高考化学探究习题汇编100题

高考化学探究试题汇编 100 题编者按：为了培养学生的科学探究能力和应试能力，适应高中课改后的第一年高考，我们组织高三化学教师选编了 100 道探究性试题，称之为“探究性试题百题大战”。我们相信，经过这 100 道探究性试题的训练，学生的应试能力一定会大大提高。欢迎各位老师多多提供探究性原创题。1、(10 分) 科学家对 H2O2 结构的认识经历了较为漫长的过程，最初，科学家提出了两种观点： 、HO OH。式中 OO 表示配位键，即共用电子对由某原OH子单方面提供（在化学反应中氧氧键遇到还原剂时易断裂）。化学家 Baeyer 和 Villiyer 为研究 H2O2 的结构，设计并完成了下列实验：a、将 C2H5OH 与浓 H2SO4 反应，生成 (C2H5)2SO4 和水；b、将制得的(C 2H5)2SO4 与 H2O2 反应，只生成 A 和 H2SO4；c、将生成的 A 与 H2 反应（已知该反应中 H2 作还原剂）。用电子式表示、两种结构：_、_。如果 H2O2 的结构如所示，实验 c 中化学反应方程式为（A 写结构简式，下同）_；假如 H2O2 的结构如所示，实验 c 中化学反应方程式为 _。为了进一步确定 H2O2 的结构，还需要在实验 c 后添加一步实验 d，请设计 d 的实验方案：_2（10 分） 、 均为难溶于水的白色固体某同学向243)(PCa4aHO溶液中滴加 溶液至恰好反应，生成白色沉淀试设计一个简单的实验方4HPONa2l案，来证明所生成的白色沉淀是 还是 （已知： 水解程度大243)(a4CaP24HPO于电离程度）实验原理_实验用品及试剂：烧杯、玻璃棒、试管、滴管；石蕊试液、酚酞、pH 试纸实验步骤、现象及结论：（可以不填满）1_2_3_4_5_3、（本题共 12 分）某研究性学习小组为研究 Cu 与浓 H2SO4 的反应，设计如下实验探究方案（装置中的固定仪器和酒精灯均未画出）实验选用细铜丝、98.3% H2SO4、品红溶液、澄清石灰水、CCl 4、NaOH 溶液等药品，铜丝被卷成螺旋状，一端没入浓 H2SO4 中，另一端露置在液面上方。以下是该学习小组部分交流记录及后续探究实验的记录根据上述材料回答下列问题（1）A 试管上方的长导管的作用是 _；D 、E 两支试管中 CCl4 的作用是_。（2）加热过程中，观察到 A 试管中出现大量白色烟雾，起初部分烟雾在试管上部内壁材料一：小组交流摘录学生 1：加热前，无现象发生；加热后，液面下铜丝变黑，产生气泡，有细小黑色颗粒状物质从铜丝表面进入浓硫酸中，黑色物质是什么？值得探究！学生 2：，我也观察到黑色颗粒状物质，后来逐渐转变为灰白色固体，我想该灰白色固体极有可能是未溶于浓硫酸的 CuSO4。学生 3：你们是否注意到液面以上的铜丝也发黑，而且试管上部内壁有少量淡黄色 S 固体凝聚，会不会液面以上的铜丝与硫发生了反应，我查资料发现：2Cu+S=Cu 2S（黑色）。材料二：探究实验剪辑实验 1 将光亮的铜丝在酒精灯火焰上灼烧变黑，然后插入稀硫酸中，铜丝重新变得光亮，溶液呈蓝绿色；将光亮的铜丝置入加热的硫蒸气中变黑，然后插入稀硫酸中无变化。实验 2 截取浓硫酸液面上方变黑的铜丝，插入稀硫酸中无变化；将浓硫酸液面下方变黑的铜丝，插入稀硫酸，黑色明显变浅，溶液呈蓝绿色。实验 3 将溶液中的黑色颗粒状物质，经过滤、稀硫酸洗、蒸馏水洗、干燥后放入氧气流中加热，然后冷却，用电子天平称重发现质量减少 10%左右。析出淡黄色固体物质，在持续加热浓硫酸（沸腾）时，淡黄色固体物质又慢慢地消失。写出淡黄色固体消失的化学反应方程式：_。