初三化学实验探究题汇总总复习.docx
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初三化学实验探究题汇总总复习
实验探究题
┃题型特点┃
探究性试题已成为各地中考必考的一种题型,考查的形式主要以科学探究中的某几个环节为主。
探究性试题具有如下特点:
(1)探究要素多少不一;
(2)命题材料丰富多样;(3)命题信息新旧皆可;(4)考查方式多种多样。
解答实验探究题要注意以下几点:
(1)明确实验内容(目的)、思维要严密、猜想和假设要有理有据、依据题给信息或上下文进行分析推理和验证,并能根据自己所学的化学知识和经验对问题作出有意义的猜想,再根据题给条件,进行实验探究;
(2)回答问题要直接,不要转弯抹角;(3)语言表述要有逻辑性,要体现出因果关系,回答要环环相扣。
类型一气体制备、仪器的应用
类型二物质组成的探究
例2[2014•龙东]实验室常用的干燥剂“碱石灰”是氧化钙和固体氢氧化钠的混合物,易与空气中的水蒸气和二氧化碳反应而变质。
某同学对一瓶久置的碱石灰进行了如下探究。
[猜想与假设]
猜想一:
没有变质,只含有氧化钙和氢氧化钠;
猜想二:
部分变质;
猜想三:
完全变质,含有____________________________和______________________。
则氢氧化钠变质反应的化学方程式是。
[进行实验]实验如图ZT7-4所示:
[解释与结论]
由操作②的现象判断:
猜想三__________(填“成立”或“不成立”);由操作⑤⑥的现象判断滤液中含有____________,由此判断猜想一不成立,得出结论。
[反思与评价]
实验室中碱石灰应该______________保存。
[答案][猜想与假设]CaCO3(或碳酸钙) Na2CO3(或碳酸钠) 2NaOH+CO2===Na2CO3+H2O[解释与结论]不成立 Na2CO3
[反思与评价]密封
[解析][猜想与假设]首先要明确碱石灰变质的生成物。
氧化钙与水反应生成氢氧化钙,生成的氢氧化钙再与空气中的二氧化碳反应生成碳酸钙而完全变质;氢氧化钠直接与空气中的二氧化碳反应生成碳酸钠变质。
因此完全变质后固体含有碳酸钙和碳酸钠。
[解释与结论]要充分思考操作流程提供的信息。
根据“样品加水,试管外壁发热”推知,样品中一定含有氧化钙(氧化钙与水反应放出大量热),进而推出猜想三不成立;过滤后向滤液中加稀盐酸冒出气泡,说明滤液中含有可溶性碳酸盐,进而说明滤液中含有碳酸钠,从而推知猜想一不成立,可见碱石灰样品是部分变质。
[反思评价]要注意从药品保存角度分析解答,凡是具有挥发性、易潮解或能与空气成分发生反应的物质都要密封保存。
类型三设计探究方案
例3[2014•绥化]2014•绥化牙膏摩擦剂的类型很多,如CaCO3、SiO2或它们的混合物。
某兴趣小组对牙膏摩擦剂的成分进行了如下探究。
[提出问题1]某品牌牙膏中是否含有CaCO3?
[查阅资料]二氧化硅不与稀盐酸反应。
[实验方案]
(1)取少量牙膏于试管中,加入适量的稀盐酸,出现气泡,将气体通入澄清石灰水,石灰水变浑浊,证明摩擦剂中含有____________(填离子符号)。
(2)取实验
(1)中的溶液,加入碳酸钾溶液,生成白色沉淀,请写出该反应的化学方程式:
____________________________。
[提出问题2]该牙膏中CaCO3的质量分数是多少?
