初中化学科学探究专练50题3.pdf
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1、初中化学科学探究专练50题一、科学探究题1.某同学利用如图装置验证空气中氧气的体积分数,将装有足量红磷的燃烧匙置于瓶内中间,并把装有足量白磷的燃烧匙浸没在蒸储水下。图乙表示用氧气传感器测量的容器内氧气浓度变化曲线图。他用激光笔点燃红磷。红磷燃烧的现象是,文字表达式是。(提出问题)红磷在烧瓶内熄灭后,瓶中是否有氧气剩余?(猜想假设)猜想:有氧气剩余;无氧气剩余。(实验验证)待装置完全冷却后,将装有白磷的燃烧匙提出水面,用激光笔点燃白磷。(得出结论)分析图乙得出,猜想 正 确(填或)。(反思评价)(1)根据本实验的结论,教材中用“燃烧红磷测定空气中氧气含量 的方法是否可行并说明理是(2)曲线DE段
2、氧气浓度变化的主要原因是 o(拓展交流)查阅资料,验证空气中氧气体积分数,可利用铁的缓慢氧化,将空气中氧气浓度消耗至0.2%o如图丙将足量细铁丝置于试管底部,并倒扣在装有水的烧杯中,一段时间后你将看到的现象是 o该 实 验 与 课 本 实 验 相 比 的 优 点 有,(答一点)不足之处有。(答一点)2.实验室常用下列A、B、C 装置制取气体,D、E、F 装置收集气体。回答下列问题:(1)A装置中仪器X的名称是。(2)实验室常以氯酸钾、二氧化锅为原料,用C装置制取、F装置收集氧气。写出该反应的化学方程式:;检验产生氧气的方法:;实验前需检查装置的气密性:连接装置C、F,微 热C中试管,若F中产生
3、气泡、且恢复常温后玻璃管内水面水槽的水面,就证明装置气密性良好。(3)以高锌酸钾为原料、用C装置制取氧气,需要在试管口塞一团棉花,防止_ _ _ _ _ _ _ _ _。(4)某研究小组发现,将适量淀粉放入过氧化氢溶液中,过氧化氢溶液的分解速率加快。对于此现象,该小组同学进行了如下探究:(提出问题)淀粉能否作过氧化氢分解的催化剂?(作出猜想)淀粉能作过氧化氢分解的催化剂。(实验验证)实验步骤实验现象结论及解释ag淀粉-n n目5mL5%的 过 月&氧 化 氢 溶 液 0A BA中无明显现象,B中产生大量能使带火星木条复燃的气体产生的气体是氧气;淀粉能_ _ _ _ _ _ _I I .向B试管
4、中重新加入5%的过氧化氢溶液,反应停止后过滤、洗涤、干燥、称量滤渣B中又产生大量使带火星木条复燃的气体;滤渣质量为a g淀粉的_ _ _ _ _ _ _ 在反应前后均没有发生变化,能过氧化氢分解的催化剂(1)写出淀粉催化过氧化氢分解的化学方程式:.(实验拓展)试卷第2页,共40页(2)该小组设计了如图1所示装置对比淀粉与二氧化镭的催化效果,实验均以生成25mL气体为准,其他可能的影响因素忽略不计,相关数据见表:实验编号3%过氧化氢溶液的体积其他物质质量待测数据I20mL淀粉0.3gaII20mL二氧化镐0.5gb上述实验中“待测数据”是指;若 a b,则可得出的结论是 o(3)温度升高过氧化氢
5、的分解速率会加快,某同学取足量5%的过氧化氢溶液进行加热,如图2 所示,可实验中带火星的木条往往难以复燃,请解释原因_ _ _ _ _ _ _ _ o3.图 I 是小红按课本进行的一个化学实验,在实验时同学们闻到了一股难闻的刺激性气味,于是小明对原实验装置进行了改进,装置如图II。酚方甲三h二S I-浓氧衣酎液图 I(改进前)浓氨水酚酎溶液B(实验操作)a.向 B、C、E 三支试管中分别加入5mL的蒸馆水,各滴入1-2滴无色酚醐溶液,振荡观察溶液颜色。b.在 A、D试管中分别加入2 m L 浓氨水,立即用带橡皮塞的导管按实验图I I 连接好,并将 D试管放置在盛有热水的烧杯中,观察几分钟。(分
