决胜(预测题)中考化学 专题15 科学探究(含解析)

专题15 科学探究
科学探究，是学生积极主动地获取化学知识、认识和解决化学问题的重要实践活动。

也是近几年中考题目中必考内容之一。

本类知识的考查形式有猜想型、实验现象描述或推测型、实验原理书写型、反思型和结论得出或解释型等多种形式。

题型主要为实验型。

本类知识的命题方向主要是以实验探究题的形式设置情景，考查学生运用科学探究的方法，及应用相关基础知识来分析解决实际问题的能力。

本类试题一般信息量较大，综合性强，对思维要求较高。

难度一般为难档。

在进行实验验证时一定要结合猜想、相关物质的性质知识制定好探究、实验计划或者方案，并进行科学合理地探究、实验，分析、收集证据；还要注意事实验证可以通过实验观察、逻辑推理等等多种手段来完成；实验结论的获得要有依据，不能凭空猜测或臆造。

预测题
1．某化学举小组做完酸、碱、盐相关性质实验后，很感兴趣地把稀硫酸、氢氧化钠溶液和碳酸钠溶液混合一起，看到有大量气泡生成。

他们对反应后溶液中溶质的成分很好奇，请你与他们一起进行探究。

【提出问题】反应后溶液中溶质的成为是什么？
【猜想假设】
猜想①Na2SO4、Na2CO3
猜想②Na2SO4、Na2CO3、NaOH
猜想③Na2SO4、H2SO4、Na2CO3
猜想④Na2SO4、 H2SO4
猜想⑤Na2SO4
上述猜想中，你认为不合理的是猜想＿＿（填序号）。

【实验探究】⑴小鹏取少量该溶液于试管中，向其中滴加无色酚酞，发现溶液颜色无变化，据此，他认为猜想⑤是正确的。

你认为他的结论是＿＿（填“合理”或“不合理”）的，理由
是。

⑵小明向盛有少量氧化铜粉末的试管中加入适量该溶液，振荡，溶液变蓝。

该反应的化学方程式是。

【实验结论】根据上述实验探究，你认为猜想＿＿＿（填序号）是正确的。

【拓展应用】工厂与实验室的酸性废水必须处理至中性再排放，这样做的意义是（答一点即可）。

【答案】【猜想假设】③【实验探究】（1）不合理无色酚酞试液遇酸性或中性溶液均不变色（2）CuO+H2SO4=CuSO4+H2O
【实验结论】④【拓展应用】防止污染水体或防止腐蚀铁质下水道等（其他合理答案均可）
【解析】
试题分析：由于硫酸能与碳酸钠反应，所以在溶液中碳酸钠不能与硫酸共存，所以猜想③不正确；
（1）由于中性溶液和酸性溶液都不能使酚酞变色，所以取样滴加酚酞无明显现象，说明溶液一定不是碱性，可能显酸性，也可能显中性，所以小鹏的结论不合理；
（2）金属氧化物能与酸反应，氧化铜能与硫酸反应生成硫酸铜，硫酸铜溶液显蓝色，试样中加入氧化铜粉末，得到蓝色溶液，说明试样中还含有硫酸；
根据小明的实验可知溶液的溶质是硫酸和硫酸钠，即猜想④正确；
酸性废水会污染水体，影响水体的酸碱度，影响水中的生态系统，腐蚀铁质下水道等，所以工厂或实验室的酸性废水需处理成中性才能排放。

考点：考查物质成分实验探究的有关判断
2．同学们在学习了木炭还原氧化铜的实验后，联想到单质碳的一些化学性质，对反应后的气体成分产生了疑问，某学习小组对该反应产物中的气体成分进行了探究。

〔猜想〕
①气体产物全部是CO2②气体产物全部是CO ③气体产物；
〔查阅资料〕 CO气体能使湿润的黄色氯化钯试纸变蓝色。

〔设计实验〕根据各自的猜想，他们共同设计了如下图的实验装置进行探究。

A B C
〔现象与分析〕
现象结论
如果装置B ，装置C无现象则猜想①成立
如果装置B无现象，装置C 则猜想②成立
如果装置B ，装置C____________ 则猜想③成立
〔结论〕实验现象证明猜想③成立，同学们的疑问是合理的。