[实验装置]
[实验步骤]
(1)按图ZT7-5连接好装置后,发现一处明显的错误,改正为__________________________________________。
(2)重新连接好装置,并______________________________
__________________________________________________。
(3)在B装置中加入牙膏样品8g。
(4)____________K1,____________K2(以上均填“打开”或“关闭”),向牙膏样品中滴入10%的盐酸,至B中无气泡产生时,停止滴加盐酸。
(5)________________________________,至C中不再产生沉淀。
(6)将C装置中的固液混合物过滤、洗涤、烘干后称量其质量。
实验数据如图ZT7-6(已知此品牌牙膏中的其他成分不与盐酸反应,装置内试剂均足量)所示:
[实验分析及数据处理]
(1)若没有A装置,则测定结果将________(填“偏大”“偏小”或“不变”)。
(2)D装置的作用是____________________________________
____________________________________。
(3)据上面数据,计算该牙膏样品中碳酸钙的质量分数是_____。
[答案][实验方案]
(1)CO2-3
(2)CaCl2+K2CO3===CaCO3↓+2KCl
[实验步骤]
(1)C装置中,气体应该从长导管进,短导管出
(2)检查装置气密性 (4)关闭 打开 (5)关闭K2,打开K1,缓缓鼓入空气
[实验分析及数据处理]
(1)偏大
(2)防止空气中的二氧化碳进入C装置(或吸收空气中的二氧化碳)
(3)25%
[解析][实验方案]
(1)要充分考虑到碳酸盐能与稀盐酸反应生成气体,并用澄清石灰水检验生成的气体是否为二氧化碳。
根据生成的气体能使澄清石灰水变浑浊,可判断摩擦剂中必有CO2-3。
(2)碳酸钙与适量稀盐酸反应后的溶液中溶质是CaCl2,它能与碳酸钾溶液反应生成碳酸钙沉淀和氯化钾。
[实验步骤]
(1)分析题给实验装置,进行除杂和反应是为了保证反应物充分接触及便于气体导出,气体进入广口瓶的顺序应遵循长导管进气,短导管出气,故C装置有明显错误,改正方法是气体应该从长导管进,短导管出。
(2)凡是做有气体生成或气体参加的实验,实验前都要检查装置气密性。
(4)为了防止生成的二氧化碳从左侧装置逸出,滴加稀盐酸前应关闭K1,打开K2。
[实验方案](5)反应结束后为保证B装置中的二氧化碳完全被吸收,应关闭K2,打开K1,并缓缓鼓入空气,将B装置中的二氧化碳排进C装置中,直到C中不再产生沉淀为止。
[实验分析及数据处理]A装置的作用是除去空气的CO2,避免实验结果测定不准,如果没有A装置,会导致空气中的二氧化碳进入C装置,使测定结果偏大。
同理,D装置的作用与A装置相同,是防止外界空气中的二氧化碳进入C装置。
由“白色沉淀3.94g”结合C装置中发生的反应推知,白色沉淀是CO2和Ba(OH)2反应生成的BaCO3沉淀,进而求出参加反应的CO2的质量为0.88g,最后根据CaCO3+2HCl===CaCl2+H2O+CO2↑,计算参加反应的碳酸钙的质量为2g,故牙膏样品中碳酸钙的质量分数为
2g/8g×100%=25%。
┃自主训练┃
1.[2014•广州]通过下列实验操作和现象能得出相应结论的是( )
实验操作
现象
结论
A
向收集满CO2的软塑料瓶中加入约
体积的NaCl溶液,旋紧瓶盖,振荡
塑料瓶变瘪
CO2能与NaCl反应
B
50℃时,将17gKCl固体加入50g蒸馏水中,完全溶解后缓慢降温
降温至20℃时开始有晶体析出
20℃时,KCl的溶解度为17g
C
将白磷浸没在热水中,再向热水中的白磷通氧气
通氧气前白磷不燃烧,通氧气后白磷燃烧
氧气是燃烧需要的条件之一
D
点燃从导管放出的某气体,在火焰上方罩一个冷而干燥的烧杯
烧杯内壁有无色液滴产生
该气体是CH4
[解析]热水中的白磷通氧气前不燃烧,通氧气后燃烧,说明燃烧的条件之一是与氧气接触。
2.某兴趣小组设计实验探究碳酸钠、碳酸氢钠与盐酸反应过程中的吸、放热情况。
操作步骤为:
①向试剂1中加入试剂2,搅拌、测温;②静置、测温;③再加入试剂3,搅拌、测温、记录。
得到了如下数据:
试剂1
试剂2温度/℃
溶解后温度/℃
静置后温度/℃
试剂3温度/℃
混合后温度/℃
0.5g
Na2CO3
10mLH2O
20.0
23.3
20.0
10mLHCl
(20%)20.0
23.7
0.5g
NaHCO3
10mLH2O
20.0
18.5
20.0
10mLHCl
(20%)20.0
20.8
则下列说法中,错误的是( )
A.Na2CO3在溶于水的过程中放出热量
B.NaHCO3在溶于水的过程中吸收热量
C.其他条件相同时,碳酸氢钠溶液与盐酸混合过程中放出的热量更多
D.实验中,若同一列试剂的温度及所取的量不同,则实验结论的可信度降低
3.[2014•鄂州]化学兴趣小组的同学发现,上个月做实验用的氢氧化钠溶液忘记了盖瓶盖。
对于该溶液是否变质,小组内小明同学认为有两种可能:
猜想1:
该溶液没有变质。
猜想2:
该溶液全部变质。
(1)小组同学讨论后认为还有一种可能,请你补充出猜想3:
__________________。
(2)为了验证猜想3,小红同学设计了如下实验方案,请你帮他完成实验报告的填写。
(3)探究启示:
氢氧化钠必须__________保存。
[答案]
(1)该溶液部分变质
(2)向其中滴加过量的CaCl2(或BaCl2)溶液
(3)密封
4.化学兴趣小组设计的创新实验是“火龙生字”。
在成果展示现场,某同学用硝酸钾的热饱和溶液先在白纸上书写“火”字,晾干后白纸上出现硝酸钾晶体。
用带火星的木条接触硝酸钾晶体,就会观察到白纸上写过字的地方燃烧并迅速蔓延,留下“火”字的黑色痕迹。
在场的同学对此产生了浓厚的兴趣,并进行了如下研究:
[提出问题]为什么附有硝酸钾的白纸更容易燃烧?
