安徽省2023中考化学题型11实验探究题
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题型十一实验探究题
高分帮
1.[2013安徽]某研究小组发现,维C泡腾片(保健药品,主要成分见图1)溶于水时,有许多气泡产生(如图2)。
该小组同学进行了如下探究。
探究一:该气体的成分。
【猜想与假设】小华说:该气体可能含CO2、O2、CO、H2、N2。
小明说:不可能含N2,原因是______________________________________________________________________。
?
小芳说:不可能含CO和H2,因为从药品安全角度考虑,H2易燃易爆,CO 。
?
【进行实验】
实验编号实验操作实验现象
①将该气体通入澄
清石灰水中
澄清石灰水变浑浊
②将带火星的木条
伸入该气体中
带火星的木条
不复燃
【得出结论】(1)由实验①可知,该气体中肯定含有;写出实验①中发生反应的化学方程式____
_____________________________________________________。
?
(2)由实验②(填“能”或“不能”)确定该气体中不含氧气,理由是_______________________。
?
探究二:维C泡腾片溶液的酸碱性。
向维C泡腾片溶液中滴加紫色石蕊试液,溶液变红,说明溶液呈性。
?
2.[2018安庆二模]某校化学兴趣小组的同学为了探究某脱氧剂的成分(由两种单质组成)及利用该脱氧剂测定空气中氧气含量,进行了如下实验:
(1)探究脱氧剂成分
【实验观察】脱氧剂为灰黑色粉末,在空气中放置一段时间,有红棕色固体生成。
【实验猜想】根据颜色变化,猜想该脱氧剂中含有(填化学式)。
?
【实验探究】另取一定量的脱氧剂,将已验证的成分分离,取剩余固体与少量CuO混合,置于如图1所示装置中加热,一会儿观察到黑色固体变红色,同时澄清石灰水变浑浊;请根据现象,写出左边试管中发生反应的化学方程
式。
?
(2)测定空气中氧气含量
使用图2所示装置进行实验前应先;请写出具体操作步
骤。
?
【实验过程】步骤1:在注射器中放入足量脱氧剂粉末(体积为2mL),封闭;
步骤2:打开弹簧夹,将活塞向右拉至22mL处,关闭弹簧夹;
步骤3:不断轻轻晃动注射器,至活塞位置不再发生变化。
【数据处理】反应后充分冷却,注射器活塞停留在mL处,(固体体积变化忽略不计),计算得氧气约占空气体积的五分之一。
?
上述实验测定过程至少需要重复两次,其目的是。
?
【实验评价】与燃烧红磷法相比,脱氧剂法测定空气中氧气含量的优点是。
?
3.[2012安徽]实验室常用加热氯酸钾与二氧化锰混合物的方法制取氧气,写出反应的化学方程
式: 。
?
小芳发现,氯酸钾与氧化铜混合加热,也能较快产生氧气,于是进行如下探究:
【提出猜想】除MnO2、CuO外,Fe2O3也可以作KClO3分解的催化剂。
【完成实验】按下表进行实验,并测定分解温度(分解温度越低,催化效果越好)。
实验编号实验药品分解温度/℃
①KClO3580
②KClO3、MnO2(质量比
1∶1)
350
③KClO3、CuO(质量比
1∶1)
370
④KClO3、Fe2O3(质量比
1∶1)
390
【分析数据、得出结论】(1)由实验与实验④对比,证明猜想合理;?
(2)实验所用的三种金属氧化物,催化效果最好的是。
?
【反思】(1)若要证明Fe2O3是该反应的催化剂,还要验证它在化学反应前后的质量和不变;?
(2)同种催化剂,颗粒大小可能影响催化效果,请设计实验方案进行验证:?
;? 注意:若答对第(3)小题奖励4分,化学试卷总分不超过60分。
(3)同种催化剂,还有哪些因素可能影响催化效果?请你再探究(探究一种因素即可)。
?
