2022年中考化学专题突破专题05实验探究题.docx

专题05：实验探究题一创新类探究试题涉及提出问题、作出猜想或假设、设计实验、收集证据、解释与结论、反思与评价、表达与交流等要素。最后，从反应原理是否正确、实验方案是否完善、探究过程是否合理以及经济效益、资源利用、环境保护等方面对探究方案或过程进行反思与评价。探究题一般并不包括所有的探究要素，但上述要求是解答探究性试题的一般思路和方法。中国&教育出%版网1思维模型的建构既方便于问题的解决，又能促进深度学习。某科学研究小组同学在老师的指导下对解决“气体检验”类问题建构了如图1所示思维模型：来源:中国教%*育出#版网【模型应用】同学们为检验天然气燃烧后的气体产物成分，应用思维模型设计了如图甲实验方案（固定装置未画出）。【查阅资料】无水硫酸铜遇水变蓝；氢氧化钠溶液可以吸收二氧化碳；甲烷燃烧不能产生氢气。【实验结论】（1）实验过程中观察到A装置中的无水硫酸铜变蓝，B.F装置中的澄清石灰水均变浑浊，D装置中的澄清石灰水不变浑浊，由此可得出该气体产物的成分为 ；E中玻璃管内反应的化学方程式 。（2）图甲实验方案中，装置C和D归属于上述思维模型中的 环节。【改进创新】从简约装置、节约实验药品的角度出发，同学们对图甲方案进行了改进与创新，改用图乙所示的装置对该气体产物的成分进行探究。在实验中，先从A处通一段时间混合气体，再点燃E处酒精灯加热，观察现象，也实现了气体产物成分的检验。（3）实验中，在加热前先通一段时间的混合气体，其目的是 。（4）在装置末端 （填“需要”或“不需要”）安装尾气处理装置。【答案】（1）H2O、CO、CO2；CO+CuOCu+CO2；（2）气体净化；（3）排尽玻璃管中的空气，防止CO与O2混合加热发生爆炸；（4）不需要。来源:*&%中教网【解析】（1）A装置中的无水硫酸铜变蓝，说明燃烧有水生成，B装置中澄清石灰水变浑浊，说明有二氧化碳生成，C中氢氧化钠吸收了生成的二氧化碳，F中澄清石灰水变浑浊，说明E中反应生成了二氧化碳，则E中是一氧化碳和氧化铜加热生成铜和二氧化碳，燃烧产物中含有一氧化碳，一氧化碳和氧化铜反应的方程式为CO+CuOCu+CO2，故答案为：H2O、CO、CO2；CO+CuOCu+CO2；（2）图甲实验方案中，装置C和D，前者是吸收二氧化碳，后者是检验二氧化碳是否吸收完全，则属于气体净化环节，故答案为：气体净化；（3）一氧化碳具有可燃性，和装置内的空气混合加热可能发生爆炸，因此在加热前先通一段时间的混合气体，目的是排尽玻璃管中的空气，防止CO与O2混合加热发生爆炸，故答案为：排尽玻璃管中的空气，防止CO与O2混合加热发生爆炸；中%国教育出&版*网（4）由于一氧化碳难溶于水，且和氢氧化钙不反应，因此H装置可以收集未反应的一氧化碳，故，不需要尾气处理装置，故答案为：不需要。2化学兴趣小组用如图1装置做电解水实验时，为了使实验现象明显，增强水的导电能力，在水中加入一些氯化钠固体。【实验记录】实验中观察到电极两端有气泡产生，负极产生的气体可以燃烧，该气体是 。检验正极产生的气体时，闻到刺激性气味。【提出问题】正极产生的刺激性气味的气体是什么？www.zzstep&*.com#【猜想与假设】猜想1：NH3；猜想2：HCl；猜想3：Cl2；猜想4：HCl和Cl2【讨论与交流】大家讨论后认为猜想1不合理，理论依据是 。