[查阅资料]硝酸钾受热易分解,生成亚硝酸钾(KNO2)和一种常见的气体单质。
[猜想与假设]对于生成的是什么气体,四位同学有如下猜测:
甲同学认为是二氧化氮;
乙同学认为是氮气;
丙同学认为是氧气;
丁同学认为是氢气。
丙同学指出不可能是二氧化氮、氢气,理由是__________________,_________________________。
[进行实验]四位同学设计了实验对同学丙的猜想进行了验证,他们的操作方法是___________________________________
____________________________________________________,
观察到的现象是________________________,说明丙同学的猜想正确。
硝酸钾分解的化学方程式是_________________________________________。
[解释与结论]白纸上写过字的地方更容易燃烧的原因是
________________________________________________________________________。
[反思与评价]为什么要用“硝酸钾的热饱和溶液”书写文字?
已知硝酸钾在不同温度时的溶解度如下表:
温度/℃
20
40
60
80
100
溶解度/g
31.8
63.9
110
169
246
你对上述问题的解释是________________________________
____________________________________________________。
[答案]二氧化氮不是单质 硝酸钾中不含氢元素将少量硝酸钾晶体放入试管中加热,把带火星的木条伸入试管中带火星的木条复燃
硝酸钾晶体受热生成氧气,使得写过字的白纸附近氧气浓度增加
硝酸钾的溶解度随温度的升高而增大,用热饱和溶液能使白纸附着较多的硝酸钾
5.小敏和小玉在实验室用盐酸和石灰石反应,分别用图ZT7-7所示甲、乙装置(气密性均良好)进行二氧化碳的制取及性质实验,但均未发现澄清石灰水变浑浊。
针对此现象,同学们提出了自己的想法。
小敏同学实验时澄清石灰水未变浑浊的原因是
____________________________________________________。
[提出问题]小玉同学实验时澄清石灰水为什么没有变浑浊呢?
[作出猜想]猜想一:
澄清石灰水变质了。
猜想二:
反应产生的气体除了有二氧化碳外,还有氯化氢。
[查阅资料]氯化氢气体溶于水形成盐酸。
[实验探究]
同学们经过讨论发现,用丙装置在A、B中均加入实验Ⅱ所用试剂即可同时完成上述两个猜想的探究,其中B装置所起的作用是_______________________________________。
如果看到_____________________________________________现象,则两个猜想都成立。
[实验反思]由实验可知,小玉同学实验时可能错误使用了一种药品,她使用的药品是____________。
[答案]产生的气体从长颈漏斗中逸出
硝酸银溶液有白色沉淀产生
检验氯化氢气体是否除尽A中有白色沉淀产生,B、C中无变化的
浓盐酸
6.[2014•随州]实验室中的药品一般要密封保存,否则可能会与空气接触而变质。
某研究性学习小组的同学对实验室里久置于空气中变质的过氧化钠(Na2O2)固体的成分进行探究。
[查阅资料]
(1)Na2O2的化学性质很活泼,能与水、二氧化碳反应,相关反应的化学方程式为:
2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑;2Na2O2+2CO2===2Na2CO3+O2↑。
(2)CaCl2溶液为中性
[猜想]Ⅰ.固体为Na2O2、NaOH、Na2CO3的混合物。
Ⅱ.固体为NaOH和Na2CO3的混合物。
Ⅲ.固体为NaOH。
Ⅳ.固体为Na2CO3。
[反思评价]
(1)实验操作②中反应的化学方程式为
__________________________________________________。
(2)实验操作②中“滴加CaCl2溶液至过量”的目的是
__________________________________________________。
[答案]取少量②的溶液于试管中,滴加几滴无色酚酞溶液,振荡
无明显现象(或无气泡产生)产生白色沉淀酚酞溶液变红
Na2CO3+CaCl2=CaCO3↓+2NaCl
除去溶液中的Na2CO3,防止干扰NaOH的鉴定
