2021中考化学分类汇编(精简版)-专题22-科学探究.doc
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1、专题22 科学探究1(2021江苏盐城)化学是一门以实验为基础的科学,实验是科学探究的重要手段。(1)完成“探究某种盐的性质”实验,填写下表。试管序号甲乙丙实验操作实验现象红色溶液白色沉淀无色气体实验结论该盐是_(选填“NaCl”“Na2CO3”“Na2SO4”),其水溶液呈_性。实验解释丙中发生反应的化学方程式:_。实验计算全班同学完成试管乙实验,共消耗质量分数为10.4%的BaCl2溶液50g,实验后最多收集到_g白色沉淀。(2)处理“CO2的实验室制取与检验”实验废液。全班同学完成该实验共产生1000g含HCl废液(固体已除,大理石中杂质未参加反应),不能直接排放。(实验方案)先测定废液
2、中HCl的质量分数,再用熟石灰处理废液至中性。(实验操作)称量_NaOH固体,溶解,配制30g5%的NaOH溶液。取100mL小烧杯,倒入20g废液样品,插入pH计测定溶液的pH,向废液样品中逐滴加入5%的NaOH溶液,实验过程中溶液pH变化如图所示。投入_g熟石灰处理剩余废液(写出计算过程)。(实验反思)有同学提出也可以根据盐酸具有挥发性直接加热废液除去杂质HCl,并得到CaCl2。写出你的观点及理由:_。【答案】Na2CO3 碱 Na2CO3+2HCl=2NaCl+CO2+H2O 4.925 1.5g 35.77g 同意,HCl具有挥发性,蒸发后剩余固体是氯化钙 【详解】(1)该盐能使酚酞
3、溶液变红,说明溶液显碱性,能和氯化钡生成沉淀,能和稀盐酸生成气体,该盐是碳酸钠,显碱性,丙中碳酸钠和稀盐酸生成氯化钠二氧化碳和水,故填:Na2CO3;碱;Na2CO3+2HCl=2NaCl+CO2+H2O。实验计算:解:设生成白色沉淀质量为x。 x=4.925g故填:4.925。(2)实验操作配制30g5%的NaOH溶液,需要氢氧化钠30g5%=1.5g,故填:1.5g。解设20g废液中HCl的质量为y,需要氢氧化钙质量为z。 y=0.73g,HCl质量分数 Z=35.77g实验反思同意,HCl具有挥发性,蒸发后剩余固体是氯化钙,故填:同意,HCl具有挥发性,蒸发后剩余固体是氯化钙。2(202
4、1四川南充)(1)如图为实验室制取并收集气体的装置图,请回答下列问题:仪器a的名称是_。若用A装置制取氧气,写出对应的化学方程式_。若需收集一瓶较纯净的氧气,应选用的装置是_(填装置序号)。若用C装置收集一瓶二氧化碳气体,其验满的方法是_。二氧化硫是一种有刺激性气味的有毒气体,比空气的密度大,易溶于水且与水反应。若用F装置收集二氧化硫气体,则气体应从_(填“b”或“c”)端导入。(2)电解饱和食盐水可以制得氢氧化钠、氯气(Cl2)和氢气,并进而生产具有消毒、漂白作用的漂白液。粗盐中的难溶性杂质可通过溶解、_操作除去,以免破坏电解装置。写出电解饱和食盐水的化学方程式_。某同学想知道某一瓶放置一段
5、时间的漂白液是否变质,设计了下列探究实验。(查阅资料)制取漂白液(有效成分为NaClO)的原理: 在空气中 NaClO易发生反应:,HClO能使有色布条褪色,且HClO含量越高,漂白效果越好;HClO易分解,分解后丧失漂白作用Ca(ClO)2易溶于水(提出问题)放置一段时间的漂白液是否变质?(提出猜想)猜想1:未变质,溶液中主要成分为NaCl、 NaClO猜想2:部分变质,溶液中主要成分为NaCl、 NaClO、Na2CO3猜想3:全部变质,溶液中主要成分为NaCl、 Na2CO3(实验探究)实验操作实验现象实验结论i取适量该溶液于烧杯中,放入有色布条_猜想3不成立ii另取适量该溶液于试管中,
