1、探究性试题(2)题型特点探究性试题在中考中频频出现,分值相对较高且区分度较大,既是中考的压轴题,又是中考的热点和亮点。这类试题设计新颖,构思巧妙,一般取材于课外。它要求学生能从日常生活或化学学习中去发现一些有探究价值的问题,同时对问题可能的答案作出猜想或假设,并依据已有的知识和经验对猜想或假设作出初步论证,体验真正意义上的科学探究,体现学生的创新精神。2解题策略解科学探究题要过“三关”:(1)审题关:要做到“三看”,即看题中的化学过程,看题设条件,看要解决的问题,这是解题的前提;(2)分析关:要做到“三想”,即想化学过程所涉及的化学概念或化学原理,想所给条件与所求问题的关系,想有无隐含条件;(
2、3)解答关:要做到“五要”,即设计实验进行探究时,原理要正确,试剂要易得,操作要简单,现象要明显,过程要环保。3类型4物质组成、构成的探究 中国药学家屠呦呦研制的抗疟疾药物青蒿素挽救了全球数百万人的生命，她因此荣获2015年诺贝尔生理学或医学奖。某化学兴趣小组尝试探究青蒿素的组成，请你一同参与。查阅资料：(1)青蒿素是从植物中提取的一种有机化合物。(2)NaOH与酒精不反应，但能溶于酒精形成无色溶液，NaOH的酒精溶液与NaOH的水溶液化学性质相似。碳酸钠不与酒精反应也不溶于酒精。4类型4物质组成、构成的探究【猜想与假设】猜想一：青蒿素中一定含_元素。猜想二：青蒿素中可能含氢元素和氧元素。【实
3、验与探究】他们设计如图所示的实验装置：5类型4物质组成、构成的探究(1)B装置的作用是_。(2)实验中打开分液漏斗的活塞，将H2O2溶液滴入A装置中，再点燃C处酒精灯。A装置中的化学反应方程式为_。(3)E装置中观察到的现象是_，证明猜想一正确，E装置中反应的化学方程式为_。【解释与结论】若青蒿素试样为14.1 g，其完全燃烧后，装置D增重9.9 g，装置E增重33 g(假设各装置均能充分吸收有关气体)。通过计算可确定青蒿素中除含有猜想一所含元素外，还有_元素。得出此结论的依据是_6解题思路 猜想依据：题干信息；根据质量守恒定律之化学反应前后元素种类不变，即根据题中所给信息直接排除所猜想物质中
4、未涉及的元素，将其他可能元素列举出来。【针对本题】题干已知：青蒿素是从植物中提取的一种有机化合物。根据有机化合物的概念，可知一定含碳元素。7解题思路 实验与探究 根据物质组成的可能成分，设计实验方案，根据实验现象，确定结论(有无该元素)。常见元素的确定方法：(1)碳元素：可根据是否产生二氧化碳来确定。具体检验二氧化碳的方法是通过澄清石灰水，若澄清石灰水变浑浊，则含该元素。(2)氢元素：可根据是否产生水来确定。可利用无水硫酸铜检验，若无水硫酸铜变蓝，则有水产生；其次若考虑空气中水的成分的干扰，可先除去水蒸气。(3)氧元素：可根据质量守恒定律(元素质量守恒)及物质间的质量差来确定是否含有氧元素。8
