1、 中考化学 （北京专用） 专题十七 科学探究 1.(2020湖北黄冈,35,5分)在一次研学旅行活动中,小红同学撕开某雪饼包装袋,发现袋内有一包干燥剂 (如图)。同学们对干燥剂的作用及有效成分产生了极大兴趣,于是他们将这包干燥剂密封带回学校,到 实验室进行相关实验活动。回答下列问题。 (1)同学们看到干燥剂袋上的文字马上明白干燥原理。其原理是 。 (2)小明同学用一支试管进行实验就证明了这包干燥剂仍然有效,其实验方法是 。 (3)成分研究:这包干燥剂是否含碳酸钙?小亮和小芳分别进行如下实验探究: 实验操作 实验现象 实验结论 小亮 取少量干燥剂于试管 中加水溶解、过滤 滤纸上留有白色固体 含有
2、碳酸钙 小芳 取少量干燥剂于试管 中滴加稀盐酸 无气泡产生 不含有碳酸钙 两位同学实验结论截然相反,你认为 同学结论可靠,另一位同学结论不可靠的理由是 。 (4)思维拓展:这包干燥剂(假定都是含钙物质)含有哪些物质?小文同学在前面同学的实验基础上,认为其 成分有两种可能,即:CaO,:CaO、Ca(OH)2。为此,小文同学设计如下方案。请完成表格中填空内 容。 实验 方案 a g干燥剂 溶液 沉淀b g 实验 依据 若b g沉淀所含钙元素质量等于 a g氧化钙所含钙元素质量 猜想成立 若b g沉淀所含钙元素质量 (填“大于”“小于”或 “等于”)a g氧化钙所含钙元 素质量 猜想成立 几位同学
3、按此方案各自进行实验,对所得数据进行分析,都得出猜想成立即该包干燥剂的成分为 CaO、Ca(OH)2。 答案答案 (每空1分,共5分) (1)CaO+H2O Ca(OH)2(或氧化钙吸水,与水反应) (2)取少量干燥剂于试管中,加水溶解,触摸试管,试管外壁发烫 (3)小芳 氢氧化钙是微溶物,滤纸上白色固体可为氢氧化钙 (4)小于 解析解析 (1)干燥剂是生石灰,生石灰吸水生成熟石灰:CaO+H2O Ca(OH)2。(2)生石灰溶于水,在和水反 应的同时会放出大量的热,而熟石灰溶于水没有那么大的热量变化,故可以取一些干燥剂放入试管中,再 加适量的水,然后用手触摸试管壁,如果试管外壁发烫,说明干燥
4、剂中还有生石灰,仍然有效。(3)熟石灰 微溶于水,量多也会沉淀出来,所以小亮同学仅凭溶解、过滤得到不溶性固体就判断干燥剂中含有碳酸 钙不合理。熟石灰与稀盐酸反应生成氯化钙和水,不会产生气体,而碳酸钙中含有碳酸根离子,加入稀盐 酸有气泡产生,因此小芳同学的做法合理。(4)有关反应的化学方程式为CaO+2HCl CaCl2+H2O, Ca(OH)2+2HCl CaCl2+2H2O,Na2CO3+CaCl2 CaCO3+2NaCl,根据质量守恒定律,每56份质量的氧 化钙完全反应会生成100份质量的碳酸钙,而每74份质量的氢氧化钙完全反应会生成100份质量的碳酸 钙,故如果是氧化钙和氢氧化钙的混合物
5、,则反应后生成的碳酸钙沉淀的质量一定小于相同质量的氧化 钙完全反应生成的碳酸钙沉淀的质量。 解题关键解题关键 熟悉氧化钙、氢氧化钙的物理、化学性质是解答本题的关键。对于实验探究题,一定要明 确实验探究的目的,再将题中针对探究目的所展开的实验进行仔细分析,明确每一步实验的原理以及能 够达成的结果是什么,这样就能逐步找到所求问题的答案。 2.(2020北京海淀一模,24)某小组同学用如图所示装置做氧化铜与稀盐酸反应的兴趣实验,发现有的同学 得到蓝色溶液,有的同学得到绿色溶液。老师提示这种现象可能与所得氯化铜溶液有关。于是,同学们 对这个现象进行探究。 实验1:探究影响氯化铜溶液颜色的因素取溶质质量
6、分数不同的氯化铜溶液各20 mL置于同样的烧杯中, 分别置于不同温度的水浴箱中加热(忽略溶剂蒸发)。待溶液温度恒定后,观察溶液颜色,记录如下: 烧杯编 号 溶质质 量 分数/% 5 5 5 10 10 10 20 20 20 水浴箱 温度/ 30 50 70 30 50 70 30 50 70 溶液颜 色 浅蓝 浅蓝 蓝 蓝 蓝绿 翠绿 蓝绿 翠绿 墨绿 实验2:探究室温下氯化铜溶液的变色浓度范围 a.室温下,称取15.4 g的氯化铜固体溶于35.0 g水中,配制成溶质质量分数30.6%的氯化铜溶液。 b.将上述氯化铜溶液依次加入等质量的水稀释,配制成不同溶质质量分数的氯化铜溶液,观察溶液颜色
