中考人教版化学科学探究《实验探究物质的组成成分以及含量》专题练习.docx
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中考人教版化学科学探究《实验探究物质的组成成分以及含量》专题练习
科学探究《实验探究物质的组成成分以及含量》
1、小辉同学长期以来的早餐搭配：
一碗稀饭、一根油条和少量泡菜。
回答下列问题。
（1）小辉的早餐食谱中缺乏人体需要的蛋白质和维生素等营养素，长期如此，容易导致营养不良。
建议他增加进食瘦肉和少量蔬菜、水果等。
（2）新鲜的蔬菜和水果中含有丰當的维生素C，可预防坏血病（填疾病的名称）
（3）小辉想探究番茄和柑橘中维生素C含量的高低，他査阅资料得知，维生素C溶液能使一定量的紫色高锰酸钾溶液褪色，并且维生素C溶液越浓，褪色程度越明显。
【提出问题】柑橘中维生素C含量比番茄中的高吗？
【作出假设】柑橘比番茄味道酸，柑橘中的维生素C含量比番茄中的高。
【实验步骤】①如图，向两支洁净试管中各加入2mL一定浓度的紫色高锰酸钾溶液，编号为甲、乙两组；
②再同时向甲、乙两支试管中分别加入1mL柑橘榨汁、lmL番茄榨汁，振荡摇匀；
③一段时间后观察两支试管现象。
【实验结果与结论】如果甲试管中颜色褪色比乙试管中明显，说明假设成立；如果乙试管中颜色褪色比甲试管中明显，或是两支试管中颜色褪色基本相近，说明假设不成立。
（填“成立”或“不成立”）
【实验分析与评价】
本实验中甲组与乙组形成对照关系。
为了使实验更严谨、更科学，可再加丙组实验：
向丙组试管中加入2mL相同浓度的高锰酸钾溶液和1mL蒸馏水，振荡摇匀。
2、某化学活动小组在一次实验中进行如图所示实验：
请写出U型管右侧加入稀盐酸产生气泡时的化学方程式：
Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑。
实验后，小组同学充分振荡U型管，发现管内有白色固体残留，此固体残留物为BaCO3（填化学式）；将混合物过滤后，同学们对滤液成分产生了浓厚的兴趣，于是进行了进一步的探究活动。
【提出问题】滤液中可能含有哪些溶质？
【猜想与假设】猜想一：
溶质为NaCl
猜想二：
溶质为NaCl和BaCl2
猜想三：
溶质为NaCl、BaCl2和HCl
猜想四：
溶质为NaCl、Na2CO3
【评价与交流】你认为以上猜想三 不合理
【设计并实验】小希取少许滤液，向其中滴加少量硫酸钠，无明显现象，由此得出结论：
猜想一成立，小钰认为小希的结论不严密。
通过讨论，小希和小钰发现只需加入一种试剂a就可验证全部合理猜想，这种试剂是H2SO4（填化学式），小希和小钰取少许滤液在加入少许试剂a后观察到没有明显现象，得出结论：
猜想一成立。
【归纳与总结】通过上述实验我们能够总结出：
在确定化学反应后所得溶液中溶质成分时，除了考虑生成物外，还要考虑反应物是否有剩余。
3、菱铁矿是一种分布比较广泛的矿物，它的主要成分是碳酸亚铁。
小车想探究碳酸亚铁和氧气充分反应后的固体成分，于是进行了探究活动：
【查阅资料】
①碳酸亚铁（FeCO3）具有还原性，在空气中灼烧生成铁的氧化物和CO2气体；②FeO是种黑色粉末，它不稳定，在空气中加热，就迅速被氧化成四氧化三铁，四氧化三铁能与盐酸反应生成氯化亚铁、氯化铁和水；③FeCl2能使髙锰酸钾溶液褪色，而FeCl3不能；FeCl3溶液中滴加KSCN溶液，溶液变红色，而FeCl2溶液不能。
【猜想与假设】
猜想1：
