科学探究专项训练.docx
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科学探究专项训练
专题：
科学探究
命题点1科学的步骤和方法
1.（2015•丽水）科学实验方案是根据特定实验目的而设计的．学习了“酸能使紫色石蕊试液变色”的知识后，进一步了解到“盐酸能电离产生H+和Cl﹣，氯化钠能电离产生Na+和Cl﹣”．为深入研究某一问题，小科同学设计了如图所示的实验方案，请回答：
（1）往三支试管中分别滴入2滴紫色石蕊试液后，乙试管中的溶液将变为 色；
（2）小科设计的实验方案研究的主要问题是 ．
2.（2015•宜昌）对比归纳是学习化学的重要方法，请你参与下列探究活动并回答问题：
实验一：
探究影响硫燃烧剧烈程度的因素．
如图，分别将硫在空气和氧气中燃烧．
①硫在空气里燃烧的化学方程式为 ；
②硫在氧气里燃烧比在空气里燃烧更剧烈，说明了影响硫燃烧剧烈程度的因素是 ．
实验二：
研究二氧化碳能否与氢氧化钠反应．
如图是小鹏同学设计的对比实验，用于证明二氧化碳和氢氧化钠能否反应、小燕同学认为该实验设计不符合对比实验的基本原则，她的理由是 ．
实验三：
探究影响物质溶解性的因素．
①小意同学做了如图所示A试管和B试管的对比实验，发现B中固体可溶，A中几乎不溶，该对比实验说明了影响物质溶解性的因素是 ；
②小明同学补充了如图C所示实验，他想探究的影响因素是 ．
命题点2有关物质组成及成分的探究
1．（2015•滨州）某化学课堂围绕“酸碱中和反应”，将学生分成若干小组，在老师引导下开展探究活动．以下是教学片段，请你参与学习并帮助填写空格（包括表中空格）．
【演示实验】将一定量的稀H2SO4加入到盛有NaOH溶液的小烧杯中．
【学生板演】该反应的化学方程式 ．
【提出问题】实验中未观察到明显现象，部分同学产生了疑问：
反应后溶液中溶质是什么？
【假设猜想】针对疑问，大家纷纷提出猜想．甲组同学的猜想如下，请你补上猜想四．
猜想一：
只有Na2SO4
猜想二：
有Na2SO4和H2SO4
猜想三：
有Na2SO4、H2SO4和NaOH
猜想四：
乙组同学对以上猜想提出质疑，认为有一种猜想是不合理的．不合理的猜想是 ，
理由是 ．
【实验探究】
（1）丙组同学取烧杯中的溶液少量于试管中，滴加几滴CuSO4溶液，无明显变化，溶液中一定没有 ．
（2）为了验证其余猜想，各学习小组利用烧杯中的溶液，并选用了老师提供的pH试纸、Na2CO3溶液、BaC12溶液，进行如下三个方案的探究．
实验方案
测溶液的pH
滴加Na2CO3溶液
滴加BaCl2溶液
实验操作
实验现象
试纸变色，对比比色卡，pH＜7
产生白色沉淀
实验结论
溶液中有H2SO4
溶液中有H2SO4
溶液中有H2SO4
【得出结论】通过探究，全班同学一致确定猜想二是正确的．
【评价反思】老师对同学们能用多种方法进行探究，并且得出正确结论给予了肯定．同时指出
（2）中存在两处明显错误，请大家反思．同学们经过反思发现了如下两处错误：
①实验操作中的错误是 ；
②实验方案中也有一个是错误的，错误的原因是 ．
2.（2015随州）实验中学九
（2）班化学兴趣小组的同学以“酸碱中和反应”为课题进行探究。
小颖同学向盛有氢氧化钙溶液的烧杯中滴加稀盐酸前忘了加入指示剂，导致中未观察到明显现象。
部分同学产生疑问：
反应后溶液中溶质有哪些？
请你和他们一起探究。
[提出猜想]
一、小洁认为溶质只有CaCl2
二、小冰认为溶质有CaCl2和Ca（OH）2
