中考化学复习讲义专题综合实验探究2223.pdf
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1、 1 专题 综合实验探究 一、解题方法指导 1抓好基础:综合性实验探究题看似文字繁多,涉及的化学知识比较宽泛,表面看起来题型很多,变化多样,实际上多是以课本中重要的化学实验所涉及的原理、方法等为载体,考查化学基础知识和实验技能。因此,把握好教材中的重点实验是解决此类问题的基础。2认真读题,找出探究内容:综合性实验探究题一般题目较长,需要我们沉下心来,仔细读题,在答题时一定要通读全题,找出需要探究的问题,这样才能做到心中有数,避免盲目答题。切忌断章取义,做一空,读一段。3仔细审题,发掘有效信息:在通读全题的前提下,一定要针对题中的每一个问题仔细审题,找出题干中的关键字、词、关键的实验现象以及重要
2、的提示(如题中的“查阅资料”等)。从中发掘出有效信息,为顺利作答奠定坚实的基础。二、真题回顾 1(2016 长沙中考)在学了生活中常见盐的性质以后,某校化学兴趣小组的同学开展了测定 Na2CO3和NaCl 混合固体中 Na2CO3含量的探究实验,他们设计了如下的实验方案:如图甲所示(铁夹夹持的仪器是注射器),把一定量的混合物与足量稀硫酸反应后,测定产生的二氧化碳气体的体积,检查该装置的气密性的方法是:;小明同学提出用图乙代替图甲中的收集装置,则所测 CO2气体的体积 (填“偏大”、“偏小”、“不变”);有同学对乙装置中的缺陷提出三种改进方案。A 方案:将广口瓶中的水改为饱和的 CO2水溶液;B
3、 方案:将广口瓶中的水改为氢氧化钠稀溶液;C 方案:在广口瓶中的水面上覆盖一层植物油你认为错误的方案是 (填字母代号);广口瓶内原有的空气对实验结果 (填“有”或“没有”)影响;小宇同学用图丙装置测定 CO2的质量 则图丙实验装置主要存在哪些缺陷?这些缺陷对实验结果有何影响?请写出其中两点主要缺陷及对实验结果的影响。;。2 2(2017 长沙中考)某同学为了探究木炭和氧化铜在高温条件下生成的气体产物的成分,提出了如下猜想:a可能是二氧化碳;b可能是一氧化碳。并设计如图所示装置进行实验,预期的实验现象及结论如下:若澄清的石灰水变浑浊,则气体为二氧化碳;若澄清的石灰水不变浑浊,则气体为一氧化碳。请
4、你分析并回答:该同学的猜想是否严谨?请你说明理由:_;设计一个实验,验证中你的理由。请简述你的实验方案_;该实验装置存在的缺陷是 ;反应结束时,停止实验的操作步骤是 ;实验后发现试管内壁上附着不易用试管刷洗净的固体生成物,清洗试管的方法是 。3(2018 长沙中考)在小英家的仓库里,堆放着一袋袋化肥碳酸氢铵(NH4HCO3)。过了一个夏天,小英发现这种化肥所特有的刺激性气味变得更浓烈了,有些化肥袋里碳酸氢铵变少了。检查发现,变少的化肥包装袋没有密封,化肥也没有撒落在地上,更没有人进过仓库开袋使用。为了探究这些化肥减少的原因,小英在实验室取了一些碳酸氢铵粉末,放在蒸发皿中加热,过一会儿观察到粉末
5、完全消失,同时也闻到了这种刺激性气味。粉末为什么会消失呢?【提出问题】碳酸氢铵粉末消失的原因是什么?【猜 想】碳酸氢铵在不加热或加热条件下由固态变成它的气态。碳酸氢铵在不加热或加热条件下发生分解反应,可能产生的物质有氨气和一些氧化物。【查阅资料】碳酸氢铵属于氮肥,不具有升华的性质,说明上述猜想 (填序号)不成立;氨气(化学式 NH3)具有特殊的刺激性气味,极易溶于水,其水溶液显碱性,但干燥的 氨气不能使干燥的红色石蕊试纸变蓝;NO2为红棕色气体,NO 为无色气体,在空气中易发生反应:2NO+O2=2NO2。图一 图二 3【实验操作、现象与结论】实验操作 实验现象 实验结论 取适量碳酸氢铵于试管
