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专题十七科学探究题中考化学(福建专用)1.(2018福建,15节选,3分)某研究小组对过氧化氢溶液制取氧气进行如下探究。实验二探究H2O2质量分数、溶液pH、温度对反应速率的影响(2)设计如下表实验方案:好题精练实验序号H2O2质量分数/%pH温度/℃每分钟气泡数130520230620330112041511305a11b①实验1~3的实验目的是。②a=;b=。答案(2)①探究溶液pH对反应速率的影响(或其他合理答案)②1520(或3030)解析(2)①由表格数据可知,实验1、2、3中过氧化氢的质量分数和温度都相同,只有pH不同,故这三个实验的目的是探究溶液的pH对化学反应速率的影响。②对比实验中只能存在一个变量,故当a=15时,b=20;当a=30时,b=30。2.(2017北京,38,7分)高锰酸钾在生产、生活中有广泛应用。实验小组对高锰酸钾的某些性质进行研究。Ⅰ.不稳定性(1)如图所示进行实验,KMnO4受热分解的化学方程式为,3.16gKMnO4产生O2的质量为g。 (2)用向上排空气法收集O2的原因是。Ⅱ.腐蚀性【查阅资料】KMnO4溶液呈中性、有腐蚀性。KMnO4溶液浓度0.002%0.01%0.1%1%鸡皮的变化无明显变化边缘部分变为棕黄色全部变为棕色全部变为黑色【进行实验】实验1:将新鲜鸡皮在不同浓度的KMnO4溶液中浸泡相同时间,现象如下表。实验2:将铜片分别浸泡在4种溶液中进行实验,所得数据如下表。编号①②③④实验 铜片质量/g实验前0.540.540.540.5418小时后0.540.520.540.43【解释与结论】(3)实验1的目的是。(4)实验2中,通过对比②和④,得出的结论是。(5)实验2中,欲得出“KMnO4和硫酸共同作用对铜才有腐蚀性”的结论,需要对比(填编号)。(6)实验2中,铜片被腐蚀的反应如下,补全该反应的化学方程式。5Cu+2KMnO4+8H2SO4 5CuSO4+2MnSO4+K2SO4+答案(1)2KMnO4 K2MnO4+MnO2+O2↑0.32(2)氧气的密度比空气略大(3)探究高锰酸钾溶液浓度与鸡皮被腐蚀程度的关系(4)其他条件相同时,酸性高锰酸钾溶液浓度越高对铜的腐蚀性越强(5)①②③(6)8H2O解析Ⅰ.(1)设3.16gKMnO4受热分解产生O2的质量为x。2KMnO4 K2MnO4+MnO2+O2↑316323.16gx = x=0.32g。Ⅱ.(3)实验1是完成不同浓度的高锰酸钾溶液对鸡皮的腐蚀程度的分析,腐蚀现象差异是由实验变量造成的。该实验的目的是探究高锰酸钾溶液浓度与鸡皮被腐蚀程度的关系。(5)①证明KMnO4溶液单独作用下铜片不被腐蚀;③证明H2SO4溶液单独作用下铜片也不被腐蚀;②证明KMnO4与H2SO4共同作用时对铜才有腐蚀性。由此得出结论。(6)根据质量守恒定律,在化学反应前后,原子的种类和数目不变,得出化学方程式应为5Cu+2KMnO4+8H2SO4 5CuSO4+2MnSO4+K2SO4+8H2O。316323.16gx知识拓展控制变量法:把多因素的问题变成多个单一因素的问题,只改变其中某一个因素,从而研究这个因素对事物的影响。3.(2017河南,25,10分)化学是以实验为基础的科学,实验是科学探究的重要手段。(1)某化学兴趣小组的同学利用下图微型实验装置进行探究实验。①写出一个双球管中可能反应的化学方程式。②挤压右滴管并微热燃烧管,白磷燃烧而红磷不燃烧,由此可说明燃烧需要什么条件?③相同质量的磷、铁、镁分别在氧气中完全燃烧,消耗氧气最多的是。(2)实验室可利用下图实验装置制取纯净、干燥的CO,然后用CO还原Fe2O3并检验气体产物。已知CO发生装置中的反应为:H2C2O4 H2O+CO2↑+CO↑。 ①A装置中能观察到什么现象?②写出B装置中反应的化学方程式。③要达到实验目的,装置中导管接口从左到右的连接顺序为:一氧化碳发生装置接、接、接、接。