中考化学命题研究第二编重点题型突破篇专题二实验探究题精讲试题

在学生就要走出校门的时候，班级工作仍要坚持德育先行，继续重视对学生进行爱国主义教育、集体主义教育、行为规范等的教育，认真落实学校、学工处的各项工作要求专题二实验探究题中考专题精讲一、探究组成(或成分)类这类题要求对未知物质的成分或已知物质变质后的成分或变质后残留固体的组成做出假设并进行探究，用实验来证明自己的结论是正确的，重点在于考查学生的实验预测、分析能力和实验设计、评价能力，力图通过主动探究过程来培养创新精神、实践能力和解决问题的能力。如有关物质变质的探究(包括干燥剂、氢氧化钠、氢氧化钙、保鲜剂等)，木炭还原氧化铜(氧化铁)时固体或气体产物的探究，实验后废液成分及处理方法的探究，标签破损(或没有标签)的物质成分的探究，某些物质反应后滤渣或滤液成分的探究，一些混合气体成分的探究等等。二、探究条件(或原因)类这类题往往要求我们设计实验探究发生某种现象的原因、条件或者是影响因素，题目往往设置一定的情景，要求大家身临其境，根据题意进行作答。如金属生锈条件的探究，燃烧条件的探究，影响化学反应速率的因素的探究，影响物质溶解度因素的探究，有关催化剂的探究，酸、碱溶液能使紫色石蕊溶液变色原因的探究，硫酸铜、氯化铁溶液有颜色的原因的探究等等。中考题型分类示例有关生成物成分的探究【例1】(2014遵义中考)定性和定量结合既是化学的重要思想，也是研究物质组成的重要方法。某研究性学习小组为检测实验室用H2还原CuO所得红色固体Cu中是否含有Cu2O(红色)，进行了认真的探究。请你一起踏上探究之路，回答下列问题。【查阅资料】无水CuSO4遇水变蓝高温灼烧CuO生成Cu2O和O2Cu2O与稀H2SO4反应：Cu2OH2SO4=CuCuSO4H2O【设计实验方案】方案1取该红色固体加入适量稀H2SO4，实验现象为_，结论为红色固体中含有Cu2O。方案2装置如图所示，拟通过干燥管中无水CuSO4变蓝来判断红色固体是否含有Cu2O。(1)为确保探究的科学、合理、安全。实验中还应采取的措施有_(填序号)。加热前先排尽装置中的空气在氢气发生器与硬质玻璃管之间加一个干燥装置在盛有无水CuSO4的干燥管后再连接一个装有浓H2SO4的洗气瓶(2)由方案2实验后得出结论：红色固体中含有Cu2O。写出红色固体Cu2O与H2反应的化学方程式_。方案3称得干燥坩埚(常用于固体加热的容器)的质量为a g。取红色固体置于坩埚中称得总质量为b g，在空气中高温灼烧至质量恒定，称得最后坩埚与固体总质量为c g。(1)该实验方案最少得进行_次称量。(2)若确认红色固体中含有Cu2O，则c与a、b应符合的数学关系式为_。【解析】方案1：根据结论红色固体含有氧化亚铜，再结合氧化亚铜和硫酸反应生成硫酸铜，可判断实验现象为溶液呈蓝色。方案2：(1)根据硫酸铜是否变蓝判断是否含有氧化亚铜(氢气还原氧化亚铜时生成水)时，要注意水的干扰因素，所以制取的氢气要干燥，可以在氢气发生器与硬质玻璃管之间加一个干燥装置，除此之外为排除空气中的水的干扰，可以在盛有硫酸铜的干燥管后再连接一个装有浓硫酸的洗气瓶；再结合氢气是可燃性气体，因此在实验前要将装置中的空气排净，防止在加热时发生爆炸；(2)氢气和氧化亚铜在加热条件下生成铜和水，反应的化学方程式为H2Cu2O2CuH2O。