遵义专版2018中考化学总复习第2编重点题型突破篇专题四实验探究题精讲练习.doc

1 专题四　实验探究题 ,备考攻略) 实验探究题是中考的常考内容，难度中等，考查分值在 5～8 分，近几年来，主要考查物质变化后的成分、 性质的探究，其中包括实验设计、操作步骤、现象、结论、环保、化学反应方程式、计算等多方面，综合性强， 涉及知识点多，是一种对多方面知识检验和应用的综合性考查题。预计 2018 年中考中，仍将多方面的知识综合在 一起，对物质变化后的成分或金属的活动性顺序进行探究，考查分值在 4～7 分。同学们在进行此类题的练习时， 应注重对所学知识的应用。 (2015 年中考 16 题，2016 年中考 16 题，2017 年中考 17 题) 探究题是中考考查中的一种常见题型，近几年的中考中都有涉及到，它是实验题的延伸和发展，用于考查同 学们自己能够亲自动手实验，在实验中发现新问题，提出新问题，解决新问题。对提高创新能力，具有促进作 用，一般步骤是：提出问题、猜想与假设、制定计划、进行实验、收集证据、解释与结论、反思与评价，推理与 拓展等。 解答此类试题时，根据提出的问题，利用所学的化学知识和题中所给予的查阅资料(查阅资料要看成已知条 件，在题中要得到充分利用，在回答题中的每一个问题时，都要看一看是否与其有联系)，大胆提出猜想，然后对 提出的猜想进行验证，只要提出的猜想有根据，符合题意也合理，那么提出猜想就是正确的。 进行实验的过程中要注意三个问题：①选择试剂的合理性，选择试剂与其物质发生反应，出现的现象能真实 地反映与结论的关系；②注重所加入的试剂的量(如：适量或过量是有很大区别的)，加入不同的量，反应进行程 度不同，可能会得出不同的结论；③注意干扰因素，加入的试剂不能引入干扰因素，对原有的干扰物，要考虑进 行排除。 反思与评价：对解决问题中出现的亮点，成功点或不成功点进行评价，从而加深对问题的理解，每做一道探 究题，只要进行反思，对问题的理解就能更深入一个层次；推理与拓展是知识的延伸，具有开放性，对所有回答 的问题，显得较为宽限，也较易回答。 ,典例剖析) 　有关物质成分的探究 【例 1】(2014，遵义)定性和定量相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】①无水 CuSO4 遇水变蓝；②高温灼烧 CuO 生成 Cu2O 和 O2；③Cu2O 与稀 H2SO4 反应： Cu2O＋ H2SO4===Cu＋CuSO4＋H2O 【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 CuSO4 变蓝来判断红色固体中是否含有 Cu2O。2 (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) ①加热前先排尽装置中的空气 ②在氢气发生器与硬质玻璃管之间加一个干燥装置 ③在盛有 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 Cu 2O。写出红色固体 Cu 2O 与 H 2 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 应符合数学关系式为________。 【解析】方案 1　氧化亚铜和硫酸反应生成硫酸铜，硫酸铜溶液呈蓝色，所以取该红色固体加入适量稀 H2SO4，实验现象为溶液变为蓝色，结论为红色固体中含有 Cu2O； 方案 2 (1)根据硫酸铜是否变蓝判断是否含有氧化亚铜时，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，并且要将空气中的水的干扰排除，可以在盛有无水硫酸铜的干燥管 后再连接一个装有碱石灰的干燥管，实验前要将装置中的空气排净，防止干扰；答案为：①②③； (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 H2＋Cu2O =====△ 2Cu＋H2O； 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 次称量进行解答。 (2)根据铜元素质量守恒，则 2Cu～Cu2O 128 144 b－a c－a 128 b－a＝ 144 c－a 解得 c＝ 9b－a 8 ，故若红色粉末中含有 Cu2O，则 a、b 与 c 应符合的数学关系式为 c< 9b－a 8 。 