（3）对 A 试管中的浓 H2SO4 和铜丝进行加热，很快发现 C 试管中品红溶液褪色，但始终未见 D 试管中澄清石灰水出现浑浊或沉淀。你的猜想是：_ _ 。设计实验验证你的猜想_ 。（4）根据上述研究，结合所学知识，你认为液面下方铜丝表面的黑色物质成分是_。（写化学式）4（9 分）茶是我国人民喜爱的饮品，其中含有多种有益于人体健康的成分，据测定茶叶中含有 450 种以上的有机成分与 15 种以上的元素。某化学研究小组欲探究茶叶中钙元素的含量，设计了探究实验方案如下：（已知茶叶中的铝、铁元素对钙离子的测定有影响）步骤 1：称取 500 克干燥的茶叶，置于通风橱中，充分灼烧使茶叶灰化，再用研钵磨细后移入烧杯中，然后将 200mL 1 molL-1 盐酸加入灰中搅拌、过滤、洗涤。步骤 2：向步骤 1 所得滤液中逐滴加入稀氢氧化钠溶液，调节溶液的 pH 为 67 左右，使铝、铁的氢氧化物完全沉淀，再加热煮沸 30 min，加入 7.95 g 无水碳酸钠，充分搅拌，待沉淀完全后，过滤，洗涤，过滤后得到滤液和沉淀。步骤 3：将步骤 2 所得的滤液稀释至 500 mL，取其中的 20.00 mL 溶液以甲基橙作指示剂，用0.1000molL-1 的 HCl 标准溶液滴定，终点时消耗盐酸的体积为 20.00 mL，计算结果。请回答下列问题步骤 1 中，使茶叶灰化需要三角架、泥三角、酒精喷灯、 、 等仪器。步骤 2 中，改用试剂_来调节 pH 将更为方便；判断沉淀已经洗涤干净的方法是。步骤 3 中，滴定操作时，眼睛注视 。被滴定的 20 mL 滤液中 CO32 的物质的量为 _mol，原茶叶中钙离子的质量分数为_。若碳酸钠试剂不纯，且所含杂质不与 Ca2+反应，则测得的钙离子的质量分数将_( 填下列序号之一： 偏小 偏大 不偏 偏小或偏大或不偏)5（11 分）某化学研究小组以铜为电极电解饱和食盐水，探究过程如下：【实验 1】：如右下图装置，电源接通后，与电池负极相连的铜丝上有大量气泡产生；与电池正极相连的铜丝由粗变细。电解开始 30s 内，阳极附近出现白色浑浊，然后开始出现橙黄色浑浊，此时测定溶液的 pH约为 10。随着沉淀量的逐渐增加，橙黄色沉淀慢慢聚集在试管底部，溶液始终未出现蓝色。【实验 2】：将实验 1 中试管底部的橙黄色沉淀取出，分装在两支小试管中，以后的操作和现象如下：序号 操作 现象 滴入稀硝酸溶液沉淀溶解，有无色气泡产生，最终得到蓝色溶液。 滴入稀硫酸溶液橙黄色沉淀转变为紫红色不溶物，溶液呈现蓝色阅读资料：常见铜的化合物颜色如下：物质 颜色 物质 颜色氯化铜固体呈棕色，浓溶液呈绿色，稀溶液呈蓝色氢氧化亚铜(不稳定)橙黄色碱式氯化铜 绿色 氢氧化铜 蓝色氧化亚铜 砖红色或橙黄色 氯化亚铜 白色请回答下列问题：（1）铜的常见正化合价为_ _、_，最终试管底部橙黄色沉淀的化学式_（2）阴极上发生的反应为： 阳极上发生的反应为： （3）写出实验 2 中、的离子方程式_，_。6.（12 分）下列是某兴趣小组研究浓硫酸的氧化性的结论并进行了实验验证:一般认为 1:1 的硫酸浓度大于 60%，就具有一定的氧化性，越浓氧化性越强，60%以下的 H2SO4 氧化性就不怎么强了。温度也影响氧化性，如铜放于冷的浓硫酸中反应不明显，如果加热就可以观察到明显现象。98%的浓硫酸物质的量浓度为 18.4molL1 ，密度为 1.84gcm3据以上信息回答：（1）如图装置，同学甲先向带支管的试管中放入铜粉和 3mL 水，然后从分液漏斗中加 98%的浓硫酸 1015 滴（约 0.5mL），加热至沸腾，该试管中液体是否有有明显变化_。试用数据解释原因_。(2)甲同学再用分液漏斗加浓硫酸 10mL 再加热至沸腾，现象是_。