科学探究练习中考化学专题练习广东版.docx

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科学探究练习中考化学专题练习广东版

专题四　科学探究

科学探究中为探究物质的组成、性质、验证某些规律等通常需要进行实验设计或对实验方案进行评价。

1．实验方案的设计指实验者依据实验目的、要求，运用已有的知识设计出科学、合理的实验方案。

设计实验方案时应注意：

（1）掌握实验步骤（试剂选择）、反应现象、实验结论三者之间的对应关系：

物质＋试剂

现象

结论（有无该物质，猜想是否正确等）。

（2）解答方法：

看实验结论。

①根据实验步骤和现象完善实验结论。

根据选用的实验方法的操作步骤和对应的实验现象，以及物质的性质判断是否存在要验证的物质，继而得出结论。

②根据实验结论完善实验现象或步骤。

试剂和现象之间相互确定，选择合理试剂确定现象。

或者根据第一种方法进行反推，然后确定试剂和现象。

2．实验方案的评价（详见P110）。

类型一　有关物质成分的探究（2015、2013、2010、2008考）

技巧点拨　根据试题提示的物质，分析混合物中含有的成分是题给提示中的一部分还是全部。

排除内部能够发生化学反应的物质组合。

1．气体混合成分的探究：

如人吸入和呼出气体成分的探究、燃烧的蜡烛焰心气体成分的探究、排污管道气成分的探究、下水道的可燃性气体成分的探究等，涉及的知识点有CO、CO2、CH4、NH3、HCl、O2、H2、N2等气体的制法和检验，以及它们的化学性质和一些反应产物的检验等。

混合气体中各成分的检验，要考虑检验的先后顺序，以排除干扰。

如检验CO、CO2、水蒸气、H2的混合气体时，检验顺序为水蒸气→CO2→H2→CO。

2．固体混合物成分的探究：

一般可采用加水溶解，加酸碱指示剂判断溶液酸碱性，加酸观察是否产生气体，加碱观察是否产生沉淀，加入Ba（NO3）2、AgNO3溶液观察是否产生沉淀等方法进行。

（1）若为盐或碱的固体混合物，一般可采用加水溶解，检验组成该盐或碱的阴、阳离子的特殊性质，确定所含物质的存在。

对于不溶解的固体，可加酸观察是否溶解或产生气体。

（2）若为金属混合物，一般加酸观察是否产生气体；或金属与盐溶液反应，是否有固体析出或溶液颜色变化。

3．液体混合物成分的探究：

可通过检验构成物质的阴、阳离子的特征现象来确定（离子的检验详见P103）。

例1　（2017营口）现有一包白色粉末，可能含有硫酸钠、碳酸钠、氯化钡、氢氧化钠、硫酸铜中的一种或几种。

某化学小组为确定其成分，做了以下探究：

【查阅资料】硫酸钠、氯化钡溶液均呈中性。

（1）步骤Ⅰ.取少量固体于烧杯中，加足量的水，搅拌，过滤，得到白色沉淀和无色滤液。

步骤Ⅱ.取步骤Ⅰ所得的白色沉淀于试管中，加入过量的稀硝酸，沉淀全部溶解，有气泡产生，得到无色澄清透明的溶液。

根据上述两步实验，小组同学认为白色粉末中一定不含有的物质是____________________。

同时确定了白色粉末中一定含有的物质，并写出了步骤Ⅰ中产生白色沉淀的化学方程式是______________________________。

（2）为了进一步确定白色粉末中可能含有的物质，小组同学利用步骤Ⅰ所得的滤液继续探究。

【讨论猜想】小组同学对滤液中溶质成分作出了多种猜想，其中滤液中含有三种溶质的猜想分别是：

猜想一：

______________________________；猜想二：

______________________________。

【实验探究】小组同学共同设计如下方案来证明诸多猜想中猜想二成立，请完成下列表格：

实验步骤

实验现象

实现结论

______________________________

________________________________

______________________________

______________________________

猜想二成立

【实验结论】小组同学通过以上探究，最终确定了白色粉末的成分。

例2　（2017哈尔滨改编）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______________________________。

