专题19科学探究-5年（2017-2021）中考1年模拟化学分项汇编

专题21科学探究考点1有关物质组成及成分的探究1．（2021海南）某兴趣小组对“人体吸入的空气和呼出的气体有什么不同”进行探究。(1)小明进行了实验并得出结论如下表，请补充完整。实验实验操作实验现象解释与结论①收集两瓶呼出的气体//②向其中一瓶气体中加入澄清的石灰水，振荡消石灰水变_______化学方程式为_____③向另一瓶气体中插入燃着的木条燃着的木条熄火呼出气体中二氧化碳含量高，导致木条熄灭(2)小红认为实验③的结论不正确，并查阅到相关资料。（资料卡片）Ⅰ.经测定，人体吸入空气和呼出气体中各成分的体积分数大约是：气体成分氮气氧气二氧化碳水蒸气其他气体吸入的空气(%)78210.030.070.9呼出的气体(%)781641.10.9Ⅱ.用氧气、二氧化碳传感器在烧杯顶部测量杯内两支蜡烛从点燃到全部熄灭后，杯内氧气和二氧化碳的浓度变化如图。Ⅱ.将燃着的木条插入含20%氧气和80%二氧化碳的集气瓶中，木条能正常燃烧。请结合以上资料，简述小红认为实验③结论不正确的理由。_______【答案】浑浊由资料Ⅲ可知，二氧化碳含量80%时木条仍能燃烧，而呼出气体中二氧化碳含量仅为4%，因此，不是呼岀气体中二氧化碳含量高导致木条熄灭。(或由资料Ⅱ可知，当氧气含量低于15.65%(约16%)时蜡烛熄灭，而呼出气体中氧气含量为16%，因此木条熄灭的原因是氧气含量不足)【详解】（1）收集两瓶呼出的气体，向其中一瓶气体中加入澄清的石灰水，振荡，呼出的气体中含有二氧化碳，二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，二氧化碳与氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水，该反应的化学方程式；（2）由资料Ⅲ可知，二氧化碳含量80%时木条仍能燃烧，而呼出气体中二氧化碳含量仅为4%，因此，不是呼岀气体中二氧化碳含量高导致木条熄灭。(或由资料Ⅱ可知，当氧气含量低于15.65%(约16%)时蜡烛熄灭，而呼出气体中氧气含量为16%，因此木条熄灭的原因是氧气含量不足)2．（2021海南）某兴趣小组想证明稀硫酸与氢氧化钠溶液混合后，虽然无明显现象，但确实发生了化学反应，请你参与他们的探究活动。（1）图一中①是氢氧化钠在水溶液中的解离示意图（水分子省略）。试仿照图一①，在图一②中补全硫酸在水溶液中的解离示意图（用离子符号表示）。________（2）按照图二装置进行实验，会出现什么现象？原因是什么？________（3）图三是小明和老师一起向氢氧化钠溶液中逐渐滴入稀硫酸时通过数字化实验测定的反应溶液温度T和pH随反应时间的变化曲线，其中表示pH的变化曲线是________（填“a”或“b”）。【答案】和饱和石灰水中会有晶体析出；稀硫酸和氢氧化钠溶液反应会放出热量，使饱和石灰水的温度升高，氢氧化钙的溶解度降低；b【详解】（1）氢氧化钠在水中能够解离出钠离子和氢氧根离子，硫酸在水中能够解离出氢离子和硫酸根离子，故填和；（2）稀硫酸和氢氧化钠溶液反应会放出热量，使饱和石灰水的温度升高，氢氧化钙的溶解度降低，从而饱和石灰水中会有晶体析出；（3）氢氧化钠溶液与稀硫酸反应会放热，从而使温度升高，故a曲线为温度曲线，随反应的进行，氢氧化钠被消耗，溶液的碱性减弱，溶液的pH会减小，故b曲线为pH的变化曲线。3．