中考命题研究河北省2020中考化学 重点题型突破 专题三 实验探究题（无答案）

专题三 实验探究题中考专题精讲一、探究组成(或成分)类这类题要求对未知物质的成分或已知物质变质后的成分或变质后残留固体的组成做出假设并进行探究，用实验来证明自己的结论是正确的，重点在于考查学生的实验预测、分析能力和实验设计、评价能力，力图通过主动探究过程来培养创新精神、实践能力和解决问题的能力。如有关物质变质的探究(包括干燥剂、氢氧化钠、氢氧化钙、保鲜剂等)，木炭还原氧化铜(氧化铁)时固体或气体产物的探究，实验后废液成分及处理方法的探究，标签破损(或没有标签)的物质成分的探究，某些物质反应后滤渣或滤液成分的探究，一些混合气体成分的探究等等。二、探究条件(或原因)类这类题往往要求我们设计实验探究发生某种现象的原因、条件或者是影响因素，题目往往设置一定的情景，要求大家身临其境，根据题意进行作答。如金属生锈条件的探究，燃烧条件的探究，影响化学反应速率的因素的探究，影响物质溶解度因素的探究，有关催化剂的探究，酸、碱溶液能使紫色石蕊溶液变色原因的探究，硫酸铜、氯化铁溶液有颜色的原因的探究等等。中考题型分类示例 有关生成物成分的探究【例1】(2020云南中考)氢化钙固体是登山运动员常用的能源提供剂。某探究小组的同学通过查阅资料得知，氢化钙(CaH2)遇水反应生成氢氧化钙和氢气。探究小组的同学把一定量的CaH2加入Na2CO3溶液中，充分反应后过滤，得到滤渣和滤液，经检验滤渣的成分是碳酸钙。【提出问题】滤液中溶质的成分是什么？【猜想与假设】猜想一：NaOH猜想二：NaOH、Ca(OH)2猜想三：NaOH、Na2CO3猜想四：NaOH、Na2CO3、Ca(OH)2经过讨论，大家一致认为猜想四不合理，请用化学方程式说明原因_。【实验验证】 实 验现 象结 论实验一：取滤液，向其中滴入少量碳酸钠溶液无明显现象猜想_不成立实验二：另取滤液，向其中加入足量稀盐酸_猜想三成立 【反思与拓展】若向NH4Cl的浓溶液中加一定量CaH2，充分反应，产生的气体是_；登山运动员常用CaH2作为能源提供剂，与氢气相比，其优点是_。【解析】氢氧化钙和碳酸钠在溶液中会反应，所以两者不可能大量共存于溶液中；试样中加入少量碳酸钠溶液，无明显现象，说明溶液中不含钙离子，所以猜想二不成立；猜想三滤液中有碳酸钠，碳酸钠能与盐酸反应生成二氧化碳，所以往溶液中加入足量的稀盐酸，可观察到有气泡产生；氢化钙与水反应生成氢氧化钙和氢气，氢氧化钙是一种碱，能与铵盐反应产生氨气；由于氢气是气体，不易储存，携带不方便，且不安全，而氢化钙是固体，储存方便，携带方便，使用也方便，且安全。 有关物质组成及成分的探究 【例2】某化学兴趣小组的同学在实验台上发现一瓶标签受损的溶液，如图所示：【提出问题】这瓶溶液的成分是什么？老师说：这瓶溶液可能是NaCl溶液、NaNO3溶液、KCl溶液、Na2CO3溶液中的一种；这瓶溶液中只含一种溶质。【讨论】同学们一致认为不可能是_溶液。【实验探究】实验台上可供使用的药品只有：稀HCl、稀HNO3、AgNO3溶液。请你根据以上药品完成下列实验。操作步骤实验现象结论及化学方程式步骤一：取样于试管中，然后往试管中滴加_无气泡产生该溶液不是Na2CO3溶液步骤二：向步骤一的试管中，继续滴加_该溶液一定是NaCl溶液，发生反应的化学方程式为_ 【反思】为了防止标签受损，你建议以后实验中，我们应该注意什么？_(答一种即可)。