固体成分是氧化铁；
猜想2：
固体成分是四氧化三铁；
猜想3：
固体成分是氧化铁、四氧化三铁；
猜想4：
固体成分是氧化亚铁
【活动与探究】连接仪器、装好约品如图所示（加热和固定装置已省略），打开弹簧夹K，通入氧气，加热玻璃管X．当Y瓶中产生的沉淀不再增加时，停止加热，继续通入氧气至玻璃管冷却。
取玻璃管里的少量固体于试管中，滴加盐酸，微热，固体完全溶解。
将所得溶液分成甲、乙两份进行实验。
实验编号
实验步骤
实验现象
a
向甲溶液中滴加 KSCN 溶液
溶液变红色
b
向乙溶液中滴加高锰酸钾溶液
高锰酸钾溶液的紫红色不消失
【结论与反思】
（1）在实验前就可以判断猜想4（填“1”“2”3”或“4”）是不成立的，因为氧化亚铁容易被氧气氧化成四氧化三铁。
（2）由上述实验现象可知，FeCO3在氧气中高温灼烧得到的固体产物是氧化铁，因此猜想1（填“1”“2”或“3”）是正确的。
（3）FeCO3在氧气中高温灼烧的化学方程式为4FeCO3+O22Fe2O3+4CO2。
（4）上述实验a（填“a”或“b”）是多余的，因为无论是哪种固体，和盐酸反应后都能够生成氯化铁，都能使硫氰化钾溶液变红色。
（5）为了确定菱铁矿中碳酸亚铁的质量分数，小军取了20g菱铁矿，有空气中高温灼烧至质量不再变化（杂质不参与反应），称得固体质量净减3.6g，通过计算确定菱铁矿中碳酸亚铁的质量分数为58%。
4、某化学兴趣小组的学生研究过量的炭粉与Fe2O3在高温条件下反应的气体产物成分。
探究过程如下：
（1）提出假设：
气体产物全部是CO2。
（2）查阅资料：
a．氮气不能与炭粉及Fe2O3反应；
b．高温下炭粉可以发生下列反应：
2Fe2O3+3C
4Fe+3CO2↑、C+CO2
2CO。
（3）设计方案：
将一定量氧化铁在隔绝空气加强热 的环境下与过量炭粉充分反应。
用实验中实际测得产生气体的质量，与理论计算得到的CO2的质量进行比较。
（4）实验装置如图所示。
（5）实验操作：
①称量：
反应前Fe2O3的质量6.40g，炭粉的质量4.00g，玻璃管C的质量48.48g；反应后玻璃管与残留固体共56g。
②加热前先通一段时间氮气，再夹紧弹簧夹T，点燃酒精喷灯加热
（6）问题分析：
①加热前先通一段时间氮气的目的是清除试管中空气（氧气），防止炭粉与空气中氧气发生反应。
②根据题意B试管中应加入的试液是氢氧化钠溶液。
③理论计算：
若氧化铁与炭粉反应的气体产物全部是CO2，求6.4g氧化铁完全反应时生成CO2的质量为
2.64g。
④根据实验数据计算实验中实际获得气体的质量。
（7）结论：
（要求简述获得结论的理由）因为生成的气体质量为2.88g＞2.64g，故气体产物不完全为CO2，实际是CO2和C0的混合物，原假设不能成立。
5、在老师的指导下，小红同学探究金属和盐溶液反应时，发现将钠放入MgCl2溶液中有气泡和白色沉淀产生。
为了进一步探究，小红同学将充分反应后的混合物过滤，得固体A和滤液B。
【查阅资料】
①钠与水反应生成氢氧化钠和氢气；②MgCl2溶液呈酸性
【分析与思考】
小红同学根据所学知识对产生的气体和固体A进行判断；
（1）产生的气体是②（填序号）；①CO2 ②H2 ③Cl2
（2）取A加入过量稀盐酸，A全部溶解，无气泡产生，则A的化学式是Mg（OH）2。
【提出问题】滤液B中溶质的成分是什么？
猜想一：
NaCl；
猜想二：
NaCl、MgCl2；
猜想三：
NaCl、NaOH；
猜想四：