7、, 记录如下: 溶质质量分 数/% 30.6 25.5 21.9 19.2 17.0 15.3 溶液颜色 深绿 翠绿 蓝绿 蓝绿 蓝 浅蓝 【结果与讨论】 (1)氧化铜和稀盐酸反应的化学方程式为 。 (2)实验1中,的实验目的是 。 (3)根据实验1的结果可知,中影响氯化铜溶液颜色的因素是 。 (4)实验2中,步骤a中用到的玻璃仪器有量筒、胶头滴管、玻璃棒和 。 【反思与评价】 (5)室温下,小文将20 g氯化铜固体溶于80 g水中,则此溶液的颜色为 。 (6)小昕配制了一杯溶质质量分数为12%的氯化铜溶液,溶液为浅蓝色,若要使此溶液由蓝向绿色转变,可 进行的操作有 (填字母序号)。 A.将溶
8、液放在水浴箱中加热到70 B.加入适量的氯化铜固体并使之溶解 C.加入适量的水稀释 答案答案 (1)CuO+2HCl CuCl2+H2O(可写“加热”条件) (2)探究温度是否是影响氯化铜溶液颜色的因素之一 (3)溶液浓度(或溶质质量分数) (4)烧杯 (5)蓝绿色 (6)AB 解析解析 (1)氧化铜和稀盐酸反应的化学方程式为CuO+2HCl CuCl2+H2O(可写“加热”条件)。 (2)实验1中,中溶液的溶质质量分数相同,均为10%,但是水浴箱的温度不同,因此的实验目 的是探究温度是否是影响氯化铜溶液颜色的因素之一。 (3)中水浴箱的温度相同,但是溶质质量分数不同,由实验1可知,中影响氯化
9、铜溶液颜色的 因素是溶液浓度(或溶质质量分数)。 (4)配制一定溶质质量分数的溶液,需要的玻璃仪器有量筒、胶头滴管、玻璃棒和烧杯。 (5)20 g氯化铜固体溶于80 g水中,溶质质量为20 g,溶液质量为100 g,因此溶质质量分数为20%,根据实验2 中的数据可知,室温下,溶质质量分数为19.2%21.9%时,溶液呈蓝绿色。 (6)根据实验1和实验2表格中的数据可知,提高水浴箱中的温度,或者在室温下增大溶质质量分数(加入溶 质或者蒸发溶剂)都可使CuCl2溶液颜色由蓝向绿转变。 3.(2020北京朝阳一模,24)84消毒液是生活中常用的一种消毒液,主要成分为次氯酸钠(NaClO)。实验小 组
10、对其进行研究。 【查阅资料】 .NaClO溶液呈碱性。 .消毒杀菌的原理是使菌体蛋白质变性,变性程度越大,消毒液消毒杀菌效果越好。鸡蛋清中的蛋白质 发生变性反应时变为白色固体物质。 .ORP指84消毒液的漂白能力,ORP数值越大,84消毒液的漂白能力越强。 【进行实验】 实验1:制备84消毒液 某同学制作了一种84消毒液发生器(如图所示),用石墨作电极电解饱和氯化钠溶液,即可制得消毒液。 实验2:在鸡蛋清中加入不同浓度的消毒液,静置15 min,现象如下表。 序号 2-1 2-2 2-3 2-4 实验 操作 实验 现象 液体表面产生大 量气泡,无其他现 象 液体中产生大量 白色固体 液体中产生
11、少量 白色固体 液体中产生极少 量白色固体 实验3:探究84消毒液漂白性的影响因素 序号 3-1 3-2 实验 操作 取烧杯倒入30 mL浓度为110 0的84消毒液,将烧杯放置在距 离光源10 cm处进行光照,测量 ORP变化 取四个烧杯,分别倒入30 mL浓 度为1100的84消毒液,并置于 20 、30 、40 、50 水 浴中加热,测量ORP变化 测量 数据 【解释与结论】 (1)实验1中,发生的主要反应如下,补全的化学方程式。 2NaCl+2H2O 2NaOH+Cl2+ Cl2+2NaOH NaCl+NaClO+H2O (2)实验2的目的是 。 (3)实验3-1的结论是 。 (4)根
12、据实验3-2的测量数据可知,影响84消毒液漂白性的因素为 。 【反思与评价】 (5)由实验3可知,84消毒液储存时需注意 。 (6)生活中,84消毒液不能与洁厕灵(主要成分是盐酸)混合使用的原因是 。 答案答案 (1)H2 (2)探究84消毒液的浓度对鸡蛋清的消毒杀菌效果的影响 (3)84消毒液的浓度相同,距离光源10 cm处进行光照时,光照时间越长,84消毒液的漂白能力越弱 (4)温度 (5)避光、低温 (6)二者会发生化学反应 解析解析 (1)依据原子守恒知,反应前后原子个数,种类均不变,据此可补全的化学方程式。 (2)实验2研究的对象是鸡蛋清,变量是84消毒液的浓度,因变量是84消毒液的
