专题11科学探究题（一）-2022年中考化学二轮复习核心专题复习（原卷版）

类型一反应后物质成分的探究【典例1】某化学课堂围绕“酸碱中和反应”，将学生分成若干小组开展探究活动，请你和他们仪器完成以下实验探究。【演示实验】将一定量稀盐酸加入到盛Ca(OH)2

溶液的小烧杯中，该反应的化学方程式是

。【查阅资料】CaCl2溶液显中性

。【提出问题】实验中未观察到明显现象，部分同学产生了疑问：反应后溶液中溶质的成分是什么?

【猜想与假设】针对疑问，甲组同学猜想如下：

猜想Ⅰ：只有CaCl2；猜想Ⅱ：有

；猜想Ⅲ：有CaCl2和

Ca(OH)2；

猜想Ⅳ：有

CaCl2、HCl和

Ca(OH)2

。乙组同学对以上猜想提出质疑，认为猜想Ⅳ不合理，其理由是

。【实验探究】为了验证其余猜想，各小组进行了下列三个方案的探究。实验方案滴加紫色石蕊溶液通入CO2滴加Na2CO3溶液实验操作实验现象实验结论溶液中含有Ca(OH)2溶液中含有Ca(OH)2溶液中含有Ca(OH)2【得出结论】通过探究，全班同学一致确定猜想Ⅲ是正确的。【评价反思】（1）丙组同学认为滴加

Na2CO3溶液产生白色沉淀，并不能证明溶液中一定含有

Ca(OH)2，请你帮助他们说明原因

。（2）在分析反应后所得溶液中溶质的成分时，除了考虑生成物外，还需要考虑

。【典例2】某化学兴趣小组根据如图所示进行模拟炼铁的实验，并对产物成分进行探究。经初步分析：无色气体A不含有单质气体，黑色粉末B含有两种单质中的一种或者两种。高炉炼铁的原理为：；请写出反应器中一氧化碳是如何产生的化学方程式：；兴趣小组又分成甲乙两组分别对无色气体A和黑色粉末B的成分进行探究。【猜想与假设】甲组在分析了炼铁的原理后，认为无色气体A中可能有CO2，也可能有未反应的。乙组认为黑色粉末的成分中存在以下三种情况：假设一：只含有铁；