④从环保角度考虑,还需对以上装置进行改进,请简述改进措施。(3)将30.9g氯酸钾(KClO3)和二氧化锰的固体混合物装入试管中,加热制取氧气,同时生成氯化钾。待反应完全后,将试管冷却、称量,可以得到21.3g固体物质。请计算原固体混合物中氯酸钾的质量。答案(1)①CaCO3+2HCl CaCl2+H2O+CO2↑或2H2O2 2H2O+O2↑(1分)②温度达到可燃物的着火点。(1分)③磷(1分)(2)①溶液变浑浊。(1分)②Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2(1分)③hgefc(或d)d(或c)b(1分)④将尾气点燃或进行收集等,防止CO污染空气。(1分)(3)解:设原固体混合物中氯酸钾的质量为x。2KClO3 2KCl+3O2↑ (1分)2×122.53×32x30.9g-21.3g = (1分)x= =24.5g (1分)245969.6gx2459.6g96答:原固体混合物中氯酸钾的质量为24.5g。解析(1)①双球管中分别装有石灰石、二氧化锰,当滴管中的液体滴下时,分别产生二氧化碳和氧气,书写化学方程式时注意标注反应条件、气体符号并配平;②挤压右滴管后,过氧化氢溶液与二氧化锰混合可产生氧气,燃烧管内有白磷和红磷,微热燃烧管后,白磷达到着火点而燃烧,红磷未达到着火点,不能燃烧,由此可说明燃烧需要温度达到可燃物的着火点;③相同质量的磷、铁、镁分别在氧气中完全燃烧,化学方程式分别为4P+5O2 2P2O5,3Fe+2O2 Fe3O4,2Mg+O2 2MgO,金属与氧气的质量比分别为124∶160=1∶ ,168∶64=1∶ ,48∶32=1∶ ,故等质量的三种物质完全燃烧时,消耗氧气最多的是磷。(2)①CO还原Fe2O3生成CO2,因此A装置中观察到氢氧化钙溶液变浑浊;②B装置中发生的是一氧化碳还原氧化铁的反应,化学方程式为Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2,注意标注反应条件和配平;③本实验的目的是制取纯净、干燥的一氧化碳并验证气体产物,因此要先通过D装置除去二氧化碳,然后通过C装置除去水蒸气,接着通入B装置还原氧化铁,最后通入A装置验证气体产物,并且洗气及检验气体产物时,气体要“长进短出”,因此装置中导管接口从左到右的连接顺序为:一氧化碳发生装置接h、g接e、f接c(或d)、d(或c)接b;④题给装置中没有尾气处理装置,可在装置末把尾气点燃或收集起来。403182123(3)根据质量守恒定律可知,固体减少的质量即为生成氧气的质量,则氧气的质量为30.9g-21.3g=9.6g;然后利用氯酸钾分解的化学方程式即可计算出原固体混合物中氯酸钾的质量。易错警示导管接口的连接顺序易错,要理解制取的一氧化碳中含有杂质气体二氧化碳和水蒸气,净化时要先除杂后干燥;然后还原氧化铁后再验证生成的气体产物是二氧化碳。4.(2017山西,29,9分)经过监测和治理,我省的土壤质量已经得到了很好的改善,但个别地区仍然存在盐碱地。某校化学兴趣小组的同学们为此开展了实践活动,他们采集了本地的土样,并对土样围绕两个问题进行探究。查阅资料:①枸杞和合欢等植物均可在轻度盐碱地中生存。②盐碱地显碱性。③该土样中的可溶性物质只含NaCl、CaCl2和Na2CO3。探究过程:(1)甲组探究土样的酸碱度具体操作是,由此得出,该土样pH7。 向土样中加入足量的蒸馏水,发生反应的化学方程式为。同学们对溶液Ⅰ中的溶质成分很感兴趣,做出如下猜想:猜想①:只含NaCl猜想②:含NaCl、CaCl2猜想③:含NaCl、Na2CO3(2)乙组探究土样的成分(如图所示)验证猜想所用试剂实验现象实验结果方案一AgNO3溶液和稀硝酸有白色沉淀生成猜想①正确方案二无明显现象猜想②不正确方案三猜想③正确设计实验,继续探究:反思与评价:①通过交流,甲组认为乙组的方案一不太严谨,理由是。②同学们对沉淀Ⅰ中CaCO3的来源展开了热烈的讨论。一致认为,CaCO3也可能来自土样本身。