13、消毒杀菌效果,故实验目的 为探究84消毒液的浓度对鸡蛋清的消毒杀菌效果的影响。 (3)实验3-1研究的变量是光照时间,因变量是84消毒液的漂白能力(ORP),结合题图知,84消毒液的浓度相 同,距离光源10 cm处进行光照时,光照时间越长,84消毒液的漂白能力越弱。 (4)根据实验3-2的测量数据可知,温度越高,84消毒液的漂白能力越弱,故影响84消毒液漂白性的因素为 温度。 (5)由(3)(4)分析知,84消毒液储存时需避光、低温。 (6)由题中资料可知,84消毒液主要成分为次氯酸钠(NaClO),显碱性,洁厕灵主要成分是盐酸,显酸性,二者 会发生化学反应,故不能混合使用。 解题关键解题关键
14、 (1)明确研究变量、控制变量、研究对象、因变量和因变量的表征。本题中的因变量是84 消毒液的消毒杀菌效果和84消毒液的漂白能力。 (2)明确实验目的、操作、现象、结论之间的逻辑关系。 (3)结论描述一般格式:研究范围+控制变量+研究变量+变量对因变量的影响。 解题思路解题思路 科学探究类试题的解题流程:阅读题干,确定实验目的依据实验目的,分析实验寻找控制 变量,找出影响因素对比实验现象,得出实验结论依据设问,寻找答案。 4.(2020北京西城一模,24)用如图装置进行铁与水蒸气在较高温度下反应的实验。取适量的铁粉与氢氧 化钙平铺在试管底部,点燃酒精灯,待有较大气泡产生时,用燃着的木条靠近气泡
15、直至有爆鸣声。 【提出问题】改变铁粉和氢氧化钙的质量及两者放置的方式是否会影响实验效果呢? 【查阅资料】Ca(OH)2 CaO+H2O “气泡爆鸣时间”指从开始加热到第一个气泡爆鸣所用的时间。 “气泡爆鸣时间”越短,实验效果越好。 【进行实验】按表1进行实验,记录“气泡爆鸣时间”。 表1 实验 铁粉与氢氧化钙的放置方式 铁粉的质量/g 氢氧化钙的质量/g 气泡爆鸣时间/s 1 铁粉在上层 0.5 1.5 151 2 1.0 1.0 119 3 1.5 0.5 66 4 铁粉在下层 0.5 0.5 88 5 1.0 a 44 6 1.5 1.0 54 7 二者均匀混合 0.5 1.0 77 8
16、1.0 0.5 58 9 1.5 1.5 60 【处理数据】根据表1,计算“气泡爆鸣时间”均值,结果如下: 【解释与结论】 (1)实验中,使用氢氧化钙的目的是 。 (2)实验中,生成的气体为氢气,其理由是 。 (3)表1中,a为 g。 (4)根据表2推断,最佳的实验条件为 。 【反思与评价】 (5)表2中,1.5 g铁粉对应的均值为60。计算该值依据的3个数据分别是 。 (6)实验中,铁粉在下层比上层的实验效果好。从金属性质的角度解释原因: 。 表2 因素 放置方式 铁粉的质量/g 氢氧化钙的质量/g 铁粉在上层 铁粉在下层 均匀混合 0.5 1.0 1.5 0.5 1.0 1.5 气泡爆 鸣
17、时间均值/s 112 62 65 105 74 60 71 83 85 答案答案 (1)氢氧化钙受热分解生成水,为铁和水蒸气反应提供反应物 (2)反应物中含有氢元素,并且生成可燃性气体 (3)1.5 (4)铁粉在下层,铁粉1.5 g,氢氧化钙0.5 g (5)66、54、60 (6)铁粉具有导热性,能够保证反应所需温度 解析解析 (1)通过读题干可知该题研究的是铁与水蒸气在较高温度下的反应,试管中已放入铁粉和氢氧化 钙,没有水,而资料中显示Ca(OH)2 CaO+H2O,因此使用氢氧化钙的目的是使其受热分解生成水,为 铁和水蒸气反应提供反应物。 (2)反应物是铁和水,水中含有氢元素,依据反应前
