河北省2020届中考化学复习题型专练 科学探究之物质元素组成和性质探究 包含答案

河北2020届中考化学复习题型专练科学探究之物质元素组成和性质探究1.兴趣小组用如图所示装置进行镁条在空气中燃烧的实验。图1实验中，当燃烧停止、冷却后打开弹簧夹，进入集气瓶中水的体积约占瓶内原液面以上容积的70%。图2实验中，发现镁条燃烧除生成白色固体外，还生成少量淡黄色固体。【问题与思考】(1)图1实验说明镁条与氮气发生了反应，依据是：_。(2)图2实验中淡黄色固体除含镁元素外还有什么元素？【查阅资料】镁能与氮气剧烈反应生成黄色的氮化镁固体；氮化镁可与水剧烈反应产生氨气。【作出猜想】图2实验中淡黄色固体是氮化镁。【实验一】按图3进行实验，取少量图2实验中淡黄色固体放入B烧杯中，观察到B烧杯中产生白色沉淀并有气泡产生，A烧杯中无色酚酞溶液变成色。确定淡黄色固体中含有氮元素，理论依据是。【实验二】将实验一中的白色沉淀分离、洗涤后加入稀盐酸，沉淀溶解，在老师的指导下进一步确定白色沉淀为氢氧化镁。写出沉淀溶解过程中发生反应的化学方程式_。【推理】已知氮化镁与水反应过程中没有元素化合价的改变，试写出氮化镁的化学式。【讨论交流】(1)同学们都知道空气中氮气与氧气的体积比，图2实验中生成的氧化镁却远多于氮化镁，请你解释其原因。(2)镁条在空气中久置表面会变黑，欲进一步证明镁条表面的黑色物质中含有碳酸盐，所需的试剂是_。2.金属铜在空气中长时间放置后，表面会生成一层绿色物质。某兴趣小组的同学查阅资料得知，该绿色物质俗称“铜绿”，且受热易分解。小组同学为验证“铜绿”的组成进行了如下探究活动。【实验过程】实验一：实验步骤(1)取少量铜绿于试管中，加入适量稀硫酸(2)将(1)中产生的气体通入澄清石灰水中实验现象固体溶解，产生气泡，溶液呈色_实验结论铜绿中含有Cu2铜绿中含有CO23_实验二：另取少量铜绿隔绝空气加热，发现绿色粉末变为黑色，试管内壁上有水珠出现。【实验结论】综合以上两个实验，可以确定铜绿中含有种元素。【实验改进】小明经过思考认为只需进行一个实验就可确定铜绿的元素组成，他设计的实验如下：(1)按图1所示组装仪器，将铜绿装入试管中，用酒精灯加热，可观察到试管中的绿色固体变为黑色，玻璃管中的无水硫酸铜粉末变蓝，烧杯中的澄清石灰水变浑浊。(2)由上述现象可得出铜绿加热后分解的生成物中含有氧化铜、水和；最终得出了铜绿的元素组成。【分析讨论】实验小组的同学经过讨论后，认为黑色固体中不一定只含有氧化铜，也可能含有碳，待装置冷却后，同学们取试管中的固体，加入足量稀硫酸，观察到，说明黑色固体全部是氧化铜，反应的化学方程式为。【拓展延伸】铁制炊具易生锈，在使用完后，需采用的方法防止锈蚀。3.小明发现铜质水龙头表面出现了一层绿色物质，小明和同学们特别好奇，于是决定对该绿色物质进行如下探究。【查阅资料】铜长期暴露在潮湿的空气中会生锈，表面有绿色物质生成，俗称铜绿，主要成分是碱式碳酸铜，化学式为Cu2(OH)2CO3。探究一：铜在什么条件下会生锈？【提出猜想】同学们对空气中参与铜生锈的物质提出以下猜想：猜想：O2猜想：H2O猜想：N2【交流讨论】经过讨论后，同学们一致认为猜想_不合理，请解释理由_。【拓展提升】除上述猜想外，你认为参与铜生锈的物质可能还有。探究二：铜绿的化学性质【实验1】小芳同学取一定量干燥的铜绿放在试管中隔绝空气加热，如图所示。一段时间后，观察到绿色粉末逐渐变成黑色，试管口有无色液滴生成，且烧杯中的澄清石灰水变浑浊，请你用化学方程式解释澄清石灰水变浑浊的原因。