[解析][实验探究]①根据实验结论,可推知现象为无气泡冒出或无明显现象,因为Na2O2与水反应能生成氧气,如果没有气体生成,说明猜想I不成立;②根据碳酸钠能与氯化钙反应生成白色碳酸钙沉淀,滴加氯化钙出现白色沉淀说明有Na2CO3存在;③证明NaOH的存在,需要检验操作②反应后溶液的酸碱性即可,具体方法是取少量②的溶液于试管中,滴加几滴无色酚酞溶液,振荡,酚酞溶液变红。
为了避免对NaOH的验证产生干扰,滴加过量的氯化钙除尽Na2CO3(因为Na2CO3的水溶液也呈碱性)。
7.[2014•山西]同学们在初中化学实验室中,发现一瓶如图ZT7-8所示的久置的瓶口有白色固体、瓶塞丢失的无色溶液。
已知原溶液可能是NaCl、NaOH或Na2CO3三种溶液中的一种,为确定溶液成分,同学们进行了如下探究:
(1)小张同学取待测液测得pH=10,他得出的关于溶液成分的结论是_______________________________。
他取少量待测液于试管中,加入过量稀盐酸,看到____________________,由此小张同学认为,溶液为Na2CO3溶液。
(2)小李同学对小张同学的结论提出疑问,又进行了以下实验:
取少量待测液于试管中,加入过量的CaCl2溶液,生成白色沉淀,该反应的化学方程式为
_______________________________________________,静置,_____________________________________________(写出还需进行的操作及现象)。
通过实验,小李认为小张的结论正确。
二位同学给试剂瓶贴一新标签:
Na2CO3。
(3)实验结束后,同学们通过讨论认为试剂瓶原标签可能不是Na2CO3,你认为他们的理由是
____________________________________________________。
该溶液一定不是NaCl溶液冒气泡(或产生气体)CaCl2+Na2CO3=CaCO3↓+2NaCl
滴加几滴无色酚酞溶液,无色酚酞溶液不变色 氢氧化钠能与空气中的二氧化碳反应生成碳酸钠
8.[2014•烟台]科学家设想利用太阳能加热器“捕捉CO2”“释放CO2”,实现碳循环(如图ZT7-9所示)。
某化学小组的同学对此非常感兴趣,在老师的指导下,设计如图ZT7-10所示的装置探究上述设想的反应原理是否可行。
(1)能证明装置A“释放CO2”的现象是___________________。
(2)装置B在实验结束撤掉酒精喷灯时的作用是。
(3)上述反应结束后,小组同学对D中固体的成分进行探究,以证明是否“捕捉”到CO2。
[猜想与假设]
D中的固体可能为:
Ⅰ.只有氧化钙;Ⅱ.氧化钙与碳酸钙;Ⅲ.只有碳酸钙。
[进行实验]
①甲同学从D中取一定量的固体于试管中,并加入一定量的水,振荡,有白色不溶物。
甲同学据此认为试管中的固体为碳酸钙,即猜想Ⅲ成立。
乙同学认为上述实验不足以证明猜想Ⅲ成立,其理由是_______________________________________________
____________________________________。
②乙同学从D中取一定量的固体于试管中,加入一定量的水,触摸试管外壁,感觉发热;继续向试管中加入几滴稀盐酸,没有发现气泡产生。
乙同学据此认为试管中的固体只有氧化钙,即猜想Ⅰ成立。
丙同学认为乙的实验不足以证明猜想Ⅰ成立,理由是________________________________________________
_____________________________________________。
③丙同学认为利用感觉温度变化的方法判断是否有氧化钙不可靠,他用水、酚酞溶液和稀盐酸证明了猜想Ⅱ成立,请完成他的实验报告。
(4)通过以上探究,小组同学认为科学家的设想在反应原理上是可行的。
该设想的优点有__________(填字母序号)。
A.原料易得
B.充分利用太阳能
C.释放出的CO2可作为资源加以利用
【答案】C中的澄清石灰水变浑浊防止石灰水倒吸入装置A中热的试管内(炸裂试管
氧化钙与水反应生成的氢氧化钙微溶于水,也可能出现白色不溶物
即使有碳酸钙,加入的少量稀盐酸先与氢氧化钙反应,也不会出现气泡
取少量D中固体加入试管中,加水振荡,滴加无色酚酞溶液;再向试管中加入足量的稀盐酸
ABC
9.[2013•河北]乙炔(C2H2)气体和氧气反应能产生高温火焰,工人师傅常用氧炔焰切割或焊接金属。
乙炔由碳化钙(块状固体,化学式为CaC2)与水反应生成,同时生成一种白色固体。
[提出问题]白色固体是什么物质?
