实验探究题之方法类探究-2022年中考化学(解析版)

热点07实验探究题之方法类探究

近几年中考化学试卷普遍注重联系实际，方法探究实验的试题的素材来源广泛，命题者

常以日常学习和生活情景为题材，体现出化学实验的实用性，为高中学习打下坚实的知识和

能力的基础。主要考察学生分析问题、解决问题的能力，加大对学生科学思维的考核。

满分技巧

一个完整的实验过程包括：1提出问题；2.猜想假设；3.查阅资料；4.实验设计及实施；

5.解释与结论；6.反思与评价。其实实验探究的出题目的是注重实验探究过程而不是材料的

来源，任何实验探究题都会结合学生学习的知识，只是大家一看到陌生材料就有些恐慌。要

想做好实验探究题必须学会从材料中获取有效信息，并能够灵活运用。实验探究对老师和学

生的引导就是针对验证性的实验要学会选择不同的方法，针对某方法实验的现象要进行多方

面的思考,将可能的因素排除后，才能得到准确的结论，体现了科学研究的严谨性。如：通

过实验过程中常见的现象引入探究，考察了学生作出猜想的能力，根据猜想进行实验设计，

常常运用科学研究中的控制变量法，即针对某一实验涉及的因素，控制其他因素不变，改变

某一因素，从而考察这一因素对实验的影响。对实验方案评价时一般从以下几个方面入手：

方案在理论上是否科学合理，是否具有严密性；在满足安全性的前提下，操作上是否简单易

行；从环境角度考虑，是否会给环境造成污染；从经济角度评价，是否节约试剂、降低成本

和提局J产品质量。

热点解读

涉及的内容主要是：利用控制变量法研究影响化学反应的因素、在类似物质的干扰下定

性探究物质的组成、利用对比实验法探索化学反应中的异常现象及其发生原因等。探究试题

涉及提出问题、作出猜想或假设、设计实验、收集证据、解释与结论、反思与评价、表达与

交流等要素。以探究为形式或情景，可考察考生化学基础知识和基本技能，测试考生解决化

学问题的思路、过程和方法。在解答实验探究类试题时要①通读全题划出关键的语句，审

清题意.明确要求；②回归教材确定知识点；③细心分析明确设计意图，灵活应用基础

知识解决探究题中的问题（关键是分析题中的设计方案和实验装置图）。一般步骤是：首先

要能根据题干背景材料提出问题，联想到相对应的化学知识。第二，作出猜想或假设时，最

重要的是要有科学依据，要从化学的视角作出科学的猜想或假设。第三，设计探究（实验）方

案，要围绕寻找特征反应作为论证（肯定或否定）的依据，同时应注意排除其他因素的干扰。第

四，对探究问题作出解释与结论时，要通过实验、观察等多种手段获取事实和证据，或通过

查阅资料获取的信息，以事实为依据，应用化学原理进行分析推理，不能随意编造，牵强附

会。最后，从反应原理是否正确、实验方案是否完善、探究过程是否合理以及经济效益、资

源利用、环境保护等方面对探究方案或过程进行反思与评价。探究题一般并不包括所有的探

究要素，但上述要求是解答探究性试题的一般思路和方法。

限时检测

1.（2021•常德中考真题）学习金属活动性顺序后，老师安排同学们开展系列实验探究金属间

的置换反应规律。小明做完铝条和氯化铜溶液反应的实验后，将反应后的无色溶液（以下简

称：待测溶液）倒入有水的废液缸中时，发现有白色沉淀析出的“异常现象二小明设计实验

开展了如下探究。请根据要求回答有关问题：

（发现问题）

小明取一滴管未倒完的待测溶液，将其注入盛有约三分之二试管体积的水中，依然产生大量

白色沉淀（像牛奶一样）。

（提出问题）

待测溶液注入水中为什么有白色沉淀产生？白色沉淀是什么物质？

(查阅资料)

(1)AlCh是一种无色透明晶体，极易与水反应生成难溶于水的A1(OH)3而产生白色沉淀；

(2)CuCl是一种不溶于水的白色固体，易溶于一定浓度的KC1、NaCl等含CL的溶液中;