【实验2】小华同学另取一定量的铜绿于试管中，加入适量的稀盐酸，可观察到的现象是。【得出结论】根据小芳、小华同学的实验，同学们总结出铜绿的化学性质为：铜绿受热易分解：铜绿能与稀盐酸反应。【反思交流】同学们从安全角度考虑，认为小芳同学在结束实验1时，应该进行的操作是。【拓展应用】小明发现不同地点收集的两个铜器(一个是纯铜做的，一个是青铜做的)，纯铜器的铜绿比青铜器的少，他据此分析青铜比纯铜易锈蚀，小明的分析是否全面？请你说明理由_。日常生活中为防止铜制品、铁制品的生锈，应保持其表面洁净和干燥；在金属表面涂保护层：镀一层不易生锈的金属；改变金属的组成和结构。4.参观溶洞后，同学们对洞中“石笋”的形成产生了兴趣。【查阅资料】(1)溶洞中石灰岩(主要成分为碳酸钙)遇到溶有二氧化碳的水会化合生成溶解性较大的碳酸氢钙Ca(HCO3)2。(2)当碳酸氢钙受热时，会分解生成碳酸钙沉积在洞底，最终形成“石笋”。【提出问题】碳酸钙真的能与二氧化碳和水反应吗？【进行实验】小明将图1所示装置连接进行实验，依据装置中现象_，得出碳酸钙能与二氧化碳和水反应的结论。写出中发生反应的化学方程式_。图1图2【交流讨论】小刚认为上述实验结论的得出不够严谨，还有可能是_与碳酸钙反应。【改进实验】小红设计了图2所示装置并按“MN”(选填“ab”或“ba”)的连接顺序与图1装置进行组合，再次进行了实验，证明了“碳酸钙能与二氧化碳和水反应”。图2中X溶液可以是(选填“饱和碳酸氢钠溶液”或“饱和氢氧化钠溶液”)。【拓展应用】(1)水中含有较多碳酸氢钙时会导致水质偏硬，生活中利用操作可以便捷地降低水的硬度。(2)当水中含有较多氯化钙时，在不改变水的酸碱度的情况下，可以通过加入适量(选填序号)来降低水的硬度。A.食盐B.蔗糖C.纯碱D.食醋5.糕点疏松剂的主要成分中含有碳酸氢钠，某化学兴趣小组对碳酸氢钠的化学性质进行探究。【探究实验一】碳酸氢钠溶液的酸碱性：用玻璃棒蘸取碳酸氢钠溶液滴在pH试纸上并与对比，读出其pH约为10，由此得出结论是：碳酸氢钠溶液呈碱性。【探究实验二】碳酸氢钠能否与酸反应：取少量固体放入试管中，滴加足量的稀盐酸，现象为。结论：碳酸氢钠能与酸反应。【探究实验三】碳酸氢钠的热稳定性：取一定量的碳酸氢钠放在铜片上加热，如图所示。(1)加热一段时间后，观察到烧杯内壁有水珠。(2)充分加热后，将烧杯迅速倒转过来，加入适量的澄清石灰水，振荡，观察到石灰水变浑浊。(3)通过进一步实验来确定充分加热后的固体产物的成分。限选试剂及仪器：稀盐酸、氯化钙溶液、澄清石灰水、无色酚酞溶液、蒸馏水、试管、胶头滴管。序号实验操作取少量加热后的固体产物放入试管A中，加入适量蒸馏水，充分振荡溶解，滴加足量氯化钙溶液，振荡，静置取操作后的上层清液于试管预期现象结论产生白色沉淀产物含B中，滴加产物不含NaOH请分析上述操作中不能用澄清石灰水代替氯化钙溶液的理由是。根据上述实验结论，写出碳酸氢钠受热分解的化学方程式。6.某化学兴趣小组的同学在探究氢氧化钠的性质时,将二氧化碳通入盛有氢氧化钠溶液的试管中,没有观察到现象,小组同学对氢氧化钠和二氧化碳是否发生反应产生了兴趣,他们又做了如图所示两组实验。(1)实验一:将氢氧化钠溶液加入装有二氧化碳的软塑料瓶中,旋紧瓶盖振荡,观察到软塑料瓶变瘪,小组同学认为氢氧化钠和二氧化碳发生了反应,反应的化学方程式为。其中一位同学提出了质疑,认为根据上述实验现象不足以证明二者发生了化学反应,其理由是,得到了小组其他同学的认同。(2)实验二:小组同学将实验一做了改进,将注射器1中的氢氧化钠溶液注入拧紧瓶盖的软塑料瓶中振荡,观察到软塑料瓶变瘪,再将注射器2中的氯化钡溶液注入瓶中,观察到,证明氢氧化钠与二氧化碳发生了反应。