冲刺2023年中考化学实验探究专练-03反应条件的探究(学生版)

实验探究03反应条件的探究\o"标签受损成分的探究"燃烧条件的探究1．（2023•龙华区模拟）元旦联欢会上，化学老师给同学们表演了一个“水能生火”的魔术（如图1所示），他将包有过氧化钠（Na2O2）粉末的脱脂棉放在石棉网上，向棉花上滴了几滴水，棉花立刻燃烧了起来，同学们产生了浓厚的兴趣，为什么脱脂棉会燃烧起来呢？【提出猜想】（1）a、小明认为过氧化钠（Na2O2）与水反应时放出了热量。b、小刚又根据燃烧的条件，对小明的猜想进行了补充：。【实验与分析】同学们设计了图2的实验装置。打开分液漏斗的活塞，控制水滴加的速度，看到试管中有气泡产生，将带火星的木条靠近P出口，观察到带火星的木条复燃，证明小刚的猜想正确。（2）实验中还观察到烧杯中的现象是。（3）完成了以上实验，老师介绍该反应的产物一共有两种，于是同学们又展开了进一步的探究，继续探究反应后生成的另一种物质。请你回答：另一种产物必含的元素是（写元素符号）。【老师介绍】（4）过氧化钠不仅可以和水发生反应，也可以和二氧化碳反应生成碳酸钠固体和氧气，该反应的化学方程式为。因此，过氧化钠经常被用于潜水艇和防毒面具中提供氧气。【补充实验】（5）明确了以上性质，小芳又设计了一个实验（如图3）。将一团包有过氧化钠的粉末的棉花塞到漏斗的管中，漏斗下方点燃一支短蜡烛（蜡烛火焰与棉花不接触）。一段时间后棉花（选填“能”或“不能”）燃烧。这主要是因为蜡烛燃烧生成能与过氧化钠（Na2O2）反应的物质，同时反应放热。【实验反思】（6）①结合上述实验事实，你对于保存过氧化钠固体提出的安全建议是。②通常CO2可作灭火剂，但有些物质（如Na2O2）着火，不能用CO2灭火。2．（2023•怀远县校级模拟）探秘燃烧【实验I】探究燃烧的条件用如图1装置（夹持仪器略去）研究可燃物的燃烧条件。（白磷着火点为40°C红磷着火点为240°C，P2O5能与水反应）①通入N2，将W形管右侧部分放入热水中，a、b处白磷均不燃烧；②通入O2，a处白磷不燃烧，b处白磷燃烧。（1）实验过程①中，a、b处白磷均不燃烧是因为可燃物燃烧需要。（2）下列关于该实验的说法中，正确的有（填序号）。A．湿棉花的作用是防止P2O5污染空气B．其他条件和过程都不变，用红磷代替白磷，也能得到可燃物的燃烧条件C．实验过程②中，a处白磷不燃烧是因为温度没有达到着火点【实验II】探究“影响燃烧剧烈程度的因素”实验编号可燃物集气瓶中气体反应现象甲细铁丝氧气剧烈燃烧，大量放热乙细铁丝空气不燃烧丙铁粉空气剧烈燃烧，迸发出大量火星（3）实验甲的现象还有，比较实验甲与乙，产生不同现象的原因是。（4）实验丙的产物与甲相同，写出反应的化学方程式：。【注意：若答对以下小题奖励3分，化学试卷总分不超过40分】【实验拓展】化学课堂中，老师演示了“吹气生火”实验，他向包有过氧化钠（Na2O2）粉末的脱脂棉上用导管吹气，脱脂棉燃烧了起来。同学们对该实验中脱脂棉燃烧的原因，进行如下探究：【作出猜想】根据燃烧条件分析：①脱脂棉是可燃物；②吹出的气体可能与过氧化钠反应生成了氧气；③反应放出热量，满足了温度达到脱脂棉的。【进行实验】在如图2所示装置中，向过氧化钠粉末中不断吹气，观察到过氧化钠粉末由淡黄色逐渐变为白色，在导管口P处放置，木条复燃，说明试管内生成了氧气。