中考化學(xué) 第2篇 專題聚焦 專題五 科學(xué)探究試題

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專題五　科學(xué)探究 一、選擇題 1．某同學(xué)通過(guò)實(shí)驗(yàn)比較四種金屬的活動(dòng)性強(qiáng)弱。他取等質(zhì)量的金屬粉末分別與足量的等質(zhì)量分?jǐn)?shù)的稀鹽酸反應(yīng)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果記錄在下表。由此得出的實(shí)驗(yàn)結(jié)論正確的是(B) 金屬 是否放出氣體 收集20 mL氣體所需時(shí)間 X 是 4 s Y 不 / Z 是 43 s W 是 97 s A.W是最不活潑的金屬 B．四種金屬的活動(dòng)性順序?yàn)閄＞Z＞W(wǎng)＞Y C．Y一定是銅 D．在單位時(shí)間內(nèi)，產(chǎn)生的氣體量由多到少的順序?yàn)閄＞Y＞Z＞W(wǎng) 2．(2015，蘇州)通過(guò)下列圖示實(shí)驗(yàn)得出的結(jié)論中正確的是(B) A．圖1所示實(shí)驗(yàn)既說(shuō)明甲烷具有可燃性，又說(shuō)明甲烷中含有碳、氫兩種元素 B．圖2所示實(shí)驗(yàn)既說(shuō)明二氧化碳密度比空氣大，又說(shuō)明二氧化碳不能燃燒也不支持燃燒 C．圖3所示實(shí)驗(yàn)既說(shuō)明電解水生成氫氣和氧氣，又說(shuō)明水是由氫氣和氧氣組成的 D．圖4所示實(shí)驗(yàn)既可探究可燃物的燃燒條件，又說(shuō)明紅磷不是可燃物 3．在化學(xué)活動(dòng)周中，某校興趣小組同學(xué)在課題組(培養(yǎng)中學(xué)生基本科學(xué)素養(yǎng)的化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)研究)老師的指導(dǎo)下，將課本“測(cè)定空氣中氧氣的含量”實(shí)驗(yàn)裝置(如圖甲)改進(jìn)為新的實(shí)驗(yàn)裝置(如圖乙)，改進(jìn)后的實(shí)驗(yàn)裝置相對(duì)于原裝置，以下評(píng)價(jià)不恰當(dāng)?shù)氖?C) A．反應(yīng)容器體積小，藥品消耗少 B．裝置簡(jiǎn)潔，減少了圖甲裝置中導(dǎo)管引起的誤差 C．白磷比紅磷著火點(diǎn)高，使用更安全 D．容器內(nèi)徑相等，易準(zhǔn)確推算出空氣中氧氣的含量 4．(2016，青島)(雙選)下圖是某興趣小組設(shè)計(jì)的四個(gè)實(shí)驗(yàn)裝置示意圖，其中能夠達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡氖?AC) 二、實(shí)驗(yàn)探究題 5．(2016，廣安)蚊蟲(chóng)叮咬時(shí)能在人體皮膚內(nèi)分泌出蟻酸，讓人痛癢不止。某課外興趣小組在老師的帶領(lǐng)下決定對(duì)蟻酸進(jìn)行探究。 【提出問(wèn)題】蟻酸的成分是什么？它有什么性質(zhì)？ 【查閱資料】蟻酸是一種有機(jī)酸，化學(xué)名稱叫做甲酸，化學(xué)式為HCOOH，蟻酸在一定條件下會(huì)分解成兩種氧化物。 【實(shí)驗(yàn)與探究一】 向盛有蟻酸溶液的試管中滴加紫色石蕊溶液，觀察到溶液顏色變成紅色，說(shuō)明蟻酸溶液顯__酸__性。 【實(shí)驗(yàn)與探究二】 (1)小明同學(xué)根據(jù)蟻酸中含有氫元素，推測(cè)出生成物中含有水； (2)另一種生成物是氣體，小剛提出兩種猜想： 猜想①：該氣體是__二氧化碳__；猜想②：該氣體是一氧化碳。 為了證明自己的猜想，他們將蟻酸分解產(chǎn)生的氣體通過(guò)如圖所示的裝置(鐵架臺(tái)已略去)，觀察現(xiàn)象。 Ⅰ.實(shí)驗(yàn)時(shí)裝置A中無(wú)明顯變化，則猜想①__不成立__(填“成立”或“不成立”)。 Ⅱ.