CuCl中Cu的化合价为«

(提出猜想)

猜想I：白色沉淀是A1(OH)3

猜想n：白色沉淀是CuCl

猜想III：白色沉淀是A1(OH)3和CuCl的混合物

(实验探究)

序号实验操作实验现象实验结论

取一滴管待测溶液，将其注入盛有约三分无明显实验

①

之二试管体积一定浓度的NaCl溶液中现象

取约2mL待测溶液于试管中向溶液中插有红色固体猜想___________

②

入足量洁净的A1条，充分反应析出正确

取一滴管实验②后的溶液，将其注入盛有无明显实验

③

约三分之二试管体积的水中现象

(结论与反思)

(1)上述实验表明，A1和CuCb溶液的反应是分步进行的。第一步反应生成CuCl,第二步

CuCl继续和A1反应生成Cu。请分别写出上述两步反应的化学方程式：第一步：

_____________________________________第二步：

(2)待测溶液中含有大量CuCl,为什么它没有以白色沉淀的形式存在？请说明原因：

（3）设计实验③的目的是

（启示与拓展）

通过对A1和CuCh溶液反应的实验探究，使我们认识到，我们不少的传统认识远没有做到

细致入微，特别是当观察到有红色固体析出，于是就贸然断定这个反应是个简单的、一步完

成的置换反应。实际上还要关注物质变化的过程，通过比较和分析，得出可靠的结论。经过

无数次实验证明，有些化学反应看似一步完成，实际上是分步进行的。请根据你所学知识,

任举一例反应可能分步进行的实例：

【答案】+1IIA1+3CuCh=AICI3+3CuClA1+3CuCl=AICI3+3Cu

待测溶液中氯离子过高证明溶液中氯化铝没有生成氢氧化铝沉淀碳燃烧生成二氧

化碳可能是碳首先和氧气反应生成一氧化碳、一氧化碳再和氧气生成二氧化碳（合理即可）

【解析】

查阅资料：CuCl中氯元素化合价为负一价，设铜元素化合价为x，化合物中正负化合价代数

和为零；则x+（-1）=0,x=+l。

实验探究：①已知，CuCl易溶于一定浓度的KC1、NaCl等含C1-的溶液中；取一滴管待测

溶液，将其注入盛有约三分之二试管体积一定浓度的NaCl溶液中无明显实验现象，说明没

有生成氢氧化铝沉淀，可能生成的CuCl溶于一定浓度的NaCl溶液中；

②取约2mL待测溶液于试管中，向溶液中插入足量洁净的A1条，充分反应，有红色固体析

出说明生成了铜单质，排除溶液铜离子的干扰；

③实验②后的溶液中有生成的氯化铝，取一滴管实验②后的溶液，将其注入盛有约三分之二

试管体积的水中，无明显实验现象，说明氯化铝没有生成沉淀；

综合分析可知，沉淀为铜元素导致的，沉淀为CuCl,故猜想II正确。

结论与反思：（1）上述实验表明，A1和CuCL溶液的反应是分步进行的。第一步反应生成

CuCl第二步CuCl继续和A1反应生成Cuo上述两步反应的化学方程式分别为Al+3CuCh

A1CH+3CUC1A1+3CuCl=AICI3+3Cuo

(2)CuCl易溶于一定浓度的KC1、NaCl等含的溶液中；待测溶液中氯离子过高，导致

CuCl没有生成沉淀。

(3)设计实验③的目的是证明溶液中氯化铝没有生成氢氧化铝沉淀。

启示与拓展：碳燃烧生成二氧化碳可能是碳首先和氧气反应生成一氧化碳、一氧化碳再和氧

气生成二氧化碳(合理即可)。

2.(2021.定西中考真题)某化学兴趣小组设计实验探究氢氧化钠的性质，请你参与他们的探

究。

(实验过程与分析)

实验1实验2

NaOH溶液稀硫酸

实验操作

g-CuSCU'溶液g-NaOH溶淹

实验现象—无明显现象

实验结论氢氧化钠能与硫酸铜反应氢氧化钠不与硫酸反应

(1)请写出实验1的实验现象。

(实验反思与拓展)