(3)实验结束后,兴趣小组的同学又提出了新问题:实验二软塑料瓶内溶液中的溶质是什么?【查阅资料】a.氯化钡溶液呈中性;b.碳酸钡不溶于水。【设计实验】小组同学继续进行实验,请你补充完整。实验结论及实验步骤实验现象将软塑料瓶中的物质过滤,取少量化学方程式软塑料瓶内溶液中的溶质溶液不变色滤液于试管中,向其中滴加酚酞溶液是;步骤反应的化学方程式向步骤的试管中滴加稀硫酸产生白色沉淀为来源:来源:【实验反思】在分析化学反应后所得物质成分时,除考虑生成物外,还需考虑的是。7.某化学兴趣小组为探究金属铝和铜的活动性强弱，开展了以下活动。【查阅资料】经查阅，金属铝在常温下能与空气中的氧气反应生成致密的氧化铝薄膜。该反应的化学方程式为。【对比实验】编号甲乙丙操作将表面未打磨的铝丝浸入CuSO4溶液中将表面打磨后的铝丝浸入CuSO4溶液中将表面未打磨的铝丝浸入CuCl2溶液中现象无明显现象铝丝表面析出红色固体铝丝表面析出红色固体(1)比较实验乙和实验(选填“甲”或“丙”)可得知：打磨能破坏氧化铝薄膜。(2)据此可知金属活动性Al比Cu(选填“强”或“弱”)。(3)小明同学对实验丙的现象进行分析，认为H2O对氧化铝薄膜有破坏作用。但此观点马上被其他同学否定，否定的依据是_。【猜测与探究】小组同学针对实验丙的现象，经讨论后猜测：Cl破坏了氧化铝薄膜。为检验此猜测是否正确，他们首先向两支试管中加入等量且相同的CuSO4溶液，并均浸入表面未打磨的铝丝，然后进行了新的探究：操作(1)向一支试管中再加入NaCl固体现象铝丝表面析出红色固体结论氧化铝薄膜被破坏推论Na或能破坏氧化铝薄膜(2)向另一支试管中再加入Na2SO4固体_氧化铝薄膜未被破坏Na和SO24都不能破坏氧化铝薄膜【结论与反思】得出结论：前述猜测(选填“正确”或“不正确”)。总结反思：本次探究充分运用了比较法和控制变量法。8.铁、铝、铜是生活中常见的三种金属，同学们在使用三种金属制品的过程中，发现铝制品和铜制品的表面一般不会进行防锈处理，而铁制品的表面常常会刷一层油漆或者镀一层其他金属，防止锈蚀。铁制品的表面常会刷一层油漆防止其锈蚀，其原理是。【提出猜想】铝和铜制品表面一般不进行防锈处理，而铁制品的表面要进行防锈处理的原因：三种金属的活动性顺序的不同。【实验探究】同学们将粗细长短相同的铁丝、铝丝、铜丝分别插入到等体积、等浓度的稀盐酸中，记录实验现象如下：根据现象得操作出金属活动性顺序FeAl片刻后现象有少量气泡无气泡无气泡FeCu几分钟后现象有少量气泡有大量气泡无气泡【讨论交流】为什么同一个实验得出了两种结论呢？同学们带着这个疑问查阅了相关资料，明白了铝丝在稀盐酸中短时间内无气泡，是因为铝表面的会先与盐酸反应，写出反应的化学方程式。【反思评价】做金属性质实验时需将金属进行打磨，打磨的目的是。【实验验证】为了进一步确认铁、铝、铜这三种金属的活动性顺序，同学们又将两根粗细相同，打磨过的铁丝分别插入到等体积、等浓度的硫酸铝溶液、硫酸铜溶液中：根据现象得出金操作属活动性顺序现象无明显现象AlFeCu【拓展迁移】若只有一支盛有少量稀盐酸的试管，只需合理安排金属丝的插入顺序(能与盐酸反应的要一次将盐酸消耗完)，也能证明铁、铝、铜这三种金属的活动性顺序。金属丝的插入顺序为。9.小米同学发现近段时间家中轿车的车标不如原来“亮”了，查阅资料发现车标是镀铬的。好奇的小米想探究铬(Cr)与常见金属铁、铜的活动性强弱，邀请你一同参与。