【解析】由标签残余部分可以看出，该溶液中含有的是钠离子，所以不可能是氯化钾溶液；证明是否含有碳酸根离子，可加稀盐酸，也可加稀硝酸，但由于步骤二中还要继续加入试剂来证明氯离子的存在，所以步骤一中不能滴加稀盐酸；若要证明溶液中含有氯离子，应向溶液中滴加硝酸银溶液，若有白色沉淀生成，则证明该溶液是氯化钠溶液。 物质成分及与“燃烧知识”有关的探究【例3】干燥剂“碱石灰”是氧化钙和氢氧化钠的混合物，在空气中容易变质。某研究小组对一只干燥管里的“碱石灰”样品的成分进行实验探究。 【提出猜想】猜想：没有变质，只含有氧化钙和氢氧化钠。猜想：部分变质，含有猜想：完全变质，只含有碳酸钙和碳酸钠。【实验探究】 操作现象结论试管外壁发烫，得到浑浊的液体推测样品中含有：_滤渣溶解，产生大量气泡写出产生大量气泡的化学方程式：_产生白色沉淀写出产生白色沉淀的化学方程式：_ 【小结与思考】(1)从上述实验现象推断：猜想_成立。(2)“碱石灰”样品里是否一定含有碳酸钙？_。请说明理由：_。【解析】此题是对两种干燥剂氧化钙和氢氧化钠露置在空气中变质情况的实验探究。氧化钙吸收水分生成氢氧化钙，再吸收空气中的二氧化碳变成碳酸钙；氢氧化钠吸收水分潮解，再吸收空气中的二氧化碳变成碳酸钠。对三种猜想进行探究，操作放入水中，放热，由于氧化钙和氢氧化钠溶于水均放热，所以存在三种情况，只有氧化钙、只有氢氧化钠、既有氧化钙又有氢氧化钠，说明原干燥剂仍存在，猜想不成立。操作中的滤渣要么是氧化钙与水反应生成的氢氧化钙(微溶于水)，要么是碳酸钙，操作在滤渣中加入足量的稀盐酸，滤渣溶解，产生大量气泡，说明一定有碳酸钙(氢氧化钙能溶于酸，但无气泡)。所以产生大量气泡的化学方程式就是碳酸钙与盐酸的反应。操作在操作的滤液中滴加澄清的石灰水，产生白色沉淀，说明滤液中一定有碳酸钠，猜想不成立。由操作可知一定有碳酸钙，它可能是样品中具有的，也可能是氧化钙吸收水分反应生成的，所以碳酸钙在样品中不一定有。 有关物质变质问题的探究【例4】化学兴趣小组在进行酸、碱、盐的性质实验时，发现了一瓶氢氧化钠溶液未盖瓶塞，针对这一现象，该小组同学对这瓶溶液进行了如下探究：【提出问题】这瓶氢氧化钠溶液是否变质？若变质，变质程度如何？【查阅资料】a氢氧化钠溶液会与二氧化碳发生化学反应；b氯化钡溶液呈中性，碳酸钠溶液呈碱性，两者能发生如下化学反应：BaCl2Na2CO3=BaCO32NaCl。【作出猜想】猜想一：该溶液没有变质，溶质是NaOH；猜想二：该溶液完全变质，溶质是Na2CO3；猜想三：该溶液部分变质，溶质是_。【实验验证】(1)为验证该溶液是否变质，小军和小华分别进行如下实验：小军取少许该溶液于试管中，滴加酚酞试液，溶液变红，于是得出“该溶液没有变质”的结论；小华取少许该溶液于试管中，滴加稀盐酸，观察到_，得出“该溶液已变质”的结论。你认为_的结论正确。(2)为验证该溶液的变质程度，小丽进行了如下实验：取少许该溶液于试管中，加入过量的氯化钡溶液，产生白色沉淀，过滤后，在滤液中滴加酚酞试液，溶液变红，证明猜想三_(选填“成立”或“不成立”)。如果将氯化钡溶液换成氢氧化钡溶液，不能得出相同的结论，原因是_。【交流反思】氢氧化钠变质的原因是(用化学方程式表示)_；因此，氢氧化钠应_保存。【解析】【作出猜想】是依据已有知识或经验，对事件发生的可能性的一种猜测，本题涉及的化学反应为2NaOHCO2=Na2CO3H2O，因此，涉及的可能性只有三种：化学反应还未进行，则溶液没有变质；化学反应彻底完成，则溶液全部变质；化学反应正在进行中，则溶液部分变质，此种情况下，溶质为NaOH和Na2CO3。