三、小进认为溶质有CaCl2HCl和Ca（OH）2
四、你认为溶质有___________
[实验探究]
（1）取烧杯中的溶液1-2mL于试管中，滴加几滴Cu（NO）3溶液，无明显变化，则_______的猜想不成立。
（2）为了骓你的猜想，请设计实验进行探究，并完成实验报告。
（实验所用仪器、试剂自选）
实验操作
实验现象
实验结论
你的猜想成立
3．（2015•荆州）某同学在实验室发现了一瓶标签残缺的无色溶液﹙如图甲所示﹚，为确认其中的溶质，他设计并进行了如下
探究活动，请回答下列问题．
【猜想与假设】溶质可能为NaCl、NaOH、Na2CO3和NaHCO3中的一种．
【资料查阅】上述四种物质的相关信息如下：
物质
NaCl
NaOH
Na2CO3
NaHCO3
常温下的溶解度/g
36
109
21.5
9.6
常温下某稀溶液的pH
7
13
11
9
【探究过程】如图乙所示，在操作①后可确定溶质不是NaCl，则其实验现象应是 ；在进行操作②时有无色无味的气体产生，由此又可排除假设物质中的 ．
【探究结论】你认为该溶液中的溶质可能是上述假设物质中的 ，你的判断依据是 ．
【探究反思】
（1）若上述探究结论是正确的，操作②产生的气体应是 （写化学式），实验室检验该气体的实验操作及现象是 ．
（2）另有同学猜想其中的溶质还可能是Na2SO4，但又没有Na2SO4的上述表列信息．请你根据以上实验操作的相关现象，判断该溶液中的溶质是否是Na2SO4，并叙述理由：
．
4．（2015•揭阳）操作和保存药品不当，标签常常易损毁．现有四瓶溶液①②③④的试剂标签已破损（如图），但是已经知道这四瓶试剂是NaOH、Ca（OH）2、Na2CO3、KCl溶液中的一种，某兴趣小组同学决定对四瓶破损标签溶液成分进行实验探究（实验另外药品只提供盐酸和酚酞溶液）：
【提出问题】标签已经破损的①②③④四瓶溶液分别是什么溶液？
【实验探究1】第④瓶试剂肯定是：
（写化学式）．
【实验探究2】兴趣小组对①②③④瓶溶液进行了如下的实验探究：
序号
实验步骤
实验现象
实验结论
1
取①②③瓶溶液少量
于三支试管中，分别
加入酚酞试液
酚酞试液不能将其中
的一种溶液鉴别出来
2
再取①②③瓶溶液少
量于另外三支试管中
分别加入 溶液
加入了①溶液的试管
中 ；
其余两支试管中无明显现象
①瓶溶液为Na2CO3
3
取②③瓶溶液少量于
两支试管中，分别加
入 溶液
加入了②溶液的试管
中 ；
加入了③溶液的试管
中 ；
②瓶溶液为
③瓶溶液为
Ca（OH）2
【反思与交流】为了防止标签发生破损，我们在倾倒溶液时应注意：
．
5．（2015•丽水）在老师指导下，小科做了如下实验：
点燃燃烧匙上的钠，迅速伸入盛有CO2的集气瓶中，盖上玻片，钠继续燃烧，反应结束后发现：
集气瓶内壁附着黑色小颗粒，燃烧匙上粘附着白色固体．小科获知灰白色固体中的黑色固体成分是碳，但不清楚其中的白色固体成分是什么，于是进行了如下探究：
【提出问题】白色固体的成分是什么？
【建立假设】假设一：
白色固体的成分是氧化钠；
假设二：
白色固体的成分是碳酸钠；
假设三：
白色固体的成分是氯化钠和碳酸钠的混合物．
【进行试验】
步骤1：
取燃烧匙上灰白固体与烧杯中，加入适量的水充分溶解，过滤，得到滤液；
步骤2：
取少量步骤1中的滤液于试管中，滴加2滴酚酞试液，溶液变成红色．结论：
白色固体的成分是氧化钠．
有同学认为通过实验得出的结论不正确，其理由是 ．
步骤3：
取少量步骤1中的滤液于试管中，滴加足量稀盐酸，溶液中有气泡冒出，结论是 ．