方案3：(1)根据在空气中高温灼烧至质量恒定，这一步骤至少需称量2次，加上前面的2次称量，故该实验方案最少得进行4次称量；(2)单质Cu在空气中加热生成CuO，CuO高温灼烧会生成Cu2O和O2，因此最后坩埚中剩下的固体是Cu2O，质量为(ca) g，则Cu元素的质量为(ca) g100%，所取红色固体的质量为(ba) g，若红色固体中有Cu2O，即Cu和Cu2O的混合物，那么红色固体中Cu元素的质量应该小于(ba) g，即(ca) g100%(ba) g，解得c。【答案】方案1：溶液变为蓝色；方案2：(1)；(2)H2Cu2O2CuH2O；方案3：(1)4；(2)c有关物质组成及成分的探究【例2】某化学兴趣小组的同学在实验台上发现一瓶标签受损的溶液，如图所示：【提出问题】这瓶溶液的成分是什么？老师说：这瓶溶液可能是NaCl溶液、NaNO3溶液、KCl溶液、Na2CO3溶液中的一种。这瓶溶液中只含一种溶质。【讨论】同学们一致认为不可能是_溶液。【实验探究】实验台上可供使用的药品只有：稀HCl、稀HNO3、AgNO3溶液。请你根据以上药品完成下列实验。操作步骤实验现象结论及化学方程式步骤一：取样于试管中，然后往试管中滴加_无气泡产生该溶液不是Na2CO3溶液步骤二：向步骤一的试管中，继续滴加_该溶液一定是NaCl溶液，发生反应的化学方程式为_【反思】为了防止标签受损，你建议以后实验中，我们应该注意什么？_(答一种即可)。【解析】由标签残余部分可以看出，该溶液中含有的是钠离子，所以不可能是氯化钾溶液；证明是否含有碳酸根离子，可加稀盐酸，也可加稀硝酸，但由于步骤二中还要继续加入试剂来证明氯离子的存在，所以步骤一中不能滴加稀盐酸；若要证明溶液中含有氯离子，应向溶液中滴加硝酸银溶液，若有白色沉淀生成，则证明该溶液是氯化钠溶液。【答案】【讨论】KCl；【实验探究】稀HNO3；AgNO3溶液；有白色沉淀生成；AgNO3NaCl=AgClNaNO3；【反思】将标签用石蜡封上反应能否发生类探究【例3】某小组同学利用稀硫酸和氢氧化钠溶液来探究中和反应。【演示实验】将一定量的稀H2SO4加入到盛有NaOH溶液的小烧杯中，但未观察到明显现象。【提出问题】稀硫酸与氢氧化钠能否发生反应？【实验探究】分别取稀硫酸和氢氧化钠的混合溶液进行如下探究实验方法一二三四测溶液pH滴加硫酸铜溶液滴加Na2CO3溶液滴加BaCl2溶液实验操作实验现象试纸变色，pH7无明显现象 _产生白色沉淀实验结论溶液中有H2SO4_溶液中有H2SO4溶液中有H2SO4【分析】实验三中反应的化学方程式为_，四个方案中，有一个方案的结论不正确，该方案是_，判断该方案结论不正确的依据是_；有一个方案的操作不规范，该方案是_，该操作造成的后果是_。【结论】_。【拓展】演示实验后，所得溶液中的溶质是_。【解析】氢氧化钠溶液能与碳酸铜溶液反应生成氢氧化铜蓝色沉淀。向样品中滴加硫酸铜溶液，无明显现象，说明样品溶液中没有氢氧化钠，即氢氧化钠与硫酸发生了反应，硫酸能与碳酸钠反应生成硫酸钠、水和二氧化碳，所以样品中加入稀硫酸可观察到有气泡产生；由于硫酸、硫酸钠均可与氯化钡溶液反应生成硫酸钡沉淀，所以滴加氯化钡溶液后，无法确定原样品中是否还含有稀硫酸；方案一中测定溶液的pH时将pH试纸直接浸入待测溶液中，是错误操作，易造成试剂污染，根据实验现象分析，溶液的pH小于7，或溶液能与碳酸钠溶液反应产生气体，说明溶液中有硫酸，即氢氧化钠与硫酸反应后，硫酸过量，所以反应后溶液中的溶质是硫酸钠和硫酸。【答案】【实验探究】溶液中没有氢氧化钠；有气泡产生；【分析】Na2CO3H2SO4=Na2SO4H2OCO2；方案四；BaCl2与Na2SO4反应也会生成白色沉淀，不能证明溶液中一定有H2SO4存在(其他合理答案均可)；方案一；污染试剂；【结论】氢氧化钠能与稀硫酸反应；【拓展】硫酸钠和硫酸有关物质的性质类探究【例4】(2016遵义中考)在高温下，铁与水蒸气能发生反应生成一种常见的铁的氧化物和一种气体。