〔反思〕
（1）同学们对CO产生的原因进行了分析：
①原因一：木炭和氧化铜在高温条件下直接发生反出产生CO；
②原因二：反应C+2CuO 高温
2Cu+CO2↑中的一种产物和反应物木炭又发生了化学反应，产生了CO；
请你从原因一、原因二中选择其一，用化学方程式表示存在此原因的化学反应原理___________。

（2）根据上述实验，请你归纳出单质碳在工业上的重要用途。

【答案】〔猜想〕CO和二氧化碳
〔现象与分析〕
现象结论
如果装置B澄清石灰水变浑浊，装置C无现象则猜想①成立
如果装置B无现象，装置C试纸由黄色变为蓝色则猜想②成立
如果装置B澄清石灰水变浑浊，装置C试纸由黄色变为蓝色则猜想③成立〔反思〕
（1）CO2+C点燃2CO 或 CuO+C加热Cu+CO （2）冶炼金属
【解析】
试题分析：根据猜想1和猜想2综合考虑，可知气体产物可能是CO和二氧化碳的混合气体；根据资料和实验结论分析：若猜想①成立，则气体产物全部是CO2，现象为装置B澄清石灰水变浑浊，装置C无现象；猜想②成立，则气体产物全部是CO ，现象为装置B无现象，装置C试纸由黄色变为蓝色；若猜想③成立，则气体产物是CO和二氧化碳的混合气体，现象为装置B澄清石灰水变浑浊，装置C试纸由黄色变为蓝色。

木炭和氧化铜在高温条件下直接发生反出产生CO的化学方程式为CuO+C加热Cu+CO ，反应C+2CuO加热2Cu+CO2↑的产物中只有二氧化碳能与碳反应，即CO2+C点燃2CO ；根据上述实验可知碳具有还原性，则可利用这个性质来冶炼金属。

考点：科学探究
3．某化学兴趣小组按右图所示装置（固定装置已省去）开展有关探究性实验。

已知，过氧化氢足量，该装置气密性良好，实验前开关K1和K2均处于关闭状态。

实验步骤如下：
Ⅰ．打开K1、K2，观察现象；
Ⅱ．关闭K1，打开分液漏斗活塞，观察现象；
Ⅲ．打开K1，观察现象；
Ⅳ．回收锥形瓶中的二氧化锰，洗净仪器放回原处。

回答下列问题：
（1）该实验的目的是；
（2）步骤Ⅲ观察到试管①中的现象是：有气泡从导管中冒出、，试管①中反应的化学方程式为，该反
应的类型是反应（填“化合”、“分解”或“置换”）；
（3）实验完毕后，回收二氧化锰的实验操作是、洗涤、干燥；
（4）由步骤Ⅱ、Ⅲ可得出的实验结论是。

【答案】（1）探究可燃物燃烧的条件（2）白磷在热水中燃烧、4P+5O22P2O5、化合反应（3）过滤（4）可燃物燃烧需要达到着火点
考点：可燃物燃烧的条件
4．已知草酸 (H2C2O4) 加热时在浓硫酸的催化作用下会发生分解反应，某化学兴趣小组对草酸分解的产物产生了兴趣，请你参与：
【提出猜想】甲：CO 2 H 2O 乙： CO H 2O
丙：NH 3 CO 2 H 2O
丁： CO 2 CO H 2O ①某同学认为丙同学的猜想是错误的，理由是 (11) 。