假设二：只含有；

假设三：以上两种物质都含有。【实验与探究】（1）为验证甲组的猜想，大家按如图示进行实验（箭头表示气体流向）：当看到Ⅰ中澄清石灰水变浑浊，Ⅲ中灼热的氧化铜变红，可以确定无色气体A的成分为：，Ⅱ中浓硫酸的作用是：。（2）为验证乙组中假设三成立，大家用物理和化学两种方法来进行探究。实验方法实验操作实验现象实验结果物理方法假设三成立化学方法取少量黑色粉末B于试管中，加入过量的稀盐酸假设三成立写出黑色粉末B中加入过量的稀盐酸反应的化学方程式：。【交流与反思】在做甲组的实验中发现其存在一个很不环保的缺陷，请指出来_______________。1．草酸存在于自然界的植物中。草酸晶体（H2C2O4•2H2O）无色在101℃时熔化并开始升华，157℃时大量升华，继续升温到170℃以上分解。草酸能与氢氧化钙反应生成沉淀。请回答下列问题：（1）甲组同学按照如图所示的装置，通过实验检验草酸晶体的分解产物，装置B的主要作用是。装置C中有气泡逸出，澄清石灰水变浑浊，由此可知草酸晶体分解的产物中一定有，写出装置C中反应的化学方程式为：。（2）乙组同学认为草酸晶体分解的产物中还有CO，为进行验证，选用甲组实验中的装置A、B和如图所示的装置进行实验。（氢氧化钠溶液能吸收CO2，浓硫酸能吸水）乙组同学的实验装置依次连接的合理顺序为：A→B→F→D→E→I→D→G。G装置的作用是，若实验过程中观察到前面D中澄清石灰水，I中，后面D中澄清石灰水变浑浊现象。即可证明生成物中有CO气体。2．为探究CO2与NaOH溶液发生的反应，某兴趣小组尝试用不同的方式进行实验。【查阅资料】Ⅰ．20℃时，几种物质在水中的溶解度见下表：物质Na2CO3NaHCO3Ca(OH)2Ba(OH)2溶解度（g）21.59.60.1653.89Ⅱ．本实验条件下，Na2CO3溶液和NaHCO3溶液的pH分别约为11.0和8.5。【实验探究】（1）实验一：小科取一充满CO2的矿泉水瓶，加入一定量的水，立即拧紧瓶盖，振荡，发现瓶子变瘪；小科另取一相同的充满CO2的矿泉水瓶，向其中加入与水等体积的NaOH溶液，立即拧紧瓶盖，振荡，得到溶液X，此时观察到的现象是瓶子变瘪，且比装水的更瘪。（2）实验二：为检验CO2与NaOH溶液反应的产物，小敏取实验一所得溶液X少许，向其中滴加BaCl2溶液，可观察到的实验现象是。（3）实验三：小思取实验一所得溶液X少许，向其中加入过量的BaCl2溶液，振荡，静置，取上层清液，滴入1滴酚酞试液，发现溶液呈红色，证明溶液X中有NaOH剩余。实验中，小思没有直接向少量溶液X中滴入酚酞试液，理由是。类型二物质变质的探究【典例1】某同学发现，上个月做实验用的氢氧化钠溶液忘记了盖瓶盖。对于该溶液是否变质，同学们提出了如下假设：【猜想】猜想一：没有变质；猜想二：部分变质；猜想三：。【进行实验】对猜想二进行验证。实验步骤实验现象结论步骤1：取少许该溶液于试管中，滴入足量的溶液猜想二正确步骤2：静置上述溶液，取上层清液少许于另一支试管中，加入硫酸铜溶液【反思】（1）若除去氢氧化钠溶液中杂质，得到氢氧化钠溶液。应加入适量的，过滤。其反应的化学方程式为。（2）在实验室中，盛放氢氧化钠溶液的试剂瓶应保存。【典例2】某兴趣小组同学用大理石和盐酸反应制取二氧化碳，将制得的气体通入澄清石灰水，观察到石灰水未变浑浊，他们对此现象产生了好奇。请你与他们一同探究：【提出问题】为什么石灰水未浑浊？【猜想假设】猜想一：石灰水已变质；猜想二：制得的气体中无二氧化碳；猜想三：。【实验验证】（1）同学们为验证猜想一是否成立。他们将适量的原试剂瓶中的澄清石灰水倒入小试管中，然后（填写实验操作过程），他们根据实验现象确认了石灰水未变质。他们接着探究，通过实验又否定了猜想二。（2）同学们继续设计了如图实验来探究猜想三：①如图，加入B装置后，C中澄清石灰水变浑浊。同学们通过实验确定了澄清石灰水未变浑浊的原因。请用化学反应方程式解释将制得的气体通入澄清石灰水后，石灰水不变浑浊的原因。②B装置的作用是，实验后向B中滴入石蕊溶液，可看到的现象是，B中主要溶质的化学式：。【附加分：若正确回答下列小题，将获得4分的奖励，但化学试卷总分不超过60分】（3）小组同学用pH传感器测得纯净二氧化碳通入澄清石灰水中pH的变化如图2所示，已知BC段，是过量的二氧化碳与水和碳酸钙反应生成可溶于水的Ca(HCO3)2的过程。请回答：①AB段中间O点时溶液溶质的化学式为。②BC段发生的化学反应方程式。③最终得到的溶液呈性。1．某化学学习小组的同学对一瓶敞口放置的氢氧化钙固体的化学成分产生了兴趣，他们根据自己所学知识进行如下探究：【提出问题】该瓶药品的化学成分是什么？【查阅资料】（1）氢氧化钙能与空气中的二氧化碳反应而变质。（2）氢氧化钙的溶解度曲线如图：【猜想假设】猜想一：Ca(OH)2；猜想二：；猜想三：CaCO3。【实验验证】实验操作实验现象实验结论（1）取1g样品放入盛有50g水的烧杯中，充分搅拌后，静置烧杯底部有较多固体未溶解样品中含有CaCO3（2）取实验（1）中上层清液少许于试管中，再向试管中滴加23滴无色酚酞试液________样品中含有Ca(OH)2【得出结论】甲同学认为猜想二正确。【反思交流】（1）乙同学认为甲同学的结论不合理，他认为猜想也可能正确，原因是。