2022年中考化学冲刺必刷100题-科学探究题之实验的设计与评价（含答案）.rar

20222022 年中考化学冲刺复习年中考化学冲刺复习- -科学探究题之实验的设计与评价（中档题）科学探究题之实验的设计与评价（中档题）一、科学探究题一、科学探究题1 （2022安徽安徽九年级期末）某学习小组对二氧化碳展开了一系列的探究。（一）验证 CO2性质下图是验证 CO2性质的实验装置。实验时，持续通入 CO2步骤 I：打开 K1，关闭 K2，观察现象。步骤：关闭 K1，打开 K2，加热水，一段时间后，观察现象。（1）步骤 I：烧杯中的现象为_，说明 CO2具有的化学性质是_。（2）步骤：一段时间后，观察到试管 I、中的实验现象是_，由此证明了二氧化碳具有的化学性质是_（用化学方程式表示） 。（二）探究是否可用排水集气法收集到 CO2。利用传感器对是否可用排水集气法收集到 CO2展开探究，实验装置如图 1 所示：（3）实验步骤如下：按实验装置图 1 组装仪器。用压强传感器自带的注射器通过活塞 A 向三颈烧瓶注入 50mL 空气，并一直压住注射器，若压强传感器的读数_，证明装置气密性良好。打开活塞 A，将注射器中的稀盐酸迅速注入仪器 b 中，反应一段时间后，用_放在 A 处进行验满，收集满后迅速关闭活塞 A，并用止水夹夹住导气管 B 处。用压强传感器自带的注射器通过活塞 A 向三颈烧瓶中注入 15mLH2O，观察两分钟之内体系的压强变化如图 2 所示。【总结与拓展】（4）图 2 中 30s 后体系的压强瞬间增大，之后到 100s 之间压强又逐渐减小的原因是_。（5）经过测算，消耗 CO2的量约为收集到的 CO2总量的 0.53%，因此排水集气法_（填“可以”或“不可以” ）收集到 CO2气体。（6）量变引起质变，6 克碳与 a 克氧气在密闭容器中充分燃烧生成的气体既有二氧化碳又有一氧化碳，求 a 的取值范围_。2 （2022安徽淮南实验中学三模）同学们学习金属的化学性质后，对某品牌螺帽的金属成分展开如下的探究(其它杂质不参与下述各步反应)。【做出猜想】猜想 1：螺帽的主要成分是铁。猜想 2：螺帽的主要成分是铁，其表面镀有锌。猜想 3：螺帽的主要成分是铁，其表面镀有镁。【实验一】甲组先探究铁、镁、锌三种金属的活动性顺序，并设计如下实验。实验编号稀硫酸的体积和浓度金属(均取2g)收集 50mL 气体所需时间/s10mL 10%稀硫酸铁片t110mL 10%稀硫酸镁片t2_10%稀硫酸锌片t3（1）实验前需将金属片进行打磨，其目的是_。（2）实验中加入稀硫酸的体积应为_；写出铁与稀疏酸反应的化学方程式：_。【观察实验得出结论】（3）比较实验记录的数据，根据_初步判断金属活动性由强到弱的顺序是：镁锌铁。【实验二】乙组用以下方案探究螺帽的金属成分。步骤 1：取一个螺帽适当打磨，称量其质量为 22.4g；步骤 2：将螺帽放入硫酸锌溶液中，10 分钟后取出螺帽，洗涤，在氮气流中烘干称得质量为 m，比较反应前后螺帽质量的大小，根据 m _ 22.4g（填“” “”或“”或“” “=”或“ t3 t2 = Fe + H2SO4= FeSO4+ H2FeSO4 Mg 或Mg + FeSO4= MgSO4+ FeMg + ZnSO4= MgSO4+ Zn【解析】【详解】（1）打磨可以除去金属表面杂质，实验前需将金属片进行打磨，其目的是除去金属表面的氧化膜，防止对实验造成干扰；（2）探究铁、镁、锌三种金属的活动性顺序，实验的变量为金属种类，其它变量要相同，故实验中加入稀硫酸的体积应 10mL；铁和硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，；Fe + H2SO4= FeSO4+ H2（3）活动性越强的金属与酸反应越剧烈，即反应放出氢气的速度越快，生成等体积的气体所需的时间更短；比较实验记录的数据，根据所需时间 t1 t3 t2，初步判断金属活动性由强到弱的顺序是：镁锌铁。实验二：实验结论为猜想 3 不成立，如果铁表面镀有镁，活动性强的金属可以把活动性弱的金属从其盐溶液中置换出来，镁比锌活泼，镁和硫酸锌反应生成锌和硫酸镁 Mg24+ZnSO4=MgSO4+Zn65由化学方程式体现的质量关系可知，溶解固体的质量小于生成固体的质量，则反应后固体质量变大，因为猜想 3 不成立，那么铁表面没有镀镁，无论猜想 1 或猜想 2 成立，螺帽均不会与硫酸锌反应，螺帽的质量均不会变化，故 m =22.4g；（4）锌可以和硫酸亚铁反应生成铁，猜想 2 为螺帽表面镀锌，故将步骤 2 中烘干后的螺帽加入 FeSO4溶液中，若观察到螺帽表面析出黑色固体，说明猜想 2 成立。