2023年中考化学二轮复习核心考点专项提优拓展训练：专项15 实验探究题 （原卷版）

专项15实验探究题1.劳动实践课上同学们用草木灰给农作物施肥。课后同学查阅资料，得知草木灰是一种重要的农家肥，碳酸钾含量高。【提出问题】如何测定草木灰中碳酸钾的含量？【查阅资料】常见草木灰钾含量(以碳酸钾表示)如下表：草木灰种类小灌木灰稻草灰小麦杆灰棉壳灰棉秆灰向日葵杆灰K2CO3(%)8.662.6320.2632.2816.4451.97提取碳酸钾主要过程是：秸秆→草木灰→滤液→固体（1）表格中钾含量最高的草木灰是____________，同学们选用这种秸秆灰提取碳酸钾。【设计与实验】实验一：提取碳酸钾第一步：燃烧秸秆，收集草木灰，称取20.00g。第二步：用60℃水浸洗草木灰(如图1)并过滤，浸洗滤渣2次，合并滤液。第三步：蒸发滤液，烘干得到9.90g固体。（2）图1实验中，用60℃的温水而不用冷水浸洗的原因是________________________。（3）根据图2，搅拌器转速控制在每分钟____________转，浸取时间为____________分钟，比较适宜。实验二：测定碳酸钾含量取实验一中所得固体3.30g进行图3实验。（4）实验中需缓慢滴入稀硫酸，原因是________________________。（5）装置B的作用是________________________。【数据与解释】（6）称量图3中反应前后烧杯和其中溶液的总质量，增重0.92g。计算草木灰中碳酸钾的质量分数为____________%，与表格中数据相比明显偏低，原因可能是____________(填序号)。a.烧杯中溶液与空气接触

b.固体含有其它钾盐

c.固体含有氯化钠【反思与评价】（7）我国秸秆产量巨大，可作为生物质发电的原料，还可利用其燃烧发电产生的草木灰提取碳酸钾，其优点有______________(写一条)。2.竹麻通过生石灰，草木灰（主要成分是K2CO3）浸泡以及打浆、抄纸等步骤可制得纸张。某兴趣小组模拟古代造纸技术，他们将一定量的生石灰、K2CO3用足量的水溶解后。过滤得到澄清溶液。澄清溶液中溶质是什么，请你参与他们的探究。【猜想假设】猜想一：只含有KOH；

