2022年中考化学实验探究题专练09实验分析评价类实验探究题(教师版).docx
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1、拉分练09 实验分析评价类实验探究题1.化学实验室常用二氧化锰催化过氧化氢分解的方法制取氧气。那么,影响过氧化氢分解快慢的因素到底有哪些呢?某化学兴趣小组对此进行如下研究。 (提出问题)影响过氧化氢分解快慢的因素有哪些?(1)(猜想与假设)假设1:过氧化氢溶液的浓度; 假设2:催化剂的质量;假设3:温度;假设4:_。(2)(设计实验)小明同学设计如下实验方案进行验证。 序号H2O2溶液的浓度H2O2溶液的质量温度MnO2的质量收集O2的体积时间5%12 g20 0.2 g125 mL20 s30%12 g20 0.2 g125 mL2 s30%12 g40 无125 mL148 sa.通过对比
2、实验和可知,过氧化氢分解的快慢与_有关。b.在过氧化氢分解前后,二氧化锰的质量和_不变。c.请你写出用二氧化锰催化过氧化氢分解的化学方程式:_。(3)(讨论交流) 小红同学认为在这个实验中,必须用排水法收集氧气,理由是_。(4)小辉同学提出小明的方案无法验证温度对过氧化氢分解快慢的影响,请你帮他说出理由:_。 (5)(拓展延伸)同学们查阅资料得知,FeCl3溶液对过氧化氢分解也有影响。在老师的指导下设计实验继续探究,向两支试管中分别加入等质量、不同浓度的H2O2溶液,再加入等质量、等浓度的FeCl3溶液,分别用气压传感器测定两试管中气体压力的变化曲线,如图1。 为保证实验的准确性,请你设计向两
3、试管中加入FeCl3溶液的具体方法:_。(6)请你从图2曲线中找出FeCl3溶液对H2O2分解影响的两条规律性结论: _;_。 【答案】 (1)催化剂的种类(合理即可)(2)过氧化氢溶液的浓度;化学性质;2H2O2 2H2O+O2(3)排水法能准确测定收集氧气的体积(4)方案中没有温度不同,其他变量全部相同的对照实验(5)分别用注射器吸取等量、等浓度的氯化铁溶液,同时注入两支试管中(6)氯化铁溶液能加快过氧化氢的分解;氯化铁溶液对浓度大的过氧化氢溶液催化效果更好 【解析】(1)作出假设影响过氧化氢溶液分解快慢的因素可能有过氧化氢溶液的浓度、催化剂的质量、催化剂的种类以及温度;(2)设计实验a.
4、实验和中除了过氧化氢溶液的浓度不同以外,其他条件均相同,通过实验数据分析可知,过氧化氢溶液分解的快慢与过氧化氢溶液的浓度 有关系;b.二氧化锰在过氧化氢溶液分解中充当催化剂,在反应前后质量和化学性质不变;c.过氧化氢在二氧化锰的催化作用下分解为水和氧气;反应的化学方程式:2H2O2 2H2O+O2;讨论交流(3)用排水法收集氧气便于观察到氧气是否收集满;(4)所设计的三组实验中,没有除了温度不同以外,其他条件均相同的对比实验,所以无法验证温度对过氧化氢溶液分解快慢的影响;拓展延伸(5)向试管中加入FeCl3溶液,可以分别用注射器吸取等量、等浓度的FeCl3溶液同时注入两支试管中;(6)根据曲线
5、可以看出,FeCl3溶液能加快H2O2溶液的分解;FeCl3溶液对浓度大H2O2溶液分解促进效果更好。 故答案为:(1) 催化剂的种类(合理即可) (2) 过氧化氢溶液的浓度 ; 化学性质 ; 2H2O22H2O+O2 (3) 排水法能准确测定收集氧气的体积 (4) 方案中没有温度不同,其他变量全部相同的对照实验 (5) 分别用注射器吸取等量、等浓度的氯化铁溶液,同时注入两支试管中 (6) 氯化铁溶液能加快过氧化氢的分解 ; 氯化铁溶液对浓度大的过氧化氢溶液催化效果更好2.利用创新的实验装置进行实验 实验一 实验二 实验一:关闭弹簧夹K,滴入过氧化氢溶液,单球管中发生反应的化学方程式是 。将带
6、火星的细碳棒伸入集气管,细碳棒复燃,原因是 。A氧气的浓度增大B碳棒的表面积增大C反应放出的热量,使温度达到了细碳棒的着火点将装有红磷的燃烧匙迅速放进集气管,塞紧橡皮塞,打开弹簧夹K,继续滴入过氧化氢溶液,此时观察到的现象是 ,反应的化学方程式为 。实验二:实验中先滴入稀硫酸,后用酒精灯加热的原因是 。实验中能说明H2具有还原性的现象是 。本实验中涉及到的化学反应类型有 。【答案】 ;AC;红磷燃烧,产生白烟;产生的氢气可以排净装置内的空气,防止加热时发生爆炸;黑色粉末慢慢变红色,包有无水硫酸铜的棉花慢慢变蓝色;置换反应、化合反应 【解析】实验一:过氧化氢在二氧化锰的催化作用下分解为水和氧气;