6、中加热,如图一所示,将干燥的红色石蕊试纸接近导管口 产生强烈的刺激性气味,试管壁上有无色液滴且试纸变蓝,但未见红棕色气体 分解产物中有 没有 按如图二所示装置继续实验,直到反应完全 澄清石灰水变浑浊 分解产物中有 【应用】利用氨气的化学性质,请写出实验室检验氨气的方法(写出实验操作、现象、结论):;如果你家里有碳酸氢铵化肥。你应该如何保存?。4(2019 长沙中考)小华同学通过阅读课外资料得知,潜水艇中常用过氧化钠(Na2O2)作为供氧剂,有关反应的化学方程式为:2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2,2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2。于是他用如图所示装置来制取 CO2并验证其与
7、 Na2O2的反应:(1)装置 B 的作用是 。(2)反应一段时间后,装置 E 中收集到的气体主要是 。反应后装置 C 硬质玻璃管中固体的成分是什么?小华为此又进行了如下探究:【想与假设】猜想一:Na2CO3 猜想二:Na2CO3和 Na2O2 猜想三:Na2CO3和 NaOH 你认为还可能是:。【设计实验】实验操作 实验现象 实验结论 取少量样品于试管中,加入足量的水,振荡 固体完全溶解,样品中一定没有 Na2O2 取少量实验所得溶液于另一试管中,加入过量的 BaCl2溶液,振荡 有白色沉注产生 猜想三正确 取少量实验所得上层清液于另一试管中,加入 溶液,振荡 有白色沉定产生 【反思与评价】
8、反应后装置 C 硬质玻管中的固体含有 NaOH,原因可能是 。三、常考题型分类 4 题型一、反应后物质成分的探究 能写出反应方程式时对生成物组成的探究 解题指导:解答此类综合探究题时在注意生成物的同时还要考虑反应物是否剩余。具体可参考下面步骤:找出实验过程中的化学变化,写出相应的化学方程式;根据“生成物一定有,反应物可能有剩余”的原则判断反应后溶液中溶质可能存在的情况;通过检验某些关键物质从而确定溶质的具体组成。【例 1】(2019宁夏改编)某实验小组的同学们在进行“二氧化碳的实验室制取和性质”的实验活动时,选取上述装置制取二氧化碳气体后,产生了许多废液。于是他们在课外兴趣小组活动时对废液的成
9、分进行了如下探究:【提出问题】废液的主要成分是什么?【猜想与假设】小红的猜想:废液中只有 CaCl2;小丽的猜想:废液中还有 HCl。【查阅资料】CaCl2溶液呈中性。【设计与实验】小红做了一组对比实验:取等质量的废液和 CaCl2溶液分别于两支试管中,各滴加 2 滴酚酞溶液后,发现溶液都不变色,认为自己的猜想是正确的。大家经过讨论,认为小红的猜想不正确,理由是 。针对小丽的猜想,同学们进行了如下实验探究:实验方案 一 二 三 实验操作 预期的现象 与标准比色卡对比 pH7 白色沉淀 实验结论 废液中含有 HCl 废液中含有 HCl 废液中含有 HCl 小牛对上述探究活动思考后,认为利用酸的化
10、学性质还可以设计不同方案探究小丽的猜想:操作步骤 预期的现象 实验结论 取适量废液于试管中,加入 。废液中含有 HCl【解释与结论】同学们根据以上实验,讨论得出废液的主要成分是 CaCl2和 HCl。【评价与反思】实验结束后,同学们对探究活动进行了如下反思:小强认为方案一中存在操作错误,错误的操作是 。小敏认为方案三不足以证明废液中含有 HCl,理由是 。大家一致认为实验后的废液不能直接排放,理由是 (写一点)。要想从废液中得到 CaCl2固体,可采用的方法是 。【精选习题】5 1(2019西宁)某校化学兴趣小组在探究“酸碱盐的相关性质”时,做了如图一所示的两个实验,实验结束后,小组同学将两支
