备战2023年中考科学二轮专题导练 考点07 化学实验探究

考点07 化学实验探究

考点精讲

分类：

1．探究某种物质的元素组成、气体的成分、混合试剂的成分

2．探究某种物质的化学性质、化学反应的产物成分、碱的变质情况

3．探究某种化学反应速率的影响因素

4．化学反应的装置连接

5．建立相关的科学假设或猜想、利用控制变量法设计对照实验

6．评价实验原理或实验过程是否合理

7．尝试对获得的事实证据或有关数据进行分析并得出正确结论

8. 化学反应定量表达式确定和误差分析

真题解析

例题

1．实验操作是学习化学的基本方法之一、以下实验操作中正确的是（　　）

A．倾倒液体药品 B．测定溶液的pH

C．稀释浓硫酸 D．称量氢氧化钠固体

答案

1．C

【解析】

【详解】

A．倾倒液体药品时瓶塞要倒放，标签要向着手心，不符合题意。

B．测溶液pH时不能直接将试纸浸入待测液中，要用玻璃棒蘸取少量液体滴在试纸上，不符合题意。

C．稀释浓硫酸时要将浓硫酸沿器壁缓缓倒入盛水的烧杯中，并用玻璃棒不断搅拌，符合题意。

D．氢氧化钠有腐蚀性，不能放纸上称量，应放玻璃容器中称量，不符合题意。

故选C。

2．学了物质及其变化后，同学们利用装修后剩下的大理石碎片进行相关实验。

（1）一位同学设计了装置A制取CO2，该装置能通过上下移动穿过橡胶塞的粗铜丝来控制反应的发生或停止。大理石碎片应放在______中。根据气体制备的一般原则，A中的粗铜丝能否用铁丝代替______（填“能”或“不能”），原因是______。

（2）浓H2 SO4 具有强烈的吸水性，可作为干燥剂除去某些气体中的水份。如用装置B干燥CO2，则CO2应从______（填字母）端口通入。

（3）如用装置C收集CO2，则CO2应从______（填字母）端口通入。

（4）装置D用于通入CO2将水压入量筒中以测量CO2的体积，植物油的作用是______。D中液体未装满，对测量CO2气体的体积有无影响______（填“有”或“无”）

答案

2．     有孔塑料瓶     不能     铁丝和稀盐酸反应生成气体     a     c     防止二氧化碳溶于水     无

【解析】

【详解】

（1）大理石碎片应放在有孔塑料瓶中。根据气体制备的一般原则，A中的粗铜丝能不能用铁丝代替，原因是：铁丝和稀盐酸反应生成氢气。

（2）如果用装置B干燥二氧化碳，那么必须使二氧化碳进入浓硫酸，即从a端口通入。

（3）二氧化碳的密度大于空气，会沉积在底部，因此：如用装置C收集CO2，则CO2应从c端口通入。

（4）装置D用于通入CO2将水压入量筒中以测量CO2的体积，植物油的作用是防止二氧化碳溶于水

。D中液体未装满，对测量CO2气体的体积无影响。

3．下列是小科进行酸和碱反应实验的部分操作，请你根据下列操作步骤回答问题：②中现象是______，③中胶头滴管滴好稀硫酸后需要清洗后再放回试剂瓶吗？______，（填“需要或不需要”），⑤是浓硫酸稀释的实验，玻璃棒作用是______。

答案

3．     溶液由无色变红色     不需要     搅拌加速散热

【解析】

【详解】

②氢氧化钠溶液呈碱性，滴入酚酞试液后现象是：溶液由无色变红色；

滴瓶中的滴管滴加本试剂后不需要清洗，所以③中胶头滴管滴好稀硫酸后不需要清洗后再放回试剂瓶；

⑤是浓硫酸稀释的实验，玻璃棒作用是搅拌加速散热。

4．化学小组同学设计了探究二氧化碳与氢氧化钠溶液反应的方案，实验步骤如下：

（1）如甲图所示装置的气密性良好，三瓶250mL的烧瓶内收集满CO2气体，三个注射器内各装有90mL的液体（分别是水、40%的氢氧化钠溶液、饱和澄清石灰水）。连接好装置和压强传感器。

（2）三位同学同时迅速将注射器内90mL的液体注入各自烧瓶中，关闭活塞。

（3）一段时间后，同时振荡烧瓶。观察传感器定量实时地传回烧瓶内气压变化形成的图像情况如乙图所示。

试回答下列问题：

（1）曲线1对应反应的化学方程式为_______；曲线1与曲线2差异较大的原因是_______。

（2）导致曲线3中CD段气压急速减小的操作是_______。不改变装置和药品的情况下，进一步降低E点的方法是_______。

（3）对比曲线1、2、3，不能得出的结论是_______（填序号，多选）。

①CO2能与水发生反应

②CO2能与NaOH溶液发生反应

③检验CO2用饱和澄清石灰水较适

④吸收CO2用NaOH溶液较合适

答案

4．     2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O     氢氧化钠溶液浓度大，吸收二氧化碳多，而饱和澄清石灰水浓度小，吸收二氧化碳少     振荡烧瓶     冷却##降温     ①③

