中考化学复习冲刺仁爱版专题二《空气和水》科学探究题word版有答案Word文档格式.docx
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（6）在老师的鼓励下，同学们继续探究FeCl3溶液中到底是哪种粒子催化H2O2的分解，请你设计一组实验进行探究向两份等浓度、等体积的过氧化氢溶液分别加入同浓度的硫酸铁溶液和氯化钠溶液，观察产生气泡的速率快慢。
（7）另一名同学了解到，加热也可促进过氧化氢溶液分解，于是进行如下实验，分别取5mL12%的H2O2溶液于试管中进行水浴加热，步骤和现象如下：
加热耗时
水浴温度
分解现象
12分
65℃
少量气泡
15分
74℃
明显气泡
21分
87℃
大量气泡
根据该同学的探究，试分析回答，为什么实验室通常不用加热过氧化氢溶液的方法制氧气？
（两点理由）：
一需要加热，消耗能源；
二是反应缓慢，费时较长。
【答案】
解：
（1）硫酸铜是由金属阳离子与酸根阴离子构成的化合物，属于盐；
故填：
盐；
（2）过氧化氢在二氧化锰的催化作用下分解为水和氧气；
2H2O2
2H2O+O2↑；
（3）比较硫酸铜溶液和氯化铁溶液催化过氧化氢溶液分解的效果，过氧化氢溶液的体积与浓度应完全相同，硫酸铜溶液和氯化铁溶液的体积与浓度也要完全相同，所以可选择实验1和3或实验2和4进行对比；
实验1和3（或实验2和4）；
（4）由表格中的数据以及产生氧气的快慢可知，实验室制取氧气，4%H2O2溶液，0.1%FeC13溶液；
4；
0.1%FeC13溶液；
（5）由实验1和2、实验3和4对比可知，过氧化氢溶液的浓度越大，反应的速率越慢；
过氧化氢溶液的浓度越大，反应的速率越慢；
（6）FeCl3溶液中含有水分子、铁离子和氯离子，水分子无需验证，但是需要验证铁离子和氯离子对过氧化氢分解速率的影响，因此可设计如下实验：
向两份等浓度、等体积的过氧化氢溶液分别加入同浓度的硫酸铁溶液和氯化钠溶液，观察产生气泡的速率快慢；
（7）由实验数据可知，用加热过氧化氢溶液的方法制氧气的缺点是：
二是反应缓慢，费时较长；
二是反应缓慢，费时较长。
2、某校化学学习小组用图1所示装置电解水，为加快电解速率，该小组同学采用了澄清石灰水代替水进行了电解实验，请回答下列问题：
（1）试管a中的气
（1）试管a的气体为氢气，试管b连接的是电源的正极。
（2）实验时该组同学采用石墨棒作为电极，在电解过程中发现澄清石灰水变浑浊了。
针对此异常现象，该小组进行了如下探究：
【提出猜想】：
1．电解过程中水不断减少，导致溶液中的氢氧化钙不能继续溶解，形成沉淀。
2．电解过程中，温度升高，导致溶液中的氢氧化钙不能溶解，形成沉淀。
【进行实验】：
1．另取相同浓度、体积的澄清石灰水，加入10mL蒸馏水，搅拌，在相同电压下再次进行电解实验，观察到溶液仍然是浑浊的，这说明：
溶液变浑浊不是氢氧化钙析出导致的。
2．取100mL相同浓度的澄清石灰水于大烧杯中，加热至电解实验时上升的温度，没有观察到浑浊。
这说明：
溶液变浑浊不是由于温度升高导致的。
3．该小组采用铂电极电解澄清石灰水，如图3，发现澄清石灰水没有变浑浊，于是提出猜想该澄清石灰水变浑浊的原因可能与用石墨棒作为电极有关。
4．另取浑浊的液体，向其中加入稀盐酸，并用二氧化碳传感器测量反应产生的二氧化碳浓度，所得数据如图3．据此推测该浑浊中应该有：