（2021海南）如图，某同学做“盐酸中和氢氧化钠溶液”的实验时，滴加盐酸前忘记先在氢氧化钠溶液中加入酚酞试液，结果无法判断该中和反应进行的程度。于是他对所得溶液的酸碱性进行探究。（提出猜想）所得溶液呈中性，也可能呈酸性，还可能呈碱性。（实验探究）实验操作实验现象结论用试管取该溶液12mL，滴入12滴酚酞试液，振荡_______溶液呈碱性溶液颜色无明显变化溶液呈中性（分析思考）1若溶液呈碱性，则溶液中使其呈碱性的离子是_______(填写微粒符号)。2若溶液颜色无明显变化，为了进一步确定溶液的酸碱性，该同学提出了两种方案：方案1：取样，用pH试纸测定，若pH<7，则溶液呈酸性；若pH=7，则呈中性。方案2：取样，加入锌粒中，若观察到_______，则溶液呈酸性；若无明显现象，则呈中性。【答案】溶液变红OH有气泡产生【详解】[实验探究]酚酞遇碱性溶液变红，用试管取该溶液12mL，滴入12滴酚酞试液，振荡，溶液变红，说明溶液呈碱性。[分析思考]1若溶液呈碱性，则溶液中使其呈碱性的离子是OH。2若溶液颜色无明显变化，为了进一步确定溶液的酸碱性，该同学提出了两种方案：方案1：取样，用pH试纸测定，若pH<7，则溶液呈酸性；若pH=7，则呈中性。方案2：取样，加入锌粒中，锌能与酸反应生成氢气，若观察到有气泡产生，则溶液呈酸性；若无明显现象，则呈中性。4．（2021海南）实验室有一瓶标签受损的无色溶液A,如图所示。老师告诉同学们,这瓶溶液只能是CaCl2溶液和Ca(OH)2溶液中的一种。同学们将碳酸钠溶液与一定量的溶液A混合,发现有白色沉淀产生,过滤后得到澄清滤液。同学们进行了如下实验探究:(1)探究一:这瓶溶液中溶质是什么?（提出猜想）①CaC12;②Ca(OH)2。（查阅资料）CaC12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溶液A于试管中,向其中滴加无色酚酞溶液_______猜想②正确(2)探究二:过滤后的滤液中的溶质有哪些？（提出猜想）①NaOH;②NaOH、Na2CO3;③_______。请你设计一个实验证明猜想②成立(简要说明操作、现象和结论)_______。【答案】溶液变红NaOH、Ca(OH)2取少量滤液于试管中,向其中滴加过量稀盐酸,若有气泡产生,则猜想②成立。(答案合理均可)【详解】探究一：由实验结论可知，猜想②正确，说明溶液为氢氧化钙溶液，该溶液显碱性，因此观察到的现象是溶液变红。探究二：判断反应后溶液中溶质成分时，我们除了考虑生成物之外，还要考虑反应物是否有剩余。碳酸钠和氢氧化钙反应，生成碳酸钙沉淀和氢氧化钠，因此反应情况有三种，一种是恰好完全反应，得到溶液中溶质只氢氧化钠，第二种情况是碳酸钠有剩余，第三种情况是氢氧化钙有剩余，把以填NaOH、Ca(OH)2。猜想②正确，说明溶液中含有碳酸钠和氢氧化钠，因为氢氧化钠是生成物且溶于水，所以溶液中一定有氢氧化钠，无需验证，因此只需要证明有碳酸钠存在即可，考虑到中和反应优先问题，所以要取少量滤液于试管中，滴加过量的稀盐酸，如果有气泡产生，证明有碳酸钠存在，猜想②成立，该答案不唯一，如加入可溶性钡盐溶液也可以通过有白色沉淀产生，证明有碳酸钠存在。5．（2021海南）小明在实验室做NaOH溶液和稀硫酸的中和反应实验，经老师指导，他利用数字化设备测定了反应中的溶液温度及pH随时间变化的关系曲线图。（1）a为温度曲线上的最高点，a、b两点对应的时间相同，则b点溶液中的微粒有___________。