11、试管中的废液同时倒入一个洁净的烧杯中(如图二所示),观察到有气泡产生,为确认烧杯内溶液中溶质的成分,同学们进行了如下探究。【查阅资料】Na2SO4溶液、NaCl 溶液呈中性。【提出猜想】猜想 1:Na2SO4、NaCl;猜想 2:Na2SO4、NaCl 和 ;猜想 3:Na2SO4、NaCl 和 H2SO4;猜想 4:Na2SO4、NaCl、H2SO4和 Na2CO3。【交流讨论】小强同学认为猜想 4 一定是错误的,他的理由是:(用化学方程式表示)。【进行实验】小明同学设计如下两个实验方案:实验步骤 实验现象 实验结论 方案一 取少量烧杯中的溶液于洁净的试管中,加入几滴紫色石蕊溶液 猜想 3
12、正确 方案二 取少量烧杯中的溶液于洁净的试管中,加入少量铁粉 请写出方案二中有关反应的化学方程式 。【反思与总结】分析反应后溶液中溶质成分,除要考虑生成物外,还需考虑反应物是否过量。2(2017 广东)某同学进行如图两个实验。(1)甲实验中反应的化学方程式为 。(2)乙实验观察到的现象是 ,溶液由蓝色变成无色。(3)把甲、乙反应后的溶液倒入同一烧杯,发现有白色沉淀生成。他决定对白色沉淀的成分进行探究。6【查阅资料】硫酸钡不溶于酸。【提出猜想】白色沉淀为:;Mg(OH)2和 BaSO4;Mg(OH)2和 MgCO3。【实验方案】实验操作 实验现象与结论 过滤、洗涤白色沉淀备用;向白色沉淀加入盐酸
13、至过量 若沉淀全部溶解,且无其它现象,猜想成立;其化学反应方程式为 。若 且无气体产生,猜想成立。若沉淀完全溶解,猜想成立。【拓展与思考】如果猜想成立,产生此结果的原因是做甲实验时 ;上述白色沉淀的成分不可能出现的组合是 Mg(OH)2、MgCO3和 BaSO4,原因是:。3(2017 娄底)娄底人在端午节有吃皮蛋的习俗。某化学课外小组的同学查阅资料后得知,腌制皮蛋的主要原料有:生石灰、纯碱和食盐。同学们向这三种物质中加入适量水,充分搅拌,过滤,对滤液中溶质的成分进行探究。小组同学讨论后一致认为,滤液中的溶质一定含有 NaCl 和_。(写化学式)【提出问题】滤液中还可能含有哪些溶质呢?【作出猜
14、想】小林认为:还含有 Ca(OH)2 小方认为:还含有 Na2CO3 小华认为:还含有 Ca(OH)2和 Na2CO3【交流讨论】经过进一步讨论,大家认为小华的猜想不合理,原因是:。(用化学方程式表示)【实验探究】实验操作 实验现象 实验结论 小林:取少量滤液于试管中,滴加足量的稀盐酸 小方的猜想正确 小方:取少量滤液于试管中,滴加_溶液 产生白色沉淀 小方的猜想正确 小华:取少量滤液于试管中,滴加 Na2CO3溶液 无明显现象 小方的猜想正确【交流讨论】同学们认为,通过小华的实验不足以得出其结论,原因是_。【继续探究】小明也取少量滤液于试管中,滴加稀盐酸,却没有看到明显现象,小明对此深感疑惑
15、。【解释评价】经老师的指导和大家的认真思考后终于找出了原因,你认为原因是 。7 4(2018-2019 南雅中学月考)在化学实验技能考试中,有一题目是鉴别碳酸钠溶液和氢氧化钠溶液,小红等几位同学进行了如图所示的实验。写出试管中碳酸钠与氢氧化钙反应的化学方程式:(1)。实验结束后,小红同学将、两支试管中的废液倒入同一个干净的烧杯中,看到废液浑浊,就对废液进行了过滤,小红等几位同学对滤液的成分又进行了探究。【提出问题】滤液中除水外还含有哪些物质?【作出猜想】小红认为:只含氢氧化钠;小明认为:可能含有氢氧化钠、碳酸钠和氢氧化钙;小亮认为:可能含有氢氧化钠和碳酸钠;你认为还可能是(2)(写一种猜想)。
