2019届中考化学专题总复习：科学探究题(共18页)

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1、科学探究题1、某研究性学习小组在探究“锌与硫酸反应快慢的影响因素”时，发现一个意外现象：硫酸中混有硫酸铜溶液时，产生氢气的速率更快。【提出问题】是什么离子导致产生氢气的速率加快？【猜想假设】甲同学：可能与铜离子有关；乙同学：可能与硫酸根离子有关；丙同学认为乙的猜想不科学，理由是 。【实验验证】写出仪器的名称 。用A、B两组仪器进行实验：步骤一：检查装置气密性。连接AB，用拇指堵住导管口，从长颈漏斗加水至一定高度，静置，观察液面不下降，即为气密性良好。步骤二：量取2份质量分数为20%的稀硫酸各20mL，第一份加入质量分数为10%的硫酸铜溶液1mL，第二份加入质量分数为10%的硫酸锌溶液1mL称取

2、2份形状相同锌粒各1g，分别与以上溶液反应。反应装置如图A所示。用此装置实验时，长颈漏斗下端要插入液面以下，目的是 。步骤三：用B收集气体，分别记录收集一瓶气体（集气瓶规格均为125mL）所需的时间（如下表），什么时间开始收集气体？ 。编号20%的稀硫酸各20mL锌粒收集1瓶氢气所需的时间加入质量分数为10%的硫酸铜溶液1mL1g2分10秒加入质量分数为10%的硫酸锌溶液1mL1g3分01秒锌与硫酸反应的化学方程式是 。【得出结论】硫酸中混有硫酸铜溶液时，产生氢气的速率加快与 有关。实验中加入质量分数为10%的硫酸锌溶液1mL的作用是 。【反思质疑】丁同学认为：锌与混有硫酸铜的硫酸溶液反应时，

3、产生氢气的速率较快可能与铜单质有关，他质疑的理由是 。【继续探究】请你设计一个实验方案验证丁同学的观点是否正确。编号实验步骤实验现象比较实验结论取1g锌粒于锥形瓶中，加入20mL20%的稀硫酸 产生氢气的速率较快与铜单质有关 【答案】解：【猜想假设】丙同学认为乙的猜想不科学，理由是硫酸溶液中本身含有硫酸根离子；【实验证明】仪器的名称 水槽。用A、B两组仪器进行实验：步骤一：检查图A所示装置气密性，采用的方法是：连接AB，用拇指堵住导管口，从长颈漏斗加水至一定高度，静置，观察液面不下降，即为气密性良好；步骤二：长颈漏斗下端要插入液面以下，目的是保证气体不从漏斗处逸出；实验三：用B收集气体，分别记

4、录收集一瓶气体（集气瓶规格均为125ml）所需的时间（如表），等到反应开始产生气体时立刻收集；锌与稀硫酸反应生成的是硫酸锌和氢气，反应的化学方程式是：Zn+H2SO4ZnSO4+H2；【得出结论】：硫酸中混有硫酸铜溶液时，产生氢气的速率加快与有关，实验中加入质量分数为10%的硫酸锌溶液1ml的作用是加入的硫酸铜溶液对硫酸浓度会产生影响，加入等量的硫酸锌溶液是为了控制硫酸浓度变化对实验数据产生干扰（对比实验或控制具体变量）；【反思质疑】锌与混有硫酸铜的硫酸溶液反应时，产生氢气的速率较快可能与铜单质有关，他质疑的理由是在金属活动性顺序中，锌排在铜的前面，能与硫酸铜反应生成硫酸锌和铜；【继续探究】取

5、1g锌粒于锥形瓶中，加入20ml20%的稀硫酸，再取1g锌粒于锥形瓶，加入少量铜，再加入20mL20%的稀硫酸，中反应速率比快，产生氢气的速率较快与铜单质有关。故答案为：【猜想假设】硫酸溶液中本身含有硫酸根离子；【实验验证】水槽；步骤二：保证气体不从漏斗处逸出；步骤三：等到反应开始产生气体时立刻收集；Zn+H2SO4=ZnSO4+H2；【得出结论】铜离子；加入的硫酸铜溶液对硫酸浓度会产生影响，加入等量的硫酸锌溶液是为了控制硫酸浓度变化对实验数据产生干扰（答到对比实验或控制具体变量均给分）；【反思质疑】锌会与硫酸铜反应生成铜；【继续探究】取1g锌粒于锥形瓶，加入少量铜，再加入20mL20%的稀硫