NaCl、MgCl2、NaOH
小乐同学认为猜想四不成立，理由是氯化镁和氢氧化钠会生成氢氧化镁沉淀，不能共存。
【实验探究】
实验操作
实验现象
实验结论
步骤一：
取少量滤液 B 于试管中，滴加几滴无色酚酞溶液，振荡，观察现象
溶液
溶液无明显现象
猜想三不成立
步骤二：
取少量滤液 B 于试管中，滴加适量NaOH 溶液，振荡，观察现象
产生白色沉淀
猜想二
成立
【结论】在金属活动性顺序里，钠不能将位于它后面的金属从该金属的盐溶液中置换出来。
试写出将钠放入MgCl2溶液中反应的化学方程式2Na+MgCl2+2H2O=2NaCl+H2↑+Mg（OH）2↓（写总方程式）。
【交流与反思】
（1）将钠与MgCl2固体隔绝空气加热到一定温度时，钠可以从MgCl2中置换出镁，该反应化学方程式是
2Na+MgCl22NaCl+Mg。
（2）小红同学想选择一种金属与硫酸铜溶液发生置换反应得到金属铜，请你帮助她判断下列哪种金属放入硫酸铜溶液中不能得到金属铜AC（填选项字母）
A．钾
B．锡
C．钙
D．锌
6、小明对灭火器的种类及其使用注意事项特别感兴趣，并对“制镁企业不能使用CO2灭火器”的问题进行探究。
（1）二氧化碳的制备
选用稀盐酸而不选用稀硫酸跟大理石或石灰石反应制取CO2的理由是稀硫酸反应制取CO2，反应生成的CaSO4微溶于水，会覆盖在大理石或石灰石表面，阻止反应进一步发生。
（2）探究镁与二氧化碳的反应
小明将点燃的镁条插入盛满CO2的集气瓶内，镁条继续剧烈燃烧，生成白色固体并有黑色物质附着于集气瓶内壁。
小明对镁与CO2反应的产物继续进行探究。
【提出猜想】
猜想Ⅰ：
产物是MgO和C；
猜想Ⅱ：
产物是MgO、MgC2和C。
提出以上猜想的依据是化学反应前后元素的种类不变。
【查阅资料】MgO+H2O=Mg（OH）2，Mg（OH）2在热水中的溶解度增大；
MgC2+2H2O=Mg（OH）2+C2H2↑。
【实验分析】为探究白色固体的成分，兴趣小组同学进行了如下实验：
①取少量反应后的固体混合物放入试管，加入足量热水，无气体放出，说明猜想Ⅱ不正确；
②为了验证猜想Ⅰ中白色固体成分，请设计一个简单实验。
实验操作取步骤①试管中的上层清液，滴加酚酞试液；；
实验现象溶液变红；。
若猜想Ⅰ正确，写出Mg跟CO2反应的化学方程式Mg+COMgO+C，此反应的化学反应类型是置换反应。
【实验反思】通过本实验，对“制镁企业不能使用CO2灭火器”和“CO2不助燃”，你有什么新的认识：
7、工业上制取烧碱的方法之一是电解食盐水法，在生成烧碱的同时还在两电极上产生两种气体（经检验均不是氧气），则该反应的化学方程式为2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑。
某化学小组在化工商店购得某品牌的烧碱样品，准备用于化学实验。
当将其配制成溶液时，小刚同学观察包装袋标签发现了问题：
根据生产日期，这包烧碱存放时间较长，会不会变质呢？
于是对这包烧碱进行如下探究：
（一）这包烧碱含有什么成分？
（1）打开后发现样品表面出现一层白色粉末，初步判断已经变质，出现该现象的原因是CO2+2NaOH═Na2CO3+H2O（用化学方程式表示）；
（2）小刚同学猜想：
该包烧碱的成分可能是NaOH和Na2CO3、也可能完全是Na2CO3；
（3）实验探究：
实验操作
现象
结论
①取少量样品于试管中，完全溶于水，加足量BaCl2溶液
产生白色沉淀
含有Na2CO3
