名师整理最新化学中考《科学探究题》专题复习精品教案.docx
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名师整理最新化学中考《科学探究题》专题复习精品教案
专题六 科学探究题
1．科学探究的题型结构及思维模式：
2．注意实验操作（加入某种试剂、对药品进行加热等）、实验现象（有无沉淀、气体、溶液颜色变化等）、实验结论（有无某种物质、猜想是否正确等）之间的对应关系：
3．实验方案的评价一般包括以下几方面：
（1）原理的评价：
①所选药品是否可行 ；②反应是否易于控制 ；③所用药品是否安全（是否易燃、易爆，有毒）；④反应是否会给环境造成污染 ；⑤药品的价格与产出比等（是否节约试剂、降低成本和提高产品质量）。
（2）装置的评价：
①操作是否简便 ；②能否节约药品 ；③继续添加药品的难易程度（是否能连续反应）；④是否安全（是否会发生爆炸）。
（3）操作的评价：
主要是对操作的先后顺序及实验步骤是否完善等的评价。
（4）实验结果的评价：
主要是对现象得出结论的评价，一般是看结论是否正确、全面 ，依据实验操作和现象能否得出结论等。
4．定量分析：
（1）结合题给数据，根据化学方程式进行相关计算。
（2）利用质量守恒定律，反应前后元素种类和总质量不变，根据题给数据计算出某元素的质量，推出混合物成分；或由混合物成分，确定数据取值范围。
（3）极值法：
对数据不足而感到无从下手的混合物成分判断，可采用极端假设（即假设全部为某一成分或者恰好完全反应）的方法确定混合物成分。
类型
有关物质成分的探究（必考）
技巧点拨 根据题给提示的物质，分析混合物成分是题给提示中的一部分还是全部。
排除组内能够发生化学反应的物质组合。
1．气体混合物成分的探究：
如人体吸入的空气和呼出的气体成分的探究、燃烧的蜡烛焰心气体成分的探究、排污管道气体成分的探究、下水道中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探究。
（1）若为可溶性盐或碱的固体混合物，一般可先加水溶解，再依据构成该盐或碱的阴、阳离子的特殊性质，加入合适的试剂，检验离子是否存在，从而判断相应物质是否存在。
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；或使金属与盐溶液反应，观察是否有固体析出或溶液颜色变化。
3．混合溶液成分的探究：
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P88）。
例1 （2019宜昌）探究溶液成分：
有一瓶无色溶液，可能含有硝酸镁、硫酸钾、氯化钠中的一种或几种溶质，奋进小组同学设计了如图实验方案：
（1）若X为氢氧化钠，当步骤一和步骤二均无明显现象、步骤三有白色不溶物生成时，原无色溶液中一定不含____________（填溶质化学式，下同）。
（2）若X为氯化钡，当步骤一和步骤三有白色不溶物生成、步骤二无明显现象时，原无色溶液中一定含有____________，步骤三中一定发生反应的化学方程式是_____________________________________________（写一个）。
（3）若X为氢氧化钡，且无色溶液中存在上述三种溶质时：
①步骤一的现象是______________________；
②步骤二证明原无色溶液中含有硝酸镁的化学方程式是__________________________________________；
③混合物C的溶液中存在的溶质最多有______种。
例2 （2019江西）足球比赛中让意外昏迷的球员快速恢复意识会用到“嗅盐”。
同学们对“嗅盐”产生了好奇，并对其成分进行如下探究。
【查阅资料】①嗅盐由一种盐类物质和香料（不参与下列探究中的任何反应）组成，能释放出氨味气体，对人体神经会产生强烈的刺激作用，但过量吸入会危害健康。
②氯化钙稀溶液与碳酸氢铵稀溶液不发生反应。
③氨气能与硫酸化合生成硫酸铵。
【提出问题】嗅盐中盐类物质是什么？
【实验探究】填写表中空格。
实验
小军的实验
小英的实验
方案
嗅盐与________________________（填一种物质）混合研磨
现象
闻到较浓烈刺激性气味且试纸变蓝
______________________________
______________________
结论
嗅盐中含有NH
嗅盐中含CO
确认了小军的实验结论