（5）甲组中硫酸和铁生成硫酸亚铁、和镁生成硫酸镁、和锌生成硫酸锌；乙组中实验结论为猜想 2 成立，铁螺帽表面镀锌，和硫酸亚铁反应生成硫酸锌；废液混合后溶液中含有硫酸亚铁、硫酸镁、硫酸锌，加入 A 物质既可回收金属又可使上述废液仅含一种溶质，可以加入足量的金属镁，镁与硫酸亚铁生成铁和硫酸镁和铁，Mg + FeSO4= MgSO4+ Fe镁与硫酸锌生成锌和硫酸镁，；Mg + ZnSO4= MgSO4+ Zn3 饱和氢氧化钙溶液通电后，水的减少使氢氧化钙固体析出 溶液变浑浊 加热至电解实验时上升的温度 猜想三不正确 CO2+ Ca(OH)2= CaCO3 + H2O 不能；取上述滤液，向其中加入碳酸钠溶液，若有白色沉淀产生，则有氢氧化钙存在，反之则没有（合理即可）【解析】【详解】提出猜想：饱和氢氧化钙溶液通电后，水在通电的条件下分解生成氢气和氧气，水减小，故氢氧化钙固体析出，出现白色浑浊，故猜想一：饱和氢氧化钙溶液通电后，水的减少使氢氧化钙固体析出；设计实验：实验方案 1：（1）结论为猜想一不正确，说明不是因为水的减少导致出现白色浑浊，故向90mL 相同浓度的饱和氢氧化钙溶液中加入 10mL 蒸馏水，搅拌，在相同的电压下再次进行导电性实验，溶液还是变浑浊， ；实验方案 2：（2）结论为猜想二不正确，说明不是因为温度升高，使氢氧化钙固体析出，导致溶液变浑浊，故取 100mL 相同浓度的饱和氢氧化钙溶液于烧杯中，加热至电解实验时上升的温度，无明显现象；实验方案 3：（3）向浑浊的液体中滴加稀盐酸，碳酸钙能与稀盐酸反应生成氯化钙、二氧化碳和水，产生气泡，没有明显现象，说明不含碳酸钙，则猜想三不正确；实验结论：猜想三中产生白色沉淀的反应为二氧化碳和氢氧化钙反应生成碳酸钙和水，该反应的化学方程式为：；CO2+ Ca(OH)2= CaCO3 + H2O讨论交流：加入稀盐酸，生成二氧化碳的含量逐渐增加，说明含碳酸钙，但是无法明确说明是否含氢氧化钙，氢氧化钙能与碳酸钠反应生成碳酸钙和氢氧化钠，故取上述滤液，向其中加入碳酸钠溶液，若有白色沉淀产生，则有氢氧化钙存在，反之则没有。4 NaCl 和 Na2CO3 三 二 无明显现象 7Na2CO3+ CaCl2= CaCO3 + 2NaCl【解析】【详解】假设与猜想：甲试管反应后溶液中一定有生成的氯化钙，反应后两只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，则沉淀必为钙离子和碳酸根离子生成的碳酸钙沉淀，则乙试管反应后溶液中碳酸钠必过量；气体为碳酸钠和稀盐酸生成的二氧化碳气体，则试管甲中盐酸必过量；两只试管混合后反应完成，也可能碳酸钠仍过量，故猜想四为 NaCl 和 Na2CO3；讨论与交流：由假设与猜想中的分析可知，试管甲中盐酸必过量，故不会存在氢氧化钙，故猜想三是错误的；实验与结论：氯化钙和碳酸钠生成碳酸钙沉淀，取少量滤液于试管中，滴加适量碳酸钠溶液，有白色沉淀生成说明氯化钙过量，猜想二成立；氯化钙和稀盐酸不反应，故取少量滤液于试管中，滴加适量的稀盐酸，无气泡冒出或无明显现象；总结与分析：产生白色沉淀的反应为碳酸钠和氯化钙反应生成碳酸钙沉淀和氯化钠：；pH7 显碱性，pH=7 显中性，pH7 显酸性；为了避免造成环境污染，Na2CO3+ CaCl2= CaCO3 + 2NaCl实验室应该调节废水的酸碱度，当废水的 pH=7 时再排放。5 铜片表面有银白色固体析出，溶液由无色逐渐变为蓝色 置换反应 将打磨过的锌片放入硫酸铜溶液中 Cu + 2AgNO3= Cu(NO3)2+ 2Ag 锌片、铜片和稀硫酸Zn + CuSO4= Cu + ZnSO4【解析】【详解】进行实验： 铜能与硝酸银反应生成硝酸铜和银，现象为：铜片表面有银白色固体析出，溶液由无色逐渐变为蓝色，说明金属活动性：CuAg，该反应的化学方程式为：；Cu + 2AgNO3= Cu(NO3)2+ 2Ag该反应符合“一种单质与一种化合物反应生成另一种单质和另一种化合物”的反应，属于置换反应；由实验现象锌片表面出现一层红色物质，溶液由蓝色逐渐变为无色可知，该实验操作为：将打磨过的锌片放入硫酸铜溶液中；锌能与硫酸铜反应生成硫酸锌和铜，说明金属活动性：ZnCu，该反应的化学方程式为：；Zn + CuSO4= ZnSO4+ Cu反思与评价：利用锌片、铜片和稀硫酸也能得出相同的结论，锌能与稀硫酸反应生成硫酸锌和氢气，产生气泡，说明在金属活动性顺序里，锌排在氢前，铜与稀硫酸不反应，无明显现象，说明在金属活动性顺序里，铜排在氢后，说明锌比铜活泼。