②取①中上层清液，滴加
酚酞
试液
溶液变红色
还含有NaOH
反思1：
小红同学在实验完成后提出个人质疑：
化学反应中的原料往往不能完全转化为产品，所以电解食盐水法制得的烧碱中往往会含有杂质NaCl（填化学式）。
所以需要进行再探究：
另取上述实验①中的上层清液，滴加足量稀硝酸和AgNO3溶液，产生白色沉淀，得出结论，说明小红的质疑是正确的。
反思2：
小亮认为，小红的实验设计有缺陷，要想证明其结论是正确的，需要对上述实验探究作一改进后，才能得出小红质疑是正确的结论。
改进的方法是将实验①中的氯化钡换成硝酸钡，再取实验①上层溶液进行探究。
（二）成分含量测定
a．取样品mg放入如图装置中加水完全溶解，后放在电子天平上称量为m1g；
b．打开分液漏斗活塞加入足量稀硝酸溶液，待反应停止再试样称量为m2g；
c逐滴向上述反应后容器中加入M溶液至不再产生沉淀；
d．将上述混合物过滤、洗涤、烘干，称得沉淀质量为m3g。
e．计算样品中Na2CO3的质量分数=106（m1-m2）/44m×10%
试完成下列问题
（1）M是AgNO3溶液（填化学式）；
（2）利用沉淀物的质量（m3g）计算样品中氯化钠的质量分数，若沉淀未洗涤，则氯化钠的质量分数将
偏大（选填“偏大”、“偏小”或“没影响”）。
8、根据以下实验内容，回答有关问题：
（1）如图1所示，将绕成线圈的铜丝罩在蜡烛火焰上，蜡烛火焰很快熄灭了，铜丝表面覆盖了一层黑色物质。
【提出问题】铜丝表面的黑色物质是什么？
【猜想假设】猜想一：
该黑色物质是氧化铜。
该猜想的依据用化学方程式表示2Cu+O22uO。
猜想二：
该黑色物质是炭。
猜想三：
该黑色物质是氧化铜和炭。
【方案设计】查阅资料：
氧化铜与无色的稀盐酸反应，生成蓝色氯化铜溶液与水；炭与稀盐酸不反应，也不溶于水。
操作
预期现象
结论
取铜丝表面黑色物质
于试管中，加入足量
的稀盐酸。
①黑色物质褪去，溶液由无色变成了蓝色。
猜想一正确
②黑色固体没有减少，溶液不变色
猜想二正确
③黑色物质部分褪去，溶液由无色变成了蓝色。
猜想三正确
【实验结论】猜想三正确。
【拓展应用】点燃不纯的可燃性气体易引发爆炸用如图2所示装置导出不纯的可燃性气体并点燃，却不会使管中气体爆炸，其原理是铜丝可吸热将温度降到气体着火点以下，且铜丝网能起到阻断燃烧的作用。
从燃烧的条件看，实验二的防爆原理与实验一的灭火原理相同（填“相同或不相同”）。
（2）利用数字化实验可以更准确地比较不同聚集状态的碳酸钙与稀盐酸反应的速率。
如图3所示，倾斜锥形瓶使试管内稀盐酸流入瓶中与固体发生反应，瓶内气压的变化如图4曲线所示。
下列说法错误的是
AD（填字母序号）
A．曲线①表示的是粉末状碳酸钙与稀盐酸的反应
B．a点和b点表示相同时间内不同聚集状态的碳酸钙与盐酸反应产生的CO2质量相等
C．等质量不同聚集状态的碳酸钙参加反应，粉末状碳酸钙产生CO2质量更多
D．对比曲线中c、d两点可知，产生相同质量的二氧化碳，粉末状碳酸钙用时更少
参考答案
1、解：
（1）小辉的早餐食谱中缺乏人体需要的蛋白质和维生素等营养素，长期如此，容易导致营养不良。
建议他增加进食瘦肉和少量蔬菜、水果等。
故填：
蛋白质；瘦肉。
（2）新鲜的蔬菜和水果中含有丰富的维生素C，可预防坏血病。
故填：
坏血病。
（3）【实验结果与结论】
如果甲试管中颜色褪色比乙试管中明显，说明假设成立；
如果乙试管中颜色褪色比甲试管中明显，或是两支试管中颜色褪色基本相近，说明假设不成立。
