专题05 实验探究题-中考化学实验专题突破

专题05：实验探究题

一．创新类探究试题

涉及提出问题、作出猜想或假设、设计实验、收集证据、解释与结论、反思与评价、表达与交流等要素。最后,从反应原理是否正确、实验方案是否完善、探究过程是否合理以及经济效益、资源利用、环境保护等方面对探究方案或过程进行反思与评价。探究题一般并不包括所有的探究要素,但上述要求是解答探究性试题的一般思路和方法。

1．思维模型的建构既方便于问题的解决，又能促进深度学习。某科学研究小组同学在老师的指导下对解决“气体检验”类问题建构了如图1所示思维模型：

【模型应用】同学们为检验天然气燃烧后的气体产物成分，应用思维模型设计了如图甲实验方案（固定装置未画出）。

【查阅资料】无水硫酸铜遇水变蓝；氢氧化钠溶液可以吸收二氧化碳；甲烷燃烧不能产生氢气。

【实验结论】（1）实验过程中观察到A装置中的无水硫酸铜变蓝，B、F装置中的澄清石灰水均变浑浊，D装置中的澄清石灰水不变浑浊，由此可得出该气体产物的成分为 　   　；E中玻璃管内反应的化学方程式 　                           　。

（2）图甲实验方案中，装置C和D归属于上述思维模型中的 　   　环节。

【改进创新】从简约装置、节约实验药品的角度出发，同学们对图甲方案进行了改进与创新，改用图乙所示的装置对该气体产物的成分进行探究。在实验中，先从A处通一段时间混合气体，再点燃E处酒精灯加热，观察现象，也实现了气体产物成分的检验。

（3）实验中，在加热前先通一段时间的混合气体，其目的是 　                          　。

（4）在装置末端 　   　（填“需要”或“不需要”）安装尾气处理装置。

2．学习小组在进行镁带与酸反应的实验时，发现足量镁带与稀盐酸反应后出现了灰白色沉淀，而与稀硫酸反应后，未有此现象，化学小组对这一异常现象开展探究。

【探究一】：探究灰白色沉淀中是否含有过量的镁或反应生成的氯化镁。

（1）①取灰白色固体样品，加入 　   　，无气泡产生，灰白色固体不含镁。

②取等质量的灰白色固体和MgCl2晶体分别放入同温、等量水中，灰白色固体不溶解而MgCl2晶体全部 　   　，灰白色固体不含MgCl2。

【探究二】：探究灰白色固体产生的原因。

用如图1所示装置（平底烧瓶已固定）分别进行镁带与稀盐酸、稀硫酸反应的实验，其中镁带与稀盐酸反应的实验现象如表所示。

足量镁带和稀盐酸反应的实验现象：

（2）实验时，使镁条与稀盐酸、稀硫酸反应的操作是 　   　。

（3）根据实验现象推测：①产生灰白色沉淀需 　   　（填“酸性”、“碱性”或“中性”）条件；②灰白色沉淀产生和 　   　（填离子符号）有关。

（4）为证实灰白色沉淀中含有Cl﹣，小赵同学设计了如下实验：过滤，取少量灰白色沉淀，加入足量稀硝酸使其完全溶解，继续滴加几滴AgNO3溶液，出现白色沉淀，他得出结论：灰白色沉淀中含有Cl﹣，请你判断小赵同学的实验及结论是否正确，为什么？　   　。