【查阅资料】带有刺激性气味的气体有：HCl、Cl2.NH3等；Cl2与水反应生成氯化氢和次氯酸（HClO），氯气能与碘化钾反应生成氯化钾和碘，Cl2有毒且能溶于四氯化碳；HCl不溶于四氯化碳。来源:zzstep%.com&碘能使淀粉溶液变蓝色；来源:zzs%tep*&.com【实验探究】实验过程图2所示。【实验现象和结论】观察到装置B中 ，装置D中 ，猜想3正确。【反思评价】装置C中四氯化碳的作用是 ，装置E的目的是 。【拓展应用】往电解水实验后的液体中滴入 ，观察到 ，则溶液呈碱性。由此实验可知氯化钠参加反应，电解氯化钠溶液的化学方程式为 。来源:%中教网#&【答案】【实验记录】氢气。【讨论与交流】反应物中不含有氮元素，不能生成氨气。【实验现象和结论】试纸变蓝色；无明显现象。【反思评价】吸收氯气以免干扰对HCl的检验；吸收氯气，防止污染环境。【拓展应用】酚酞试液；酚酞试液变红色；2NaCl+2H2O2NaOH+H2+Cl2。【解析】【实验记录】实验中观察到电极两端有气泡产生，负极产生的气体可以燃烧，氢气能燃烧，所以该气体是氢气。故答案为：氢气。【讨论与交流】中国%教&育*出版网因为氨气由氮元素和氢元素组成，根据质量守恒定律，化学反应前后元素种类不变，反应物中无氮元素。不能生成氨气，所以猜想1不合理。故答案为：反应物中不含有氮元素，不能生成氨气。【实验现象和结论】由于猜想3正确，因为Cl2是带有刺激性气味的气体，氯气能与碘化钾反应生成氯化钾和碘，碘能使淀粉溶液变蓝色，所以观察到装置B中试纸变蓝。Cl2有毒且能溶于四氯化碳，氯气能被C装置吸收。由于不含氯化氢，所以装置D中无氯化银白色沉淀生成。即无明显现象。故答案为：试纸变蓝色；无明显现象。【反思评价】由于Cl2与水反应生成氯化氢和次氯酸（HClO），会影响对氯化氢的检验，且Cl2能溶于四氯化碳，HCl不溶于四氯化碳。所以装置C中四氯化碳的作用是吸收氯气以免干扰对HCl的检验；实验过程中会有少量气体未被吸收，为避免污染空气，所以用浓氢氧化钠溶液处理尾气。故答案为：吸收氯气以免干扰对HCl的检验；吸收氯气，防止污染环境。来源:中#国教育出版*&网%【拓展应用】来源:中%国教育出版网&溶液呈碱性可用酸碱指示剂检验，若往电解水实验后的液体中滴入无色酚酞，则无色酚酞变红。由于氯化钠是反应物，所以氯化钠与水在通电的条件下反应生成氢氧化钠、氢气和氯气，反应的化学方程式：2NaCl+2H2O2NaOH+H2+Cl2。故答案为：酚酞试液；酚酞试液变红色；2NaCl+2H2O2NaOH+H2+Cl2。二实验流程类探究试题操作程序及装置的连接顺序大体可概括为：发生除杂干燥主体实验尾气处理。  注意所用仪器是否恰当，齐全；安装顺序是否合理、正确，是否符合绿色化学理念。3草酸是生产、生活中常用的漂白剂，可用于生产抗菌素，可作为提炼稀有气体的溶剂。兴趣小组对草酸受热分解的产物进行如下探究：【查阅资料】来源&%:zzstep#.com草酸（H2C2O4）是一种酸，熔点为101.5，易溶于水，易升华，170以上分解。草酸钙难溶于水。无水硫酸铜遇水变蓝。碱石灰是生石灰与烧碱的混合固体，能吸收H2O和CO2。【实验过程】来源%:中*教网同学们在老师的指导下设计了如图所示装置，并进行实验（部分夹持仪器已略去）。www.#zzstep*.com【交流与讨论】（1）草酸受热分解，应选择图中的 （填“甲”或“乙”）装置。中国教#&%育出版网（2）C装置的作用为 。（3）实验过程中应该先点燃 （填“酒精灯”或“酒精喷灯”）。