實(shí)驗(yàn)時(shí)裝置C中的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是__黑色固體變?yōu)樽霞t色__，由上述實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，得出猜想②成立。 【評(píng)價(jià)與反思】E處酒精燈的作用是__燃燒除去一氧化碳，避免空氣污染__。 6．(2016，麗水)小科同學(xué)對(duì)實(shí)驗(yàn)中已經(jīng)變質(zhì)的氫氧化鈉固體進(jìn)行探究。 【提出問(wèn)題】氫氧化鈉是否完全變質(zhì)？ 【猜想與假設(shè)】 ①部分變質(zhì)，固體是NaOH和Na2CO3的混合物； ②全部變質(zhì)，固體是Na2CO3。 【查閱資料】 ①NaOH溶液與FeCl3溶液會(huì)發(fā)生反應(yīng)，有紅褐色絮狀沉淀等現(xiàn)象出現(xiàn)； ②NaCl溶液和BaCl2溶液均呈中性。 【進(jìn)行實(shí)驗(yàn)】 步驟 實(shí)驗(yàn)操作 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 1 取少量固體于小燒杯中，加水充分溶解 固體全部溶解 2 取少量燒杯中的溶液于試管中，加入過(guò)量的BaCl2溶液 產(chǎn)生白色沉淀 3 取步驟2試管靜置后的少量上層清液于另一試管中，再加入少量FeCl3溶液 產(chǎn)生紅褐色絮狀沉淀 【解釋與結(jié)論】 (1)請(qǐng)將步驟3實(shí)驗(yàn)操作補(bǔ)充完整； (2)步驟2加入過(guò)量BaCl2溶液的目的是__檢驗(yàn)并除去溶液中的碳酸鈉__； (3)根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，可確定該固體是NaOH和Na2CO3的混合物。 【交流與評(píng)價(jià)】小科同學(xué)把步驟3中的FeCl3溶液改成無(wú)色酚酞試液，若無(wú)色酚酞試液變紅，也可以確定該固體是NaOH和Na2CO3的混合物。你認(rèn)為是否合理？__合理__。 原因：__足量BaCl2溶液與Na2CO3反應(yīng)除去Na2CO3，溶液中剩下BaCl2、NaCl均呈中性，若酚酞變紅色，則可說(shuō)明固體含有NaOH，也就可以確定該固體是NaOH和Na2CO3的混合物__。 7．(2016，江西)下圖是兩個(gè)實(shí)驗(yàn)小組分別進(jìn)行“加熱硫酸銅和氫氧化鈉溶液反應(yīng)后生成物”的實(shí)驗(yàn)過(guò)程示意圖： 【甲組】氫氧化鈉與硫酸銅反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)_2NaOH＋CuSO4===_Na2SO4＋Cu(OH)2↓__，加熱后產(chǎn)生黑色的氧化銅。 【乙組】為尋找實(shí)驗(yàn)中沒(méi)有產(chǎn)生氧化銅的原因，他們進(jìn)行了以下實(shí)驗(yàn)探究： 【查閱資料】在酸性條件下，氫氧化鈉與硫酸銅在溶液中可發(fā)生如下反應(yīng)： 6NaOH＋4CuSO4=== 3Na2SO4＋Cu4(OH)6SO4↓，生成的堿式硫酸銅是不溶于水的藍(lán)白色固體，加熱不易發(fā)生分解。 【提出猜想】根據(jù)資料分析，同學(xué)們針對(duì)試管中溶液呈酸性的原因作出以下猜想： 猜想Ⅰ.硫酸銅溶液呈酸性； 猜想Ⅱ.生成的硫酸鈉使溶液呈酸性。 【實(shí)驗(yàn)與結(jié)論】 實(shí)驗(yàn)①：用pH試紙測(cè)定硫酸銅溶液的酸堿度，得出其pH__＜__(填“＞”“＝”或“＜”)7，硫酸銅溶液呈酸性，猜想Ⅰ成立。 實(shí)驗(yàn)②：向盛有硫酸鈉溶液的試管中滴加石蕊溶液，觀察到溶液顯紫色，硫酸鈉溶液呈__中__(填“酸”“中”或“堿”)性，猜想Ⅱ不成立。 【交流與反思】 (1)乙組同學(xué)認(rèn)真分析甲組實(shí)驗(yàn)后，一致認(rèn)為不需要通過(guò)實(shí)驗(yàn)就可以判斷猜想Ⅱ不成立，理由是__甲組同學(xué)實(shí)驗(yàn)中也有硫酸鈉生成，若它顯酸性，在此條件下氫氧化鈉與硫酸銅反應(yīng)會(huì)生成藍(lán)白色沉淀__。 (2)在化學(xué)反應(yīng)中，相同的反應(yīng)物因其質(zhì)量比不同可能會(huì)導(dǎo)致生成物不同，請(qǐng)另舉一例__碳和氧氣(或乙醇和氧氣或甲烷和氧氣等)__ (寫(xiě)出反應(yīng)物即可)。 8．(2015，濱州)某化學(xué)課堂圍繞“酸堿中和反應(yīng)”，將學(xué)生分成若干小組，在老師引導(dǎo)下開(kāi)展探究活動(dòng)。以下是教學(xué)片段，請(qǐng)你參與學(xué)習(xí)并幫助填寫(xiě)空格(包括表中空格)。 【演示實(shí)驗(yàn)】將一定量的稀H2SO4加入到盛有NaOH溶液的小燒杯中。 【學(xué)生板演】該反應(yīng)的化學(xué)方程式__H2SO4＋2NaOH===Na2SO4_＋2H2O__。 【提出問(wèn)題】實(shí)驗(yàn)中未觀察到明顯現(xiàn)象，部分同學(xué)產(chǎn)生了疑問(wèn)：反應(yīng)后溶液中溶質(zhì)是什么？ 【假設(shè)猜想】針對(duì)疑問(wèn)，大家紛紛提出猜想。甲組同學(xué)的猜想如下，請(qǐng)你補(bǔ)上猜想四。 猜想一：只有Na2SO4 猜想二：有Na2SO4和H2SO4 猜想三：有Na2SO4、H2SO4和NaOH 猜想四：__NaOH、Na2SO4__ 乙組同學(xué)對(duì)以上猜想提出質(zhì)疑，認(rèn)為有一種猜想是不合理的。不合理的猜想是__猜想三__，理由是__H2SO4和NaOH在溶液中不能共存__。 【實(shí)驗(yàn)探究】 (1)丙組同學(xué)取燒杯中的溶液少量于試管中，滴加幾滴CuSO4溶液，無(wú)明顯變化，溶液中一定沒(méi)有__NaOH__。 (2)為了驗(yàn)證其余猜想，各學(xué)習(xí)小組利用燒杯中的溶液，并選用了老師提供的pH試紙、Na2CO3溶液、BaC12溶液，進(jìn)行如下三個(gè)方案的探究。 實(shí)驗(yàn)方案 測(cè)溶液的pH 滴加Na2CO3 溶液 滴加BaCl2 溶液 實(shí)驗(yàn)操作 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 試紙變色，對(duì)比 比色卡，pH＜7 有氣泡產(chǎn)生 產(chǎn)生白色沉淀 實(shí)驗(yàn)結(jié)論 溶液中有 H2SO4 溶液中有 H2SO4 溶液中有 H2SO4 【得出結(jié)論】通過(guò)探究，全班同學(xué)一致確定猜想二是正確的。 【評(píng)價(jià)反思】老師對(duì)同學(xué)們能用多種方法進(jìn)行探究，并且得出正確結(jié)論給予了肯定。同時(shí)指出(2)中存在兩處明顯錯(cuò)誤，請(qǐng)大家反思。同學(xué)們經(jīng)過(guò)反思發(fā)現(xiàn)了如下兩處錯(cuò)誤： ①實(shí)驗(yàn)操作中的錯(cuò)誤是__pH試紙浸入溶液中__； ②實(shí)驗(yàn)方案中也有一個(gè)是錯(cuò)誤的，錯(cuò)誤的原因是__Na2SO4與BaCl2反應(yīng)也會(huì)生成白色沉淀，不能證明一定有H2SO4存在__。 9．(2016，威海)探究影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素： (1)發(fā)現(xiàn)和提出問(wèn)題 鎂在空氣中能夠劇烈燃燒，鐵絲在氧氣中能夠劇烈燃燒，而真金不怕火煉，這說(shuō)明決定物質(zhì)之間能否發(fā)生反應(yīng)以及反應(yīng)速率的內(nèi)因是__反應(yīng)物本身的性質(zhì)(或反應(yīng)物的組成/結(jié)構(gòu)/組成和結(jié)構(gòu))__。 蠟燭在氧氣中燃燒比在空氣中燃燒劇烈，這一事例中影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素是__反應(yīng)物的濃度(或氧氣的濃度)__；夏天，將食品放在冰箱里不容易變質(zhì)，這一事例說(shuō)明溫度也能影響化學(xué)反應(yīng)速率。