分解；（4）氯气属于非极性分子，易溶于非极性的有机溶剂四氯化碳，所以装置 C 的作用是除去 Cl2O 中的 Cl2，故答案为：除去 Cl 2O 中的 Cl 2； 在教材中的实验有一些存在实验现象不 明显或装置过于复杂，且对环境不利等情况，我们可以通过对反应装置的探究来改进实验，使其达到理想的状态。（4）与实际问题有关的探究点化学问题或现象在我们身边无处不在，诸如实际生活、工农业生产、医药、环境污染等都或多或少存在一些需要通过化学实验进行解决的问题。因此，可以从中发掘这些问题或现象作为背景来设计实验，在实际问题
8、的解决中体验科学探究。（5）与绿色实验有关的探究点与绿色实验有关的探究点，是一个综合性的问题，可以包括反应物、产物、实验装置等的探究。这些探究点的选择是出于实验绿色化呼声的需要，也是当前实验设计中较为重视的一项内容。绿色实验的设计同时也是培养学生的环保意识和创设良好的实验环境的重要手段。这类试题一般解题方法如下4解决这类问题需要明确科学探究的一般步骤，即“提出问题猜想假设科学探究得出结论”四个步骤，后面三步是作答的关键明确此类问题的设问特点分步分析解题流程此类题目一般是根据题中给出假设猜测另外几种可能情况，常常是推测混合物中物质的存在情况（或反应物的剩余情况） ，如果是两种物质的话 A、B，即
9、假设 A，假设 B、假设 A 和 B，三种情况猜想假设提出猜想要有科学依据，猜想与假设必须合理、周密，不能凭空乱猜。要依据物质的性质和变化规律，联系试题提供的资料信息，围绕问题展开理解题意 4 步骤科学探究设计实验方案。 （1）要针对猜想与假设，分析有有关离子或物质的性质差异，将实验方案的设计细化为对某种物质或微粒检验。 （2）先考虑各物质或微粒单独存在时常规的检验方法，再思考在试题所设定的特殊环境下，是否存在干扰因素，如何排除干扰？（3）制订一个能排除干扰的合适实验方案得到结论解题时要关注科学性与严谨性，关注检验某物质时的特殊反应环境。1硫代硫酸钠(Na 2S2O3)可看成是一个 S 原子取
10、代了 Na2SO4中的一个 O 原子而形成。某校化学研究性学习小组运用类比学习的思想，通过实验探究 Na2S2O3的化学性质。（提出问题）Na 2S2O3是否与 Na2SO4相似具备下列性质呢？猜想：_；猜想：溶液呈中性，且不与酸反应；猜想：无还原性，不能被氧化剂氧化。（实验探究）基于上述猜想，设计实验方案。实验操作 实验现象或预期实验现象 现象解释(用离子方程式表示)5_ 溶液 pH8 _猜想 向 pH2 的硫酸中滴加Na2S2O3溶液_ S2O322H =SSO 2H 2O猜想向新制氯水(pH2)中滴加少量 Na2S2O3溶液氯水颜色变浅 _（实验结论）Na 2S2O3能与酸反应，具有还原
11、性，与 Na2SO4的化学性质不相似。（问题讨论）(1)甲同学向探究“猜想”反应后的溶液中滴加硝酸银溶液，观察到有白色沉淀产生，并据此认为氯水可将 Na2S2O3氧化。你认为该方案是否正确并说明理由_。(2)请重新设计一个实验方案，证明 Na2S2O3被氯水氧化。该实验方案是_。【答案】与 BaCl2溶液反应有沉淀生成 用玻璃棒蘸取 Na2S2O3溶液，点滴到 pH 试纸的中央，将试纸呈现的颜色与标准比色卡对照 S2O32H 2O HS2O OH 有淡黄色沉淀和无色刺激性气味气体产生 S2O324Cl 25H 2O=2SO428Cl 10H 不正确，因氯水过量，氯水中同样含有Cl 取少量反应后
12、的溶液，向其中滴入氯化钡溶液，若观察到有白色沉淀产生，则说明 Na2S2O3能被氯水氧化 【解析】【分析】【详解】Na2SO4能与 BaCl2溶液反应有硫酸钡沉淀生成，所以猜想：Na 2S2O3与 BaCl2溶液反应有沉淀生成；猜想是测定 Na2S2O3溶液的酸碱性，方法是用玻璃棒蘸取 Na2S2O3溶液，点到 pH 试纸的中央，将试纸呈现的颜色与标准比色卡对照；Na 2S2O3溶液呈碱性的原因是 Na2S2O3水解，水解方程式是 S2O32H 2OHS2O3-OH ；在 Na2S2O3溶液中加入硫酸，由方程式可知生成 S 和 SO2，所以现象是有淡黄色沉淀和无色刺激性气味气体产生。猜想中实验
13、现象只有氯水颜色变浅，说明氯气把 Na2S2O3氧化成SO42，反应离子方程式是 S2O324Cl 25H 2O=2SO428Cl 10H 。(1) 氯水过量，氯水中同样含6有 Cl ，所以向探究“猜想”反应后的溶液中滴加硝酸银溶液，观察到有白色沉淀产生，不能认为氯水可将 Na2S2O3氧化。(2)取少量反应后的溶液，向其中滴入氯化钡溶液，若观察到有白色沉淀产生，则说明 Na2S2O3能被氯水氧化为 SO42。 3已知 SO2可以用 Fe(NO3)3溶液吸收,某学习小组按如图装置展开探究:取一定量的铜片于三颈烧瓶中,通入一段时间 N2后再加入足量的浓硫酸,加热;装置 A 中有白雾(硫酸酸雾)生