6、酸；实验现象比较：中反应速率比快；2、某研究性学习小组的同学为探究金属镍（Ni，银白色金属）和铜的活动性顺序，进行了一系列实验活动请你一起参与他们的活动，并回答有关问题探究活动一、金属镍和铜的活动性顺序 实验方案实验现象实验结论将金属镍加入到盛有硫酸铜溶液的试管中溶液的颜色变浅，有 色固体析出镍比铜的金属活动性强若在生成物中Ni为+2价，则该反应的化学方程式为 实验过程中，小组同学还发现试管中有无色气体产生的“异常”现象，十分好奇，于是继续进行探究活动探究活动二、无色气体的成分是什么？【猜想假设】A氢气 B氧气 C二氧化硫 D二氧化碳 E一氧化碳【分析推理】小明认为无色气体不可能是二氧化碳或一

7、氧化碳，理由是 小红根据二氧化硫能够形成酸雨的事实，推测二氧化硫能溶于水，且水溶液应该呈酸性能使指示剂变色小组同学认为小红的观点合理，于是将收集到到气体收入 溶液中，发现溶液不变色，证明无色气体不是二氧化硫综上所述，小组同学认为，无色气体可能是氢气，或者氧气【设计方案】为确定气体成分，小组同学设计了如下实验方案：用如图所示装置进行实验，先 ，然后将燃着的木条放在尖嘴处，发现气体燃烧并发出淡蓝色火焰，证明无色气体可能是氢气该实验方案中浓硫酸的作用是 【评价与反应】小组同学认为，还可以补充一个实验，验证无色气体中含有氢元素，从而进一步证明无色气体可能是氢气他们应补充的实验是 【答案】解：探究活动一

8、、将金属镍加入到盛有硫酸铜溶液的试管中，由实验结论中“镍比铜的金属活动性强”可知镍可把铜从硫酸铜溶液中置换出来，其反应的化学方程式为：Ni+CuSO4=NiSO4+Cu；由于有铜生成，所以会有红色的物质出现；故答案为：红 Ni+CuSO4=NiSO4+Cu；【分析推理】 由于反应物中不含碳元素，根据质量守恒定律：化学反应前后 元素种类不变；可知不可能是二氧化碳或一氧化碳；由题意可知：二氧化硫能溶于水，且水溶液应该呈酸性能使紫色石蕊溶液变红；故答案为：反应物中不含碳元素，化学反应前后 元素种类不变 紫色石蕊溶液【设计方案】 由题目中结论该气体可能是氢气，由于氢气是可燃性气体，所以使用时要检验氢气

9、的纯度；浓硫酸具有吸水性，可除去气体中的水分；故答案为：检验气体纯度 除去气体中的水分【评价与反应】 根据质量守恒定律，化学反应前后元素的种类不变要验证气体中含有氢元素，可在点燃气体的火焰上方罩一个干冷的烧杯，如果烧杯内壁产生水珠，说明生成了水，水是由氢元素和氧元素组成的，从而证明反应物中含有氢元素；故答案为：在点燃气体的火焰上方罩一个干冷的烧杯，烧杯内壁产生水珠3、向碳酸氢镁Mg（HCO3）2溶液中加入一定量NaOH溶液，出现白色沉淀。某化学兴趣小组同学对该白色沉淀作如下探究：【查阅资料】IMg（OH）2是一种难溶于水的白色固体，MgCO3是一种微溶于水的白色固体。Mg（OH）2、MgCO3