6、析讨论)(1)图 E中 仪器的名称 为;(2)E试 管 盛 有 酚 酷 溶 液 的 目 的 是;(3)进行操作b 时观察到的现象是;(4)由此可以得到的实验结论是:;o4.化学兴趣小组的同学利用图1 装置测定空气中氧气含量,发现有白烟生成,冷却至室温后,打开止水夹,发现进水体积大于集气瓶内空气总体积的同学们对白烟的成分和误差的原因产生了兴趣,开启了探究学习之旅。活动一:了解白烟的成分(查阅资料)白烟是红磷在氧气中燃烧生成的五氧化二磷。五氧化二磷极易吸水,不燃烧,溶于水产生大量热并生成磷酸,有腐蚀性。五氧化二磷会刺激黏膜,对皮肤有刺激和灼烧作用(组织脱水)。(实验回顾)(1)图 1 中,红 磷
7、燃 烧 反 应 的 文 字 表 达 式 为,集气瓶中水的作用是降温和,进行该实验时要注意 o(2)请写出检查图1 装 置 气 密 性 的 方 法.活动二:寻找产生误差的原因(交流讨论)图 1 装置冷却至室温后,打开止水夹,进入集气瓶中水的体积大于集气瓶内剩余体积的g,可能的原因是。(查阅资料)白磷的化学性质和红磷相似,但是温度达到4 0 c 时就可以在空气中燃烧;试卷第4页,共40页硫酸铜溶液能与白磷反应,从而化解白磷的毒性。(设计实验)同学们设计图2 装置,重新测定空气中氧气含量。I.检查装置气密性后,按图2 所示装入药品。H.将 锥 形 瓶 底 部 放 入 (选填“热”或“冷”)水中。I
8、I I,燃烧结束,待锥形瓶冷却至室温,打开弹簧夹,此时注射器里的硫酸铜溶液自动注入锥形瓶中。(反思评价)(1)步骤n 中 锥 形 瓶 中 的 现 象 是。(2)步骤HI中注射器中的液体还剩约 mL时会停止流下。5.某兴趣小组对氯酸钾分解反应的催化剂进行研究,在相同的加热条件下,用如图装置完成表中实验:(1)设置实验1的目的是:编号氯酸钾质量/g催化剂催化剂质量/g收集50mL氧气所需时间/s实 验 15-171实验25二氧化镒0.549实验35氧化铁0.558实验45氯化钾0.5154(2)表中所列3 种 催 化 剂 的 催 化 效 果 最 佳 的 是;该 反 应 的 符 号 表 达 式 为;
9、(3)由实验1和实验4 可知,氯化钾(填“有”或“无”)催化作用。维持加热条件不变,用实验1再继续收集50mL氧气,所需时间明显少于171s,解释原因:(4)要比较氯酸钾分解反应中不同催化剂的催化效果,除了测量收集50mL氧气所需时间外,还可以测量_ _ _ _ _ _。6.铭铭在实验室做课外活动探究实验时,发现了一个非常奇怪的现象,当她把煤炭放在如图容器中燃烧时,发现紫红色的高锌酸钾溶液变成了无色。请你跟她一起探究原因。仪器A,煤炭样品KNInCU 溶液(1)(提出问题)什么使紫红色的高锦酸钾溶液褪色的?(2)(查阅资料)煤炭燃烧能够产生二氧化碳,而且煤炭中有硫元素,还会燃烧生成二氧化硫气体
10、。(3)(猜想与假设):a.甲同学假设:。b.乙同学假设:二氧化硫能使紫红色的高镒酸钾溶液褪色。(4)(实验与结论)两位同学为了验证自己的猜想,设计以下实验进行验证,请写出图中仪器A的名称:实验步骤实验现象实验结论甲实验:取 5 m L 稀高镒酸钾溶液于一支试管中,_ _ _ _ _ _ _。O甲同学假设不成立乙实验:_ _ _ _ _ _,并将二氧化硫气体通入试管中,观察现象。_ O乙同学假设成立7.某兴趣小组为验证质量守恒定律,做了镁条在空气中燃烧的实验。(1)请 写 出 镁 条 在 空 气 中 燃 烧 的 化 学 方 程 式。(2)小明发现燃烧产物的质量大于反应物镁条的质量,认为这个反应