同时还观察到，说明反应还放出了热量。3．（2022•海州区模拟）化学是一门以实验为基础的科学，实验是科学探究的重要手段。（1）控制变量法是实验探究的重要方法，请回答下列问题。①对比图1中试管A、C可以得出铁生锈的条件是。②稀盐酸可以除去铁钉表面的铁锈，反应的化学方程式是。③图2实验中铜片上放有同样大小的乒乓球片和滤纸片，可观察到乒乓球片先燃烧，滤纸片后燃烧，说明燃烧的条件之一是；实验结束后，熄灭酒精灯可用灯帽盖灭，其灭火原理是。（2）为探究CO2与NaOH溶液确实发生了化学反应，成成同学设计了如图3所示的实验装置。①将胶头滴管中的氢氧化钠溶液挤入集气瓶后，观察到气球膨胀，产生该现象的原因是（用化学方程式表示）；②有同学对上述原因提出异议，认为还有另一种原因也会造成气球膨胀，造成气球膨胀的原因可能还有；请你设计一个对比实验证明气球膨胀是二氧化碳与氢氧化钠反应造成的（简要写出实验步骤现象和结论）；③若上述实验中CO2与NaOH溶液恰好完全反应，为测定上述反应后的溶液的溶质质量分数，成成同学取10g反应后的溶液于试管中，向其中滴加稀盐酸，测得产生气体的质量为2.2g，求反应后的溶液的溶质质量分数。4．（2022•本溪模拟）学习了物质发生变化时的能量变化相关知识后，某兴趣小组在老师的指导下开展了以下探究活动。实验一：利用物质与水反应的性质探究空气中氧气含量。如图1所示，试管内净容积为50mL，注射器活塞反应前停留在55mL刻度处，导管容积忽略不计。①该装置是利用氧化钙与水反应来引燃白磷，说明该反应（填“吸热”或放热”）。②如图1实验过程中，注射器的活塞将（填序号）移动。A.向右B.向左C.先向左再向右D.先向右再向左③若白磷的量充足，反应后冷却至室温，最终活塞会停留在mL刻度处。实验二：利用物质溶于水吸热或放热的性质探究燃烧条件。【查阅资料】①氢氧化钠固体溶于水放热；②浓硫酸遇水稀释放出大量热；③氢氧化钠不与铁反应；④Fe+H2SO4═FeSO4+H2↑。【进行实验】如图2所示，实验过程中，观察到滴水之前白磷不燃烧，滴水之后白磷燃烧。由此可推出可燃物燃烧需要的条件之一是，白磷燃烧实验现象是，从安全角度分析，此实验装置中气球的作用是。【拓展延伸】有同学想利用图2装置，并且将部分药品进行更换（如图3所示），也来探究燃烧条件，你认为此实验方案是否可行并说明理由。5．（2023•桂林一模）在老师的指导下，某学习小组利用蜡烛进行了如下项目式学习。任务一：探究蜡烛含有的元素【实验1】设计并进行如下实验。实验步骤现象结论①取一支蜡烛，点燃②将洁净干燥的烧杯罩在火焰上方烧杯内壁出现白雾蜡烛燃烧有水生成③将烧杯迅速翻转，注入澄清石灰水，振范澄清石灰水变浑浊蜡烛燃烧有二氧化碳生成【推论】（1）蜡烛的组成中一定含有元素，可能含有元素。任务二：再探蜡烛的燃烧【实验2】进行如图所示的两个实验。向图乙烧杯中依次加入MnO2和H2O2溶液（液面至蜡烛高度的一半）时，有大量气泡产生，并产生大量白雾，蜡烛燃烧更旺，但过一会儿逐渐熄灭；而图甲烧杯中蜡烛持续燃烧。【猜想与讨论】图乙烧杯中蜡烛熄灭的原因是什么？猜想①：燃烧产生的CO2使蜡烛熄灭。猜想②：白雾是水雾，它导致蜡烛熄灭。