【查阅资料】氧化铁为红棕色粉末，一定温度CO 能还原氧化铁；铁粉呈黑色。

【进行实验】为了验证上述猜想，将草酸在一定条件下分解的产物依次通过下列装置：
② A 、B 装置的顺序不能颠倒，原因是 (12) 。

③ 实验中观察到A 中无水CuSO 4变蓝，B 、D 中澄清石灰水变浑浊，C 中红棕色粉末变成黑色，由
此推断 (13) 同学猜想成立。

④ D 装置的作用是 (14) ，反应的化学方程式为 (15) 。

【得出结论】⑤草酸分解的化学方程式为 (16) 。

【反思与评价】⑥从环保角度考虑，上述实验的不足之处是 (17) 。

【答案】（11）根据质量守恒定律或化学反应前后元素种类不变或反应前不含氮元素 （12）先通过装置B ，
会干扰对水的鉴别 （13）丁 （14）吸收和检验二氧化碳，并收集尾气 （15）Ca(OH)2+ CO 2 →CaCO 3↓+H 2O
（16）H 2C 2O 4————→浓硫酸MnO 2
H 2O+CO 2↑+CO ↑ （17）缺少尾气处理装置 【解析】
试题分析：①由于反应前的物质中不含氮元素所以生成的物质中也不能含有氮元素，故丙猜想是错误的；
②由于先通过装置B ，会干扰对水的鉴别所以A 、B 装置的顺序不能颠倒；③A 中无水CuSO 4变蓝，说明
有水产生，B 、D 中澄清石灰水变浑浊，C 中红棕色粉末变成黑色说明有草酸分解的产物中有二氧化碳
和一氧化碳生成，故丁同学的猜想是正确的；④为了吸收和检验二氧化碳，并收集尾气，所在该实验
加装了D 装置；在书写化学方程式时一定要找准找全反应物、生成物及反应条件；由于一氧化碳有毒，
逸散到空气中会污染环境，本实验没有尾气处理装置，这是该实验的最大不足之处。

考点：质量守恒定律，化学方程式的书写，一氧化碳还原氧化铁的实验。

5．某兴趣小组同学阅读课外资料得知：很多因素都能影响过氧化氢分解速度。

于是同学们探究影响过氧化
氢分解速度的某种因素。

【实验过程】实验数据记录如下：
过氧化氢溶液的质量过氧化氢溶液的浓度MnO2的质量测量数据
Ⅰ50．0g 1% 0．1g 9 mL
Ⅱ50．0g 2% 0．1g 16 mL
Ⅲ50．0g 4% 0．1g 31 mL 【实验分析】
（1）过氧化氢分解的化学方程式为______________________________________。

（2）表格中的“测量数据”的指的是：相同时间内_________________________________。

（3）本实验中，测量O2体积的装置是________（填编号）。

【实验结论】
在相同条件下______________________________________________。

【交流评价】
（1）甲同学提出在上述实验中测量______________同样能得出相同的结论。

（2）乙同学提出用右图装置进行实验，通过比较____________________也能达到实验目的。

【实验反思】
除了上述因素会影响过氧化氢分解速度外， ___________（写一种）也会影响过氧化氢分解速度，你的实验方案是__________________________________________________________________。

【答案】【实验分析】（1）2H2O2 MnO2 2H2O + O2↑ （2）相同时间内收集氧气的体积（3）C 【实验结论】双氧水浓度越大，产生氧气速度越快
【交流评价】
（1）收集等体积氧气所需要的时间
（2）电子天平的读数不再发生变化时,所需要的时间
【实验反思】
a b c
催化剂的种类（温度等）
分别取等质量等浓度的过氧化氢溶液，依次加入等量、不同种类的催化剂，记录收集等体积氧气所需要的时间
【解析】
试题分析：过氧化氢分解生成水和氧气：2H2O2 MnO2 2H2O + O2↑ ；探究影响过氧化氢分解速度的某种因素要通过比较相同时间内收集氧气的体积，收集到的氧气的量越大，说明反应速率越快；测量O2体积可通过测量排出的水的体积来判断，故选C装置；通过该实验可以发现双氧水浓度越大，产生氧气速度越快；探究影响过氧化氢分解速度的某种因素要通过比较相同时间内收集氧气的体积，或收集相同体积的氧气所需时间的长短；过氧化氢分解产生的氧气会逸散到空气中，该装置可通过电子天平的读数不再发生变化时,所需要的时间，时间越短，说明反应速率越快；温度和催化剂也会影响过氧化氢的分解速率，但要采用控制变量法，如分别取等质量等浓度的过氧化氢溶液，依次加入等量、不同种类的催化剂，记录收集等体积氧气所需要的时间。

考点：影响化学反应速率的因素
6．实验探究氢气遇到氧气发生爆炸的条件：
①甲装置中仪器“A”的名称是（17）；在实验室中利用氯酸钾和二氧化锰制取氧气，发生的化
学方程式是（18）；利用锌粒和稀硫酸制取氢气，可以利用下列（19）（选填“甲”
或“乙”）装置；
②利用丙装置将氢气、氧气混合气体收集起来，可以观察（20）数量，通过活塞控
制两者气体的比例关系，利用一次性保鲜袋收集混合气体，然后直接点燃保鲜袋。