猜想二：含有KOH、______；

猜想三：KOH、Ca（OH）2【设计实验】实验步骤实验现象实验结论1、取溶液少许于试管中，滴加过量稀盐酸______猜想二不正确2、取溶液少许于试管中，滴加少许______溶液______猜想三正确【交流反思】（1）步骤2中发生反应的化学方程式为__________________________。（2）含有KOH、Ca（OH）2的废水直接排放会造成水体污染。某小组同学对废水做如下处理（见下图）。C烧杯中出现______现象时。说明水中已无KOH、Ca(OH)23.在学习化肥的鉴别时，同学们发现实验室中有一包由硫酸钾和氯化铵混合在一起的化肥，欲验证该化肥的组成成分，甲、乙同学将样品配成溶液后分别进行如下探究实验：【观察讨论】甲同学实验中观察到___________现象，可判断样品中含有；乙同学实验时闻到了刺激性气味，可判断化肥中含有的离子是___________(写离子符号)，甲同学实验中发生反应的化学方程式为___________；【实验探究】为了确定化肥成分，甲同学取A中少许上层清液，向其中加入___________溶液，观察到了明显现象，于是判断化肥中含有Cl-。实验结束后，甲、乙同学将A和B试管中废液倒入烧杯C中，则C中溶液里含有的溶质是___________(填化学式)；【反思总结】经讨论后，同学们认为：若化肥的组成成分是___________的混合物，通过上述实验过程也会出现上述实验现象，所以上述实验不能完全验证该化肥成分。通过上述实验探究过程可知，在确定物质成分时可通过加入适当的试剂与待测离子反应产生___________等明显的现象，由此判断待测离子的存在；分析溶液中溶质成分时除考虑可溶于水的生成物和反应物以外，还需考虑___________的物质。4．某气体由H2、CO中的一种或两种组成，某学校化学兴趣小组对该气体的组成进行探究。【猜想】①气体中只有H2；②气体中只有CO；③气体中既有H2，又有CO。【查阅资料】白色无水硫酸铜遇水会变蓝色。【实验设计】通过上述资料和已有化学知识，设计了以下装置进行实验。根据以上设计，请完成填空：(1)若无水硫酸铜变蓝色，石灰水________________，则猜想①正确。(2)若无水硫酸铜_______________，石灰水____________________，则猜想②正确。(3)若无水硫酸铜_______________，石灰水___________________，则猜想③正确。【实验步骤】①打开弹簧夹，先通一会儿气体；②关闭弹簧夹，点燃酒精灯加热。【实验结论】(4)通过对实验现象进行分析，确认猜想③正确。实验过程中，玻璃管中的现象是_______________；请写出装置C中发生反应的化学方程式______________________________。【反思与评价】(5)该实验开始通一会儿气体的目的是____________________。(6)从环保的角度分析该实验装置的不完善之处是______________________。(7)该实验装置中，若将装置B、装置C对调，将(填“能”或“不能”)_____验证水的生成。5．纯碱是一种重要的化工原料，广泛用于玻璃、造纸、纺织和洗涤剂的生产。