专题十七 科学探究题

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5.(2018湖南长沙,44,6分)我市教育主管部门为了让同学们过好传统佳节——端午节,特意将中考提前一 天。化学兴趣小组的同学们为庆祝端午节,决定自己动手制作传统食品——皮蛋。制作皮蛋料泥的原料主 要有:生石灰、纯碱、草木灰(含K2CO3)等。将它们按一定比例混合加入适量水得到皮蛋料泥。料泥的主 要成分是什么呢?同学们进行了如图所示的探究:
(4)【实验操作、现象与结论】
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实验操作
实验现象
实验结论
①取适量碳酸氢铵于试管中加热, 产生强烈的刺激性气味,试管壁上 分解产物中有
如图一所示,将干燥的红色石蕊试 有无色液滴且试纸变蓝,但未见红
纸接近导管口
棕色气体
②按如图二所示装置继续实验,直 到反应完全
澄清石灰水变浑浊
分解产物中有
,没有来自百度文库
,由此得出,该土样pH>7。
(2)乙组探究土样的成分(如图所示)
向土样中加入足量的蒸馏水,发生反应的化学方程式为 同学们对溶液Ⅰ中的溶质成分很感兴趣,做出如下猜想: 猜想①:只含NaCl 猜想②:含NaCl、CaCl2 猜想③:含NaCl、Na2CO3
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设计实验,继续探究:
验证猜想所用试剂
实验现象
实验结果
方案一 方案二
AgNO3溶液和稀硝酸
有白色沉淀生成 无明显现象
猜想①正确 猜想②不正确
方案三
猜想③正确
反思与评价:
①通过交流,甲组认为乙组的方案一不太严谨,理由是
。
②同学们对沉淀Ⅰ中CaCO3的来源展开了热烈的讨论。一致认为,CaCO3也可能来自土样本身。请解释土
样中存在CaCO3的原因
(1)同学甲认为,氧化钙的作用是防止空气中的CO2和H2O对实验造成干扰,小组成员一致同意。 (2)同学乙认为,若装置C中CuO变红,则除了甲烷与CuO可能发生反应外,还可能发生的反应是
(用化学方程式表示)。
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(3)同学丙认为,欲通过D装置中浓硫酸因吸收水分而增重,说明混合气体中含有CH4的思路不严密,认为需要
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3.(2017北京,38,7分)高锰酸钾在生产、生活中有广泛应用。实验小组对高锰酸钾的某些性质进行研究。
Ⅰ.不稳定性
(1)如图所示进行实验,KMnO4受热分解的化学方程式为
,3.16 g
KMnO4产生O2的质量为
g。
(2)用向上排空气法收集O2的原因是
。
Ⅱ.腐蚀性
【查阅资料】KMnO4溶液呈中性、有腐蚀性。
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解析 Ⅰ.(1)设3.16 g KMnO4受热分解产生O2的质量为x。
2KMnO4 316
K2MnO4+MnO2+O2↑ 32
3.16 g
x
316 = 3.16 g
32 x
x=0.32 g。
Ⅱ.(3)实验1是完成不同浓度的高锰酸钾溶液对鸡皮的腐蚀程度的分析,腐蚀现象差异是由实验变量造成
。
总结与提升:
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改良我省的盐碱地,充分利用土地资源,造福山西人民,我们任重而道远。以下建议你认为正确的是 。
a.轻度盐碱地可以种植枸杞 b.可以用熟石灰改良盐碱地 c.盐碱地应避免施用碱性化肥
答案 (1)取适量土样于烧杯中,加蒸馏水、搅拌、静置,在玻璃片(或表面皿)上放一条pH试纸,用玻璃棒蘸 取上层清液滴到pH试纸上,把试纸显示的颜色与标准比色卡比较,读出pH (2)CaCl2+Na2CO3 2NaCl+CaCO3↓ Na2CO3溶液(或K2CO3溶液) 答案1:稀盐酸(或稀硫酸);答案2:CaCl2 溶液/BaCl2溶液/Ca(NO3)2溶液/Ba(NO3)2溶液/Ca(OH)2溶液/Ba(OH)2溶液;答案3:酚酞溶液 答案1:有气泡产 生;答案2:有白色沉淀生成;答案3:溶液由无色变成红色 ①若溶液中含CaCl2,滴加硝酸银溶液和稀硝酸,也会产生白色沉淀 ②在灌溉(或雨水或潮湿)的条件下,该 土壤中的CaCl2和Na2CO3反应也生成CaCO3 a、c
5CuSO4+2MnSO4+K2SO4+8H2O。 知识拓展 控制变量法:把多因素的问题变成多个单一因素的问题,只改变其中某一个因素,从而研究这个 因素对事物的影响。
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4.(2018湖南长沙,47,12分)在小英家的仓库里,堆放着一袋袋化肥——碳酸氢铵(NH4HCO3)。过了一个夏天,
小英发现这种化肥所特有的刺激性气味变得更浓烈了,有些化肥袋里碳酸氢铵变少了。检查发现,变少的
发生分解反应,可能产生的物质有氨气和一些氧化物。
(3)【查阅资料】①碳酸氢铵属于氮肥,不具有升华的性质,说明上述猜想
(填序号)不成立;②氨气
(化学式NH3)具有特殊的刺激性气味,极易溶于水,其水溶液显碱性,但干燥的氨气不能使干燥的红色石蕊试
纸变蓝;③NO2为红棕色气体。NO为无色气体,在空气中易发生反应:2NO+O2 2NO2。
化肥包装袋没有密封,化肥也没有撒落在地上,更没有人进过仓库开袋使用。
为了探究这些化肥减少的原因,小英在实验室取了一些碳酸氢铵粉末,放在蒸发皿中加热,过一会儿观察到
粉末完全消失,同时也闻到了这种刺激性气味。粉末为什么会消失呢?