步骤4：
取少量步骤1中的滤液于试管中，滴加：
过量的氯化钙溶液，出现白色沉淀，然后过滤，向所得滤液中滴加酚酞试液，无明显现象．则假设 成立．
6．（2015•南充）某校化学兴趣小组同学探究发现：
铜绿[Cu2（OH）2CO3]受热分解后，除生成CO2和水蒸气外，试管中还有一些黑色粉末状固体．请回答下列问题：
（1）写出标号a的仪器名称 ．
（2）实验室分解铜绿选用的发生装置为 （填序号）．初中实验室制取CO2
也可用E（长进短出），试分析其原因：
．
（3）若向澄清的石灰水中通入少量CO2，可观察到的现象：
澄清石灰水变浑浊．用化学方程式表达：
．
（4）充分反应后，兴趣小组对试管中的黑色粉末状状固体进一步探究
a．[提出问题]黑色固体是什么？
b．[猜想与假设]黑色固体可能是：
Ⅰ．氧化铜Ⅱ．炭粉Ⅲ． ．
c．[查阅资料]炭粉和氧化铜均为黑色固体．炭粉不与稀酸反应，也不溶于稀酸．而氧化铜可与稀酸反应而溶解．
d．[设计实验方案]向试管中的黑色固体滴加足量的试剂为 （填序号）
（A．H2SO4B．NaOHC．NaClD．H2O），完成下列实验报告：
实验现象
实验结论
黑色固体全部溶解，溶液呈蓝色
猜想Ⅰ正确
猜想Ⅱ正确
猜想Ⅲ正确
如果猜想Ⅰ正确，猜想Ⅰ所发生反应的化学方程式为：
．
7．（2015•宜宾）镁与NH4Cl溶液反应，除生成一种盐外，还有气泡产生．为确定气体的成分，进行下列实验探究：
【假设猜想】气体可能是HCl、NH3、H2的一种或几种．
【查阅资料】
①NH3+HCl═NH4Cl2NH3+H2SO4═（NH4）SO4
②2NH3+3CuO
3Cu+N2+3H2O
【实验探究】
（1）为了确定是否含有HCl，将气体通入酸化的 溶液中，无沉淀生成，则该气体中无HCl．
（2）为了探究其它气体是否存在，又设计了如图实验装置：
①A中观察到 ，证明有NH3；
②B中玻璃管内观察到 ，证明有H2
③浓硫酸的作用是 ．
【实验结论】Mg与NH4Cl溶液反应生成盐、NH3和H2．写出化学方程式 ．
【试验反思】综合以上信息和实验结论，有同学认为不需要单独检验HCl，就能证明HCl不存在．请评价这种说法是否合理 （填“是”或“否”），理由是 ．
命题点3有关物质变质的探究
1．（2015•咸宁）某学校化学兴趣小组的同学们在实验室发现一瓶石灰水试剂瓶瓶壁和瓶塞周围有一些白色粉末．为了弄清楚白色粉末的成分及形成原因，他们进行了如下探究：
【提出问题】白色粉末成分的猜想和成因分析．
【做出猜想】①可能是CaCO3：
原因是石灰水与空气中的CO2反应．
②可能是 ：
原因是溶剂蒸发，石灰水中的溶质结晶析出．
③还可能是 ．
【实验探究】甲同学取白色粉末于试管中，加少量的水、震荡，发现试管底部有白色固体，于是他得出白色粉末是CaCO3的结论．乙同学认为甲同学的结论不严密，理由是 ．
为了得出较严密的结论，他们进行了下表所示实验，请完成实验报告：
实验步骤
实验现象
实验结论
①取上述试管中的上层清液，滴加1～2滴无色酚酞试液
溶液呈红色
白色粉末中
②往上述试管残留的白色固体中加入
白色粉末中含有CaCO3
由上述实验可知，白色粉末成分的猜想 是正确的．
【拓展反思】通过上述实验的探究，同学们向实验员提出了保存、使用易变质溶液的下列建议，合理的是 ．
a．密封保存b．使用前临时配制c．禁止使用该试剂．
2．（2015•株洲）生石灰常用作食品干燥剂，其包装袋上除了标明主要成分为生石灰外，还提醒人们注意：
不可食用，不可浸水，不可开袋，儿童勿碰．