10、受热均易分解，分别生成对应的两种氧化物。无水硫酸铜是一种白色固体，遇水变蓝。【作出猜想】猜想一：只有Mg（OH）2；猜想二：只有MgCO3：；猜想三： 。【实验1】步骤实验操作实验现象实验结论步骤1取适量白色固体，加入足量的稀盐酸有气泡产生猜想 不成立步骤2另取适量白色固体，充分加热，将产生的气体通入盛有无水硫酸铜的U形管 猜想二不成立小张查阅资料得知上述固体是碱式碳酸镁XMgCO3yMg（OH）23H2O，它不溶于水，受热易分解。【实验2】为进一步确定白色固体的组成，小张取一定量白色固体，按下图装置加热至固体质量不再改变，并测定各生成物的质量。（1）反应结東后若没有继续通一会儿氮气就直接称量

11、洗气瓶的质量，则测得的气体质量将 （填：“偏大”、“偏小”或“不变”）（2）为测定各生成物的质量，导管口的连接顺序为a ， （填字母）。（3）实验数据：加热完全后剩余固体质量3.20g；浓NaOH溶液增重2.64g；浓硫酸增重1.44g则：x：y= 。【拓展延伸】碱式碳酸镁可作阻燃剂，其可能的原因是 （选填字母）。a生成的固体覆盖在燃烧物表面，隔绝氧气；b分解时吸热，使温度难以达到可燃物的着火点；c生成的气体降低了可燃物周围的氧气浓度。【答案】解：作出猜想】猜想一：只有Mg（OH）2；猜想二：只有MgCO3：；猜想三：Mg（OH）2、MgCO3。故填：Mg（OH）2、MgCO3。【实验1】取适

12、量白色固体，加入足量的稀盐酸，产生气泡，是因为碳酸镁和盐酸反应生成了二氧化碳；另取适量白色固体，充分加热，将产生的气体通入盛有无水硫酸铜的U形管，白色固体变蓝色，是因为氢氧化镁分解生成了水，实验过程如下所示：步骤实验操作实验现象实验结论步骤1取适量白色固体，加入足量的稀盐酸有气泡产生猜想一不成立步骤2另取适量白色固体，充分加热，将产生的气体通入盛有无水硫酸铜的U形管白色固体变蓝色猜想二不成立【实验2】（1）反应结東后若没有继续通一会儿氮气，会导致反应生成的气体不能被完全吸收，就直接称量洗气瓶的质量，则测得的气体质量将偏小。故填：偏小。（2）为测定各生成物的质量，导管口的连接顺序为ae，db。故

13、填：e；d；b。（3）加热完全后剩余固体质量3.20g，说明氧化镁质量是3.20g；浓NaOH溶液增重2.64g，说明反应生成了2.64g二氧化碳；浓硫酸增重1.44g，说明反应生成了1.44g水；设碳酸镁质量为m，反应生成氧化镁质量为n，氢氧化镁质量为z，MgCO3MgO+CO2，84 4044mn2.64gm=5.04g，n=1.6g，氢氧化镁分解生成氧化镁质量：3.20g-1.6g=1.6g，MgCO3MgO+CO258 40z 1.6gz=2.32g，根据题意有：故填：3：2。【拓展延伸】碱式碳酸镁可作阻燃剂，其可能的原因：生成的固体覆盖在燃烧物表面，隔绝氧气；分解时吸热，使温度难以达

14、到可燃物的着火点；生成的气体降低了可燃物周围的氧气浓度。故填：abc。4、小明在做铁与硫酸溶液反应的实验时，发现生成的气体有刺激性气味，于是进行了探究。【提出问题】铁与硫酸溶液反应生成的气体为什么有刺激性气味？【查阅资料】（1）6H2SO4（浓）+2FeFe2（SO4）3+6H2O+3SO2（2）SO2，可使品红溶液的红色褪去。（3）SO2能与NaOH溶液反应。【进行猜想】铁与不同浓度的硫酸溶液反应，生成的气体产物中可能有二氧化硫。【实验探究】小明用图甲所示的装置进行实验，并将E中收集到的气体进行如图乙所示的实验请帮助小明完成下表：A中硫酸的浓度实验现象A中生成气体成分B中品红溶液D中品红溶液

