中考化学总复习第2部分专题4科学探究优化训练.docx

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中考化学总复习第2部分专题4科学探究优化训练

专题四　科学探究

类型1　有关物质成分的探究

1．（2018西藏）有一包白色粉末，可能由CuSO4、Na2SO4、Na2CO3、BaCl2、NaOH中的一种或几种组成，同学们查阅资料得知NaCl、CaCl2、BaCl2等溶液呈中性，经过思考，设计并进行了以下实验：

（1）白色粉末一定不含__________________，可能含有______________。

（2）为了确定白色粉末的组成，还需要对无色滤液中呈碱性的物质进行探究。

【提出问题】无色滤液中呈碱性的物质是什么？

【猜想假设】猜想一：

NaOH；猜想二：

______________；猜想三：

Na2CO3和NaOH。

【进行实验】

实验步骤

实验现象

结论

（1）取少量该溶液于试管中，滴入________________________溶液

__________________

猜想三正确

（2）静置上述溶液，取少量上层清液于另一试管中，滴入几滴________溶液

______________

步骤

（1）中发生反应的化学方程式为__________________________________________。

【得出结论】白色粉末的成分是______________________________。

2．（2018淮安）水垢是日常生活中常见的物质，某兴趣小组收集了一部分水垢[主要成分CaCO3和Mg（OH）2，不考虑其他成分对实验的影响]并对其进行实验探究。

【查阅资料】①Mg（OH）2受热易分解，生成MgO和H2O；

②无水硫酸铜是白色固体，遇水变蓝色。

【探究活动一】验证水垢中的CaCO3和Mg（OH）2

（1）小斌取一定量水垢样品，高温灼烧，将生成的气体依次通过澄清石灰水和无水硫酸铜，观察到澄清石灰水变浑浊、无水硫酸铜变成__________色。

【得出结论】水垢中含CaCO3和Mg（OH）2。

（2）小红提出小斌的实验方案存在明显缺陷，小红的理由是_____________________。

【探究活动二】分离水垢中的CaCO3和Mg（OH）2

小林设计了如下实验流程（部分产物已略去）：

（1）过滤用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒和______________。

（2）滤液A中的溶质有________________________（用化学式表示）。

（3）加入MgCl2溶液时，发生反应的化学方程式是___________________________。

（4）操作II的实验步骤是__________________________________。

3．一次趣味化学活动中，王老师向同学们展示了一瓶标签受损的无色溶液，如图所示。

要求同学们进行探究：

确认这瓶溶液究竟是什么溶液？

【作出猜想】王老师提示：

这瓶无色溶液只能是下列四种溶液中的一种：

①硫酸镁溶液　②硫酸钠溶液　③硫酸溶液　④硫酸铵溶液

【查阅资料】

①常温下，相关物质的溶解度如下：

物质

MgSO4

Na2SO4

（NH4）2SO4

H2SO4

溶解度

35.1g

19.5g

75.4g

与水任意比互溶

②（NH4）2SO4的水溶液显酸性。

【实验探究】

（1）小明认为根据王老师的提示猜想②不正确，原因是_______________。

（2）为确定其他几种猜想是否正确，小明同学设计以下两种实验方案：

实验方案

预期实验现象

预期实验结论

①取少许该溶液于试管中，向其中滴加几滴__________溶液

溶液中有白色沉淀生成

猜想①成立

②用玻璃棒蘸取少许原溶液滴在pH试纸上，并跟标准比色卡对照

溶液pH小于7

猜想③成立

　小雅认为小明通过方案②得出的结论是不正确的，理由是___________________。

（3）请你设计实验方案，确认该溶液是硫酸铵溶液并完成实验报告：

实验操作

实验现象

实验结论

取该溶液少许于试管中，________________________________________

__________________________________________________

猜想④成立，该反应的化学方程式为_________________________

类型2　有关反应后物质成分的探究

4．（2018通辽）将一定量的K2CO3溶液与BaCl2溶液混合，过滤反应后的混合物。

某兴趣小组的同学们欲探究滤液中溶质的组成。

请你一同参与探究并回答有关问题：

【查阅资料】K2CO3溶液显碱性；BaCl2、KCl溶液显中性。

【作出猜想】猜想1：

滤液溶质是KCl；猜想2：

滤液溶质是______________；猜想3：

滤液溶质是KCl和K2CO3。

【实验探究】

实验操作

实验现象

实验结论