【结论】：镁与稀盐酸反应产生灰白色沉淀与溶液中的氯离子有关。

（5）实验得到反应过程中烧瓶内压强的变化情况如图2所示。下列说法正确的是 　   　（填字母）。

A.实验中稀盐酸、稀硫酸反应生成的氢气一样多

B.实验条件下，镁与稀盐酸反应的速率比稀硫酸的快

C.镁与稀盐酸、稀硫酸反应时放热

（6）资料显示：灰白色沉淀【Mg2（OH）xCly•nH2O】的组成。

随pH变化而改变，受热后分解生成MgO、H2O和HCl，为进一步探究其组成，小组同学设计如实验。

【实验步骤】

①组装仪器，　   　；

②取21.6g灰白色沉淀于A中，按图示装入其他药品（均足量）；

③打开止水夹，缓缓通入一段时间N2后，关闭止水夹；

④称量C质量并记录数据为m1；

⑤点燃酒精灯加热至A中固体完全分解，　   　；

⑥称量C质量并记录数据为m2，称量A中残留固体质量并记录数据为m3；

⑦数据处理。

【交流讨论】

（7）步骤③通N2的目的是 　   　。

（8）D的作用是 　   　，若无D，测得n值将 　   　（填“偏大”、“偏小”或“不变”）。

二．实验流程类探究试题

操作程序及装置的连接顺序大体可概括为：发生→除杂→干燥→主体实验→尾气处理。  

注意所用仪器是否恰当，齐全；安装顺序是否合理、正确，是否符合绿色化学理念。

3．草酸是生产、生活中常用的漂白剂，可用于生产抗菌素，可作为提炼稀有气体的溶剂。兴趣小组对草酸受热分解的产物进行如下探究：

【查阅资料】

①草酸（H2C2O4）是一种酸，熔点为101.5℃，易溶于水，易升华，170℃以上分解。

②草酸钙难溶于水。

③无水硫酸铜遇水变蓝。

④碱石灰是生石灰与烧碱的混合固体，能吸收H2O和CO2。

【实验过程】

同学们在老师的指导下设计了如图所示装置，并进行实验（部分夹持仪器已略去）。

【交流与讨论】

（1）草酸受热分解，应选择图中的 　   　（填“甲”或“乙”）装置。

（2）C装置的作用为 　   　。

（3）实验过程中应该先点燃 　    　（填“酒精灯”或“酒精喷灯”）。

（4）F装置中反应的化学方程式为 　                                       　。

（5）实验过程中观察到B中白色固体变成蓝色，D中澄清石灰水变浑浊，　                  　，则可以证明草酸分解产物为H2O、CO2和CO。

（6）从环保角度考虑，该套装置的明显缺陷是 　                               　。

4．如图所示为实验室中常见气体制备、净化、干燥、收集和进行实验探究的部分仪器（组装实验装置时，可重复选择仪器），化学小组的同学欲利用其进行下列化学实验。

试回答下列问题：

（1）若以石灰石和稀盐酸为原料，在实验室中制备并收集干燥、纯净的二氧化碳气体，按照要求设计实验装置，连接仪器。（提示：盐酸中挥发出的少量HCl气体可用饱和碳酸氢钠溶液吸收）

①所选仪器的连接顺序为 　                      　（从左到右填写仪器序号字母）。

②上述制二氧化碳的化学方程式为 　                               　。

③用仪器F收集二氧化碳气体时，检验二氧化碳已收集满的方法是：将燃着的木条放在集气

瓶 　   　（填“瓶口”“瓶内”之一），若木条火焰 　                　，则证明二氧化碳已收集满。

（2）以过氧化氢溶液为原料（二氧化锰作催化剂）在实验室中制取氧气，并对某种塑料试样的组成进行分析探究实验（资料显示该塑料只含C、H两种元素），所选仪器按“A→B1→E→B2→C→碱石灰干燥管”的顺序连接（B1、B2为浓硫酸洗气瓶），检查装置气密性，然后进行实验。使Wg该塑料试样碎屑在充足氧气中充分燃烧，观察现象，收集有关实验数据。（假设发生的化学反应都充分反应）

①在该装置中，洗气瓶C的作用是 　   　。

②Wg该塑料试样充分燃烧后，测得仪器B2质量增加ag，则该塑料试样中含碳元素的质量为 　   　g（结果用代数式表示）。

三.  给与信息类探究试题

   题目中【已知】、【查阅资料】为解题突破口，结合题目所问作答

5．同学们为探究金属的化学性质，进行了图1所示的实验。

通过图1实验可得出两种金属的活动性：锌 　   　铜（填“＞”“＜”“＝”），只用两种试剂也可以比较这两种金属的活动性强弱，这两种试剂是 　                   　。

实验过程中小辰意外发现：当两种金属发生触碰时（如图2），铜片表面产生了气泡。

【提出问题】2中铜是否发生了化学反应？产生的气体是什么？

【作出猜想】同学们对产生的气体进行了以下猜想：

小知猜想是二氧化硫；小辰猜想是氧气：小彬猜想是氢气。

他们作出猜想的理论依据是 　                        　。

【查阅资料】

（1）将锌片、铜片用导线连接后平行插入稀硫酸中，铜片表面产生气体。该反应过程中金属失去的电子通过导线发生了转移。

（2）二氧化硫能使品红溶液褪色。

【设计并进行实验】他设计了图3装置进行实验，将产生的气体分别通过导管与图4中的装置连接，验证自己的猜想。

【教师释疑】图1实验中，锌与稀硫酸反应，锌失去电子，酸溶液中氢离子在锌片表面获得电子生成氢气。

【学生感悟并得出结论】图2中两种金属触碰后铜没有发生化学反应。

【拓展延伸】换个角度看实验，图1实验也体现了酸的化学性质，同学们又继续进行了以下实验进行探究。

（1）实验Ⅰ中，在点滴板的a、b穴中滴入酸溶液后，溶液变红的是 　   　（填“a”或“b”）。使用点滴板的优点之一是 　                         　。