6 和 错误 氯化钠溶液呈中性，NaClNa2CO3Na2CO3+ 2HCl = 2NaCl + CO2 + H2O也不能使无色酚酞变色 取少量废液于试管中，加入适量碳酸钠溶液 产生气泡 ACD 蒸发或蒸发结晶【解析】【详解】猜想与假设：碳酸钠和稀盐酸反应生成氯化钠、二氧化碳和水，如果恰好完全反应，则溶质为氯化钠，如果稀盐酸过量，则溶质为氯化钠、氯化氢，如果碳酸钠过量，则溶质为氯化钠、碳酸钠，故猜想 4：废液中的溶质是：NaCl、Na2CO3；讨论与交流：碳酸钠能与盐酸反应生成氯化钠、二氧化碳和水，不能共存，故猜想 1 无需验证就知道是错误的，该反应的化学方程式为：；Na2CO3+ 2HCl = 2NaCl + H2O + CO2实验与结论：（1）无色酚酞试液在中性和酸性溶液中均不变色，如果废液中只含氯化钠，氯化钠溶液呈中性， 也不能使无色酚酞变色，故酚酞试液不变色，不能得出猜想 3 正确；实验结论为猜想 3 正确，故废液中的溶质是氯化钠和氯化氢，碳酸钠能与盐酸反应生成氯化钠、二氧化碳和水，故可取少量废液于试管中，加入适量碳酸钠溶液，产生气泡，说明猜想 3 正确；（2）A、碳酸钠溶液显碱性，能使无色酚酞试液变红，如果溶液变红，说明含碳酸钠，则得出猜想 4 正确，符合题意；B、氢氧化钾和碳酸钠不反应，无明显现象，无法验证猜想 4，不符合题意；C、碳酸钠能与稀硫酸反应生成硫酸钠、二氧化碳和水，产生气泡，说明溶液中含硫酸钠，则猜想 4 正确，符合题意；D、氯化钡能与碳酸钠反应生成碳酸钡和氯化钠，产生白色沉淀，说明溶液中含碳酸钠，则猜想 4 正确，符合题意。故选 ACD；拓展与应用：若废液中的溶质是 NaCl 和 HCl，盐酸具有挥发性，蒸发过程中，氯化氢会挥发出去，故无需另加试剂，只要对废液进行蒸发操作即可从废液中得到氯化钠固体。7 BaCO3 NaCl、Na2CO3 稀硫酸 有气泡产生BaCl2+ H2SO4= BaSO4 + 2HCl 稀盐酸【解析】【详解】（1）碳酸钠和氯化钡生成碳酸钡沉淀，故 X 为碳酸钡 BaCO3；（2）碳酸钠和氯化钡反应可能恰好进行、可能碳酸钠过量、可能氯化钡过量；结合猜想一二可知，猜想三为：NaCl、Na2CO3；（3）硫酸和氯化钡生成硫酸钡沉淀、和碳酸钠生成二氧化碳气体，故只用一种试剂，取少量溶液 Y 于试管中，向其中加入稀硫酸溶液，即可验证上述猜想。如果猜想一正确，则加入上述试剂发生反应为硫酸和氯化钡生成硫酸钡沉淀和盐酸，；如果猜想三正确，则加入上述试剂BaCl2+ H2SO4= BaSO4 + 2HCl发生反应的现象为有气泡产生；（4）碳酸钠和稀盐酸生成氯化钠和水、二氧化碳，盐酸具有挥发性，过量盐酸蒸发过程中会挥发掉，故经蒸发结晶就能得到 NaCl。8 MgCl2 CaCl2 NaOH 沉淀部分溶解 Na2CO3+ CaCl2= CaCO3 + 2NaClA【解析】【详解】（1）MgCl2和 NaOH 能生成 Mg（OH）2白色沉淀，向粗盐溶液中加入过量 NaOH 溶液，未出现明显现象，说明溶液中无 MgCl2杂质；氯化钙和碳酸钠反应会生成碳酸钙沉淀和氯化钠，向溶液中继续滴加过量 Na2CO3溶液，产生白色沉淀 CaCO3固体，说明含有碳酸钠，反应的化学方程式为；CaCl2+ Na2CO3= 2NaCl + CaCO3（2）步骤 1 中分别加入了过量的氢氧化钠和碳酸钠，向步骤 1 的滤液中滴加过量 BaCl2溶液，氯化钡和碳酸钠生成碳酸钡沉淀、和硫酸钠生成硫酸钡沉淀，过滤，向滤液中滴加稀盐酸至溶液呈中性即得 NaCl溶液；加稀盐酸除去的物质是 NaOH，氢氧化钠和盐酸生成氯化钠和水；（3）硫酸钡是不溶于酸的沉淀、碳酸钡能和稀盐酸反应而溶解；向步骤 2 的沉淀中滴加过量稀盐酸，若观察到沉淀部分溶解的现象，证明粗盐中确实存在 Na2SO4。（4）对调其中两种试剂的位置就能达到除杂目的，这两种试剂为 Na2CO3溶液、BaCl2溶液，先加氯化钡再加碳酸钠，这样可以保证后加的碳酸钠可以和过量的钡离子形成碳酸钡沉淀被除去，反之，过量的钡离子会成为新的杂质。故选 A。