（2）图乙蜡烛燃烧更旺的原因是（用化学方程式表示）。（3）同学们经过讨论，排除了猜想①，理由是。（4）为验证猜想，小组同学向图甲烧杯中加入100℃的水（液面至蜡烛高度的一半），若观察到的现象，则猜想②正确。【拓展实验】分别向三只烧杯中依次加入等量的MnO2和等体积、浓度不同的H2O2溶液，用传感器测定温度变化，结果如图所示。（5）该反应是（填“放热反应”或“吸热反应”）。（6）若实验室里用排空气法收集较纯净的氧气，最好选用浓度为（填“5%”或“10%”或“30%”）的H2O2溶液来制取。二、\o"混合物中各成分的探究"金属腐蚀条件的探究6．（2023•三明模拟）某“暖宝宝”取暖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：。7．（2023•天长市校级模拟）我国高铁创造的中国速度令世界瞩目，某学习小组对高铁建设中的钢铁锈蚀进行探究。【提出问题】铁锈蚀与哪些因素有关。【查阅资料】碳粉可加快铁的锈蚀，碳粉不与盐酸反应；氧化铁能与盐酸反应，不产生气体。【设计实验】实验一：定性探究铁锈蚀的因素取四枚大小相同的洁净无锈铁钉分别放入试管，进行图1实验，现象如下表。试管编号BCD一周后铁钉表面现象有一层铁锈无明显变化无明显变化有较厚铁锈（1）对比A、B、C试管中实验现象，说明铁锈蚀是与空气中的发生化学反应。（2）得到无氧蒸馏水可采用煮沸的方法，是因为氧气在水中的溶解度随温度的升高而（填“升高”或“降低”）。（3）对比A和D试管中实验现象，说明铁锈蚀快慢与有关；（4）生活中铁制品易生锈而铝制品不易生锈的原因是。实验二：定量探究影响铁锈蚀的因素小组设计了图2装置，检查气密性，将5g铁粉和2g碳粉加入三颈烧瓶，t1时刻加入2mL饱和NaCl溶液后，再将一只装有5mL稀盐酸的注射器插到烧瓶上（此时没有推动注射器活塞），采集数据。（5）据图3，说明铁生锈是（填“放热”或“吸热”），t2～t3这段时间反应并未停止但温度却开始降低，原因是。（6）据图2图4分析t3时刻后压强突然变大，原因是。实验三：测定部分生锈的铁粉中铁的含量（7）连接如图5装置。取部分生锈的铁粉（铁和氧化铁的混合物）0.6g于锥形瓶中，加入足量稀盐酸进行实验。完全反应后，测得生成气体体积为0.2L，已知该条件下氢气密度为0.09g/L，根据以上数据，请计算该固体中铁的质量分数。（写出计算过程）。（8）学习小组有同学提出；用这种方法测得的气体体积不够准确，可能会导致测定的铁的质量分数变大，可能的原因是（填序号）。a、装置的气密性不好b、铁与盐酸反应放热c、生成的气体会部分滞留在锥形瓶中d、没有扣掉加入的盐酸的体积【反思评价】（9）小丽同学猜测：铁锈蚀的快慢还可能与氧气的浓度有关，为判断该猜测是否正确，请你设计实验验证小丽同学的猜想，简述实验方案。（实验方案包括操作、现象和结论）。8．（2022•无为市模拟）某兴趣小组发现铁钉生锈速率较慢，询问老师如何加快铁钉生锈的速率。老师提出氯化物可能加快铁钉生锈的速率，小组同学产生了浓厚的兴趣，于是对此展开了探究。【查阅资料】2FeCl3+Cu＝2FeCl2+CuCl2【实验探究1】探究氯化物对铁钉生锈速率的影响。小组同学分别将4枚铁钉放入盛有不同液体的试管中，所用液体及观察到的现象如表。