6、滴入适量氯化钙溶液产生白色沉淀猜想_成立写出实验操作中产生白色沉淀的化学方程式_。(拓展应用)由(查阅资料)和如图可知,需控制pH约为_时(填整数),漂白液具有最佳漂白能力。【答案】锥形瓶 E 将燃着的木条平放在集气瓶口,若木条熄灭,则二氧化碳己收集满 c 过滤 有色布条褪色 2 5 【详解】(1)由图可知仪器a为锥形瓶,故填:锥形瓶;氯酸钾在二氧化锰的催化作用和加热条件下生成氯化钾和氧气,可用A作为发生装置,化学方程式,故填:;排水法收集的氧气纯净,若需收集一瓶较纯净的氧气,应选用排水法,故填:E;二氧化碳不燃烧也不支持燃烧,若用C装置收集一瓶二氧化碳气体,其验满的方法是将燃着的木条平放在集
7、气瓶口,若木条熄灭,则二氧化碳己收集满,故填:将燃着的木条平放在集气瓶口,若木条熄灭,则二氧化碳己收集满;二氧化硫是一种密度比空气大的气体,若用F装置收集二氧化硫气体,则气体应从c导入,故填:c;(2)粗盐中的难溶性杂质可通过溶解、过滤操作除去,以免破坏电解装置,故填:过滤;电解饱和食盐水可以制得氢氧化钠、氯气(Cl2)和氢气,电解饱和食盐水的化学方程式,故填:; 实验探究取适量该溶液于烧杯中,放入有色布条,有色布条褪色,说明还含有有效成分次氯酸钠,猜想3不成立,另取适量该溶液于试管中,滴入适量氯化钙溶液,产生白色沉淀,说明含有碳酸钠,碳酸钠和氯化钙生成碳酸钙沉淀和氯化钠,化学方程式,漂白液既
8、有次氯酸钠,又有碳酸钠,猜想2成立,故填:有色布条褪色;2;拓展应用由图可知,pH=5次氯酸质量分数最高,漂白效果最好,故填:5。3(2021湖南邵阳)化学科技小组的同学进行了某探究实验将一定量的锌粉投入到硝酸铜和硝酸银的混合溶液中,充分反应后过滤,得到滤渣和蓝色滤液。(1)写出锌粉与硝酸铜反应的化学方程式是_;(2)探究蓝色滤液的成分(提出问题)蓝色滤液中溶质的成分是什么?(作出猜想)猜想一:Zn(NO3)2;猜想二:Zn(NO3)2和Cu(NO3)2;猜想三:_;上述猜想中,该小组有同学直接判断猜想一不合理,理由是_;(实验设计)为进一步验证上述猜想,科技小组的同学设计了如下实验。实验操作
9、实验现象实验结论相关化学方程式取少量蓝色溶液于试管中,滴加_猜想三成立_(结论分析)猜想三成立,则滤渣中一定含有_。【答案】 Zn(NO3)2、Cu(NO3)2和AgNO3 滤液显蓝色,肯定含有硝酸铜 稀盐酸 产生白色沉淀 Ag 【详解】将一定量的锌粉投入到硝酸铜和硝酸银的混合溶液中,锌先与硝酸银反应生成硝酸锌和银,硝酸银完全反应后,锌再与相同反应生成硝酸锌和铜,充分反应后过滤,得到滤渣和蓝色滤液,说明硝酸铜有剩余。(1)锌粉与硝酸铜反应的化学方程式是;(2)作出猜想:充分反应后过滤,得到滤渣和蓝色滤液,说明硝酸铜有剩余,硝酸银可能有剩余,也可能恰好完全反应;则猜想三:Zn(NO3)2、Cu(
10、NO3)2和AgNO3;上述猜想中,猜想一不合理,理由是滤液显蓝色,肯定含有硝酸铜;实验设计:取少量蓝色溶液于试管中,滴加稀盐酸,产生白色沉淀,说明溶液含硝酸银,因为稀盐酸与硝酸银反应生成氯化银白色沉淀和硝酸,猜想三成立;实验操作实验现象实验结论相关化学方程式取少量蓝色溶液于试管中,滴加稀盐酸产生白色沉淀猜想三成立结论分析:猜想三成立,硝酸银部分参加反应,硝酸铜未参加反应,则滤渣中一定含有Ag,且只含有Ag。4(2021湖南常德)学习金属活动性顺序后,老师安排同学们开展系列实验探究金属间的置换反应规律。小明做完铝条和氯化铜溶液反应的实验后,将反应后的无色溶液(以下简称:待测溶液)倒入有水的废液
11、缸中时,发现有白色沉淀析出的“异常现象”。小明设计实验开展了如下探究。请根据要求回答有关问题:(发现问题)小明取一滴管未倒完的待测溶液,将其注入盛有约三分之二试管体积的水中,依然产生大量白色沉淀(像牛奶一样)。(提出问题)待测溶液注入水中为什么有白色沉淀产生?白色沉淀是什么物质?(查阅资料)(1)AlCl3是一种无色透明晶体,极易与水反应生成难溶于水的Al(OH)3而产生白色沉淀;(2)CuCl是一种不溶于水的白色固体,易溶于一定浓度的KCl、NaCl等含C1-的溶液中;CuCl中Cu的化合价为_。(提出猜想)猜想:白色沉淀是Al(OH)3猜想:白色沉淀是CuCl猜想:白色沉淀是A1(OH)3
