2016年北京市期末考试各区科学探究实验题及其答案.doc

.科学探究1（6分）用久置的镁条做实验时，需要用砂纸把表面的灰黑色打磨掉，直到露出光亮的银白色。实验小组同学对镁条表面“灰黑色外衣”的成分进行如下探究。【提出问题】镁条表面“灰黑色外衣”的成分是什么？【猜想与假设】.是镁与空气中的氧气反应生成的氧化镁。.是镁与空气中的二氧化碳反应生成的黑色碳单质。.根据铜锈的成分是碱式碳酸铜，推测镁条表面的“灰黑色外衣”是镁在潮湿的空气中生锈得到的碱式碳酸镁。同学们经讨论，从颜色上否定了只含有氧化镁，因为氧化镁是_。【查阅资料】 碱式碳酸镁的性质有：受热可分解；常温下能与稀硫酸反应。 白色的硫酸铜粉末遇水能变为蓝色。 碳不与稀硫酸反应，但与浓硫酸在加热条件下能反应并生成CO2、SO2和H2O。同学们认为碳与浓硫酸反应生成三种产物的共同点是 （答出一点即可）。【进行实验】（1）同学们用久置的镁粉进行了如下实验。实验装置实验现象无水硫酸铜粉末逐渐由白色变为蓝色澄清石灰水变浑浊结论久置的镁粉中除镁元素外，还含有的元素是 久置的镁粉中含有碱式碳酸镁（2）同学们发现，经加热一段时间后，试管中镁粉会突然“噗”地燃烧起来，出现红热，很快停止，并有黑色固体粘附在试管壁上。将试管取下，冷却后加入足量稀硫酸，大部分固体溶解，并有气泡出现，但黑色固体没有消失。请写出有气体生成的一个反应化学方程式_。将实验试管中的混合物进行_ _（填操作名称），除去其中溶液，向黑色固体中加入浓硫酸，加热。黑色固体全部溶解，得澄清溶液并伴有刺激性气味的气体产生。实验（2）说明，镁在CO2中可以燃烧，生成了碳单质。【实验结论】综合上述实验现象，实验小组认为镁条表面“灰黑色外衣”中含有碳和碱式碳酸镁。【反思与评价】有的同学提出，实验（2）不足以证明镁条表面“灰黑色外衣”中含有碳，他的理由是_。2. （5分）化学兴趣小组同学对“铁生锈的条件”进行实验探究。【进行实验】实验实验操作实验现象实验结论1 A B一段时间后，A中铁丝表面有红色固体生成B中铁丝无明显变化 2 C D一段时间后，C中 D中铁丝无明显变化铁生锈需要与O2接触某同学在家中发现，炒完菜的铁锅表面容易生锈。【猜想与假设】可能是食盐对铁生锈的速率产生了影响。【进行实验】该小组用实验装置E、F同时进行实验。其中集气瓶的容积相同，量筒内盛有等体积的水，F中集气瓶内另加入了某种物质。实验装置实验过程实验结论 E F一段时间后，打开止水夹，记录实验过程中量筒内剩余水的体积（每次测量时间间隔不等，实验数据见下表）。E中铁丝和F中另加入的物质表面均出现红色物质。食盐可以加速铁的生锈实验记录表次数123456量筒中剩余水的体积/mLE685744303030F716556a3030 （1）实验装置F中，集气瓶内另加入的物质是 。（2）实验记录表中，a的取值范围是 。【反思与应用】结合上述实验，谈谈你对家中铁锅使用的建议： 。3.（6分）某小组同学探究二氧化碳（CO2）、氨气（NH3）分别与水反应后产物的酸碱性。他们收集了若干瓶CO2和NH3。【确定标准】老师指导该小组同学用自制的紫色石蕊试纸完成了如上图所示实验，确定检验酸碱性物质存在的标准。取三个洁净的表面皿，分别放上紫色石蕊试纸，向试纸上依次滴加稀盐酸、蒸馏水、氢氧化钠（碱）溶液，观察到三条试纸的颜色依次为红色、紫色和蓝色。【实验过程】（1）探究CO2与水反应产物的酸碱性。该小组同学向一瓶CO2中加入30 mL水，充分振荡。再取一个洁净的表面皿，放上一条紫色石蕊试纸，向试纸上滴加瓶中的液体，观察到紫色石蕊试纸变成红色，由此获得结论：瓶中液体里含有_性物质，发生反应的化学方程式为_。（2）探究NH3与水反应产物的酸碱性。该小组同学用（1）的方法继续进行NH3的实验，他们分析液体里含有碱性物质，观察到的现象是_，分析依据是_。