18、后元素守恒,生成物中有含氢元素的物质,另外生成的 气体具有可燃性,因此可以判断生成的气体是氢气。 (3)分析题表中铁粉和氢氧化钙的质量比可以发现:每种放置方式中,铁和氢氧化钙的质量比都有一组为 11,除此之外,另外两组的质量正好互换,则1.0a=23,可计算得出a=1.5。 (4)从资料“气泡爆鸣时间”越短,实验效果越好。通过对数据进行分析可以看出,最佳的放置方式是 铁粉在下层;铁粉最佳质量是1.5 g;氢氧化钙最佳质量是0.5 g。 (5)表2中,1.5 g铁粉对应的均值为60。从表1中可以分析得出,计算该值依据的3个数据分别是66、54、 60。(6)分别分析两种放置方式:铁在上层,直接加
19、热Cu(OH)2使其分解,但不利于铁粉与水蒸气反应;铁在 下层,直接加热铁粉,保障了铁粉与水蒸气反应温度,且铁有良好的导热性,也能使Ca(OH)2受热分解。从 金属性质的角度解释原因为:铁粉具有良好的导电性,能够保证反应所需要的温度。 5.(2020北京东城一模,24)实验小组同学验证Ca(OH)2溶液导电性的实验装置如图1所示。实验观察到灯 泡变亮的同时,两个电极上均有气体产生,且阳极附近出现了白色浑浊。小组同学对白色浑浊物的成分 进行了如下探究。 图1 【猜想一】甲同学认为:白色浑浊物是Ca(OH)2。 【实验一】为了验证甲同学的猜想,进行如下实验。 取少量白色浊液于试管中,加入足量水,充
20、分振荡,观察到仍有白色浑浊。 【猜想二】乙同学认为:白色浑浊物中含有CaCO3。 【实验二】为了验证乙同学的猜想,进行如下实验。 取少量白色浊液于试管中,滴加稀盐酸,白色浑浊消失,没有观察到有气泡产生。 【实验三】为了进一步验证乙同学的猜想,进行如下实验。 实验装置图 实验操作 实验现象 图2 将注射器内稀盐酸推入瓶中,并 用二氧化碳传感器测得装置内 二氧化碳的体积分数 .白色浑浊消失,没有观察到有 气泡产生 .检测到二氧化碳含量随时间 的变化如下图所示 图3 【解释与结论】 (1)用石墨电极验证Ca(OH)2溶液的导电性时,两个电极上产生大量气体,发生的是电解水的 反应,写出反 应的化学方程
21、式: 。 (2)甲同学提出白色浑浊为Ca(OH)2的理由是 。 (3)由实验三得出的结论是 ,相关反应的化学方程式为 。 【反思与交流】 (4)实验二中没有观察到明显气泡的可能原因是 。 (5)丙同学为了进一步探究白色浑浊物产生的原因,用铂(Pt)电极代替石墨(C)电极完成图1所示实验,其目 的是 。 答案答案 (1)2H2O 2H2+O2 (2)Ca(OH)2已经饱和,水因反应而被消耗,使体系内水减少,导致Ca(OH)2析出 (3)白色浑浊物中有CaCO3 CaCO3+2HCl CaCl2+H2O+CO2 (4)CaCO3含量较少,使反应生成的CO2太少,没有明显逸出 (5)探究白色浑浊物的
22、产生是否与石墨电极有关 解析解析 通过读题可知,探究白色浑浊物成分是本实验的目的。(1)电解水的化学方程式为 2H2O 2H2+O2。(2)分析实验过程,开始时氢氧化钙溶液已经饱和,水电解使水减少,导 致氢氧化钙析出。(3)实验三获取的证据是加入稀盐酸产生了二氧化碳气体,可以得出结论: 白色浑浊物中有CaCO3,反应的化学方程式为CaCO3+2HCl CaCl2+H2O+CO2。(4)实验三 证实了碳酸钙的存在,但实验二没有观察到气泡,可能原因是CaCO3含量较少,反应生成的CO2 太少,没有明显逸出。(5)用铂(Pt)电极代替石墨(C)电极完成图1所示实验,其目的是探究电极 材料是否是导致白
23、色浑浊物出现的原因,即探究白色浑浊物的产生与石墨电极是否有关。 解题思路解题思路 探究白色浑浊物成分是本实验的目的。依据实验一现象,可知实验一的结论为:白色浑浊物 中还有其他白色难溶于水的物质。结合猜想二知实验二的目的是验证白色浑浊物中含有碳酸钙。实验 二设计的实验原理为:碳酸钙与稀盐酸反应生成二氧化碳。依据实验二现象不能证明白色浑浊物中含 有碳酸钙。但实验三观察到白色浑浊消失,检测到有二氧化碳产生,即能证明白色浑浊物中含有碳酸 钙。对实验三和实验二的实验操作进行对比,可以发现两个实验所用药品都是一样的,不一样的是实验 二是用肉眼观察气泡来证明二氧化碳的产生,而实验三是用二氧化碳传感器检测二氧