证明嗅盐中盐类物质是碳酸铵
【质疑】小英认为小军的实验结论不严谨。
小英通过补做一个实验（方案见上表），进而确认了小军的结论。
小英的实验目的是排除嗅盐中含有__________________离子的可能性。
【继续探究】同学们利用右图装置进一步测定嗅盐中碳酸铵的质量分数。
反应原理：
（NH4）2CO3＋2NaOH
X＋2NH3↑＋2H2O，其中X的化学式为______________。
【数据记录】实验称取样品质量为m1，反应前后装有氢氧化钠固体的球形干燥管的总质量分别为m2和m3，反应前后烧杯及烧杯内溶液的总质量分别为m4和m5。
【数据处理】通过测得数据计算出嗅盐中碳酸铵的质量分数。
【反思与评价】关于该实验的说法正确的是________（填序号，双选）。
A．嗅盐中碳酸铵的质量分数表达式为
×100%
B．倒置漏斗可以增大吸收面积同时防止倒吸
C．可以用浓硫酸替代稀硫酸
D．停止加热后要通入一段时间空气，否则测定结果会偏小
类型
有关反应后物质成分的探究（2018、2015考）
技巧点拨 从反应物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：
（1）写出化学反应方程式：
aA＋bB===cC＋dD。
（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，只需要验证反应物是否过量。
注：
若反应在溶液中进行，则其中一种生成物通常为沉淀、气体或水，溶质成分中通常只有一种生成物。
例3 （2019天水）为探究盐酸的化学性质，某化学小组做了如下实验：
（1）上述反应中无现象的是______（填序号，下同），有白色沉淀出现的是______；B试管中所发生反应的化学方程式为____________________________________。
（2）将反应后D和E试管中的废液倒入一个洁净的烧杯中，观察到烧杯中先有气泡产生，后有白色沉淀出现。
将烧杯中的混合物过滤，得到白色沉淀和无色滤液。
同学们对滤液中溶质的成分进行探究。
【提出问题】滤液中溶质的成分是什么？
【假设与猜想】猜想一：
NaCl；猜想二：
NaCl和CaCl2；猜想三：
NaCl、Ca（OH）2和HCl；猜想四：
____________________。
【讨论与交流】经讨论同学们一致认为猜想______是错误的。
【实验与结论】
实验步骤
实验现象
实验结论
取少量滤液于试管中，滴加适量碳酸钠溶液
无现象
猜想四成立
取少量滤液于试管中，滴加适量____________________________
________________________________
【反思拓展】在分析化学反应后所得物质的成分时，除考虑生成物外还需考虑____________________。
【拓展与迁移】稀盐酸和稀硫酸有相似的化学性质，是因为它们的溶液中都存在__________。
例4 （2019安徽）某兴趣小组为探究金属活动性强弱，分别做了镁、铝、铜与稀盐酸反应的实验。
（1）比较金属活动性强弱：
铝比铜______（填“强”或“弱”）。
写出镁与稀盐酸反应的化学方程式：
__________________________________________。
（2）小芳做镁与稀盐酸反应的实验时，发现试管中出现灰白色沉淀，该小组同学对灰白色沉淀的成分进行如下探究：
【提出假设】假设一：
含有氯化镁；假设二：
含有镁粉；假设三：
含有氢氧化镁……
【查阅资料】①氯化镁易溶于水；②在一定条件下，镁可与冷水缓慢反应。
【设计并进行实验】各取少量灰白色沉淀加入2支试管中，进行如下实验：
编号
实验操作
实验现象
实验1
加入适量蒸馏水、搅拌
沉淀未见减少
实验2
加入适量稀盐酸
沉淀全部溶解，没有气泡产生
【得出结论】由实验1可知，假设______不成立；由实验2可知，沉淀中不含________，假设三____________（填“成立”“可能成立”或“不成立”）。
【实验反思】实验后同学们请教老师得知，灰白色沉淀的主要成分是碱式氯化镁，碱式氯化镁受热易分解产生氯化氢气体。
于是小芳再取少量灰白色沉淀于试管中加热，并将蘸有紫色石蕊溶液的滤纸条悬于试管口，预期的实验现象是________________。
（3）为探究镁与稀盐酸反应生成碱式氯化镁的条件，该小组同学进行了如下实验：
在小烧杯中加入一定量的稀盐酸和去除氧化膜的镁带，观察实验现象，并测定溶液pH的变化。