Ⅰ．华雪同学通过探究发现，某食品包装袋中的生石灰干燥剂已经变质失效．他采用的探究方法是：
取少量样品于试管中，加入少量水，用手触摸试管外壁，没有明显的放热现象．此实验中加入的水必须是少量的，理由是 ．
Ⅱ．甲、乙同学想知道刚从食品袋中取出的生石灰干燥剂的成分，进行了如下探究：
【提出问题】生石灰干燥剂中含有哪些物质？
【查阅资料】工业上用高温煅烧石灰石的方法来制取生石灰．
【猜想与假设】猜想1：
含有氧化钙、氢氧化钙
猜想2：
含有氧化钙、碳酸钙
猜想3：
含有氧化钙、氢氧化钙、碳酸钙
【活动与探究】甲、乙同学为了验证猜想，进行了如下实验：
甲同学实验：
取少量样品于试管中，加入适量水充分反应后，再滴加几滴无色酚酞溶液，可观察到溶液呈红色．
乙同学实验：
取少量样品于试管中，加入足量的稀盐酸，有无色无味的气体产生，该气体能使澄清的石灰水变浑浊．
【结论与反思】
（1）猜想 错误（填“1”或“2”或“3”）．
（2）甲同学实验中，发生反应的化学方程式是 ，溶液呈红色的原因是 ．
（3）乙同学实验中产生气体的化学方程式是 ．
（4）乙同学认为甲同学的实验是多余的，因为 ．
【总结与提升】
（1）甲、乙同学最终无法确定该生石灰干燥剂的成分，实验失败．华雪同学认为，可以通过定量实验来确定．在定量实验时一定要用到的实验操作是 ．
（2）打开食品包装袋后，生石灰干燥剂不宜继续与食品放在一起，因为 ，会加速食品变质．
（3）请写出工业上制生石灰的化学方程式 ．
3．（2015•襄阳）某兴趣小组发现了一包敞口放置的碱石灰样品，为探究其成分，同学们在实验室对这包碱石灰样品展开了探究．
【查阅资料】①碱石灰是由CaO和NaOH固体混合而成，通常用于吸收二氧化碳及干燥气体．
②熟石灰微溶于水，且溶于水放出的热量很少可以忽略不计．
③BaCl2溶液显中性．
【提出猜想】根据资料，同学们分析碱石灰样品的主要成分可能含有CaO、NaOH、Ca（OH）2、CaCO3和 ．
【实验探究】小组讨论后设计如下实验进行探究：
实验步骤及操作
实验现象
结论
①取部分该样品于试管中，加少量水
无明显放热现象
碱石灰样品中不含CaO和
②继续加足量水，振荡、静置
产生白色沉淀
样品中一定含有CaCO3
③从步骤②的试管中取少量上层清液于另一试管中，向其中滴加过量BaCl2溶液
产生白色沉淀
/
④将步骤③所得物质过滤，向滤液中滴加无色酚酞溶液
溶液变红色
【思考与分析】
小杰同学经过分析认为步骤②的结论不准确，原因是 （用化学方程式表示）．
【解释与结论】
通过以上探究与分析：
可以得出该碱石灰样品一定含有的物质是 ；实验探究步骤④所得溶液中除酚酞外还含有的溶质有 ．
4．（2015•烟台）生石灰常用作食品干燥剂．久置的生石灰里可能会含有氧化钙、氢氧化钙、碳酸钙三种物质中的一种或几种（假设久置的生石灰中不再含有其它成分）．为了探究久置的生石灰的成分，某校化学兴趣小组进行了以下探究活动．
【设计实验】取0.94g久置的生石灰样品放入烧杯中，进行了以下探究实验，如图所示：
【讨论与分析】
（1）生石灰可以做干燥剂的原因是 （用化学方程式表示）．
（2）向0.2g滤渣A中滴加稀盐酸，有气泡产生，说明久置的生石灰样品中一定含有 （填写化学式）．
（3）②中反应过程中的实验现象是 ．
（4）将混合物C、D全部倒入一个洁净的烧杯中混合，充分反应后，过滤，得到1g滤渣E和红色滤液F．向滤液F中滴加CaCl2溶液，有白色沉淀生成，则滤液F的溶质中一定含有 ，还可能含有 ．
【解释与结论】依据实验现象和测得的数据判断，0.94g久置的生石灰样品的成分是 ．