①取少量滤液于试管中，滴几滴无色酚酞溶液，振荡

无明显现象

猜想__________不成立

②另取少量滤液于另一支试管中，滴加K2CO3溶液

________________

猜想2成立。

写出相关的化学方程式：

________________________

【问题讨论】小丽同学认为要证明猜想2成立也可改用AgNO3溶液，你认为小丽同学__________（填“能”或“不能”）达到实验目的。

【反思拓展】实验结束后，组内同学认为K2CO3是盐而其水溶液却显碱性，这可能与它的水溶液中含有某种微粒有关，该微粒符号是____________。

5．（2017广东）某同学进行如图两个实验。

（1）甲实验中反应的化学方程式为_____________________________________。

（2）乙实验观察到的现象是__________________________________，溶液由蓝色变成无色。

（3）把甲、乙反应后的溶液倒入同一烧杯，发现有白色沉淀生成。

他决定对白色沉淀的成分进行探究。

【查阅资料】硫酸钡不溶于酸。

【作出猜想】白色沉淀为：

Ⅰ.______________；Ⅱ.Mg（OH）2和BaSO4；Ⅲ.Mg（OH）2和MgCO3。

【实验方案】

实验操作

实验现象与结论

过滤、洗涤白色沉淀备用；向白色沉淀中加入盐酸至过量

①若沉淀全部溶解，且无其他现象，猜想Ⅰ成立；其化学反应方程式为________________________________________。

②若__________________且无气体产生，猜想Ⅱ成立。

③若沉淀完全溶解，____________________，猜想Ⅲ成立

【拓展与思考】如果猜想Ⅲ成立，产生此结果的原因是做甲实验时________________________________________________________________________；

上述白色沉淀的成分不可能出现的组合是Mg（OH）2、MgCO3和BaSO4，原因是________________________________________________。

类型3　有关物质变质的探究

6．实验课上，某小组的同学用生石灰进行“化学反应中能量的变化”实验时发现：

向块状生石灰中加入适量水后没有明显的温度变化。

为确定其原因，进行了如下实验探究。

【提出问题】生石灰是否变质？

其成分是什么？

【查阅资料】氢氧化钙溶解过程中无明显温度变化，与盐酸反应无气体生成。

【猜想与假设】同学们认为生石灰样品已经变质，并对其成分作出了如下4种猜想：

猜想1：

Ca（OH）2和CaCO3；　　猜想2：

CaO和CaCO3；

猜想3：

CaO和Ca（OH）2;猜想4：

CaO、Ca（OH）2和CaCO3。

【进行实验】同学们将少量样品研碎后，按如图所示过程进行实验。

（1）在溶解过程中用温度计测量液体的温度，发现温度计示数升高，说明样品中应该含有________________________________________________________________________。

结论：

猜想1不成立。

（2）滤渣B中一定含有____________，用化学方程式表示生成该物质的反应：

____________________。

结论：

①块状生石灰表面发生变质；②猜想3不成立。

（3）为验证滤液C的成分，进行后续实验。

实验操作

实验现象

实验结论

____________________________________________________________

______________

①滤液中溶质为氢氧化钙；

②猜想4成立，猜想2不成立

【反思与评价】上述实验过程__________（填“能”或“不能”）得出猜想4成立、猜想2不成立的结论，理由是_____________________________________________________。

类型4　有关物质性质的探究

7．（2017南京）兴趣小组的同学对碳酸氢钠、碳酸钠、氢氧化钠的某些性质进行相关探究。

【提出问题】它们溶液的酸碱性及与酸反应时溶液的pH如何变化？

【实验探究1】向等体积、等浓度的碳酸氢钠、碳酸钠和氢氧化钠溶液中，分别加入几滴紫甘蓝汁液，同时用蒸馏水进行对比实验，观察并记录现象如下：

液体名称

蒸馏水

碳酸氢钠溶液

碳酸钠溶液

氢氧化钠溶液

紫甘蓝汁液显示的颜色

蓝紫色

蓝色

绿色

黄色

【查阅资料】

pH

7.5～9

10～11.9

12～14

紫甘蓝汁液显示的颜色

蓝色

绿色

黄色

【得出结论1】三种溶液的碱性由强到弱的顺序为_______________________。

【实验探究2】甲同学在烧杯中加入约5mL稀氢氧化钠溶液，滴入几滴酚酞溶液，此时溶液由______色变为______色。

向其中加入稀盐酸，该反应的化学方程式为________________________________________________________________________。