11、不遵循质量守恒定律。我_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _(同意 或 不同意”)小明的观点。(3)小红按如图改进实验,验证了质量守恒定律,却发现产物中还有少量黄色固体。图 1(提出问题)黄色固体是什么呢?试卷第6页,共40页(查阅资料)氧化镁为白色固体;镁能与氮气剧烈反应生成黄色的氮化镁(M g 3 N 2)固体:氮化镁可与水剧烈反应产生氨气,该气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝。(做出猜想)黄色固体是M g 3 N 2(实验探究)设计实验,验证猜想实验操作实验现象及结论取少量黄色固体于试管中,加入适量的水,并将湿润的红色石蕊试纸放在试管(4)为了证明镁可在氮气中燃烧生成氮化
12、镁,小红又设计了如下方案进行验证。图2步骤:用盛水的水槽、无底的废广口瓶、燃烧匙、橡皮塞等装配成如右图所示的装置;另准备一只有一根铜丝穿过的橡皮塞,铜丝末端固定一根镁条。步骤:引燃燃烧匙中足量的红磷,塞好橡皮塞;待充分冷却,观察到广口瓶内水面上升的体积约占瓶内水面原上方空间的 左右。步骤:往水槽中加水使广口瓶内外水面相平;点燃镁条,迅速更换橡皮塞,镁条在广口瓶内继续燃烧,放出热量:待冷却后广口瓶内水位继续上升。A.步骤的目的是除尽空气中的氧气。写出红磷在氧气中燃烧的化学方程式B.在步骤“待冷却后广口瓶内水位继续上升”是由于瓶内气压_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _(选填“大于小于”
13、或“等于“)外界气压。C.写出镁在氨气中燃烧生成氮化镁的化学方程式_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _。(反思与交流)(5)空气中N 2 的含量远大于0 2 的含量,而镁条在空气中燃烧生成的MgO的质量却大于 M g 3 N 2,请给出合理的解释。(6)若在足量空气中点燃2.4 g 镁条,并使之完全燃烧,得到的固体质量_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _(填“小于”或“等于)4.0 g,原因是。8.科学探究是奇妙的过程,请你起参与实验探究,并填写下列空白:提出问题 某同学用“双氧水”(过氧化氢溶液)清洗伤口时,不小心将过氧化氢溶液滴到了水泥地板上,发现有大量气泡产生。他联想
14、到自己曾经用二氧化镒做过氧化氢分解的催化剂,反 应 方 程 式 为。他想,水泥块能否也可作过氧化氢分解的催化剂呢?于是他到附近工地取回一些小水泥块,并用蒸储水浸泡、冲洗、干燥,并进行以下实验探究。猜想 水泥块能作过氧化氢分解的催化剂。实验验证实验步骤实验现象实验结论实验木条不复燃常温下过氧化氢溶液分解非常慢实验在装有3mL 5%过氧化氢溶液的试管中加入水泥块,然后将带火星的木条伸入试管中 结论 水泥块能加快过氧化氢的分解速率,故水泥块能作过氧化氢分解的催化剂。讨论与反思 另一位同学认为:仅凭上述两个实验还不能证明水泥块为过氧化氢分解的催化剂,他觉得需要增加一个探究实验:探究。实验步骤正确称量水
15、泥块的质量;完成实验二;待反应结束,将 实 验 二 试 管 里 的 物 质 进 行、洗涤、干燥、;对比反应前后水泥块的质量。分析 如果水泥块反应前后质量不变,则说明水泥块可以作过氧化氢分解的催化剂。但大家认为,要证明猜想,补充实验还是不足够,还需要再补充一个探究实验:探究 反思 水泥块对过氧化氢分解催化效果不好,反应速率缓慢,可以通过改变 来提高反应速率。请完成实验设计:猜想因素III设计实验步骤预计实验现象9.如图是某小组对蜡烛及其燃烧的探究实验,请回答下列有关问题:试卷第8页,共40页(1)对于本实验使用的蜡烛有以下描述:固态;白色;质地较软;密度比水的小;难溶于水;受热易熔化:能燃烧。其