5、解题思路 解决此类题中常见装置的作用：白色的无水硫酸铜：验证水(现象为变为蓝色)；澄清石灰水：验证并检验二氧化碳是否存在(现象为变浑浊)；氢氧化钠溶液：除去二氧化碳；浓硫酸：除去水蒸气；灼热氧化铜：验证氢气或一氧化碳的存在(现象为黑色粉末变红色)；使氢气转化为水、使一氧化碳转化为二氧化碳。9解题思路【针对本题】A装置产生氧气B装置除去水蒸气C装置使氧气与青蒿素完全反应D装置吸收青蒿素与氧气反应生成的水E装置吸收二氧化碳F吸收外界空气中的水蒸气和二氧化碳。D装置增加的质量即为青蒿素与氧气充分反应生成水的质量，E装置增加的是青蒿素与氧气反应生成二氧化碳的质量；再根据反应前后元素质量相等确定是否含有
6、氧元素。10类型4物质组成、构成的探究 答案：【猜想与假设】碳(或C)【实验与探究】(1)干燥氧气(2)2H2O2=2H2OO2(3)溶液变浑浊(或有沉淀产生)CO22NaOH=Na2CO3H2O【解释与结论】氢、氧(或H、O)化学反应前后元素种类、质量不变(或化学反应前后元素不变)11MnO2类型4物质组成、构成的探究【解析】【猜想与假设】根据青蒿素属于有机物，可知青蒿素一定含有碳元素。【实验与探究】(1)B装置的作用是干燥氧气；(2)A中的反应是过氧化氢在二氧化锰催化下分解生成水和氧气；(3)如果猜想一正确，即青蒿素中含有碳元素，碳元素燃烧时转化为二氧化碳，二氧化碳与氢氧化钠反应生成碳酸钠
7、，碳酸钠不溶于酒精，故可在装置E中观察到溶液变浑浊；E装置中发生反应的化学方程式为氢氧化钠与二氧化碳反应生成碳酸钠和水。12类型4物质组成、构成的探究【解释与结论】装置D增加的质量即为青蒿素与氧气充分反应生成水的质量，根据二氧化碳与氢氧化钠反应的化学方程式可知，装置E增加的质量即为青蒿素与氧气充分反应生成二氧化碳的质量，即14.1 g青蒿素与氧气完全反应后生成9.9 g水和33 g二氧化碳，根据质量守恒定律可知，14.1 g青蒿素中氢元素的质量为9.9 g218100%1.1 g，碳元素的质量为33 g 1244100%9 g，由于14.1 g青蒿素中氢元素与碳元素的质量之和(1.1 g9 g
8、10.1 g)小于14.1 g，所以青蒿素的组成元素除碳元素和氢元素外，一定还有氧元素。13典题精练 1.PLA是一种新型可降解塑料，能有效缓解塑料垃圾造成的白色污染。已知PLA由碳、氢、氧三种元素组成，为了测定7.2 g PLA样品中氧元素的质量，某化学兴趣小组进行了以下探究。【实验设计】查阅资料：无水硫酸铜遇水由白色变成蓝色。将7.2 g PLA样品充分燃烧，为分别吸收燃烧产物并通过清晰可见的现象检验吸收是否完全，以上实验装置正确的连接顺序是：A()()()()(填写装置的字母序号)。14典题精练【分析与结论】实验中选择纯净的氧气而不用空气的原因是_。装置E的作用是_。正确连接装置后，确认
9、气密性良好。充分燃烧7.2 g PLA样品，测得相关实验数据见下表(已知燃烧产物被完全吸收，灰烬质量忽略不计)。通过分析与计算，可知7.2 g PLA样品中含有氧元素的质量为_克，该PLA样品中碳、氢、氧三种元素的原子个数最简整数比为_。15装置BCDE实验前质量/g160150150100实验后质量/g163.6150163.2100典题精练 答案：【实验设计】BEDC【分析与结论】防止空气中的二氧化碳和水蒸气对实验结果产生影响 检验燃烧生成的水蒸气是否被吸收完全 3.23 4 216典题精练【解析】【实验设计】7.2 g PLA在装置A中充分燃烧生成了二氧化碳和水蒸气，为了除去从溶液中带出