结果见下表：
时间/min
0
2
4
8
12
16
20
24
溶液pH
2.0
5.3
7.0
8.6
9.3
9.8
10.0
10.0
实验现象
镁带溶解较快，产生大量气泡，无沉淀生成
镁带缓慢溶解，产生气泡速率减慢，溶液变浑浊，烧杯底部有灰白色沉淀
根据表中信息回答下列问题：
①请描述溶液pH变化的规律并解释原因：
________________________________________________________________________________________________________。
②请对生成碱式氯化镁的条件作出猜想，并设计实验证明猜想：
______________________________________________。
类型
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中的一种或几种作用而引起的。
常见的有NaOH、Ca（OH）2变质，生石灰变质，碱石灰（氢氧化钠与生石灰的固体混合物）变质等。
猜想通常有三种情况：
（1）没有变质：
不存在变质后生成的物质；
（2）部分变质：
原物质和变质后生成的物质都存在；（3）完全变质：
不存在原物质。
例5 （2019恩施）实验室常用的干燥剂有浓硫酸、碱石灰（CaO和NaOH的固体混合物）等，后者在潮湿的空气中易变质。
某化学兴趣小组对实验室中一瓶久置的碱石灰展开探究。
【查阅资料】①碳酸钠和氢氧化钙溶于水温度变化不明显；②Ca（OH）2分解温度为580℃，CaCO3分解温度为825℃，Na2CO3分解温度为1744℃。
【提出问题】碱石灰是否变质？
其成分可能有哪些？
【进行猜想】①若没有变质，碱石灰吸水性良好，成分只有CaO和NaOH；②若变质，该碱石灰中可能含有CaO、NaOH、Ca（OH）2、Na2CO3、CaCO3中的两种或两种以上。
【实验过程】
（1）验证碱石灰是否变质：
取适量的无水硫酸铜和碱石灰样品分别装入A、B中，连接好装置，从________（填“c”或“d”）端向B中缓缓通入水蒸气，观察到A装置中的现象为______________________________，证明碱石灰已变质。
（2）验证碱石灰是否完全变质：
取适量碱石灰样品放入试管中，加入足量蒸馏水使其充分溶解，溶液变浑浊，用手触摸试管外壁，温度无明显变化，证明碱石灰已完全变质。
则样品成分最多有______（填数字）种可能性。
（3）为进一步确定碱石灰样品的成分，该小组继续实验并记录如下：
实验编号
实验操作
实验目的、现象或数据
实验结论
实验一
①取适量样品于试管中，加入足量蒸馏水使其充分溶解；
②过滤，得到滤渣A和滤液B；
③向滤液B中加入足量CaCl2溶液，静置；
④________________________________________________________
操作③的主要目的是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________；
操作④的现象是__________________________________
样品中一定有Ca（OH）2
实验二
①取干燥样品50g，控制在600℃内，加热至质量不再发生变化，冷却后称量；
②将①中剩余固体控制在850℃内反复加热，冷却后称量
操作①中称得固体质量为45.5g；操作②中固体质量无变化
样品中一定没有____________（填化学式）
【探究结论】该碱石灰样品的成分是__________________（填化学式），其中盐的质量分数为________。
【反思与评价】通过探究活动，大家知道了该碱石灰变质的化学反应过程，其中生成盐的化学方程式为________________________________________________；明白了碱石灰要密封保存的原因。
类型
有关物质性质或变化条件的探究（2016、2013、2012、2011、2010、2009考）
技巧点拨 探究物质的性质时，通常采用的方法有：
（1）将固体物质加水溶解，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）向溶液中加入酸，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）将固体物质与氧化铜混合加热，或将气体通过灼热的氧化铜，判断是否具有还原性等。