命题点4有关物质含量的测定
（2015•武汉）有些晶体按比例带有一定量的结晶水，带有结晶水的晶体在一定温度下会脱去结晶水．草酸晶体（H2C2O4•xH2O）在常温下是一种无色透明晶体．草酸晶体受热时分解的化学方程式为：
H2C2O4•xH2O
（x+1）H2O+CO2↑+CO↑
某化学兴趣小组的同学利用该信息以及所学的知识设计并开展实验，测定草酸晶体中结晶水的质量分数．（图中固定装置已略去，装置气密性良好，装置A、B中的试剂足量，注射器量程足够）
Ⅰ．测量装置A、B的质量，排尽注射器中的空气，连接装置；
Ⅱ．取质量为m的草酸晶体，加热至完全分解，将产物全部通入以上装置；
Ⅲ．测量并记录装置A增加的质量为a，装置B增加的质量为b，装置C读数为V；
Ⅳ．甲、乙、丙三位同学分别利用装置A、B、C所得数据计算该草酸晶体中结晶水的质量分数．
请回答下列问题：
（1）装置A中盛放的液体是 ；装置B的作用是 ；装置C的作用之一是测量 的体积．
（2）乙同学对利用装置B测量结果计算的可靠性经行反思与评价，认为反应后装置A中残留的气体会使自己的计算结果 （填“偏小”或“偏大”）．
（3）甲同学依据装置A测量结果计算结晶水的质量分数为 （用代数式表示）．
命题点5有关实验中异常现象的探究
1．（2015•江西）实验中，小红误将氢氧化钠溶液当酸滴加到金属铝中，结果发现也有气泡产生，为了解该气体的成分，实验小组进行了以下探究活动：
【提出猜想】小红猜想是氧气；小敏猜想是氢气；小雨猜想是二氧化碳．其他同学认为小雨猜想是错误的，理由是
【进行实验】利用图Ⅰ所示装置分别进行实验：
（1）小红：
反应一段时间后，将带火星的木条放在a处，观察到 则她的猜想是错误的．
（2）小敏：
①用图Ⅱ所示装置干燥从a导管出来的气体，将管口a与 （填“b”或“c”）端管口连接②反应一段时间后，点燃干燥后的气体，通过对现象的分析，得出他的猜想正确
【得出结论】铝、氢氧化钠和水反应生成氢气和偏铝酸钠（NaAlO2），反应的化学方程式为
【交流讨论】有同学认为，小敏的实验方案有欠缺步骤②存在安全隐患．理由是
【反思提升】许多重大科学发现，源自对实验中异常现象的大胆质疑，深入研究．下列科学成果中，有两项是通过对异常现象研究得出的．它们是 （填序号）
A．波义耳不慎将浓盐酸见到花瓣上从而发现了酸碱指示剂
B．侯德榜潜心研究制碱技术发明了联合制碱法
C．拉瓦锡深入研究前人忽视的异常现象发现了氧气
D．张青莲主持测定了多种元素相对原子质量的新值．
2．（2015•衢州）兴趣小组的同学在做镁条和盐酸反应实验时发现，试管外壁很烫，试管口出现白雾，白雾是什么呢？
Ⅰ．同学们作出猜想
猜想一：
是小水滴．因为盐酸溶液中的水受热会汽化上升，在试管口 成小水滴（填物态变化名称）．
猜想二：
是盐酸小液滴．因为浓盐酸具有 性，可能实验中使用的盐酸浓度过高，试管口就会形成盐酸小液滴．
同学们将干燥的蓝色石蕊试纸放在内有正在反应的镁条和盐酸的试管口，试纸变红，证明猜想二是合理的．
Ⅱ．小柯提出质疑
为什么刚才打开盛放实验所用盐酸的试剂瓶，瓶口没有白雾，却在反应过程中出现白雾？
小柯联系反应时试管外壁很烫，于是想到：
白雾的形成可能与温度有关．
他用试管取少量盐酸，将干燥的蓝色石蕊试纸放在试管口，试纸不变红；然后 （填操作），试纸变红．
得出结论：
这种盐酸浓度并不高，是镁和盐酸反应放热促使盐酸形成白雾．
3．（2015•南京）小明在做铁与硫酸溶液反应的实验时，发现生成的气体有刺激性气味，于是进行了探究．