【提出问题】A是哪一种酸？

老师要求甲、乙同学用反应后的溶液B分别展开探究。

【查阅资料】碳酸银、氯化银均为白色沉淀。

【猜想假设】甲同学：

A是稀盐酸；乙同学：

A是稀硫酸。

【实验探究】

【评价交流】

（1）甲同学的实验__________（填“能”或“不能”）得出正确结论，乙同学的实验__________（填“能”或“不能”）得出正确结论。

（2）实验3发生反应的化学方程式为_________________________________，反应后所得溶液中一定含有的离子是________________。

根据乙同学实验结论可知实验1中生成沉淀的化学方程式为_________________________________。

【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__________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________________________除去。

类型二　有关反应后物质成分的探究（2017、2016、2012、2009考）

技巧点拨　从物质是否恰好完全反应和是否过量去考虑，而生成物是一定存在的。

解题步骤是：

（1）写出化学反应方程式A＋B→C＋D；

（2）进行猜想，一般有三种：

①只有C＋D（恰好完全反应）；②A＋C＋D（A过量）；③B＋C＋D（B过量）。

验证猜想时，一般不需要验证生成物，只需要验证过量反应物是否存在。

注：

若反应是在溶液中进行，验证反应后溶质成分，则溶质成分中只有一种生成物。

例3　（2017本溪）皮蛋又称松花蛋，因其风味独特，深受人们喜爱。

某兴趣小组在市场上获得了少许腌制皮蛋的原料，拿到实验室进行实验。

将该固体混合物放于烧杯中，缓慢加入足量的蒸馏水，充分溶解后过滤，得到白色沉淀A和无色澄清滤液B。

【提出问题】

（1）白色沉淀A是什么？

（2）无色滤液B中的溶质有哪些？

【查阅资料】腌制皮蛋的原料配方是少量NaCl、CaO和过量Na2CO3的固体混合物。

【理论推理】

（1）白色沉淀A是CaCO3，请写出生成该沉淀的化学方程式______________________________。

（2）滤液B中含有Na2CO3、NaOH、NaCl三种溶质。

【实验验证】为证明滤液B中存在的三种溶质，同学们进行了如下实验。

步骤

实验操作

实验现象

实验结论

Ⅰ

取少量滤液B于试管中，加入过量的Ba（NO3）2溶液，过滤

__________________

滤液B中含有Na2CO3、NaOH、

NaCl

Ⅱ

取少量步骤Ⅰ中所得滤液于试管中，加入酚酞溶液

__________________

Ⅲ

另取少量步骤Ⅰ中所得滤液于试管中，先加入足量的稀硝酸，再加入________________溶液

产生白色沉淀

【拓展提升】

（1）向步骤Ⅰ中加入过量Ba（NO3）2溶液的目的是___________________________。

（2）小妮同学认为若将步骤Ⅰ中的Ba（NO3）2溶液换为BaCl2溶液，进行以上实验，最终也能证明滤液B中存在的三种溶质。

你认为是否合理__________（填“合理”或“不合理”）。

（3）小轩同学认为向滤液B中先加入酚酞溶液，后加入过量的Ba（NO3）2溶液，也能得出滤液B的溶质中含有Na2CO3和NaOH的结论，你是否同意他的观点并说明理由___________________________________。

例4　（2016株洲改编）要探究碳酸亚铁和氧气充分反应后的固体成分，请你参与华雪同学的探究：

【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是一种黑色粉末，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能使高锰酸钾溶液褪色，而FeCl3不能；FeCl3溶液中滴加KSCN溶液，溶液变红色，FeCl2溶液中滴加KSCN溶液，溶液不出现红色。

【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：

_________________________________。

【活动与探究】连接仪器、装好药品如图所示（加热和固定装置已省略），打开止水夹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）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______________________，因此，猜想__________（填“1”或“2”或“3”）是正确的。

