专题23科学探究题-5年(2017-2021)中考1年模拟化学(福建专用).docx
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1、热点题型专题23 科学探究题来源:&%中教网*来源*:&中教网1(2021福建)已知: 。有文献报道:在氢气还原氧化铜的一些实验中,得到的固体产物是铜和氧化亚铜(Cu2O)组成的混合物。氧化亚铜为红色固体,在空气中溶于氨水得到蓝色溶液。某兴趣小组对此开展如下探究。I.设计如实验装置,开展氢气还原氧化铜实验并检验固体产物。(1)制取氢气的化学方程式为_。(2)氧化钙的作用是_。(3)取反应后的红色固体于烧杯中,加入氨水并搅拌,观察到_,证明固体产物有Cu2O。II.探究反应生成Cu2O的变化情况。称取若干份质量均为0.6000g的CuO,在相同条件下分别用氢气还原不同时间(t),检测所得固体中C
2、u2O的质量(m),结果如图。(4)由图可知,在氢气还原氧化铜反应过程中,Cu2O质量的变化趋势是_。(5)为确保氢气还原氧化铜所得固体产物不含Cu2O,应采取的措施是_。来源:zzst%ep.c*&omIII.探究反应生成Cu2O的原因。为解释实验结果,兴趣小组对氢气还原氧化铜的反应过程提出如下假设:假设1.经历 、 两个反应,且在同一条件下两个反应同时进行。假设2.经历 、 三个反应。(6)结合探究II结果计算分析,假设1中“在同一条件下两个反应能同时进行”合理的依据是_。中国*教育%&出版#网(7)若要确认“假设2”是否合理,在探究II的基础上,还需进行的实验是_。【答案】 除去氢气中混
3、有的水蒸气 溶液变蓝色 5分钟之前氧化亚铜的质量是增多的,5分钟之后氧化亚铜的质量是减少的 延长加热时间 氢气还原氧化亚铜比还原氧化铜所需的温度低,且两者温差不大 刚开始反应一段时间后,取样,滴加氨水,观察溶液是否变蓝 来源:中国教育出版网%#【详解】(1)实验室常用锌和稀硫酸反应制取氢气,生成物是硫酸锌和氢气,该反应的化学方程式为;(2)氧化钙与水反应生成氢氧化钙,具有吸水性,氧化钙的作用是除去氢气中混有的水蒸气;来#源:&zzste*(3)氧化亚铜为红色固体,在空气中溶于氨水得到蓝色溶液,取反应后的红色固体于烧杯中,加入氨水并搅拌,观察到溶液变蓝色,证明固体产物有Cu2O;来源:中教网
4、(4)由图可知,在氢气还原氧化铜反应过程中,Cu2O质量的变化趋势是,5分钟之前氧化亚铜的质量是增多的,5分钟之后氧化亚铜的质量是减少的;(5)由图可知,加热时间越长,氧化亚铜的质量越少,为确保氢气还原氧化铜所得固体产物不含Cu2O,应采取的措施是延长加热时间;(6)结合探究II结果计算分析,假设1中“在同一条件下两个反应能同时进行”合理的依据是氢气还原氧化亚铜比还原氧化铜所需的温度低,且两者温差不大;来源:zz*step.co#m&(7)因为氧化亚铜为红色固体,在空气中溶于氨水得到蓝色溶液,而铜不能再空气中溶于氨水得到蓝色溶液,若要确认“假设2”是否合理,在探究II的基础上,还需进行的实验是
5、,刚开始反应一段时间后,取样,滴加氨水,观察溶液是否变蓝。2(2020福建)欲证明“CO2与NaOH发生了化学反应”,某化学兴趣小组进行以下探究实验(实验装置中夹持仪器已略去)。(实验1)配制溶液(1)用NaOH固体配制20g20%NaOH溶液,无需用到的玻璃仪器有_(填标号)。A 胶头滴管 B 酒精灯 C 量筒 D 烧杯 E 玻璃棒(实验2)按如图所示装置进行实验。实验前U型管两端液面相平,将NaOH溶液滴入试管中,恢复到室温后,U型管中的液面左高右低。据此,甲同学得出“CO2与NaOH发生了化学反应”的结论。中国#教育出版网*(2)U型管中液面高度发生变化的原因是_。(3)上述结论的证据不
