实验探究题之定量探究类-2021年中考化学（解析版）

热点08实验探究题之定量探究类

【命题趋势】

定量探究重点考查学生对化学基本方法、基本知识和基本技能的掌握程度和运用能力。在考查初中化

学核心概念并兼顾化学基础知识与理论覆盖率的基础上，将学生化学学科能力的考查放在首要位置,特别是

突出考查学生在解决与化学相关的实际问题中分析、概括、归纳、判断、推理的化学思维能力和综合运用

化学知识的能力。定量实验是初中化学学科较为难的实验，是一般结合定性实验，除了干扰因素外，还要

考虑进行化学定量的计算。

【满分技巧】

i.认真读题，审清题意，确立探究课题。

2.根据课题，选择合适方法，提取相关化学知识，设计探究方案。

3.根据课题要求，将探究的问题与所学的知识进行整合与提炼，迁移到要解决的问题中来。

【热点内容】

1.质量守恒定律；

2.碳酸盐含量的测定；

3.催化剂或催化效果的比较；

4.金属氧化物含量的测定。

【限时检测】（建议用时：30分钟）

1.（2021•长沙市模拟）足球比赛中让昏迷球员快速恢复意识会用至U“嗅盐”，同学们对嗅盐产生了好奇，并

对其成分进行如下探究。

【查阅资料】（1）嗅盐是由一种盐类物质和香料（不参与下列探究中的任何反应）组成，能释放出氨味气

体，对人体神经会产生强烈的刺激作用，但过量吸入会危害健康。

（2）氯化钙稀溶液与碳酸氢镀溶液不发生反应。

（3）氨气极易溶于水，且能与硫酸化合生成硫酸铁。

【提出问题】嗅盐中盐类物质是什么？

【实验探究】填写表中空格。

实验小青的实验小竹的实验

方案

1氧化钙稀溶液

寸研体

0也取嗅盐溶于水

的上层清液

嗅盐与________（填i种物质的俗名）混合研磨

现象闻到刺激性气味且试纸变蓝有白色沉淀出现

2

嗅盐中含有NFU+嗅盐中含有CO3-

结论确认了小青的实验结论

证明嗅盐中盐类物质是碳酸钱

【质疑】小竹认为小青的实验结论不严谨。小竹通过补做一个实验（方案见上表），进而确认了小青的结

论。小竹的实验目的是排除嗅盐中含有离子的可能性。

【继续探究】小湖同学利用如下图所示装置进一步测定嗅盐中碳酸镀的质量分数。

【实验主要操作步骤】①关闭止水夹，加入足量氢氧化钠溶液，充分反应。②反应结束后，打开止水夹通

入一段时间的空气。

【数据记录】实验称取样品质量为mi,反应前后装有氢氧化钠固体的球形干燥管的总质量分别为m2和m3,

反应前后烧杯及烧杯内溶液的总质量分别为3和m5o

【数据处理】通过测得数据计算出嗅盐中碳酸核的质量分数为（用“数据记录”中的字母代号表

【评价】老师对小湖同学的实验设计表示了肯定，如：装置中倒置的漏

斗既可以增大吸收面积以保证氨气被完全吸收，同时还能防止倒吸。但

也指出了实验设计中还存在两处缺陷，会导致测定碳酸俊的质量分数不

准确。请你指出这两处缺陷及对测定碳酸镂的质量分数结果的影响。

①_______________________________________________________________________________________________________________

②。

【解析】由于对应现象为“闻到较浓烈刺激性气味且试纸变蓝''且结论为"嗅盐中含有NH4+”,所以小青的第

一个实验是检验钱根离子，用到碱，可以是氢氧化钠等：

由于对应的操作为“嗅盐加入盐酸生成的气体通入到澄清石灰水'’且结论为"嗅盐中含CO32”'，所以小青的第

二个实验对应的现象为澄清石灰水变浑浊：

由于对应现象为“闻到较浓烈刺激性气味且试纸变蓝''且结论为"嗅盐中含有NH4",所以小青的第一个实验

是检验铁根离子，用到碱，可以是氢氧化钠等；

由于氯化钙稀溶液与碳酸氢镀稀溶液不发生反应，而碳酸氢钱和盐酸反应能够使澄清石灰水变浑浊，所以

当结论为小青实验验证正确时加入氯化钙，目的是借助“氯化钙稀溶液与碳酸氢镂稀溶液不发生反应“，排除

嗅盐中含有碳酸氢根离子的可能性。

【数据记录】实验称取样品质量为m”反应前后装有氢氧化钠固体的球形干燥管的总质量分别为m2和m3,

反应前后烧杯及烧杯内溶液的总质量分别为四和nu。

设嗅盐中碳酸核的质量分数为x

(NH4)2COJ+2NaOH=Na2cO3+2NH3T+2H2O

9636mix(m3-m2)