12、和CuCl的混合物(实验探究)序号实验操作实验现象实验结论取一滴管待测溶液,将其注入盛有约三分之二试管体积一定浓度的NaCl溶液中无明显实验现象猜想_正确取约2mL待测溶液于试管中,向溶液中插入足量洁净的Al条,充分反应有红色固体析出取一滴管实验后的溶液,将其注入盛有约三分之二试管体积的水中无明显实验现象(结论与反思)(1)上述实验表明,Al和CuCl2溶液的反应是分步进行的。第一步反应生成CuCl,第二步CuCl继续和Al反应生成Cu。请分别写出上述两步反应的化学方程式:第一步:_,第二步:_。(2)待测溶液中含有大量CuCl,为什么它没有以白色沉淀的形式存在?请说明原因:_。(3)设计实验
13、的目的是_。(启示与拓展)通过对Al和CuC12溶液反应的实验探究,使我们认识到,我们不少的传统认识远没有做到细致入微,特别是当观察到有红色固体析出,于是就贸然断定这个反应是个简单的、一步完成的置换反应。实际上还要关注物质变化的过程,通过比较和分析,得出可靠的结论。经过无数次实验证明,有些化学反应看似一步完成,实际上是分步进行的。请根据你所学知识,任举一例反应可能分步进行的实例:_。【答案】+1 待测溶液中氯离子过高 证明溶液中氯化铝没有生成氢氧化铝沉淀 碳燃烧生成二氧化碳可能是碳首先和氧气反应生成一氧化碳、一氧化碳再和氧气生成二氧化碳(合理即可) 【详解】查阅资料:CuCl中氯元素化合价为负
14、一价,设铜元素化合价为x,化合物中正负化合价代数和为零;则x +(-1) =0,x=+1。实验探究:已知,CuCl易溶于一定浓度的KCl、NaCl等含C1-的溶液中;取一滴管待测溶液,将其注入盛有约三分之二试管体积一定浓度的NaCl溶液中无明显实验现象,说明没有生成氢氧化铝沉淀,可能生成的CuCl溶于一定浓度的NaCl溶液中;取约2mL待测溶液于试管中,向溶液中插入足量洁净的Al条,充分反应,有红色固体析出说明生成了铜单质,排除溶液铜离子的干扰;实验后的溶液中有生成的氯化铝,取一滴管实验后的溶液,将其注入盛有约三分之二试管体积的水中,无明显实验现象,说明氯化铝没有生成沉淀;综合分析可知,沉淀为
15、铜元素导致的,沉淀为CuCl,故猜想正确。结论与反思:(1)上述实验表明,Al和CuCl2溶液的反应是分步进行的。第一步反应生成CuCl,第二步CuCl继续和Al反应生成Cu。上述两步反应的化学方程式分别为: 、。(2)CuCl易溶于一定浓度的KCl、NaCl等含C1-的溶液中;待测溶液中氯离子过高,导致CuCl没有生成沉淀。(3)设计实验的目的是证明溶液中氯化铝没有生成氢氧化铝沉淀。启示与拓展:碳燃烧生成二氧化碳可能是碳首先和氧气反应生成一氧化碳、一氧化碳再和氧气生成二氧化碳(合理即可)。5(2021甘肃定西)某化学兴趣小组设计实验探究氢氧化钠的性质,请你参与他们的探究。(实验过程与分析)实
16、验1实验2实验操作实验现象_无明显现象实验结论氢氧化钠能与硫酸铜反应氢氧化钠不与硫酸反应(1)请写出实验1的实验现象。(实验反思与拓展)(2)实验1发生反应的化学方程式为_。(3)某同学认为实验2的结论不正确,他改进了该实验方案:先向氢氧化钠溶液中滴入几滴酚酞溶液并振荡,再滴人稀硫酸,观察到溶液由_色变为无色,由此表明氢氧化钠与硫酸确实发生了反应,该反应的化学方程式为_。(4)由实验2联想到:把二氧化碳通入氢氧化钠溶液中也没有明显现象,它们是否发生了化学反应呢?(本实验中忽略CO2溶于水)甲同学设计了如图所示的实验方案,当通过胶头滴管滴加NaOH溶液时,观察到_现象,说明两者发生了化学反应。乙