碳酸钙。
产生该物质的原因可能是：
C+O2CO2，
Ca（OH）2+CO2═CaCO3↓+H2O（请用化学方程式表示）
5．实验最终表明该猜想正确，但实验过程中该小组同学也发现，向浑浊的液体中滴加盐酸，并没有气泡产生。
其原因可能是稀盐酸较少，不足以和氢氧化钙反应。
（1）水在通电的条件下生成氢气和氧气，正氧负氢，体积比是1：
2，所以试管a中的气
（1）试管a的气体为氢气，试管b连接的是电源的正极；
（2）
【进行实验】1、在相同电压下再次进行电解实验，观察到溶液仍然是浑浊的，这说明：
溶液变浑浊不是氢氧化钙析出导致的；
2、氢氧化钙的溶解度随温度的升高而减小，所以取100mL相同浓度的澄清石灰水于大烧杯中，加热至电解实验时上升的温度，没有观察到浑浊，这说明：
溶液变浑浊不是由于温度升高导致的；
3、采用铂电极电解澄清石灰水，发现澄清石灰水没有变浑浊，于是提出猜想该澄清石灰水变浑浊的原因可能与用石墨棒作为电极有关；
4、另取浑浊的液体，向其中加入稀盐酸，并用二氧化碳传感器测量反应产生的二氧化碳浓度，所得数据如图3，推测该浑浊中应该有：
碳酸钙，碳和氧气在点燃的条件下生成二氧化碳、二氧化碳和氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水，所以产生该物质的原因可能是：
C+O2
CO2，Ca（OH）2+CO2═CaCO3↓+H2O；
5、实验最终表明该猜想正确，但实验过程中该小组同学也发现，向浑浊的液体中滴加盐酸，并没有气泡产生，原因可能是：
稀盐酸较少，不足以和氢氧化钙反应。
故答案为：
（1）氢气，正；
【进行实验】1、溶液变浑浊不是氢氧化钙析出导致的；
2、溶液变浑浊不是由于温度升高导致的；
3、用石墨棒作为电极；
4、C+O2
5、稀盐酸较少，不足以和氢氧化钙反应。
3、小科冋学阅读课外资料得知，某些氧化物可代替二氧化锰作一些反应的催化剂，于是她对此产生了探究兴趣。
【提倡问题】氧化铜能否作氯酸钾分解的催化剂？
【设计实验】小科设计了下列三组实验（其他可能影响实验的因素均忽略）
实验编号
KC1O3/g
氧化物
产生气体的体积（mL）
耗时（s）
0.6
/
9.8
480
0.2g氧化铜
67
90
0.2g二氧化锰
37
（1）写出氯酸钾用二氧化锰作催化剂的化学方程式2KClO32KCl+3O2↑。
（2）从实验1与实验2的数据可知，氧化铜能（选填“能”或“不能”）加快氯酸钾的分解速率。
（3）为证明氧化铜是该反应的催化剂，小科又完成了以下的实验。
1，将实验2反应后的混合物加足量的水溶解，过滤，洗涤并十燥，用天平称量，质量为0.2g。
Ⅱ．将过量的CO通入滤出的固体，按如图进行实验，小科同学的实验报告如下表，请填写空格中的内容。
装置
现象
结论
A
黑色粉末变红
生成了铜
B
澄清的石灰水变成浑浊
产生了二氧化碳
【得出结论】通过I、Ⅱ实验证明氧化铜能作氯酸钾分解的催化剂。
【反思与评价】
从环保角度分析，上图装置有不足之处，你认为该如何改进？
燃着的酒精灯对尾气进行处理。
（1）氯酸钾和二氧化锰加热生成氯化钾和氧气，反应化学方程式2KClO3
2KCl+3O2↑；
（2）根据实验现象可知氧化铜能加快氯酸钾的分解速率；
（3）一氧化碳和氧化铜反应生成铜和二氧化碳，所以现象为黑色粉末变红；
[反思与评价]一氧化碳有毒，需要进行尾气处理，所以B后接一个气囊或放一盏燃着的酒精灯。
