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1、物质组成探究题分类解析一、纯净物组成元素的探究例（2011市）（11分）葡萄糖是生命体所需能量的主要来源。【提出问题】 葡萄糖的燃烧产物是CO2和H2O，由此能否证明葡萄糖是只由碳元素和氢元素组成的有机物？【实验设计】 为了确定葡萄糖的元素组成，某小组设计了如下实验（其中浓硫酸、无水CaCl2均为常用干燥剂，部分固定装置省略）。（1）装置A中发生反应的化学方程式是 。（2）装置B中浓硫酸的作用是。（3）装置C处氧化铜的作用是 。【方案评价】（1）用充有空气的储气球代替装置A，是否更有利于实验的进行？ （填“是”或“否”），原因是 。（2）装置C处葡萄糖燃烧的设计特点是 （至少1条）。【数据处理
2、】下表是同学们填写的实验报告，请你帮助完成。实验事实数据分析及结论 18g葡萄糖完全燃烧，得到264g CO2和108g H2O数据分析： 结论：葡萄糖含有C、H、O三种元素【讨论交流】为了尽量减少误差：（1）该实验在进行过程中应注意的问题是 （1条）（2）从定量实验的角度看，该实验是否可进一步改进？请简要写出一个改进意见：。解析：探究纯净物的确组成元素一般要通过物质的反应后的生成物来判定。初中往往用燃烧的方法来探究简单的碳、氢、氧等元素的存在。碳元素燃烧生成二氧化碳，氢元素燃烧生成水，因此变成检验生成物中二氧化碳和水的存在，如果要判定氧元素的存在，则要通过二氧化碳和水的质量与反应前物质的质量
3、对比得到。观察题中的装置，装置A用过氧化氢溶液和二氧化锰反应制取氧气，反应据此可以写出。浓硫酸的作用是除掉A装置生成的氧气中的水蒸气。装置C中的氧化铜作用耐人寻味，但仔细分析也可以找到思路：葡萄糖充分燃烧产生二氧化碳，不充分燃烧产生一氧化碳，氧化铜有氧化性，可以将葡萄糖不充分燃烧产生的一氧化碳变成二氧化碳，以保证后面检验的二氧化碳中的碳等于葡萄糖中的碳。如果用空气代替纯氧，空气中的二氧化碳要影响葡萄糖中碳元素的质量，使碳的确质量偏高，结果不准确，因此不利于反应的进行。装置C处葡萄糖燃烧的设计特点可以归纳的地方很多，答案开放，只要有理皆可。数据的分析有两种算法：一种是先算生成物中的碳、氢元素质量
4、，碳元素质量由二氧化碳来算，氢元素质量由水来算，然后把碳、氢元素质量之和与葡萄糖的质量比较，相等，只有碳、氢元素，没有氧元素。小于，则有氧元素。同学们可以试试。另一种就是答案中的算法，先算出参加反应的氧气质量，然后算出二氧化碳和水中氧元素质量，发现生成物中的氧元素质量大于氧气的质量，则葡萄糖中有氧元素，据此可以得到葡萄糖含有C、H、O三种元素。后面的两个问题是开往性问题，主要目的的是考查学生的发散思维和归纳能力，可以根据装置灵活作答。答案：【实验设计】（1）（2）(2) 吸收从A中溢出的水蒸气（3）将葡萄糖不完全燃烧产生的少量CO氧化成CO2，保证葡萄糖中的碳都转化为CO2【方案评价】（1）
5、否空气中的CO2会干扰实验结果的测定（2） 在密闭体系里燃烧（或反应物均为纯净物或用酒精灯隔着玻璃管加热，达到着火点等）（3） 【数据处理】若葡萄糖中只含有C、H两种元素，则需O2：264g+108g-18g=192g，而264g CO2中氧的质量为264g3244 = 192g，108g H2O中氧的质量为108g1618 = 096g,因为产物中共有氧192g + 096g = 288g192g,所以，葡萄糖含有C、H、O三种元素（4） 【讨论交流】（1） 先通氧气再加热（或通过B中气泡的多少来O2控制产生的速度，防止气流过快，冲走葡萄糖和氧化铜，堵塞导气管或控制反应物的量，防止反应过快热
6、量来不及散发而引起试管炸裂或氧气足量防止燃烧不充分或反应结束，待冷却后再称量D、E的质量等）（2） 将F换成装有NaOH的干燥管，同时吸收空气中的CO2和H2O，减少实验误差（或A、B间加一个空集气瓶，用导气管连接等）二、固体混合物成份探究例 （2011市）（9分）请你参与某学习小组研究性学习的过程，并协助完成相关任务。【研究课题】探究水壶部水垢的主要成分【查阅资料】通过查阅资料知道，天然水和水垢所含的物质及其溶解性如下表：物质Ca(HCO3)2Mg(HCO3)2Ca(OH)2Mg(OH)2CaCO3MgCO3溶解性可溶可溶微溶不溶不溶微溶【提出猜想】水垢的主要成分一定含有Mg(OH)2和 ，