（2）取少量c点溶液于试管中，滴加紫色石蕊试液，可观察到的现象是___________。（3）次日，小明发现实验后忘记将NaOH溶液密封保存，他猜测此时该溶液可能还有碳酸钠，请设计实验验证他的猜想。（写出实验步骤、现象及结论）___________【答案】Na+、SO42、H2O溶液变成红色加入过量的盐酸（或氢氧化钙溶液或氯化钡溶液），若产生气泡（或白色沉淀），则说明该溶液中含有碳酸钠（合理即可）。【详解】（1）NaOH溶液和稀硫酸的反应是放热反应，实验a为温度曲线上的最高点，说明此时硫酸与氢氧化钠恰好完全反应，由于a、b两点对应的时间相同，则b点溶液中的溶质只有硫酸钠，故b点溶液中的微粒填：Na+、SO42、H2O；（2）根据pH随时间变化的关系曲线图可以看出，c点溶液的pH小于7，显酸性，能使紫色石蕊试液变红，可观察到的现象填：溶液变成红色。（3）在氢氧化钠存在下检验碳酸钠的存在，根据碳酸钠能与酸、碱、盐反应的性质，可以加入过量的盐酸（或氢氧化钙溶液或氯化钡溶液），若产生气泡（或产生白色沉淀）就能验证小明的猜想，故填：加入过量的盐酸（或氢氧化钙溶液或氯化钡溶液），若产生气泡（或产生白色沉淀），则说明该溶液中含有碳酸钠（合理即可）。6．（2021海南）某兴趣小组为探究金属活动性强弱，分别做了镁、铝、铜与稀盐酸反应的实验。小芳同学做镁与稀盐酸反应的实验时，发现试管中出现灰白色沉淀，该小组同学对灰白色沉淀的成分进行如下探究：（提出假设）假设一：含有氯化镁；假设二：含有镁粉；假设三：含有氢氧化镁；……（查阅资料）①氯化镁易溶于水；②在一定条件下，镁可与冷水缓慢反应。（设计并进行实验）各取少量灰白色沉淀加入2支试管中，进行如下实验：编号实验操作实验现象实验1加入适量蒸馏水、搅拌沉淀未见减少实验2加入适量稀盐酸沉淀全部溶解，没有气泡产生（得出结论）由实验1可知，假设______不成立；由实验2可知，沉淀中不含______。假设三______（填“成立”或“可能成立”或“不成立”）。【答案】一镁可能成立【详解】由题干可知实验1：加入适量蒸馏水、搅拌沉淀未见减少，氯化镁易溶于水，故由此可知，不含氯化镁，假设一不成立；实验2：加入适量稀盐酸沉淀全部溶解:，没有气泡产生，镁能与稀盐酸反应生成氯化镁和氢气，故由实验2可知，沉淀中不含镁；氢氧化镁可与稀盐酸反应生成氯化镁和水，无气泡产生，假设三可能成立。7．（2021海南）某化学实验小组同学将铁粉投入硫酸铜溶液中，发现生成红色固体物质的同时有较多的气泡放出。生成的是什么气体呢？同学们决定进行探究。探究前老师提示，该反应生成的气体只有一种。提出猜想：放出的气体可能是SO2、O2、H2，提出猜想的依据_______。（查阅资料）SO2易溶于水，化学性质与二氧化碳有相似之处，它能使澄清石灰水变浑浊，生成难溶的CaSO3。（方案设计）依据上述猜想，实验小组同学分别设计了如下方案：（1）甲同学认为是O2，请设计实验验证_________。（2）乙同学认为是SO2，则只需将放出的气体通入澄清石灰水中，看澄清石灰水是否变浑浊。（3）实验小组同学合作设计了如下组合实验方案，排除和验证猜想的气体。（实验探究）实验开始时，先将收集到的气体从a通入一段时间后，再点燃C处酒精灯；实验过程中发现A装置中溶液不变浑浊，C装置中表面含CuO的铜网由黑色变为光亮的红色；（结论）铁粉与硫酸铜溶液反应时，产生的气体是_________。思维拓展：由上述实验可以推出，硫酸铜溶液中可能含有_______。