广东省2022年中考化学总复习学案-第六部分六、实验探究题

六、实验探究题1．了解实验探究的一般步骤。2．知道不同类别的物质的相关性质。3．掌握常考的探究题类型。年份试题类型知识点分值2017实验探究题异常类现象问题的探究，化学实验方案的设计11分2018实验探究题条件类问题的探究，燃烧与灭火的相关知识10分2019实验探究题物质成分的探究，酸碱盐的相关知识10分2020实验探究题物质成分的探究，一氧化碳的化学性质10分2021实验探究题物质成分的探究；酸碱盐的相关知识10分【考题展示】1．(2021·广东中考)某兴趣小组探究镁与稀盐酸的反应。(1)镁与稀盐酸反应的化学方程式为__Mg＋2HCl=MgCl2＋H2↑__。(2)实验前，用砂纸打磨镁条的目的是__除去表面的氧化物__。(3)将打磨后的镁条放入稀盐酸中，一段时间后发现有“灰白色沉淀”产生的异常现象。【提出问题】灰白色沉淀可能含有什么物质？【查阅资料】Mg(OH)2受热分解生成MgO和H2O；变色硅胶遇水由蓝色变为粉红色；碱式氯化镁[Mg(OH)Cl]不溶于水，受热易分解生成MgO和HCl气体。【提出假设】甲同学认为灰白色沉淀中不含MgCl2，你认为原因是__氯化镁易溶于水__。乙同学认为灰白色沉淀中可能含有猜想Ⅰ：Mg猜想Ⅱ：Mg(OH)Cl猜想Ⅲ：Mg(OH)2【实验探究】乙同学将灰白色沉淀洗涤、干燥后，分别置于编号为①②③的试管中。序号实验操作实验现象实验结论实验1向试管①中加入适量__稀盐酸__(填物质名称)