【知识回放】金属活动性顺序：KCaNaMgAlZnSnPb(H)HgAgPtAu。请你在横线上填写对应金属的元素符号。【查阅资料】铬(Cr)是银白色有光泽的金属，在空气中表面能生成抗腐蚀性的致密氧化膜。铬能与稀硫酸反应，生成蓝色的硫酸亚铬(CrSO4)溶液铝是银白色有光泽的金属，能与稀硫酸反应，生成无色的硫酸铝溶液【提出猜想】猜想1：CrFeCu；猜想2：FeCuCr；猜想3：FeCrCu。【进行实验】小米同学取大小相等的三种金属片，用砂纸打磨光亮；再取三支试管，分别加入等质量、等溶质质量分数的稀硫酸。实验一实验二实验三实验方案铁片表面产生气泡较铬片表面产生气泡较实验现象慢，溶液变为浅绿色快，溶液变为蓝色铬能和稀硫酸发生反铜不与稀硫酸反应实验结论应，反应速率较快三种金属在金属活动性顺序中的相对位置关系是【问题讨论】(1)将铬片投入FeSO4溶液中，反应能否进行？若能进行，请写出反应的化学方程式。(2)小林提出用硫酸铜溶液代替上述实验中的稀硫酸也能得出三种金属在金属活动性顺序中的相对位置关系，小燕认为不可行，理由是_。应生成氢氧化钠，会影响对氢氧化钠的检验2NaHCO3=Na2CO3H2OCO2参考答案1.【问题与思考】(1)进入集气瓶中水的体积约占瓶内原液面以上容积的70%【实验一】红化学反应前后元素种类不变(或质量守恒定律)2【实验二】Mg(OH)22HCl=MgCl2H2O【推理】Mg3N2【讨论交流】(1)氧气比氮气的化学性质活泼(2)稀盐酸(或稀硫酸)和澄清石灰水2.【实验过程】实验一：(1)蓝(2)澄清石灰水变浑浊【实验结论】四(或4)【实验改进】(2)二氧化碳(或CO2)4【分析讨论】黑色固体全部溶解，溶液变为蓝色CuOH2SO4=CuSOH2O【拓展延伸】擦干水分(合理即可)3.【交流讨论】碱式碳酸铜中不含氮元素(合理即可)【拓展提升】CO23【实验1】CO2Ca(OH)2=CaCOH2O【实验2】铜绿溶解，产生气泡，溶液变为蓝色【反思交流】先将导管从石灰水中移出，再熄灭酒精灯【拓展应用】不全面，因为不同的地点空气成分的含量略有不同(合理即可)4.【进行实验】澄清石灰水先变浑浊，再变澄清CaCO32HCl=CaCl2H2OCO2【交流讨论】二氧化碳中混有的氯化氢气体遇水形成的盐酸【改进实验】ba饱和碳酸氢钠溶液【拓展应用】(1)煮沸(2)C5.【探究实验一】标准比色卡【探究实验二】固体溶解并产生气泡【探究实验三】(3)Na2CO3无色酚酞溶液溶液不变红澄清石灰水与碳酸钠溶液反6.(1)2NaOH+CO2Na2CO3+H2O二氧化碳能溶于水且与水反应也会出现相同的现象(2)有白色沉淀生成(3)氯化钠、氯化钡H2SO4+BaCl2BaSO4+2HCl【实验反思】反应物是否过量7.【查阅资料】4Al3O2=2Al2O3【对比实验】(1)甲(2)强(3)实验甲的CuSO4溶液中也有水，但实验无明显现象(合理即可)【猜测与探究】(1)Cl(2)无明显现象【结论与反思】正确8.隔绝空气(或氧气)和水【实验探究】AlFeCu3【讨论交流】氧化铝(或Al2O3)Al2O36HCl=2AlCl3H2O【反思评价】除去金属表面的氧化膜和污物【实验验证】铁丝表面附着红色固体，溶液由蓝色逐渐变为浅绿色【拓展迁移】铜丝、铁丝、铝丝(或铁丝、铜丝、铝丝)9.【知识回放】FeCu【进行实验】铜片表面无明显现象铁能和稀硫酸发生反应，反应速率较慢CrFeCu【问题讨论】(1)能，CrFeSO4=CrSO4Fe(2)铬、铁均能置换出硫酸铜溶液中的铜，只能说明二者均比铜活泼，无法进一步比较铬、铁的金属活动性强弱