③实验共四次，实验数据及现象记录在下表：
实验次数第一次第二次第三次第四次
氢气与氧气的体积比1︰2 1︰4 1︰19 1︰39
氢气的体积百分数 33% 20% 5% 3.3% 点燃后现象 爆炸 爆炸 爆炸 保鲜袋燃烧，没有爆炸
由此可见氢气与氧气混合发生爆炸，除要达到燃烧的三个条件外，还和（21） 有关。

【答案】（17）长颈漏斗 （18）2KClO 3======MnO 2△2KCl ＋3O 2↑（19）
甲 （20）气泡 （21）氢气和氧气
的体积比（或：氢气的体积百分数）
【解析】
试题分析：根据仪器的用途和形态确定仪器的名称；氯酸钾和二氧化锰制取氧气的反应中氯酸钾是反应物，
二氧化锰是这个反应的催化剂，同时这个反应发生还需要加热的条件，根据这些信息书写化学方程式；
锌是固体，稀硫酸是液体，反应不需要加热，所以制取氢气的发生装置应选择A 固液不加热型装置；
氢氧两种气体在水中经过时都会产生气泡，可以根据产生气泡的多少来判断它们产生气体的数量；爆
炸除了要达到燃烧的条件外，还要达到可燃物的爆炸极限即氢气和氧气的体积比。

考点：氢气的制取与性质，化学方程式的书写。

7．小明发现二氧化锰催化过氧化氢分解的实验中，反应速度逐渐变慢。

查阅资料得知：其原因是过氧化氢
的溶质质量分数减小以及二氧化锰的催化能力降低。

为了探究二氧化锰的催化能力降低的影响因素，进行如下实验。

【材料准备】取质量均为2克的二氧化锰分别催化40毫升溶质质量分数为10％、20％、30％的过氧化
氢溶液分解，实验后回收二氧化锰，并分别标为A 、B 、C;另取多次催化分解10％过氧化氢溶液实验后
回收的二氧化锰，标为D 。

【实验步骤】
①连接装置并检查气密性。

②取未使用过的二氧化锰0．5克，加入锥形瓶中，再加入10毫升溶质质量分数为5％的过氧化氢溶
液，记录收集120毫升气体所需的时间。

③在分别取A 、B 、C 、D 组二氧化锰0．5克，重复上述实验。

④多次实验取平均值，记录数据如下：
组别 未使用过得二氧化锰 A B C D
收集气体时间／秒17.9 23.2 27.7 32.3 37.8
（1）实验时，长颈漏斗下端管口应在液面以下，其目的是。

（2）实验中通过比较收集相同气体体积所需的时间外，还可以通过比较来反映二氧化锰的催化能力。

（3）由上表数据可知，引起回收的二氧化锰的催化能力下降的因素是。

【答案】（1）防止生成的气体从长颈漏斗中逸出；（2）相同时间内产生气体的体积；（3）过氧化氢溶液的溶质的质量分数、二氧化锰使用的次数
【解析】
试题分析：（1）实验时，长颈漏斗下端管口应在液面以下，其目的是（1）防止生成的气体从长颈漏斗中逸出；（2）实验中通过比较收集相同气体体积所需的时间外，还可以通过比较相同时间内产生气体的体积；（3）由上表数据可知，引起回收的二氧化锰的催化能力下降的因素是过氧化氢溶液的溶质的质量分数、二氧化锰使用的次数。

考点：气密性检验、催化剂
8．实验室里既可用高锰酸钾（或氯酸钾和二氧化锰的混合物）在加热条件下使其分解制取氧气，也可用如图装置，通过分解过氧化氢（H2O2）来制取氧气。