24、化碳来证明二氧 化碳的产生。 解题方法解题方法 科学探究题解题过程中,第一个关键是理清科学探究中的各个环节,提出问题、猜想与假 设、设计实验、进行实验、收集证据、解释与结论、反思与评价、表达与交流等环节的逻辑关系。读 懂各实验“探究什么”“怎么探究”“为什么这样探究”这三个问题。 在“探究什么”确定的情况下,“怎么探究”可能会涉及多个分实验,在每一个分实验中,要建立完整的 实验要素之间的逻辑推理关系。 6.(2020北京石景山一模,24)鱼浮灵是水产养殖中常见的增氧剂,溶于水后生成Na2CO3和H2O2,能增加水 体溶解氧量。某课外小组用溶解氧传感器探究加入鱼浮灵时,鱼浮灵的质量、水体的pH、
25、水质等对水 体溶解氧量的影响。 【进行实验】 实验1:常温下,分别向50 mL水中加入不同质量的鱼浮灵,测定水体起始溶解氧量和最终溶解氧量,计算 增值,结果如下表。 鱼浮灵质量(g) 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 溶解氧增值 (mg/L) 1.9 1.9 2.1 2.2 1.8 实验2:常温下,分别向50 mL pH为16和813的水体中加入0.2 g鱼浮灵。 pH为16水体中的测定结果 水体的pH 1 2 3 4 5 6 起始溶解氧 量(mg/L) 1.73 1.74 1.64 1.51 1.05 0.97 最终溶解氧 量(mg/L) 2.64 4.25 3.01 3.67 2.9
26、7 2.84 溶解氧增值 (mg/L) 0.91 2.51 1.37 2.16 1.92 1.87 pH为813水体中的测定结果 水体的pH 8 9 10 11 12 13 起始溶解氧 量(mg/L) 0.88 1.01 1.05 1.86 1.12 1.40 最终溶解氧 量(mg/L) 2.79 2.72 3.10 3.69 2.48 4.76 溶解氧增值 (mg/L) 1.91 1.71 2.05 1.83 1.36 3.36 实验3: 水质 湖水 蒸馏水 自来水 起始溶解氧量(mg/L) 1.48 1.46 0.85 最终溶解氧量(mg/L) 3.36 3.28 2.79 溶解氧增值(m
27、g/L) 1.88 1.82 1.94 【解释与结论】 (1)加入鱼浮灵后,增加水体溶解氧量的物质是 (填“Na2CO3”或“H2O2”)。 (2)实验1的目的是 。 (3)为得到pH为16的水体,水中加入的物质是 (填“硫酸溶液”或“氢氧化钠溶液”)。 (4)实验2得出的结论是 。 【反思与评价】 (5)综合分析,加入鱼浮灵时,对水体溶解氧量影响最大的因素是 。 (6)进行实验3时,需要控制的前提条件是 。 A.常温下 B.水的体积相同 C.加入鱼浮灵质量相同 D.pH相同 答案答案 (1)H2O2 (2)探究鱼浮灵的质量对水体中溶解氧量的影响 (3)硫酸溶液 (4)相同条件下,在研究的pH
28、范围内,pH为2和13时,水体中溶解氧增值最大 (5)水体的pH(或水体的酸碱度) (6)ABC 解析解析 (1)加入鱼浮灵后,鱼浮灵溶于水生成Na2CO3和H2O2,可以增加水体溶解氧量的物质是H2O2,H2O2分 解可以产生氧气。(2)实验1研究的因素是鱼浮灵的质量,因此实验1的目的是探究鱼浮灵的质量对水体 中溶解氧量的影响。(3)pH为16的水体呈酸性,因此水中加入的物质是硫酸溶液。(4)实验2研究的变量 是水体的pH,结合实验数据可得出结论:相同条件下,在研究的pH范围内,pH为2和13时,水体中溶解氧增 值最大。(5)综合分析,加入鱼浮灵时,鱼浮灵的质量、水体的pH、水质等对水体溶解
29、氧量都会有影响, 从实验研究的数据分析,实验1:常温下,分别向50 mL水中加入不同质量的鱼浮灵,溶解氧增值最大是2.2; 实验2:常温下,分别向50 mL pH为16和813的水体中加入0.2 g鱼浮灵,溶解氧增值最大是3.36(pH为13 时);实验3研究的因素是水质,溶解氧增值最大是1.94,对水体溶解氧量影响最大的因素是水体的pH(或水 体的酸碱度)。(6)进行实验3时,需要控制的前提条件是常温下、水的体积相同、加入鱼浮灵质量相 同。 7.(2019北京,24,6分)如图“黑面包”实验中,蔗糖(C12H22O11)变黑,体积膨胀,变成疏松的炭,放出有刺激性 气味的气体。 【提出问题】改