（1）2KClO3
（2）能；
（3）黑色粉末变红；
[反思与评价]燃着的酒精灯对尾气进行处理。
4、实验室常用如图装置测定空气中氧气的含量。
【实验原理】该实验反应的原理是2Cu+O22CuO（用方程式表示）。
【实验步骤】具体实验步骤有：
①在硬质玻璃管中装入铜粉，两端塞上带导管的橡皮塞，其中一端用气球密封；
②测量出实验所用硬质玻璃管的容积；
③停止加热后，待试管冷却至室温，注射器活塞稳定后，记录注射器中气体的体积；
④酒精灯在铜粉部位加热，加热时不断推拉注射器：
⑤移动注射器活塞，在注射器中留下一定体积的气体，记录体积后与硬质玻璃管另一端密封连接，并将硬质玻璃管固定在铁架台上。
（1）正确的操作步骤为②①⑤④③（填数字序号）；
（2）在实验加热过程中，硬质玻璃管中观察到的现象是铜粉变黑色；
缓慢推拉注射器活塞的目的是使装置中的氧气完全反应；
【实验记录】如表是甲、乙、丙三组同学记录的实验数据：
实验
小组
硬质玻璃管的容积/mL
反应前注射器中气体体积/mL
反应后注射器中气体体积/mL
反应消耗的氧气体积/mL
空气中氧气的体积分数（%）
甲
45
15
11
18.3
乙
40
18
5
13
22.4
丙
50
20
6
14
20.0
填写上表中空白，帮助丙组同学完成实验数据的统计；
【实验分析】从上述数据中可知，该实验存在一定误差，导致该实验数据比21%小的原因不可能是
③（填数字序号）。
①没有缓缓推拉注射器活塞；
②读数时没有冷却至室温；
③加入铜丝量太多；
④反应后读数时小气球中气体未全部挤出
【实验原理】
该实验反应的原理是：
加热条件下铜和氧气反应生成氧化铜，消耗氧气，反应的化学方程式为：
2Cu+O2
2CuO。
（1）正确的操作步骤为：
测量出实验所用硬质玻璃管的容积；
在硬质玻璃管中装入铜粉，两端塞上带导管的橡皮塞，其中一端用气球密封；
移动注射器活塞，在注射器中留下一定体积的气体，记录体积后与硬质玻璃管另一端密封连接，并将硬质玻璃管固定在铁架台上；
酒精灯在铜粉部位加热，加热时不断推拉注射器：
停止加热后，待试管冷却至室温，注射器活塞稳定后，记录注射器中气体的体积。
②①⑤④③。
（2）在实验加热过程中，硬质玻璃管中观察到铜粉变黑色；
缓慢推拉注射器活塞的目的是使装置中的氧气完全反应。
铜粉变黑色；
使装置中的氧气完全反应。
【实验记录】
丙中反应消耗的氧气体积为：
20mL-6mL=14mL，空气中氧气的体积分数为：
，实验过程如下所示：
【实验分析】
①没有缓缓推拉注射器活塞，会导致氧气不能完全反应，从而导致实验结果偏小；
②读数时没有冷却至室温，会导致氧气体积偏小，从而导致实验结果偏小；
③加入铜丝量应该足量，使氧气完全反应，因此加入铜丝量应该过量，从而使实验结果更准确；
④反应后读数时小气球中气体未全部挤出，会导致氧气体积偏小，从而导致实验结果偏小。
③。
5、课后查阅资料后，小丽和小明利用如图1所示装置对氯酸钾制氧气进行了深入的探究学习。
资料：
①氯酸钾的熔点约为356℃，二氧化锰的分解温度约为535℃．用酒精灯给物质加热，受热物质的温度一般约为400℃左右；
②不同配比是指氯酸钾和二氧化锰混合物中，氯酸钾和二氧化锰的质量比；
③氯酸钾分解时，传感器得到氧气浓度随温度的变化示意图（图2）及不同配比时氧气浓度随温度的变化示意图（图3）如下：
请回答问题：