4.[2018合肥瑶海区一模]某研究性学习小组在验证“镁条与稀盐酸反应”的实验时,发现一个意外现象:将镁条放入稀盐酸中,除了有气泡产生外,同时出现灰白色浑浊。
写出镁条与稀盐酸反应的化学方程式。
? 【提出问题】什么原因导致有灰白色浑浊物出现?
【实验设计1】(使用等体积、等浓度的稀盐酸)
试管 A B C D
镁条长度1cm 2cm 3cm 4cm
沉淀量无沉淀生
成
少量沉淀沉淀较多沉淀很多
根据上述实验得知,产生灰白色沉淀量与镁条长度的关系是。
?
【提出问题】灰白色沉淀是什么?
【猜想假设】甲认为灰白色沉淀为碳酸镁(MgCO3),其他同学认为不需要实验就能否定甲的猜想,理由
是。
?
乙认为由于反应后氯化镁的生成量偏多,灰白色沉淀为不能再溶解的氯化镁固体。
丙认为灰白色沉淀为脱落的细颗粒镁粉。
【实验设计2】
取试管中的上层清液,加入适量的氯化镁固体,氯化镁固体(填“溶解”或“不溶解”),故乙同学的猜想错误。
?
丁同学测出镁条与稀盐酸反应过程中溶液pH的变化情况如下表:
时间/min 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 …
放
置
过
夜
溶液pH 2.0 5.8 7.4 8.0 8.6 9.0 9.3 9.6 9.8 10.0 10.0 … 10.
2
实验 现象 无沉
淀
生成
镁条慢慢溶解,气泡量减少,溶液变浑
浊,烧杯底部灰白色沉淀逐渐增加
根据此表,写出你得出的两个结论:
①_______________________________________________________。
? ②_______________________________________________________。
? 结果探究得知:生成的灰白色固体为不同化学组成的碱式氯化镁的混合物。
5.[2018山东潍坊]金属镁可与热水反应生成氢氧化镁和氢气,所得溶液呈碱性,可使酚酞溶液变红色。
某同学将镁条放在水中煮沸,趁热取出部分溶液,滴加酚酞溶液,溶液变为红色,放置在空气中一段时间后,发现溶液的红色褪去了。
(1)镁与热水反应的化学方程式是?。
?
(2)查阅资料:溶液红色褪去的原因是溶液碱性减弱。
【提出问题】导致溶液碱性减弱的原因是什么? 【假设与分析】
假设1:可能是氢氧化镁与N 2或O 2发生了反应。
假设2:可能是溶液吸收了空气中的 。
?
假设3:可能是氢氧化镁的溶解度随温度的降低而 。
? 由碱的性质可知,假设1不成立。
【实验探究】
实验操作
实验现象 结论 1.取上述红色溶液,保持温度不变,在空气中放置一段时间,观察现象 ? 假设2成立
2.取上述红色溶
液, , ,观察现象?
红色褪去 假设3成立
【拓展延伸】
(3)将一小块金属钠投入硫酸铜溶液中,产生蓝色沉淀。
请解释其原因: 。
?
(4)除上述金属外,根据金属活动性顺序,预测 也能跟硫酸铜溶液反应产生上述现象(举一例即可)。
?
6.[2018皖北十校联考]某兴趣小组同学利用如图所示装置进行“铝与硫酸铜溶液反应”的实验时,发现反应后试管中的溶液出现分层现象:
【实验现象】
时间 观察现象
3min 铝条表面有红色固体出现,铝条所在位置及其上方溶液颜色逐渐变浅,下方溶液没有变化
0.5h
铝条表面聚集大量红色物质,铝条周围溶液无色透明,下方溶液仍为蓝色,无色溶液和蓝色溶液界面清晰
(1)写出铝和硫酸铜溶液反应的化学方程式 。
?
(2)实验前打磨铝条并将其绕成螺旋状的目的分别
是、。
?
(3)根据实验现象判断,铜与铝的金属活动性关系为。
?