9 II 常温下硫酸钠饱和溶液质量分数 16.3%20.0% 或小于 硫酸铵的水溶液显酸性，pH 也小于 7 NaOH 白色沉淀 与碱性物质混用【解析】【详解】实验探究：（3）常温下，硫酸钠饱和溶液溶质质量分数=16.3% 剧烈 100 剧烈燃烧，火星四射 有关 3Fe + 2O2点燃Fe3O4【解析】【详解】（1）因空气中氧气浓度较低，铁丝在空气中不能燃烧，故填否。做铁丝燃烧实验时，因铁丝燃烧放出大量的热会产生熔融物，为防止熔落物炸裂瓶底要在集气瓶中先放一些水或细沙。（2）从表中可以看出，氧气浓度为 55%，0.38mm 铁丝难以燃烧，只是发红。所以就 0.38mm 铁丝而言，铁丝燃烧对氧气体积分数的要求是55%。从表中 90%浓度氧气中的细铁丝燃烧剧烈，70%浓度氧气中的细铁丝燃烧比 90%弱，60%浓度氧气中的细铁丝燃烧比 70%弱，55%浓度氧气中的细铁丝不燃烧可知，氧气浓度越大，燃烧现象越剧烈。 （3）设要收集 80%的氧气，需保留空气的体积为x ，收集到纯氧气体积为 125mL-25mL-x=100mL-x，则有：20%x +（100mL-x）=80%100mL，x=25mL。所以先在集气瓶中装 125mL-25mL=100mL 水。 设计与实验 2：从表中可知，研究的是含碳量和火星四射的关系。纯铁丝对应现象无火星四射，含碳 0.05%的铁丝对应现象剧烈燃烧极少火星。含碳 0.2%的铁丝对应现象剧烈燃烧，火星四射。可知铁丝燃烧产生火星四射现象和含碳量有关，且含碳量越高火星四射现象越剧烈。所以含碳 0.6%的铁丝对应现象为剧烈燃烧，火星四射。（4）由实验现象可知，铁丝燃烧产生火星四射现象和含碳量有关。铁在氧气中燃烧生成四氧化三铁，化学方程式为。3Fe + 2O2点燃Fe3O413 一 溶液变红色 氢氧化钙会和碳酸钠反应生Na2CO3+ CaCl2= CaCO3 + 2NaCl成氢氧化钠，生成的氢氧化钠会干扰原氢氧化钠的鉴定 紫色石蕊试液 避免使用玻璃瓶塞【解析】【详解】实验探究：碳酸钠和稀盐酸反应生成二氧化碳气体；取样品溶液，滴加足量稀盐酸，观察到生成白色沉淀且有气泡冒出，可推知含有碳酸钠，故猜想一不成立。：实验结论为猜想三成立，含有 Na2SiO3、Na2CO3和 NaOH；由已知可得，Na2SiO3、Na2CO3和过量氯化钙生成硅酸钙沉淀、碳酸钙沉淀和中性的氯化钠，氢氧化钠不反应，反应后溶液显碱性，故反应后的试管中取少量上层清液于另一试管中，向其中滴入酚酞溶液，溶液变红色；讨论分析：（1）氯化钙和另一种物质反应为碳酸钠和氯化钙反应生成碳酸钙沉淀和氯化钠：；不能用氢氧化钙溶液代替氯化钙溶液的理由是氢氧化钙会和碳酸钠Na2CO3+ CaCl2= CaCO3 + 2NaCl反应生成氢氧化钠，生成的氢氧化钠会干扰原氢氧化钠的鉴定；（2）碱性溶液能使石蕊试液变蓝色，故步骤中还可以使用紫色石蕊试液替代酚酞溶液，也能得到相同结论。 （合理即可）反思交流：保存氢氧化钠溶液必须密封保存，且试剂瓶要注意避免使用玻璃瓶塞。14 二氧化硫或 SO2 黑色固体没有变红 H2或氢气 吸收水蒸气 吸收有毒的气体SO2，防止空气污染 产生蓝色沉淀 Cu + 2H2SO4(浓)CuSO4+ SO2 + 2H2O 会产生 SO2气体，污染空气 随着反应的进行，浓硫酸会逐渐变为稀硫酸，铜和稀硫酸不能反应【解析】【详解】探究活动一：实验验证：SO2能使品红溶液褪色，实验中发现品红溶液褪色，说明该气体中含有二氧化硫；氢气能与氧化铜在加热的条件下反应生成铜和水，故 D 装置中观察到黑色固体没有变红，说明该气体不含氢气；浓硫酸具有吸水性，且与二氧化硫、氢气不反应，故作用是：吸收水蒸气；二氧化硫能与氢氧化钠反应生成亚硫酸钠和水，故装置 E 的作用是：吸收有毒的气体 SO2，防止空气污染；探究活动二：步骤 2：结论为含有硫酸铜，硫酸铜能与氢氧化钠反应生成氢氧化铜和硫酸钠，故现象为：产生蓝色沉淀；结论：由以上分析可知，铜与浓硫酸在加热的条件下反应生成了硫酸铜、二氧化硫，反应物中含氢元素，还应生成了水，故该反应的化学方程式为：；Cu + 2H2SO4(浓)CuSO4+ SO2 + 2H2O反思评价：（1）铜能与浓硫酸反应生成二氧化硫，二氧化硫有毒，扩散到空气中，会污染空气；（2）随着反应的进行，浓硫酸会逐渐变为稀硫酸，铜和稀硫酸不能反应，故足量的铜片与浓硫酸的反应停止后，所得溶液中一定含硫酸。