15、爆鸣实验实验一98%不褪色无爆鸣声只有SO2实验二45%稍有褪色不褪色有爆鸣声实验三25%不褪色只有H2【实验结论】铁与不同浓度的硫酸反应，生成的气体产物可能不同，当硫酸溶液浓度达到足够大时，生成的气体产物中有二氧化硫。【交流反思】（1）写出实验三中铁与硫酸溶液反应的化学方程式 ，写出实验二中发生爆鸣反应的化学方程式 。（2）实验一中C装置的作用是 。【拓展延伸】小明又将A装置进行了如图丙所示的改进，试分析：增加的导管下端伸入液面以下的原因 ，该导管所起的作用是 。【答案】解：【实验探究】填表如下所示：A中硫酸浓度 实验现象A中生成气体成分B中品红溶液D中品红溶液爆鸣实验实验一98%褪色不褪色

16、无爆鸣声只有SO2实验二45%稍有褪色不褪色有爆鸣声SO2和H2实验三25%不褪色不褪色有爆鸣声只有H2【交流反思】（1）实验三中，铁与硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，反应的化学方程式为：Fe+H2SO4FeSO4+H2；实验二中，发生爆鸣是因为氢气和氧气反应生成了水，反应的化学方程式为：2H2+O22H2O。故填：Fe+H2SO4FeSO4+H2；2H2+O22H2O。（2）实验一中C装置的作用是吸收二氧化硫。故填：吸收二氧化硫。【拓展延伸】增加的导管伸入液面以下的原因是防止产生的气体逸出；该导管所起的作用是平衡试管内外的压强，防止橡皮塞飞出。故填：防止产生的气体逸出；平衡试管内外的压强，防止橡

17、皮塞飞出。5、某课外小组的同学将玻璃罩内充满纯净的二氧化碳气体，如图A所示，在光照充足的条件下，经过一段时间后该小组同学用注射器从a处抽取气体，测定玻璃罩内气体的成分及其含量【查阅资料】植物通过光合作用吸收二氧化碳气体，放出氧气二氧化碳能溶于水，1L水大约能溶解1L二氧化碳气体氢氧化钠和氢氧化钙性质相似，其水溶液都能与二氧化碳发生反应其中氢氧化钠与二氧化碳反应生成水和碳酸钠，且碳酸钠易溶于水【方案设计及实验】采用两种方法测定玻璃罩内气体中氧气的含量方法1：用如图B所示的装置测量气体中氧气的含量（1）将抽取出的气体用排水法收集到150mL的集气瓶中，在集气瓶外点燃红磷，将点燃的红磷迅速伸入集气瓶

18、中，并塞紧瓶塞此时反应的化学方程式为 （2）待装置冷却到室温后，打开止水夹，烧杯中的液体进入集气瓶中，体积约为125mL方法2：用如图C所示的装置测量气体中氧气的含量（1）抽取150mL的气体，缓缓地从b处通入装置中此时集气瓶中发生反应的化学方程式为 （2）实验结束后，c处气体的化学式为 ，集气瓶中排出液体的体积约为75mL【实验反思】通过对比，该小组同学发现，两种方法所得实验结果差距较大，其中实验结果更准确的是 （填写“方法1”或“方法2”），该方法所测得氧气约占气体总体积的 %【答案】解：方法1：在本实验1中用的是红磷，磷和氧气在点燃的条件下生成五氧化二磷，配平即可，故答案为：（1）4P+

19、5O22P2O5；方法2：方法2中，二氧化碳和氢氧化钠溶液反应生成碳酸钠和水，配平即可；实验结束后，c处气体为氧气；故答案为：（1）CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O（2）氧气；【实验反思】：通过对比，该小组同学发现，两种方法所得实验结果差距较大，其中实验结果更准确的是方法2，该方法所测得氧气约占气体总体积的：；方法1不合理的原因有：二氧化碳能溶于水，一部分二氧化碳溶解在水中了，造成结果偏大；B的导管中有空气等；故答案为：方法2；50；6、在二氧化碳制取的研究中，好奇的同学提出了下面的问题。【提出问题】若用排水法收集二氧化碳会有什么样的结果？【查阅资料】CO2+H2OH2CO3H2CO3