(2)实验1发生反应的化学方程式为

(3)某同学认为实验2的结论不正确，他改进了该实验方案：先向氢氧化钠溶液中滴入几

滴酚酥溶液并振荡，再滴人稀硫酸，观察到溶液由_____色变为无色，由此表明氢氧化钠与

硫酸确实发生了反应，该反应的化学方程式为

(4)由实验2联想到：把二氧化碳通入氢氧化钠溶液中也没有明显现象，它们是否发生了

化学反应呢？(本实验中忽略CO2溶于水)

①甲同学设计了如图所示的实验方案，当通过胶头滴管滴加NaOH溶液时，观察到

现象，说明两者发生了化学反应。

②乙同学重新设计实验方案：取NaOH溶液于试管中，通入少量CO2,然后向所得溶液中加

入足量稀盐酸，当观察到现象时，也能证明二氧化碳与氢氧化钠发生了

化学反应。

【答案】产生蓝色沉淀，溶液由蓝色变为无色CuSO4+2NaOH=Cu(OH)2；+Na2SO4

红

2NaOH+H2SO4-Na2SO4+2H2O气球膨胀有气泡产生

【解析】

⑴实验1将氢氧化钠和硫酸铜混合，二者能反应生成蓝色的氢氧化铜沉淀和硫酸钠。所以

能观察到的现象是：溶液中有蓝色沉淀产生，溶液由蓝色变为无色；

(2)氢氧化钠和硫酸铜混合，反应生成氢氧化铜沉淀和硫酸钠,CuSO4+2NaOH=Cu(OH)2；+

Na2s04；

(3)③向氢氧化钠溶液中滴加酚猷，由于氢氧化钠溶液显碱性，能够使无色酚配变红。当向

其中加入硫酸后，硫酸和氢氧化钠反应生成硫酸钠和水，此时溶液中的碱被消耗,则溶液的

碱性变弱至恰好完全反应，溶液呈中性，则此时中性的溶液不能使无色酚猷变色，则能观察

到溶液逐渐由红色变为无色；硫酸和氢氧化钠反应生成硫酸钠和水，反应方程式为：2NaOH

+H2SO4=Na2s。4+2H2O;

(4)①滴入氢氧化钠后，氢氧化钠和二氧化碳反应生成碳酸钠和水，锥形瓶中的二氧化碳被

消耗，则气体减少，锥形瓶内的压强也减小，而外界大气压大于内部大气压，则此时气球会

在大气压的作用下不断膨胀，所以当观察到气球膨胀，可以证明氢氧化钠和二氧化碳反应;

②氢氧化钠和盐酸反应生成氯化钠和水，再滴入足量稀盐酸，碳酸钠和稀盐酸能反应生成氯

化钠、水和二氧化碳；该过程中能观察到有气泡产生，当观察到滴入稀盐酸后，溶液中有气

泡产生，可以证明有碳酸钠，即可以证明氢氧化钠和二氧化碳反应。

3.（2021.安徽中考真题）关于燃烧的研究是一项重要的课题。某小组以“探究燃烧的奥秘”为

主题开展项目式学习。

（任务一）认识燃烧

（1）酒精、煤（含硫）、天然气是生活中常见的燃料，下列不属于三者燃烧共有的现象是

（填字母序号）。

A.发光B.产生有刺激性气味的气体C.放热D.产生使澄清石灰水变浑浊

的气体

（2）写出酒精（C2H50H）完全燃烧的化学方程式

（任务二）探究燃烧的条件及质量变化

（3）该小组同学按下列实验步骤开展探究。

步骤1：室温下，按如图组装装置，装入药品，称量装置总质量为migo

250mL锥形瓶

步骤2：将锥形瓶浸入80℃的热水中，观察现象。

步骤3:取出装置，恢复至室温并擦干锥形瓶；打开止水夹冷，和K2,从Ki处缓慢通入约

50mL氧气，再关闭Ki和K2,称量装置总质量为m2g0

步骤4:将锥形瓶再次浸入80℃的热水中，观察现象。

步骤5：取出装置，恢复至室温并擦干锥形瓶，称量装置总质量为m3go

①通过上述实验，能证明燃烧需要氧气的实验现象是

②mi、m2、m3的大小关系是______________________0

(任务三)调控燃烧

(4)报道显示：国内外一些煤田因发生煤层自燃，带来了资源浪费和环境污染。一旦煤层

自燃，请给出一条合理的灭火建议___________________________________________»