【实验反思】有同学提出：仅用上述实验还不足以说明CO2或NH3与水发生了反应，还需补充一个对比实验，以NH3为例，该对比实验的操作为_，观察到的现象为_。4.（6分）某兴趣小组为验证质量守恒定律，做了镁在空气中燃烧的实验。 （1）镁与氧气反应的化学方程式为_。 （2）根据质量守恒定律小明可知，反应后生成物的总质量应 （填“”或“=”或“”）参加反应镁的质量，但实际测量与之不符，小明认为这个反应不遵守质量守恒定律。 （3）小红按右图装置改进实验，验证了质量守恒定律，却发现产物中还有少量黄色固体。 【提出问题】黄色固体是什么？【查阅资料】氧化镁为白色固体，氮化镁为黄色固体；氧化镁不溶于水，氮化镁能与水剧烈反应产 生氨气，氨气能使湿润的红色石蕊试纸变蓝。 【猜想与假设】黄色固体是氮化镁 【进行实验】实验操作及现象实验结论猜想正确 【实验反思】空气中N2的含量远大于O2的含量，而镁在空气中燃烧生成的氧化镁却远多于氮化镁，请给出合理的解释_。 （4）小丽继续进行镁与水反应的探究，做了如下实验：实验序号实验1实验2实验3向等质量的镁条中加入的物质10g水10g水和0.5g硫酸钠10g水和0.5g氯化钠实验现象（单位时间内）气泡极少有少量气泡产生有较多气泡产生加热后，实验现象（单位时间内）气泡增多气泡增多气泡增多 进行实验1的目的是_，根据上表中的实验现象，你能得出的结论是_（写一条即可）。5.（5分）近来由于空气质量红色预警，北京市出台了“停课不停学”的方案。复课后同学们带来了空气净化器滤芯上的黑色物质，某实验小组对其成分进行研究。【查阅资料】1. 雾霾的成因主要是：工业生产、热电厂排放的水蒸气造成空气湿度增加，在某些气候条件下水蒸气不能及时上升扩散，遇冷凝结形成雾；工业燃煤、燃油、车用燃料不充分燃烧产生的炭粒、碳氢化合物（可燃）以及建筑尘埃等大量混入空气，形成霾。二者结合形成雾霾。2. 无水硫酸铜为白色固体，遇水变蓝。【提出问题】黑色物质中是否含有炭粒和水。【进行实验】实验操作实验现象实验结论向A中通入氧气，排尽空气连接装置A 点燃酒精灯，充分反应观察到 黑色物质中含有炭粒和水A中发生反应的化学方程式为 。【反思与建议】1.组内成员认为结论不严谨，黑色物质中还可能有碳氢化合物，他的理由是 。2.雾霾的成分非常复杂，通过以上实验只能证明黑色物质中含有碳元素和氢元素，若要了解雾霾的成分，需进一步的学习和研究。3.请你对治理雾霾提出合理建议： 。6.（6分）在研究人呼出的气体与空气中二氧化碳有什么不同时，实验小组曾用排水法收集一瓶气体与空气进行对比实验（如右图）。对比实验中看到的现象是_，反应的化学方程式为_。 【提出问题】实验室制取二氧化碳时能不能用排水法收集？【查阅资料】通常情况下：二氧化碳在饱和碳酸氢钠溶液中不溶；1体积水约能溶解1体积二氧化碳。【进行实验】实验小组设计了如下图实验装置进行探究实验实验过程实验结果1A中加入足量石灰石，并充满二氧化碳；B中盛满饱和碳酸氢钠溶液。将10ml稀盐酸注入瓶中。量筒内液体体积，实验2比实验1少约1%。 2A中加入足量石灰石，并充满二氧化碳；B中盛满蒸馏水。将10ml稀盐酸（浓度与实验1相同）注入瓶中。（1）A中发生反应的化学方程式为 。（2）A中充满二氧化碳的目的是 。（3）实验室用排水法收集气体的方法通常如右图所示，则实验小组的研究中，实验装置B还有缺陷，你认为改进的方法是 。（4）改进装置后，再次按照实验1和2的过程进行实验，实验结果为“量筒内液体体积，实验2比实验1少约10%”，说明二氧化碳可以用排水法进行收集。你认为二氧化碳能用排水法收集的原因是 。7.（6分）新年联欢晚会上，老师给同学们表演了一个魔术：大烧杯中盛有一只燃着的蜡烛和一团包有过氧化钠（Na2O2）的棉花，将一瓶二氧化碳倒入烧杯中，蜡烛慢慢的熄灭，然后棉花突然剧烈的燃烧起来。这出乎意料的现象引起了同学们的极大兴趣，请你参与同学们的讨论和探究。