10、的水蒸气，应先通过浓硫酸(装置B)，该装置增重的质量即为生成水蒸气的质量，然后通过盛有无水硫酸铜的装置E来检验水蒸气是否被除尽；再通过盛有氢氧化钠溶液的装置D来吸收生成的二氧化碳气体，该装置增重的质量即为生成的二氧化碳的质量，最后通过装置C，用澄清石灰水来检验二氧化碳是否被完全吸收；故连接顺序为ABEDC；【分析与结论】空气中含有二氧化碳和水蒸气，会对实验结果产生影响，使测定结果不准确；装置E中的无水硫酸铜是用来检验生成的水蒸气是否被装置B中的浓硫酸全部吸收；由表格数据可知，C、E装置质量没有改变，说明水蒸气和二氧化碳分别被装置B和装置D完全吸收。17典题精练18典题精练 2.蔗糖是生活中常见
11、的一种物质，某兴趣小组对“蔗糖的组成”进行了探究。【作出猜想】小组同学认为绿色植物通过光合作用将二氧化碳和水转化成葡萄糖和氧气，葡萄糖进一步转化为蔗糖，故蔗糖中一定含有碳、氢元素，可能含有氧元素。【实验验证】方案一：小明将蔗糖在氧气中燃烧，检验到生成物中有水和二氧化碳，得出结论“蔗糖是由碳、氢、氧三种元素组成的”。小刚认为该方案不合理，只能说明蔗糖中一定含有碳、氢元素，不能确定是否含有氧元素，理由是_。19典题精练 方案二：小刚用如图所示装置进行实验。实验开始先通入一会儿氮气，然后关闭弹簧夹，点燃酒精灯给蔗糖加强热。(1)观察到_出现，说明蔗糖中含有氢元素和氧元素。20典题精练(2)观察到硬质
12、玻璃管中残留有黑色固体，他猜测该黑色固体是单质碳，并继续利用如图所示装置，另选试剂进行了验证单质碳的实验。实验过程和现象如下：写出上述实验过程中一个反应的化学方程式：。21实验过程实验现象_，点燃酒精灯硬质玻璃管中的黑色固体剧烈燃烧，发出白光；_典题精练【实验结论】蔗糖是由碳、氢、氧三种元素组成的。【拓展交流】(1)方案二中，先通入一会儿氮气的原因是 。(2)查阅资料得知蔗糖的化学式为C12H22O11。小红发现：蔗糖分子中氢原子数目是氧原子数目的2倍，但是，蔗糖中氧元素质量却是氢元素质量的8倍。导致出现这种情况的原因是_。22典题精练 答案：【实验验证】方案一：蔗糖燃烧过程中有氧气参加反应
13、方案二：(1)小烧杯(或硬质玻璃管)中有水珠(2)小烧杯中加入澄清石灰水，向硬质玻璃管中通入氧气澄清石灰水变浑浊 CO2=CO2或Ca(OH)2CO2=CaCO3H2O【拓展交流】(1)排尽硬质玻璃管中的空气(或防止氧气参加反应)(2)氧的相对原子质量比氢大23点燃典题精练【解析】【实验验证】方案一：化学反应前后元素种类不变，蔗糖燃烧时有氧气参加反应，产物中的氧元素可能来自于氧气，不能根据产物中含有氧元素就直接判断蔗糖中含有氧元素。方案二：(1)如果给蔗糖加强热有水生成，即可说明蔗糖中含有氢、氧元素，能证明有水生成的现象是小烧杯(或硬质玻璃管)中有水珠出现。(2)根据实验目的结合实验现象分析，