16、【交流讨论】你认为小红、小明、小亮三位同学中谁的猜想不合理,请说明理由 (3)。【设计实验】小亮同学为验证自己的猜想是否正确,设计了如下实验:实验步骤 实验现象 实验结论 取样于试管中,滴加少量稀盐酸 没有气泡冒出 猜想一定不正确【反思与评价】请你评价小亮的结论是否正确,并说明理由(4);请你设计简单的实验,证明自己的猜想成立(5)(指出实验操作、实验现象和实验结论)。无法写出反应的具体方程式时对生成物组成的探究 解题指导:此类题目由于不能直接写出相关的化学方程式,所以在判断生成物的组成时只能根据质量守恒定律(即反应前后元素种类不变)来判断题中所给猜想是否正确。然后根据题干所给资料和初中常见物
17、质的检验常识结合题中的实验步骤对生成物进行检验确认。由于生成物可能是混合物,所以在检验时要注意各物质之间会不会对彼此的检验造成干扰。【例 2】(2017 安顺)2017 年 5 月,我国在南海海域成功开采天然气水合物可燃冰。可燃冰是甲烷与水在低温、高压的条件下形成的无色、冰状固体,是最具发展前景的能源之一。可燃冰的主要成分是CH4nH2O,在开采过程中若甲烷泄漏,会导致严重温室效应。某校化学兴趣小组的同学对甲烷燃烧的产物产生了兴趣,请你参与:【提出问题】甲烷燃烧后生成哪些物质?【查阅资料】含碳元素的物质完全燃烧生成 CO2,不完全燃烧生成 CO;无水 CuSO4遇水变蓝。【猜想与假设】甲:CO
18、2 H2O;乙:CO H2O;丙:NH3 CO2 H2O;丁:CO2 CO H2O。8 你认为_同学的猜想是错误的。【实验探究】为了验证上述猜想与假设,将甲烷在一定量的纯净氧气中燃烧的产物依次通过下列装置,进行验证:(1)A、B 装置的顺序不能颠倒,原因是 。(2)实验中用纯净 O2而不用空气的原因是 。(3)实验中观察到 A 中 ,B、D 中澄清石灰水变浑浊,C 中红色粉末变成黑色,由此推断_同学猜想成立。(4)请写出 B 中澄清石灰水变浑浊的化学方程式:。【反思与交流】燃气热水器必须安装在浴室外非密闭空间的原因是 。【精选习题】5(2017 岳阳)化学兴趣活动课中,同学们对过氧化钠可为潜水
19、、宇航等缺氧环境工作人员提供氧气产生了浓厚的兴趣。他们在老师的指导下展开了以下探究活动。同学们将纯净干燥的二氧化碳气体通过装有过氧化钠的实验装置后,发现除生成氧气外,还有固体物质存在。老师介绍说,二氧化碳与过氧化钠反应生成氧气和一种初中化学常见的盐。【提出问题】反应后的固体是什么?【查阅资料】过氧化钠是一种淡黄色的固体,化学式为 Na2O2。常温下过氧化钠能与水反应生成氢氧化钠和氧气,还能与盐酸等物质反应生成氧气。【猜想】反应后的固体是:碳酸氢钠;碳酸钠;碳酸钠和过氧化钠【讨论交流】同学们通过讨论交流认为猜想肯定是错误的,其理由是:_。【实验探究】实验操作 实验现象 结论 步骤一 取少量反应后
20、的固体于试管中,加入适量的水 固体溶解,无气泡产生 猜想成立 步骤二 取少量步骤一所得溶液于试管中,加入稀盐酸 写出二氧化碳与过氧化钠反应的化学方程式 。【反思】小华认为,直接向反应后的固体中加入稀盐酸就可以验证猜想。同学们认为这样做不合理,理由是 。9 6(2019昆明)小晨同学从课外读物中得知:在加热条件下,钠与 CO2反应的产物可能有 C、CO、Na2CO3、Na2O。于是设计实验对产物成分进行探究。【查阅资料】BaCl2溶液呈中性 4Na+O22Na2O Na2O+H2O2NaOH 2Na+2H2O2NaOH+H2 CO 通入 PdCl2溶液中有黑色沉淀生成【提出问题】在加热条件下,钠