6、充足,理由是_。中国&教育出%版网(实验3)按如图所示装置进行实验。来源:中国教*育出#版%网查阅资料:i.CaCl2溶液呈中性;ii. 实验步骤如下:检查装置的气密性,往装置中加入药品;关闭K1.K2,将注射器中的NaOH溶液缓缓推入A中;A中物质充分作用后,打开K1,B中无色溶液倒吸入A中,A中产生沉淀且溶液显红色关闭K1,打开K2,将注射器活塞向上拉,C中溶液倒吸入A中。(4)步骤“产生沉淀”的现象仍不足以证明CO2与NaOH发生了化学反应,理由是_。(5)步骤中,若观察到_(填现象),证明CO2与NaOH发生了化学反应。CO2与NaOH反应的化学方程式为_。来源&*#:中国教育出版网【
7、答案】B 试管内气体压强减小 没有证明有新物质生成(或“CO2溶于水或与水反应也会造成试管内气压减小”等其他合理答案) CaCl2与NaOH溶液结合生成氢氧化钙,氢氧化钙微溶于水,也会产生沉淀 A中有气泡冒出 【详解】实验1:(1)用NaOH固体配制20g、20%NaOH溶液,实验步骤为:称量(托盘天平);量取(量筒、胶头滴管)、溶解(烧杯、玻璃棒),故不需要的是酒精灯。故选B;实验2:(2)氢氧化钠与二氧化碳反应生成碳酸钠和水,由于消耗了二氧化碳,装置内压强减小,在外界大气压的作用下,U型管中右边液面下降,故填:试管内气体减少,压强减小;(3)二氧化碳能溶于水,且能与水反应,也能使装置内压强
8、减小,也会使U型管中右边液面下降,故填:没有证明有新物质生成(或“CO2溶于水或与水反应也会造成试管内气压减小”;(4)钙离子能与氢氧根离子结合生成氢氧化钙,氢氧化钙微溶于水,也可能有沉淀产生,故步骤“产生沉淀”的现象仍不足以证明氢氧化钠和二氧化碳发生了反应,故填:CaCl2与NaOH溶液结合生成氢氧化钙,氢氧化钙微溶于水,也会产生沉淀;(5)步骤中,稀盐酸被吸入A中,若氢氧化钠与二氧化碳反应生成了碳酸钠,碳酸钠与稀盐酸反应生成氯化钠、二氧化碳和水,有气泡产生,故若观察到有气泡产生,说明二氧化碳与氢氧化钠发生了反应;中国教育出版&网*%二氧化碳与氢氧化钠反应生成碳酸钠和水,该反应的化学方程式为
9、:。3(2019福建)某兴趣小组开展“测定密闭容器中某种气体的体积分数”的探究实验。(实验 1)按图 1 所示装置,用红磷燃烧的方法测定空气中氧气的体积分数。(实验 2)按图 2 所示装置,在集气瓶内壁用水均匀涂附铁粉除氧剂(其中辅助成分不干扰实验),利用铁锈蚀原理测定空气中氧气的体积分数。(1)实验 1 中,红磷燃烧的主要现象是_。红磷熄灭后,集气瓶冷却至室温,打开 K,水能倒吸入集气瓶的原因是_。(2)为提高实验的准确性,以上两个实验都需要注意的事项是_(写一点)。(3)实验过程中,连接数字传感器,测得实验 1.实验 2 中氧气的体积分数随时间变化的关系分别如图 3.图 4 所示。依据图
10、3.图 4 信息,_(填实验 1”或“实验 2) 的测定方法更准确,判断依据是_。来源:中%&教网#(4)结合你的学习经验,若要寻找红磷或铁粉除氧剂的替代物。用图 1 或图 2 装置测定空气中氧气的体积分数,该替代物应满足的条件是_(写两点)。(实验 3)测定用排空气法收集到的集气瓶中二氧化碳的体积分数。(5)甲同学设计图 5 所示装置进行测定。浓 NaOH 溶液的作用是_(用化学方程式表示)。(6)乙同学提出,仅利用图 6 所示装置,在不添加其他试剂的前提下,也能测得集气瓶中二氧化碳的体积分数。为达到实验目的,操作方法是_。【答案】产生大量白烟(或“黄色火焰”“放热”等合理答案) 氧气被消耗