【答案】方案 1：溶液变为蓝色；方案 2: (1)①②③；(2) H2＋Cu2O =====△ 2Cu＋H2O；方案 3：(1)4；(2)c< 9b－a 8 。 1. (2017，遵义汇仁中学一模)空气中氧气含量测定的再认识。3 ,图 1) ,图 2) ,图 3)　 ,图 4) 【经典赏析】教材中介绍了拉瓦锡用定量的方法研究了空气的成分(实验装置如图 1)。该实验中选择使用汞 的优点有__BCD__。 A．实验过程中没有污染 B．在汞槽中起到液封的作用 C．生成的化合物加热分解又能得到汞和氧气 D．能将密闭装置内空气中的氧气几乎耗尽 【实验回顾】实验室常用红磷燃烧的方法测定空气中氧气的含量(装置如图 2)，写出红磷燃烧的化学方程式 __4P＋5O2 =====点燃 2P2O5__。兴趣小组用该方法测出的氧气含量常常远低于 21%。 【提出问题】用红磷燃烧的方法为什么不能准确地测定空气中氧气的含量？ 【进行猜想】(1)装置漏气；(2)__红磷不足__，装置内氧气有剩余。 【实验与交流】在老师的指导下，小明分别用过量的红磷和白磷进行该实验，用测氧气浓度的传感器测得反 应后装置内氧气浓度分别为 8.85%和 3.21%。请从燃烧条件的角度回答产生上述结果的主要原因：__白磷的着火点 比红磷的着火点低__。 【实验探究 1】小明根据铁生锈的原理，探究用铁能否准确测定空气中氧气的含量，于是进行了实验(装置如 图 3)。通过 7 天测得的数据计算出空气中氧气的含量为 19.13%。 【交流与反思】与用红磷燃烧的方法相比，用铁丝生锈的方法测定的主要优点及原因__装置内残留的氧气更 少，实验结果更准确__。 【实验探究 2】为了加快反应速率，小明通过查阅资料，利用铁粉、炭粉、氯化钠等物质又进行了实验(装置 如图 4 )。 8 分钟后测得的数据如下表： 实验前的体积 实验后的体积 集气瓶内空气 烧杯内蒸馏水 烧杯内剩余蒸馏水 131 mL 90.0 mL 63.6 mL 请计算出空气中的氧气含量__20.3%__(计算结果保留一位小数)。 【结论与反思】通过上述实验探究，选择__铁粉、炭粉、氯化钠和蒸馏水__(填物质名称)进行实验，可较为 快速地完成实验并减小实验误差。 【拓展延伸】铜也能与空气中氧气、水、二氧化碳反应而锈蚀，生成铜绿[铜绿主要成分为 Cu2(OH)2CO3]，若 将图 3 装置中的粗铁丝换成足量的铜丝进行实验，请判断能否比较准确地测定空气中氧气的含量，并说明理由。4 不能，铜在空气中锈蚀，还需要二氧化碳，空气中的二氧化碳的含量低，当二氧化碳消耗尽，铜的锈蚀停 止，而空气中的氧气只能消耗很少的一部分。 　物质性质的探究 【例 2】(2016，遵义汇川中考模拟)在不锈钢中加入一定比例的金属铬(Cr)能提高耐腐蚀能力，为了解金属 铬与常见金属铝、铜在金属活动性顺序中的相对位置关系，两同学进行了如下探究活动。 【猜想与假设】根据所学知识，猜想三种金属在金属活动性顺序中的相对位置关系： 猜想一：Cr　Al　Cu　　 猜想二：Al　Cr　Cu 猜想三：________ 【实验与探究】 (1)小王的实验：取大小相同的铝、铬、铜三种金属片(均用砂纸打磨光亮)。 实验步骤 实验现象 解释与结论 分别取 3 支试管，向其中加 入相同________的稀硫酸， 然后将铝、铬、铜三种金属 分别插入三支试管中 铝片表面产生气泡较快；铬 片表面产生气泡较缓慢，溶 液变蓝色：铜片无明显现象 猜想________成立；铬与稀 硫酸反应生成蓝色的硫酸亚 铬(CrSO4)溶液，该反应的化 学方程式为 ________________ 　　(2)小张的实验：只选用了三种药品进行实验，也得出了三种金属在金属活动性顺序中的相对位置关系， 则他选用的三种药品可能是________。 【总结与归纳】由上述实验得出比较金属活动性强弱的方法是：______________________。 【解析】【猜想与假设】铝和铜的金属活动性铝比铜强，再将铬与二者比较将出现三种情况： (1)Cr>Al＞Cu；(2)Al>Cr>Cu；(3)Al>Cu>Cr。 【实验与探究】(1)要利用金属与酸反应比较金属的活动性强弱时，要用相同质量(体积)的酸且浓度要相同， 因为浓度影响金属与酸的反应速率；根据实验现象：铝片表面产生气泡较快；铬片表面产生气泡较缓慢，可知猜 想二正确。