15 不赞同；氢氧化钡和稀硫酸反应生成硫酸钡沉淀和水 不NaOH + HCl = NaCl + H2O同意小明的观点；应该不断加入稀盐酸，并持续测量溶液 pH 变化，发现溶液 pH 由大于 7 变为等于 7，再变为小于 7，说明两者发生了反应 取少量氢氧化钠溶液，滴加酚酞试液，然后不断滴加稀盐酸，溶液由红色变为无色，说明两者发生了反应 不赞同小陈的实验设计方案，氢氧化钠固体溶于水也会放出大量的热 乙醇水体积比为 2：1 和 1：1 的试管中水的含量较多，增加了生成物氯化钠的溶解度 5:1【解析】【详解】（1）氢氧化钠和盐酸反应生成氯化钠和水，；NaOH + HCl = NaCl + H2O（2）小明认为“中和反应都没有明显现象发生”的观点是错误的，例如氢氧化钡和稀硫酸反应生成硫酸钡沉淀和水；（3）不同意小明的观点，盐酸溶液中含有水，加入盐酸导致氢氧化钠溶液浓度降低，碱性变弱也会导致pH 减小；应该不断加入稀盐酸，并持续测量溶液 pH 变化，发现溶液 pH 由大于 7 变为等于 7，再变为小于 7，说明两者发生了反应；（4）氢氧化钠溶液显碱性，可以使酚酞试液变红色，实验设计可以为：取少量氢氧化钠溶液，滴加酚酞试液，然后不断滴加稀盐酸，溶液由红色变为无色，说明两者发生了反应；（5）不赞同小陈的实验设计方案，氢氧化钠固体溶于水也会放出大量的热，不能确定是反应放出的热；（6）乙醇水体积比为 2：1 和 1：1 的试管中水的含量较多，增加了生成物氯化钠的溶解度，导致白色固体明显少于其他三支试管；故选取乙醇水的体积比为 5:1 进行实验最合适，此时生成沉淀较为明显。16 酸性 不变色 H+ 黄色 HCl + NaOH = NaCl + H2O CFe2O3+ 6HCl = 2FeCl3+ 3H2O【解析】【详解】氢氧化钠和稀盐酸反应生成氯化钠和水，该反应的化学方程式为：；HCl + NaOH = NaCl + H2O猜想与假设：氢氧化钠和稀盐酸反应生成氯化钠和水，如果恰好完全反应，溶液中的溶质为氯化钠，则溶液显中性，如果稀盐酸过量，则溶液显酸性，如果氢氧化钠过量，则溶液显碱性，故填：酸性；实验验证：实验结论为溶液呈中性或酸性，无色酚酞试液在中性和酸性溶液中不变色，故现象为：无色酚酞溶液不变色；实验验证：溶液呈酸性，是因为溶液中能电离出氢离子，即 H+；加入少量氧化铁，氧化铁和稀盐酸反应生成氯化铁和水，故现象为：粉末全部消失，溶液由无色变为黄色，该反应的化学方程式为：；Fe2O3+ 6HCl = 2FeCl3+ 3H2O拓展延伸：A、加入过量的氧化钙，氧化钙和稀盐酸反应生成氯化钙和水，氧化钙过量，氧化钙和水反应生成氢氧化钙，还是会污染环境，不符合题意；B、加入过量的氢氧化钠，氢氧化钠和稀盐酸反应生成氯化钠和水，氢氧化钠过量，还是会污染环境，不符合题意；C、加入过量的碳酸钙，碳酸钙和稀盐酸反应生成氯化钙、二氧化碳和水，反应后，过滤，除去碳酸钙，溶液呈中性，不会污染环境，符合题意。故选 D。17 酒精灯 b c 二氧化碳或 CO2 四氧化三CO2+ Ca(OH)2= CaCO3 + H2O铁或 Fe3O4 四氧化三铁或 Fe3O4 固体完全溶解、产生气泡 一 Fe2O3+ 2C高温2Fe + CO2 + CO【解析】【详解】实验现象：（1）由图可知，仪器 A 的名称是：酒精灯；（2）一氧化碳能与 PdCl2、水反应生成 Pd、二氧化碳和氯化氢，会影响二氧化碳的检验，故应先用澄清石灰水检验二氧化碳，再用 PdCl2溶液检验一氧化碳，且应“长进短出” ，这样反应比较充分，现象明显，故装置从左到右的接口连接顺序为 adebc；（3）二氧化碳能与氢氧化钙反应生成碳酸钙和水，该反应的化学方程式为：；CO2+ Ca(OH)2= CaCO3 + H2O实验结论：澄清石灰水变浑浊，说明反应生成了二氧化碳，溶液中产生黑色沉淀，说明反应生成了一氧化碳；提出猜想：玻璃管内粉末全部变成黑色。冷却后，用磁铁靠近黑色固体，黑色固体被部分吸引。铁和四氧化三铁均是黑色固体，且均能被磁铁吸引，故磁铁上的黑色固体可能是铁，可能是四氧化三铁，也可能是铁和四氧化三铁，故猜想二：Fe3O4；猜想三：Fe、Fe3O4；设计实验：定性实验：取少量黑色固体于试管中，加入足量稀硫酸，充分反应，结论为猜想二不正确，故固体中一定含铁，铁能与稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，四氧化三铁能与稀硫酸反应生成硫酸铁、硫酸亚铁和水，故现象为：固体完全溶解，产生气泡；定量实验：溶液增加的质量为 5.4g，则反应生成氢气的质量为：5.6g-5.4g=0.2g；解：设固体中含铁的质量为xFe56x+ H2SO4= FeSO4+ H220.2g x=5.6g，故固体中只含铁，不含四氧化三铁，故猜想一正确；562=x0.2g归纳总结：由以上分析可知，碳与氧化铁在高温下反应生成了铁、一氧化碳和二氧化碳，该反应的化学方程式为：。