专项07 科学探究

专项练习(七)科学探究类型一教材实验装置的变形或组合1.(2023福建石狮实验中学期中)利用如图装置测定空气中氧气的含量。下列叙述不正确的是()A.实验前需检查装置气密性 B.白磷的作用是消耗试管中的氧气C.白磷熄灭、试管冷却后，再打开止水夹 D.最终量筒中液面约降至40mL刻度线处2.(2023江苏苏州吴江月考)如图所示，加热烧瓶中的水使之沸腾，水蒸气从铜管喷出，把火柴靠近管口P处，火柴被加热但不能燃烧，迅速移开火柴，火柴开始燃烧。下列说法错误的是()A.该实验证明燃烧需要温度达到着火点B.P处火柴不能燃烧是因为水蒸气隔绝了氧气C.火柴移离水蒸气，与氧气充分接触，从而燃烧D.加热铜管的目的是产生高温水蒸气3.(2022江西中考)“世界棉花看中国，中国棉花看新疆”，棉花在化学实验中也常被使用。① ② ③(1)实验①中棉花、细沙和小卵石在净水中的作用是。(2)实验②中棉花上蘸有的酒精能燃烧，而棉花上蘸有的水不能燃烧，说明燃烧的条件之一是。如果加热蘸有水的棉花时间较长，可观察到的现象是。(3)实验③的目的是探究铁钉生锈的条件。试管c内棉花中放氯化钙的目的是。实验几天后观察到试管(填序号)中的铁钉生锈，从而得出铁生锈的条件是与空气和水同时接触。4.(2022浙江温州中考)小明认为教室内空气中氧气含量比室外低，于是想用红磷测定教室内空气中氧气的体积分数。老师告诉他，足量的红磷燃烧并不能耗尽空气中的氧气，建议用一氧化氮气体代替红磷进行实验。在老师的指导下，小明进行如图所示实验：用注射器获取V1毫升教室内的空气，通过导管缓缓地全部推入量筒，与量筒内足量的V2毫升一氧化氮气体混合，待充分反应后，读出量筒中剩余气体体积为V3毫升。说明：①V1、V2、V3都是在与教室气温、气压相同的状态下测得的。②一氧化氮难溶于水，也不与水反应。③同温同压下，在氢氧化钠溶液参与下，4体积一氧化氮与3体积氧气恰好完全反应，且产物能完全被溶液吸收。(1)小明用气密性良好的注射器，获取V1毫升教室内空气的具体操作是。(2)实验测得教室内空气中氧气的体积分数为(用V1、V2、V3表示)。

类型二物质性质的探究5.(2022新疆中考改编)2021年12月9日，我国“天宫课堂”第一课成功授课。兴趣小组同学对其中的“泡腾片实验”很好奇，于是一起开展如下探究。(1)维生素C(C6H8O6)具有增强机体抵抗力，预防和治疗坏血病等作用。某品牌维生素C泡腾片主要成分如图。(2)柠檬酸为食用酸类，由碳、氢、氧三种元素组成，可增强体内正常代谢，适当剂量对人体无害。柠檬酸易溶于水，20℃时，其溶液呈酸性。(3)碳酸氢钠在医疗上是治疗胃酸过多的药剂之一(与盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳)，写出该反应的化学方程式：。维生素C泡腾片溶于水后产生的气体是什么？同学甲认为产生的气体中不可能含有CO和H2，因为从药品安全角度考虑，H2易燃易爆，CO。同学乙认为产生的气体也不可能含有N2，因为。同学丙认为该气体可能含有O2、CO2中的一种或两种。实验编号实验操作实验现象实验结论Ⅰ将一片维生素C泡腾片放入装有水的试管中有大量气泡产生