（2）丙同学认为要想验证猜想二正确，还需做如下实验：取实验（1）中未溶解固体于试管中，向试管中滴加适量稀盐酸，如有，则猜想二正确。【拓展提升】要想验证反应后物质的成分，除需验证有生成物以外，还应考虑反应物是否。2.火锅是我国独创的美食，历史悠久。火锅常用的一种燃料是固体酒精。某化学兴趣小组的同学对“固体酒精”产生了好奇，对其成分进行探究。请你回答下列问题。【查阅资料】a．固体酒精是用酒精、氯化钙和氢氧化钠按一定的质量比混合制成。b．氯化钙、氯化溶液均呈中性。【提出问题】①酒精中是否含有碳元素？②固体酒精中的氢氧化钠是否变质？【实验探究】按上图所示进行实验，发现烧杯内壁有一层白膜，可得出酒精中含有碳元素的结论，理由是。②取少量固体酒精于烧杯中，加足量的水充分溶解后静置，发现烧杯底部有白色沉淀，请用化学方程式表示该沉淀是如何形成的：由此说明氢氧化钠已变质。③为进一步确定氢氧化钠的变质程度，分组进行探究。甲组同学取烧杯上层清液于两支试管中，按下图所示进行实验。实验方案实验现象溶液变红产生实验结论清液中有氢氧化钠清液中有碳酸钠乙组同学认为甲组实验不能证明清液中一定有氢氧化钠，理由是。他们另取烧杯中上层清液，加足量氯化钡溶液，充分反应后，静置，取上层清液，滴加酚酞溶液，酚酞溶液变红。【反思交流】乙组实验中加足量氯化钡溶液的目的是。【实验结论】小组同学经过讨论，一致认为该固体酒精中的氢氧化钠部分变质。类型三混合物成分的探究【典例1】实验课上，老师给了同学们一包红色粉末，该粉末可能是铜粉和氧化铁（Fe2O3）粉末中的一种或两种，为确定该粉末的成分，同学们进行了如下探究，请你参与其中并回答问题。【提出猜想】甲组：铜粉；乙组：氧化铁粉末；丙组：。【设计实验】方案1：取少量红色粉末放入试管中，滴加足量的（从下列试剂中选择：氯化钠溶液、稀盐酸、氢氧化钠溶液）振荡，若甲组猜想正确，则实验现象为。方案2：取8g红色粉末放入硬质玻璃管中，先通入CO，然后用酒精喷灯加热一段时间（实验装置如图1所示），停止加热并继续通入CO至装置冷却。若乙组或丙组猜想正确，则硬质玻璃管内发生反应的化学方程式是。实验时要先通CO再加热的目的是。【数据处理】等装置完全冷却到室温，称量硬质玻璃管内剩余固体质量为mg。若乙组猜想正确，则m的取值范围是。【实验反思】图1虚线框内的装置是用于吸收CO2；并收集CO，请从图2（广口瓶内均为氢氧化钠溶液）中选择最合适的装置（填序号）。【典例2】某白色固体可能由BaCl2、NaOH、Na2CO3、Na2SO4中的一种或几种物质组成。某兴趣小组的同学为确定该白色固体的成分，进行了如下的实验探究，请你参与并回答相关问题初步探究：小金同学设计的实验过程及现象如图所示。【查阅资料】BaCl2溶液显中性。【初步结论】（1）原白色固体中一定有的物质是________，一定没有的物质是________。（2）M溶液中的溶质一定有________，一定没有氯化钡。【交流讨论】小英同学认为：无色溶液M变红色，说明溶液M中含有碱性物质，但不能由此推导出原固体物质中是否含有氢氧化钠。若要进一步确定，需对溶液M继续进行探究。为此同学们进行了如下的探究：Ⅱ．继续探究【提出问题】无色溶液M中有氢氧化钠吗？【猜想与假设】猜想一：有NaOH猜想二：没有NaOH【探究与结论】实验步骤实验现象实验结论A．取无色溶液M于试管中，加入过量的氯化钡溶液，振荡，静置证明溶液M中有碳酸钠并被除尽B．取实验A所得上层清液于试管中，加入猜想一正确在老师的指导下，同学们通过交流、讨论、实验，圆满地完成了这次探究活动。1．现有一包黑色固体粉，可能含有炭粉、CuO、Fe3O4中的两种或者三种，某化学兴趣小组通过实验探究其成分。【提出问题】该黑色固体粉末成分是什么？【作出猜想】猜想一：混合固体是炭粉、CuO猜想二：混合固体是炭粉、Fe3O4猜想三：混合固体是________（两种物质写不全不给分）猜想四：混合固体是炭粉、CuO、Fe3O4【查阅资料】Fe3O4为黑色粉末，能与盐酸反应，含有Fe3+的盐溶液遇到KSCN（硫氰化钾）溶液时变成红色，Fe(OH)2是一种白色沉淀。【实验探究】取一定量的固体于试管中，加足量的盐酸，充分反应后有部分固体溶解，过滤，得到滤液A，并对滤液A的成分进行如下探究：实验操作实验现象实验结论步骤一：取一定量滤液A于试管中，加入足量的铁粉无红色固体析出该固体物质一定没有步骤二：又取一定量的滤液A于试管中，加入少量的KSCN（硫氰化钾）溶液溶液变成红色滤液A中还一定含有的物质是步骤三：再取一定量的滤液A于试管中，加入足量的NaOH溶液有红褐色沉淀生成，同时还有少量的白色沉淀生成，白色沉淀迅速变成灰绿色，最后面变成红褐色滤液A中还一定含有的物质是【讨论交流】=1\*GB3①通过以上实验，猜想成立。②写出Fe3O4与盐酸反应的化学方程式。③Fe3O4与盐酸反应时元素的化合价没有改变，请大家推断Fe3O4中铁元素的化合价为（写两种价态才得分）。【拓展】请写出同种元素显不同化合价的一种盐（其它合理答案也得分）（写化学式）。类型四标签类成分的探究【典例1】实验室有一瓶标签腐蚀的溶液A（如图），某组同学将碳酸钠溶液与样品反应，有白色沉淀产生，过滤后得到澄清滤液，同学们进行了一系列的探究。探究一