【解析】

【详解】

（1）三种液体对二氧化碳的吸收能力强弱：氢氧化钠溶液>饱和石灰水>水，因此装置内压强的变化量大小依次为：氢氧化钠溶液>饱和石灰水>水。曲线1压强变化最大，则曲线1是二氧化碳与氢氧化钠的图象，即二氧化碳与氢氧化钠反应生成碳酸钠和水，反应的化学方程式为：2NaOH+CO2═Na2CO3+H2O。曲线2是氢氧化钙与二氧化碳反应生成碳酸钙和水，而曲线1与曲线2差异较大的原因：氢氧化钠溶液浓度大，吸收二氧化碳多，而饱和澄清石灰水浓度小，吸收二氧化碳少。

（2）在二氧化碳溶于水的实验中，不断振荡，可以加快溶解速度。导致曲线3中CD段气压急速减小的操作是振荡烧瓶。气体的溶解度随温度的升高而减小，随温度的降低而增大。不改变装置和药品的情况下，进一步降低E点的方法是冷却（或降温）。

（3）①二氧化碳能溶于水，所以通过以上实验不能得出二氧化碳与水反应，需要做一个对照实验即可，所以不能得出①结论；

②加入氢氧化钠后二氧化碳急速减少，压强减小的很明显，说明二氧化碳与氢氧化钠发生了反应，故能得出②的结论；

③由于饱和的澄清石灰水吸收二氧化碳很少，不能用来检验二氧化碳，用石灰水的不饱和溶液较好，故不能得出③的结论；

④由于氢氧化钠溶液吸收二氧化碳比较多，所以吸收CO2用NaOH溶液较合适，故能得出④的结论。

故选①③。

5．李萍为研究“影响蜂蜜粘性与温度的关系”，设计了如下的实验方案：将蜂蜜分别装入三个小瓶，一瓶放在冰箱，一瓶放在室内，另一瓶放在微波炉中加热一会儿。然后找三支相同的试管，用三支滴管分别从三个小瓶中各取一滴蜂蜜，同时、分别滴到同样倾斜放置着的试管内壁上，观察各滴蜂蜜流到试管底部的时间并进行比较。

记录实验数据如下：

李萍又用其它不同品牌、不同产地的蜂蜜做了相同的实验，实验现象都是如此。请你回答：

（1）李萍得出的结论是：____________________________。

（2）这一结论可以用下列图像中的_________来表示。

（3）在上述探究过程中，李萍同学运用了转换法，通过这种科学方法，李萍将不能直接测量的_______转换成可以测量的________________。

答案：

5．     温度越高，蜂蜜粘性越弱     B     粘性     流淌时间

【解析】

【详解】

(1)[1]由记录表格可以发现，温度越低流淌时间越长，而流淌时间越长就说明物体的粘性越大，所以得出结论：有些物质，随着温度的升高，它的粘性减小。

(2)[2]在相同的斜面上，相同的坡度，蜂蜜的流淌时间越长也就说明了蜂蜜的粘性越大。这一结论可以用图B显示出来。温度升高时，粘性变小。

(3)[3][4]由上分析可知，晓丽将不能直接测量的粘性转换为可以测量的流淌时间。

突破提升

一、选择题

1．科学实验操作需要规范严谨。以下是小洪同学的科学实验操作，其中正确的是（　　）

A．盛放NaOH溶液 B．称量NaCl质量

C．气密性检查 D．氢气还原氧化铜

2．装置气密性的检查是化学实验中重要的基本操作之一，下列各图中装置气密性不好的是（　　）

A．装置①，双手捂住试管一段时间，导管口有气泡冒出

B．装置②，通过长颈漏斗加一定量水，液面高度保持图示位置不变

C．装置③，缓慢向右拉动注射器活塞时，观察到长颈漏斗下端管口有气泡冒出

D．装置④，向下移动a管后，a、b两侧液面始终保持相平

3．科学规范的操作是实验成功的保证，下列实验操作正确的是（　　）

A．过滤 B．量取一定体积液体

C．加入固体粉末 D．取用食盐

4．稀释浓硫酸并进行硫酸性质实验的下列操作，正确的是（　　）

A．稀释浓硫酸 B．测稀硫酸的pH

C．倾倒稀硫酸 D．滴加稀硫酸

二、简答题

5．如图所示是氢气还原氧化铜的实验，回答下列问题：

（1）该实验试管口要略向下倾斜的原因是________。

（2）实验时，氧化铜先变成了亮红色，后又变成了黑色，从实验操作上分析造成这种结果的原因是________。

三、填空题

6．氢气被认为是未来最有发展前景的清洁能之一。但氢燃料电池的发展面临其中一个关键难题是燃料电池铂电极的一氧化碳“中毒”问题，导致电池性能下降和寿命缩短，严重阻碍氢燃料电池汽车的推广。近期，中科大研究团队设计出一种特定催化剂放置在燃料电池的入口处，在氢气进入燃料电池之前，使氢气中的一氧化碳杂质气体优先和氧气发生反应，从而避免一氧化碳杂质气体进入电池毒化电极。该催化剂能够在-75℃至107℃的温度范围内，100%选择性地高效去除氢燃料中的微量一氧化碳。