由题中信息可知，铬能与稀硫酸反应，生成蓝色的硫酸亚铬(CrSO4)溶液，结合实验一有气泡产生，应 该是氢气，根据质量守恒定律配平为：Cr＋H2SO4===CrSO4＋H2↑； (2)如果已知三种金属的活动性顺序，用活动性位于中间的金属与另两种金属的盐溶液反应；或用活动性位于 中间的金属的盐溶液与另两种金属反应，都可以验证三种金属的活动性顺序。故可选择：Al、CrSO 4 、Cu 或 Al2(SO4)3、Cr、CuSO4 等。 【总结与归纳】由上述实验得出比较金属活动性强弱的方法有：①通过金属与酸反应比较；②通过金属与盐 溶液反应比较。 【答案】【猜想与假设】Al、Cu、Cr；【实验与探究】(1)质量和浓度(或体积和溶质质量分数)；二；Cr＋ H2SO4===CrSO4＋H2↑；(2)Al、CrSO4 溶液、Cu(或 Cr、Al 2(SO4)3 溶液、CuSO4 溶液)；【总结与归纳】通过金属与 酸反应比较(或通过金属与盐溶液反应比较)(其他合理答案也可) 2．(2017，遵义汇仁中学二模)叠氮化钠(NaN3)被广泛应用于汽车安全气囊，某化学小组同学对其进行下列研 究。 【查阅资料】①NaN3 受撞击会生成 Na、N2。 ②NaN3 遇盐酸、H2SO4 溶液无气体生成。 ③碱石灰是 CaO 和 NaOH 的混合物。 ④NaN3 的制备方法是：将金属钠与液态氨反应制得 NaNH3 ，再将 NaNH3 与 N2O 反应可生成 NaN3 、 NaOH 和5 NH3。 【问题探究】 (1)汽车受撞击后，30 毫秒内引发 NaN3 迅速分解，该反应的化学方程式为__2NaN3 =====撞击 2Na＋3N2↑__。 (2)工业级 NaN3 中常含有少量的 Na2CO3，其原因是__2NaOH＋CO2===Na2CO3＋H2O__(用化学方程式表示)。 (3)为测定某工业级 NaN3 样品中 Na2CO3 的质量分数，小组同学设计了如图实验装置： ,Ⅰ) ,Ⅱ) ①小明同学认为通过测定装置Ⅰ中反应前后 B 的质量差，再通过相应计算，就可测定 Na2CO3 的质量分数，小 组同学通过讨论认为不可行，其理由可能是__浓盐酸易挥发，产生的氯化氢气体也会被装置 B 吸收__(答出一种即 可)。 ②小明同学在大家讨论的基础上，又设计了装置Ⅱ，请分析装置Ⅱ中 A 的作用是__吸收空气中的二氧化碳和 水蒸气__，若无装置 C，对测定结果造成的影响是__偏大__(选填“偏大”“偏小”或“无影响”)。装置 E 的作 用是__检验二氧化碳是否被 D 装置完全吸收__。 ③根据装置Ⅱ，小组同学设计的实验步骤有： a．称量装置 D b．称量样品，检查装置气密性 c．打开弹簧夹，鼓入空气 d．关闭弹簧夹，打开分液漏斗的活塞和玻璃塞，注入足量的稀硫酸，关闭活塞和玻璃塞。 其正确的顺序为__bcadca__(填字母序号，可重复)。 ④计算碳酸钠的质量分数时，至少需要测定__3__个数据。(填数字) ,备考攻关) 1.小明为了比较 X、Y、Z、W 四种金属的活动性顺序，利用这四种金属单质、稀盐酸、Z 的硝酸盐溶液和 W 的硝酸盐溶液，进行有关实验，结果如下表(“√”表示能反应，“－”表示不能反应，“空白”表示未做该实 验)。请你判断四种金属的活动性顺序为(　C　) 　　　　　　　　　　　　　 X Y Z W 稀盐酸 √ － － √ Z 的硝酸盐溶液 √6 W 的硝酸盐溶液 √ － A.Y＞Z＞X>W B．X＞Y＞W>Z C．X＞W＞Y>Z D．W＞X＞Y>Z 2．(2017，乌鲁木齐)实验探究小组将 Na 2CO3 溶液滴加到 Ca(OH)2 溶液中，充分反应后过滤，得到滤渣和滤 液，经检验滤渣的成分是碳酸钙。 【提出问题】滤液中溶质的成分是什么？ 【做出猜想】 猜想一：NaOH；猜想二：NaOH 和 Ca(OH)2； 猜想三：NaOH 和__Na2CO3__；猜想四：NaOH、Na2CO3 和 Ca(OH)2 经过讨论，大家认为猜想四不合理，原因是__因为氢氧化钙和碳酸钠不能共存__。 【实验过程】 实验步骤 现象 结论 实验Ⅰ：取滤液，向其中滴 入适量 Na2CO3 溶液 __没有明显现象__ 猜想二不成立 实验Ⅱ：另取滤液，向其中 加入足量__稀盐酸__ 产生气泡 猜想__三__成立 【拓展延伸】在分析化学反应后所得物质的成分时，除考虑生成物外还需考虑__原反应的物质是否过量__。 