溫度如何影響反應(yīng)速率呢？ (2)猜想與假設(shè) 溫度越高，反應(yīng)速率越快。 (3)收集證據(jù) 實(shí)驗(yàn)藥品：顆粒大小相同的鋅粒；兩份相同溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)、不同溫度的稀硫酸(20 ℃、40 ℃)。 供選儀器：藥匙、氣體發(fā)生裝置2套(氣密性良好)、量筒2支、分液漏斗、秒表、膠頭滴管、水槽、大試管2支。 利用上述儀器和藥品，補(bǔ)充完成下表的實(shí)驗(yàn)報(bào)告。 觀察或測(cè) 量的量 選用的儀器 實(shí)驗(yàn)步驟 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 實(shí)驗(yàn)結(jié)論 產(chǎn)生相同體積(一試管)的氣體所需時(shí)間 氣體發(fā)生裝置、秒表、膠頭滴管、水槽、大試管、藥匙、量筒 1.分別取相同數(shù)量(或質(zhì)量)的鋅粒于兩套氣體發(fā)生裝置中；2.分別取相同體積、不同溫度的稀硫酸加入到兩套氣體發(fā)生裝置中；3.記錄收集一試管氣體所需的時(shí)間 溫度高的，收集一試管氣體所需的時(shí)間短 溫度越高，反應(yīng)速率越快。反應(yīng)的化學(xué)方程式是Zn＋H2SO4===_ZnSO4＋H2↑。 該實(shí)驗(yàn)可以觀察或測(cè)量的量有多種，除了上述觀測(cè)點(diǎn)外，可以觀察或測(cè)量的量還有(寫(xiě)一條)__相同時(shí)間內(nèi)收集氣體的體積(或反應(yīng)結(jié)束所需的時(shí)間或消耗等量鋅粒所需的時(shí)間或消耗等量的稀硫酸所需的時(shí)間)__等。 (4)結(jié)論與解釋 從微觀的角度分析“溫度越高，反應(yīng)速率越快”的原因是__溫度越高，微粒運(yùn)動(dòng)速率加快，有效碰撞機(jī)會(huì)增多__。 (5)拓展分析 根據(jù)其他測(cè)定方法，實(shí)驗(yàn)小組的同學(xué)繪制了鋅粒與稀硫酸反應(yīng)產(chǎn)生氫氣的速率隨時(shí)間變化的曲線，如圖所示。請(qǐng)據(jù)圖分析： 時(shí)間0—t內(nèi)，反應(yīng)速率逐漸加快的主要原因是__反應(yīng)放熱，溫度升高，反應(yīng)速率加快__；時(shí)間t以后，反應(yīng)速率逐漸減慢的主要原因是__隨著反應(yīng)的進(jìn)行，反應(yīng)物的濃度減小，反應(yīng)速率減慢__。 10．(2016，宜昌)設(shè)計(jì)方案是實(shí)驗(yàn)探究的保證，感悟方法是探究的根本目的。某合作學(xué)習(xí)小組開(kāi)展了如下探究。 實(shí)驗(yàn)一：檢驗(yàn)氫氧化鈉溶液中是否含有氫氧化鈣。 【分析】從組成上看，氫氧化鈣和氫氧化鈉都屬于堿，它們?cè)谒芤褐卸寄茈婋x出相同的__OH－__(填符號(hào))，所以具有相似的化學(xué)性質(zhì)。但由于電離出的Na＋和Ca2＋不同，所以性質(zhì)也有不同。設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)時(shí)可加入能電離出CO的試劑，利用CO與Ca2＋結(jié)合產(chǎn)生白色沉淀這一特殊現(xiàn)象予以檢驗(yàn)。 【設(shè)計(jì)方案并實(shí)驗(yàn)】 實(shí)驗(yàn)操作 現(xiàn)象 結(jié)論 方案一 取少量待測(cè)溶液于試管中，通入CO2 出現(xiàn)白色沉淀 方案二 取少量待測(cè)溶液于試管中，滴加K2CO3[或Na2CO3或(NH4)2CO3]溶液 出現(xiàn)白色沉淀 氫氧化鈉溶液中含有氫氧化鈣 寫(xiě)出上述方案中出現(xiàn)白色沉淀的一個(gè)化學(xué)方程式__CO2＋Ca(OH)2===_CaCO3↓＋H2O[或Na2CO3＋Ca(OH)2===_CaCO3↓＋2NaOH]__。 