20、+Ca（OH）2CaCO3+2H2O其他条件不变时，温度越高，气体溶解能力越弱。【设计方案】探究一：同学们设计了如图1所示的实验装置并进行实验，请你参与该探究过程。【进行实验】（1）将丁装置与甲相连，以便收集CO2气体，连接方法是 。（2）关闭K1、K3，打开K2和分液漏斗的活塞，滴加足量稀盐酸后关闭活塞。该过程发生反应的化学方程式为 。将燃着的木条放在K2导管口处。该操作的目的是 。（3）打开K3，关闭K2，并开始计时，待蒸馏水全部排净，用时28。（4）打开K1，关闭K3，用排空气法收集一瓶CO2，用时15。探究二：在通常状况下，用氧气测量仪分别测定排空气法和排水法收集的二氧化碳气体中氧气的

21、体积分数，测得的数据如图2所示。【得出结论】根据上述实验分析能不能用排水法收集二氧化碳，并说明理由 。【反思与评价】在上述探究一中，应控制的影响变量是 。【发现新问题】用排水法收集二氧化碳时，部分二氧化碳溶解在水中，那么，收集500mLCO2气体，会在水中溶解多少CO2呢？探究这个问题，你设计的方案是 。【答案】解：【进行实验】（1）将丁装置与甲相连，以便收集CO2气体，由于二氧化碳密度比空气大，连接方法是c与a连接。故填：c与a连接。（2）关闭K1、K3，打开K2和分液漏斗的活塞，滴加足量稀盐酸后关闭活塞。该过程中，碳酸钙和稀盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳，发生反应的化学方程式为：CaCO

22、3+2HClCaCl2+H2O+CO2；将燃着的木条放在K2导管口处，如果燃烧的木条熄灭，说明装置中的空气已经排除，因此该操作的目的是排出装置中的空气。故填：CaCO3+2HClCaCl2+H2O+CO2；排出装置中的空气。【得出结论】根据上述实验可知，能用排水法收集二氧化碳，这是因为利用排水法能够收集二氧化碳，并且比用排空气法收集的二氧化碳更纯净。故填：能，这是因为利用排水法能够收集二氧化碳，并且比用排空气法收集的二氧化碳更纯净。【反思与评价】在上述探究一中，应控制的影响变量是：集气瓶乙和丁的体积相等，这样可以比较收集相同体积的二氧化碳时需要的时间。故填：集气瓶乙和丁的体积相等。【发现新问题

23、】实验方案是：把500mL二氧化碳通入乙装置中，乙和丙连接，把丙装置中的烧杯换成量筒，500mL和量筒中的水的体积差即为溶解在水中的二氧化碳的体积。故填：把500mL二氧化碳通入乙装置中，乙和丙连接，把丙装置中的烧杯换成量筒，500mL和量筒中的水的体积差即为溶解在水中的二氧化碳的体积。7、某实验小组在探究碱的化学性质实验时，用到了氢氧化钠溶液和氢氧化钙溶液（1）甲同学不小心将这两种溶液混合在一起，结果产生 的现象，说明氢氧化钠溶液变质了写出变质时发生反应的化学方程式 （2）同学们对变质的氢氧化钠溶液中溶质的成分产生了兴趣，进行如下探究：【提出问题】氢氧化钠溶液中溶质的成分是什么？【做出猜想】

24、猜想一：Na2CO3猜想二： （写化学式）【进行讨论】甲同学取少量待测液加入足量的稀盐酸，有气泡产生认为猜想一成立乙同学不同意甲同学的观点，理由是 【设计实验】请你验证猜想二成立，并完成实验报实验操作实验现象实验结论取一定量的待测液于试管中，加入 溶液充分反应后静置，取上层淸液加入无色酚酞溶液 猜想二成立【反思评价】在实验室中，氢氧化钠应 保存【答案】解：（1）氢氧化钠溶液和氢氧化钙溶液混合物如果出现白色沉淀，则说明氢氧化钠变质，氢氧化钠变质是与空气中的二氧化碳反应生成了碳酸钠，碳酸根遇到钙离子会形成白色沉淀；氢氧化钠与二氧化碳反应的化学方程式为：2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O，故填