3．(2016，绥化)某兴趣小组要探究鸡蛋壳的主要成分，设计如下实验： 【设计实验】小刚同学取一个小玻璃杯，放入洗净的碎鸡蛋壳，然后加入一些醋精(主要成分是醋酸)，立即 用蘸有澄清石灰水的玻璃片盖住。 【实验现象】小刚同学的实验现象是__蛋壳表面有小气泡产生__，玻璃片上出现白色浑浊。 【结论】根据实验现象推测鸡蛋壳中可能含有__CO 2－3 或 HCO－3 __(填符号)离子，通过查阅资料知道鸡蛋壳中 还含有钙元素，最终小刚确定了鸡蛋壳的主要成分。 【拓展延伸】 (1)检验铵根离子的方法是__取样品与熟石灰混合研磨，闻到氨味，证明含铵根离子__。 (2)将 NaCl、NH4Cl、Na2SO4、(NH4)2SO4 四种溶液一次性鉴别出来，应加入的试剂是__氢氧化钡[或 Ba(OH)2]溶 剂__。 4．(2017，长沙)某同学为了探究木炭和氧化铜在高温条件下生成的气体产物的成分，提出了如下猜想： a．可能是二氧化碳； b．可能是一氧化碳。 并设计如图所示装置进行实验，预期的实验现象及结论如下： Ⅰ.若澄清的石灰水变浑浊，则气体为二氧化碳。 Ⅱ.若澄清的石灰水不变浑浊，则气体为一氧化碳。 请你分析并回答：7 (1)该同学的猜想是否严谨？请你说明理由：__不严谨__；__气体产物可能是 CO 和 CO2 的混合物__。 (2)设计一个实验，验证(1)中你的理由。请简述你的实验方案__先将混合气体通入澄清石灰水，再通入足量 NaOH 溶液，再通过盛装 CuO 的硬质玻璃管加热，观察现象，若 CuO 变红则猜想正确__。 (3)该实验装置存在的缺陷是__没有尾气处理装置__。 (4)反应结束时，停止实验的操作步骤是__先将导管移出水面，再熄灭酒精灯__。 (5)实验后发现试管①内壁上附着不易用试管刷洗净的固体生成物，清洗试管①的方法是__在试管①中用足量 稀盐酸清洗__。 5．(2017，聊城)某化学兴趣小组的同学，为了比较金属 R 与铁、铜的金属活动性强弱，进行如下探究活动： 【查阅资料】铁的活动性比铜强。 【进行猜想】对三种金属的活动性顺序做出如下猜想： 猜想一：R＞Fe>Cu。 猜想二：__Fe>R__>Cu__。 猜想三：Fe>Cu>R。 【收集证据】为了验证哪一种猜想成立，甲、乙、丙三位同学分别展开实验探究。 主要操作 主要现象 实验结论 甲 将打磨好的 R 丝插入盛有硫 酸铜溶液的试管中 __R 丝表面有红色物质析出 __ 乙 将粗细相同打磨好的 R 丝、 铁丝，分别插入体积和溶质 质量分数都相同的稀盐酸中 R 丝表面产生气泡速率比铁 丝表面产生气泡速率__快 __(选填“快”或“慢”) 丙 将粗细相同打磨好的 R 丝、 铁丝，分别在空气中点燃 R 丝在空气中剧烈燃烧，铁 丝在空气中__不能燃烧__ 猜想一 正确 写出铁丝在氧气中燃烧的化学方程式__3Fe＋2O2 =====点燃 Fe3O4__。 【交流反思】三位同学交流讨论后认为，比较金属活动性强弱的方法有多种。 【归纳总结】他们总结得出比较金属活动性强弱的常见方法有： (1)金属与氧气反应的难易和剧烈程度。 (2)金属与酸溶液是否反应或反应的剧烈程度。 (3)金属与__盐溶液__是否反应。 6．(2017，哈尔滨)在化学课上，老师带来一瓶未知溶液 A，已知它是稀盐酸或稀硫酸中的一种。进行如下实 验： 观察到烧杯中的现象是__溶液中有气泡冒出__。 【提出问题】A 是哪一种酸？ 老师要求甲、乙同学从反应后的溶液 B 分别展开探究。 【猜想假设】甲同学：A 是稀盐酸；乙同学：A 是稀硫酸。 【实验探究】8 【评价交流】甲同学的实验 1__不能__(选填“能”或“不能”)得出正确结论，乙同学的实验 3__能__(选填 “能”或“不能”)得出正确结论。 实验 3 发生反应的化学方程式为__Na2SO4＋BaCl2===BaSO4↓＋2NaCl__；反应后所得溶液中一定含有的离子是 ____Na＋、Cl－、NO－3 __。 【归纳总结】通过乙同学的实验可以得出：选择试剂鉴别溶液中的待测离子时，如果待测溶液中含有干扰离 子，则应在鉴别前，先另选试剂将干扰离子变成__气体__除去。 经讨论我们能够总结出，除去溶液中干扰离子的一般方法是：选择试剂将干扰离子变成__气体或沉淀__除 去。 请完成精练本第48页作业