21、与 CO2反应的产物有哪些?【猜想假设】猜想一:产物中一定有 C 猜想二:产物中一定有 CO 猜想三:产物中一定有 Na2CO3 猜想四:产物中一定有 Na2O【实验验证】用如图所示装置(夹持装置已略去)进行实验探究。装置 A 中发生反应的化学方程式为 ;装置 C 的作用是 。序号 实验操作 实验现象 实验结论(1)待钠完全反应后,将装置 D 中的固体置于烧杯中,加蒸馏水溶解 有黑色不溶物 猜想 正确(2)将实验(1)所得混合物过滤,取滤液加入过量 BaCl2溶液 猜想三正确(3)猜想二正确【反思与评价】小晨同学向实验(2)所得溶液中滴入几滴酚酞溶液,溶液呈红色。于是得出结论:在加热条件下,钠
22、与 CO2反应一定产生 Na2O。该结论是否严谨?(填“是”或“否”),理由是 。1 0 多步反应时生成物成分的探究 解题指导:此类题型中,往往发生的反应中的某种生成物又能继续发生反应。因此在做答此类题型时应先将所有已经发生或可能发生的反应均写出来,根据化学方程式我们可以得出生成物是一定含有的,但如果某一生成物能进一步发生反应,则这种生成物可能含有,也可能不含有。总而言之,在解答此类题型时要注意分情况讨论,利用极端假设的思想分析每一种可能发生的情况。【例 3】某化学兴趣小组的同学发现难溶于水的碳酸钙当遇到溶有二氧化碳的水时,会反应生成溶解性较大的碳酸氢钙:CaCO3CO2H2O=Ca(HCO3
23、)2,联想到实验室中澄清石灰水与二氧化碳反应会生成碳酸钙:Ca(OH)2CO2=CaCO3H2O,对长时间向碱溶液中通入 CO2反应后溶液中的溶质组成产生了浓厚的兴趣。【提出问题】一定量的 CO2与 NaOH 溶液反应后的溶质组成是什么?【查阅资料】(1)通入少量 CO2反应的化学方程式为_。(2)通入过量 CO2,反应的化学方程式为 Na2CO3CO2H2O=2NaHCO3。(3)碳酸氢盐都是可溶于水的,BaCO3难溶于水。(4)碳酸氢钠溶液呈碱性。【提出猜想】(1)溶质为 NaOH 和 Na2CO3;(2)溶质为 Na2CO3;(3)溶质为_(填化学式);(4)溶质为 NaHCO3。【设计
24、实验】实验步骤 实验现象 实验结论(1)用玻璃棒蘸取反应后溶液,滴在 pH 试纸上 pH9 该溶液显碱性(2)取反应后溶液少许于试管中,向其中滴加过量的 BaCl2溶液 有_生成 猜想(4)不成立(3)取步骤(2)中的上层清液,滴入稀盐酸 有气泡冒出 猜想(1)和(2)不成立【得出结论】猜想(3)成立。【讨论交流】有同学提出,实验步骤(1)是多余的。你认为该实验设计是否需要?_(填“需要”或“不需要”)。【反思应用】同学们回忆起实验室检验二氧化碳的情景,心想:如果向澄清石灰水中不断通入二氧化碳,会看到怎样的现象?请你描述一下:。1 1 【精选习题】7(2018-2019 双语月考)甲、乙两位同
25、学在学完酸的化学性质后,做了如下实验:资料 1:CaCl2溶液呈中性,NaHCO3溶液呈碱性;资料 2:Ca(HCO3)2可溶于水;资料 3:向 Na2CO3溶液中逐滴滴加稀盐酸时,先发生反应:Na2CO3+HCl=NaCl+NaHCO3,继续加盐酸,再发生反应:NaHCO3+HCl=NaCl+CO2+H2O【实验操作及现象】甲观察到:逐滴滴加盐酸后,悬浊液变澄清。乙观察到:逐滴滴加盐酸时,开始无明显现象,一段时间后逐渐产生气泡。实验结束,甲先将试管中的废液缓慢倒入一洁净的废液杯中,乙也将试管中的废液缓慢倒入该废液杯中,没有观察到明显现象。为了处理实验后废液杯中的废液,她们决定对废液杯中最终废
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