乙同学向一定体积、一定浓度的氢氧化钠溶液中，逐滴加入一定浓度的盐酸，得到pH变化与时间的关系如图1所示。

a点表示的含义是__________________________________。

【得出结论2】从微观角度分析，该反应的实质是________________________。

【实验探究3】向等体积、含等碳原子数的碳酸氢钠和碳酸钠溶液中，分别逐滴加入一定浓度的盐酸，得到pH变化与时间的关系如图2、图3所示。

【交流与反思】b点的溶质为____________________（写化学式），将图2和图3的阴影部分进行叠加，发现两者基本重合，c点的溶质为__________________（写化学式）。

【得出结论3】通过上述分析，碳酸钠和盐酸的反应过程，可以依次用以下两个化学方程式表示：

______________________________、_________________________。

【结论与反思】探究溶液的酸碱性及反应中pH的变化，可以认识反应的原理及进行的过程。

类型5　有关影响因素的探究

8．某小组同学在用过氧化氢溶液与MnO2制取氧气的过程中，发现反应的速率很慢，产生的气泡很少。

为此，他们进行了如下探究：

【猜想与假设】①速率慢、气泡少可能与过氧化氢溶液的浓度有关。

②速率慢、气泡少可能与MnO2的质量有关。

【进行实验】根据图甲进行如下实验。

实验1：

用26mgMnO2与5mL不同浓度的过氧化氢溶液进行实验，压强变化如乙中图1。

实验2：

用5mL1.5%的过氧化氢溶液与不同质量的MnO2进行实验，压强变化如乙中图2。

【解释与结论】

（1）过氧化氢溶液制取氧气的化学方程式为__________________________________。

（2）实验1得到的结论是________________________________________________。

实验2的目的是________________________________________________________________。

欲得出“MnO2对过氧化氢分解有催化作用”的结论，需要对比_____________________________________________________（简要写出实验设想）。

【查阅资料】小组同学通过互联网得知：

多种物质能催化过氧化氢的分解。

【实验探究】实验证明，CuSO4溶液也能显著加快过氧化氢的分解，CuSO4溶液主要含有三种粒子（H2O、Cu2＋、SO

），稀硫酸中含有三种粒子（H2O、H＋、SO

）。

为了进一步探究CuSO4溶液中哪种粒子能起催化作用，小组同学作了以下分析和设计。

（3）小组同学认为最不可能的是H2O，他们的理由是______________________________。

（4）要证明另外的两种粒子是否起到催化作用，小组同学设计了如下实验，完成探究活动。

实验步骤

实验现象

结论

a.取一支试管加入5mL5%过氧化氢溶液，然后加入2～3滴稀硫酸

溶液几乎没有气泡放出

实验证明，起催化作用的是__________

b.另取一支试管加入5mL5%过氧化氢溶液，然后加入2～3滴硫酸铜溶液

溶液中有大量气泡放出

【反思与评价】

（5）小组同学在进行实验1和2制取氧气过程中，发现反应的速率很慢，产生的气泡很少的原因可能是__________________________、________________________。