【实验验证】(1)若溶液全部变质，则该溶液为碳酸钠溶液，因碳酸钠溶液显碱性，也能使无色酚酞变红，因此，小军单凭“滴加酚酞试液，溶液变红”这一现象，得出“该溶液没有变质”的结论不正确；因为滴加稀盐酸冒出气泡，则说明该溶液中含有碳酸钠，据此可推出小华的结论正确。(2)溶液中滴加过量的氯化钡溶液，其中的碳酸钠被完全反应，则排除了碳酸钠对实验的干扰，之后再向滤液中滴加酚酞试液，溶液仍变红色，说明原溶液中除了含有碳酸钠之外，还含有氢氧化钠，则说明原溶液部分变质，猜想三成立；如果将氯化钡溶液换成氢氧化钡溶液，则因为Ba(OH)2与Na2CO3反应，虽然可排除碳酸钠对实验结论的干扰，但同时生成的NaOH会对实验结论造成新的干扰。【交流反思】因氢氧化钠溶液能与空气中的二氧化碳发生化学反应而变质，所以氢氧化钠溶液应密封保存。 物质性质的探究【例5】纯碱(Na2CO3)是一种重要的盐类物质，在化学工业中用途极广，工业上通常用氨碱法来生产，小红同学为探究纯碱的化学性质进行了猜想，并设计实验进行验证。请你帮助她将下列实验报告填写完整。 猜想实验操作实验现象结论(或化学方程式)猜想一：Na2CO3溶液显碱性取少量Na2CO3溶液于试管中，滴入23滴酚酞试液，振荡_溶液显碱性猜想二：能与酸反应取少量溶液于试管中，然后滴加稀盐酸有大量气泡产生化学方程式_猜想三：能与Ca(OH)2反应取少量Na2CO3溶液于试管中，滴加澄清石灰水产生白色沉淀化学方程式_猜想四：能与BaCl2溶液反应_产生白色沉淀Na2CO3BaCl2=BaCO32NaCl，反应的基本类型为_ 【交流与反思】若用稀硫酸代替稀盐酸进行实验，是否与猜想二的现象相同_(选填“是”或“否”)。 影响因素类、条件类问题的探究【例6】常温下，H2O2分解生成O2的速率较为缓慢。研究性学习小组选择“H2O2分解生成O2的快慢与什么因素有关”的课题进行探究，以下是他们探究的主要过程：【假设】催化剂的种类会影响H2O2分解生成O2的快慢。【实验方案】常温下，取两份同体积、同浓度的H2O2溶液，分别加入二氧化锰和氯化钠固体，测量各生成一瓶相同体积的O2所需的时间。【实验装置】如图是他们进行实验的装置图。 【实验操作】检查装置气密性良好，将分液漏斗中的液体加入锥形瓶中，立即收集一瓶放出的气体。实验记录如下表： 实验编号反应物5%H2O2100mL5%H2O2100mL加入固体氯化钠固体0.5g二氧化锰收集气体所需时间165s46s 实验中加入氯化钠固体的质量是_g。【结论】该探究过程得出的结论是_。【反思】若要证明二氧化锰、氯化钠固体是该反应的催化剂，还需要增加实验来验证它们在化学反应前后的_和_是否改变。【交流讨论】小华同学提出，H2O2分解生成O2的快慢还与哪些因素有关？请你帮助他们继续探究(提出一种影响H2O2分解生成O2快慢的因素以及相关假设，并设计实验方案)。【你的假设】_。【设计方案】 实验方法及步骤可能观察到的实验现象实验结论_假设正确 【解析】根据控制变量法，所加物质的质量应该相等，所以氯化钠固体的质量也是0.5g；通过实验及其现象可以发现，所加的催化剂不同，反应的速率也不同。可见不同种类的催化剂对双氧水分解速率的影响不同；催化剂的特征是“一个改变”、“两个不变”，化学反应速率改变，本身的质量和化学性质保持不变。