沉淀消失无气泡产生猜想Ⅰ不成立实验2加热试管②,并将蘸有紫色石蕊试液的滤纸条置于试管口滤纸条变红猜想Ⅱ__成立__

实验3加热试管③,将产生的气体通过变色硅胶变色硅胶由蓝色变为粉红色猜想Ⅲ成立【讨论分析】实验2中滤纸条变红是由于HCl气体溶于水使溶液呈__酸__性，生成HCl气体的原因是__Mg(OH)Cleq\o(=,\s\up7(△))MgO＋HCl↑__(用化学方程式表示)。2.(2017·广东中考)某同学进行如图两个实验：(1)甲实验中反应的化学方程式为__Ba(OH)2＋Na2CO3=BaCO3↓＋2NaOH__；(2)乙实验观察到的现象是__镁条表面出现红色固体__，溶液由蓝色变成无色；(3)把甲、乙反应后的溶液倒入同一烧杯，发现有白色沉淀生成。他决定对白色沉淀的成分进行探究。【查阅资料】硫酸钡不溶于酸。【提出猜想】白色沉淀为Ⅰ.__Mg(OH)2__；Ⅱ.Mg(OH)2和BaSO4；Ⅲ.Mg(OH)2和MgCO3。【实验方案】实验操作实验现象与结论过滤、洗涤白色沉淀备用；向白色沉淀中加入盐酸至过量①若沉淀全部溶解，且无其他现象；猜想Ⅰ成立；其化学反应方程式为__Mg(OH)2＋2HCl=MgCl2＋2H2O__。②若__白色沉淀部分溶解__且无气体产生，猜想Ⅱ成立。③若沉淀完全溶解，__且有气体产生__，猜想Ⅲ成立。【拓展与思考】如果猜想Ⅲ成立，产生此结果的原因是做甲实验时__滴加的碳酸钠过量__；上述白色沉淀的成分不可能出现的组合是Mg(OH)2、MgCO3和BaSO4，原因是__甲反应后的溶液中碳酸钠与氢氧化钡不能共存__。3．(2018·广东中考)请参与下列探究实验：【实验探究】步骤实验操作实验现象结论或解释(1)用玻璃棒分别蘸取95%的酒精、蒸馏水置于火焰上。酒精__能燃烧__，蒸馏水__不能燃烧__。酒精是可燃物，水不是可燃物。(2)在铁片两端放大小相同的硬纸片、乒乓球碎片，在铁片中间加热。乒乓球碎片先燃烧、硬纸片后燃烧。乒乓球碎片的__着火点__比硬纸片的低。(3)在如图中打开分液漏斗的旋塞。①溶液中产生气泡；②蜡烛火焰a__先于__(填“先于”或“后于”)b熄灭。现象②的原因是CO2不助燃；__不燃烧，密度比空气大__。(4)用大烧杯罩住高低两支点燃的蜡烛。①烧杯底部变黑；②蜡烛火焰d比c先熄灭。CO2不助燃，蜡烛不完全燃烧；d先熄灭的原因是__二氧化碳受热气体膨胀，密度变小，聚集在烧杯的上部__。【拓展】堆积的面粉不容易点燃，即使少量点燃也只是小火燃烧；如果把面粉撒向空中遇火星可能会发生爆炸。“小火燃烧”和“发生爆炸”的原因分别是__“小火燃烧”是由于面粉与氧气的接触面积较小，“发生爆炸”是由于面粉与氧气充分接触__。1．实验探究题的常见类型：(1)物质成分的探究。(2)物质性质的探究。(3)异常现象探究。(4)反应条件及影响因素的探究。(5)初高中知识衔接探究。(6)定量分析探究。2．实验探究的一般步骤：提出问题→猜想假设→设计方案→进行实验(取样、实验操作、实验现象)→得出结论→交流评价3．化学实验是进行科学探究的重要途径，实验方案设计是实验探究的重要环节：解题时要注意从题目中提取相关信息，给予必要的加工、整理、归纳，并在探究中结合已有的化学知识和经验做出合理的猜想和假设，再加以论证，最后得出结论。在学习的过程中要注意培养自己的实验能力，分析解决问题的能力。4．解题思路：①认真审题，明确探究课题的目的，以目的来展开解题思路；②根据课题的目的，选择合适的方法，将相关的化学知识迁移到要解决的问题中来设计与评价探究方案。【例题1】(2020·广东模拟)草酸(H2C2O4)存在于自然界的植物中，在170℃以上易分解，某校化学兴趣小组为确定草酸分解产物，做如下探究。【提出问题】草酸的分解产物是什么？【猜想与假设】猜想①CO、CO2猜想②CO、H2O猜想③CO2、H2O、H2猜想④CO、CO2、H2O经小组同学分析得出上述猜想__①__一定是错误的，理由是__反应物中有氢元素(或不符合质量守恒定律)__。【查阅资料】无水硫酸铜是一种白色固体，遇水会变成蓝色。【进行实验】该小组同学设计了如图的实验过程(部分固定装置已略去)。实验步骤实验现象实验结论将分解产物从左至右依次通过各装置A中无水硫酸铜变蓝B中澄清石灰水变浑浊猜想②错误F中无水硫酸铜__无变化(或无明显现象或

无水硫酸铜不变蓝)__G中澄清石灰水变浑浊

猜想④正确问题解答(1)装置C的作用是__除去原混合气体中的二氧化碳__;

(2)写出装置E中发生反应的化学方程式__Fe2O3+3CO2Fe+3CO2__;

(3)证明产物中有CO的实验现象为__E中红色固体变黑,G中澄清石灰水变浑浊__;