[作出猜想]小明经过思考认为有以下几种可能:
猜想一:
CaO;猜想二:
____________________;
猜想三:
Ca(OH)2。
他的依据是__________________________________________
______________________________________________。
[交流反思]经过同学们交流讨论,认为猜想一不成立。
否定猜想一的理由是_____________________________________。
[进行实验]
(1)取少量白色固体放入试管中,滴加稀盐酸,没有观察到______________,证明猜想二不成立。
(2)取少量白色固体加入水中,取上层清液,
____________________有白色沉淀出现,证明猜想三成立。
该反应的化学方程式为____________________________________
_____________________________________________________。
结论:
白色固体是Ca(OH)2。
[拓展应用]已知碳化钙与水反应非常剧烈,乙炔的密度比空气略小。
实验室欲制取并收集纯净的乙炔,要求做到节约、安全、随时发生、随时停止,你选择的装置是________(选填装置序号)。
10.[2014•南京]某兴趣小组对物质的性质和成分进行相关探究。
(1)常见金属活动性顺序如下,填写相应的元素符号:
某同学用硫酸铜溶液把“铁刀变成铜刀”,其反应的化学方程式为____________________________,该反应的基本反应类型为__________。
(2)兴趣小组同学用氧化铜与足量的碳粉利用图ZT7-12所示的装置进行实验,对生成气体的成分进行探究。
[提出问题]生成的气体中是否含有一氧化碳?
[实验与讨论]
①打开K,缓缓通入干燥的氮气一段时间。
②关闭K,加热至一定温度使之反应,用气囊收集气体样品。
③除去气体样品中的二氧化碳,并将剩余气体收集在集气瓶中,图ZT7-13所示装置中最为合理的是__________。
[实验求证]
将除尽二氧化碳后的气体样品干燥,仍然用图ZT7-12所示的装置进行实验,A中的固体应选用____________________,B中溶液为澄清石灰水,若A中黑色固体出现了红色,B中澄清石灰水____________,可说明气体样品中含有一氧化碳。
[实验反思]
碳粉还原氧化铜的实验中,若生成的气体中含有一氧化碳,则反应时消耗碳、氧元素的质量比________(填“大于”“等于”或“小于”)3∶8。
11.[2014•达州]2014年化学实验操作考试中,有一题目是鉴别澄清石灰水和氢氧化钠溶液。
请你参与探究:
[提出问题]如何鉴别这两种无色溶液?
[实验方案]小琪等几位同学进行了如图ZT7-14所示的实验。
请你回答下列问题。
(1)C组实验中反应的化学方程式为
___________________________________________________。
(2)其中不能达到实验目的是__________(填字母)。
(3)D组实验中变浑浊的原溶液是
_____________________________________________________。
[继续探究]实验结束后,小琪同学将A、B、C、D四组试管中的物质全部倒入同一个干净的烧杯中,充分反应后,得到无色澄清透明的溶液,对该溶液的成分又进行了探究。
[提出问题]该溶液中除水、酚酞外还含有哪些物质?
[查阅资料]氯化钙溶液呈中性。
[猜想与假设]
Ⅰ.______________;
Ⅱ.NaCl、CaCl2、HCl;
Ⅲ.NaCl、CaCl2、NaOH。
[反思与拓展]①上述猜想与假设中只有一个不成立,它是_____(填序号),理由是__________________________________
___________________________________________________。
②根据所学化学知识,验证烧杯内溶液中可能有的物质是否存在,下列哪些物质单独使用不能完成该实验______________(填字母)。
a.pH试纸 b.硝酸银溶液 c.紫色石