蜡烛熄灭的原因是 。【提出问题】棉花为什么会燃烧？【提出猜想】（1）可能是蜡烛燃烧引燃了棉花。（2）可能是二氧化碳与过氧化钠反应生成了氧气。（3） 。【实验验证】序号实验操作主要实验现象实验结论及解释 按下图所示装置进行实验 蜡烛慢慢熄灭猜想（1） （填“成立”或“不成立”） 向盛满二氧化碳的集气瓶中加入适量的过氧化钠粉末，充分振荡，并 二氧化碳与过氧化钠反应生成了氧气猜想（2）成立 猜想（3）成立【实验结论】（1）CO2 与Na2O2反应生成了氧气与一种化合物，化学方程式为 。（2）通常CO2可作灭火剂，但有些物质（如Na2O2）着火，不能用CO2熄灭。8.（6分）在学完氧气的性质后，某校课外小组同学对铁丝在氧气中燃烧的实验进行了更深入的探究。说明：下述实验中所用的8根铁丝均从1根长铁丝上截取，并且长度相同。探究1：铁丝燃烧是否需要纯氧？实验内容：取5根铁丝，分别在体积分数为90%、70%、65%、60%、55%的氧气中进行实验。实验记录如下：V（O2）%实验现象90%燃烧剧烈，燃烧时间长，实验成功70%燃烧比90%的弱，燃烧时间短，实验成功65%燃烧比70%的弱，燃烧时间比70%的短，实验成功60%燃烧比65%的弱，燃烧时间更短，实验成功55%难以燃烧，只是发红探究2：铁丝绕成螺旋状的原因是什么？关于铁丝绕成螺旋状的原因，甲同学认为是为了增大与氧气的接触面积，乙同学认为是聚热效果好，能使未燃的铁丝更好的预热。在老师的指导下，小组同学进行了实验，实验操作及现象如下表所示，实验中3个集气瓶均盛有等量的水和体积分数相同的氧气。实验操作实验现象取3根铁丝，将1根拉直，另两根绕成宽窄不同的螺旋状，进行如图所示实验。铁丝均燃烧，剧烈程度不同，II最剧烈，其次是III，较弱的是I。回答下述问题：（1）铁丝在氧气中燃烧的化学反应方程式为 。（2）通过探究1实验，丙同学得出结论：铁丝在氧气中燃烧，所需氧气的最低体积分数为60%，你对他得出的结论的看法是 。（3）探究2实验中，3根铁丝均要完全伸入集气瓶中的原因是 。（4）根据探究2实验，你认为 （填“甲”或“乙”）同学说法合理，其理由是 。（5）探究1实验用排水法收集氧气时，每瓶都要留存30mL水，以防止熔融物炸裂瓶底。实验中收集体积分数为90%的氧气时，设应向空集气瓶中加入水的体积为x，请列出能求解x的计算式 （空集气瓶容积为310mL，不考虑橡皮塞所占体积）。科学探究答案1.（6分）【猜想与假设】白色的【查阅资料】 都属于氧化物【进行实验】（1）C、H、O（3） Mg+ H2SO4 = MgSO4 + H2 过滤【反思与评价】久置的镁条是放置在常温下的空气环境中，实验（2）是将镁粉在加热且有二氧化碳生成的环境中2（5分）实验实验操作实验现象实验结论1铁生锈需要与水接触2银白色铁丝表面出现红色物质，试管内液面上升【进行实验】（1）蘸有水的铁丝 （2）30 a （3）【进行实验】取少量黄色固体于试管中，加入适量的水，试管中有气体产生，再将湿润的红色石蕊试纸放在试管口，试纸变蓝。 【实验反思】O2比N2化学性质活泼 （4）做对比实验 氯化钠、硫酸钠可以加快反应速率或温度改变反应速率（合理给分）5.【进行实验】实验操作实验现象实验结论连接装置ACB点燃C中白色固体变蓝，B中石灰水变浑浊C+O2=CO2【反思与建议】1.碳氢化合物燃烧后也会生成二氧化碳和水3.使燃料充分燃烧，乘坐公共交通出行（合理即可）。6.（6分） 人呼出气体瓶中的石灰水变浑浊，空气瓶中无明显变化 Ca(OH)2CO2=CaCO3H2O (1) CaCO32HCl=CaCl2H2OCO2 (2)排出A装置中的空气 （3）将装置B的左侧导管换成长导管并伸到集气瓶底部 （4）CO2溶解的速度慢7.（实验验证中每个方案1分，其他每空1分）与氧气隔绝猜想（3）：可能是过氧化钠与二氧化碳反应放出热量，引燃了棉花实验