某化学兴趣小组对纯碱的制备、性质及用途等开展项目式学习。任务一：了解纯碱的制备——“侯氏制碱法”“侯氏制碱法”主要化学原理是利用饱和氯化钠溶液吸收两种气体，生成碳酸氢钠和氯化铵（NH4Cl），再加热碳酸氢钠即可制得纯碱。(1)纯碱属于______（填“酸”“碱”或“盐”）。(2)饱和氯化钠溶液吸收的两种气体是（填字母序号）。A．Cl2 B．NH3 C．SO2 D．CO2任务二：探究纯碱的性质——Na2CO3溶液呈碱性【查阅资料】①溶液呈碱性，是因为溶液中存在较多的OH-。②Na2CO3在水中全部解离出Na+和。③CaCl2溶液呈中性，Ca2+、Cl-对溶液的酸碱性没有影响。【提出猜想】(3)猜想一：H2O单独起作用，产生较多的OH-，使溶液呈碱性。猜想二：Na+与H2O作用，产生较多的OH-，使溶液呈碱性。猜想三：________。实验操作实验现象实验结论（1）向试管中加入一定量的蒸馏水，滴入2滴酚酞溶液溶液无明显变化猜想一不成立（2）向试管中加入一定量的NaCl溶液，滴入2滴酚酞溶液溶液无明显变化猜想二不成立（3）①向试管中加入一定量的Na2CO3溶液，滴入2滴酚酞溶液②往①所得溶液中逐滴加入CaCl2溶液至过量①溶液由无色变红色②________猜想三成立【实验探究】【解释与结论】同学们和老师交流，得知和H2O作用，产生较多的OH-和另一种阴离子。【拓展与延伸】(4)结合任务二的所有信息和结论，运用初中化学所学知识，经过分析推理可得出：Na2CO3溶液中含有的阴离子是_______、______、_____。任务三：探究纯碱的用途——用于生产洗涤剂【查阅资料】Na2CO3可用于生产洗涤剂。Na2CO3溶液呈碱性，可清洗油污，溶液碱性越强，去油污效果越好。【实验探究】兴趣小组继续对影响Na2CO3溶液去油污效果的因素进行探究。用不同温度的水，配制溶质质量分数分别为2%、6%和10%的Na2CO3溶液，并测定溶液pH，记录数据如下表：实验编号①②③④⑤⑥⑦⑧⑨溶质质量分数2%2%2%6%6%6%10%10%10%溶液温度（℃）204060205060204070溶液pH10.9011.1811.2611.0811.2711.3011.2211.4611.50【解释与结论】(5)实验①、②、③对比，可得出的结论是_________________________。(6)要证明Na2CO3溶液的溶质质量分数变化与pH变化关系，可选择的3个实验的编号是____。【拓展与应用】(7)下列物质可用于去油污的是（填字母序号）。A．NaCl B．NaOH C．K2CO3 D．CaCO3任务四：探究市售纯碱样品成分市售纯碱主要成分是碳酸钠，还含少量氯化钠等杂质。已知：①部分银盐的溶解性如下表Cl-Ag+溶不不②氯化银不溶于稀硝酸。验证样品中含有氯化钠实验Ⅰ、取纯碱样品，加水溶解得溶液X，测得溶液pH约为12。实验Ⅱ、取溶液X，滴加过量试剂Y，产生能使澄清石灰水变浑浊的气体。实验Ⅲ、向实验Ⅱ后所得溶液中滴加硝酸银溶液，有白色沉淀生成。结论：样品中含有氯化钠。(8)测定溶液pH的操作：用玻璃棒蘸取溶液滴在pH试纸上，与_________________相比较。(9)实验Ⅱ中所加的试剂Y应选用_____（填字母）。a.稀盐酸