9636

mix、m3-m2)

48(m3-m2)

x=--------X100%

18ml

【评价】实验设计中还存在两处缺陷，会导致测定碳酸核的质量分数不准确，第一处是装置内原有的空气

和通入的空气中都含有CCh，CO2消耗了部分NH3,从而导致测定碳酸铉的质量分数偏小，第二处是加入的

是氢氧化钠溶液，溶剂是水，部分NH3会溶于水，从而导致测定碳酸镂的质量分数偏小。

【答案】氢氧化钠；澄清石灰水变浑浊；碳酸氢根离子；48(m3-m2)；

--------X100%

18ml

装置内原有的空气和通入的空气中都含有CO2，CO2消耗了部分NH3,从而导致测定碳酸镀的质量分数偏小；

部分NH3会溶于水，从而导致测定碳酸镂的质量分数偏小。

2.(2020•河北省中考)84消毒液、H2O2溶液都是常用消毒剂，兴趣小组对两种消毒剂进行了如下探究活动。

【查阅资料】84消毒液的有效成分是次氯酸钠(化学式为NaClO)。

【实验1】取少量84消毒液于试管中，滴加H2O2溶液，发现有大量气泡产生；然后

_________________________________________________(填写实验操作和现象)，证明产生的气体是氧气。

【提出问题】在上述反应中，NaClO的作用是什么？

【作出猜想】猜想一：作反应物，NaClO与H2O2溶液发生化学反应；

猜想二：作,类似分解H2O2溶液制氧气时MnCh的作用。

【实验2】

①按如图所示组装实验装置，并。

②向锥形瓶中加入30mL84清毒液，注射器中吸入25mLH2O2溶液。

③将注射器中的H2O2溶液平均分5次推入锥形瓶中：每次推入H2O2溶液，待不再产生气泡后，记录收

集气体的总体积(忽略其他因素对测量结果造成的影响)见下表。

第1次第2次第3次第4次第5次

收集气体的总体积/mL140280365X375

(1)表中的数据X=0

(2)分析表中数据得出“猜想一正确”，其依据是_______________________________________________

【分析讨论】NaClO与H2O2溶液反应除生成氧气外，还生成氯化钠和水，该反应的化学方程式为

【拓展反思】生活中常用消毒剂除84消毒液、H2O2溶液外，还有75%酒精、过氧乙酸等。在使用各种

消毒剂时，要考虑它们的性质。切记：科学使用，注意安全！

生活中下列使用消毒剂的做法正确的是o

A.不同的消毒剂可随意混合使用

B.使用84消毒液的浓度越高越好

C.使用75%酒精消毒应远离明火，防止火灾

D.84消毒液、75%酒精等消毒剂均应密封保存

【解析】【实验1】因为题中信息是证明氧气的产生，故填：插入带火星的木条，木条复燃；依据题意可以

类推出猜想二作催化剂，故填：催化剂：

【实验2】①为了使产生氧气被完全收集，必须检查装置气密性，故填：检查装置气密性；

(1)分析表中数据，第1次和2次产生氧气140ml,第3次产生氧气为85m,表明到第3次NaClO已

完全反应，第4,5次不再产生氧气，排出的气体因为将5毫升溶液挤入锥形瓶使锥形瓶中5毫升空气排

出，所以第四次数据为370,故填：370；

(2)分析表中数据可知，每次向NaClO溶液加入5mlH2O2溶液，第1次和2次产生氧气140ml,第3

次产生氧气为85ml,第4,5次不再产生氧气，排出的气体因为将5毫升溶液挤入锥形瓶使锥形瓶中5

毫升空气排出，通过数据可知随着H2O2溶液的加入NaClO被消耗，直至完全反应，说明NaClO是反应

物，不是催化剂，故填：将25mLH2O2溶液用注射器平均分5次推入锥形瓶中，第1次和2次产生氧气

体积相同，5mlH2O2溶液完全反应能产生140ml氧气，但实验数据中第3次产生氧气85ml、表明溶液中

NaCIO已反应完，第4次和第5次时不再产生氧气，排出的气体因为将5毫升H2O2溶液挤入锥形瓶使

锥形瓶中5毫升空气排出，说明NaCIO是反应物；

【分析讨论】依据题中信息，NaCIO与H2O2溶液反应生成氧气、氯化钠和水，该反应的化学方程式为