(3)乙同学利用所示装置直接从分液漏斗中加浓硫酸 10mL 与铜片反应。所观察到与甲不同的现象是 _原因是_。为了最终看到与甲类似的现象，乙同学需进行的操作是_。(4)乙同学进行加热，还在带支管的试管中观察到有黑色物质出现，大胆假设此物质是_。(以上试题由宝安中学江和平老师供稿)7、农民使用的氮肥主要是“氢铵”和尿素。某化学兴趣小组对某“氢铵”化肥进行了专项研究：（1）预测：根据已有知识和“氢铵”的名称，该小组预测该“氢铵”是碳酸或亚硫酸或硫酸的铵盐。（2）验证和探究：NH 4+的验证：取少量固体药品于试管中，然后 。阴离子的探究： a.取少量固体药品于试管中，然后向试管中滴加稀盐酸，固体全部溶解，将产生的气体通入下列装置。观察到的现象是：溴水无明显变化，澄清石灰水变浑浊。再向滴加稀盐酸反应后的试管中，加 Ba(OH)2 溶液，无明显现象。 初步结论：“氢铵”是 的铵盐。b.要进一步确定“氢铵”的成分还需要补做如下实验：取适量“氢铵”配制成溶液，取试液于一支洁净的试管中，加 。（3）该实验小组设计了以下二个实验方案测定该化肥的含氮量，请你阅读后解释方案中提出的问题并进行评价：方案（一）：准确称取一定质量的样品，放入上图方案（一）的烧瓶中，滴加过量 NaOH浓溶液，充分微热，按如图装置，通过实验测定烧杯增加的质量（忽略漏斗中附着溶液的质量）。然后进行计算，可得化肥的含氮量。方案（二）：准确称取一定质量的样品，放入上图方案（二）的烧瓶中，滴加过量 NaOH浓溶液，充分微热，按如图装置(A 管可以上下移动) ，测量生成的氨气体积（设所测体积为标准状况下的体积）。然后进行计算，可得化肥的含氮量。方案（二）图中导管 a 的作用是 请你评价上述两套方案是否合理。若合理只需要说明结论；若不合理，请简要说明原因，并指出修改方案（若要添加仪器、药品，请说明添加的位置、名称）方案（一）： 方案（二）： 8、某省 2005 年工业（主要是热电厂）二氧化硫排放总量为 1.24106 t，全省酸雨污染比较严重。分析降雨成分发现，雨水中阴离子仍以硫酸根离子为主，约占阴离子总量的61.9%，阳离子以铵根离子为主，约占阳离子总量的 84.1%。阴离子中 SO42 和 NO3 的质量比为 4.131，NO 3 的比例呈明显上升的趋势。回答下列问题： 该省大气污染特征是 A煤烟型 B机动车尾气型AC由煤烟型向煤烟型与机动车尾气混合型转化D由机动车尾气型向煤烟型与机动车尾气混合型转化 请你提出该省防治酸雨的两条主要措施；。 某 校 研 究 性 学 习 小 组 拟 选 择 “不 同 地 点 空 气 中 二 氧 化 硫 的 含 量 分 析 ”的 课 题 进 行 探 究 。如果你参加该课题的探究，在小组讨论测定地点时，你建议选择的测定地点分别是 。通过查阅资料后发现，1994 年以前，人们常采用 HgCl2、NaCl 的混合溶液吸收二氧化硫，1994 年国家颁布标准（GB/T1526294）规定用甲醛溶液吸收二氧化硫。变更吸收剂的原因除了用甲醛溶液的吸收效果比较好外，另一个原因可能是 。甲醛溶液吸收二氧化硫以后发生了如下反应，生成稳定的羟基甲磺酸：HCHOH 2SO3该反应类型属于 。测定时，只需向吸收空气的甲醛吸收液中加入适量 NaOH 和指示剂，SO 2与指示剂、甲醛反应生成可溶性紫红色化合物，根据溶液颜色深浅（用吸光度 A 表示，可由仪器进行测量），就能确定二氧化硫的含量。实验测得 SO2 含量与溶液的吸光度 A 的关系如右图所示。若欲测定某地空气中二氧化硫的含量（mgm 3 ），除需要测定吸光度 A 外还需要记录的数据为 。9、某教科书对“铝热反应”实验的现象有这样的描述：“反应放出大量的热，并发出耀眼的光芒”，“纸漏斗的下部被烧穿，有熔融物落入沙中”。