14、黑色固体是碳，需向小烧杯中加入澄清石灰水，向硬质玻璃管中通入氧气；碳燃烧生成二氧化碳，二氧化碳能使烧杯中的澄清石灰水变浑浊；所发生的反应是碳和氧气在点燃的条件下反应生成二氧化碳，二氧化碳与氢氧化钙溶液反应生成碳酸钙和水。【拓展交流】(1)方案二中，向盛有蔗糖的硬质玻璃管中通入一会儿氮气，是为了排尽硬质玻璃管中的空气，防止氧气参加反应。(2)氧的相对原子质量是氢的相对原子质量的16倍，因此，虽然氢原子数目是氧原子数目的2倍，但氧原子总质量是氢原子总质量的8倍。24类型5标签类成分的探究 操作和保存药品不当，标签常常易损毁。现有四瓶溶液的试剂标签已破损(如图)，但是已经知道这四瓶试剂是NaOH、C
15、a(OH)2、Na2CO3、KCl溶液中的一种，某兴趣小组同学决定对四瓶破损标签溶液成分进行实验探究(实验另外药品只提供盐酸和酚酞溶液)：25类型5标签类成分的探究【提出问题】标签已经破损的四瓶溶液分别是什么溶液？【实验探究1】第瓶试剂肯定是：_(写化学式)。26类型5标签类成分的探究【实验探究2】兴趣小组对瓶溶液进行了如下的实验探究：27序号实验步骤实验现象实验结论1取瓶溶液少量于三支试管中，分别加入酚酞试液_酚酞试液不能将其中的一种溶液鉴别出来2再取瓶溶液少量于另外三支试管中分别加入_溶液加入了溶液的试管中_；其余两支试管中无明显现象瓶溶液为Na2CO33取瓶溶液少量于两支试管中，分别加入
16、_溶液加入了溶液的试管中_;加入了溶液的试管中_瓶溶液为_瓶溶液为Ca(OH)2类型5标签类成分的探究【反思与交流】为了防止标签发生破损，我们在倾倒溶液时应注意：_。28解题思路 提出猜想和判断猜想是否合理的依据：(1)根据物质的摆放顺序判断物质的种类(如酸、碱、盐)。(2)借助破损标签上的名称和质量分数或化学式和溶质质量分数排除不符合标签的物质。名称：排除不符合命名的药品。如借助“酸钠”可排除氯化钠。化学式：排除与化学式中元素符号、下标不符合的物质。如本题中给出的四种物质中NaOH、Na2CO3、Ca(OH)2化学式中都含有字母a，与试剂瓶残缺部分一致，所以可以推出为KCl。质量分数或溶质质
17、量分数：排除与质量分数不符合的物质，如5%的纯净物、10%的氢氧化钙溶液等。29解题思路(3)药品的特性(颜色、气味)，如Cu2为蓝色、Fe3为黄色、铵盐有刺激性气味等。实验探究2 这类试题通常提供了药品的部分信息(其中一离子)，只需检验出另一种离子即可。30类型5标签类成分的探究 答案：【实验探究1】KCl【实验探究2】序号1：三支试管中的无色酚酞溶液均变红 序号2：稀盐酸产生大量气泡序号3：Na2CO3无明显现象产生白色沉淀NaOH【反思与交流】倾倒药品时，标签应朝向手心31类型5标签类成分的探究【解析】【实验探究1】由图上标签知道，标号为的试剂瓶上的标签上都有一个“a”字，号瓶中没有“a
18、”字，故号瓶中所装试剂为KCl。【实验探究2】标号为的试剂瓶中所装试剂可能是NaOH、Ca(OH)2、Na2CO3之中的一种，它们全部呈碱性，故序号1中的实验现象为三支试管中的无色酚酞溶液均变红；由于序号2的实验结论是“瓶溶液为Na2CO3”，故本步骤中是针对Na2CO3的检验，可以加入稀酸(有气泡冒出)进行鉴别；瓶溶液可能是NaOH、Ca(OH)2，它们都含有OH，故只能从Na和Ca2的角度进行区分，可以加入Na2CO3溶液(产生白色沉淀)进行区分。【反思与交流】为了防止标签发生破损，我们在倾倒溶液时应注意：倾倒药品时，标签应朝向手心。32典题精练 3.实验室有一瓶标签受到腐蚀的无色溶液，如