Fe2O3+ 2C高温2Fe + CO2 + CO18 硫酸 Na+、 2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O 碳酸钠和氢氧化钠 氢氧化钠溶液和SO2 -4碳酸钠溶液都显碱性 氯化钙 将步骤 1 的混合物过滤，取少量滤液滴加酚酞试液，溶液变红(或无明显现象) 二(或一) CaCl2+ Na2CO3CaCO3+2NaCl 氢氧化钙溶液与碳酸钠溶液反应会生成氢氧化钠，干扰原溶液中氢氧化钠的鉴别【解析】【详解】（1）分析 pH 变化的图像可知溶液的 pH 由大于 12 变到了小于 2，所以该实验是将硫酸滴入到氢氧化钠溶液中，故填：硫酸；（2）曲线上坐标为(18，7)的点表示的是溶液的 pH=7，氢氧化钠与硫酸恰好反应生成硫酸钠和水，所以曲线上坐标为(18，7)的点表示的溶液中的离子有 Na+、，故填：Na+、；SO2 -4SO2 -4（3）氢氧化钠吸收空气中二氧化碳而变质，氢氧化钠与二氧化碳反应生成碳酸钠和水，反应方程式为2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O；猜想与假设氢氧化钠的完全变质，溶液中的溶质为碳酸钠，部分变质溶液中的溶质为氢氧化钠和碳酸钠，猜想一只有碳酸钠，所以猜想二为碳酸钠和氢氧化钠，故填：碳酸钠和氢氧化钠；实验设计氢氧化钠溶液和碳酸钠溶液的都显碱性，滴入 2-3 滴无色酚酞试液，通过观察溶液颜色的变化无法判断哪个猜想正确，故填：氢氧化钠溶液和碳酸钠溶液都显碱性；实验与结论溶液中的碳酸钠用可溶性的钙盐或钡盐鉴别并除去，除去碳酸钠后，溶液中氢氧化钠可以用酚酞溶液鉴别，所以步骤 1 取少量氢氧化钠溶液样品于试管中，加入过量的氯化钙溶液，有白色沉淀生成，说明含有碳酸钠；步骤 2 ：将步骤 1 的混合物过滤，取少量滤液滴加酚酞试液，若溶液变红，说明猜想二正确；若无明显现象，说明猜想一正确。故填：氯化钙；将步骤 1 的混合物过滤，取少量滤液滴加酚酞试液，溶液变红(或无明显现象)；二(或一) 。交流讨论1.氯化钙与碳酸钠反应生成碳酸钙沉淀和氯化钠，反应方程式为 CaCl2+ Na2CO3CaCO3+2NaCl ；2.因为氢氧化钙溶液与碳酸钠溶液反应会生成碳酸钙沉淀和氢氧化钠，干扰原溶液中氢氧化钠的鉴别，所以步骤 1 中加入的氯化钙溶液不能换成氢氧化钙溶液，故填：氢氧化钙溶液与碳酸钠溶液反应会生成氢氧化钠，干扰原溶液中氢氧化钠的鉴别。19 用磁铁吸引 锌 “锡纸”表面产生气泡的速率比铁钉快 2Al6HCl=2AlCl33H2 除去表面的氧化物 D 酸【解析】【详解】（1）铁能够被磁铁吸引，所以证明“锡纸”中的金属不是铁，实验方法是用磁铁吸引，故填用磁铁吸引。金属锌片在室温下，较硬且相当脆，取“锡纸”反复折叠，发现不破损，说明“锡纸”中的金属不是锌，故填锌。（2）取一根打磨后的铁钉和打磨后的“锡纸”(卷成和铁钉一样粗细)，分别放入两支试管中，再向两支试管中各倒入 5mL15%的稀盐酸，观察到“锡纸”表面产生气泡的速率比铁钉快，说明说明“锡纸”中的金属的活动性比铁强，即该金属不是锡，而是铝，故填“锡纸”表面产生气泡的速率比铁钉快。（3）铝与稀盐酸反应生成氯化铝和氢气，故反应的化学方程式写为：2Al6HCl=2AlCl33H2。（4）实验中打磨铁钉和“锡纸”的目的是除去表面的氧化物，使金属与其他物质充分接触，增大反应速率，故填除去表面的氧化物。（5）A 铝和锡的金属活动性都比铜强，不能选择氯化铜溶液来验证，选项错误；B 铝和锡的金属活动性都比银强，不能选择硝酸银溶液来验证，选项错误； C 锡活动性比铝弱不能和硫酸铝反应，铝也不能和硫酸铝反应，所以不能选择硫酸铝溶液来验证，选项错误；D 铝比铁的活动性强，铁比锡的金属活动性强，所可以选择硫酸亚铁溶液来验证，选项正确，故填 D。（6）锡属于重金属，对人体有害，且能够与酸反应，所以在使用“锡纸”包裹食物时，要注意不要与含酸物质长时间接触，故填酸。