某兴趣小组请你参与研究：铁与水蒸气反应一段时间后剩余固体物质的成分、性质及再利用。(1)【推断】观察到D中黑色固体变红，则B中生成的气体是_。(2)探究B装置中剩余固体成分是什么？【查阅资料】1碎瓷片能防止爆沸，碱石灰是氧化钙和氢氧化钠的混合物2铁的氧化物中，只有Fe2O3是红棕色，其余均为黑色，只有Fe3O4能被磁铁吸引【初步探究】B装置中剩余固体为黑色，能全部被磁铁吸引【猜想与假设】猜想一：剩余固体是Fe3O4猜想二：剩余固体是_【实验探究】实验操作实验现象及结论【实验结论】铁与水蒸气反应的化学方程式为_。(3)【成分再利用】若将B装置中剩余的黑色固体a g，经过一系列转化，全部变为红棕色固体Fe2O3(假设转化过程中铁元素无损耗)，增加的质量为x，则x的取值范围为_。【解析】(1)观察到D中黑色固体变红，则B中生成的气体具有还原性，再根据反应物为“铁与水蒸气”，所以该气体是氢气。(2)【猜想与假设】能被磁铁吸引的只有Fe与Fe3O4，则猜想一Fe3O4；又不可能只有Fe没有其他反应产物，猜想二是Fe与Fe3O4；验证猜想一与猜想二，关键是否含有Fe。【实验探究】根据铁与稀盐酸反应产生气体，进行设计实验：取少量黑色固体于试管中，加入足量的稀盐酸，若固体全部溶解，没有气泡冒出，则猜想一正确。若固体全部溶解，有气泡冒出，则猜想二正确。【实验结论】根据“在高温下，铁与水蒸气能发生反应生成一种常见的铁的氧化物和一种气体”和猜想，所以铁和水蒸气反应会生成四氧化三铁和氢气，化学方程式为：3Fe4H2OFe3O44H2。(3)假设黑色固体全是铁，则2FeFe2O3质量增加112 160 48a g x则x0.43a。假设黑色固体全部是四氧化三铁，则2Fe3O43Fe2O3质量增加464 480 16a g x则x0.03a，根据猜想，所以x的取值范围为0.03ax0.43a。【答案】(1)氢气；(2)Fe与Fe3O4；【实验探究】取少量黑色固体于试管中，加入足量的稀盐酸；若固体全部溶解，没有气泡冒出，则猜想一正确；若固体全部溶解，有气泡冒出，则猜想二正确；【实验结论】3Fe4H2OFe3O44H2；(3)0.03ax0.43a影响因素类探究【例5】同学们对影响过氧化氢溶液分解的因素进行了探究。【提出猜想】猜想1：与催化剂的种类有关猜想2：与过氧化氢溶液的浓度有关猜想3：与温度有关【实验探究】(1)用如图1装置验证猜想1，在两支试管中分别加入等质量的CuO和MnO2粉末，再加入等质量的5%的H2O2溶液。取用MnO2的仪器是_。通过比较_的现象，可验证猜想1是否正确。(2)为验证猜想2，在其他条件相同的条件下进行了三次实验，记录各收集一瓶相同体积的氧气所需要的时间。实验30%过氧化氢的质量/g加入的水的体积/mL二氧化锰的质量/g收集时间/s11040520022040510033040_67实验3中，加入的二氧化锰质量应为_g，该反应的化学方程式是_。相同条件下，过氧化氢分解的速率与过氧化氢浓度的关系是_。(3)为验证猜想3，同学们选择如图2装置(气密性良好)进行实验(试管中的药品为过氧化氢)。实验中观察到试管内产生气泡，但将带火星的木条放在导管口却没有复燃，原因可能是_，同学们分析了原因后，将气体用如图3装置进行处理，再检验，证明加热过氧化氢溶液可产生氧气。图3装置中所盛试剂为_。【反思交流】实验(2)中测定收集时间还可换成测定_也可达到目的。