请你根据已学化学知识和经验回答下列问题：
（1）写出过氧化氢分解的化学方程式：。

（2）写出如图装置中仪器a的名称：。

（3）与高锰酸钾（或氯酸钾和二氧化锰的混合物）制取氧气相比，用过氧化氢制取氧气的优点是：。

（4）收集氧气的方法还可用法，你选择此方法的理由是：。

（5）如图发生装置还可以用于制取的气体有。

【答案】（l） 2H2O22H2O+O2↑ （写MnO2为催化剂亦可）；（2）集气瓶；
（3）不加热（或节约能源、操作简单）不产生污染物（或绿色环保）（其它合理答案亦可）
（4）向上排空气，氧气密度比空气大；（5）二氧化碳（CO2）（其它合理答案亦可）
【解析】
试题分析：（1）过氧化氢制氧气的反应物是过氧化氢，生成物是水和氧气，反应条件是二氧化锰作催化剂，用观察法配平，氧气后面标上上升符号；
（2）要熟记常见仪器的名称，用来收集气体的是集气瓶；
（3）高锰酸钾制氧气需要加热，操作复杂，不安全，而过氧化氢制氧气不需加热，操作简单，安全；
（4）收集方法的选择是根据：难溶于水或不易溶于水用排水法收集，密度比空气大用向上排空气法收集，密度比空气小用向下排空气法收集，由于氧气密度比空气大，用向上排空气法收集；
（5）反应物的状态是固体和液体，不需要加热，如果固体与固体反应制取气体需要加热，由于制取二氧化碳是盐酸和大理石，也不需要加热，故可制取二氧化碳。

考点：考查实验室制取氧气的反应原理；常用仪器的名称和选用；氧气的收集方法；化学方程式书写、文字表达式、电离方程式
9．根据实验装置图回答问题
（1）写出标号仪器名称：①；②。

（2）写出A装置试管中发生反应的化学方程式。

（3）若要制取氧气并测定体积，需将上述A、B、C装置进行组装，则导管口的连接顺序为a→→→b；能用C装置收集氧气，是因为氧气。

（4）将产生的氧气分别通入D、E装置中，观察到D中的白磷，E中的白磷；这一事实说明可燃物燃烧必备的条件是。

【答案】（1）铁架台；量筒；（2）2KMnO4 K2MnO4+MnO2+O2↑；
（3）d；e；不易溶于水；（4）燃烧；不燃烧；达到可燃物的着火点
【解析】
试题分析：（1）依据实验室常用仪器的认识解决此题，①是铁架台，②是量筒，故答案为：铁架台；量筒；
（2）高锰酸钾受热分解生成锰酸钾和二氧化锰和氧气，化学反应方程式是2KMnO4K2MnO4+Mn O2+O2↑，故
答案为：2KMnO 4 K 2MnO 4+MnO 2+O 2↑；
（3）若要制取氧气并通过排水量来测定所收集到氧气的体积，整套实验装置接口的正确连接顺序为a→d→e→b；因为氧气不易溶于水，因此可以用C 装置收集氧气；故答案为：d ；e ；不易溶于水；
（4）D 中的白磷燃烧，E 中的白磷不燃烧，除温度外白磷所处环境一样，只能说明是温度达不到的原因，即说明可燃物燃烧必备的条件是达到可燃物的着火点，故答案为：燃烧；不燃烧；达到可燃物的着火点。

考点：考查氧气的制取装置；量气装置；氧气的收集方法；化学方程式书写、文字表达式；燃烧与燃烧的
条件
10．实验是研究物质的性质及其变化规律的重要手段，请根据下述实验内容回答问题。

小资料：
1．白磷的着火点为40℃。

2．浓盐酸和浓氨水均是具有挥发性的无色液体，挥发出的氯化氢气体和氨气反应生成氯化铵。

（1）图A 为测定空气中氧气含量的实验。

锥形瓶内空气体积为220mL ，注射器中水的体积为50mL ，实验时先夹紧弹簧夹，将锥形瓶底部放入热水中，白磷很快被引燃，白磷燃烧的化学方程式为 。

将锥形瓶从热水中取出，待白磷熄灭、锥形瓶冷却到室温后，打开弹簧夹，可观察到的现象是 。

（2）图B 为探究分子运动的实验，在玻璃管两端同时放入蘸有试剂的棉花，发现在玻璃管内形成了环状白烟且偏向蘸有浓盐酸的棉花一端。

由此得到的结论是 。

（3）在验证二氧化碳与水反应实验中,为证明使石蕊变色的物质是碳酸而不是水或二氧化碳,使用如图C 所示的装置,应采取的实验操作顺序是 (填数字序号,可重复选用)。

①从b 端通氮气；②将用石蕊溶液染成紫色的干燥纸花放入广口瓶中；③从a 端通二氧化碳；④从分液漏斗中滴加适量水
【答案】（1）4P + 5O 2 =======点燃2P 2O 5 注射器中的水流入锥形瓶，当注射器中的水还剩约6mL 时停止下流。

（2）分子在不断运动，氨分子运动速率大于氯化氢分子运动速率（氯化铵为白色固体等）
（3）②③①④③（2分）
考点：空气中氧气含量的测定、分子在不断运动、二氧化碳的性质。