【答案】质量守恒定律用带火星的木条检验，若复燃，则证明是氧气氢气酸或（H+）【详解】[提出猜想]反应前后元素种类不变，铁和硫酸铜溶液反应生成红色固体物质的同时有较多的气泡放出，硫酸铜溶液中含有硫元素、氧元素、氢元素，可能生成二氧化硫，也可能生成氢气，故猜想的依据是质量守恒定律。[方案设计]（1）氧气具有助燃性，可用带火星的木条检验氧气，木条复燃，说明的氧气，则实验为用带火星的木条检验，若复燃，则证明是氧气。结论：A装置中溶液不变浑浊说明气体不是SO2，C装置中表面含CuO的铜网由黑色变为光亮的红色说明气体有还原性，则产生的气体为氢气，故铁粉与硫酸铜溶液反应时，产生的气体是氢气。[思维拓展]铁和酸反应生成氢气，则产生氢气的可能原因是：硫酸铜溶液中含有酸性物质，则铁会与酸反应生成氢气。考点2有关物质变质的探究8．（2020海南）小林学习金属的相关知识后，关注到生活中有以下现象：Ⅰ．海边的铁制品，锈蚀程度比其他地方更严重。Ⅱ．切过咸菜的菜刀，不及时清洗，很容易就锈蚀了。针对Ⅰ和Ⅱ的现象，小林结合学习内容查阅了相关资料并进行实验探究。（资料卡片）探究铁生锈的条件编号①②③实验现象7天后，铁钉表面没有变化2天后，铁钉表面出现红色1天后，铁钉表面出现红色（家庭小实验）为了探究食盐水对铁钉锈蚀速率的影响，小林设计并完成了如图的家庭小实验，很快看到实验现象。(1)该实验中红墨水液面可能出现的现象是_____(填序号)；A．两端仍持平B．左高右低C．左低右高你选择的理由是_____。(2)小红认为小林的实验不足以说明食盐水能加速铁钉的锈蚀，请在小林实验的基础上完善此实验方案_____；(3)结合资料及实验结果，解释现象Ⅰ和Ⅱ_____。【答案】B因为铁钉与瓶中的氧气、水反应，使瓶内的压强减小仍采用小林的装置作对比实验，保持其他条件不变，将30mL食盐水换成30mL蒸馏水，重复小林的实验操作，观察现象海边潮湿的空气和咸菜中都含有一定量的氯化钠，氯化钠能加快铁制品的锈蚀速率。【详解】(1)铁在与氧气和水共存时会发生锈蚀，导致装置内的压强减小，在外界大气压的作用下，U型管内的红墨水液面左侧升高，右侧下降；故填：B；因为铁钉与瓶中的氧气、水反应，使瓶内的压强减小；(2)要说明食盐水能加速铁钉的锈蚀，还需要再设计一个对比实验，实验方案如下：仍采用小林的装置作对比实验，保持其他条件不变，将30mL食盐水换成30mL蒸馏水，重复小林的实验操作，观察现象；故填：仍采用小林的装置作对比实验，保持其他条件不变，将30mL食盐水换成30mL蒸馏水，重复小林的实验操作，观察现象；(3)海边潮湿的空气和咸菜中都含有一定量的氯化钠，氯化钠能加快铁制品的锈蚀速率，所以海边的铁制品，锈蚀程度比其他地方更严重；切过咸菜的菜刀，不及时清洗，很容易就锈蚀了；故填：海边潮湿的空气和咸菜中都含有一定量的氯化钠，氯化钠能加快铁制品的锈蚀速率。9．（2021海南）在实验室做酸碱盐的性质实验时发现，一瓶标注氢氧化钠溶液的试剂瓶是敞口放置的。为了检验这瓶氢氧化钠溶液是否变质，小组同学共同探究；（1）他们依据所学的化学知识，对这瓶溶液的成分作了如下猜想：猜想一：可能是NaOH溶液猜想二：可能是Na2CO3溶液，作出此猜想的理由是______。猜想三：可能是NaOH和Na2CO3的混合溶液。（2）查阅资料得知：Na2CO3溶液能使酚酞溶液变红，CaCl2溶液、BaCl2溶液呈中性。为了验证溶液中是否含有Na2CO3，三位同学各取少量待测试剂于小试管中，分别①滴加酚酞溶液②稀盐酸③澄清石灰水，并依据产生的实验现象得出相同结论：溶液中一定含有Na2CO3。