(4)根据反应后明显分层的溶液判断,生成的硫酸铝溶液密度(填“>”“=”或“<”)原硫酸铜溶液密度,根据反应前后物质质量的关系分析,导致这种结果的原因可能
是。
(反应前后溶液体积的变化忽略不计)。
?
(5)为促进铝与硫酸铜溶液反应,在配制硫酸铜溶液时加入少量NaCl。
【提出问题】为什么在硫酸铜溶液中加入NaCl,有利于铝与硫酸铜溶液反应?
【提出假设】Cl-的存在有利于铝与硫酸铜溶液反应。
【设计实验】请你设计一个实验验证该假设: 。
?
除以上方案外,你还能想到的另一种方案是。
?
7.[2018河北]小明怀疑自家菜地因施用硫酸铵出现了较为严重的土壤酸化问题,于是和化学兴趣小组的同学对此进行了研究。
【查阅产品说明】小明同学根据下图所示产品说明书中的和硫酸铵的组成,推测硫酸铵受热可能会分解生成氨气,使肥效降低。
?
【探究1】土壤的酸碱性
实验1:按下图所示溶解土样,玻璃棒搅拌的目的是;用pH试纸测量土样浸出液的pH约为4,说明土壤呈酸性。
?
【探究2】硫酸铵具有哪些性质
实验2:25℃时,将30g硫酸铵加入50g水中,完全溶解,此时所得溶液对应下图中(填序号)点的状态,测得其pH约为5。
?
实验3:为证明硫酸铵受热分解生成了氨气,小组同学进行了下图所示的实验。
观察到的实验现象为①硫酸铵固体减少;②用酚酞溶液浸湿的滤纸;③小气球胀大。
?
小明依据现象①和②,小红只依据③,都得出了“硫酸铵受热分解”的结论。
小组同学认为小红的依据不合理,小气球胀大可能是装置中的空气受热膨胀所致。
若要通过小气球的变化得出“硫酸铵受热分解”的结论,还需继续进行观察,
若,才能得出这一结论。
?
实验4:按下图所示进行实验,闻到刺激性气味,说明硫酸铵能与熟石灰发生反应。
【拓展应用】
(1)为保证铵态氮肥的肥效,不能高温暴晒,不能。
?
(2)硫酸铵中氮元素被植物吸收后,剩余的硫酸使得土壤酸化,可用熟石灰进行改良,反应的化学方程式为。
?
8.[2018江西]甜叶菊苷具有高甜度、低热能的特点,是一种新型甜味剂,我国是全球最主要的生产国。
实验小组欲探究甜叶
菊苷的元素组成,进行了如下实验:
【提出猜想】甜叶菊苷由什么元素组成?
【进行实验】小晴取适量的甜叶菊苷按图示进行操作,并分别将干冷的烧杯和蘸有澄清石灰水的烧杯倒置于火焰上方。
【讨论交流】其他同学认为小晴的实验设计不严谨,原因是。
经改进实验后,检验到甜叶菊苷在
氧气中充分燃烧的产物只有二氧化碳和水,由此确定甜叶菊苷中一定含有碳、氢元素。
?
【继续探究】为进一步确定其元素组成,同学们利用下图进行实验。
(已知:装置C中的氧化铜能确保甜叶菊苷中的碳元素完全转化为二氧化碳)
(1)实验前要通一会儿氮气,目的是?。
?
(2)A装置中发生反应的化学方程式为。
?
【数据记录】4.02g甜叶菊苷在C装置中充分燃烧后,D装置质量增加了2.7g,E装置质量增加了8.36g。
(产物被完全吸收) 【分析与结论】数据分析:4.02g 甜叶菊苷中氧元素的质量为g,由此确定甜叶菊苷是由碳、氢、氧元素组成的。
? 【反思评价】若没有F装置,对氧元素质量测定结果的影响是(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。
?