（6）利用图甲装置探究“温度对过氧化氢分解速率”的影响，是否合理？

______________。

理由是____________________________________________________。

类型6　有关条件、原理或规律类的探究

9．（原创）2018年10月27日，第二架C919大飞机第一次试飞成功。

C919大飞机大规模应用了第三代铝锂合金材料。

某化学兴趣小组对锂（Li）、铝、锌的金属活动性顺序进行探究，过程如下：

【作出猜想】

猜想1：

Li＞Al＞Zn　　猜想2：

Al＞Li＞Zn　　猜想3：

Zn＞Li＞Al　　猜想4：

Al＞Zn＞Li

小钱提出猜想__________不正确，你认为他判断的理由是_______________________。

【查阅资料】

①锂，银白色金属，号称“稀有金属”，由于易被氧化而变暗，故应存放于液体石蜡中。

②锂原子的结构示意图如右图所示。

【设计与实验】

小聪同学取大小相等的三种金属片，用砂纸打磨光亮后，分别放入三支盛有等量的同种白醋的试管中。

实验

实验一

实验二

实验三

实验操作

实验现象

锂片表面迅速产生大量气泡

铝片表面产生气泡较快

锌片表面产生气泡较慢

实验结论

猜想__________正确

【交流讨论】

（1）用砂纸打磨金属片的目的是______________________________。

（2）锂存放于液体石蜡中的目的是______________________________________。

（3）实验一中，锂与白醋中的醋酸（CH3COOH）反应生成醋酸锂（CH3COOLi）和氢气，写出该反应的化学方程式：

____________________________________________。

【归纳总结】

少数不活泼的金属如金、银等在地壳中以单质的形式存在，其余金属都是以化合物的形式存在；镁能在空气中燃烧，而铁只能在氧气中燃烧，而真金不怕火炼。

据此分析，比较金属的活动性强弱还可以根据：

①______________________；②__________________。

10．某研究小组为探究“铁钉在不同溶液中锈蚀的速率”，在相同条件下取同浓度的下列不同溶液用如图1装置完成实验，并用手持数据采集器进行测定。

回答下列问题：

所用溶液

NH4Cl

（NH4）2SO4

NH4NO3

0min时氧气浓度（%）

20.8

20.8

20.8

500min时氧气浓度（%）

15.8

17.0

17.4

实验前溶液pH

5.31

5.53

5.50

实验后溶液pH

7.37

7.99

8.22

铁钉表面锈蚀情况

大量铁锈

大量铁锈

大量铁锈

（1）铁锈的主要成分的化学式为____________________。

（2）在NH4Cl、（NH4）2SO4和NH4NO3溶液中，铁钉锈蚀过程中上述溶液的酸性均变__________（填“强”或“弱”）。

（3）上述实验方案是否合理？

______________（填“合理”或“不合理”），你的理由是____________________________________________________________________。

（4）铁钉锈蚀的速率还可能与________________________有关。

请设计实验，验证你的猜想：

实验操作

预期实验现象及结论

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________

（5）该小组在不同酸碱性溶液中又进行了探究，在相同条件下其测定的实验数据如图2：

①上述实验中，氧气浓度下降先陡后缓的原因是_____________________________。

②根据甲、乙图像，请写出三点结论：

_____________________________________。

类型7　拓展创新

11．“数字化实验”丰富了实验研究的方法，它可将实验过程中某些因素（酸碱性、浓度、气压等）的变化以数据、图像的形式呈现出来。

（一）探究二氧化碳与水反应

方案一

方案二

（1）图1中可观察到甲试管里的紫色液体变为__________色，反应的化学方程式为____________________________________。

乙试管的作用是__________。

（2）由图2坐标图中的曲线可知，烧杯内溶液的酸性逐渐变__________（填“强”或“弱”）。

（二）探究蜡烛燃烧的产物

（3）如图3所示，用注射器在蜡烛外焰部位抽气并振荡，可观察到____________________，证明反应生成了二氧化碳，反应的化学方程式为____________________________________；若将干冷的烧杯罩在火焰上方，观察到________________________，证明反应生成了水。

方案一

方案二（数字化实验）

（4）如图4所示，蜡烛在密闭容器内燃烧，同时监测容器内氧气、二氧化碳和水蒸气含量的变化，形成三条曲线如坐标图所示，曲线__________（填“a”“b”或“c”）能够说明蜡烛燃烧生成了二氧化碳和水。