（1）分析图2，氯酸钾熔点高于（填“高于”、“等于”或“低于”）其分解温度；
（2）分析图2，在氯酸钾分解前，传感器得到氧气浓度降低的可能原因是试管内气压增大，排出一部分空气，使氧气浓度降低；
（3）分析图3，氯酸钾分解温度随物质配比变化的规律是物质配比越大，氯酸钾分解温度越高，当物质配比为1：
2时，氯酸钾分解温度约为70℃；
（4）为证实二氧化锰的催化作用，小丽利用如图4装置进行如表所示的实验：
步骤
实验操作
Ⅰ
检查气密性。
方法：
连接装置，将导管放入水中，然后用手紧握Y型管的外壁，观察到导管口有气泡冒出，说明气密性良好
。
Ⅱ
分别在“Y”形管两侧支管中加入少量二氧化锰和氯酸钾，塞紧橡皮塞。
不填
Ⅲ
分别用酒精灯先后加热二氧化锰和氯酸钾，用带火星木条放在导管口。
加热左侧支管，可观察到
木条不复燃
，
加热右侧支管，可观察到木条较长时间
才能复燃。
Ⅳ
冷却后，将“Y”形管左侧支管中部分二氧化锰混入右侧支管中，振荡“Y”形管，加热，用带火星木条放在导管口。
加热后可观察到现象是
相对于步骤Ⅲ中木条很快复燃
请回答：
①步骤Ⅰ中检查气密性方法是：
连接装置，将导管放入水中，然后用手紧握Y型管的外壁，观察到导管口有气泡冒出，说明气密性良好。
②完善步骤Ⅲ中的填空：
加热左侧支管，可观察到木条不复燃。
③步骤Ⅳ中，将二氧化锰混入右侧支管有余热的氯酸钾中的操作方法是将“Y”形管倾斜并抖动，使二氧化锰沿管壁滑入另一侧中。
加热后可观察到现象是相对于步骤Ⅲ中木条很快复燃。
④小丽认为根据步骤Ⅳ的实验现象就能说明二氧化锰是氯酸钾分解的催化剂，但小明不同意她的观点，小明认为还需证明在此反应中二氧化锰的质量和化学性质不变。
后来在老师的指导下，小丽完善了实验方案，最终验证了自己的结论，则氯酸钾制取氧气的化学方程式2KClO32KCl+3O2↑。
（1）通过图中的数据可知氯酸钾的分解温度大约是380℃，以及氯酸钾的熔点是356℃，所以KClO3分解温度高于其熔点；
（2）实验装置内的空气受热膨胀，会发生逸出，导致装置内的氧气浓度降低，所以在KClO3分解前，传感器得到氧气浓度降低的可能原因是：
试管内气压增大，排出一部分空气，氯酸钾还没有分解生成氧气；
（3）通过分析图3中氯酸钾的分解数据可知，KClO3分解温度随物质配比变化的规律是配比越大，分解温度越高，当物质配比为1：
2是，KClO3分解温度约为75℃；
（4）Ⅰ、连接装置，将导管放入水中，然后用手紧握Y型管的外壁，观察到导管口有气泡冒出，说明气密性良好；
Ⅱ、没有加热时，氯酸钾不会分解，所以没有任何现象发生；
Ⅲ、加热二氧化锰没有氧气生成，所以木条不复燃；
加热氯酸钾一段时间后，木条才复燃；
Ⅳ、在二氧化锰的催化作用下，氯酸钾在较低的温度下就能分解生成氧气，操作方法是将“Y”形管倾斜并抖动，使二氧化锰沿管壁滑入另一侧中；
①加热二氧化锰没有氧气生成，所以木条不复燃；
②在二氧化锰的催化作用下，氯酸钾在较低的温度下就能分解生成氧气，操作方法是将“Y”形管倾斜并抖动，使二氧化锰沿管壁滑入另一侧中；
③在化学反应里能改变其他物质的化学反应速率（既能提高也能降低），而本身的质量和化学性质在化学反应前后都没有发生改变的物质叫做催化剂，在二氧化锰的催化作用下，加热氯酸钾分解为氯化钾和氧气；
故答案是：
（1）高于；
（2）试管内气压增大，排出一部分空气，使氧气浓度降低；