30、变糖的种类、浓硫酸的体积、水的滴数和温度是否会影响实验效果呢? 【进行实验】分别取5 g糖粉进行实验,根据前2 min的现象对实验效果进行评分,记录如下: 表1 实验记录 实验 糖 浓硫酸体积/ mL 水的滴数 温度/ 效果得分 1 蔗糖 4 5 22 65 2 蔗糖 5 10 30 81 3 蔗糖 6 15 50 93 4 冰糖 4 10 50 91 5 冰糖 5 15 22 88 6 冰糖 a 5 30 75 7 葡萄糖 4 15 30 0 续表 实验 糖 浓硫酸体积/ mL 水的滴数 温度/ 效果得分 8 葡萄糖 5 5 50 0 9 葡萄糖 6 10 22 0 【处理数据】分析表1,计
31、算效果得分均值,结果如下: 表2 效果得分均值 因素 糖 浓硫酸体积/mL 水的滴数 温度/ 蔗 糖 冰 糖 葡 萄 糖 4 5 6 5 10 15 22 30 50 均值 79.7 84.7 0 52.0 56.3 56.0 46.7 57.3 60.3 51.0 52.0 61.3 依据均值推断最佳实验方案,均值越高,效果越好。 【解释与结论】 (1)蔗糖变成黑色的炭,发生了 (填“物理”或“化学”)变化。 (2)推测放出的气体含SO2,从元素守恒角度说明理由: 。 (3)实验6中,a为 mL。 (4)根据表2推断,“黑面包”实验最好选择5 g冰糖、5 mL浓硫酸、 滴水和50 。 【反思
32、与评价】 (5)表2中,22 对应的均值为51.0,计算该值所依据的3个数据分别是 。 (6)综合分析,使实验3的效果得分高于实验4的因素有 。 答案答案 (1)化学 (2)反应物中含硫元素、氧元素 (3)6 (4)15 (5)65、88、0 (6)浓硫酸的体积、水的滴数 解析解析 (1)蔗糖变成黑色的炭,有新物质生成,故属于化学变化。 (2)从元素守恒角度分析反应物的组成元素,浓硫酸中含有硫、氧、氢元素,蔗糖中含有 碳、氢、氧元素,发生化学反应前后元素种类不变,所以生成物中也会有含硫、氧元素的 物质,SO2气体含有硫、氧两种元素,故可推测产生的有刺激性气味的气体含SO2。 (3)实验6中浓硫
33、酸体积要与其他组实验形成对比,结合表2的数据知,a应为6。 (4)由题中信息可知,依据均值推断最佳实验方案,均值越高,效果越好。根据表2推断,水的滴数为15时对 应均值最高。 (5)从表1记录的实验数据中找出温度为22 时对应的数据: 实验 糖 浓硫酸 体积/mL 水的滴数 温度/ 效果得分 1 蔗糖 4 5 22 65 5 冰糖 5 15 22 88 9 葡萄糖 6 10 22 0 表2中,22 对应的效果得分均值为51.0,则计算该值依据的是65、88、0这三 个数据。 (6)对比实验3、实验4: 实验 糖 浓硫酸 体积/mL 水的滴数 温度/ 效果得分 3 蔗糖 6 15 50 93 4
34、 冰糖 4 10 50 91 可知糖的种类、浓硫酸的体积、水的滴数不同,温度相同;再结合表2 中冰糖对应均值高于蔗糖,所以使 实验3的效果得分高于实验4的因素有浓硫酸的体积、水的滴数。 思路分析思路分析 首先理解实验要研究的问题,再调用已有的知识,运用对比的方法将问题解决,系统分析科学 推理中的假设、实验、证据之间的关系,建立观点、结论和证据之间的逻辑关系。 8.(2018北京,24,6分)为探究碳还原氧化铜的最佳实验条件,用木炭粉和氧化铜的干燥混合 物12.5 g进行系列实验。 【查阅资料】 氧化铜(CuO)为黑色固体。 碳还原氧化铜得到的铜中可能含有少量的氧化亚铜;氧化亚铜为红色固体,能与
35、稀硫酸反应:Cu2O+ H2SO4 CuSO4+Cu+H2O 【进行实验】 实验1:取质量比为111的木炭粉和氧化铜混合物1.3 g,进行实验。 序号 1-1 1-2 装置 反应后物质的颜色、状态 黑色粉末中混有少量红色固体 红色固体有金属光泽,混有极少 量黑色物质 实验2:取一定质量的混合物,用1-2装置进行实验。 序号 木炭粉与氧化铜的质 量比 反应后物质的颜色、状态 2-1 19 红色固体有金属光泽 混有少量黑色物质 2-2 110 混有很少量黑色物质 2-3 111 混有极少量黑色物质 2-4 112 无黑色物质 2-5 113 混有较多黑色物质 【解释与结论】 (1)配平化学方程式:
36、 (2)实验1-2中,证明产生了CO2的现象是 。 (3)实验1的目的是 。 (4)实验2的结论是 。 【反思与评价】 (5)实验2没有进行质量比为114的实验,理由是 。 (6)为检验2-4的红色固体中是否含Cu2O,所需试剂是 。 答案答案 (1) (2)澄清石灰水变浑浊 (3)探究最佳的加热方式 (4)在加热方式相同时,木炭粉与CuO的最佳质量比为112 (5)质量比为113时,已有较多黑色固体 (6)稀硫酸 解析解析 (1)根据质量守恒定律,化学反应前后原子的种类和数目不变,配平化学方程式: C+2CuO 2Cu+CO2。 (2)CO2与Ca(OH)2反应生成 CaCO3沉淀和H2O,
37、澄清石灰水变浑浊证明实验1-2中产生了二氧化碳气体。 (3)实验1-1和1-2中加热方式不同,所得物质的颜色、状态不同,因此实验1的目的是探究最佳的加热方 式。 (4)分析实验2中的五组数据及对应反应后物质的颜色、状态可知,在加热方式相同时,木炭粉与氧化铜 的最佳质量比为112。 (5)当木炭粉与氧化铜的质量比为113时,已经有较多黑色物质剩余,氧化铜的质量再增加会导致有更 多黑色物质剩余,因此不需要进行质量比为114的实验。 (6)依据所给资料可知,Cu2O能与稀硫酸反应:Cu2O+H2SO4 CuSO4+Cu+H2O,CuSO4溶液呈蓝色。 2-4实验中只得到红色固体,其成分可能是铜或铜与
38、氧化亚铜的混合物,铜与稀硫酸不反应,若向固体中 加入稀硫酸后,过滤,所得溶液呈蓝色,则说明固体中含有Cu2O;若溶液为无色,则说明红色固体中只有铜。 知识拓展知识拓展 木炭还原氧化铜的反应为C+2CuO 2Cu+CO2,实验中有任一黑色反应物剩余,都会混 在生成的红色固体中,理论上木炭粉与氧化铜恰好反应的质量比为12160=340。但考虑到在实验中 随温度升高会有部分木炭和空气中的氧气发生反应,故木炭粉与氧化铜的最佳质量比应大于340。 9.(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。 .不稳定性 (1)如图所示进行实验,KMnO4受热
39、分解的化学方程式为 ,3.16 g KMnO4产生O2的质量为 g。 (2)用向上排空气法收集O2的原因是 。 .腐蚀性 【查阅资料】KMnO4溶液呈中性、有腐蚀性。 【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。 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 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 实验 铜片 质量/g 实验前 0.54 0.54 0.54 0.54 18小时后 0.54 0.52 0.54 0.43 【解释与结论
40、】 (3)实验1的目的是 。 (4)实验2中,通过对比和,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) (6)8H2O 解析解析 .(1)设3.16 g KMnO4受热
41、分解产生O2的质量为x。 2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2 316 32 3.16 g x = x=0.32 g .(3)实验1完成了不同浓度的高锰酸钾溶液对鸡皮的腐蚀程度的探究,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)证明KMnO4溶液单独作用下铜片不被腐蚀;证明H2SO4溶液单独作用下铜片也不被腐蚀;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