【方法感悟】在檢驗(yàn)物質(zhì)時(shí)，要分析物質(zhì)的組成和__性質(zhì)(或化學(xué)性質(zhì))__，據(jù)此選擇加入恰當(dāng)?shù)脑噭詈蟾鶕?jù)不同現(xiàn)象得出結(jié)論。 【延伸探究】 實(shí)驗(yàn)二：有一包白色固體，可能含有氯化鈉、氫氧化鈉、碳酸鈉、硫酸鈉和硝酸鋇中的一種或幾種。為探究其組成，某合作學(xué)習(xí)小組設(shè)計(jì)方案并進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)： (1)上述實(shí)驗(yàn)中，過(guò)濾操作用到的玻璃儀器有：燒杯、玻璃棒和__漏斗__。 (2)小晶同學(xué)通過(guò)上述實(shí)驗(yàn)推知：白色固體樣品中一定不含有__Ba(NO3)2__。 (3)為確定白色固體樣品中可能存在的物質(zhì)，小燕對(duì)沉淀C進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。 實(shí)驗(yàn)操作 現(xiàn)象 結(jié)論 取少量沉淀C于試管中，加入過(guò)量稀HCl(或稀HNO3) 有氣泡產(chǎn)生，沉淀全部消失 白色固體樣品中一定含有Na2CO3 (4)小虎同學(xué)認(rèn)為白色固體中還有物質(zhì)不能確認(rèn)其是否存在，其理由是(用化學(xué)方程式表示)：__BaCl2＋2AgNO3===_2AgCl↓＋Ba(NO3)2(或BaCl2＋_Na2CO3===_BaCO3↓＋2NaCl_)__。如要確認(rèn)，只需將上述實(shí)驗(yàn)方案中所加的一種試劑改為_(kāi)_Ba(NO3)2溶液__即可。 【方法感悟】若其他物質(zhì)的存在對(duì)所檢驗(yàn)的物質(zhì)有干擾時(shí)，可先將干擾物質(zhì)轉(zhuǎn)化，再選擇加入恰當(dāng)?shù)脑噭?，最后根?jù)不同現(xiàn)象得出結(jié)論。 11．(2016，河南化學(xué)競(jìng)賽)某研究性學(xué)習(xí)小組對(duì)“氯堿工業(yè)”生產(chǎn)的燒堿樣品(可能含有碳酸鈉、氯化鈉等雜質(zhì))進(jìn)行如下探究。 Ⅰ.定性探究 實(shí)驗(yàn)證明 實(shí)驗(yàn)步驟 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 解釋或結(jié)論 ①取適量燒堿樣品置于試管中，加水溶解，并用手觸摸試管外壁。 試管外壁發(fā)熱 原因是__氫氧化鈉固體溶于水放熱__ ②向①所得的溶液中逐滴加入過(guò)量__稀硝酸__ 一開(kāi)始無(wú)明顯現(xiàn)象，一段時(shí)間后產(chǎn)生能使澄清石灰水變渾濁的氣體。 樣品中含有的雜質(zhì)是__碳酸鈉__。 ③向②所得的溶液中滴加幾滴硝酸銀溶液 產(chǎn)生白色沉淀 樣品中還含有的雜質(zhì)是__氯化鈉__ Ⅱ.定量探究 ： 用下列裝置測(cè)量燒堿樣品中含碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)(提示：堿石灰成分為CaO和NaOH)。請(qǐng)回答下列問(wèn)題： (1)裝置A中氫氧化鈉溶液的作用是__除去進(jìn)到裝置里的空氣中的CO2__； (2)為什么先通一會(huì)兒空氣后再進(jìn)行裝置B的化學(xué)反應(yīng)，原因是__將容器中的空氣排干凈，減小實(shí)驗(yàn)誤差__； (3)寫(xiě)出裝置B中化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生氣泡的化學(xué)方程式：__H2SO4__＋_Na2CO3===_Na2SO4_＋_CO2↑＋_H2O__，在滴加稀硫酸時(shí)，為什么要滴加到不再產(chǎn)生氣泡為止__保證將樣品中的碳酸鈉反應(yīng)完，使測(cè)量結(jié)果更準(zhǔn)確__； (4)本實(shí)驗(yàn)通過(guò)堿石灰增重測(cè)定CO2的質(zhì)量，E裝置的作用是__吸收從裝置右側(cè)進(jìn)入的空氣的CO2__。要稱量的裝置是__D__(填“D”“E”或“D、E”)。