请解释土样中存在CaCO3的原因。总结与提升:改良我省的盐碱地,充分利用土地资源,造福山西人民,我们任重而道远。以下建议你认为正确的是。a.轻度盐碱地可以种植枸杞b.可以用熟石灰改良盐碱地c.盐碱地应避免施用碱性化肥答案(1)取适量土样于烧杯中,加蒸馏水、搅拌、静置,在玻璃片(或表面皿)上放一条pH试纸,用玻璃棒蘸取上层清液滴到pH试纸上,把试纸显示的颜色与标准比色卡比较,读出pH(2)CaCl2+Na2CO3 2NaCl+CaCO3↓Na2CO3溶液(或K2CO3溶液)答案1:稀盐酸(或稀硫酸);答案2:CaCl2溶液/BaCl2溶液/Ca(NO3)2溶液/Ba(NO3)2溶液/Ca(OH)2溶液/Ba(OH)2溶液;答案3:酚酞溶液答案1:有气泡产生;答案2:有白色沉淀生成;答案3:溶液由无色变成红色①若溶液中含CaCl2,滴加硝酸银溶液和稀硝酸,也会产生白色沉淀②在灌溉(或雨水或潮湿)的条件下,该土壤中的CaCl2和Na2CO3反应也生成CaCO3a、c解析(2)土样中的可溶性物质有氯化钠、氯化钙和碳酸钠,加入水后,氯化钙与碳酸钠反应生成碳酸钙沉淀和氯化钠,溶液Ⅰ中一定有氯化钠,可能有未反应完的氯化钙或未反应完的碳酸钠。根据氯化钙、碳酸钠的性质,结合实验现象和实验结果填写所用试剂。枸杞可在轻度盐碱地中生存,故a正确;熟石灰显碱性,不可以用来改良盐碱地,故b错误;盐碱地应施用酸性化肥,避免用碱性化肥,故c正确。反思评价氯化钠、氯化钙中均含有氯离子,滴加硝酸银溶液均会生成白色沉淀;碳酸钠和氯化钙在灌溉、潮湿的条件下就会反应生成碳酸钙。5.(2017重庆A,23,6分)某化学兴趣小组为了探究氢气的实验室制法,进行了一系列实验探索。(1)小组用锌与稀盐酸反应制取氢气,该反应的化学方程式为。(2)为了加快锌与稀盐酸的反应速率,老师提示可向反应物中加入少量硫酸铜固体。为了弄明白速率加快的原因,小组同学提出了以下猜想。猜想一:起促进作用的是硫酸根离子猜想二:起促进作用的是铜离子猜想三:生成物质起到促进作用为了验证上述猜想是否正确。①小明将硫酸铜换成硫酸钠,发现反应速率几乎没有变化,小明得出猜想不正确。②小明提出将硫酸铜换成氯化铜进一步验证猜想,小刘认为不需要替换试剂,只需通过观察加入硫酸铜固体后的现象就可以验证,该反应的现象为,发生反应的化学方程式为。此反应发生后反应速率加快依然较明显,小刘得出猜想正确。(3)小王觉得用稀硫酸比用稀盐酸制取的氢气更纯净,原因是。答案(6分)(1)Zn+2HCl ZnCl2+H2↑(1分)(2)①一(1分)②锌片表面出现红色物质,溶液由蓝色变成无色(1分)Zn+CuSO4 ZnSO4+Cu(1分)三(1分)(3)稀盐酸具有挥发性(1分)解析(1)用锌与稀盐酸反应制取氢气,反应的化学方程式为Zn+2HCl ZnCl2+H2↑。(2)①小明将硫酸铜换成硫酸钠,结果发现反应速率几乎没有变化,说明猜想一不正确;②加入CuSO4后,Zn与CuSO4发生置换反应生成Cu和ZnSO4,因此会观察到锌片表面有红色物质出现,溶液由蓝色变为无色,反应的化学方程式为Zn+CuSO4 ZnSO4+Cu;该反应发生后,反应速率加快依然较明显,说明猜想三正确。(3)盐酸有挥发性,挥发出来的氯化氢气体混入氢气中会使制取的氢气不纯净;硫酸没有挥发性,不会使氢气中混入其他气体,因此用稀硫酸比用稀盐酸制取的氢气更纯净。6.(2017云南,27,6分)小明同学在课外阅读中得知:钠是一种活泼金属,常温下能与氧气、水发生反应,其中钠与水反应的化学方程式为:2Na+2H2O 2NaOH+H2↑。在实验室,该同学先取50mL一定溶质质量分数的硫酸铜溶液于烧杯中,再取绿豆大小的钠投入硫酸铜溶液中,充分反应后过滤,得到滤液和蓝色滤渣,并对滤液的成分进行探究。【提出问题】滤液中溶质的成分是什么?【查阅资料】已知Na2SO4的水溶液呈中性。【猜想与假设】猜想一:Na2SO4猜想二:猜想三:Na2SO4、CuSO4猜想四:Na2SO4、CuSO4、NaOH其中猜想不合理的是。实验实验操作实验