已知：Al、Fe 的熔点、沸点数据如下：物质 Al Fe熔点（） 660 1535沸点（） 2467 2750（1）某同学猜测，铝热反应所得到的熔融物是铁铝合金。理由是：该反应放热能使铁熔化，而铝的熔点比铁低，所以铁和铝能形成合金。你认为他的解释是否合理？（填“合理”或“不合理”）。（2）根据已有知识找出一种验证产物中有 Fe 的最简单方法： 0.20.40.60.81.0SO2(g)A0 5.0 10.0 15.0 20.0。（3）设计一个简单的实验方案，证明上述所得的熔融物中含有金属铝。请填写下列表格：所用试剂实验操作及现象有关反应的化学方程式10、今年是十一五开局之年，一月初党中央主持召开了全国科学大会。胡锦涛在大会报告中向全党全国人民庄严宣告，利用十五年时间把我国建设成创新型国家。同学们，请积极行动起来，充分发挥聪明才智，进行研究性学习，为将来挤身科研前沿做准备。以下素材是某课外实验小组的实验记录，请根据实验记录回答有关问题。实验内容：铜与硝酸反应有关问题的探讨。实验器材：电线细铜丝，1molL -1HNO3，14molL -1HNO3，碱石灰，Cu(NO 3)2 晶体，玻璃丝，酒精灯，试管，夹持器械，火柴。实验记录如下。步骤 实验操作 现象记录1将 1g 细 铜 丝 放 入 盛 有 10mL1molL-1 HNO3的试管中加热铜丝表面有无色气体逸出，溶液变成天蓝色2将 1g 细铜丝放入盛有 10mL 的 14molL-1HNO3 的试管中产生大量红棕色气体，溶液变为绿色，绿色由深到浅，未见到蓝色。3 将硝酸铜晶体配成饱和溶液 深蓝色溶液4向饱和的硝酸铜溶液中不断滴加14molL-1HNO3溶液仍呈深蓝色已知：Cu 2 可以和 NH3 形成类似Ag(NH 3)2 的复杂离子Cu(NH 3)42 ，NH 3 分子也可以换成其他分子或离子。请回答：稀硝酸与铜丝反应后，所得溶液呈天蓝色的化学粒子符号是 (写化学式) 。使饱和硝酸铜溶液呈深蓝色的化学粒子符号可能是 。有资料上介绍浓硝酸与铜丝反应后所得溶液颜色显蓝色，实验中得到却是绿色溶液，试写出显绿色的可能原因 ，设计两种不同的简单的实验方法证明你的解释： 方案 ；方案 。(选自山西学习方法报)11、已知化合物甲和乙都不溶于水，甲可溶于质量分数大于或等于 98的硫酸，而乙不溶。现有一份甲和乙的混合物样品，通过实验进行分离，可得到固体甲。(实验中使用的过滤器是用于过滤强酸性液体的耐酸过滤器)请填写表中空格，完成由上述混合物得到固体甲的实验设计。序号 实验步骤 简述实验操作(不必叙述如何组装实验装置) 溶解将混合物放入烧杯中，加入98H 2SO4,充分搅拌直到固体不再溶解 检验沉淀是否洗净12、学习了元素周期律后，同学们对第四周期过渡元素氧化物产生了浓厚的兴趣。是否只有二氧化锰能催化氯酸钾受热分解？氧化铁、氧化铜、氧化铬等对氯酸钾的受热分解有没有催化作用？对此他们进行了实验探究。请你根据要求完成下列部分实验报告。I 课题名称：_II 实验仪器及试剂：实验仪器：带铁夹的铁架台、带橡皮塞的导管、量气装置、过滤装置、电子天平、药匙、_、_、_等。实验试剂：二氧化锰、氧化铁、氧化铜、氧化铬和氯酸钾III 实验步骤：略IV 实验数据：氧化物 产生气体(mL)实验编号 KClO3(g) 化学式 质量(g) 回收 (已折算到标况)耗时(s)1 0.60 10 4802 0.60 MnO2 0.20 90% 67.2 36.53 0.60 CuO 0.20 90% 67.2 79.54 0.60 Fe2O3 0.20 90% 67.2 34.75 0.60 Cr2O3 0.20 异常 67.2 188