b.稀硝酸

c.氢氧化钠溶液

d.氯化钙溶液任务四：测定样品中碳酸钠含量准确称取2g干燥纯碱样品，加水溶解，逐滴加入溶质质量分数为3.65%的稀盐酸，边滴加边搅拌，当两者恰好完全反应时（含碳物质全部转化为CO2），消耗盐酸体积为37.00ml。（该盐酸的密度近似等于1g/ml，杂质不与盐酸反应）(10)通过计算判断该纯碱样品的等级_______________。（写出计算过程）无水碳酸钠等级规定如下：优等品一等品合格品碳酸钠质量分数≥99.2%≥98.8%≥98.0%(11)实验发现，当滴入盐酸体积略少于37.00ml时，溶液pH就降至7以下，溶液pH小于7的原因是___________________。将此时的溶液煮沸，pH会略有升高，其原因_____________________。6．空气中氧气含量测定的再认识。(1)教材中介绍了拉瓦锡用定量的方法研究了空气的成分（实验装置如图1）。该实验中选择使用汞的优点有_________________。（多选）A．实验过程中没有污染B．在汞槽中起到液封作用C．生成的化合物加热分解又能得到汞和氧气D．能将密闭装置内空气中的氧气耗尽(2)实验室常用红磷燃烧的方法测定空气中氧气的含量（装置如图2），写出红磷燃烧的化学方程式_________________。兴趣小组用该方法测出的氧气含量常常远低于21%。【提出问题】用红磷燃烧的方法为什么不能准确地测定空气中氧气的含量？【进行猜想】(3)①装置漏气；②_________________装置内氧气有剩余；…【实验与交流】(4)在老师的指导下，小明分别用过量的红磷（着火点240℃）和白磷（着火点40℃）进行该实验，用测氧气浓度的传感器测得反应后装置内氧气浓度分别为8.85%和3.21%，请从燃烧条件的角度回答产生上述结果的主要原因_________________。小组同学用图3的装置进行了实验，通过7天实验得出氧气的体积分数为19.1%。【交流与反思】(5)与用红磷燃烧的方法相比，用铁丝生锈的方法测定空气中氧气含量的主要优点是：_________________。(6)为了加快反应速率，小明通过查阅资料，利用铁粉、炭粉、氯化钠等物质又进行了实验（装置如图4），8分钟后测得的数据如表：实验前的体积实验后的体积集气瓶内空气烧怀内蒸溜水烧杯杯内剩余蒸馏水131mL90.0mL63.6mL请计算出空气中氧气含量_________________。（计算结果保留一位小数）(7)铜也能与空气中氧气、水、二氧化碳反应而锈蚀，生成铜绿【铜绿的主要成分为Cu2（OH）2CO3】，若将图3装置中的粗铁丝换成足量的铜丝进行实验，请从质量守恒定律的角度判断能否用铜丝代替铁丝比较准确地测定空气中氧气的含量，并说明理由：_________________。7．某实验小组的同学用氢氧化钙溶液和盐酸进行酸碱中和反应的实验时，向烧杯中的氢氧化钙溶液加入稀盐酸一会后，发现忘记了滴加指示剂。因此，他们停止滴加稀盐酸，并对烧杯内溶液中的溶质成分进行探究。【提出问题】该烧杯内溶液中的溶质是什么？【猜想】(1)猜想一：可能是CaCl2和Ca(OH)2：猜想二：可能只有CaC12：猜想三：_______。【查阅资料】氯化钙溶液呈中性。【进行实验】(2)实验步骤1：取少量烧杯内溶液于试管中，滴入几滴酚酞溶液，振荡。实验现象1：______________________。结论：猜想一不正确。实验步骤2：取少量烧杯内溶液于另一支试管中，逐滴加入碳酸钠溶液至过量。实验现象2：______________________。结论：猜想二不正确，猜想三正确。【反思与拓展】(3)在分析化学反应后所得物质成分时，除考虑生成物外还需考虑______________________。(4)验证烧杯内溶液中的溶质含有HC1，除以上方案外，下列哪些物质或方法单独使用也能完成该实验_______。(填序号)a.pH试纸