（2）FeCO3在氧气中高温灼烧的化学方程式为_________________________。

（3）上述实验__________（填“a”或“b”）是多余的，因为_________________________。

【总结与提升】

（1）若实验结束时观察到Y瓶中仍然是澄清的，可能的原因是澄清石灰水的量不足，导致生成的碳酸钙转变成了可溶于水的碳酸氢钙。

写出该反应的化学方程式_______________________________。

（2）CO2使澄清石灰水变浑浊的化学方程式为__________________________。

（3）华雪同学经过反思，觉得该实验设计还存在问题，因为如果在实验b中观察到_________________________，就不能确定哪个猜想是正确的。

所以华雪同学又对该实验进行了定量探究：

称量反应前后固体质量变化，通过计算确定FeCO3和氧气充分反应后的固体成分是氧化铁。

类型三　有关物质变质的探究

技巧点拨　物质在空气中变质一般是与空气中的O2、H2O、CO2中的一种或两种或三种同时作用而产生的。

常见的有NaOH、Ca（OH）2变质（详见P66），生石灰变质，碱石灰（氢氧化钠固体与生石灰的混合物）变质等。

猜想时通常有三种情况：

（1）没有变质：

不存在变质后生成的物质；

（2）部分变质：

变质前和变质后生成的物质都存在；（3）完全变质：

不存在变质前的物质。

例5　（2017绥化）一次用餐中，小丽对“固体酒精”产生好奇，于是她买回一袋，和同学一起对其进行研究。

【查阅资料】固体酒精中含有酒精、氢氧化钠等物质。

【提出问题】固体酒精中的氢氧化钠是否变质及变质的程度如何？

【作出猜想】小丽猜想：

没有变质，只含有氢氧化钠。

小明猜想：

全部变质，只含有碳酸钠。

你的猜想：

部分变质，含_____________________________。

氢氧化钠在空气中变质的化学方程式为_____________________________。

【实验探究】小丽取少量固体酒精在水中充分溶解后过滤，取上述滤液于试管中，滴入几滴稀盐酸，无明显现象；小丽说氢氧化钠没有变质，小明认为她的结论不正确，其理由是____________________________________________。

请你补全实验设计，填写表格中的①②③，证明固体酒精中氢氧化钠是否变质及变质的程度如何。

实验操作

实验现象

实验结论

①________________________________________

有气泡产生

小丽的猜想不成立

②________________________________________

③________________________

__________________________

你的猜想成立

【拓展应用】除去部分变质的氢氧化钠溶液中的杂质，方法是______________________________________（用化学方程式表示）。

类型四　有关物质性质的探究

技巧点拨　探究物质的性质时，通常采用的方法有：

（1）将物质加水溶解，判断溶解性；

（2）向溶解后的溶液中加入酸碱指示剂判断酸碱性；（3）向物质中滴入酸，观察是否产生能使澄清石灰水变浑浊的气体或可燃性气体；（4）向溶液中加入碱，观察是否产生沉淀；（5）将固体物质加热，观察是否分解；（6）将固体物质与CuO混合加热，或将气体通过灼热的氧化铜，判断是否具有还原性等。

例6　（2017十堰）实验小组在探究“酸与碱能否发生反应”时，进行了如图所示实验。

请根据实验回答：

【探究实验一】酸能否与可溶性碱发生化学反应。

甲同学进行了实验一，能观察到的明显现象是______________________________，同时测定反应后溶液的pH＝2，说明酸能与可溶性碱发生化学反应。

【探究实验二】酸能否与难溶性碱发生化学反应。

乙同学进行了实验二，当滴入几滴稀盐酸后，发现试管②中无明显变化，于是得出“酸不能与难溶性碱反应”的结论。

丙同学对此产生质疑，并利用实验后的物质继续探究：

【分析】丙同学测定试管②中上层清液的酸碱度，读出pH＝12，说明上层清液中的溶质是______________________________。

【解释】丙同学由此认为乙同学的结论不正确，原因是____________________________。

【验证】丙同学利用上述实验后的废液进行实验，将试管②中物质全部倒入一大烧杯中，静置，再将实验探究一所得溶液缓慢逐滴加入，说明酸能与难溶性碱发生化学反应的现象是______________________________。