11、,集气瓶内气体压强小于大气压 装置的气密性良好(或“红磷和铁粉除氧剂足量”等其他合理答案) 实验 2 反应后,实验 1 集气瓶中剩余氧气的体积分数为 8.6%,而实验 2 集气瓶中氧气几乎耗尽 能够和氧气反应,生成物不影响测定结果(或其他合理答案) 2NaOHCO2=Na2CO3H2O 用冰水冷却集气瓶,打开 K(或其他合理答案) 【分析】红磷在氧气中点燃生成五氧化二磷,氢氧化钠和二氧化碳反应生成碳酸钠和水。【详解】(1)红磷在氧气中点燃生成五氧化二磷,实验1中,红磷燃烧的主要现象是产生大量白烟。红磷熄灭后,集气瓶冷却至室温,打开 K,水能倒吸入集气瓶的原因是氧气被消耗,集气瓶内气体压强小于大
12、气压。(2)为提高实验的准确性,两个实验都需要注意的事项是装置的气密性良好。(3)实验过程中,连接数字传感器,由实验1.实验2 中氧气的体积分数随时间变化的关系可知,实验 1 集气瓶中剩余氧气的体积分数为 8.6%,而实验 2 集气瓶中氧气几乎耗尽,故实验2的测定方法更准确,判断依据是反应后,实验1集气瓶中剩余氧气的体积分数为 8.6%,而实验2集气瓶中氧气几乎耗尽。来源#:中国教育出版网&(4)寻找红磷或铁粉除氧剂的替代物,用图 1 或图 2 装置测定空气中氧气的体积分数,替代物应满足的条件是能够和氧气反应, 生成物不影响测定结果。来%#源*:中&教网(5)氢氧化钠和二氧化碳反应生成碳酸钠和
13、水,甲同学设计图 5 所示装置进行测定,故浓NaOH溶液的作用是吸收二氧化碳,化学方程式为。(6)只要存在压强差,则能产生倒吸,二氧化碳的体积分数,利用图 6 所示装置,在不添加其他试剂的前提下,操作方法是用冰水冷却集气瓶,打开 K。【点睛】水能倒吸入集气瓶的原因是氧气被消耗,集气瓶内气体压强小于大气压。4(2018福建)某研究小组对过氧化氢溶液制取氧气进行如下探究:www.zz*&st#实验一:氧气制取和性质实验(1)现有如下装置实验室用过氧化氢溶液制氧气的化学方程式为_,应选择的发生装置和收集装置分别是_(填标号,下同)和_。检查B装置气密性的操作是_。用收集的氧气进行“铁丝在氧气中燃烧”
14、的实验,观察到的现象是_,反应的化学方程式为_。实验二:探究H2O2质量分数、溶液pH、温度对反应速率的影响(2)设计如下表实验方案:实验序号H2O2质量分数/%pH温度/每分钟气泡数130520230620330112041511305a11b实验13的实验目的是_。a=_;b=_。中国#教*%育出版网实验三:探究制取氧气的适宜催化剂(3)实验方案如下:I用MnO2.CuO、Fe2O3.Cr2O3四种催化剂分别与海藻酸钠溶液混合,滴入氯化钙溶液制成含等质量催化剂、大小相同的海藻酸钠微球,备用。II取30粒含MnO2的海藻酸钠微球,采用左下图装置进行实验。改用其他三种微球,分别重复上述实验,得
15、到右下图的锥形瓶内压强随时间变化的曲线图。每次实验时,海藻酸钠微球数应相同的原因_。中%&国教*育出版网用含MnO2的海藻酸钠微球进行实验,60s时压强瞬间回落,其原因是_。从实验曲线看,催化效果较好、反应温和的催化剂是_。【答案】2H2O2MnO22H2O+O2 B D或E 用止水夹夹住橡胶管,往长颈漏斗中加水形成一段水柱,观察水柱是否变化(或其他合理答案) 火星四射,生成一种黑色固体 3Fe+2O2点燃Fe3O4 探究溶液的pH对反应速率的影响 a=15,b=20 或a=30,b=30 确保催化剂用量一致 产气速率过快,导致气压过大,橡胶塞被弹出(或其他合理答案) CuO 【详解】(1)
16、根据过氧化氢在二氧化锰的催化下分解生成水和氧气解答;根据反应物的状态、反应条件和生成氧气的密度和溶解性解答;根据用止水夹夹住橡胶管,往长颈漏斗中加水形成一段水柱,观察水中柱是否变化解答;根据铁在氧气中剧烈燃烧,火星四射,生成一种黑色固体解答;(2)根据控制变量法分析解答;(3) 根据确保催化剂用量一致解答;根据压强瞬间回落可能是装置内压强与外界压强趋于一致分析解答;根据实验曲线分析解答。(1) 过氧化氢在二氧化锰的催化下分解生成水和氧气,反应的化学方程式为2H2O2MnO22H2O+O2;反应物是固体和液体混合,反应在常温下进行,故应选择的发生装置是B;由于氧气的密度比空气大不易溶于水,可以选