Ⅱ将带火星的木条伸入试管带火星的木条没有复燃该气体中不含O2Ⅲ将气体通入澄清石灰水中澄清石灰水变浑浊该气体中含有

同学丁认为由实验Ⅱ不能确定该气体中不含O2，理由是。同学们经过讨论，设计了更为严谨的实验，最终证明了该气体中不含氧气。

保存维生素C泡腾片时应注意。

类型三反应条件的探究6.(2022辽宁沈阳育才双语学校月考)某同学利用如图装置进行两个实验。Ⅰ中药品Ⅱ中药品Ⅲ中药品实验1鸡蛋壳、稀盐酸澄清石灰水紫色石蕊试液实验2MnO2、H2O2溶液白磷、热水(80℃)白磷、冷水(10℃)资料：白磷的着火点为40℃。下列说法不正确的是()A.实验1可观察到Ⅱ中澄清石灰水变浑浊，Ⅲ中的紫色石蕊试液变红B.实验1通过对实验过程的观察分析，能说明产物中有CO2气体C.实验2装置Ⅱ、Ⅲ中均有气泡产生，Ⅱ中的白磷燃烧D.实验2通过对实验过程的观察分析，只能证明可燃物燃烧的一个条件7.(2022湖南永州中考)创新是社会进步的不竭动力。某化学兴趣小组设计了制取氧气和燃烧条件探究的创新实验。如下图：查阅资料：①白磷的着火点为40℃；②P2O5+6NaOH2Na3PO4+3H2O。请回答下列问题：(1)仪器a的名称是。

(2)按图连接好装置，将注射器内筒向外拉出一段距离，装置C(装有水)中导管内立即形成一段水柱，片刻后观察到导管中的水柱不下降，这一操作的目的是检查装置的性。

(3)向装置A中分别装入适量H2O2溶液和少量MnO2粉末，装置B中小试管内装入一小粒白磷，装置C中装入适量NaOH溶液，连接好装置，缓慢推送注射器，向锥形瓶内注入H2O2溶液，立即观察到锥形瓶内产生气泡，装置B中白磷不燃烧。装置A中发生反应的化学方程式是。

(4)向装置B的仪器a中注入90℃热水，片刻，可观察到白磷会(填写实验现象)。(5)装置C的作用是。

8.某化学兴趣小组在用铜丝和银丝做实验时，发现久置的铜丝表面能生成绿色的铜锈，兴趣小组对铜生锈的条件进行了以下探究。铜锈的主要成分为Cu2(OH)2CO3。铜生锈除了可能与空气中的氧气有关外，还可能与有关，作出此猜想的依据是。兴趣小组同学取4根铜丝设计了如图所示的四个实验。 他们为了除去铜丝表面的污物，实验前应该做的操作是。C瓶中的m应是。

若干天后，发现只有D瓶中的铜丝表面出现绿色的铜锈，其他瓶中的铜丝表面均无铜锈出现。(1)实验中所使用的蒸馏水是经煮沸后迅速冷却的蒸馏水，其目的是。(2)通过对比B瓶与D瓶中的现象，可以得出铜生锈与有关的结论。

由上述四个实验可以分析得出猜想成立，写出铜生锈的化学方程式：。在同样环境下银丝依旧光亮如新，原因是。

类型四项目式学习9.(2023江苏苏州吴江月考)金属材料的广泛应用极大地促进了社会发展。某小组以“探究金属性质”为主题开展项目式学习。探究金属和氧气的反应因通常实验中铁生锈所需时间较长，某实验小组设计了下图所示的改进实验。(1)几分钟后观察：A处铁丝依然光亮，B处铁丝表面灰暗，C处铁丝依然光亮。A、B处实验现象对比，可得出铁生锈与有关；B、C处实验现象对比，说明决定铁生锈快慢的一个重要因素是。(2)防止铁生锈的方法很多，如(一条即可)。探究铝片与稀盐酸的反应某实验小组设计的实验装置如图1所示，用压强传感器测得烧瓶内气压变化如图2所示。(3)图2中，AB段反应压强变化不大的原因可能是。

(4)CD段压强变化的原因是。

(5)写出铝和盐酸反应的化学方程式：。

通过金属和金属化合物溶液反应，比较铝、铁、铜的活动性强弱(6)可供选择的药品及仪器用品：铝片、铁片、铜片、稀盐酸、砂纸、试管。请你设计实验方案并得出结论：。(7)锌铝合金是最常见的锌合金，现有打磨后的锌铝合金样品6.5g，和足量的稀盐酸反应，生成氢气的质量为m，m的取值范围是(保留两位小数)。