（4）F装置中反应的化学方程式为 。（5）实验过程中观察到B中白色固体变成蓝色，D中澄清石灰水变浑浊， ，则可以证明草酸分解产物为H2O、CO2和CO。（6）从环保角度考虑，该套装置的明显缺陷是 。【答案】（1）乙；（2）冷凝草酸，防止草酸进入装置D中发生反应产生沉淀，干扰二氧化碳的检验；（3）酒精灯；来源:zzstep.%com&（4）Fe2O3+3CO2Fe+3CO2；（5）F中红棕色固体逐渐变黑，G中澄清石灰水变浑浊；www.zz%s#tep.c&om（6）缺少尾气处理装置。【解析】（1）由于草酸受热易升华，因此应选择装置乙为受热分解装置。（2）装置C中冰水用于冷凝草酸，防止草酸进入装置D中发生反应产生沉淀，干扰二氧化碳的检验。（3）实验过程中，应先点燃酒精灯，利用草酸分解产生的气体除去装置内的空气，防止装置F中在高温条件下一氧化碳与氧气反应引发安全事故。中国教育&%出版网*#（4）一氧化碳具有还原性，可高温还原氧化铁，生成铁和二氧化碳，该反应的化学方程式：Fe2O3+3CO2Fe+3CO2。（5）装置B中白色固体无水硫酸铜变蓝，说明有水生成，装置D中澄清石灰水变浑浊，说明有二氧化碳气体生成，装置F中红棕色固体逐渐变黑，G中石灰水变浑浊，说明草酸分解产生的气体中含有一氧化碳。（6）一氧化碳有毒，不能直接排入空气中，应在装置G后加装尾气处理装置。4如图所示为实验室中常见气体制备、净化、干燥、收集和进行实验探究的部分仪器（组装实验装置时，可重复选择仪器），化学小组的同学欲利用其进行下列化学实验。试回答下列问题：（1）若以石灰石和稀盐酸为原料，在实验室中制备并收集干燥、纯净的二氧化碳气体，按照要求设计实验装置，连接仪器。（提示：盐酸中挥发出的少量HCl气体可用饱和碳酸氢钠溶液吸收）所选仪器的连接顺序为 （从左到右填写仪器序号字母）。上述制二氧化碳的化学方程式为 。用仪器F收集二氧化碳气体时，检验二氧化碳已收集满的方法是：将燃着的木条放在集气瓶 （填“瓶口”“瓶内”之一），若木条火焰 ，则证明二氧化碳已收集满。（2）以过氧化氢溶液为原料（二氧化锰作催化剂）在实验室中制取氧气，并对某种塑料试样的组成进行分析探究实验（资料显示该塑料只含C.H两种元素），所选仪器按“AB1EB2C碱石灰干燥管”的顺序连接（B1.B2为浓硫酸洗气瓶），检查装置气密性，然后进行实验。使Wg该塑料试样碎屑在充足氧气中充分燃烧，观察现象，收集有关实验数据。（假设发生的化学反应都充分反应）在该装置中，洗气瓶C的作用是 。Wg该塑料试样充分燃烧后，测得仪器B2质量增加ag，则该塑料试样中含碳元素的质量为 g（结果用代数式表示）。【答案】（1）A.D.B.F。来源:*zzstep.c%om&CaCO3+2HClCaCl2+H2O+CO2。瓶口；熄灭。（2）吸收二氧化碳。W。【解析】1）所选仪器的连接顺序为A（制取二氧化碳）、D（吸收氯化氢）、B（吸收水蒸气）、F（收集二氧化碳）。故填：A.D.B.F。上述制二氧化碳的化学方程式为：CaCO3+2HClCaCl2+H2O+CO2。故填：CaCO3+2HClCaCl2+H2O+CO2。检验二氧化碳已收集满的方法是：将燃着的木条放在集气瓶瓶口，若木条火焰熄灭，则证明二氧化碳已收集满。来源:&zzstep.com%故填：瓶口；熄灭。（2）在该装置中，洗气瓶C的作用是吸收二氧化碳。故填：吸收二氧化碳。