【拓展】实验探究一、二中，反应均涉及到的化学方程式是_____________________________。

丙同学将实验一所得溶液缓慢加入的过程中，除上述现象外，大烧杯中还可观察到的现象是_____________________________。

例7　某实验小组的四位同学在探究碱的性质时发现氢氧化钠、氢氧化钙等可溶性碱都能使酚酞溶液变红。

他们想进一步探究：

不溶性的氢氧化镁是否也能使酚酞溶液变红。

为此，他们将适量的氢氧化镁加入到盛有热水的烧杯中搅拌，然后向浑浊的液体中滴加酚酞溶液，发现酚酞溶液变红，可是过一会儿红色又消失了。

四位同学依据所学的化学知识，分别对上述酚酞溶液变红、红色又消失的原因作了如下猜想：

小明：

可能是个偶然现象。

小东：

可能是浑浊液体中的固体氢氧化镁使酚酞溶液变红，氢氧化镁沉降后溶液就变无色了。

小花：

可能是酚酞溶液与空气中的氧气反应，使红色消失；也可能是氢氧化镁溶液与空气中的二氧化碳反应的缘故。

小红：

可能是在热水中氢氧化镁的溶解度大，溶液中OH－离子较多，使酚酞溶液变红；过一会儿温度降低，氢氧化镁的溶解度减小，溶液中OH－离子变少，酚酞溶液又变无色。

（1）对小明猜想“是个偶然现象”，四位同学都认为可以用科学探究的一般方法排除偶然现象。

他们的方法是______________________________。

（2）小花认为小东的猜想不正确，她从碱使酚酞溶液变色的原因上给予了否定：

_____________________________________。

（3）四位同学讨论后认为要验证小花的猜想，还需做如下实验，你知道其实验的目的吗？

实验步骤

设计目的

将氢氧化镁加入到热水中搅拌，滴入酚酞溶液，并在上方滴一些植物油

___________________________________

___________________________________

（4）对小红的猜想，实验小组的同学设计了多种实验方案进行证明。

请你写出其中一种。

实验方法

可能观察到的现象

相应结果与结论

_______________________

_______________________

_______________________

_______________________

_______________________

_______________________

_______________________

_______________________

_______________________

类型五　有关影响因素的探究（2011考）

技巧点拨　1.探究类型：

影响化学反应速率的因素的探究，燃烧条件的探究，金属生锈条件的探究等。

（1）影响化学反应速率的因素有是否加入催化剂、反应时的温度、物质的浓度、反应物的接触面积、搅拌等。

（2）燃烧的三大条件缺一不可：

可燃物、温度达到着火点、氧气（灭火原理：

破坏燃烧的条件之一）。

（3）氧气是金属生锈必需的条件，有些金属还需要水或二氧化碳。

2．解题关键：

掌握控制变量法的应用。

用控制变量法探究问题时，必须保持其他条件不变，只改变一个因素，进而探究该因素的影响。

分析问题时，要先找出对比实验中哪些条件相同，哪些条件不同，进而分析改变的条件产生的影响，并得出结论。

例8　（2016威海）探究影响化学反应速率的因素。

（1）发现和提出问题：

镁在空气中能够剧烈燃烧，铁丝在氧气中能够剧烈燃烧，而真金不怕火炼，这说明决定物质之间能否发生反应以及反应速率的内因是________________________________。

蜡烛在氧气中燃烧比在空气中燃烧剧烈，这一事例中影响化学反应速率的因素是__________________；夏天，将食品放在冰箱里不容易变质，这一事例说明温度也能影响化学反应速率。

温度如何影响反应速率呢？

（2）猜想与假设：

温度越高，反应速率越快。

（3）收集证据

实验药品：

颗粒大小相同的锌粒，两份相同溶质质量分数、不同温度的稀硫酸（20℃、40℃）。

供选仪器：

药匙、气体发生装置2套（气密性良好）、量筒2支、分液漏斗、秒表、胶头滴管、水槽、大试管2支。

利用上述仪器和药品，补充完成下表的实验报告。

观察或测量的量

选用的仪器

实验步骤

实验现象

实验结论

产生相同体积（一试管）的气体所需时间

气体发生装置、秒表、胶头滴管、水槽、大试管、______________

________________________________________

____________________________

温度越高，反应速率越快。

反应的化学方程式是______________

该实验可以观察或测量的量有多种，除了上述观测点外，可以观察或测量的量还有_____________________________（写一条）等。

（4）结论与解释：

从微观的角度分析“温度越高，反应速率越快”的原因是_______________________。

（5）拓展分析

根据其他测定方法，实验小组的同学绘制了锌粒与稀硫酸反应产生氢气的速率随时间变化的曲线，如图所示。

请据图分析：

时间0～t内，反应速率逐渐加快的主要原因是___________________________________，时间t以后，反应速率逐渐减慢的主要原因是___________________________________。