NaC10+H202=NaCl+H2O+O2t,故填：NaC10+H202=NaCI+H2O+O2f；

【拓展反思】A.不同的消毒剂不可随意混合使用，如84消毒液（含NaCIO）和厕洁济（含HC1）就不

能混用会产生有毒气体氯气，并且使有效成分失效，错误，

B.消毒液的并不是浓度越高越好，如：95%的酒精消毒效果没有75%的酒精消毒好，错误，

C.酒精具有可燃性，正确，

D.酒精易挥发，NaCIO不稳定，所以均应密封保存，正确，故填：CD。

【答案】插入带火星的木条，木条复燃；催化剂：检查装置气密性；（1）370；（2）将25mLH2O2溶

液用注射器平均分5次推入锥形瓶中，第1次和2次产生氧气体积相同，5mlH2O2溶液完全反应能产牛.14

0ml氧气，但实验数据中第3次产生氧气85ml、表明溶液中NaCIO已反应完，第4次和第5次时不再产生

氧气，排出的气体因为将5毫升H2O2溶液挤入锥形瓶使锥形瓶中5毫升空气排出，说明NaCIO是反应物;

NaClO+H2O2=NaCI+H2O+O2T；CD。

3.（2020•黄冈市中考）在一次研学旅行活动中，小红同学撕开某雪饼包装袋，发现袋内有一包干燥剂（如

图）。同学们对干燥剂的作用及有效成分产生了极大兴趣，于是他们将这包干燥剂密封带回学校，到实

验室进行相关实验活动。回答下列问题。

（1）同学们看到干燥剂袋上的文字马上明白干燥的原理。其原理是。

（2）小明同学用一支试管做实验就证明了该包干燥剂仍然有效，其实验方法是

____________________________________________________________________________________O

（3）成分探究：这包干燥剂中是否含有碳酸钙？小亮和小芳分别进行如下实验探究：

实验操作实验现象实验结论

小亮取少量干燥剂于试管中，加水溶解、过滤滤纸上留有白色含有碳酸钙

固体

小芳取少量干燥剂于试管中滴加盐酸无气泡产生不含碳酸钙

两位同学实验结论截然相反，你认为同学结论可靠，另一同学结论不可靠的理由是

（4）思维拓展：这包干燥剂（假定都是含钙物质）含有哪些物质？小文同学在前面同学的实验基础上,

认为其成分有两种可能：即I：CaO,H：CaO、Ca（OH）2,为此，小文同学设计如下方案。请完成表

格中填空内容。

实验若bg沉淀所含钙元素质量等于ag氧化钙所含钙元素质量猜想I成立

依据若bg沉淀所含钙元素质量（大于、小于或等于）ag氧化钙所猜想H成立

含钙元素质量

几位同学按此方案各臼进行实验，对所得数据进行分析，都得出猜想H成立即该包干燥剂含:

CaO和Ca(OH)2。

【解析】（1）由干燥包上文字可知，干燥剂是石灰干燥剂，石灰是氧化钙，氧化钙和水反应生成氢氧化

钙，故原理是氧化钙和水反应生成氢氧化钙。

（2）氧化钙和水反应生成氢氧化钙，放出大量热，故实验方法是取一定量干燥剂于试管中，加入适量水

溶解，看是否放热。

（3）氧化钙和水反应生成氢氧化钙，放出大量热，从氢氧化钙微溶于水，氢氧化钙的溶解度随温度的升

高而减小，滤纸上留有白色固体可能是氢氧化钙，碳酸钙和稀盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳，氢

氧化钙和氧化钙均与盐酸反应生成氯化钙和水，无气泡产生，说明不含碳酸钙，故小芳同学结论可靠，

小亮结论不可靠的理由是：氧化钙和水反应放出大量热，氢氧化钙的溶解度随温度的升高而减小，滤纸

上留有白色固体可能是氢氧化钙。

（4）氧化钙和稀盐酸反应生成氯化钙和水，氧化钙和水反应生成氢氧化钙，氢氧化钙和稀盐酸反应生成

氯化钙和水，氯化钙和碳酸钠反应牛成碳酸钙和氯化钠，由质量守恒定律可知，化学反应前后元素的质

量和种类均不变，

设相同质量为ag的氢氧化钙和氧化钙生成的碳酸钙质量分别为mg,ng,

可得：CaOsCaCO3,

56100

agmg

可得：m=~^~ag；

14

Ca(OH)2^CaCO3,

74100

agng

可得:

因为翁〉捐

所以猜想11中含有氧化钙和氢氧化钙，则生成的沉淀中的钙元素的质量小于氧化钙中钙元素的质量。

【答案】（1）氧化钙和水反应生成氢氧化钙；（2）取一定量干燥剂于试管中，加入适量水溶解，看是

否放热；（3）小芳；氧化钙和水反应放出大量热，氢氧化钙的溶解度随温度的升高而减小，滤纸上留

有白色固体可能是氢氧化钙；（4）大于。

4.（2020•江西省中考）某班同学取用相同总质量的木炭粉和木炭粉和氧化铜

氧化铜的混合物，按图示装置进行实验。实验过程中发

现有的小组“黑色固体变红色”这一实验现象不明显。小

组同学对此异常现象进行如探究。

【知识回忆】碳和氧化铜反应的化学方程式为C+2CuO

向32CU+CO2T，理论上碳和氧化铜的质量比BC

为。

【作出猜想】产生异常现象可能与所取用木炭粉和氧化铜的质量比有关。

【实验探究】小组同学用总质量相同但质量比不同的木炭粉和氧化铜的混合物（不考虑其中杂质），分

别进行实验，部分实验现象记录如下：

实验序号m(C)：m(CuO)实验后A处试管中固体颜色C处导管口的现象

11：8红色固体中有少量黑色固体尾气燃烧

21：9红色固体中有较少量黑色固体尾气燃烧

31：10红色固体中有很少量黑色固体尾气不燃烧

41：11红色固体中有极少量黑色固体—

51：12红色固体中无黑色固体尾气不燃烧

61：13红色固体中有较多黑色固体尾气不燃烧

【交流讨论】

(1)推测实验4中“C处导管口的现象”是o

(2)上述探究可得出，实验时所用木炭粉和氧化铜的质量比控制在1：10〜1：12之间，可观察到黑色

固体明显变红，同时还可减少(填化学式)排放，防止空气污染。

(3)检验实验6反应后A处试管中黑色固体物质，可滴加的试剂是,观察到的现象

是___________________________________________________________________________________________________

【反思评价】分析发现，实验5中m(C)：m(CuO)比值与理论值不符，实验后却无黑色固体残留。

请用化学方程式解释实验中过量的黑色固体消失的原因：(写一个即可)。

【解析】【知识回忆】C+2CuO.侬-2CU+CO2T，根据化学方程式，可以看出两者恰好反应的质量比

=12：160=3：40；

故答案为：3：40。

【实验探究】【交流讨论】(1)在木炭粉和氧化铜的质量比介于1：10和1：12之间时，反应现象应该

相同，此时都是生成二氧化碳，不会产生燃烧现象；故答案为：尾气不燃烧。

(2)根据实验结果，此时都是生成了二氧化碳，不会生成一氧化碳，减少一氧化碳排放造成污染；

故答案为：CO。

(3)6中剩余的黑色物质为未反应的氧化铜，氧化铜可与稀硫酸反应生成硫酸铜和水，氧化铜溶解，硫

酸铜溶液为蓝色，所以可以看到黑色固体溶解，溶液由无色变为蓝色的现象；

故答案为：稀硫酸；黑色固体溶解，溶液由无色变为蓝色。

【反思评价】反应后没有黑色固体，说明碳和氧化铜都被消耗完毕，而一氧化碳可与氧化铜反应生成铜

和二氧化碳，使黑色粉末消失，所以反应方程式为CO+CuO△Cu+CO2;