(1)【提出问题】碳酸氢铵粉末消失的原因是什么?
(2)【猜想】①碳酸氢铵在不加热或加热条件下由固态变成它的气态。②碳酸氢铵在不加热或加热条件下
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中考化学
（福建专用）
第六部分 专题拓展
专题十七 科学探究题
栏目引索引 1.(2019湖北黄冈,30,5分)获悉某处矿井中瓦斯报警器发出警报后,学校兴趣小组请求该矿井安全监测人员 提供了少量气体样品,进行成分探究。兴趣小组经资料查询,通常瓦斯气体可能含有CO、CO2、CH4等气 体。为确定该气体是否含有这三种气体中的一种或几种,小组组长初步设计了如下实验方案供大家讨论: (已知:CH4+4CuO 4Cu+CO2+2H2O)
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(5)【应用】①利用氨气的化学性质,请写出实验室检验氨气的方法(写出实验操作、现象、结论):
;
②如果你家里有碳酸氢铵化肥,你应该如何保存?
。
答案 (3)① (4)
(5)①用湿润的红色石蕊试纸接触气体,如果试纸变蓝,则为氨气 ②密封、阴凉、防潮
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解析 (3)碳酸氢铵属于氮肥,不具有升华的性质,说明猜想①不成立。(4)实验①中产生强烈的刺激性气味, 试管壁上有无色液滴且红色石蕊试纸变蓝,说明分解产物中有NH3和H2O,未见红棕色气体,说明分解产物中 没有氮的氧化物。实验②的实验现象是澄清石灰水变浑浊,说明有二氧化碳生成。(5)①实验室检验氨气 的方法:用湿润的红色石蕊试纸接触气体,若试纸变蓝,则为氨气;②碳酸氢铵易分解,碳酸氢铵化肥应密封保 存于阴凉处。
方法技巧 根据装置D、E增加的质量计算生成的水和二氧化碳的质量比,再根据CH4+4CuO 4Cu+2H2O +CO2计算水和二氧化碳的质量比,若两者质量比相同,说明原混合气体中不含CO;若两者质量比不同,说明 原混合气体中含有CO。
2.(2018福建,15节选,3分)某研究小组对过氧化氢溶液制取氧气进行如下探究。 实验二 探究H2O2质量分数、溶液pH、温度对反应速率的影响 (2)设计如下表实验方案:
在
(填序号)间再增加一个装置D(编号为F),才能证明含有CH4。
(4)同学丁认为,装置B可有可无。说说你的看法和理由:
。
(5)同学戊认为,该装置存在着
重大安全隐患,小组成员一致同意。
综合上述讨论,兴趣小组将经过安全处理后的混合气体,通过改进后的装置进行了实验探究,请根据实验现
象和数据填写结论:
装置
实验现象/数据
的。该实验的目的是探究高锰酸钾溶液浓度与鸡皮被腐蚀程度的关系。
(5)①证明KMnO4溶液单独作用下铜片不被腐蚀;③证明H2SO4溶液单独作用下铜片也不被腐蚀;②证明 KMnO4与H2SO4共同作用时对铜才有腐蚀性。由此得出结论。 (6)根据质量守恒定律,在化学反应前后,原子的种类和数目不变,得出化学方程式应为5Cu+2KMnO4+8H2SO4
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6.(2017山西,29,9分)经过监测和治理,我省的土壤质量已经得到了很好的改善,但个别地区仍然存在盐碱 地。某校化学兴趣小组的同学们为此开展了实践活动,他们采集了本地的土样,并对土样围绕两个问题进 行探究。 查阅资料: ①枸杞和合欢等植物均可在轻度盐碱地中生存。 ②盐碱地显碱性。 ③该土样中的可溶性物质只含NaCl、CaCl2和Na2CO3。 探究过程: (1)甲组探究土样的酸碱度 具体操作是
5Cu+2KMnO4+8H2SO4 5CuSO4+2MnSO4+K2SO4+
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答案 (1)2KMnO4 K2MnO4+MnO2+O2↑ 0.32 (2)氧气的密度比空气略大 (3)探究高锰酸钾溶液浓度与鸡皮被腐蚀程度的关系 (4)其他条件相同时,酸性高锰酸钾溶液浓度越高对铜的腐蚀性越强 (5)①②③ (6)8H2O
实验结论
A
石灰水变浑浊
B
无明显现象
通过实验现象和数据,小组成员一