17、同学重新设计实验方案:取NaOH溶液于试管中,通入少量CO2,然后向所得溶液中加入足量稀盐酸,当观察到_现象时,也能证明二氧化碳与氢氧化钠发生了化学反应。【答案】产生蓝色沉淀,溶液由蓝色变为无色 红 气球膨胀 有气泡产生 【详解】(1)实验1将氢氧化钠和硫酸铜混合,二者能反应生成蓝色的氢氧化铜沉淀和硫酸钠。所以能观察到的现象是:溶液中有蓝色沉淀产生,溶液由蓝色变为无色;(2)氢氧化钠和硫酸铜混合,反应生成氢氧化铜沉淀和硫酸钠,;(3)向氢氧化钠溶液中滴加酚酞,由于氢氧化钠溶液显碱性,能够使无色酚酞变红。当向其中加入硫酸后,硫酸和氢氧化钠反应生成硫酸钠和水,此时溶液中的碱被消耗,则溶液的碱性变弱
18、至恰好完全反应,溶液呈中性,则此时中性的溶液不能使无色酚酞变色,则能观察到溶液逐渐由红色变为无色;硫酸和氢氧化钠反应生成硫酸钠和水,反应方程式为:;(4)滴入氢氧化钠后,氢氧化钠和二氧化碳反应生成碳酸钠和水,锥形瓶中的二氧化碳被消耗,则气体减少,锥形瓶内的压强也减小,而外界大气压大于内部大气压,则此时气球会在大气压的作用下不断膨胀,所以当观察到气球膨胀,可以证明氢氧化钠和二氧化碳反应;氢氧化钠和盐酸反应生成氯化钠和水,再滴入足量稀盐酸,碳酸钠和稀盐酸能反应生成氯化钠、水和二氧化碳;该过程中能观察到有气泡产生,当观察到滴入稀盐酸后,溶液中有气泡产生,可以证明有碳酸钠,即可以证明氢氧化钠和二氧化碳
19、反应。6(2021重庆)早在春秋战国时期,我国就开始生产和使用铁器。某实验小组利用焦炭和Fe2O3模拟早期炼铁并检验可能的产物,实验装置如下(查阅资料)铁粉为黑色;常温下,Fe、Fe3O4可被磁铁吸引;PdCl2,溶液可用于检验CO,原理是PdCl2+CO+H2O=Pd+CO2+2HCl;Fe3O4与硫酸反应 Fe3O4+4H2SO4=FeSO4+Fe2(SO4)3+4H2O。(实验现象)澄清石灰水变浑浊,PdCl2溶液中产生黑色沉淀,玻璃管内粉末全部变成黑色。冷却后,用磁铁靠近黑色固体,黑色固体被部分吸引。(1)仪器A的名称是_。(2)为了检验气体产物,装置从左到右的接口连接顺序为a_。(3
20、)澄清石灰水变浑浊的化学方程式_。(实验结论)反应生成CO 和CO2,磁铁上的黑色固体可能是 Fe、Fe3O4。(提出猜想)磁铁上的黑色固体是什么?猜想一:Fe猜想二 Fe3O4猜想三 Fe 和Fe3O4(设计实验)设计思路操作现象结论定性实验取少量黑色固体于试管中,加入足量稀硫酸,充分反应固体完全溶解,产生气泡猜想_不成立定量实验取一定质量的稀硫酸(足量)放入烧杯中,加入5.6g黑色固体,充分反应后称量溶液的质量固体完全溶解,产生气泡,溶液增加的质量为_猜想一成立(归纳总结) 根据实验结论和探究结果C与Fe2O3反应的化学方程式为_。【答案】酒精灯 d e b c 二 5.4g 【详解】(1
21、)由图可知,仪器A的名称是:酒精灯;(2)一氧化碳能与PdCl2、水反应生成Pd、二氧化碳和氯化氢,会影响二氧化碳的检验,故应先用澄清石灰水检验二氧化碳,再用PdCl2溶液检验一氧化碳,且应“长进短出”,这样反应比较充分,现象明显,故装置从左到右的接口连接顺序为adebc;(3)二氧化碳能与氢氧化钙反应生成碳酸钙和水,该反应的化学方程式为:;设计实验:定性实验:取少量黑色固体于试管中,加入足量稀硫酸,充分反应,固体完全溶解,产生气泡,铁能与稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气,四氧化三铁能与稀硫酸反应生成硫酸铁、硫酸亚铁和水,故一定含铁,猜想二不成立;定量实验:结论为猜想一成立,故黑色固体是铁,设铁完
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