（3）物质配比越大，氯酸钾分解温度越高；
70（温度在60℃～80℃之间即可）；
（4）①连接装置，将导管放入水中，然后用手紧握Y型管的外壁，观察到导管口有气泡冒出，说明气密性良好；
②木条不复燃；
③将“Y”形管倾斜并抖动，使二氧化锰沿管壁滑入另一侧中；
相对于步骤Ⅲ中木条很快复燃；
④质量
化学性质；
6、
（1）为测定空气中氧气的含量，图1所示实验装置气密性良好，与集气瓶相连的压强传感器等电子设备可将集气瓶内气体压强精确地记录并保存下来；
图2是实验过程中集气瓶内的压强变化曲线。
①写出红磷燃烧的化学方程式4P+5O22P2O5。
②根据上图请描述红磷燃烧开始后，集气瓶内压强随时间变化的情况是先变大后变小，原因是红磷燃烧放出热量，造成装置内的气体体积膨胀，压强增大，随着反应的进行，氧气的消耗，装置内的压强减小。
③若燃烧匙内所装红磷的量偏少，则测出的氧气的含量偏低（填“低”或“高”）。
（2）小明用容积为125mL的集气瓶通过向上排空气法收集二氧化碳气体。
验满后小明认为这瓶气体不
是纯净的，为测定这瓶气体中二氧化碳的体积分数，设计如图3装置进行实验（装置气密性良好）。
【查阅资料】氢氧化钠（NaOH）可以与二氧化碳反应，生成碳酸钠（Na2CO3）和水，碳酸钠易溶于水，写出反应的化学方程式2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O。
【实验操作】将注射器内的氢氧化钠溶液全部注入集气瓶中，轻轻地稍微振荡集气瓶，打开弹簧夹，量筒内的水沿导管流入集气瓶，实验结束后，经检验集气瓶内氢氧化钠有剩余，并测得集气瓶外剩余的水35mL。
【实验结果】这瓶气体中二氧化碳的体积分数=80%。
【反思与评价】该实验还存在误差，原因可能是少量水存在与导管中，没有进入集气瓶。
（1）①磷与氧气在点燃的条件下反应生成五氧化二磷；
4P+5O2
2P2O5；
②红磷燃烧放出热量，造成装置内的气体体积膨胀，压强增大，随着反应的进行，氧气的消耗，装置内的压强减小；
先变大后变小；
红磷燃烧放出热量，造成装置内的气体体积膨胀，压强增大，随着反应的进行，氧气的消耗，装置内的压强减小；
③若燃烧匙内所装红磷的量偏少，就不能将装置内的氧气耗尽，则测出的氧气的含量偏低；
低；
（2）氢氧化钠（NaOH）可以与二氧化碳反应，生成碳酸钠（Na2CO3）和水，故填：
2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O；
将注射器内的氢氧化钠溶液全部注入集气瓶中，轻轻地稍微振荡集气瓶，打开弹簧夹，量筒内的水沿导管流入集气瓶，实验结束后，经检验集气瓶内氢氧化钠有剩余，并测得集气瓶外剩余的水35mL，则进入集气瓶内的水的体积为：
125mL-35mL=90mL，则氢氧化钠溶液所吸收的二氧化碳的气体体积为90mL+10mL=100mL，则这瓶气体中二氧化碳的体积分数为：
；
80%；
实验中有少量水存在与导管中，没有进入集气瓶，从而造成误差；
少量水存在与导管中，没有进入集气瓶。
7、实验课上，勇往直前实验小组的同学们正在进行“水的组成”的探究，请你参与！
【提出问题】水是一种元素吗？
【进行实验】同学们按照教材中的装置（如图1）进行了实验：
【收集证据】
（1）实验中，同学们观察到电极附近有①气泡产生，一段时间后，正、负极产生的气体体积比约为②1：