7、可能含有Ca(OH)2和 。【设计方案】（1）甲同学在烧杯中放入少量研碎的水垢，加入适量蒸馏水充分搅拌，静置。取上层清液滴入Na2CO3溶液 ，如果没有白色沉淀，说明水垢中无 (填化学式)。（2）乙同学设计了下列实验装置，进一步确定水垢中含有碳酸盐的成分。其主要实验步骤如下：按图组装仪器，将50g水垢试样放入锥形瓶中，逐滴加入足量稀盐酸。若D瓶增重22g，则水垢全部是CaCO3。待锥形瓶中不再产生气泡时，打开活塞b，从导管a处缓缓鼓入一定量的空气；称量D瓶物质增加的质量；重复和的操作，直至D瓶物质质量不变。测量滴加稀盐酸体积与D瓶物质增加质量的关系如右图曲线所示；【评价】（1）A瓶中的NaOH
8、溶液起到 作用。若A瓶中无NaOH溶液，D瓶中的质量将 （填“增大”、“不变”或“减小”）。（2）一般情况下，两种不同金属形成的碳酸盐与足量盐酸反应时，若两金属的化合价相同、两种盐的质量相同，则相对分子质量小者放出的气体多。分析曲线图可知：水垢中一定含有 （化学式），理由是 。（3）装置图中“？”所指处有三根导管同时穿过橡胶塞，已知：导管的直径为8mm，橡胶塞细段直径为3cm。从坚固和美观的角度考虑，请你在由图中标出应在哪三点打孔为好（用圆圈“”表示打孔位置）。 以上实验 （填“能够”或“不能”）检测出水垢中含有Mg(OH)2。解析：化学探究题不是要求通过难度较大的知识点来拔高考查层次，使同学
9、们无从下手，而主要是通过新的装置、表格、仪器、操作方法、完成方式来考查同学们的提炼知识，迁移知识，变通知识的能力。本题通过表格可知：Mg(OH)2 CaCO3 难溶，Ca(OH)2 MgCO3微溶，水垢的主要成分一定含有Mg(OH)2和CaCO3，可能含有Ca(OH)2和MgCO3。如果有Ca(OH)2，滴入Na2CO3溶液 ，一定要产生白色沉淀，现没有产生，则说明水垢中没有Ca(OH)2打开活塞b，从导管a处缓缓鼓入一定量的空气的目的是用空气把B中产生的二氧化碳全部排到D中，使测量结果准确，而空气中也有少量的二氧化碳，所以A瓶中的NaOH溶液起到除掉空气中二氧化碳的作用。如果A瓶中无NaOH
10、溶液，则空气中的二氧化碳也被D瓶中的氢氧化钠吸收，质量将增大。通过看图像，知道实际产生的二氧化碳质量是24克，再根据碳酸钙是22克，两金属的化合价相同、两种盐的质量相同，则相对分子质量小者放出的气体多可知一定含有碳酸镁。图中标孔的位置问题新颖，角度新，能在一定程度上考查同学们的实际应用能力和动手能力。答案：【提出猜想】CaCO3 MgCO3【设计方案】 Ca(OH)2【评价】吸收CO2 增大 （2）MgCO3 实际生成CO2的质量是24g，大于22g （3）（三个孔不在一条直线上即可得分，等边三角形最好）不能三、气体混合物成份探究例（2011市）水蒸气通过灼热的焦炭后得到的混合气体有哪些成分？
11、某化学兴趣小组在老师的指导下，对此进行了实验探究。【提出猜想】1该混合气体只含有一氧化碳、氢气2该混合气体含有一氧化碳、二氧化碳、氢气和水蒸气3该混合气体只含有二氧化碳、氢气和水蒸气4该混合气体只含有一氧化碳、二氧化碳和氢气【查阅资料】a无水硫酸铜遇水由白色变为蓝色。b碱石灰是固体氢氧化钠和氧化钙的混合物。c浓硫酸具有强烈的吸水性，常用作某些气体的干燥剂【实验过程】同学们在老师的指导下设计了如下图所示装置，并进行了实验(部分夹持仪器已略去)。（1）装置A中无水硫酸铜变蓝，装置B中澄清石灰水变浑浊，由此得出的结论为混合气体中有 。B中变化的化学方程式为 。（2）装置C中的药品为 。（3）E中氧化
12、铜变红、F中无水硫酸铜变蓝、G中澄清石灰水变浑浊，说明混合气体中还存在的气体是 ； E中的变化说明氧化铜具有 性。【实验结论】猜想 正确。【实验反思】经过讨论，同学们将上图中装置CH进行了简化，只用下图所示装置并自选必要试剂就能完成探究。其中，干燥管中碱石灰的作用为 ， 烧杯上能观察到的现象是 。最后一步的实验操作及现象是 。解析：对于还原性气体组成的探究，可以利用其还原金属氧化物的生成物不同来判定：氢气还原金属氧化物生成物是水，一氧化碳还原金属氧化物的生成物是二氧化碳，如果气体还原金属氧化物后只有水，则气体是氢气；只有二氧化碳，则气体是一氧化碳；水和二氧化碳两者都有，则气体是氢气和一氧化碳。
13、此题看似复杂，其实只要把资料中的信息用上，再分别把八个装置的作用弄明白，结果水到渠成。（1）装置A中无水硫酸铜变蓝，根据资料可以判断有水，装置B中澄清石灰水变浑浊，可以判定有二氧化碳。由此得出的结论为混合气体中有水蒸气和二氧化碳。B中变化的化学方程式就写二氧化碳与氢氧化钙的反应。（2）A、B已经判定了水和二氧化碳的存在，现在的C、D应该要除去水蒸气和二氧化碳。先除去二氧化碳，应该用氢氧化钠溶液。注意一般不用澄清石灰水，因为它的溶解度过小，效果不理想。所以装置C中的药品为NaOH溶液。D中放什么呢？应该放除掉水蒸气的物质，是什么呢？浓硫酸。经过C、D两步，二氧化碳和水蒸气已经没有了。（3）E中氧化铜变红，说明有还原性气体存在，F中无水硫酸铜变蓝，说明生成物中有水，混合气体中有氢气；G中澄清