A溶液中溶质是什么?【提出猜想】①CaCl2；②。【查阅资料】CaCl2溶液呈中性。【设计实验】同学们设计了如下方案并进行实验。实验操作实验现象实验结论取少量A溶液于试管中,向其中滴加无色酚酞溶液猜想①正确碳酸钠与其反应的化学方程式为。探究二

过滤后的滤液中会有哪些溶质?【提出猜想】小明的猜想：NaCl、CaCl2；小红的猜想：NaCl；你的猜想：。【设计实验】请设计对“你的猜想”实验：实验步骤实验现象实验结论你的猜想正确【思维拓展】为防止标签被腐蚀，倾倒液体时应注意：。1.有一瓶标签受损、没盖瓶盖且装有无色液体的试剂瓶，如图所示。老师告诉大家，瓶内原有的液体只能是碳酸钠溶液、氢氧化钠溶液、氯化钠溶液、蒸馏水中的一种。为了判断瓶内是何种溶质，并确定试剂瓶的标签，化学小组的同学进行了如下探究活动。【实验探究】（1）从受损的标签信息看，大家一致认为该液体不可能是。（2）甲同学设计了如下方案进行探究。实验操作实验现象实验结论取适量瓶内液体加入试管中，滴加足量的稀盐酸该液体是碳酸钠溶液（3）乙同学认为甲同学的结论不准确，又设计了如下方案进行探究。实验操作实验现象实验结论取适量瓶内液体加入试管中，滴加过量Ca(OH)2溶液。静置后，取上层清液，滴加酚酞溶液该液体中的溶质为氢氧化钠和碳酸钠。反应的化学方程式：（4）丙同学认为乙同学的实验方案有不足之处，于是丙同学只改用了一种与乙同学所加物质类别不同的溶液，重新按照乙的方法进行实验，得到的实验现象和结论与乙同学的完全一致，且结论完全正确。则丙同学改用的试剂为。【实验结论】实验结束后，最终得到的结论是：原试剂瓶标签。【反思与交流】（1）为了不使标签破损，应如何正确操作。（2）药品取完之后应及时密封保存。1．实验室保存有一瓶淡黄色固体药品，标签上的药品名称为“过氧化钠（Na2O2）”，但是已经过了保质期。某化学兴趣小组想知道这瓶固体究竟含有哪些物质。他们在老师的指导下进行了实验探究，请你完成兴趣小组的下列实验报告。【查阅资料】Ⅰ．过氧化钠是一种淡黄色固体，常用在呼吸面具和潜艇中制造氧气。其原理是：2Na2O2+2CO2＝2Na2CO3+O2；2Na2O2+2H2O＝4NaOH+O2↑Ⅱ．常温常压下，O2和CO2的密度分别为1.3g/L、1.8g/L。【分析猜想】（1）该小组同学认为，不用做实验，仅由查得的资料和所学知识就可推断该固体一定含有Na2O2。理由是。（2）进一步对固体成分提出以下猜想：Ⅰ．只有Na2O2；Ⅱ．含有Na2O2和Na2CO3两种物质；Ⅲ．含有两种物质；Ⅳ．含有。【实验操作】首先按如图连接好装置。用电子秤称取