16、中,属 于 化 学 性 质 的 有(填序号)。(2)A实验的目的是 o(3)B中同学们进行了如下实验,请完成下列实验报告:实验步骤实验现象实验结论点燃蜡烛并在火焰上方罩一个冷而干燥的小烧杯烧杯内壁有无色小液滴生成蜡烛燃烧后的产物有_ _ _ _ _ _迅速倒转小烧杯,向其中加_ _ _ _ _ _ 振荡蜡烛燃烧后的产物有二氧化碳(4)B实验结束时,该小组同学观察到烧杯底部出现黑色物质,下列做法不正确的是(填序号)a.反复实验,并观察是否有相同现象b.认为与本次实验无关,不予理睬以查找资料,了解蜡烛的主要成分,探究黑色物质的成分d.向老师请教生成黑色物质的原因(5)C实验是从点燃的蜡烛火焰中引出
17、一缕“白烟”。李强同学认为“白烟”的成分是水蒸气,王亮同学认为“白烟”的成分是石蜡蒸气。请你参与他们的实验探究,确定“白烟”的成分。验证李强同学猜想所用的方法是;验 证 王 亮 同 学 猜 想 所 用 的 方 法 是。1 0.空气中氧气含量的再认识。止水夹图3(实验回顾)图 1是实验室用红磷燃烧来粗略测定空气中氧气含量的装贸,写出红磷燃烧的符号表达式_ _ _ _ _ _ _ _ _。(实验过程1)甲组同学使用图1进行实验,步骤如下:检查装置的气密性;加入药品并用弹簧夹夹紧橡皮管:点燃燃烧匙内的红磷,立即伸入瓶中并塞紧塞子;观察并记录水而的变化情况(问题提出)有资料表明,燃烧过程中当氧气体积分
18、数小于7%时,红磷就无法燃烧,因此通过上述实验测量结果与空气中氧气含量的实际值相比(填“偏高”或”偏低”)。(实验改进1)(查阅资料)铁生锈原理:铁和氧气、水反应生成红色物质(铁锈)。I、乙小组同学根据铁在空气中生锈的原理设计图2 实验装置,再次测定空气中氧气的含量。(已知:装置中的食盐水和活性炭的作用是加速铁生锈)II、8 分钟后测得的实验数据如表实验前的体积实验后的体积集气瓶内空气烧杯内蒸储水烧杯内剩余蒸储水131.0mL90.0mL63.6mL(交流表达)根据表中数据计算,改进试验后测得的空气中氧气的体积分数是(消耗的水的体积忽略不计,计算结果保留一位小数)。(实验反思)与燃烧红磷法相比
19、,乙 小 组 方 法 测 定 空 气 中 氧 气 含 量 的 优 点 是;(实验再改进)在乙组实验的基础上,丙组同学设计了图3 装置进行实验。实验前应先进 行 的 操 作 是:试卷第10页,共4 0页(实验过程2)步 骤1:在注射器中装有足量铁粉、活性炭粉的浸有食盐水的纸袋,封闭。步骤2:打开弹簧夹,将活塞向右拉至一定距离,关闭弹簧夹。步骤3:不断轻轻晃动注射器,直到,计算得出氧气约占空气总体积的1/51 1.某校的化学兴趣小组对蜡烛的燃烧做了以下探究活动,请你完成下列问题。(实验操作)化学兴趣小组的同学点燃蜡烛,观察到蜡烛燃烧的越来越旺,然后轻轻吹灭,烛芯处产生一缕白烟。(提出问题)同学们对
20、白烟产生浓厚兴趣;这缕白烟的成分是什么呢?(猜想与假设)同学们展开了热烈讨论。甲同学猜测白烟是蜡烛燃烧产生的二氧化碳;乙同学猜测白烟是蜡烛燃烧产生的水蒸气;丙同学猜测白烟是石蜡蒸气凝结成的石蜡固体颗粒。(查阅资料)烟是由固体颗粒形成的,雾是由小液滴形成的。石蜡的熔点和沸点都很低,很容易液化或气化,二氧化碳是无色且能使澄清石灰水变浑浊的气体。(收集证据)同学们进行了下列的实验探究(1)吹灭蜡烛,甲同学立即用一个内壁沾有澄清石灰水的烧杯罩住白烟,观察到澄清石灰水,甲同学由此得出结论:白烟是二氧化碳。(2)吹灭蜡烛,乙同学立即用一块干燥而冷的玻璃片罩在白烟上,玻璃片上没有出现水雾,而是出现了一些色固