42、+8H2O。 316 32 3.16 g x 10.(2016北京,39,7分)镁条在空气中久置表面会变黑。某小组同学设计并进行实验,探究镁条变黑的条 件。 【查阅资料】常温下,亚硫酸钠(Na2SO3)可与O2发生化合反应。 【猜想与假设】常温下,镁条变黑可能与O2、CO2、水蒸气有关。 【进行实验】通过控制与镁条接触的物质,利用如图装置(镁条长度为3 cm,试管容积为20 mL),分别进 行下列5个实验,并持续观察20天。 编号 主要实验操作 实验现象 1 先充满用NaOH浓溶液洗涤过的空气再加 入2 mL浓硫酸 镁条始终无明显变化 2 加入2 mL NaOH浓溶液 镁条始终无明显变化 3
43、先加入2 mL浓硫酸再通入约 4 mL CO2 镁条始终无明显变化 4 先加入4 mL饱和Na2SO3溶液再充满CO2 镁条始终无明显变化 5 先加入2 mL蒸馏水再通入约 4 mL CO2 镁条第3天开始变黑至第20天全部变黑 【解释与结论】 (1)实验1和2中,NaOH浓溶液的作用是 (用化学方程式表示)。 (2)实验1的目的是 。 (3)实验3中,试管内的气体主要含有CO2、 。 (4)得出“镁条变黑一定与CO2有关”的结论,依据的两个实验是 (填编号)。 (5)由上述实验可推知,镁条变黑的条件是 。 【反思与评价】 (6)在猜想与假设时,同学们认为镁条变黑与N2无关,其理由是 。 (7
44、)欲进一步证明镁条表面的黑色物质中含有碳酸盐,所需试剂是 。 答案答案 (1)2NaOH+CO2 Na2CO3+H2O (2)探究镁条变黑是否只与氧气有关 (3)O2、N2 (4)2、5 (5)需O2、CO2、水蒸气同时存在 (6)常温下,氮气化学性质稳定 (7)稀盐酸、澄清石灰水 解析解析 (1)实验1和2中NaOH浓溶液的作用是吸收空气中的二氧化碳气体,故化学方程式为2NaOH+CO2 Na2CO3+H2O。 (2)实验1中用NaOH浓溶液除去CO2,浓硫酸除去水蒸气,在CO2、水蒸气、O2三者中只含有氧气的情况 下,镁条未变黑,所以实验1的目的是探究镁条变黑是否只与氧气有关。 (3)实验
45、3中用浓硫酸吸收水蒸气,通入CO2,所以试管内气体的主要成分有CO2、O2、N2。 (4)实验2中试管内有H2O和O2等,实验5中试管内有H2O、O2、CO2等,所以通过对比实验2、5可得出镁条 变黑与CO2有关。 (5)由实验5可知,镁条变黑需O2、CO2、水蒸气同时存在。 (6)常温下氮气的化学性质不活泼,很难和其他物质反应,故镁条变黑与N2无关。 (7)检验碳酸盐的方法:取样品加入稀盐酸,产生气体,将气体通入澄清石灰水中,产生浑浊现象,则样品中 含有碳酸盐。故证明镁条表面的黑色物质中含有碳酸盐,所需要的试剂是稀盐酸、澄清石灰水。 11.(2019北京大兴一模,25)实验课上,同学们利用澄
46、清石灰水检验空气中的二氧化碳,实验中发现各组石 灰水浑浊程度存在较大差异,于是设计实验探究影响石灰水浑浊程度的因素。 【进行实验】装置图如下所示。 实验1:取饱和澄清石灰水进行实验。 实验序号 1-1 1-2 1-3 1-4 饱和澄清石灰水 体积/mL 2.0 1.5 1.0 0.5 缓慢通入2 L空气 后的浑浊程度 不明显 明显 非常明显 明显 实验2:利用向饱和石灰水中添加蒸馏水来调节石灰水浓度进行实验(溶液浓度变化引起的溶液密度变 化忽略不计)。 实验序号 2-1 2-2 2-3 2-4 饱和澄清石灰水 体积/mL 2.0 1.5 1.0 0.5 加入蒸馏水体积/ mL 0 a b c 缓慢通入3 L空气 后的浑浊程度 非常明显 明显 不明显 无现象 【解释与结论】 (1)小试管中发生反应的化学方程式为 。 (2)实验1的目的为 。 (3)实验2中a、b、c三处数据,设计合理的是 。 A.0.5 0.5 0.5 B.0.5 1.0 1.5 C.1.0 1.5 2.0 D.1.0 2.0 3.0 (4)实验2的结论是 。 【反思与评价】 (5)通过对比实验1-1和2-1,可得出影响石灰水浑浊程度的另一因素是 ,理由是