7、故填: ;将带火星的细碳棒伸入集气管,细碳棒复燃,是因为氧气的浓度增大、反应放出的热量,使温度达到了细碳棒的着火点;故填:AC;红磷燃烧,产生大量的白烟,生成物是五氧化二磷;故填:红磷燃烧,产生白烟; ;实验二:硫酸与锌反应生成硫酸锌和氢气,产生的氢气可以排净装置内的空气,防止加热时发生爆炸;故填:产生的氢气可以排净装置内的空气,防止加热时发生爆炸;氢气具有还原性,在加热的条件下,氢气与氧化铜反应生成铜和水,所以会观察到黑色粉末慢慢变红色,包有无水硫酸铜的棉花慢慢变蓝色;故填:黑色粉末慢慢变红色,包有无水硫酸铜的棉花慢慢变蓝色;锌与硫酸反应生成硫酸锌和氢气属于置换反应;在加热的条件下,氢气与氧
8、化铜反应生成铜和水属于置换反应;硫酸铜与水反应生成五水硫酸铜属于化合反应。故填:置换反应、化合反应。 3.探究影响化学反应速率的因素(1)发现和提出问题镁在空气中能够剧烈燃烧,铁丝在氧气中能够剧烈燃烧,而真金不怕火炼,这说明决定物质之间能否发生反应以及反应速率的内因是 蜡烛在氧气中燃烧比在空气中燃烧剧烈,这一事例中影响化学反应速率的因素是_;夏天,将食品放在冰箱里不容易变质,这一事例说明温度也能影响化学反应速率,温度如何影响反应速率呢?(2)猜想与假设温度越高,反应速率越快收集证据实验药品:颗粒大小相同的锌粒;两份相同溶质质量分数不同温度的稀硫酸(20、40)供选仪器:药匙、气体发生装置2套(
9、气密性良好)、量筒2支、分液漏斗、秒表、胶头滴管、水槽、大试管2支利用上述仪器和药品,补充完成下表的实验报告观察或测量的量选用的仪器实验步骤实验现象实验结论产生相同体积(一试管)的气体所需时间气体发生装置、秒表、胶头滴管、水槽、大试管、_温度越高,反应速率越快反应的化学方程式是_该实验可以观察或测量的量有多种,除了上述观测点外,可以观察或测量的量还有(写一条)_(3)结论与解释从微观的角度分析“温度越高,反应速率越快”的原因是 (4)拓展分析根据其他测定方位,实验小组的同学绘制了锌粒与稀硫酸反应产生氢气的速率随时间变化的曲线,如图所示,请据图分析:时间0t内,反应速率逐渐加快的主要原因是 ,时
10、间t以后,反应速率逐渐减慢的主要原因是 【答案】 (1)反应物本身的性质;氧气的浓度(2)镊子、量筒;分别取相同数量、大小的锌粒于气体发生装置中,分别取相同体积、不同温度的稀硫酸加入到两套气体发生装置中,记录收集等体积气体所需的时间;温度高的,收集等体积气体所需的时间短;Zn+H2SO4ZnSO4+H2;相同时间内收集气体的体积(或反应结束所需的时间或消耗等量的锌粒所需的时间或消耗等量的稀硫酸所需的时间) 等(3)温度升高,粒子的运动的速率加快,有效碰撞机会增加(4)锌与稀硫酸反应放热,温度升高,反应速率加快;随着反应的进行,反应物的浓度越来越小,反应速率减慢 【解析】(1)镁在空气中能够剧烈
11、燃烧,铁丝在氧气中能够剧烈燃烧,而真金不怕火炼,金属不同,燃烧的现象不同,这说明决定物质之间能否发生反应以及反应速率的内因是:反应物本身的性质;物质的结构决定物质的性质,或者是反应物的组成、结构等蜡烛在氧气中燃烧比在空气中燃烧剧烈,空气中氧气难度比氧气中的低,故这一事例中影响化学反应速率的因素是氧气的浓度(3)可利用控制变量法,其它条件相同,温度不同,测定产生相同体积(一试管)的气体所需时间,来确定温度多反应速率的影响可选用气体发生装置、秒表、胶头滴管、水槽、大试管、镊子(取用锌粒)、量筒(量取生成氢气的体积),可分别取相同数量、大小的锌粒于气体发生装置中,分别取相同体积、不同温度的稀硫酸加入
12、到两套气体发生装置中,记录收集等体积气体所需的时间,温度高的,收集等体积气体所需的时间短,说明温度越高,反应速率越快;锌与稀硫酸反应生成硫酸锌和氢气,反应的化学方程式为:Zn+H2SO4ZnSO4+H2该实验可以观察或测量的量有多种,除了上述观测点外,可以观察或测量的量还有相同时间内收集气体的体积或反应结束所需的时间或消耗等量的锌粒所需的时间或消耗等量的稀硫酸所需的时间等(4)从微观的角度,“温度越高,反应速率越快”,是因为温度升高,粒子的运动的速率加快,有效碰撞机会增加(5)由锌粒与稀硫酸反应产生氢气的速率随时间变化的曲线图,0t内,锌与稀硫酸反应放热,温度升高,反应速率加快时间t以后,随着