（2）实验Ⅱ中，在仪器①、②中均可观察到的现象是 　   　。

6．在食盐中加碘可以预防甲状腺肿大（俗称大脖子病），其中碘元素是以含碘钾盐形式加入的，某化学兴趣小组对加碘食盐中含碘钾盐的成分进行了探究。请参与探究并回答下列问题。

【提出问题】加碘食盐中含碘钾盐的成分是什么？

【查阅资料一】含碘钾盐主要有KI、KIO3。

【作出猜想】猜想一：KI；

猜想二：　   　（填化学式）；

猜想三：KI与KIO3的混合物。

【查阅资料二】

①KIO3与KI在酸性条件下能发生反应生成碘（I2），淀粉溶液遇I2变蓝色。

②KI与AgNO3溶液可以反应，生成不溶于水的黄色AgI沉淀。

③I2有毒，不能服用。

【讨论交流】小组同学根据资料进行讨论后，认为猜想 　   　（填“一”、“二”或“三”）不正确，原因是 　                              　。

【实验验证】为验证其它猜想，小组同学设计了如下实验，请填写表格中空白处。

【实验结论】根据上述实验得知，加碘食盐中含碘钾盐是KIO3。

【实验拓展】小红按上述实验方法进行探究时，只准备了AgNO3溶液和KI溶液，请从下列生活用品中找出其它两种药品的替代物 　   　。

A.白糖   B.米汤   C.白酒   D.小苏打   E.白醋

四、计算类探究题

7．2020年我国仅用10天的时间就建造起了武汉火神山医院，其建材中使用了HDPE膜，它具有良好的抗冲击性和防潮性。某项目式学习小组对HDPE膜的组成元素产生浓厚兴趣，进行了以下探究：

【查阅资料】①碱石灰的主要成是NaOH和CaO；②HDPE膜不含氮元素。

【提出问题】HDPE膜由什么元素组成？

【进行实验】称取2.8g HDPE膜，按如图组装仪器，先通入氮气，再点燃酒精灯、通入一定量氧气使HDPE膜燃尽，实验中装置B、C、D、E、F对能吸收的气体均完全吸收。

【记录数据】

【讨论交流】

（1）装置B质量增加，说明HDPE膜燃烧产物中有 　   　（填化学式）；装置C中铜丝表面的黑色固体变红，该反应的化学方程式为 　   　。

（2）根据实验数据和现象判断：HDPE膜中一定含有 　   　、　   　（填元素符号）元素。

（3）装置F的作用是 　                               　。

（4）根据实验数据判断：HDPE膜中 　   　（填“含”或“不含”）氧元素。

【反思评价】每年的6月5日为世界环境日。化学实验中如果产生了尾气，需对尾气进行处理，其目的是 　                                        　。

8．泡腾片含有NaHCO3和柠檬酸等物质，放入水中时，NaHCO3完全反应产生CO2。某化学兴趣小组的同学欲测定某品牌泡腾片中NaHCO3的含量，设计实验方案如图：

按图示连接装置并加入药品，取用的泡腾片质量为4g。

打开止水夹a通入适量空气后，称量D装置，其质量为m1g。关闭止水夹a，用注射器向B装置中注入适量水。

待装置B中无气泡产生后，打开止水夹a，再次通入适量空气，第二次称量D装置，其质量为m2g。

回答下列问题：

（1）A装置中浓NaOH溶液的作用是 　           　，B装置盛装泡腾片的仪器名称是 　   　。

（2）C装置中浓硫酸的作用是 　                               　。

（3）碱石灰主要含CaO和NaOH，D装置中碱石灰吸收CO2质量增加，写出所涉及反应的一个化学方程式：　                                       　。

（4）步骤中再次通入空气的目的是 　                                    　。

（5）实验测定泡腾片中所含NaHCO3的质量分数为　        　（用含m1、m2的代数式表示）。若省略E装置，则测得NaHCO3的质量分数 　       　（填“偏大”“偏小”或“不变”）。