20 产生气泡 产生沉淀 Ba(NO3)2+ H2SO4= BaSO4 + 2HNO3 Ba2+、 无色酚酞溶液 溶液由红色变为无色 BaSO4 BaCl2 Ba(NO3)2 SO2 -4产生白色沉淀 经过步骤 I 后，溶液中有 HNO3，会先和 NaOH 反应【解析】【详解】碳酸钠和稀硫酸反应生成硫酸钠、二氧化碳和水，产生气泡；硝酸钡和稀硫酸反应生成硫酸钡和硝酸，产生白色沉淀；（1）4 号试管中反应为硝酸钡和稀硫酸反应生成硫酸钡和硝酸，该反应的化学方程式为：；Ba(NO3)2+ H2SO4= BaSO4 + 2HNO3该反应中，钡离子和硫酸根离子结合生成了硫酸钡沉淀，故溶液中减少的离子是 Ba2+、；SO2 -4（2）氢氧化钠和稀硫酸反应生成硫酸钠和水，无明显现象，可借助酸碱指示剂，故可加入无色酚酞试液，氢氧化钠显碱性，能使无色酚酞试液变红，加入稀硫酸，氢氧化钠和稀硫酸反应生成硫酸钠和水，硫酸钠显中性，稀硫酸显酸性，均不能使无色酚酞试液变红，故现象是：溶液由红色变为无色；（3）设计方案：沉淀 A 为氯化钡和硫酸反应生成的硫酸钡，化学式为：BaSO4；实验过程中，加入氯化钡溶液，引入了氯离子，也能与硝酸银反应生成氯化银沉淀，会对氯离子的检验产生干扰，故可将 BaCl2改成 Ba(NO3)2；猜想一正确，即镁离子和氯离子同时存在于溶液中，向溶液中加入过量硝酸钡，硝酸钡和硫酸反应生成硫酸钡和硝酸，排除硫酸根离子的干扰，充分反应后，过滤，将溶液分为两份，步骤 II 中加入硝酸银，银离子和氯离子结合生成氯化银，产生白色沉淀，步骤 III 中加入氢氧化钠溶液，镁离子和氢氧根离子结合生成氢氧化镁，产生白色沉淀，故现象为：产生白色沉淀；实验反思：硝酸钡和硫酸反应生成了硝酸，加入氢氧化钠，氢氧化钠先与硝酸反应生成硝酸钠和水，待硝酸完全反应后，镁离子和氢氧根离子结合生成氢氧化镁，故一开始无明显现象。20222022 年中考化学冲刺复习年中考化学冲刺复习- -科学探究题之实验的设计与评价（中档题）科学探究题之实验的设计与评价（中档题）一、科学探究题一、科学探究题21 （2022四川省内江市第六中学三模）茶垢清洁剂能快速清除茶具上附着的茶垢，某小组同学对茶垢清洁剂进行了探究。【查阅资料】如图所示是某品牌茶垢清洁剂说明书中的部分内容。说明书中碳酸钠的俗称有误，应改为_。【提出问题】茶垢清洁剂溶于水时生成过氧化氢，是否生成氧气？【实验 1】在盛有茶垢清洁剂固体的小烧杯中，加适量常温水，完全溶解后得到无色溶液，观察到有小气泡缓慢冒出，伸入带火星的木条，木条不复燃。【实验 2】取三份等量的实验 1 中的溶液，分别加入甲、乙、丙三支试管中，按图所示进行实验。观察到都较快产生气泡，且温度越高产生气泡越快；伸入带火星的木条，木条都复燃。【表达交流】通过实验证明，茶垢清洁剂溶于水时生成氧气。（1）实验 1 中“木条不复燃”的原因是_。（2）实验 2 中丙试管内不再产生气泡后，其中溶液所含溶质与加热前的溶液不同的是_。【提出问题】茶垢清洁剂溶于水时生成碳酸钠，是否生成氢氧化钠？【实验 3】取实验 2 丙试管内溶液，按如图流程进行实验。【表达交流】加入试剂 X 的目的是_(用化学方程式表示)。证明加入的试剂 X 已过量的方法是：取少量滤液于试管中，加入_，若有白色沉淀生成，则加入的 X 已过量。溶液 M 呈_色，说明茶垢清洁剂溶于水时没有生成氢氧化钠。【反思总结】茶垢清洁剂溶于水生成了碳酸钠和过氧化氢。碳酸钠溶液有较好的去污效果，过氧化氢分解生成活性氧，可深层带走污垢。22 （2022吉林吉林模拟预测）某同学对自热食品发热包进行了如下探究。食品专用发热包禁止食用主要成分：生石灰、碳酸钠、铝粒储存条件存放于阴凉、干燥处。使用方法撕去塑料袋后、放入适量冷水中。注意事项：1.请勿湿手接触发热包2.使用过程中、禁止使用热水。小心高温烫，注意通风并远离明火3.使用前后，如有发现破袋污染食品，请勿食用。4.如有发热包内物质误入口、眼、鼻，请立即使用清水冲选、催吐或医院就医。5.未成年人请勿独自使用。XXXX 科技有限责任公司【查阅资料】I.标签信息如图；II.铝遇强碱溶液生成氢气；【进行实验 1】取出发热包按说明使用，观察到剧烈反应，有气泡， 放出大量的热，同时发热包内固体物质变硬、结块。【分析与解释】1. 放热的主要反应为：氧化钙与水化合生成氢氧化钙，其化学反应方程式为_；2. 氢氧化钙跟碳酸钠反应后溶液碱性增强的原因是_；3. 远离明火的原因是生成了_(填气体化学式)；【提出问题】使用后的发热包中结块固体是否含有碳酸盐、Al 粉？【分析与设计】取结块固体加入过量稀盐酸，通过分析产生的气体成分，可以判断碳酸盐、铝粉是否存在。【猜想与假设】猜想 I：气体是 H2，判断结块固体中只有_存在；猜想 II：气体是_，判断结块固体中只有碳酸盐存在；猜想 III：气体中含有 H2和 CO2，判断结块固体中碳酸盐和 Al 粉都存在。