13、反应的进行,硫酸的质量减少,反应物的浓度越来越小,反应速率减慢故答案为:(1)反应物本身的性质(或反应物的组成、结构等);氧气的浓度;(3)观察或测量的量选用的仪器实验步骤实验现象实验结论产生相同体积(一试管)的气体所需时间气体发生装置、秒表、胶头滴管、水槽、大试管、镊子、量筒分别取相同数量、大小的锌粒于气体发生装置中,分别取相同体积、不同温度的稀硫酸加入到两套气体发生装置中,记录收集等体积气体所需的时间温度高的,收集等体积气体所需的时间短温度越高,反应速率越快反应的化学方程式是 Zn+H2SO4ZnSO4+H2相同时间内收集气体的体积(或反应结束所需的时间或消耗等量的锌粒所需的时间或消耗等量
14、的稀硫酸所需的时间);(4)温度升高,粒子的运动的速率加快,有效碰撞机会增加;(5)锌与稀硫酸反应放热,温度升高,反应速率加快;随着反应的进行,反应物的浓度越来越小,反应速率减慢4.某校化学兴趣小组的同学按照图1做“测定空气里氧气的含量”实验他们将燃烧匙内的红磷点燃后,立即伸入集气瓶中塞紧橡皮塞,待红磷熄灭冷却后,打开弹簧夹,发现气体减少的体积小于 这是什么原因呢?同学们就该现象做了如下探究:【提出问题】造成这个结果的原因是什么?如何改进?【猜想与假设】排除了偶然因素后,其中三位同学对原因做了如下猜想:(1)对于这一现象的原因,你还能做出怎样的猜想?请写出: (2)【分析与交流】对小周的猜想,
15、大家一致认为不合理,原因是: (3)【反思与评价】小明将红磷换成了足量的镁条进行燃烧实验,结果待镁条熄灭冷却后,打开弹簧夹,烧杯中的水回流,几乎占满了集气瓶,由此得到的结论是: (4)【实验改进】有资料表明: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,测得结果与理论值误差较大小亮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含量,装置中饱和食盐水、活性炭会加速铁生锈,测得实验数据如表4测量项目实验前实验后烧杯中水的体积烧杯中剩余水的体积集气瓶(扣除内容物)和导管的容积体积/mL80.054.5126.0根据表4数据计算,改进实验后测得的空气中氧气的体
16、积分数是_(计算结果精确到0.1%)(5)从实验原理角度分析,改进后的实验结果比前者准确度更高的原因是: ; 【答案】 (1)红磷的量不足(2)酒精燃烧虽能消耗氧气但生成二氧化碳气体,导致瓶内外压强无明显变化,水很难回流(3)镁既能与氧气发生化学反应,又能与氮气发生化学反应(4)20.2%(5)铁的缓慢氧化使集气瓶中的氧气消耗更彻底,使实验结果更准确;测量时考虑到导管容积和扣除内容物后的集气瓶容积,使实验结果更准 【解析】【解答】解:(1)可能是红磷的量不够,导致氧气没有耗尽;可能是红磷熄灭后还没等冷却到室温,就打开了弹簧夹;可能是氧气含量减少到一定程度的时候,红磷就不再燃烧了,使氧气没有耗尽
17、;(2)酒精中含有碳元素和氢元素,燃烧消耗氧气的同时产生CO2和水蒸气,反应前后气体总体积无明显减少,反应前后压强无明显减少;(3)将红磷换成了足量的镁条进行燃烧实验,结果待镁条熄灭冷却后,打开弹簧夹,烧杯中的水回流,几乎占满了集气瓶,说明镁既能与氧气发生化学反应,又能与氮气发生化学反应(4)根据反应前后烧杯内水的体积变化可以看出,消耗的氧气的体积是:8054.5=25.5mL,故氧气的体积分数为 100%=20.2%;故填:20.2%;(5)使用铁的缓慢氧化消耗氧气,使氧气消耗的更为彻底,实验结果更准确,测量时考虑导管容积和扣除内容物后的集气瓶的体积,使实验结果更为准确,故答案为:(1)红磷
18、的量不足(或红磷熄灭后未等冷却到室温就打开弹簧夹或导管中未注满水);(2)酒精燃烧虽能消耗氧气但生成二氧化碳气体,导致瓶内外压强无明显变化,水很难回流;(3)镁既能与氧气发生化学反应,又能与氮气发生化学反应(4)20.2%(5)铁的缓慢氧化使集气瓶中的氧气消耗更彻底,使实验结果更准确;测量时考虑到导管容积和扣除内容物后的集气瓶容积,使实验结果更准5.利用下列实验来探究 气体的制取和性质。 (1)A,B,C三套发生装置都可用于实验室制取 气体。 仪器a的名称是_。实验室制取 的化学方程式是 ;收集 可选用的装置是_(填序号),检验 收集满的方法是 。利用B装置制取 时,反应未停止前关闭止水夹,可
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- 2022 年中 化学 实验 探究 题专练 09 分析 评价 教师版
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