反应物的浓度对反应的速率也有影响；在设计实验时，应该控制只有一个不同的条件，也就是双氧水的浓度不同，其他条件相同，以此来比较产生气体的速率大小即可。 规律类、实质类问题的探究【例7】某校化学兴趣小组的同学在实验室整理化学药品时，发现一瓶金属铬。为了解铬与常见金属铝、铜在金属活动性顺序中的相对位置关系，他们进行了如下探究活动。【查阅资料】铬(Cr)是银白色金属，在空气中表面能形成致密的氧化膜。【提出假设】考虑到铝的活动性比铜强，提出了三种假设：假设：CrAlCu 假设：AlCrCu 假设：AlCuCr【实验过程】取大小相同的Cr、Cu、Al三种金属薄片，用砂纸打磨光亮后，分别放入三支试管中，再分别加入等体积20%的稀硫酸。【实验现象】 金属CrCuAl实验现象铬片表面产生气泡缓慢铜表面无明显变化铝表面产生气泡较快 【实验结论】假设_成立(填序号)。【问题与反思】(1)由上述结论可知：铬可以与硫酸铜溶液发生反应。请写出该反应的化学方程式：_(已知在该反应的生成物中铬元素显2价)。(2)小丽提出，按上述实验操作，用硫酸铜溶液代替稀硫酸也能得出三种金属的活动性顺序，你认为_(选填“可行”或“不可行”)，理由是_。【解析】根据Al、Cr、Cu三种金属和稀硫酸反应的现象，Cu不与稀硫酸反应，活动性最弱，而Cr和Al与稀硫酸都反应，可根据反应的快慢或剧烈程度来判断活动性强弱，由此可确定出假设成立，也就是金属活动性AlCrCu，由此可知Cr可以置换出CuSO4中的Cu。在上述实验中若用硫酸铜溶液代替稀硫酸，实验中Al和Cr都可以和硫酸铜反应，这样无法比较Al和Cr的金属活动性，因此是不可行的。中考备考方略1(2020乐山中考)生石灰是一种传统的建筑材料，俗称“石灰”。工业上通过在石灰窑中煅烧石灰石制得“石灰”，其反应原理是：CaCO3CaOCO2。兴趣小组的同学对某地刚出窑的“石灰”的成分进行探究。【提出问题】刚出窑的“石灰”有哪些成分？【猜 想】.只有氧化钙.只有碳酸钙.既有氧化钙也有碳酸钙【实验探究】(1)甲同学从样品中取一定量的固体于试管中，并加入一定量的水，振荡，有白色不溶物。甲同学据此认为试管中的固体为碳酸钙，即猜想成立。乙同学认为上述实验不足以证明猜想成立，其理由是_。(2)乙同学从样品中取一定量的固体于试管中，加入一定量的水，触摸试管外壁，感觉发热；继续向试管中加入几滴稀盐酸，没有发现气泡产生。乙同学据此认为试管中的固体只有氧化钙，即猜想成立。丙同学认为乙的实验不足以证明猜想成立，理由是_。(3)丙同学认为利用感觉温度变化的方法判断是否有氧化钙不可靠，他用水、酚酞试液和稀盐酸证明了猜想成立，请完成他的实验报告。 实验步骤实验现象实验结论_猜想成立【思考】使用“石灰”的建筑工地上常有一个大的石灰池，使用“石灰”时，先将生石灰倒入池内水中，一段时间后，再取用其中的石灰浆使用。长期使用的石灰池内壁会逐渐增厚，其主要原因是_。2(2020宜宾中考)Mg与NH4Cl溶液反应，除生成一种盐外，还有气泡产生。为确定气体的成分，进行下列实验探究：【假设与猜想】气体可能是HCl、NH3、H2中的一种或几种。【查阅资料】NH3HCl=NH4Cl2NH3H2SO4=(NH4)2SO42NH33CuO3CuN23H2O【实验探究】(1)为确定是否含有HCl，将气体通入酸化的_溶液中，无沉淀生成，则该气体中无HCl。(2)为了探究其他气体是否存在，又设计了如下实验装置： A中观察到_，证明有NH3；B中玻璃管内观察到_，证明有H2；浓硫酸的作用是_。