b.镁条

c.检查导电性8．化学小组对钢铁的锈蚀进行实验研究。I．探究钢铁锈蚀的基本条件(1)一段时间后，C、D、E中铁钉生锈，A、B中铁钉无明显锈蚀。由A、B、C的现象可知，铁的锈蚀是铁跟___________(填化学式)等物质作用的过程。D中铁钉比C中铁钉锈蚀程度严重，说明________________。(2)使用自来水重新进行如图实验，一段时间后发现试管B中铁钉生锈了，其可能的原因是___________。II．探究食盐水对钢铁腐蚀速率的影响用如图装置进行实验，锥形瓶中放生铁粉末，滴管中预先加入2mL不同浓度的食盐水，并用氧气传感器测定锥形瓶内的氧气浓度，数据如下表所示：实验组生铁粉末质量食盐水浓度3min时瓶内氧气浓度实验①3.5g4%18.96%实验②3.5g8%18.56%实验③3.5g16%18.28%实验④3.5g24%17.99%(3)该实验探究的是___________对钢铁腐蚀速率的影响，其实验结论是___________。(4)查阅资料得知，食盐水中的氯离子能破坏钢筋表面的钝化膜(其原理如图所示)，并促使铁发生一系列反应得到Fe(OH)3，Fe(OH)3在空气中风化失水后变成氧化铁。①氯离子破坏钢筋表面的钝化膜的过程中，从阳极向阴极转移的微粒是________________。②钢筋锈蚀过程中得到氧化铁的反应方程式为____________________________________。III．探究水样的pH及溶解氧浓度对钢铁腐蚀速率的影响步骤1：按如图连接好装置，检查装置气密性。步骤2：向三颈烧瓶中放入3.5g生铁粉末，向分液漏斗内加入10mL不同浓度的稀盐酸。步骤3：将盐酸全部注入三颈烧瓶内，关闭分液漏斗活塞，同时采集数据见下表：序号盐酸pH压强p/kPa溶解氧/mg·L-1p反应前p反应后DO反应前DO反应后开始降低所需时间/s实验①2.090.891.85.24.3131实验②3.090.891.55.03.768实验③4.090.890.34.93.424实验④5.090.890.54.93.798实验⑤6.090.890.64.43.7175(5)步骤1中检查装置气密性的方法为__________________________。(6)实验1和实验2反应后压强变大的主要原因是_______________________________(用化学方程式表示)。(7)进行实验3时，观察到溶液中有气泡冒出，反应后体系内压强却变小了。其原因是_____________________。(8)分析表中数据，在该实验条件下，下列说法正确的有________________。A．当pH=2时，铁粉与氧气的锈蚀速率最快B．稀盐酸中的溶解氧含量与盐酸的pH有关C．铁粉和盐酸，氧气的反应可以同时发生9．为探究氢氧化钙溶液和稀盐酸反应所得溶液中溶质的成分，小鸣和同学们通过测定反应后溶液的，得到了如图所示的曲线，请回答：(1)由图可知该实验操作是将_____________________滴加到另一种溶液中。(2)该反应的化学方程式为____________________________________。(3)实验过程中，小鸣取了、、三处反应后的溶液于三个烧杯中，却忘了做标记，他设计不同的方案不再用测定的方法，探究三种样品分别属于哪处溶液。【查阅资料】①溶液显中性。②CaCl2+Na2CO3=CaCO3↓+2NaCl【探究过程】分别取少量样品于三支试管中，加入无色酚酞试液，观察到其中一支试管内出现________________的现象。结论：该样品是处溶液；为进一步确定和处溶液，又设计了如表方案：实验步骤实验现象实验结论另取余下样品少量于两支试管中，分别滴加足量的Na2CO3溶液Ⅰ产生白色沉淀该样品为b处溶液Ⅱ___________该样品为c处溶液【反思评价】若要证明处溶液的成分，能达到目的的是__________________________。A.B.CuC.石蕊溶液10．某“暖宝宝”取吸贴的透气无纺布袋内装有铁粉、活性炭、氯化钠、水等物质，兴趣小组同学对此展开探究。【实验一】用铁钉探究铁锈蚀。进行如图所示实验。(1)该实验中，能形成对比实验的有______、______（填标号）。(2)连续观察一周，只有A试管中的铁钉明显锈蚀，说明铁锈蚀是铁与______等发生化学反应。【实验二】用“暖宝宝”中的物质探究铁锈蚀。用无纺布袋装入干燥的铁粉、活性炭和氯化钠分别放在锥形瓶底，进行如下图所示实验。(3)图1所示实验，锥形瓶在短时间内发烫：冷却至室温，打开弹簧夹，观察到______，打开无纺布袋，黑色粉末有部分变成______色；图2和图3所示实验均无明显现象。(4)与实验一相比较，图1所示实验可在短时间内完成，除了铁粉的因素外，对活性炭与氯化钠作用的合理猜测是______（写一点）。【实验三】利用实验二中图1所示实验，测定空气中氧气的含量。(5)实验时，需要获得的数据有：锥形瓶内空气的体积、______；实验时需要注意的事项是______（写一点）。(6)与用红磷测定空气中氧气的含量的实验相比，写出实验三的一个优点：______。11．甲、乙两同学在学完酸的化学性质后，在老师的指导下做了如下实验：【观察与讨论1】甲同学在做实验时观察到的明显现象是___________。再滴加无色酚酞溶液，无明显现象是（已知CaCl2溶液呈中性）。【观察与讨论2】乙同学在做实验时开始没有观察到气泡产生，于是对碳酸钠能否与盐酸反应表示怀疑。甲同学通过查阅资料得知：在碳酸钠溶液中滴加少量稀盐酸，先发生反应，再发生反应。所以甲同学认为，乙同学实验时还应___________，才能观察到有气泡产生。【观察与讨论3】甲同学先将废液缓慢倒入一洁净的废液杯中，乙同学在观察到气泡产生后，也将实验废液缓慢倒入该废液杯中，没有观察到明显现象。为了处理实验后产生的废液，甲、乙同学决定对废液杯中最终废液溶质的成分进行探究。【提出问题】最终废液中含有什么溶质（除酚酞以外）？【查阅资料】①NaHCO3的溶液显碱性，能使无色酚献溶液变成红色②【猜想与假设】猜想1：废液中含有___________（写化学式）两种溶质。猜想2：废液中含有___________（写化学式）三种溶质。猜想3：废液中含有NaHCO3、CaCl2、NaCl三种溶质。【活动与探究】甲、乙同学为了验证猜想，进行了如下实验：甲同学实验：取少量废液于试管中，向其中滴加盐酸，无气泡产生。