21、体物质,乙同学由此得出结论:白烟不是。(3)吹灭蜡烛,丙同学立即用燃着的木条靠近白烟,发现蜡烛重新被点燃,说明白烟具有可燃性,由此可以排除 的猜测,排出的原因是。(解释与结论)(4)由以上探究结果可知:的猜测是正确的。(5)甲同学在实验时确实看到石灰水变浑浊,但他获得的结论不正确,看到石灰水变浑浊原因可能是:。(反思与评价)(6)乙同学的反思是:蜡烛燃烧产生水,由于温度高于1 00而呈气态,不会凝结成雾状,所以自己不应该猜测白烟是水蒸气。(7)甲同学的反思可能是:。1 2.空气中氧气含量测定的再认识。浸有饱和三 _7食盐水的纸J袋,内装足m二 一 三 一量铁粉,活 三 韭 三-性 碳 粉 图1
22、图2(实验回顾)实验室常用红璘燃烧的方法测定空气中氧气的含量(装置如图1),写出红磷燃烧的符号表达式 o兴趣小组用该方法测出的氧气含量常常远低于2 1%。(提出问题)用红磷燃烧的方法为什么常常测得空气中的氧气含量小于2 1%?(进行猜想)(1);(2),装置内氧气有剩余。(实验与交流)在老师的指导下,小明用过量的红磷,用数字化测氧气浓度的传感器测得反应后装置内氧气含量为8.8 5%,说明红磷并不能耗尽装置内的氧气。(实验探究)小明根据铁生锈原理(铁在潮湿空气中氧气反应生成铁锈),探究铁能否准确测定空气中氧气的含量,于是进行了实验(装置如图2)。(提示:炭粉与氯化钠的作用是加快反应速率),反应8
23、 分钟后测得的数据如下表:实验前的体积实验后的体积集气瓶内空气烧杯内蒸储水烧杯内剩余蒸馆水2 0 0 mL1 9 0.0 mL1 5 0.2 mL请 计 算 出 空 气 中 氧 气 含 量 为。(精确到0.1%)(交流与反思)与用红磷相比,用铁丝生锈方法测定的主要优点是:1 3.某兴趣小组的同学在利用图1进 行“测空气中氧气的体积分数”的实验:图1图2试卷第12页,共4 0页(1)请你写出红磷燃烧时的化学反应方程式::(2)实验时打开止水夹,水 能 进 入 广 口 瓶 的 原 因 是;(3)实验结束时小组同学发现用该方法测出的氧气含量远低于21%。(提出问题)这是为什么?(进行猜想)装置漏气;
24、_ _ _ _ _ _;.在老师的指导下,小组同学在装置气密性能良好、操作规范的情况下,重 复 图 1 实验,测定结果还是低于2 0%,用测氧气浓度的传感器测得反应后装置内氧气浓度为8.85%。(查阅资料)燃烧过程中当氧气体积分数低于7%时,红磷就无法继续燃烧,因此通过上述实验,测量结果与理论值误差较大。(实验探究)再次测定空气中氧气含量。该小组同学根据铁在空气中生锈的原理设计图2 实验装置。(4)同学们采用了“暖宝宝”做实验,暖宝宝中含有铁粉、活性炭、水、氯化钠等物质。装置中饱和食盐水会加速铁生锈。1 8 分钟后测得的实验数据如下表。根据如表数据计算,改 进 实 验 后 测 得 的 空 气
25、中 氧 气 的 体 积 分 数 是。(写出数据表达式即可)测量项目实验前实验后量筒中水的体积量筒中剩余水的体积集 气 瓶(扣除内容物)体积/mL100.074.5126.0(结论)该测定方法,装置内残留的氧气更少,实验结果更准确。14.小 聪同学家新换了水龙头,从说明书上了解到该水龙头是铜质镀铭。好奇的小聪想探 究 铭(Cr)与常见金属铁、铜的活动性强弱,邀请你一同参加。(知识回放)金属活动性顺序:KCaNaMgAlZn SnPb.(H)HgAgPtAu,请你在横线上填写对应金属的元素符号。(作出猜想)猜 想 1 .CrFeCu:猜想2.FeCuCr:猜想3.你 的 猜 想 是。(查阅资料)(
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