(任务四)再探铁的燃烧

(5)查阅文献：颗粒直径为20~30nm的铁粉，在空气中会发生自燃生成氧化铁。

结合已有知识，回答下列问题：

①影响铁燃烧的因素有(至

少答出2点)。

②铁与氧气反应的条件不同，产物不同。若5.6g铁与氧气反应可得ag产物，且铁无剩余,

则a的取值范围是__________________________。

【答案】BC2H5OH+3O22CO2+3H2O步骤2中白磷未燃烧，步骤4中白磷

燃烧，产生白烟mi>m2=m3取土填埋，隔绝空气铁的表面积氧气的浓度(温

度)7.2<a<8.0

【详解】

(1)酒精、煤(含硫)、天然气燃烧都能发光发热并且产生二氧化碳气体使澄清的石灰水

变浑浊，但是只有煤中含有硫会产生有刺激性气味的二氧化硫气体，故选B；

(2)酒精在点燃的条件下生成二氧化碳和水，反应的化学方程式为：C2H50H+302型

2cCh+3H2O;

(3)①通过上述实验，能证明燃烧需要氧气的实验现象是步骤2中，隔绝氧气，白磷未燃

烧，步骤4中，通入氧气，白磷燃烧，产生白烟；

②一开始锥形瓶充满二氧化碳，步骤3中通入50mL氧气，二氧化碳的密度比空气大，故

mi>m2,步骤4中白磷燃烧消耗了氧气，但是反应在密闭容器中进行，根据质量守恒定律，

化学反应前后，物质的总质量不变，步骤5中恢复室温擦干锥形瓶，故m2=m3,因此

mi>m2=m3；

（4）一旦煤层自燃，取土填埋，隔绝空气；

（5）①铁在空气中不能燃烧，在氧气中能燃烧，说明影响铁燃烧的因素有氧气的浓度，颗

粒直径为20~30nm的铁粉，在空气中会发生自燃生成氧化铁，说明铁的表面积可以影响铁

的燃烧，故影响铁燃烧的因素有：铁的表面积、氧气的浓度或温度；

②铁与氧气生成FeO时产物的质量最小，设生成的产物为x,

2Fe+0,=2FeO

112_5.6g

112144

144~^T

5.6gx

解得k7.2g

铁与氧气生成三氧化二铁，产物的质量最大，设生成的产物为九

4Fe+302=2Fe2O3

224_5.6g

224320

320

5.6gy

解得y=8g

故a的取值范围是7.2<a<8.0o

4.（2021.潍坊中考真题）过氧化氢性质不稳定，易被某些含铜化合物催化分解。某化学兴趣

小组探究过氧化氢与氢氧化铜混合产生气体的过程如下：

（查阅资料）

a.过氧化铜（CuO2）为黄褐色固体

b.H2O2+CU（OH）9=CUO2+2H2O

（实验过程）

步骤一：制备氢氧化铜

向盛有5mL溶质质量分数为5%的氢氧化钠溶液的试管中，滴加少量硫酸铜溶液,产生蓝色

沉淀。

步骤二：氢氧化铜与过氧化氢混合

向蓝色沉淀中逐滴滴入溶质质量分数为3%的过氧化氢溶液直至过量，发现蓝色沉淀变为黄

褐色沉淀，随后黄褐色沉淀迅速变为黑色沉淀，产生气泡且越来越快，最终试管中得到黑色

沉淀。

分析实验过程，请完成下列问题：

（1）CuO2中氧元素的化合价为请写出产生蓝色沉淀的化学方程式

。为验证该气体是否为氧气，可以使用

进行检验。

（提出问题）气泡越来越快的原因是什么？

（作出猜想）

（2）小组成员作出如下猜想：

猜想I:Cu（OH）2作为催化剂加快H2O2分解产生O2；

猜想II：Cu02作为催化剂加快H2O2分解产生02；

猜想in：（填化学式）作为催化剂加快压。2分解产生02。

（验证猜想）

