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第六部分专题拓展专题十七科学探究题中考化学(山东专用)1.(2018山东青岛,27,5分)对比归纳是学习化学的重要方法。请你参与下列探究活动并回答问题。【探究活动一】探究影响木炭燃烧剧烈程度的因素好题精练 木炭在氧气中燃烧比在空气中燃烧更剧烈,说明了影响木炭燃烧剧烈程度的因素是。【探究活动二】探究影响物质溶解性的因素 ①同学们做了A试管和B试管的对比实验,发现B试管中固体可溶,A试管中固体几乎不溶。该对比实验说明了影响物质溶解性的因素是。②同学们又补充了C试管所示实验,他们想探究的影响因素是。 ①分别振荡三个软质塑料瓶,观察到塑料瓶变瘪的程度由大到小的顺序为。②对比A瓶与瓶的实验现象,可证明二氧化碳能与氢氧化钠溶液发生反应。【探究活动三】探究二氧化碳能否与碱溶液反应答案【探究活动一】氧气浓度【探究活动二】①溶剂种类②溶质种类【探究活动三】①ABC②C解析【探究活动一】木炭在氧气中燃烧比在空气中燃烧更剧烈,说明了影响木炭燃烧剧烈程度的因素是氧气浓度,即氧气浓度越大,反应越剧烈。【探究活动二】图中A试管和B试管中溶质都是碘,而溶剂不同,该对比实验说明了影响物质溶解性的因素是溶剂种类;A试管与C试管进行比较,溶剂都是水,溶质分别是碘和高锰酸钾,说明探究的影响因素是溶质种类。【探究活动三】氢氧化钙微溶于水,氢氧化钠易溶于水,所以水吸收的二氧化碳最少,饱和氢氧化钠溶液吸收的二氧化碳最多,分别振荡三个软质塑料瓶,观察到塑料瓶变瘪的程度为ABC;对比A、C瓶的实验现象,可以说明二氧化碳能与氢氧化钠溶液反应。2.(2018山东青岛,29,6分)某兴趣小组在实验室里准备常见酸、碱、盐的性质实验时,发现实验台上摆放的药品中,有一瓶未盖瓶塞且标签破损的溶液(如图),他们决定对这瓶溶液的成分进行探究。 【提出问题】这瓶溶液的溶质是什么?【获得信息】(1)酸、碱、盐的性质实验中用到含钠元素的物质有氯化钠、氢氧化钠、碳酸钠、碳酸氢钠。(2)实验室里盛放碱性溶液的试剂瓶通常使用橡胶塞。(3)碳酸氢钠溶液与氯化钡溶液不反应;氯化钡溶液呈中性。【提出猜想】猜想一:氢氧化钠;猜想二:碳酸钠;猜想三:碳酸氢钠。【实验探究】(1)小军取样滴加稀盐酸有产生,得出结论:该溶液的溶质是碳酸钠或者是。(2)小军另取样加入过量的氯化钡溶液,观察到有产生,进而得出结论:该溶液的溶质是碳酸钠。(3)小华认为小军的结论不完全正确,理由是。小组同学讨论后一致认为还需要进行如下实验:(4)取小军第二次实验后的上层清液,滴入无色酚酞试液,溶液呈红色。【实验结论】这瓶溶液的原溶质是。【探究启示】实验中取用液体药品时,应注意。答案【实验探究】(1)无色气泡碳酸氢钠(2)白色沉淀(3)可能是氢氧化钠溶液变质产生了碳酸钠【实验结论】氢氧化钠【探究启示】标签朝向手心,用后及时盖紧瓶塞解析【实验探究】(1)稀盐酸能与碳酸钠或碳酸氢钠反应生成二氧化碳气体。(2)碳酸钠能与氯化钡发生复分解反应生成碳酸钡白色沉淀和氯化钠,所以若另取样加入过量的氯化钡溶液,会观察到有白色沉淀产生。(3)小军的结论不完全正确的理由是露置于空气中的氢氧化钠溶液与空气中的二氧化碳反应会生成碳酸钠。【实验结论】取小军第二次实验后的上层清液,滴入无色酚酞试液,溶液呈红色,说明溶液中还存在氢氧化钠,即原溶液中的溶质是氢氧化钠。【探究启示】实验中取用药品时,应注意标签朝向手心,防止药品腐蚀标签,用后及时盖紧瓶塞,防止药品变质。3.(2018黑龙江齐齐哈尔,27,9分)为探究盐酸的化学性质,某化学小组做了如下实验: (1)A试管中的实验现象为,C试管中所发生反应的化学方程式为。(2)将反应后D、E试管中的废液倒入一个洁净的烧杯中,观察到烧杯中先有气泡产生,后有白色沉淀出现。将烧杯中的混合物过滤,得到白色沉淀和无色滤液。同学们对滤液中溶质的成分进行探究。【提出问题】滤液中溶质的成分是什么?