1.00g

固体样品置于干燥的仪器

X

中，向分液漏斗中加入一定量的蒸馏水。（3）仪器X的名称是。打开分液漏斗活塞，将蒸馏水加入仪器X中。反应完全后（无固体剩余），注射器内收集到80.0mL气体，说明样品中含有g

Na2O2（计算结果保留到小数点后两位）。（4）更换注射器后，再通过分液漏斗向仪器X

中加入足量稀盐酸，溶液中出现气泡，最终注射器内收集气体的质量为

0.11g。由此可知，样品中含有，该物质的质量为（计算结果保留到小数点后两位）。【得出结论】（5）通过以上实验操作得出结论，猜想是正确的(填序号)。2.某探究小组的同学通过查阅资料得知：在加热条件下，镁不仅能与水反应还能与氯化铵溶液反应。小组同学对此产生兴趣，他们将砂纸打磨过的镁条加入氯化铵溶液中并加热，迅速产生大量气体。为确定生成气体的成分，他们进行如下探究：【查阅资料】（1）镁与氯化铵溶液反应生成两种气体，每种气体只含有氮、氢两种元素中的一种或两种。（2）镁与水在加热条件下反应，生成氢氧化镁和氢气。（3）氨气是一种极易溶于水的气体，能与酸反应。【提出问题】该气体成分是什么?【做出猜想】猜想一：H2和N2；猜想二：N2和NH3；猜想三：。【进行实验】步骤一：小组同学闻气体气味，发现该气体有刺激性气味。则猜想不成立。步骤二：同学们把产生的气体通入盛有水的A装置中除去，再将剩余气体依次通入B、C、D装置中，一会儿后，加热试管中的氧化铜，观察到B中溶液不变色，C中无明显现象，D中黑色粉末变成红色固体，试管口有小水珠。装置C的作用是（合理即可），装置D中发生反应的化学方程式为。【得出结论】猜想成立。【拓展延伸】经过讨论，小华同学认为用点燃木条检验气体的方法代替装置D也能达到相同的探究目的。你认为是否可行？（填“可行”或“不可行”）。3.某化学兴趣小组的同学在整理化学药品柜时，发现有一瓶标签受损的无色溶液（受损标签如图）所示。咨询实验老师得知，这瓶无色溶液是一种常用的盐溶液。小组同学对这瓶溶液进行了如下探究：【提出问题】这瓶无色溶液是什么物质的溶液？【猜想与假设】小组同学提出了如下假设：①碳酸钠溶液；②硫酸钠溶液；③氯化钠溶液。【讨论交流】在老师的指导下，小组同学经过讨论，认为有一条假设不合理。（1）请你指出不合理的假设并说明不合理的理由。【查阅资料】硫酸钡既不溶于水又不溶于酸；碳酸钠溶液呈碱性；Ba(OH)2的化学性质与