你认为他们所选试剂正确的是______（填字母代号）。A．①②③B．①②C．②③D．②（3）为了验证“猜想二”正确还是“猜想三”正确，他们又做了以下实验：①取少量待测试剂于试管中，滴加足量______溶液，溶液变浑浊；②过滤；③在滤液中滴加酚酞溶液，变红，所以______（填“猜想二”或“猜想三”）正确。如果在已经变红的溶液中逐滴加入稀盐酸，观察到的实验现象是______。【答案】氢氧化钠会与二氧化碳反应生成碳酸钠CBaCl2猜想三红色变无色【详解】（1）猜想二：氢氧化钠完全变质时是Na2CO3溶液，作出此猜想的理由是氢氧化钠能和空气中的二氧化碳反应生成碳酸钠和水，故填：氢氧化钠会与二氧化碳反应生成碳酸钠；（2）分别滴加①酚酞溶液、②稀盐酸、③澄清石灰水，并依据产生的实验现象得出相同结论：溶液中一定含有Na2CO3，不能用酚酞试液，是因为氢氧化钠溶液显碱性，也能使酚酞试液变红色，可以用稀盐酸，是因为加入足量稀盐酸时，稀盐酸和碳酸钠反应生成氯化钠、水和二氧化碳，过程中产生气泡，也可以用氢氧化钙溶液，是因为氢氧化钙和碳酸钠反应生成白色沉淀碳酸钙和氢氧化钠，过程中溶液变浑浊，故填：C；（3)①取少量待测试剂于试管中，滴加足量氯化钙溶液，溶液变浑浊，是因为碳酸钠和氯化钙反应生成了碳酸钙沉淀，说明溶液中含有碳酸钠；③酚酞遇碱溶液变红，在滤液中滴加酚酞溶液，变红，说明溶液中含有氢氧化钠，所以猜想三正确；如果在已经变红的溶液中逐滴加入稀盐酸，稀盐酸和氢氧化钠反应生成氯化钠和水，观察到的实验现象是溶液由红色逐渐变浅直至红色消失，故填：BaCl2，猜想三，红色变无色。考点3有关物质性质的探究10．（2021海南）利用数字化仪器测定CO2含量的探究实验。（1）用图1装置制取CO2气体，并分别用排水法和排空气法收集两锥形瓶气体备用。（2）采用图2装置，将注射器中等量、等浓度的氢氧化钠溶液分别注入用排水法和排空气法收集的CO2气体的锥形瓶内（NaOH溶液均过量），得到如图3所示的压强随时间变化的曲线图。请用化学方程式说明锥形瓶内压强变化的原因__________。（3）该实验说明_________（填“排水法”或“排空气法”）收集到CO2的含量较高，请结合图说明你的理由：__________。（4）请设计实验，证明反应进行到300s时，锥形瓶内溶液中溶质的成分________。【答案】排水法注入氢氧化钠溶液后，排水法收集到的气体，锥形瓶内压强变化较大取锥形瓶内溶液少量于试管中，加入足量的溶液，有白色沉淀生成，说明原溶液中含有碳酸钠，向上层清液中加入酚酞溶液，溶液变红，说明原溶液中含有氢氧化钠【详解】（2）由于二氧化碳和氢氧化钠反应，导致得到如图所示的压强随时间变化的曲线图，即压强减小，化学方程式为。（3）由图排水法收集的二氧化碳引起的压强变化明显，说明该实验排水法收集到CO2的含量较高，理由：注入氢氧化钠溶液后，排水法收集到的气体，锥形瓶内压强变化较大。（4）反应进行到300s时，由于二氧化碳和氢氧化钠反应生成碳酸钠，此时需要确定是否有剩余的氢氧化钠，所以就是检验是由为碳酸钠和氢氧化钠的混合物，过程中先检验并除去碳酸钠，然后检验溶液的酸碱性确定是否含有氢氧化钠，具体操作为：取锥形瓶内溶液少量于试管中，加入足量的溶液，有白色沉淀生成，说明原溶液中含有碳酸钠，向上层清液中加入酚酞溶液，溶液变红，说明原溶液中含有氢氧化钠。考点4有关催化剂的探究11．（2021海南）H2O2溶液、84消毒液（有效成分