25、：白色沉淀；2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O；（2）猜想二：如果氢氧化钠变质，则溶液中会有碳酸钠，但有可能不是全部的氢氧化钠都变质，所以还有可能存在没变质的氢氧化钠，因上溶液中可能既有碳酸钠又有氢氧化钠，故填：Na2CO3和NaOH；【进行讨论】甲同学取少量待测液加入足量的稀盐酸，有气泡产生认为猜想一成立其实猜想一和猜想二中都有碳酸钠，遇盐酸都会产生气泡，故不能证明哪一个猜想正确；故填：猜想二中也含有碳酸钠，加入足量的盐酸也能产生气泡；【设计实验】要验证猜想二成立，可在待测溶液中加入过量的可溶性钙盐或钡盐，看是否有白色沉淀生成，如有则证明存在碳酸钠，同时将存在的碳酸钠全部消耗掉，充分反

26、应后静置，取上层淸液加入无色酚酞溶液，如果酚酞溶液变红，说明仍然存在氢氧根离子，则证明原溶液中存在氢氧化钠；故填：过量的氯化钙；产生白色沉淀；无色酚酞溶液变红；【反思评价】由实验可知，氢氧化钠能与空气中的二氧化碳反应生成碳酸钠，从而使氢氧化钠变质，所以氢氧化钠应密封保存；故填：密封；8、在化学课上，老师带来一瓶未知溶液A，已知它是稀盐酸或稀硫酸中的一种，进行如下实验（图1）：观察到烧杯中的现象是（1） 。【提出问题】A是哪一种酸？老师要求甲、乙同学从反应后的溶液B分别展开探究。【猜想假设】甲同学：A是稀盐酸；乙同学：A是稀硫酸。【实验探究】（如图2）【评价交流】甲同学的实验（2） （填“能”或

27、“不能”）得出正确结论，乙同学的实验（3） （填“能”或“不能”）得出正确结论。实验3发生反应的化学方程式为（4） ，反应后所得溶液中一定含有的离子是（5） 。【归纳总结】通过乙同学的实验可以得出：选择试剂鉴别溶液中的待测离子时，如果待测溶液中含有干扰离子，则应在鉴别前，先另选试剂将干扰离子变成（6） 除去。经讨论我们能够总结出，除去溶液中干扰离子的一般方法是：选择试剂将干扰离子变成（7） 除去。【答案】解：（1）观察到燃烧内的现象是有气泡冒出；故填：有气泡冒出；（2）甲同学的实验中将反应后的溶液中加入硝酸银溶液后生成白色沉淀，就认定A为稀盐酸，其实因为反应后的溶液中有碳酸根离子，生成的白色沉

28、淀是碳酸银，故不能证明A为稀盐酸；故填：不能；（3）乙同学的实验中先在反应后的溶液中加入稀硝酸，把碳酸根离子除去，然后加入氯化钡溶液，生成白色沉淀硫酸钡，从而证明A为稀硫酸，过程正确，能得出正确结论；故填：能；（4）在实验3中的反应物是氯化钡和硫酸钠，反应生成硫酸钡和氯化钠，其反应的化学方程式为：BaCl2+Na2SO4BaSO4+2NaCl；故填：BaCl2+Na2SO4BaSO4+2NaCl；（5）由实验及反应物、生成物可知，反应后的溶液中由硝酸根离子、钠离子和氯离子，因为加入硝酸过量，还有氢离子；故填：H-；NO3-；Cl-；Na+；（6）选择试剂鉴别溶液中的待测离子时，如果待测溶液中含有干扰离子，则应在鉴别前，先另选试剂将干扰离子除去，该实验中，乙同学先将干扰离子碳酸根离子变成了气体除掉；而在选择除去干扰离子的做法中，要考虑的是把干扰离子变成沉淀、气体或水，这样都能把干扰离子除掉；故填：气体；沉淀或气体或水；