Ca(OH)2相似。【进行实验】小组同学设计并进行了如下实验，请你完善小组同学的“相互评价”。组次实验操作出现的现象与结论同学相互评价第

1

组产生白色沉淀，第

1

组同学认为猜想②成立第

2

组同学认为此方案结论不正确。（2）你认为其理由是硫酸钡和都不溶于水。第

2

组试管中无明显现象，第2

组同学认为猜想②成立。第3组同学认为此方案结论不正确。（3）你认为其理由是。第

3

组溶液无明显变化，第3

组同学认为猜想②成立。第

1

组同学认为此方案结论正确。（4）你认为实验中用点滴板比试管有更多的优点是。（写

1

条即可）【实验反思】针对上述情况，小组同学总结了取用药品时的各种注意事项。（5）你认为倾倒液体药品时，要注意标签。4．碱石灰是实验室常用的干燥剂，新制的碱石灰是CaO和NaOH的混合物。【提出问题】敞口放置一段时间的碱石灰样品中的成分是什么？【问题猜想】碱石灰样品中可能含有CaO、NaOH、CaCO3、Na2CO3和等五种物质。【查阅资料】BaCl2溶液显中性。【实验探究】实验小组进行了以下实验探究实验步骤过程或现象结论Ⅰ．取少量样品于试管中，加入适量水试管壁发热样品中CaO、NaOH至少含一种Ⅱ．向上述试管中继续加入足量的水，振荡、静置并过滤得到溶液A和固体B样品中一定含有CaCO3Ⅲ．向溶液A中加入过量的BaCl2溶液，振荡、静置并过滤得到溶液C和固体DA溶液中含有CO23−Ⅳ．向溶液C中滴加无色酚酞试液溶液变红色C溶液显碱性【思考分析】（1）有同学认为步骤Ⅱ的结论不准确，原因是

。（2）判断溶液A中加入过量的BaCl2溶液的方法是

。（3）写出步骤Ⅲ中相关的化学反应方程式

。（4）溶液C中所含阳离子的符号

。【实验结论】：通过以上实验探究，该碱石灰样品中能确定肯定含有的成分是

。5．（安徽·中考真题）某研究小组对自动充气气球（示意图如下图）进行下列探究。【查阅资料】该气球充气原理是：通过挤破液体包，使液体与白色粉末接触产生二氧化碳气体，实现气球自动充气。（1）为检验气体是二氧化碳，可选用______________(填试剂名称)。探究一：液体包内溶液酸碱性的探究（2）室温时，用pH试纸测得溶液的pH＝3，则该溶液呈________性。探究二：白色粉末成分的探究【猜想与假设】甲同学认为是碳酸钙；乙同学认为是碳酸钠；丙同学认为是碳酸氢钠。【设计并进行实验】（3）将少量白色粉末放入水中搅拌，固体全部溶解，说明甲同学的猜想________（填“正确”或“不正确”）。（4）室温时，分别向盛有碳酸氢钠、碳酸钠和白色粉末样品的锥形瓶中注入等体积、足量的10%盐（装置如下图），记录如下表：实验编号锥形瓶内物质最终得到CO2体积/mL名称质量/g①碳酸氢钠0.10V1②碳酸钠0.10V2③白色粉末aV1实验①的化学方程式为________________________；表中a＝________；V1________V2(填“＞”、“＜”或“＝”)。【分析并得出结论】（5）如何从上表中获取证据并得出结论？________________________________________________________________________。6．（山东·中考真题）小华同学在打开某食品包装袋时，发现袋内有一包脱氧剂，其标签如图。他对该脱氧剂产生好奇，请回答下列问题：（1）铁粉为什么能延长食品保质期？根据铁生锈的化学反应原理，他判断“脱氧剂”能够延长食品保质期的原因应是______（填字母序号）A．铁粉具有杀菌消毒的作用。B．铁粉吸收水分，使食品保持干燥。C．铁粉消耗氧气，防止食品发生缓慢氧化（2）这包“脱氧剂”是否仍具有延长保质期的作用？于是，他将该“脱氧剂”带到学校和兴趣小组的同学一起探究其成分：【提出问题】该“脱氧剂”现在的成分是什么？【猜想假设】猜想一：Fe猜想二：______猜想三：Fe2O3【进行实验】为了验证上述猜想，他们进行了如下实验：实验一：取上述粉末用磁铁进行充分吸引，