【讨论交流】从环保的角度看，该装置的一个不足之处是缺少尾气处理装置。【反思拓展】(1)F和G装置能否调换位置？__否__(填“是”或“否”)，原因是__调换后将无法检验H2是否存在__。(2)根据结论：猜想④正确，将上图中装置C～G进行简化，只用如图所示装置并自选必要试剂就能完成探究。干燥管中碱石灰的作用为__除去H2O和CO2__，烧杯上能观察到的现象是__烧杯内壁无水珠__，最后一步的实验操作及现象是__将烧杯迅速倒转，加入澄清石灰水，澄清石灰水变浑浊__。【易错提醒】(1)猜想需符合题意，不能信口开河。猜想错误的原因：①反应物中含(或不含)某元素(不符合质量守恒定律)；②某物质和某物质不共存；③生成物中一定有某物质。(2)CO和H2具有还原性和可燃性，可根据这两个性质进行气体的检验，解题时要学会根据实验结论推测实验现象。(3)有关气体的检验和净化。实验中的先与后：①检验气体时，先检验水，后检验其他气体；如产物有水和二氧化碳，应先用无水硫酸铜检验水，再用澄清石灰水检验二氧化碳。②净化气体时，先除其他杂质，后除水(干燥放在最后)，如CO中混有CO2、H2O，应该先用氢氧化钠溶液除去CO2，再用浓硫酸除去H2O。【例题2】(2021·湛江模拟)小湛和小江两位同学进行如图两个实验。(1)甲实验中反应的化学方程式为__2NaOH＋CuSO4=Cu(OH)2↓＋Na2SO4__；(2)乙实验观察到的现象是__产生白色沉淀__。(3)实验结束后，两位同学把实验后的两支试管的溶液倒入同一个烧杯中，烧杯中没有明显现象，他们决定对溶液溶质成分进行探究。【提出问题】烧杯中溶液的溶质成分是什么？小湛认为溶液的溶质一定有Na2SO4；小江认为溶液的溶质一定有__氯化钠__；溶质中还可能有什么？【进行猜想】小湛认为溶液的溶质可能有Na2CO3；小江认为溶液的溶质可能有__氢氧化钠__；我认为溶液的溶质可能Na2CO3和NaOH都有。【验证猜想】实验操作现象结论①取少量烧杯中的溶液于试管中，测定pHpH＞7溶液呈__碱__性②另取少量烧杯中的溶液于试管中，滴加足量BaCl2溶液，静置，再滴加无色酚酞__产生白色沉淀__，溶液由无色变为红色我的猜想成立【结论分析】小市认为实验操作②的结论不严谨，因为__硫酸钠能和氯化钡反应生成白色沉淀硫酸钡__；若要确定我的猜想是否成立，应另取少量烧杯中的溶液于试管中，滴加__足量的稀盐酸__，然后观察是否有__气泡__出现，反应的方程式为__Na2CO3＋2HCl=2NaCl＋H2O＋CO2↑__。【拓展与思考】如果实验操作①中测得的pH＝7，烧杯中溶液的溶质成分是__硫酸钠、氯化钠__；可见，探究反应后所得物质的成分时，既要考虑生成物，还要考虑反应物是否过量。物质的性质及变化规律是化学研究及中考命题的重要内容，涉及常见的单质、氧化物、酸、碱、盐等物质的性质。本题主要考查物质的性质，实验探究物质的组成成分以及含量，解答时要根据各种物质的性质，熟悉掌握酸的化学性质及其相关化学方程式，结合各方面条件进行分析、判断，从而得出正确的结论。【例题3】(2021·重庆中考B)早在春秋战国时期，我国就开始生产和使用铁器。某实验小组利用焦炭和Fe2O3模拟早期炼铁并检验可能的产物，实验装置如图：【查阅资料】①铁粉为黑色；常温下，Fe、Fe3O4可被磁铁吸引；②PdCl2溶液可用于检验CO，原理是PdCl2＋CO＋H2O=Pd↓＋CO2＋2HCl；③Fe3O4与硫酸反应：Fe3O4＋4H2SO4=FeSO4＋Fe2(SO4)3＋4H2O。【实验现象】澄清石灰水变浑浊，PdCl2溶液中产生黑色沉淀，玻璃管内粉末全部变成黑色。冷却后，用磁铁靠近黑色固体，黑色固体被部分吸引。(1)仪器A的名称是__酒精灯__。(2)为了检验气体产物，装置从左到右的接口连接顺序为a→__d__→__e__→__b__→__c__。(3)澄清石灰水变浑浊的化学方程式为__CO2＋Ca(OH)2=CaCO3↓＋H2O__。【实验结论】反应生成CO和CO2，磁铁上的黑色固体可能是Fe、Fe3O4。【提出猜想】磁铁上的黑色固体是什么？猜想一：Fe猜想二：Fe3O4猜想三：Fe和Fe3O4【设计实验】设计思路操作现象结论定性实验取少量黑色固体于试管中，加入足量稀硫酸，充分反应固体完全溶解，产生气泡猜想__一和三__成立定量实验取足量的稀硫酸放入烧杯中，加入5.6g黑色固体，充分反应后称量溶液的质量固体完全溶解，产生气泡，溶液增加的质量为__5.4__g猜想一成立【归纳总结】根据实验结论和探究结果C与Fe2O3反应的化学方程式为__2C＋Fe2O3eq\o(=,\s\up7(△))2Fe＋CO↑＋CO2↑__。类型一、有关物质成分的探究1．(2020·韶关模拟)化学课堂上，同学们在老师的指导下进行了分组实验。【查阅资料】氯化钙溶液、氯化钠溶液都呈中性。(1)第Ⅰ组实验：探究酸和碱的反应。向试管中加入少量的氢氧化钙溶液，并滴入几滴无色酚酞溶液，充分振荡后，再逐滴滴入稀盐酸，并用玻璃棒不断搅拌，观察到溶液由红色变为无色，测得溶液的pH＜7，该过程中发生反应的化学方程式为__Ca(OH)2＋2HCl=CaCl2＋2H2O__，反应后溶液中的溶质为__CaCl2、HCl__。(2)第Ⅱ组实验：为了探究一瓶忘记盖瓶塞的NaOH溶液中溶质的成分，同学们进行了如下实验。【提出猜想】猜想1：溶质是NaOH；猜想2：溶质是碳酸钠、氢氧化钠；猜想3：溶质是Na2CO3。(3)【设计实验】实验步骤现象结论步骤一取少量样品于试管中,向其中滴加适量的BaCl2溶液产生白色沉淀猜想3成立产生沉淀的化学方程式为_BaCl2+Na2CO3