2。
切断电源，打开b管顶端的活塞，在管口放置一根燃着的木条，会观察到③无色气体燃烧，产生淡蓝色火焰，放热。
【讨论分析】实验时，老师在水中加入了少量氢氧化钠，目的是
（2）增强导电性。
【得出结论】
（3）本实验得出的结论是①水是由氢、氧元素组成的化合物。
通过此结论还能从宏观角度解释，水之所以属于氧化物，是因为②水是由两种元素组成的纯净物，且其中一种是氧元素。
（4）同学们又查阅到了如下资料：
a．氢氧化钠是一种强碱，具有腐蚀性。
b．旧版教材中，电解水的实验装置如图2所示。
c．给含有氯化钠的水通电，会发生如下反应：
氯化钠+水
氢氧化钠+氢气+氯气。
请你分析思考：
和图2的装置相比，现行教材（图1）装置的优点是①管上有刻度，更准确（任意写一点）。
进行实验时，②不能（填“能”或“不能”）将氢氧化钠换为氯化钠。
【总结交流】化学是以实验为基础的科学，通过上述实验的分析对比，归纳两条在改进实验时需考虑的因素（5）①改进实验要更易于操作、②改进实验要具备更高的准确性。
同学们不但成功探究了水的组成，得出正确结论，还对“科学探究与创新意识”的素养有了更深刻的认识和体会，期待在今后的学习中解决更多问题！
（1）水通电分解生成氢气和氧气，所以观察到电极附近有气泡产生，一段时间后，正、负极产生的气体体积比约为1：
2．切断电源，打开b管顶端的活塞，在管口放置一根燃着的木条，会观察到无色气体燃烧，产生淡蓝色火焰，放热；
（2）水通电分解加入了少量氢氧化钠，目的是增强导电性；
（3）水通电分解生成氢气和氧气，所以本实验得出的结论是水是由氢、氧元素组成的化合物。
通过此结论还能从宏观角度解释，水之所以属于氧化物，是因为水是由两种元素组成的纯净物，且其中一种是氧元素；
（4）和图2的装置相比，现行教材（图1）装置的优点是管上有刻度，更准确；
更便于检验生成的气体；
防止从水槽中取出试管时碱性液体腐蚀手，电解氯化钠溶液生成氢气和氯气，所以不能用氯化钠代替氢氧化钠；
（5）化学是以实验为基础的科学，通过上述实验的分析对比，归纳两条在改进实验时需考虑的因素：
①改进实验要更易于操作；
②改进实验要具备更高的准确性。
（1）①气泡；
②1：
2；
③无色气体燃烧，产生淡蓝色火焰，放热；
（2）增强导电性；
（3）①水是由氢、氧元素组成的化合物；
②水是由两种元素组成的纯净物，且其中一种是氧元素；
（4）①管上有刻度，更准确；
②不能；
（5）①改进实验要更易于操作；
8、逻辑推理是化学学习常用的思维方法。
某校研究性学习小组在做“寻找新的催化剂”课题时，发现将生锈的铁钉放到过氧化氢溶液中，也可以加快过氧化氢的分解速率。
于是，他们对此展开探究：
（1）提出问题：
什么物质是该反应催化剂？
（2）设猜想与假设：
下面是组内两位同学所作的猜想，请你完成小华的猜想。
【假设一】小芳同学：
铁钉表面的氧化铁是H2O2溶液分解反应的催化剂。
【假设二】小华同学：
铁钉里的铁是H2O2溶液分解反应的催化剂。
（3）实验与结论：
实验I：
把一定质量的氧化铁粉末加入到装有10mL5%的过氧化氢溶液的试管中，并用一根带火星的小木条置于试管口，观察现象。
带火星木条复燃
假设一成立
实验Ⅱ：
取10mL5%的过氧化氢溶液于另一支试管中，加入铁粉，并用一根带火
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