【实验结论】Mg与NH4Cl溶液反应生成盐、NH3和H2。写出化学方程式_。【实验反思】综合以上信息和实验结论，有同学认为不需要单独检验HCl，就能证明HCl不存在。请评价这种说法是否合理_(选填“是”或“否”)，理由是_。3(2020资阳中考)实验室有一瓶标签受到腐蚀(如图所示)的无色溶液，老师叫各小组开展探究。 【提出问题】这瓶无色溶液究竟是什么物质的溶液？【猜想与假设】经了解得知，这瓶无色溶液原是放在存放盐溶液的柜子里。由此猜测：可能是碳酸钠、碳酸氢钠、氯化钠、硫酸钠、硝酸钠中某一种的溶液。【理论分析】为了确定该溶液，他们首先进行了分析：(1)甲同学根据标签上的组成元素认为一定不可能是_溶液。(2)乙同学提出，碳酸氢钠、硝酸钠的溶液也不可能，他的依据是_。【设计实验】为了确定该溶液究竟是剩余两种盐的哪一种溶液，他们设计了如下实验。实验操作实验现象取少量该无色溶液于试管中，慢慢滴加BaCl2溶液。静置后，倾去上层清液，向沉淀中滴加稀盐酸。产生白色沉淀。产生大量气泡，沉淀消失。【实验结论】(3)该瓶无色溶液的溶质是_。生成白色沉淀的化学方程式是_。【实验反思】(4)丙同学认为原设计的实验还可简化，同样达到鉴别的目的。丙同学设计的实验如下(将实验操作、实验现象及结论填入相应的空格中)：实验操作实验现象结论4.(2020安顺中考)竹炭包是一种集观赏与空气净化为一体的产品。这种产品可对车内及室内空气中的一氧化碳、甲醛等有害气体进行吸附。某课外活动小组对竹炭进行初步探究。【提出问题】竹炭中是否含有碳元素【猜想与假设】竹炭中含有碳元素【查阅资料】新鲜的血液，遇一氧化碳由鲜红变为暗红。【设计实验】所用装置如下图所示。(A装置的作用为吸收空气中的水和二氧化碳) (1)实验开始后，C装置中产生白色沉淀，发生反应的化学方程式为_，E装置中新鲜的鸡血变为暗红色。(2)小玥认为应在A、B装置间，再增加一个C装置，目的是_。(3)课外活动小组的同学设计的这套装置的不足之处是_，请你设计解决的方法_。 (4)小亮认为可以用右图所示的装置，替换原装置中的E装置，你认为_(选填“可以”或“不可以”)，原因是_。【结论】竹炭中含有碳元素。【拓展应用】竹炭细密多孔，竹炭牙膏中含有竹炭等成分具有消炎、止痛、化淤、去污等功效，下列有关竹炭牙膏的用途描述不正确的是_。A可除衣领袖口等处的汗渍B不能除去口中异味C虫咬、灼伤可消炎止痛5(2020揭阳中考)操作和保存药品不当，标签常常易损毁。现有四瓶溶液的试剂标签已破损(如下图)，但是已经知道这四瓶试剂是NaOH、Ca(OH)2、Na2CO3、KCl溶液中的一种，某兴趣小组同学决定对四瓶破损标签溶液成分进行实验探究(实验另外药品只提供盐酸和酚酞溶液)： 【提出问题】标签已经破损的四瓶溶液分别是什么溶液？【实验探究1】第瓶试剂肯定是：_(写化学式)。【实验探究2】兴趣小组对瓶溶液进行了如下的实验探究： 序号实验步骤实验现象实验结论1取瓶溶液少量于三支试管中，分别加入酚酞试液_酚酞试液不能将其中的一种溶液鉴别出来2再取瓶溶液少量于另外三支试管中分别加入_溶液加入了溶液的试管中_；其余两支试管中无明显现象瓶溶液为Na2CO33取瓶溶液少量于两支试管中，分别加入_溶液加入了溶液的试管中_；加入了溶液的试管中_；瓶溶液为_瓶溶液为Ca(OH)2【反思与交流】为了防止标签发生破损，我们在倾倒溶液时应注意：_。