9.[2018四川绵阳]实验室保存有一瓶淡黄色固体药品,标签上的药品名称为“过氧化钠(Na2O2)”,但是已经过了保质期。
某
化学兴趣小组想知道这瓶固体究竟含有哪些物质。
他们在老师的指导下进行了实验探究,请你完成兴趣小组的下列实验报告。
【查阅资料】
Ⅰ.过氧化钠是一种淡黄色固体,常用在呼吸面具和潜艇中制造氧气。
其原理是:2Na2O2+2CO22Na2CO3+O2,2Na2O2+2H2O
4NaOH+O2↑。
Ⅱ.常温常压下,O2的密度为1.3g/L。
【分析猜想】
(1)该小组同学认为,不用做实验,仅由查得的资料和所学知识就可推断该固体一定含有Na2O2。
理由
是。
?
(2)进一步对固体成分提出以下猜想:
Ⅰ.只有Na2O2;
Ⅱ.含有Na2O2和Na2CO3两种物质;
Ⅲ.含有两种物质;?
Ⅳ.含有。
?
【实验操作】
首先按如图所示连接好装置。
用电子秤称取1.00g固体样品置于干燥的仪器X中,向分液漏斗中加入一定量的蒸馏水。
(3)仪器X的名称是。
打开分液漏斗活塞,将蒸馏水加入仪器X中。
反应完全后(无固体剩余),注射器内收集到
80.0mL气体,说明样品中含有gNa2O2(计算结果保留到小数点后两位)。
?
(4)更换注射器后,再通过分液漏斗向仪器X中加入足量稀盐酸,溶液中出现气泡,最终注射器内收集到的气体质量为0.11g。
由此推知,样品中含有,该物质的质量为(计算结果保留到小数点后两位)。
?
【得出结论】
(5)通过以上实验操作得出结论,猜想是正确的(填序号)。
?
参考答案
1.探究一:【猜想与假设】反应物中不含N元素,由质量守恒定律可知生成物中不可能有N2(意思相近即可) 有毒
【得出结论】(1)CO2CO2+Ca(OH)2CaCO3↓+H2O (2)不能当氧气含量较低时带火星的木条也不复燃
探究二:酸
2.(1)Fe 2CuO+C2Cu+CO2↑(2)检查气密性夹紧弹簧夹,把活塞向外拉出一段距离,松手,如果活塞回到原位置,说明
装置气密性良好18 减小误差更环保,结果更准确(合理答案均可)
3.2KClO32KCl+3O2??
【分析数据、得出结论】(1)①(2)MnO2
【反思】(1)化学性质
(2)将氯酸钾与不同颗粒大小的同种催化剂等比
..............充分混合,加热测定分解温度(其他合理解答均给分)
(3)【提出假设】催化剂与反应物的质量比不同,催化效果不同
【设计方案】①取相同颗粒大小的同种催化剂与氯酸钾以不同质量比充分混合
..........................;②分别加热,测定分解温度
【得出结论】如果分解温度不同,说明假设成立;反之则不成立 (其他合理解答均给分,但必须叙述完整,表达明确)
4.Mg+2HCl MgCl2+H2↑
【设计实验1】镁条越长,产生的灰白色沉淀越多
【猜想假设】化学反应前后元素守恒,反应物中没有碳元素
【实验设计2】溶解随着反应的进行,溶液的pH不断增大随着pH增大,灰白色沉淀逐渐增加
5.(1)Mg+2H2O Mg(OH)2+H2↑
(2)【假设与分析】二氧化碳减小【实验探究】1.红色褪去 2.隔绝空气冷却至室温(或放置一段时间至室温) 【拓展延伸】(3)钠和水反应生成氢氧化钠,氢氧化钠和硫酸铜反应生成氢氧化铜沉淀(4)钾或钙(K或Ca)
6.(1)2Al+3CuSO4Al2(SO4)3+3Cu (2)除去铝条表面的氧化铝薄膜增大反应物间的接触面积(3)铝的金属活动性比铜