===BaCO3↓+2NaCl

步骤二充分反应后过滤,向滤液中滴加几滴无色酚酞溶液__溶液不变色__

(4)【交流讨论】①老师问：“若向少量样品中，加入足量的稀盐酸，如果有气泡产生，猜想3一定成立吗？”同学们交流讨论后，一致认为猜想3不一定成立，原因是当溶质是碳酸钠和氢氧化钠时，加入足量的稀盐酸也会产生气泡。②步骤二中用另外一种试剂代替酚酞溶液也能得出同样的结论，该试剂可能是__硫酸铜(合理即可)__溶液。(5)【实验反思】实验结束后，同学们将两组实验后的废液倒入同一个废液缸中进行集中处理。若使废液中只含有一种溶质氯化钠(酚酞除外)则需向废液中加入__适量的碳酸钠溶液__。类型二、有关物质性质的探究2．(2021·长春中考)某化学兴趣小组绘制碱的化学性质，设计实验如下：同学们选取四种碱来验证碱的化学性质，设计实验如下：(1)实验一能够观察到的明显现象是溶液由无色变为__红__色；(2)实验二澄清石灰水变浑浊，验证了上述知识网络图中碱能够与__某些非金属氧化物__反应；(3)实验三发生反应的化学方程式为__3HCl＋Al(OH)3=AlCl3＋3H2O__；(4)实验四产生白色沉淀，对反应后的物质进行过滤，并对滤液中溶质的成分产生了兴趣，经分析，滤液中一定有氢氧化钠，滤液一定显__碱性__(选填“酸性”“中性”或“碱性”)；【提出问题】滤液中溶质除了氢氧化钠还有什么呢？同学们对滤液中溶质的成分进行了猜想和实验探究。【猜想与假设】猜想一：溶质只有NaOH；猜想二：溶质为NaOH和__Na2CO3__；猜想三：溶质为NaOH和Ba(OH)2。【实验探究】实验操作实验现象实验结论a.取少量滤液于试管中,加入过量稀盐酸无明显现象由a,b两个实验的现象,得出猜想一正确b.另取少量滤液于试管中,加入过量碳酸钠溶液__无明显现象__