例6 某初中化学兴趣小组的四位同学向氢氧化钠溶液中滴加酚酞溶液时，发现溶液变成了红色，可是过了一会儿，红色又消失了，溶液恢复为无色，溶液的红色为什么会变成无色呢？
他们对这一现象进行了探究。
【作出猜想】甲：
可能是酚酞变质造成的；
乙：
可能是氢氧化钠溶液与空气中的二氧化碳反应的缘故；
丙：
可能是酚酞与空气中的氧气发生反应，使红色消失；
丁：
可能与氢氧化钠溶液浓度大小有关。
【理论分析】
（1）对于甲同学的猜想，你认为__________（填“合理”或“不合理”）。
请写出你的理由：
______________________________________________________________。
（2）对于乙同学的猜想，大家认为是不正确的，因为氢氧化钠溶液虽然与空气中的二氧化碳反应生成碳酸钠和水，但碳酸钠溶液显碱性，溶液中有自由移动的__________（填离子符号），所以红色不会消失。
【查阅资料】为了排除是酚酞溶液造成的，同学们决定重新配制酚酞溶液进行实验，他们在网络上查阅了资料，XX百科中对酚酞的描述如下表。
中文名
酚酞
结构式
外观
白色至微黄色结晶性粉末
常温下溶解性
＜0.1g/100mL（水中）
＞5g/100mL（乙醇中）
化学式
C20H14O4
（3）由上表可知，配制酚酞溶液的溶剂是________（填“水”或“乙醇”）。
在检测溶液酸碱性的实验中，向待测溶液中滴入1～2滴酚酞溶液即可，滴入过多的酚酞有可能出现白色沉淀的现象，该现象产生的原因是______________________。
【实验验证】
（4）如图，为了验证丙同学的猜想，四位同学在一支密封的装有NaOH溶液的试管中，先通入稀有气体，将试管内的空气排尽，随后注入新配制的酚酞溶液，观察到的现象依然是溶液先变成红色，过了一会儿红色消失，稀有气体应由导管口________（填“a”或“b”）处通入。
（5）若丁同学的猜想正确，请你完成下列实验设计：
实验方法
预期实验现象
________________________________________________________________
_____________________________________________________________
【应用拓展】（6）通过查阅XX百科资料知道，酚酞（用H2In表示）其实是一种极弱的酸，其遇碱变红的变化可表示为H2In
In2－（红色）。
根据上述信息，请写出H2In遇NaOH溶液变红的化学方程式：
________________________________________________。
例7 （异常现象）（2019广东）某化学兴趣小组用石灰石和盐酸制取一瓶CO2，验满后，将澄清石灰水倒入集气瓶中，发现没有变浑浊。
兴趣小组对这个异常现象进行了探究。
【提出问题】澄清石灰水为什么没有变浑浊？
【查阅资料】
（1）CO2过量时，CaCO3沉淀会转化为可溶于水的Ca（HCO3）2；
（2）AgCl不溶于稀硝酸。
【作出猜想】Ⅰ.石灰水已完全变质；
Ⅱ.________________；
Ⅲ.CO2中混有HCl。
【实验方案】兴趣小组用原药品继续制取CO2，并进行探究。
制备CO2的化学方程式为______________________________________________。
步骤
实验操作
实验现象
结论及化学方程式
（1）
取少量澄清石灰水于试管中，加入__________溶液
产生白色沉淀
猜想Ⅰ不成立
（2）
将少量气体通入盛有澄清石灰水的试管中
________________________
猜想Ⅱ不成立
（3）
将气体通入盛有______________溶液的试管中，再加稀硝酸
________________________
猜想Ⅲ成立。
化学反应方程式为________________________________________________________
【实验结论】制取的CO2气体中混入了HCl，所以澄清石灰水没有变浑浊。
【交流讨论】若要收集到纯净、干燥的CO2，需将混合气体依次通入饱和NaHCO3溶液和________________________________。
【拓展思考】回忆课本中收集呼出气体的操作后，同学们尝试用排水法收集一瓶CO2，倒入澄清石灰水后，石灰水变浑浊。