强(4)< 铝置换出铜,固体质量增加,溶液溶质由硫酸铜变为硫酸铝,溶质质量减小,但溶剂质量不变,因此溶液密度减小(5)向两份完全相同的铝和硫酸铜溶液反应的装置中,分别加入质量相同的氯化钠固体和硫酸钠固体,对比反应速率向两份完全相同的铝和硫酸铜溶液反应的装置中,分别加入质量相同的氯化钾固体和氯化镁固体,对比反应速率
7.【查阅产品说明】贮存条件
【探究1】加速溶解
【探究2】C 变红冷却装置后小气球体积不缩小
【拓展应用】(1)与碱性物质混合使用(2)Ca(OH)2+H2SO4CaSO4+2H2O
8.【讨论交流】二氧化碳和水可能来自于酒精燃烧 【继续探究】(1)排出装置内的空气 (2)2H 2O 2
2H 2O+O 2↑
【分析与结论】1.44 【反思评价】偏小
【解析】 【讨论交流】干冷烧杯的作用是检验生成的气体中是否有水蒸气,蘸有澄清石灰水的烧杯的作用是检验生成的气体中是否有二氧化碳,但是酒精燃烧也生成水和二氧化碳,所以小晴的实验设计不严谨。
【继续探究】(1)因为装置中存在空气,空气的成分中有二氧化碳和水蒸气,会影响生成气体中二氧化碳和水蒸气质量的测定,所以实验前要通氮气,目的是排出装置内的空气。
(2) 装置A 中的药品是过氧化氢溶液和二氧化锰,反应的化学方程式为2H 2O 22H 2O+O 2↑。
【分析与结论】D 装置中的浓硫酸具有吸水性,D 装置质量增加了2.7g,则反应生成水的质量为2.7g;E 装置中氢氧化钠溶液可以吸收二氧化碳,E 装置质量增加了8.36g,则生成二氧化碳的质量为8.36g;根据质量守恒定律,反应前后元素的质量不变,所以反应生成的水中氢元素的质量与甜叶菊苷中氢元素的质量相等;反应生成的二氧化碳中碳元素的质量与甜叶菊苷中碳元素的质量相等;依据化合物元素的质量分数计算公式可计算出氢元素的质量为0.3g,碳元素的质量为 2.28g,则 4.02g 甜叶菊苷中氧元素的质量为 4.02g-0.3g-2.28g=1.44g 。
【反思评价】F 装置中的氢氧化钠固体可以吸收空气中的水蒸气和二氧化碳,若没有F 装置,会导致水蒸气和二氧化碳进入E 装置,使E 装置增加的质量偏大,进而导致测得的碳元素的质量偏大,则氧元素质量的测定结果偏小。
9.(1)固体药品呈淡黄色,过氧化钠是淡黄色固体,氢氧化钠和碳酸钠都是白色固体 (2)Na 2O 2、NaOH Na 2CO 3、Na 2O 2、NaOH (3)锥形瓶 0.51 (4)碳酸钠和氢氧化钠 0.27g 、0.22g (5)Ⅳ
【解析】 (1)固体药品呈现淡黄色,过氧化钠是淡黄色固体,氢氧化钠和碳酸钠都是白色固体,所以固体中一定含有过氧化钠。
(2)过氧化钠没有变质时固体成分是Na 2O 2;部分过氧化钠只和二氧化碳反应时,固体成分是Na 2CO 3和Na 2O 2;部分过氧化钠只和水反应时,固体成分是Na 2O 2和NaOH;部分过氧化钠和二氧化碳、水都反应时,固体成分是Na 2O 2、Na 2CO 3和NaOH 。
(3)设固体中过氧化钠的质量为x,则有 2Na 2O 2+2H 2O4NaOH+O 2↑ 156 32 x 0.08L×1.3g/L
156
32=
x
0.08L ×1.3g /L
解得x≈0.51g
(4)设固体中碳酸钠的质量为y,则有 Na 2CO 3+2HCl2NaCl+H 2O+CO 2↑ 106 44 y 0.11g
10644=
x
0.11g
解得y=0.265g≈0.27g
因为过氧化钠和碳酸钠的质量之和小于1g,所以固体中还含有氢氧化钠,氢氧化钠的质量=1g-0.27g-0.51g=0.22g 。