①某同学立即否定猜想I、n,理由是

②简述验证猜想III正确的实验方案

（反思拓展）

黄褐色沉淀遇到过氧化氢迅速变为黑色沉淀并产生气泡的化学方程式为

【答案】-1CuSCU+2NaOH=Cu(OH)2j+Na2s04带火星的木条CuO一开始向

蓝色沉淀中加入过氧化氢，无气泡产生，生成黄褐色沉淀，也无气泡产生，后生成黑色沉淀

后，才产生气泡，且随着黑色沉淀增多，产生气泡越来越快取两支试管，一支加入少量

氧化铜，另一支不加，分别加入等量、等浓度的过氧化氢溶液，将带火星的木条分别伸入试

管内，加氧化铜的试管，产生大量气泡，能使带火星的木条复燃，不加氧化铜的，带火星的

木条不复燃，说明氧化铜能加快过氧化氢分解CuO2+H2O2=CuO+H20+02T

【解析】

(1)过氧化铜中铜元素显+2价，设氧元素的化合价为x,根据化合物中，正、负化合价的

代数和为零，可得：(+2)+2x=0,^=-1;

产生蓝色沉淀是氢氧化钠和硫酸铜反应生成氢氧化铜和硫酸钠，该反应的化学方程式为：

CuSO4+2NaOH=Cu(OH)2；+Na2SO4；

氧气具有助燃性，可用带火星的木条进行检验，带火星的木条复燃，说明是氧气；

作出猜想：过氧化氢性质不稳定，易被某些含铜化合物催化分解，氢氧化铜和过氧化氢混合

后，发现蓝色沉淀变为黄褐色沉淀，随后黄褐色沉淀迅速变为黑色沉淀，蓝色沉淀为氢氧化

铜，黄褐色沉淀为过氧化铜，黑色沉淀应为氧化铜，故可能是CuO作为催化剂加快过氧化

氢分解；

验证猜想：①根据实验现象，一开始向蓝色沉淀中加入过氧化氢，无气泡产生，生成黄褐色

沉淀后，也无气泡产生，后黑色沉淀产生后，才产生气泡，随着黑色沉淀的增多，气泡越来

越快，说明猜想I、n不正确；

②取两支试管，一支加入少量氧化铜，另一支不加，分别加入等量、等浓度的过氧化氢溶液,

将带火星的木条分别伸入试管内，加氧化铜的试管，产生大量气泡，能使带火星的木条复燃,

不加氧化铜的，带火星的木条不复燃，说明氧化铜能加快过氧化氢分解；

反思拓展：黄褐色沉淀遇到过氧化氢迅速变为黑色沉淀并产生气泡，是因为过氧化铜和过氧

化氢反应生成氧化铜和氧气，由于反应物中含氢元素，故还有水生成，该反应的化学方程式

为:CuO2+H2O2=CuO+H20+02T

5.（2021.泸州中考真题）某实验小组验证：“Fe+Ag2so4=FeSO4+2Ag”反应并进行如下探究,

已知银粉为黑色,22℃时Ag2SO4的溶解度为0.8g。

①22C时，向盛有硫酸银饱和溶液的烧杯中加入过量铁粉，搅拌静置，观察到溶液变为黄色

并逐渐加深。

②静置3小时后观察，烧杯底部仍有黑色粉末，溶液黄色几乎消失。

③用pH试纸检测Ag2sCU、FeSCU溶液，测得pH均小于7O

回答下列问题：

⑴22。。时，硫酸银饱和溶液显____性（填“酸”、“碱”或“中”）,其溶质质量分数为

______________________«（列出计算式即可）

（2）取步骤①上层的黄色溶液少许滴加盐酸，观察到白色沉淀，该沉淀的化学式为

⑶某同学由步骤②中“仍有黑色粉末”得出Fe比Ag活泼的结论。小组同学讨论后认为思维

不严密，因为黑色粉末不一定含Ag，还可能是____________需要进一步实验才能得出结论,

该实验方案是：取黑色粉末少许

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