故答案为：CO+CuO△C11+CO2。

【答案】3：40；(1)尾气不燃烧；(2)CO；(3)稀硫酸；黑色固体溶解，溶液由无色变

为蓝色；CO+CuO^=-C11+CO2O

【点评】在解此类题时，首先要将题中的知识认知透，然后结合学过的知识进行解答。

5.(2020•成都市中考)化学兴趣小组对贝壳中碳酸钙的含量进行探究。

【提出问题】

如何选择药品和设计装置进行测定？

【查阅资料】

贝壳的主要成分是CaC03,其它成分对实验影响忽略不计。

室温时，CaC03不溶于水，CaS04微溶于水。

【设计与实验】

实验一：选择药品

分别取等质量颗粒状和粉末状的贝壳样品与等体积、等浓度的稀盐酸在图1的三颈烧瓶中反应，采集数

(1)图］中反应的化学方程式是________________________________________________________________

(2)据图2分析，选择粉末状样品的依据是，

(3)据图3分析，影响实验测定准确性的原因：一是水蒸气含量增加；二是,

实验二：设计装置

小组设计了图4装置进行测定。

(4)打开活塞，稀硫酸进入试管，观察到的现象是

反应结束后进行读数。读数前调节水准管与量气管液面相平的原因是

实验三：优化装置

在老师指导下，小组优化并设计了图5装置进行测定。

(5)试剂a是。

(6)检查该装置气密性的方法是o

(7)加入足量稀硫酸，一段时间后反应停止。再加入氯化钱溶液，发现又产生气泡。推测加入氯化镂溶

液的作用是(

【数据处理】

(8)实验三中，样品质量为mg,加入稀硫酸体积为VimL,加入氯化镂溶液体积为VzmL,右侧针筒最

后读数为V3mL,则反应生成C02体积为mL.该实验条件下，C02密度为dg/mL,则该样品

中碳酸钙质量分数表达式为..

【反思与评价】(9)与实验二相比，实验三的优点是(写一条)。

【解析】(1)图1中碳酸钙和盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳，反应的化学方程式是：

CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2T0故填：CaCO3+2HCl=CaC12+H2O+CO2To

(2)据图2分析，选择粉末状样品的依据是单位时间内和稀盐酸反应生成的二氧化碳多。故填：单位时

间内和稀盐酸反应生成的二氧化碳多。

(3)据图3分析，影响实验测定准确性的原因：一是水蒸气含量增加；二是热传递。故填：热传递。

(4)打开活塞，稀硫酸进入试管，碳酸钙和稀硫酸反应生成硫酸钙、水和二氧化碳，观察到的现象是粉

末减少，产生气泡；读数前调节水准管与量气管液面相平的原因是使装置内外压强相等，防止影响实验

结果。故填：粉末减少，产生气泡：使装置内外压强相等，防止影响实验结果。

(5)试剂a是浓硫酸，用来吸收水蒸气。故填：浓硫酸。

(6)检查该装置气密性的方法是：连接装置，推或拉注射器活塞，松手后活塞回到原处，说明装置不漏

气。故填：连接装置，推或拉注射器活塞，松手后活塞回到原处，说明装置不漏气。

(7)推测加入氯化镀溶液的作用是使碳酸钙和硫酸接触。故填：使碳酸钙和硫酸接触。

(8)实验三中，反应生成CO2体积为：V3mL-V2mL-VimL=(V3-V2-V1)mL；

设碳酸钙质量为x,

反应生成二氧化碳质量:dg/mLx(V3-V2-Vi)mL=(V3-V2-Vi)dg,

CaCO3+2HCl=CaCh+H2O+CO2T.

10044

x(V3-V2-Vi)dg

100_44

~T~(V3-V2-V[)dg'

lOOCVg-Vg-Vpdg

x=------------------，

44

则该样品中碳酸钙质量分数表达式为：100(/72%通,]00%=£0000(丫372-%过%,

44mg44m

10000(Vo-Vo-VJd

故填：V1；--------―Zi—%0

44m

(9)与实验二相比，实验三的优点是能使碳酸钙充分反应，实验结果更准确。故填：能使碳酸钙充分反

应，实验结果更准确。

【答案】(1)CaCO3+2HCl=CaC12+H2O+CO2T；(2)单位时间内和稀盐酸反应生成的二氧化碳多；

(3)热传递；(4)粉末减少，产生气泡；使装置内外压强相等，防止影响实验结果；

(5)浓硫酸；(6)连接装置，推或拉注射器活塞，松手后活塞回到原处，说明装置不漏气；

(7)使碳酸钙和硫酸接触；(8)Vi；--------i—%；(9)能使碳酸钙充分反应，实验

44m

结果更准确。

【点评】本题主要考查物质的性质，解答时要根据各种物质的性质，结合各方面条件进行分析、判断，从

而得出正确的结论。

6.(2020•重庆市中考)化学规律建立在实验基础之上，质量守恒定律可以用许多化学实验加以验证。

图2

(1)小东同学按照课本上的实验进行验证(如图1所示)。一段时间后，可以观察到铁钉表面出

现.,其反应的化学反应方程式为

反应前后天平读数不变，但溶液颜色变化不明显。

(2)小东想既能验证质量守恒定律，又能更快地观察到溶液颜色的变化，提出了以下设想:

【提出设想】设想一：增大硫酸铜溶液的浓度

设想二：用更活泼的金属锌代替铁钉

【实验验证】小东将以上实验进行了如下改进:

实验内容