Wg该塑料试样充分燃烧后，测得仪器B2质量增加ag，说明反应生成ag的水，ag水中氢元素质量：ag×，样品中碳元素质量：Wgag×（W）g，三. 给与信息类探究试题 题目中【已知】、【查阅资料】为解题突破口，结合题目所问作答5同学们为探究金属的化学性质，进行了图1所示的实验。通过图1实验可得出两种金属的活动性：锌 铜（填“”“”“”），只用两种试剂也可以比较这两种金属的活动性强弱，这两种试剂是 。实验过程中小辰意外发现：当两种金属发生触碰时（如图2），铜片表面产生了气泡。【提出问题】2中铜是否发生了化学反应？产生的气体是什么？【作出猜想】同学们对产生的气体进行了以下猜想：中&国教%育出版网小知猜想是二氧化硫；小辰猜想是氧气：小彬猜想是氢气。他们作出猜想的理论依据是 。【查阅资料】（1）将锌片、铜片用导线连接后平行插入稀硫酸中，铜片表面产生气体。该反应过程中金属失去的电子通过导线发生了转移。来源:中%国教育出版网&（2）二氧化硫能使品红溶液褪色。【设计并进行实验】他设计了图3装置进行实验，将产生的气体分别通过导管与图4中的装置连接，验证自己的猜想。实验操作实验现象实验结论小知连接导管a与导管d，向品红溶液中通入气体一段时间 小彬的猜想正确小辰选用正确方法收集气体一段时间后，向试管内伸入带火星的木条木条不复燃小彬连接导管a与导管 （填字母），收集气体后用拇指堵住试管口，靠近酒精灯火焰，移开拇指点火气体燃烧，听到轻微的“噗”声【教师释疑】图1实验中，锌与稀硫酸反应，锌失去电子，酸溶液中氢离子在锌片表面获得电子生成氢气。【学生感悟并得出结论】图2中两种金属触碰后铜没有发生化学反应。【拓展延伸】换个角度看实验，图1实验也体现了酸的化学性质，同学们又继续进行了以下实验进行探究。来源:#&中教%网（1）实验中，在点滴板的A.b穴中滴入酸溶液后，溶液变红的是 （填“a”或“b”）。使用点滴板的优点之一是 。（2）实验中，在仪器、中均可观察到的现象是 。【答案】锌铜；锌和硫酸铜溶液或铜和硫酸锌溶液（合理即可）；作出猜想质量守恒定律或反应前后元素种类不变；设计并进行实验品红溶液不褪色；c；拓展延伸（1）a；节约药品；（2）红棕色固体逐渐少，溶液逐渐变成黄色。【解析】图1实验，纯锌片与稀硫酸反应生成硫酸锌和氢气，纯铜片与稀硫酸不反应，通过有无气泡生成，可得出两种金属的活动性：锌铜，只用两种试剂也可以比较这两种金属的活动性强弱，这两种试剂是锌和硫酸铜溶液或铜和硫酸锌，锌与硫酸铜溶液反应生成铜和硫酸锌，锌表面有红色固体析出，可知锌铜；铜与硫酸锌不反应，可知锌铜；来&源:zzs%te*作出猜想依据是质量守恒定律，反应前后元素种类不变，当两种金属发生触碰时（如图2），铜片表面产生了气泡，该气体可能是二氧化硫、氧气或氢气；设计并进行实验因为小彬的猜想正确，即气体为氢气，所以小彬连接导管a与导管c，因为氢气密度比空气小，向下排空气法收集；氢气不能使品红溶液不褪色，所以小知实验现象品红溶液不褪色；拓展延伸（1）实验I中，在点滴板的A.b穴中滴入酸溶液后，溶液变红的是a，因为酸能使紫色石蕊溶液变红，但酸不能使无色酚酞溶液变色；使用点滴板的优点之一是节约药品：（2）酸与金属氧化物反应生成盐和水，含三价铁离子的盐溶液是黄色的，实验I中，在仪器、中均可观察到的现象是：红棕色固体逐渐少，溶液逐渐变成黄色。6在食盐中加碘可以预防甲状腺肿大（俗称大脖子病），其中碘元素是以含碘钾盐形式加入的，某化学兴趣小组对加碘食盐中含碘钾盐的成分进行了探究。