专项练习(七)科学探究答案全解全析1.D空气中氧气的体积约占空气总体积的15，故试管中进入水的体积大约是130mL×15=26mL2.AP处产生的水蒸气使火柴与氧气隔绝，故火柴不燃烧；火柴移离水蒸气，与氧气充分接触，从而燃烧。该实验说明燃烧需要与氧气接触。3.(1)过滤(或除去水中的难溶性杂质)(2)需要可燃物棉花燃烧(3)作干燥剂或吸收水蒸气a解析(2)实验②中棉花上蘸有的酒精能燃烧，而棉花上蘸有的水不能燃烧，说明燃烧的条件之一是需要可燃物。如果加热蘸有水的棉花时间较长，水分蒸发，温度达到棉花的着火点，可观察到棉花燃烧。(3)试管c内棉花中放氯化钙的目的是作干燥剂或吸收水蒸气。a中的铁钉与氧气和水同时接触，生锈；b中的铁钉只与水接触，不生锈；c中的铁钉只与氧气接触，不生锈。4.(1)在教室外，将注射器活塞推到底，将注射器拿到教室，再拉动活塞至刻度为V1毫升处并密封(2)3(V解析(2)根据题意，一共消耗一氧化氮和氧气的体积为(V1+V2-V3)毫升，由题意可知，参加反应的一氧化氮与氧气的体积比为4∶3，故氧气体积为37(V1+V2-V3)毫升，则教室内空气中氧气的体积分数为35.NaHCO3+HClNaCl+H2O+CO2↑有毒根据质量守恒定律，反应前后元素种类不变，反应物中没有氮元素生成的气体中含有二氧化碳，二氧化碳不燃烧，不支持燃烧在干燥处密封保存解析碳酸氢钠与盐酸反应生成氯化钠、水与二氧化碳。CO有毒，因此同学甲认为产生的气体中不可能含有CO；根据质量守恒定律，化学反应前后元素的种类不变，维生素C泡腾片和水中不含氮元素，则产生的气体不可能是N2。二氧化碳能与氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水，因此将气体通入澄清石灰水中，澄清石灰水变浑浊，说明气体中含有二氧化碳。生成的气体中含有二氧化碳，二氧化碳不燃烧也不支持燃烧，因此由实验Ⅱ中带火星的木条没有复燃不能确定该气体中不含O2。通过探究可知，维生素C泡腾片溶于水会产生大量气泡，所以应在干燥处密封保存。6.D实验1，鸡蛋壳会和稀盐酸反应生成CO2气体，CO2可以使澄清石灰水变浑浊，能与水反应生成碳酸，而碳酸能使紫色石蕊试液变红，A、B正确。实验2，过氧化氢在二氧化锰的催化作用下分解生成氧气，装置Ⅱ、Ⅲ中均有气泡产生，Ⅱ中的白磷温度达到着火点且与氧气接触，能燃烧，C正确。实验2能证明可燃物燃烧需要氧气和温度达到着火点，D错误。7.(1)烧杯(2)气密(3)2H2O22H2O+O2↑(4)剧烈燃烧，产生大量白烟(5)吸收P2O5，防止污染环境解析(3)装置A中过氧化氢在二氧化锰的催化作用下生成水和氧气。(4)向装置B的烧杯中注入90℃热水，将白磷加热，白磷能与氧气接触且温度达到了着火点，可观察到白磷剧烈燃烧，产生大量白烟。(5)五氧化二磷有毒，会污染空气，装置C的作用是吸收P2O5，防止其污染环境。8.水、二氧化碳化学反应前后，元素种类不变，而铜锈的主要成分含铜、碳、氢、氧元素(合理即可)打磨铜丝二氧化碳(1)除去水中溶解的氧气和二氧化碳(2)二氧化碳2Cu+O2+CO2+H2OCu2(OH)2CO3银常温下化学性质稳定解析碱式碳酸铜中含有铜、碳、氧、氢四种元素，根据质量守恒定律，化学反应前后元素的种类不变，铜生锈可能与氧气、水和二氧化碳有关。反应物为铜、水、氧气和二氧化碳，生成物为碱式碳酸铜，据此书写化学方程式。10.(1)水氧气浓度(2)刷漆(合理即可)(3)铝片表面没有打磨(4)金属与酸反应放热，反应结束温度降低，气压减小(5)2Al+6HCl2AlCl3+3H2↑(6)将铝片、铁片、铜片打磨后，同时伸入稀盐酸中，铜片表面无现象，铝片和铁片表面都产生气泡，并且铝片反应更剧烈，说明活动性：Al>Fe>Cu(7)0.20g<m<0.72g解析(1)干燥细铁丝不生锈，潮湿细铁丝生锈，A、B处实验现象对比，可得出铁生锈与水有关；B处的氧气浓度比C处高，B、C处实验现象对比说明决定铁生锈快慢的一个重要因素是氧气浓度。(2)防止铁生锈的方法很多，如在铁制品表面刷漆、涂油等。(3)铝片表面有一层致密的氧化铝，氧化铝能和盐酸反应生成氯化铝和水，不生成气体，故压强变化不大