【解析】【实验探究】(1)二氧化锰是粉末状固体，用药匙或纸槽取用；比较二氧化锰和氧化铜对相同浓度、相同质量的过氧化氢的催化效果，可通过比较试管内产生气泡的快慢来比较；(2)要比较不同浓度的过氧化氢溶液的分解速率，应在其他条件都相同的情况下进行比较，故催化剂的质量应相等；过氧化氢溶液在二氧化锰的催化作用下生成水和氧气；第3次实验时，双氧水的浓度最大，其次是第2次，第1次的最小，而第3次用时最短，说明相同条件下，过氧化氢溶液的浓度越大，分解速率越快；(3)有气泡产生，说明在加热的条件下，过氧化氢溶液也会分解，但因为加热时会产生大量的水蒸气，故带火星的木条不能复燃；要除去氧气中的水蒸气，可用浓硫酸进行干燥；【反思交流】要比较不同浓度时过氧化氢溶液的分解速率，还可通过测定相同时间内产生氧气的体积来进行比较，产生气体体积越多，分解速率越快。【答案】【实验探究】(1)药匙(或纸槽)；两试管中产生气泡的快慢；(2)5；2H2O22H2OO2；过氧化氢的浓度越大，分解的速率越快；(3)氧气中含有大量的水蒸气；浓硫酸；【反思交流】一定时间内产生氧气的体积2017中考预测演练1(2016六盘水中考)将一小块银白色的金属钠放置在空气中会发生下列变化：钠(Na)钠的氧化物氢氧化钠白色固体【提出问题】常温下钠与氧气反应的产物有哪些？【查阅资料】(1)钠的氧化物有氧化钠(Na2O)和过氧化氢(Na2O2)，钠的氧化物都能与水反应其化学方程式为：Na2OH2O=2NaOH2Na2O22H2O=4NaOHO2(2)CaCl2溶液呈中性【作出猜想】常温下钠与氧气反应的产物可能为：猜想一：_Na2O_；猜想二：Na2O2；猜想三：Na2O2和Na2O【实验探究一】实验操作实验现象实验结论取少量上述钠的氧化物，加入适量的蒸馏水_固体溶于水，无气泡冒出_猜想一正确【继续探究】钠在空气中放置较长时间发生反应生成的白色固体【作出猜想】生成的白色固体可能是：猜想一：是Na2CO3；猜想二：是Na2CO3和NaOH【实验研究二】实验操作实验现象实验结论取少量白色固体配成溶液，加入足量CaCl2的溶液_产生白色沉淀_将上述反应后的溶液过滤，取少量滤液滴加_酚酞试液(或石蕊试液，或FeCl3溶液)_酚酞试液变红(或石蕊试液变蓝或产生红褐色沉淀)_,白色固体为Na2CO3和NaOH【反思拓展】(1)也可以用稀盐酸区别Na2O2和Na2O，Na2O2与稀盐酸反应的方程式为：2Na2O24HCl=4NaCl2H2OX，X的化学式为_O2_(2)实验结束后，废液缸中溶液呈碱性，请你设计一个实验方案处理废液_加入适量的酸，将pH调为7_。2(2015乐山中考)生石灰是一种传统的建筑材料，俗称“石灰”。工业上通过在石灰窑中煅烧石灰石制得“石灰”，其反应原理是：CaCO3CaOCO2。兴趣小组的同学对某地刚出窑的“石灰”的成分进行探究。【提出问题】刚出窑的“石灰”有哪些成分？【猜想】.只有氧化钙.只有碳酸钙.既有氧化钙也有碳酸钙【实验探究】(1)甲同学从样品中取一定量的固体于试管中，并加入一定量的水，振荡，有白色不溶物。甲同学据此认为试管中的固体为碳酸钙，即猜想成立。乙同学认为上述实验不足以证明猜想成立，其理由是_沉淀也可能是未溶解的Ca(OH)2_。(2)乙同学从样品中取一定量的固体于试管中，加入一定量的水，触摸试管外壁，感觉发热；继续向试管中加入几滴稀盐酸，没有发现气泡产生。乙同学据此认为试管中的固体只有氧化钙，即猜想成立。丙同学认为乙的实验不足以证明猜想成立，理由是_滴加的稀盐酸不足量_。(3)丙同学认为利用感觉温度变化的方法判断是否有氧化钙不可靠，他用水、酚酞试液和稀盐酸证明了猜想成立，请完成