19、图所示。这瓶无色溶液原是放在存放盐溶液的柜子里。化学兴趣小组开展探究：【提出问题】这瓶无色溶液究竟是什么盐的溶液？【猜想与假设】该无色溶液可能是碳酸钠、碳酸氢钠、氯化钠、硫酸钠、硝酸钠中某一种盐的溶液。33典题精练【初步分析】(1)库尔班同学根据标签上的组成元素认为一定不是_溶液。(2)艾力同学提出，碳酸氢钠、硝酸钠的溶液也不可能，他的依据是_。【设计实验】为了确定该溶液是剩余两种盐的哪一种，他们设计了如下实验：34实验操作实验现象取少量该无色溶液于试管中，慢慢滴加BaCl2溶液静置后过滤，向沉淀中滴加稀盐酸产生白色沉淀产生大量气泡，沉淀全部溶解典题精练【实验结论】(3)该瓶无色溶液的溶质是_
20、(填化学式)，生成白色沉淀的化学反应方程式是_。【实验反思】(4)玉素甫同学认为原设计的实验还可简化，同样达到鉴别的目的。他设计如下实验(将实验操作及实验现象填入相应的空格中)。(5)白燕同学经查阅资料得知：氯化钠、硫酸钠、硝酸钠溶液呈中性，碳酸钠、碳酸氢钠溶液呈碱性。提出测溶液的酸碱性来确定更简便。她采用_测得溶液的pH值_7(填、)，则结论与以上同学一致。35实验操作实验现象 典题精练 答案：(1)NaCl(2)因为标签上的钠原子个数为2个，而碳酸氢钠，硝酸钠中钠原子个数只有1个(合理即可)(3)Na2CO3Na2CO3BaCl2=BaCO32NaCl(4)取少量试液于试管中，滴加稀盐酸产
21、生气泡(合理即可)(5)pH试纸(或pH计)36典题精练【解析】(1)氯化钠是由钠元素和氯元素组成的，不含有氧元素，故一定不会是氯化钠溶液。(2)此标签中钠元素右下角的数字为2，而碳酸氢钠的化学式为NaHCO3，硝酸钠的化学式为NaNO3，故不会是碳酸氢钠和硝酸钠。(3)硫酸钠能与氯化钡反应生成硫酸钡沉淀，但是硫酸钡沉淀不溶于盐酸，所以不会是硫酸钠；碳酸钠与氯化钡反应生成碳酸钡沉淀，碳酸钡沉淀能与盐酸反应产生CO2气体和BaCl2，可溶解，故该瓶溶液是碳酸钠溶液。(4)碳酸钠能与盐酸反应生成二氧化碳气体，可以取无色溶液于试管中，加入适量稀盐酸，有气泡产生，即可达到鉴别的目的。(5)可以用pH试
22、纸或pH计测定其pH，若pH7，显碱性，则原溶液是碳酸钠溶液。37类型6物质性质的探究 4.碳酸钾是农家肥草木灰的主要成分，将它和化肥一起施用，会减少对环境的污染。为了帮助父母合理选择化肥，李明决定对碳酸钾的化学性质进行探究。【提供信息】钠原子和钾原子的结构示意图分别为：38类型6物质性质的探究【实验与探究】李明参照Na2CO3的化学性质设计了如下实验：39 实验实验实验实验步骤实验现象溶液变红色左边试管中有气泡产生，澄清石灰水变浑浊产生_实验结论碳酸钾溶液显_性产生气泡的化学方程式为_碳酸钾能与氢氧化钙溶液反应类型6物质性质的探究【解释与结论】(1)碳酸钾溶液能使指示剂变色，能与某些酸和_反