17、择向上排空气法或排水法收集,可选择的收集装置是D或E;检查B装置气密性的操作是用止水夹夹住橡胶管,往长颈漏斗中加水形成一段水柱,观察水柱是否变化;用收集的氧气进行“铁丝在氧气中燃烧”的实验,观察到的现象是火星四射,生成一种黑色固体,反应的化学方程式为3Fe+2O2点燃Fe3O4;(2) 由表中数据可知,过氧化氢溶液的质量分数相同,反应温度相同,溶液的pH不同,故实验13的实验目的是探究溶液的pH对反应速率的影响;对比分析实验4.5,若控制的变量为温度,则a=15,b=20;(或若控制的变量为H2O2质量分数则a=30,b=30);(3) 每次实验时,海藻酸钠微球数应相同的原因是确保催化剂用量一
18、致;用含MnO2的海藻酸钠微球进行实验,60s时压强瞬间回落,其原因是产气速率过快,导致气压过大,橡胶塞被弹出;从实验曲线看,催化效果较好、反应温和的催化剂是CuO。1(2021福州二模)为测定某CuSO4溶液中溶质的质量分数,设计以下两个方案进行实验。www.zz&step*.comI.甲方案(1)步骤中用来引流的玻璃仪器是_。来源*:(2)判断CuSO4反应完全的方法是_(写出操作和现象)。(3)步骤中选用的洗涤剂为_。中国教%育&出版网*(4)步骤的实验操作是_。(5)处理数据,得出实验结论。www.z*II.乙方案按如图安装装置(夹持仪器略去)并检查气密性来%&源:中#教网向各
19、容器中加入相应的药品调整量气装置中D.E两液面相平,保持D中液面在0刻度处www.#zzs&tep*.co%m将CuSO4溶液滴入A中搅拌,反应完成后,再滴加稀硫酸至体系不再产生气体待恢复到室温,调整D.E中两液面相平,记录并处理数据(1)步骤A中反应的化学方程式为_。(写一个)(2)若该方案的测定结果偏高,可能的原因是_。(填标号)a.注入液体体积的影响 b.稀硫酸用量不足 c.装置内空气体积的影响来源&:z%zste*(3)同样的装置和方法_(填“能”或“不能”)用于测定MgSO4溶液中溶质的质量分数。【答案】玻璃棒 向上层清液中继续滴加BaCl2溶液,无白色沉淀生成,则沉淀完全 蒸馏水
20、干燥 b 不能 来源&:中#教*网%【详解】来源:zzs*tep&.comI(1)过滤操作中使用玻璃棒用来引流。(2)判断CuSO4反应完全的方法是向上层清液中继续滴加BaCl2溶液,无白色沉淀生成,则沉淀完全;(3)固体为硫酸钡,硫酸钡难溶于水可用蒸馏水洗涤。(4)在称重前需要排除水,因此需要干燥;II(1)步骤中A中发生稀硫酸与锌的反应,反应的化学方程式为Zn+H2SO4=ZnSO4+H2 ;(2)a.锌与铜和水都不反应,注入液体对实验没有影响;b.稀硫酸用量不足会导致新不能被完全消耗,从而导致方案的测定结果偏高符合题意;c.装置内空气不与实验物品反应,且不测定空气,因此空气测定结果不影响
21、。故选b。(3)因为镁也能够和稀硫酸反应,因此该装置不能用于测定MgSO4溶液中溶质的质量分数。2(2021福州三模)探究课题:酸与碱反应的实质。问题一:酸与碱能否反应?实验:据图所示,选取相关试剂完成相应实验操作。(1)A试管中反应的化学方程式为_;试管B中_(填“有”或“无”)明显现象。来源:zzst&ep.co#m%问题二:氢氧化钠与稀盐酸是否发生反应?实验:据图下图选取仪器连接并装入相应的药品。打开磁力搅拌器,逐滴滴入稀盐酸,观察实验现象并记录数据。来源:中%教&网#(2)能说明盐酸与氢氧化钠反应的实验依据:从实验现象上分析:_。从pH曲线数据上分析:_。(3)从能量变化的角度分析,盐
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