14、成,装置 B 中产生白色沉淀。回答下列问题:(1)装置 A 中用于添加浓硫酸的仪器名称为_;检查图中连通装置 A、B 气密性的方法是_。 (2)加入浓硫酸之前先通入 N2一段时间,其目的是_;排除装置 A 中白雾影响,可在装置 A、B间增加洗气瓶 C,则 C 中盛放的试剂是_;若用 NaOH 溶液处理尾气,则发生反应的离子方程式为_。 (3)经过讨论,该小组对装置 B 中产生沉淀的原因,提出下列假设(不考虑各因素的叠加):假设 1:装置 A 中白雾进入装置 B 中参与了反应假设 2:_假设 3:Fe(NO3)3溶液显酸性,在此酸性条件下 NO3-能氧化 SO27(4)请你设计实验验证上述假设
15、3,写出实验步骤、预期现象和结论。实验步骤(简述操作过程) 预期现象和结论测 1.0 molL-1 Fe(NO3)3溶液的pH _ _ _【答案】分液漏斗关闭弹簧夹 1 和弹簧夹 2,打开分液漏斗上方塞子及下方活塞,向三颈烧瓶中加水至水不再流下,分液漏斗中有水且一段时间内液面不下降,则气密性良好,否则不好排出空气饱和 NaHSO3溶液SO2+2OH-=SO32-+H2OSO2被 Fe3+氧化为 SO42-取与 Fe(NO3)3溶液中 c(NO3-)相同的适量 Ba(NO3)2溶液滴入试管中向试管中滴加少许稀硝酸,调节 pH 与相同向试管中通入适量 SO2气体若有白色沉淀生成,则假设3 成立;反
16、之,假设 3 不成立【解析】【详解】(3)装置 B 中生成的白色沉淀为 BaSO4，所以溶液中生成了 SO42-，结合假设 1 和假设 3 以及不考虑各因素 的叠加,可推知假设 2 为 SO2被 Fe3+氧化为 SO42-，与溶液中的 Ba2+结合生成 BaSO4。(4)选用溶液显中性的 Ba(NO3)2溶液，调节 pH 至酸性，再通入 SO2即可验证假设 3 是否成立，具体过程为取与 Fe(NO3)3溶液中 c(NO3-)相同的适量 Ba(NO3)2溶液滴入试管中； 向试管中滴加少许稀硝酸,调节 pH 与相同；向试管中通入适量 SO2气体；结论若有白色沉淀生成,则假设 3 成立;反之,假设
17、3 不成立。4某学习小组探究稀 HNO3、浓 HNO3与铜的反应。 装置（尾气处理装置略） 现象 8中开始无明显现象，渐有小气泡生成，越来越剧烈，液面上方出现浅红棕色气体，溶液呈蓝色。中反应剧烈，迅速生成大量红棕色气体，溶液呈绿色。(1)试管中 Cu 与稀 HNO3反应的化学方程式是_。(2)中反应的速率比中的快，原因是_。(3)针对中溶液呈绿色的原因，提出假设：假设 1：Cu 2+的浓度较大所致；假设 2：溶解了生成的 NO2。探究如下：取中绿色溶液，分为两等份。取一份于如图所示装置中，_(填“ 操作”和“现象”)，证实中溶解了 NO2。向另一份溶液加入_（填化学试剂） ，溶液变为蓝色。证实
18、假设 1 不成立，假设 2 成立。 (4)对于稀 HNO3与铜生成 NO、浓 HNO3与铜生成 NO2的原因，提出两种解释：解释 1HNO 3浓度越稀，溶液中 NO3-的数目越少，被还原时，每个 NO3-从还原剂处获得较多电子的机会_（填“增多”或“减少” ） ，因此被还原为更低价态。解释 2推测下列平衡导致了产物的不同，并通过如下实验证实了推测的合理性。3NO2+H2O=2HNO3+NOB 中盛放的试剂是_。C 中盛放 Cu(NO3)2和_。 9该小组证实推测的合理性所依据的实验现象是_。【答案】3Cu+8HNO 3(稀)=3Cu(NO 3)2+2NO+4H 2O 硝酸浓度大 向上拉动活塞
19、a，试管内液面上方出现红棕色气体 Cu(OH) 2(或 CuO 等) 增多 水 浓硝酸 C 中溶液变绿 【解析】【分析】(一)Cu 与硝酸反应，浓度不同，反应速率不同；稀硝酸反应后溶液呈蓝色，浓硝酸反应后溶液呈现绿色；若是由于 NO2溶解所致，可通过减少 NO2的含量，观察溶液颜色进行判断或通过增大溶液中 Cu2+浓度，观察溶液颜色是否发生变化，判断导致原因是 Cu2+浓度大小还是 NO2的溶解； 结合影响反应速率的因素可知，60s 后 Al 与置换出的 Cu 在酸性条件下形成原电池或反应放热，温度升高速率加快均能使反应加快；故答案为：Al 与置换出的 Cu 在酸性条件下形成原电池（或反应放热，温度升高导致速率加快） ； （2）根据实验现象可知，如果存在 SO42-对 Al 与 Cu2+的置换反应存在一定的抑制作用，则同样有 Cl-对 Al 与 Cu2+的置换反应存在促进作用的可能；故答案为：Cl -对 Al 与 Cu2+的置换反应存在促进作用；10