【作出猜想】猜想一:NaCl猜想二:NaCl和CaCl2猜想三:猜想四:NaCl、Ca(OH)2和HCl【进行讨论】经过讨论,同学们一致认为猜想是错误的。【设计实验】请完成实验报告。实验步骤实验现象实验结论取少量滤液于试管中,滴加适量的碳酸钠溶液猜想二不成立取少量滤液于试管中,滴加(填名称)猜想三成立【迁移拓展】稀盐酸、稀硫酸有一些相似的化学性质,是因为在不同的酸溶液中都含有。答案(1)紫色石蕊溶液变红(溶液由紫色变为红色)Fe2O3+6HCl 2FeCl3+3H2O(2)【作出猜想】NaCl和Na2CO3(氯化钠和碳酸钠)【进行讨论】四【设计实验】无沉淀产生(或无明显变化)稀盐酸(或稀硫酸)产生气泡或无色酚酞溶液无色酚酞溶液变红(溶液由无色变为红色)或紫色石蕊溶液紫色石蕊溶液变蓝(溶液由紫色变为蓝色)或氢氧化钙(或氢氧化钡)溶液产生白色沉淀(或产生白色浑浊)或氯化钙溶液(或氯化钡溶液,硝酸钙溶液等可溶性钙盐或钡盐溶液)产生白色沉淀(或产生白色浑浊)(其他答案合理也可)【迁移拓展】氢离子或H+解析(1)盐酸能使紫色石蕊溶液变红;盐酸与氧化铁反应生成氯化铁和水,化学方程式为Fe2O3+6HCl 2FeCl3+3H2O。(2)D试管中发生的反应是2HCl+Ca(OH)2 CaCl2+2H2O;E试管中发生的反应是Na2CO3+2HCl 2NaCl+H2O+CO2↑;将反应后D、E试管中的废液倒入同一个洁净的烧杯中,观察到烧杯中先有气泡产生,后有白色沉淀出现,说明E试管中的碳酸钠过量,D试管中的盐酸过量,由此可知反应后D试管溶液中溶质是氯化钙和氯化氢,E试管溶液中溶质是氯化钠、碳酸钠。将两试管中的废液混合后,碳酸钠先与盐酸反应放出气体,后与氯化钙反应生成沉淀。【作出猜想】滤液中溶质可能只有NaCl,也可能是NaCl、CaCl2,还可能是NaCl、Na2CO3。【进行讨论】氢氧化钙与氯化氢在溶液中不能共存,因此猜想四错误。【设计实验】猜想二不成立说明不含CaCl2,则加入Na2CO3溶液不会产生白色沉淀;要证明猜想三成立,只需验证溶液呈碱性或溶液中存在C 即可。【迁移拓展】稀盐酸与稀硫酸化学性质相似的原因是它们的水溶液中都含有氢离子。23O疑难点拨首先根据废液混合后产生的现象(先有气体后有沉淀),判断D、E试管中分别剩余什么物质,然后根据现象推断出反应的先后顺序,最后根据恰好完全反应或其中一种反应物剩余等情况进行猜想和设计实验。4.(2018陕西A,22,7分)化学兴趣小组的同学按图示装置及步骤验证氢氧化钠的化学性质。 【实验步骤】Ⅰ.将注射器内的液体注入A中的锥形瓶。Ⅱ.打开K1,观察到C中部分红色溶液沿导管倒吸入A中,片刻后回流停止。Ⅲ.打开K2,观察到B中溶液倒吸入A、C中,液面稳定后观察到A中溶液仍为红色,C中溶液变为无色。同学们对相关问题分组展开如下探究。探究环节甲组的探究乙组的探究【提出问题】A中使酚酞变为红色的物质是什么?C中溶液为什么变成无色?【做出猜想】猜想一:Na2CO3猜想二:Na2CO3和NaOH猜想一:实验过程中酚酞变质了猜想二:溶液中的NaOH反应完了【实验验证】小鹏取少量A中溶液于试管中,向其中滴加过量BaCl2溶液,若观察到,证明猜想二成立。小丽认为用Ba(OH)2溶液也可证明猜想二成立,小鹏认为小丽的方案不合理,理由是(1)取少量C中溶液于试管中,向其中滴加NaOH溶液,溶液又变为红色,证明猜想一不成立(2)用pH试纸测定C中溶液的酸碱度,若pH7,证明猜想二成立(2)【实验步骤】Ⅱ中的现象(填“能”或“不能”)证明NaOH与CO2发生了反应。【拓展迁移】对于无明显现象的化学反应,可通过检验有新物质生成或检验的方法来证明反应发生了。【反思交流】(1)甲、乙两组同学的实验证明了NaOH能与稀盐酸、CO2发生反应;A中溶液里一定还存在NaCl。写出NaOH与CO2发生反应的化学方程式。