试管编号①②③④加入液体6mL蒸馏水5mL蒸馏水+1mL1%NaCl溶液5mL蒸馏水+1mL1%CaCl2溶液5mL蒸馏水+1mL1%CuCl2溶液现象2天后，铁钉表面出现红色1天后，铁钉表面出现红色1天后，铁钉表面出现红色7分钟时铁钉表面出现红色，20分钟后振荡试管，底部出现红色固体【实验结论】（1）对比实验①②③可以得到的结论是。【实验反思】（2）小组同学认为，试管④底部的红色固体可能是铁锈，也可能是铜。他们认为红色固体可能是铜的理由是（用化学方程式解释）。【实验探究2】探究试管④底部红色固体的物质成分。实验步骤实验现象实验结论方法一将试管④底部所得红色固体加入另一试管中，再向其中加入足量的稀盐酸红色固体全部溶解红色固体是Fe2O3方法二Ⅰ、将试管④底部所得红色固体隔绝空气通足量氢气加热红色固体是Fe2O3和Cu的混合物Ⅱ、取I反应后的固体用磁铁吸引，剩余固体灼烧后加入足量稀硫酸【实验反思】（3）结合查阅资料，同学们一致认为方法一实验结论错误，其理由是。【拓展延伸】（4）老师提出，称量反应前红色固体质量及通氢气加热后的固体质量也可得出红色固体是Fe2O3和Cu的混合物。若反应前红色固体质量为1.6g，则生成的固体质量m的范围是，说明红色固体是Fe2O3和Cu的混合物。（5）该实验中氯化铜加速了铁钉生锈，除了氯离子加速，还可能是（用符号表示）。9．（2022•南平模拟）某校化学兴趣小组，确定“探究铁生锈的影响因素”研究性学习项目，请您参与他们的研究项目，完成相关研讨。（1）图1是来自教材实验设计，若要证明“与氧气接触是铁生锈的必要条件”，需将图1中试管（选填“①”或“②”）与试管③对照。（2）使用“迅速冷却的沸水”目的是。（3）项目组同学用数字传感仪探究铁生锈的原理，测量实验过程中装置内温度与相对湿度（体现水蒸气含量）的变化，数据见图2。请解释装置内相对湿度升高的原因是。（4）项目组同学从耗氧量的角度设计实验，研究铁生锈原理，以及在稀醋酸、氯化钠溶液存在时对铁生锈速率的影响，实验方案如表所示。实验组别铁粉质量/g炭粉质量/g水/滴食盐质量/g稀醋酸（pH＝4.5）/滴a5.00.1000b5.00.11000c5.00.1101.00d5.00.11005测得4组实验装置内氧气含量变化如图3所示。①实验a和b对照的结论是。②通过实验对照，可以证明“氯化钠溶液存在会加速铁的生锈”。（5）项目组向全班同学汇报实验成果时，表演了一个趣味实验，设计如图4实验装置，测量铁腐蚀过程中装置内压强变化，数据见图5。请解释，图5中曲线BC段压强突然增大的原因是。（6）反思：①从控制单一变量的角度，请指出上表“d”组实验设计存在的问题。②在炭粉、氯化钠溶液、稀酸存在的环境下，会加速铁的锈蚀。化学反应速率可以加快也能减慢，请举一例，通过改变反应条件降低反应速率的生活事例：。10．（2022•成都模拟）兴趣小组探究金属的性质，做了如下实验。【实验一：探究铝、铁、银三种金属的活动性】实验步骤现象①在试管中取少量盐酸，插入铁丝，充分作用②在①所得的溶液中，插入银丝，充分作用③在②所得的溶液中插入铝丝，充分作用结论：金属活动性由强到弱的顺序为Al＞Fe＞Ag。（1）小华同学认为方案中补充一个实验，就可得出Al＞Fe＞H＞Ag的结论。补充的实验是