例9　某研究小组在学习氧气的化学性质时发现：

大多数可燃物在空气中就能燃烧，而铁丝在空气中不能燃烧，在氧气中可以剧烈燃烧。

该小组同学进行了下列探究。

【作出猜想】由以上事实可以作出以下猜想：

猜想一：

可燃物燃烧的剧烈程度可能与氧气的浓度有关。

猜想二：

可燃物燃烧的剧烈程度可能与______________________有关。

【提出问题】可燃物的燃烧与氧气的浓度的大小有什么关系？

【查阅资料】在规定的条件下，物质在氧气、氮气混合气流中，维持稳定燃烧所需的最低氧气浓度（以氧气所占的体积百分数表示）叫氧指数。

氧指数高表示材料不易燃，氧指数低表示材料容易燃烧。

一般认为：

氧指数＜27%属易燃材料，27%≤氧指数＜32%属可燃材料，氧指数≥32%属难燃材料。

下面是一些常见物质的氧指数。

可燃物

红磷

木炭

硫

蜡烛

铁丝

氧指数

0.5%

4%

4.5%

5%～6%

60%

【设计并实验】

（1）写出铁丝在氧气中燃烧的化学方程式：

________________________________。

（2）由上表可知铁丝是__________（填“易燃”“可燃”或“难燃”）材料。

（3）在测定空气中氧气含量的实验中，我们通常选择红磷燃烧而不选择木炭或硫的原因是_____________________________。

【反思与评价】

（4）如果一定要用木炭代替红磷做这个实验，只要对实验稍作改进即可，需要对实验改进的是______________________________；理由是_______________________________。

（5）即使这样改进，根据上表数据可知：

仍然没有用红磷燃烧好，原因是_________________________________。

类型六　有关变化条件、反应实质的探究（2014考）

例10　（2017泸州改编）已知：

铝在常温下能与O2反应，在铝表面形成一层氧化物薄膜；Al2O3能溶于NaOH溶液。

某课外小组对“铝与氯化铜溶液反应”进行如下探究：

①测得CuCl2溶液的pH＜7；

②将铝片放入CuCl2溶液中，没有观察到现象；

③取出铝片用NaOH溶液浸泡一段时间，再取出铝片洗净后放入CuCl2溶液中，观察到铝表面产生无色气泡。

请回答下列问题：

（1）步骤①观察到CuCl2溶液呈__________色，该溶液呈__________（填“酸”“碱”或“中”）性。

（2）步骤③中还可能观察到的现象是______________________________，产生此现象的化学方程式是______________________________。

（3）步骤②中没有现象的原因是_______________________________。

（4）小组对步骤③产生的气体提出以下猜想：

a．可能是Cl2；b.可能是O2；c.可能是________________。

将收集到的无色气体点燃，有尖锐的爆鸣声出现，且火焰呈__________色，证明猜想c成立。

例11　（2017威海）探究白酒燃烧的奥秘。

在诊所里，小华同学看到老中医用“酒火疗法”为患者治疗，发现白酒竟然能够被点燃。

老中医告诉她：

只有酒精体积分数较大（即度数较高）的白酒才能被点燃。

好奇并喜欢探究的小华用体积分数为75%的酒精溶液（指每100mL酒精水溶液中含75mL酒精）代替白酒进行了系列探究。

【提出问题】能被点燃的酒精溶液的最小体积分数是多少？

【查阅资料】①酒精（C2H5OH）是一种无色液体，易挥发，易燃烧，可任意比例与水互溶。

②两种液体混合时，分子间隔不同对混合后的总体积有影响，但对本实验的影响很小，忽略不计。

【实验探究】

实验用品：

75%酒精溶液、蒸馏水、小烧杯、胶头滴管、量筒（20mL、10mL）、蒸发皿、玻璃棒、火柴。

（1）实验时，用75%酒精溶液配制10mL60%的酒精溶液。

①最好选用__________mL量筒，使用量筒量取液体读数时应注意