故填：
成立；不成立。
【实验分析与评价】
本实验中甲组与乙组形成对照关系，为了使实验更严谨、更科学，可再加丙组实验：
向丙组试管中加入2mL相同浓度的高锰酸钾溶液和1mL蒸馏水，振荡摇匀。
故填：
对照；高锰酸钾溶液。
2、答案为：
Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑；
BaCO3；
【评价与交流】三；
【设计并实验】H2SO4，没有明显现象；
【归纳与总结】反应物是否有剩余。
3、解：
【猜想与假设】
猜想1：
固体成分是氧化铁；
猜想2：
固体成分是四氧化三铁；
猜想3：
固体成分是氧化铁、四氧化三铁；
猜想4：
固体成分是氧化亚铁。
故填：
氧化铁、四氧化三铁。
【结论与反思】
（1）在实验前就可以判断猜想4是不成立的，因为氧化亚铁容易被氧气氧化成四氧化三铁。
故填：
4；氧化亚铁容易被氧气氧化成四氧化三铁。
（2）由上述实验现象可知，向乙溶液中滴加高锰酸钾溶液，高锰酸钾溶液的紫红色不消失，说明溶液中不含有亚铁离子，因此FeCO3在氧气中高温灼烧得到的固体产物是氧化铁，因此猜想1是正确的。
故填：
氧化铁；1。
（3）FeCO3在氧气中高温灼烧生成氧化铁和二氧化碳气体，反应的化学方程式为：
4FeCO3+O2
2Fe2O3+4CO2。
故填：
4FeCO3+O2
2Fe2O3+4CO2。
（4）上述实验a是多余的，因为无论是哪种固体，和盐酸反应后都能够生成氯化铁，都能使硫氰化钾溶液变红色。
故填：
a；无论是哪种固体，和盐酸反应后都能够生成氯化铁，都能使硫氰化钾溶液变红色。
（5）设碳酸亚铁质量为x，
称得固体质量净减3.6g，说明生成了3.6g二氧化碳气体，
4FeCO3+O2
2Fe2O3+4CO2，
464 176
x 3.6g
x=9.49g，
菱铁矿中碳酸亚铁的质量分数为58%。
4、解：
（6）①因为反应物中碳可以在加热条件下可以和空气中的氧气发生反应生成二氧化碳，影响实验结果，所以目的就是清除试管中的空气。
故答案为：
清除试管中空气（氧气），防止炭粉与空气中氧气发生反应；
②由于实验室常用氢氧化钠溶液吸收二氧化碳，所以B试管中应加入的试液是：
氢氧化钠溶液；
③设生成二氧化碳的质量为x。
2Fe2O3+3C
4Fe+3CO2↑
320 132
6.4g x
x=2.64g
④根据质量守恒定律可知：
实验产物中气体质量为（48.48g+6.400g+4.00g）-56g=2.88g；
答：
完全反应时生成CO2的质量为2.88g；
（7）因为生成的气体质量为2.88 g＞2.64 g，故气体产物不完全为CO2，实际是CO2和C0的混合物，原假设不能成立；故填：
因为生成的气体质量为2.88 g＞2.64 g，故气体产物不完全为CO2，实际是CO2和C0的混合物，原假设不能成立。
故答案为：
（1）高清除试管中空气（氧气），防止炭粉与空气中氧气发生反应；
②氢氧化钠溶液；
③2.64g；
④2.88 g；
（7）因为生成的气体质量为2.88 g＞2.64 g，故气体产物不完全为CO2，实际是CO2和C0的混合物，原假设不能成立。
5、答案为：
【分析与思考】
（1）②；
（2）Mg（OH）2；
【提出问题】四，氯化镁和氢氧化钠会生成氢氧化镁沉淀，不能共存；
【实验探究】无明显现象；二；
【结论】2Na+MgCl2+2H2O=2NaCl+H2↑+Mg（OH）2↓；
【交流与反思】