请参与探究并回答下列问题。【提出问题】加碘食盐中含碘钾盐的成分是什么？www.zzs%tep&.#com【查阅资料一】含碘钾盐主要有KI、KIO3。【作出猜想】猜想一：KI；猜想二： （填化学式）；猜想三：KI与KIO3的混合物。【查阅资料二】KIO3与KI在酸性条件下能发生反应生成碘（I2），淀粉溶液遇I2变蓝色。KI与AgNO3溶液可以反应，生成不溶于水的黄色AgI沉淀。I2有毒，不能服用。来源:zzs%t&ep.#com【讨论交流】小组同学根据资料进行讨论后，认为猜想 （填“一”、“二”或“三”）不正确，原因是 。来源:%#中&教*网【实验验证】为验证其它猜想，小组同学设计了如下实验，请填写表格中空白处。实验实验操作实验现象实验结论实验一取少量加碘食盐于试管中，加水溶解，再向试管中滴加AgNO3溶液 猜想一不成立实验二另取少量加碘食盐于试管中，加水溶解，先向试管中滴加稀硫酸酸化的KI溶液，再向试管中滴加 溶液由无色变成蓝色猜想二成立【实验结论】根据上述实验得知，加碘食盐中含碘钾盐是KIO3。来源#:*zzstep&.com【实验拓展】小红按上述实验方法进行探究时，只准备了AgNO3溶液和KI溶液，请从下列生活用品中找出其它两种药品的替代物 。来&源:中教#网A. 白糖 B.米汤 C.白酒 D.小苏打 E.白醋【答案】【讨论交流】三；KIO3与KI在酸性条件下能发生反应生成碘，碘有毒。【实验验证】无明显现象；淀粉溶液。w#ww.zz*【实验拓展】B.E。【解析】解：【作出猜想】猜想一：KI；猜想二：KIO3；猜想三：KI与KIO3的混合物。来源%:中教网*故填：KIO3。【讨论交流】小组同学根据资料进行讨论后，猜想三不正确，原因是KIO3与KI在酸性条件下能发生反应生成碘，碘有毒。来*源%:zz#ste&p.com故填：三；KIO3与KI在酸性条件下能发生反应生成碘，碘有毒。【实验验证】实验实验操作实验现象实验结论实验一取少量加碘食盐于试管中，加水溶解，再向试管中滴加AgNO3溶液无明显现象（溶液中不含有碘化钾）猜想一不成立实验二另取少量加碘食盐于试管中，加水溶解，先向试管中滴加稀硫酸酸化的KI溶液，再向试管中滴加淀粉溶液溶液由无色变成蓝色（碘酸钾和碘化钾反应生成了碘）猜想二成立故填：无明显现象；淀粉溶液。【实验拓展】米汤中含有淀粉，可以代替淀粉溶液，白醋中含有醋酸，可以代替稀硫酸。故填：B.E。四、计算类探究题来源:中*&国%教育出版网72020年我国仅用10天的时间就建造起了武汉火神山医院，其建材中使用了HDPE膜，它具有良好的抗冲击性和防潮性。某项目式学习小组对HDPE膜的组成元素产生浓厚兴趣，进行了以下探究：【查阅资料】碱石灰的主要成是NaOH和CaO；HDPE膜不含氮元素。来#源:中国教育出版&%网【提出问题】HDPE膜由什么元素组成？【进行实验】称取2.8g HDPE膜，按如图组装仪器，先通入氮气，再点燃酒精灯、通入一定量氧气使HDPE膜燃尽，实验中装置B.C.D.E.F对能吸收的气体均完全吸收。【记录数据】B装置总质量/gD装置总质量/gE装置总质量/g点燃酒精灯前120120120实验结束后123.6120128.8【讨论交流】（1）装置B质量增加，说明HDPE膜燃烧产物中有 （填化学式）；装置C中铜丝表面的黑色固体变红，该反应的化学方程式为 。（2）根据实验数据和现象判断：HDPE膜中一定含有 、 （填元素符号）元素。