答案【实验验证】生成白色沉淀,溶液仍为红色(溶液颜色无变化)向溶液中引入OH-,对NaOH的检验产生干扰(合理答案即可)≤或或=【反思交流】(1)2NaOH+CO2 Na2CO3+H2O(未配平扣1分,化学式错误扣2分)(2)不能【拓展迁移】某种反应物消失(减少)解析【实验验证】甲组的探究:若猜想二成立,则加入过量的BaCl2溶液,会出现白色沉淀,同时溶液仍呈红色。若用氢氧化钡溶液代替氯化钡溶液,则不能达到实验目的,因为引入了OH-,会干扰对氢氧化钠的检验。【反思交流】(1)氢氧化钠和二氧化碳反应的化学方程式为2NaOH+CO2 Na2CO3+H2O。(2)因为二氧化碳溶于水也会导致A中压强减小,因此【实验步骤】Ⅱ中的现象不能证明二氧化碳和氢氧化钠发生了反应。5.(2017山东潍坊A,26,12分)某工业铁红(Fe2O3)样品中可能混有一种黑色的金属氧化物杂质。根据工业制取铁红的流程分析,该杂质可能是FeO或CuO。兴趣小组同学为探究样品中是否含有杂质及杂质的成分,进行如下实验。(1)甲组同学分别取质量相等的样品和Fe2O3,加入试管Ⅰ、Ⅱ中,然后加入等体积稀硫酸进行如图对照实验,并得出结论:样品中不含杂质。你认为该结论(填“合理”或“不合理”)。 (2)乙组同学按下列步骤进行实验:收集资料①上述三种氧化物在加热条件下,都能与氢气反应得到相应的金属单质和水。②三种氧化物中氧元素的质量分数由大到小的顺序为。③铁粉中混有少量铜时,难以从金属颜色确定是否含有金属铜。设计方案进行实验乙组同学用下图装置进行实验(碱石灰是氧化钙与氢氧化钠的固体混合物)。①乙组同学的实验装置中,依次连接的合理顺序为A→F→→→→B。检验装置气密性后,向各装置中加入药品。装置F中试剂X是溶液,装置C的作用是。②下列实验操作步骤的合理顺序是(填写操作编号)。a.加热装置D中反应管b.检验H2的纯度c.打开装置A中分液漏斗活塞,向圆底烧瓶中加入稀盐酸③该实验处理尾气的方法是。实验分析与结论乙组同学的两次实验数据如下表:(两次实验工业铁红均与氢气完全反应)①分析数据,你的实验结论是。②请帮助乙组同学设计实验方案确认该样品中杂质的成分。(写出操作、现象和结论,若该样品中不含杂质本题不必作答)实验编号加入装置D中工业铁红的质量(g)实验后装置E的增重(g)18.02.6216.05.2答案(12分)(1)不合理(1分)(2)收集资料②Fe2O3FeOCuO(1分)设计方案进行实验①CDE(2分)氢氧化钠或NaOH(1分,答案合理即可)吸收水蒸气,干燥H2(1分)②cba(2分)③点燃使H2燃烧或用气囊收集H2(1分)实验分析与结论①该工业铁红样品中含有杂质或该工业铁红样品中含有FeO或CuO(1分)②取少量装置D中的固体于试管中,加入足量稀硫酸,振荡。若固体完全溶解,则含有FeO;若固体不完全溶解,则含CuO(2分)解析(1)少量FeO或CuO与稀硫酸反应生成的FeSO4或CuSO4不足以改变Fe2(SO4)3溶液的颜色,故结论不合理。(2)收集资料:②Fe2O3中氧元素的质量分数为 ×100%=30%,FeO中氧元素的质量分数为 ×100%≈22.2%,CuO中氧元素的质量分数为 ×100%=20%。设计方案进行实验:①乙组同学的原理是利用氢气还原工业铁红,根据生成水的质量判断是否含有杂质及杂质的成分。实验时按从左到右的顺序应为制取H2、除去HCl、除去H2O(g)、还原工业铁红、吸收反应生成的H2O(g)、防止空气中的H2O(g)进入的装置,故装置的连接顺序为A→F→C→D→E→B。装置F是为了除去HCl,可装入氢氧化钠溶液;装置C中的浓硫酸是为了除去氢气中混有的水蒸气。②用氢气还原工业铁红的步骤是制取氢气、检验氢气的纯度、还原工业铁红,故顺序为cba。实验分析与结论:①设8.0g氧化铁完全反应生成水的质量为x。3H2+Fe2O3 2Fe+3H2O160548.0gx163562163165616166416 = x=2.7g,而实验中只生成了2.6g水,说明该工业铁红中一定含有杂质。1608.0g54x6.(2017山西,29,9分)经过监测和