C
黑色粉末变成红色
致认为该气体样品中含有
D
装置D增重3.6 g
E
装置E增重4.4 g
答案 (每空1分,共5分)
(2)CO+CuO Cu+CO2 (3)B、C (4)装置B必须有。Ca(OH)2微溶,装置A不能保证CO2被完全吸收 (5)可燃性气体中含有氧气,加热时可能爆炸(合理答案均给分) CO2、CH4
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解析 (2)一氧化碳具有还原性,也能还原氧化铜,反应的化学方程式为CO+CuO Cu+CO2。 (3)混合气体通过氢氧化钠溶液后不进行干燥,通过装置C的气体中可能含有水蒸气,所以要在B、C之间增 加一个盛有浓硫酸的装置,以除去水蒸气,这样装置D增重才能说明原气体中含有CH4。 (4)由于Ca(OH)2微溶于水,将混合气体通过装置A,不能保证CO2被完全吸收,所以装置B必须有。 (5)装置中有氧气,加热时可能爆炸,所以该装置存在重大安全隐患。装置A中澄清石灰水变浑浊,说明原混 合气体中含有CO2;装置D增重3.6 g,说明反应中生成H2O的质量为3.6 g,装置E增重4.4 g,说明反应中生成 CO2 的质量为4.4 g,两者的质量比为3.6 g∶4.4 g=9∶11,根据化学方程式CH4+4CuO 4Cu+2H2O+CO2可以计 算出反应生成的H2O和CO2的质量比也为9∶11,所以原混合气体中不含CO,故该气体样品中含有CO2、CH4。
实验序号
H2O2质量分数/%
pH
1
30
5
2
30
6
3
30
11
4
15
11
5
a
11
①实验1~3的实验目的是
②a=
;b=
。
温度/℃ 20 20 20 30 b 。
栏目引索引 每分钟气泡数
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答案 (2)①探究溶液pH对反应速率的影响(或其他合理答案) ②15 20(或30 30) 解析 (2)①由表格数据可知,实验1、2、3中过氧化氢的质量分数和温度都相同,只有pH不同,故这三个实 验的目的是探究溶液的pH对化学反应速率的影响。②对比实验中只能存在一个变量,故当a=15时,b=20;当 a=30时,b=30。
【进行实验】 实验1:将新鲜鸡皮在不同浓度的KMnO4溶液中浸泡相同时间,现象如下表。
KMnO4溶液浓度
0.002%
0.01%
0.1%
鸡皮的变化
无明显 变化
边缘部分变 为棕黄色
全部变 为棕色
实验2:将铜片分别浸泡在4种溶液中进行实验,所得数据如下表。
编号
①
②
③
实验
铜片
实验前
0.54
0.54
0.54
质量/g
18小时后
0.54
0.52
0.54
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1% 全部变 为黑色
④
0.54 0.43
【解释与结论】
(3)实验1的目的是
。
(4)实验2中,通过对比②和④,得出的结论是
。
(5)实验2中,欲得出“KMnO4和硫酸共同作用对铜才有腐蚀性”的结论,需要对比 号)。
(6)实验2中,铜片被腐蚀的反应如下,补全该反应的化学方程式。
(1)步骤②的操作所需的玻璃仪器有:烧杯、玻璃棒、
;
(2)步骤③的现象说明滤渣中一定含有的物质为
;
(3)由上述实验现象推断,滤液中的溶质一定含有
。
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答案 (1)漏斗 (2)碳酸钙(或CaCO3) (3)NaOH、KOH、Ca(OH)2
解析 (1)步骤②的操作是过滤,过滤所需的玻璃仪器有:烧杯、玻璃棒、漏斗。(2)原料中的生石灰与水反 应生成氢氧化钙,氢氧化钙与纯碱、草木灰中的K2CO3发生反应,生成了碳酸钙沉淀、氢氧化钠、氢氧化 钾。步骤③向滤渣中滴加稀盐酸观察到有气泡产生,可判断滤渣中一定含有的物质是碳酸钙。(3)步骤⑤ 向滤液中滴加稀盐酸无气体产生,说明滤液中没有碳酸盐;步骤④向滤液中加入酚酞,溶液变红色,说明滤液 呈碱性,可推知溶液中一定存在步骤②生成的氢氧化钠、氢氧化钾;步骤⑥向滤液中通入二氧化碳出现白 色沉淀,说明滤液中含有氢氧化钙,故滤液中的溶质一定含有NaOH、Ca(OH)2、KOH。