【反思与评价】Ⅰ、同学们经过讨论认为，如果只向滤液中加入过量的一种试剂，也能得出猜想一正确的结论，该试剂为__稀硫酸__；Ⅱ、实验后的废液直接倒入下水道，会造成环境污染，需将废液处理后再排放。类型三、有关条件类及影响因素问题的探究3．(2021·宁夏中考)某同学发现自己眼镜框中铜制部位表面有绿色的铜锈，他联想到探究铁生锈条件的实验，决定采用控制变量法探究铜生锈的原因，请你一起探究。【提出问题】铜生锈的原因是什么？【查阅资料】铜锈的主要成分是Cu2(OH)2CO3，俗称铜绿。【猜想与假设】根据查阅的资料猜测：铜生锈是铜与空气中的氧气、水和二氧化碳共同作用的结果，理由是__根据质量守恒定律，化学变化前后元素的种类不变__。【设计与实验】他仿照探究铁生锈条件的实验，设计并进行了如下四个实验(说明：实验中用到的蒸馏水均已煮沸过且铜片已打磨干净)。在上述实验三中，控制的因素是__二氧化碳__，制取氧气的方法与加热高锰酸钾制取氧气的方法相比具有的优点是__操作简单，安全环保__(写一条)。铜生成铜绿的化学方程式为__2Cu＋O2＋CO2＋H2O=Cu2(OH)2CO3__。【实验结论】他的猜想正确。【反思与提高】(1)生活中你会发现厨房中的铁锅与水接触的部分最容易生锈，切开的苹果不久后变成咖啡色，好像生了“锈”。这些物质“生锈”除了与水有关外，都与__氧气__(填物质名称)有关。(2)请你提出一条延长食品保质期的建议：__与氧气隔绝或充入化学性质不活泼的气体(如氮气)__。(3)要除去眼镜框表面的铜绿，应选用的药品是__盐酸(合理即可)__(写一种)。类型四、有关异常现象类问题的探究4．(2021·宁夏中考)化学兴趣小组的同学们在进行“碱与酸碱指示剂反应”的实验时，将酚酞溶液滴入NaOH溶液中，溶液变成了红色，但过一会儿红色却消失了。于是，兴趣小组的同学们对这一异常现象进行了探究。【提出问题】滴有酚酞的NaOH溶液由红色褪为无色的原因是什么？【猜想与假设】甲同学：酚酞与O2发生了反应；乙同学：NaOH溶液与空气中的CO2发生了反应；丙同学：与NaOH溶液浓度大小有关；你的猜想：__酚酞溶液含有杂质__(写一条)。【设计与实验】甲、乙、丙三位同学为了验证各自的猜想，设计并进行了如下实验，请你与他们一起探究。(1)甲同学设计并完成如下实验：实验步骤实验目的实验现象实验结论①取少量实验中的NaOH溶液于试管中,再加热煮沸__排除水中的氧气__

溶液变红,过一会儿红色消失甲同学的猜想__不正确__(填“正确”或“不正确”)

②将①中的溶液冷却后滴入酚酞溶液,并滴一些植物油在其上方__隔绝空气__

(2)乙同学设计如图1所示的装置进行实验，一段时间后，试管中溶液的红色褪去，他认为自己的猜想正确，试管中反应的化学方程式为__CO2＋2NaOH=Na2CO3＋H2O__。丁同学认为乙同学的猜想不正确，理由是__浓盐酸具有挥发性，生成的二氧化碳中含有挥发出的氯化氢气体，也能与氢氧化钠反应，使溶液的红色褪去__，丁同学为了进一步探究试管中的溶液红色褪去的原因，用pH试纸测量试管中的溶液，结果pH＜7，说明溶液显__酸__性，造成试管中溶液红色褪去的原因可能是__生成的二氧化碳或挥发的氯化氢与氢氧化钠发生了反应，溶液碱性消失呈酸性__。(3)丙同学为了验证自己的猜想，使用色度传感器测量溶液颜色的变化(说明：溶液无色时，色度传感器测得的数值为100%)。他在三个专用容器中分别加入等量的5%、10%、20%的NaOH溶液，然后各滴加2滴酚酞溶液，同时放入色度传感器进行测量，测出溶液颜色的变化曲线如图2所示，由此判断自己的猜想正确。你能从变化曲线中总结出的规律有__氢氧化钠溶液的浓度越大，酚酞溶液变红后褪色越快__(写一条)。【实验结论】滴有酚酞的NaOH溶液由红色褪为无色与NaOH溶液的浓度有关。类型五、有关“初高中知识衔接类”问题的探究5．(2021·潮南区模拟)课堂上老师分析金属与盐溶液反应时指出，发生此反应的条件是金属要比盐中金属活泼但要除去钾、钙、钠。志丰同学很好奇，他想探究金属钠与硫酸铜溶液反应生成什么物质？【进行实验】取绿豆大的一小粒钠放入盛有饱和CuSO4溶液的锥形瓶中。【实验现象】钠浮在液面上熔成小球，四处游动，发出嘶嘶响声，剧烈反应，钠颗粒逐渐消失，产生大量气泡，出现蓝色絮状沉淀，一会儿部分变黑色。(1)根据实验现象的信息，写出钠的一个物理性质__密度小(或熔点低)__。将锥形瓶塞上单孔塞，导管通入肥皂水中，有肥皂泡飘到空中，用燃着的木条靠近肥皂泡，有爆鸣声。说明生成的气体是__氢气__