你认为该实验成功的原因是________________________________________________________________________（写一点）。
类型
有关影响因素的探究（2014、2012、2011考）
例8 （控制变量思想）（2019北京）如图“黑面包”实验中，蔗糖（C12H22O11）变黑，体积膨胀，变成疏松的炭，放出有刺激性气味的气体。
【提出问题】改变糖的种类、浓硫酸的体积、水的滴数和温度是否会影响实验效果呢？
【进行实验】分别取5g糖粉进行实验，根据前2min的现象对实验效果进行评分，记录如下：
表1 实验记录
实验
糖
浓硫酸体积/mL
水的滴数
温度/℃
效果得分
1
蔗糖
4
5
22
65
2
蔗糖
5
10
30
81
3
蔗糖
6
15
50
93
4
冰糖
4
10
50
91
5
冰糖
5
15
22
88
6
冰糖
a
5
30
75
7
葡萄糖
4
15
30
0
8
葡萄糖
5
5
50
0
9
葡萄糖
6
10
22
0
【处理数据】分析表1，计算效果得分均值，结果如下：
表2 效果得分均值
因素
糖
浓硫酸体积/mL
水的滴数
温度/℃
蔗糖
冰糖
葡萄糖
4
5
6
5
10
15
22
30
50
均值
79.7
84.7
0
52.0
56.3
56.0
46.7
57.3
60.3
51.0
52.0
61.3
依据均值推断最佳实验方案，均值越高，效果越好。
【解释与结论】
（1）蔗糖变成黑色的炭，发生了________（填“物理”或“化学”）变化。
（2）推测放出的气体含SO2，从元素守恒角度说明理由：
______________________________________________________________________________。
（3）实验6中，a的值为________。
（4）根据表2推断，“黑面包”实验最好选择5g冰糖、5mL浓硫酸、________滴水和50℃。
【反思与评价】（5）表2中，22℃对应的均值为51.0，计算该值所依据的3个数据分别是______________。
（6）综合分析，使实验3的效果得分高于实验4的因素有________________________________。
例9 （2019江西样卷三）化学兴趣小组在制取二氧化碳实验探究活动中，观察到碳酸钠与稀盐酸的反应速率比大理石与稀盐酸的反应速率快，有同学提出疑问：
影响化学反应速率的因素有哪些？
化学兴趣小组运用以下试剂对影响化学反应速率的因素开展探究活动。
提供试剂：
浓度为10%的稀盐酸、浓度为20%的稀盐酸、镁粉、铁粉、碳酸钙粉末、块状碳酸钙。
【提出问题】影响化学反应速率的因素有哪些？
【猜想与假设】猜想1：
物质的性质；猜想2：
反应的温度；猜想3：
反应物的浓度；猜想4：
________________________________________________________________________。
【实验探究】
实验
实验操作
实验现象
实验结论
验证猜想1
分别向盛有等质量的______________的两支试管中加入等体积、等浓度、等温度的稀盐酸
盛有________的试管中产生气泡剧烈
猜想1正确
验证猜想2
分别向盛有等质量的碳酸钙粉末的两支试管中加入等体积、浓度均为10%的稀盐酸，加热其中一支试管
________的试管中产生气泡剧烈
猜想2正确
验证猜想3
分别向盛有等质量的块状碳酸钙的两支试管中加入_______________________________________________
______________________的试管中产生气泡剧烈
猜想3正确
验证猜想4
如下图所示
如下图所示
猜想4正确
【反思评价】
（1）验证猜想1的实验中，反应比较缓慢的试管中发生反应的化学方程式为____________________________________。
（2）根据验证猜想4的实验分析，下列有关说法错误的是______（填序号）。
A．对比分析a、b点可知，曲线②表示块状碳酸钙与稀盐酸反应
B．对比分析c、d点可知，相同的压强时，生成的CO2质量相等
C．碳酸钙粉末比等质量块状碳酸钙产生的CO2质量多
D．a点之后压强几乎不变，表示反应基本完全
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