（3）装置F的作用是 。（4）根据实验数据判断：HDPE膜中 （填“含”或“不含”）氧元素。www.*zzs&tep.com【反思评价】每年的6月5日为世界环境日。化学实验中如果产生了尾气，需对尾气进行处理，其目的是 。【答案】（1）H2O；CuO+COCu+CO2。（2）H；C。来源:&zzstep.co%m（3）防止空气中的二氧化碳进入E装置。（4）不含。中国%*教育出版网【解析】（1）装置B质量增加，说明HDPE膜燃烧产物中有H2O；装置C中铜丝表面的黑色固体变红，是因为氧化铜和一氧化碳在加热条件下反应生成铜和二氧化碳，该反应的化学方程式为：CuO+COCu+CO2。故答案为：H2O；CuO+COCu+CO2。（2）根据实验数据和现象判断：反应生成水和一氧化碳，说明HDPE膜中一定含有H、C元素。故答案为：H；C。（3）装置F的作用是防止空气中的二氧化碳进入E装置。来#源:中国教育出版&%网故答案为：防止空气中的二氧化碳进入E装置。（4）HDPE膜中氧元素质量：2.8g（123.6g120g）×（128.8g120g）×0，即不含有氧元素。故答案为：不含。来#源*:中%&教网8泡腾片含有NaHCO3和柠檬酸等物质，放入水中时，NaHCO3完全反应产生CO2。某化学兴趣小组的同学欲测定某品牌泡腾片中NaHCO3的含量，设计实验方案如图：按图示连接装置并加入药品，取用的泡腾片质量为4g。打开止水夹a通入适量空气后，称量D装置，其质量为m1g。关闭止水夹a，用注射器向B装置中注入适量水。待装置B中无气泡产生后，打开止水夹a，再次通入适量空气，第二次称量D装置，其质量为m2g。回答下列问题：（1）A装置中浓NaOH溶液的作用是 ，B装置盛装泡腾片的仪器名称是 。（2）C装置中浓硫酸的作用是 。（3）碱石灰主要含CaO和NaOH，D装置中碱石灰吸收CO2质量增加，写出所涉及反应的一个化学方程式： 。（4）步骤中再次通入空气的目的是 。（5）实验测定泡腾片中所含NaHCO3的质量分数为 （用含m1.m2的代数式表示）。若省略E装置，则测得NaHCO3的质量分数 （填“偏大”“偏小”或“不变”）。【答案】（1）吸收空气中的二氧化碳；锥形瓶。（2）吸收二氧化碳中的水蒸气。（3）2NaOH+CO2Na2CO3+H2O。（4）将B中产生的CO2全部排入D装置。来源:*&中教网（5）×100%；偏大。【解析】（1）A装置中浓NaOH溶液的作用是吸收空气中的二氧化碳，B装置盛装泡腾片的仪器名称是锥形瓶。故填：吸收空气中的二氧化碳；锥形瓶。（2）C装置中浓硫酸的作用是吸收二氧化碳中的水蒸气。故填：吸收二氧化碳中的水蒸气。（3）碱石灰主要含CaO和NaOH，氢氧化钠和二氧化碳反应生成碳酸钠和水，反应的化学方程式：2NaOH+CO2Na2CO3+H2O。故填：2NaOH+CO2Na2CO3+H2O。（4）步骤中再次通入空气的目的是将B中产生的CO2全部排入D装置。来源:%中&#教网故填：将B中产生的CO2全部排入D装置。（5）反应生成的二氧化碳完全来自于碳酸氢钠，反应生成二氧化碳质量：（m2m1）g，其中碳元素质量：（m2m1）g×，则碳酸氢钠质量：（m2m1）g×÷g，实验测定泡腾片中所含NaHCO3的质量分数为：×100%×100%；若省略E装置，导致空气中的水蒸气和二氧化碳进入D装置，导致测定的二氧化碳质量偏大，则测得NaHCO3的质量分数偏大。故填：×100%；偏大。