（1）2Na+MgCl2
2NaCl+Mg；
（2）AC。
6、解：
（1）若用大理石或石灰石跟稀硫酸反应制取CO2，反应生成的CaSO4微溶于水，会覆盖在大理石或石灰石表面，阻止反应进一步发生；故填：
稀硫酸反应制取CO2，反应生成的CaSO4微溶于水，会覆盖在大理石或石灰石表面，阻止反应进一步发生；
（2）【提出猜想】质量守恒定律或化学反应前后元素种类不变，及实验的现象产生白色固体提出猜想；故填：
化学反应前后元素的种类不变；
【实验分析】①取少量反应后的固体混合物放入试管，加入足量热水，无气体放出，说明猜想Ⅲ不正确；故填：
Ⅱ；
②取步骤①试管中的上层清液，滴加酚酞试液；溶液变红；2Mg+CO2
2MgO+C，该反应是一种单质和一种化合物反应生成另一种单质和化合物，属于置换反应；
故填：
取步骤①试管中的上层清液，滴加酚酞试液；溶液变红；2Mg+CO2
2MgO+C；置换反应；
【实验反思】镁等活泼金属着火时不能用二氧化碳灭火器灭火，“二氧化碳不助燃”是指二氧化碳不支持一般可燃物的燃烧。
二氧化碳不助燃是相对的，应辩证地认识物质的性质。
故填：
二氧化碳不助燃是相对的，应辩证地认识物质的性质。
7、答案为：
（1）2NaCl+2H2O
2NaOH+H2↑+Cl2↑；
（一）
（1）CO2+2NaOH═Na2CO3+H2O；
（3）
实验操作
现象
结论
①取少量样品于试管中，完全溶于水，加足量BaCl2溶液
产生白色沉淀
含有Na2CO3
②取①中上层清液，滴加酚酞试液
溶液变红色
还含有NaOH
反思1：
NaCl；
反思2：
将实验①中的氯化钡换成硝酸钡，再取实验①上层溶液进行探究；
（二）
（1）AgNO3；
（2）偏大。
8、解：
（1）【猜想假设】由于铜在加热的条件下与氧气反应生成了黑色的氧化铜，反应的化学方程式是：
2Cu+O2
2uO；
【方案设计】由于氧化铜能与稀盐酸反应生成了氯化铜和水，碳粉不与稀盐酸反应，所以实验的现象是：
操作
预期现象
结论
取铜丝表面黑色物质
于试管中，加入足量
的稀盐酸。
①黑色物质褪去，溶液由无色变成了蓝色。
猜想一正确
②黑色固体没有减少，溶液不变色
猜想二正确
③黑色物质部分褪去，溶液由无色变成了蓝色。
猜想三正确
【拓展应用】点燃不纯的可燃性气体易引发爆炸用，如图2所示装置导出不纯的可燃性气体并点燃，却不会使管中气体爆炸，其原理是：
铜丝可吸热将温度降到气体着火点以下，且铜丝网能起到阻断燃烧的作用；．从燃烧的条件看，实验二的防爆原理与实验一的灭火原理相同。
（2）A、对比分析a、b点可知，曲线①单位时间内气压大，说明单位时间内产生的气体多，反应速率快，曲线①表示粉末状碳酸钙与稀盐酸反应，故选项说法正确。
B、对比分析a、b点可知，a点的气压大，a点产生的CO2质量大，故选项说法错误。
C、由质量守恒定律，等质量不同聚集状态的碳酸钙参加反应，产生的二氧化碳一样多，故选项说法错误。
D、对比曲线中c、d两点可知，相同的气压时，c所需的时间短，即产生相同质量的二氧化碳，粉末状碳酸钙用时更少，故选项说法正确。
故选：
（1）【猜想假设】2Cu+O2
2uO；
【方案设计】①黑色物质褪去，溶液由无色变成了蓝色；③黑色物质部分褪去，溶液由无色变成了蓝色；
【拓展应用】铜丝可吸热将温度降到气体着火点以下，且铜丝网能起到阻断燃烧的作用；相同；
（2）AD。
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