【进行实验 2】按图示装置实验 甲装置中出现_的实验现象，同时丁装置中黑色的粉末逐渐变为红色，试管口有水珠产生，证明猜想 III 正确。若甲、乙装置交换位置能否确定气体中含有 CO2，_(填“能” “不能”)；【总结与反思】通过以上探究，小明做出如下反思：a.发热包应密封防潮保存b.能与水混合放出热量的物质均可做发热包的发热材料c.使用后的发热包应包好按照垃圾分类投放你认为其中正确的是_。23 （2022山东青岛一模）某化学课堂围绕“酸碱中和反应” ，在老师引导下开展探究活动。资料：KOH 与 NaOH 化学性质相似；K2CO3与 Na2CO3性质相似。【演示实验】氢氧化钾溶液与稀硫酸混合，观察不到明显现象，为证明氢氧化钾溶液与稀硫酸发生了反应，三位同学进行了以下实验。（1）测定溶液 pH 的方法小莉同学在实验过程中用 pH 试纸测试的 pH 变化如图 1 所示，横坐标是表示滴加液体的体积，该液体中溶质的化学式是_，C 点的阴离子有_（填离子符号） 。（2）测混合过程中的温度变化由图 2 知，稀硫酸与氢氧化钾溶液发生的反应是_反应（填“放热”或“吸热” ） 。（3）借助于酸碱指示剂小明同学通过图 3 所示实验，他观察到溶液由红色变为无色，也证明氢氧化钾溶液与稀硫酸发生了化学反应。小明同学继续探究：反应后溶液中溶质是什么呢？他提出以下猜想。猜想一：只有 K2SO4猜想二：有 K2SO4和 H2SO4猜想三：有 K2SO4和 KOH小林同学认为有一种猜想是不合理的，理由是_。为了验证其余猜想，小组同学设计了以下方案进行探究：实验方案加入生锈铁钉实验现象_实验结论溶液中有 H2SO4。相关化学方程式为_【反思交流】小雷同学向氢氧化钾溶液中滴加稀硫酸，看到了气泡，他判断氢氧化钾溶液已经变质，请你设计实验方案探究氢氧化钾溶液是完全变质还是部分变质_。24 （2022山东济宁模拟预测） （1）半水煤气是工业合成氨的原料气，其主要成分是H2、CO、CO2、N2和水蒸气。某化学兴趣小组为检验半水煤气的某些成分，设计的实验方案如下图所示。查阅资料可知碱石灰是 CaO 和 NaOH 的混合物。回答下列问题：A 瓶中产生白色沉淀，证明半水煤气中含有_。C 装置的硬质玻璃管中发生置换反应的化学方程式是_。证明半水煤气中含有 H2的现象是_。经同学们讨论后认为在 B 和 C 间再增加装置_，出现对应现象后，方可认为有 CO 的存在。（2）某兴趣小组用石灰石和盐酸制取一瓶 CO2，验满后，将澄清石灰水倒入集气瓶中，发现没有变浑浊。【提出问题】澄清石灰水为什么没有变浑浊？【作出猜想】猜想一：石灰水完全变质；猜想二：CO2过量，CaCO3沉淀会转化为可溶于水的 Ca(HCO3)2，写出反应的化学方程式_。猜想三：瓶中的气体不纯净，含有_。【设计并进行实验】实验过程实验现象实验结论_PH=12猜想一不正确取少量所得澄清溶液加入试管中，加热观察到_猜想二不正确用原药品继续制取气体，_产生_猜想三正确【交流讨论】若要收集到纯净、干燥的 CO2，需将混合气体依次通入饱和碳酸氢钠溶液和_。25 （2022山东巨野县教学研究中心模拟预测）蚊虫叮咬时能在人的皮肤内分泌出蚁酸刺激皮肤,课外小组同学决定对蚁酸进行探究。【查阅资料】I蚁酸化学名称叫甲酸，化学式为 HCOOHII蚁酸在一定条件下会分解生成两种氧化物III白色无水硫酸铜粉末遇水变蓝【提出问题】蚁酸的酸碱性及分解产物是什么？【猜想与假设】 猜想：蚁酸的分解产物是水和二氧化碳； 猜想：蚁酸的分解产物是水和一氧化碳； 猜想：蚁酸的分解产物是一氧化碳和二氧化碳。经讨论，小组同学认为猜想是错误的，理由是_。【实验探究】 I.探究蚁酸的酸碱性。用 pH 试纸测得蚁酸溶液的 pH 值_7（填“、或=” ） ，证明蚁酸溶液呈酸性。II.探究蚁酸分解的两种产物。 为了确认蚁酸分解的所有产物，小组同学设计实验，将蚁酸分解的产物通入下图所示的实验装置，并观察现象。【现象与结论】实验中观察到 A 中无水硫酸铜变蓝，B 中澄清石灰水未变浑浊，D 中黑色粉末逐渐变红，E 中澄清的石灰水变浑浊。（1）写出 D 中发生的反应的化学方程式_；（2）通过对实验现象的分析，上述猜想_正确。【实验反思】（3）从环保的角度考虑，上述实验装置设计上存在的不足之处是_。【拓展应用】（4）人们被蚊虫叮咬后，在叮咬处涂抹一些物质可减轻痛痒，下列物质中你会选择的物质是_。ANaOH 溶液 B食醋 C食盐水 D肥皂水2