【提出问题】铁与硫酸溶液反应生成的气体为什么有刺激性气味？
【查阅资料】
（1）6H2SO4（浓）+2Fe
Fe2（SO4）3+6H2O+3SO2↑
（2）SO2可使品红溶液的红色褪去
【进行猜想】铁与不同浓度的硫酸溶液反应，生成的气体产生可能有二氧化硫
【实验探究】小明用图甲所示装置进行实验，并将E中收集到的气体进行如图乙所示的爆鸣实验．
请帮助小明完成下表：
A中硫酸浓度
实验现象
A中生成气体成分
B中品红溶液
D中品红溶液
爆鸣实验
实验一
98%
不褪色
无爆鸣声
只有SO2
实验二
45%
稍有褪色
不褪色
有爆鸣声
实验三
25%
不褪色
只有H2
【实验结论】铁与不同浓度的硫酸反应，生成的气体产物可能不同，当硫酸溶液浓度达到足够大时，生成的气体产物中有二氧化硫
【交流反思】
（1）写出实验三中铁与硫酸溶液反应的化学方程式 ，写出实验二中发生爆鸣反应的化学方程式 ．
（2）实验一中C装置的作用是 ．
【拓展延伸】小明又将A装置进行了如图所示的改进，试分析：
增加的导管下端伸入液面以下原因 ，该导管所起的作用是 ．
4．（2015•北京）众所周知，酚酞溶液遇NaOH溶液变红．但是，在分组实验中（如图所示），出现了意想不到的现象：
有的溶液变红后褪色；有的出现白色浑浊物．
【提出问题】分组实验中，出现意想不到的现象的原因是什么呢？
【查阅资料】酚酞溶液由酚酞固体溶于酒精配制而成．
【猜想与假设】
Ⅰ．红色褪去，与NaOH溶液和空气中的CO2反应有关．
Ⅱ．红色褪去，与NaOH溶液的浓度有关．
Ⅲ．出现白色浑浊物，与酚酞溶液的浓度有关．
【进行实验】
实验
实验操作
实验现象
1
向盛有2mLNa2CO3溶液的试管中滴加5滴0.5%的酚酞溶液
溶液变红
2
1号试管0.1min红色褪去
2号试管5min红色褪去
3号试管30min红色明显变浅
4号试管120min红色无明显变化
3
取3支试管，分别加入2mL水，…
酚酞溶液浓度/%
浑浊程度
5
大量浑浊物
2
少量浑浊物
0.5
无浑浊物
【解释与结论】
（1）NaOH与CO2反应的化学方程式为 ．
（2）实验1的现象表明，猜想与假设1 （填“成立”或“不成立”）．
（3）由实验2得出结论：
出现“溶液变红后褪色”现象的原因是 ．
（4）实验3的操作步骤：
取3支试管，分别加入2mL水， ．
【反思与评价】
（5）依据现有实验，为了确保红色不变，若酚酞溶液浓度为0.5%，建议选用NaOH溶液的浓度为 %．
（6）有同学认为，仅通过实验3得出“猜想与假设Ⅲ成立”证据不足，理由是 ．
命题点6有关生活实际问题的探究
1．（2015•广东）如图为某家长带着小孩在下水道井盖小孔上点燃鞭炮发生爆炸的画面．现要探究某下水道的可燃性气体成分：
【猜想】（Ⅰ）含可燃性气体CO；
（Ⅱ）含可燃性气体CH4；
（Ⅲ）含可燃性气体CO和CH4．
【收集气体】用大的可乐塑料瓶装满水，打开瓶盖用绳子吊入下水道中，用铁钩将矿泉水瓶倒转，使 ，将瓶提到井口迅速盖好瓶盖备用．
【进行实验】
步骤
实验操作
实验现象
结论
（1）
导出瓶中气体，通过装有 的洗气瓶．
/
目的是除去CO2等酸性气体．
（2）
再通过装有浓硫酸的洗气瓶
/
目的是除去 ．
（3）
将步骤
（2）的气体导出点燃：
①用吸附少量无水硫酸铜粉末的石棉贴在小烧杯内壁，再把小烧杯斜罩于火焰上方；
②用内壁粘有澄清石灰水的小烧杯罩于火焰上
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