23、应。(2)碳酸钾与碳酸钠的化学性质相似。从微观角度分析，二者化学性质相似的原因是_和含有相同的CO32-。【拓展与应用】李明建议父母最好选择_(填字母序号)与草木灰混合施用。A.NH4NO3 B.CO(NH2)2 C.NH4HCO340类型6物质性质的探究 答案：【实验与探究】实验.碱 实验.K2CO32HCl=2KClH2OCO2 实验.白色沉淀【解释与结论】(1)碱(2)钾原子和钠原子最外层电子数相同【拓展与应用】B41类型6物质性质的探究【解析】【实验与探究】参照碳酸钠的化学性质进行实验探究，向碳酸钾溶液中滴加酚酞溶液，溶液变红色，说明碳酸钾溶液显碱性；稀盐酸和碳酸钾反应生成使澄清石灰水
24、变浑浊的二氧化碳气体；氢氧化钙溶液和碳酸钾溶液的反应为Ca(OH)2K2CO3=CaCO32KOH，所以实验现象为产生白色沉淀。【解释与结论】(1)碳酸钾溶液能使指示剂变色，能与某些酸和碱(氢氧化钙溶液)发生复分解反应；(2)从微观角度分析，碳酸钠和碳酸钾化学性质相似的原因有：一钠原子和钾原子最外层电子数相同，都为1，二都含有碳酸根离子。【拓展与应用】由于碳酸钾溶液显碱性，所以碳酸钾不能和铵态氮肥混合施用，因为铵态氮肥和碱性物质反应生成氨气，会降低肥效，而尿素则不与碱性物质反应，因此选B。42类型6物质性质的探究 5.如图是两个实验小组分别进行“加热硫酸铜和氢氧化钠溶液反应后生成物”的实验过程
25、示意图：【甲组】氢氧化钠与硫酸铜反应的化学方程式为_，加热后产生黑色的氧化铜。【乙组】为寻找实验中没有产生氧化铜的原因，他们进行了以下实验探究：43类型6物质性质的探究【查阅资料】在酸性条件下，氢氧化钠与硫酸铜在溶液中可发生如下反应：6NaOH4CuSO4=3Na2SO4Cu4(OH)6SO4，生成的碱式硫酸铜是不溶于水的蓝白色固体，加热不易发生分解。【提出猜想】根据资料分析，同学们针对试管中溶液呈酸性的原因作出以下猜想：猜想.硫酸铜溶液呈酸性；猜想.生成的硫酸钠使溶液呈酸性。44类型6物质性质的探究【实验与结论】实验：用pH试纸测定硫酸铜溶液的酸碱度，得出其pH_(填“”、“”或“”)7，硫
26、酸铜溶液呈酸性，猜想成立。实验：向盛有硫酸钠溶液的试管中滴加石蕊溶液，观察到溶液显紫色，硫酸钠溶液呈_(填“酸”、“中”或“碱”)性，猜想不成立。【交流与反思】(1)乙组同学认真分析甲组实验后，一致认为不需要通过实验就能判断猜想不成立，理由是_。(2)在化学反应中，相同的反应物因其质量比不同可能会导致生成物不同，请另举一例 _(写出反应物即可)。45类型6物质性质的探究 答案：【甲组】CuSO42NaOH=Cu(OH)2 Na2SO4【实验与结论】实验：实验：中【交流与反思】(1)甲组实验中也有硫酸钠生成(2)木炭和氧气(或C和O2等合理均可)46类型6物质性质的探究【解析】【甲组】氢氧化钠与硫酸铜反应的化学方程式为 CuSO42NaOH=Cu(OH)2 Na2SO4。【实验与结论】实验：硫酸铜溶液呈酸性，酸性溶液的pH小于7；实验：石蕊溶液遇酸性溶液变红色，遇碱性溶液变蓝色，遇中性溶液不变色，向硫酸钠溶液中加入石蕊溶液，溶液呈紫色即不变色，说明硫酸钠溶液呈中性。【交流与反思】(1)甲组实验中氢氧化钠与硫酸铜反应会生成硫酸钠，而甲组中观察到的现象是产生蓝色沉淀，如果硫酸钠溶液呈酸性，则产生的应该是蓝白色沉淀；(2)碳与氧气反应，氧气充足时生成二氧化碳，氧气不足时生成一氧化碳。47