（三）比较块状碳酸钙、粉末状碳酸钙与稀盐酸反应的速率

方案一

方案二（数字化实验）

（5）写出碳酸钙与稀盐酸反应的化学方程式：

_________________________________。

（6）图5中，乙试管里稀盐酸的溶质质量分数C%应为__________%。

相比块状碳酸钙，粉末状碳酸钙与稀盐酸的反应更为剧烈，原因是_________________________________。

（7）按图6所示进行实验，倾斜锥形瓶使小试管内的稀盐酸流入瓶中与固体接触发生反应，瓶内气压的变化如坐标图所示。

对比分析坐标图中的点__________（填“a”“b”“c”或“d”）可知：

两个锥形瓶内达到相同的压强时，碳酸钙粉末与稀盐酸反应所需时间更短。

参考答案

1．

（1）硫酸钠、硫酸铜　氢氧化钠

（2）【猜想假设】Na2CO3

【进行实验】过量氯化钙（或氯化钡）　产生白色沉淀

酚酞　溶液变红色

Na2CO3＋CaCl2===CaCO3↓＋2NaCl（或Na2CO3＋BaCl2===BaCO3↓＋2NaCl）

【得出结论】Na2CO3、BaCl2、NaOH

2．【探究活动一】

（1）蓝　

（2）气体通过澄清石灰水时会带出水蒸气

【探究活动二】

（1）漏斗　

（2）CaCl2、MgCl2、HCl

（3）MgCl2＋Ca（OH）2===Mg（OH）2↓＋CaCl2

（4）加入足量水溶解，过滤

3．【实验探究】

（1）常温下Na2SO4溶液的溶质质量分数不可能达到20%　

（2）NaOH　（NH4）2SO4溶液也呈酸性

（3）向试管中加入少量NaOH溶液并加热，将湿润的红色石蕊试纸放在试管口　有刺激性气味的气体产生，红色石蕊试纸变蓝

（NH4）2SO4＋2NaOH

Na2SO4＋2NH3↑＋2H2O

4．【作出猜想】KCl、BaCl2

【实验探究】3　产生白色沉淀　BaCl2＋K2CO3===BaCO3↓＋2KCl

【问题讨论】不能　【反思拓展】OH－

5．

（1）Ba（OH）2＋Na2CO3===BaCO3↓＋2NaOH

（2）镁条表面出现红色固体　（3）【作出猜想】Mg（OH）2

【实验方案】①Mg（OH）2＋2HCl===MgCl2＋2H2O

②沉淀部分溶解　③且有气体产生

【拓展与思考】滴加的碳酸钠溶液过量　甲反应后的溶液中碳酸钠与氢氧化钡不能共存

6．【进行实验】

（1）CaO

（2）CaCO3　CO2＋Ca（OH）2===CaCO3↓＋H2O

（3）取适量滤液C于试管中，向其中通入适量二氧化碳，观察　滤液变浑浊

【反思与评价】不能　样品中有氧化钙，加水后能和水反应生成氢氧化钙，所以无法证明生石灰样品中含有氢氧化钙

7．【得出结论1】氢氧化钠溶液＞碳酸钠溶液＞碳酸氢钠溶液

【实验探究2】无　红　NaOH＋HCl===NaCl＋H2O

pH＝7，恰好完全反应

【得出结论2】氢离子和氢氧根离子结合生成水分子

【交流与反思】NaCl、HCl　NaCl、NaHCO3

【得出结论3】Na2CO3＋HCl===NaCl＋NaHCO3　NaHCO3＋HCl===NaCl＋H2O＋CO2↑

8．

（1）2H2O2

2H2O＋O2↑

（2）其他条件相同的情况下，过氧化氢的浓度越大，反应越快　其他条件相同的情况下，探究二氧化锰质量对过氧化氢分解速率的影响　过氧化氢质量分数相同，加和不加二氧化锰的两种情况下压强变化的情况

（3）过氧化氢溶液中含有水　（4）Cu2＋

（5）过氧化氢的浓度低　催化剂的量太少

（6）不合理　水受热转化为水蒸气导致气压变化

9．【作出猜想】3　Al的金属活动性比Zn更强　【设计与实验】1

【交流讨论】

（1）除去金属表面的氧化物　

（2）隔绝氧气，防止锂被氧化　（3）2Li＋2CH3COOH===2CH3COOLi＋H2↑

【归纳总结】①金属在地壳中的存在形式　②金属与氧气反应的难易程度

10．

（1）Fe2O3（或Fe2O3·xH2O）　

（2）弱　（3）不合理　要探究的是铁在不同溶液中锈蚀的速率，而本实验所用样本都是弱酸性的，样本不具有代表性，