（1）氢燃料电池汽车使用过程中的能量变化是氢气的______转化为汽车的机械能。

（2）写出实验中除去一氧化碳的化学方程式______。

（3）根据上述信息，该催化剂具有下列哪些性质。______   

A．专一性       B．高效性

C．发生催化作用有温度要求       D．反应前后质量发生改变

7．某兴趣小组的同学们利用如图所示的装置对CO还原Fe2O3粉末的实验进行探究（固定装置略）。

【查阅资料】CO能溶于铜液[醋酸二氨合铜（Ⅰ）和氨水的混合液]

（1）按如图连接装置A-E，在装入试剂前，先______。

（2）通入CO2一段时间后，先点燃______处酒精喷灯（填“A”或“D”）。

（3）装置C中玻璃管的作用：______。

（4）某同学认为该装置有缺陷，需在装置E后再连接装置F，其目的是______。

8．小吴同学发现自己居住的香格里拉小区正在进行燃气管道改造。就是把原来的普通燃气供应改造为更加清洁的天然气供应。小吴同学经过查询发现了以下信息：天然气的主要成分为甲烷（），实验室用加热无水醋酸钠和碱石灰固体混合物制取甲烷。标准状况下，甲烷密度比空气密度小，难溶于水。

（1）A装置图中，仪器①的名称是________。

（2）实验室制取甲烷所需的发生装置是________，收集甲烷所需的装置是________（选填装置图编号）。

四、探究题

9．甲、乙两位同学查阅资料知：CH4 和CO两种气体均具有可燃性和还原性。

他们想对CH4的还原性进行研究。

【提出假设】他们对CH4还原CuO的产物提出了以下假设：

假设1： Cu、 CO、CO2假设2： Cu、 CO、H2O

假设3： Cu、 CO2、 H2O 假设4： Cu、CO、CO2、H2O

其中哪个假设不合理_____，并写出原因___________。

【进行实验】

（1）甲同学用以下装置进行定性检验（假设药品都是足量的）。已知：白色的无水硫酸铜粉末遇水变蓝，氢氧化钠溶液可以吸收CO2，浓硫酸可以吸收水蒸气。

为了尽可能多地检验出CH4还原CuO的产物，则装置正确的连接顺序是（填写字母，装置可重复使用）：A→B→___________→D

（2）乙同学用以下装置进行定量测定（假设药品都是足量的）。实验过程中记录的数据如下。

由以上数据可推测，假设___________合理。

10．近来微信上传播所谓“塑料大米”，实际是用塑料造粒机生产岀来的塑料颗粒，是塑料行业的常见工艺和制品，不是什么假大米，这是个彻头彻尾的谣言。某校科学兴趣小组对某种“塑料大米”的组成进行探究（资料显示该塑料只含有C、H两种元素，大米中淀粉含C、H、O三种元素）。

（1）大米主要成分属于______（填“有机物”或“无机物”）。

（2）为了测量有关数据，推算“塑料大米”C、H元素的含量，该小组成员应该在装置A与B之间正确连接：A→②→③→①→______→B。（提示：发生装置A导出的气体中混有CO2和水蒸气，装置①②③可重复使用）小组成员在空格处填了②→③的连接，请说说他们的连接是否正确，并说明原因______。

（3）B装置中碱石灰的成分是氢氧化钠和氧化钙，最后连接B装置的作用是______。

11．秸秆用于制沼气可以解决农村的燃料短缺问题。沼气的主要成分是CH4，可能含有CO2、CO。小张采集了某沼气池中的气体样品，探究该找其中是否含有CO2和CO。

资料①CH4+4CuO4Cu+CO2+2H2O；CuO+COCu+CO2②CH4不与碱溶液、浓硫酸发生反应。

小张设计并进行了如图所示的实验：

（1）用装置F收集尾气，导管口的连接顺序是a接________（填“b”或“c”）。

（2）实验前要先通一会儿气体样品，然后再点燃D处酒精灯，其目的是________。

（3）小张想通过装置E和装置F增加的质量来判断混合气体中是否含有CO。实验停止加热后，继续通入一会儿气体样品，充分排除装置D内反应生成的残留气体。反应结束后，测得数据如下表，请通过计算判断沼气中是否含有CO________。

答案：

1．C

【解析】

【详解】

A、氢氧化钠溶液需盛放在细口瓶中，且需用橡胶塞或木塞，不能用玻璃塞，选项错误；

B、天平称量药品时，要遵循“左物右码”的原则，选项错误；

C、检查图中装置的气密性时，先关闭止水夹，然后从长颈漏斗注水，若长颈漏斗存留一段稳定液柱说明装置气密性良好，选项正确；

D、氢气还原氧化铜需用敞口装置，以便于过量气体的排出，且导管应伸到试管底部，选项错误，故选C。

2．D

【解析】

【详解】

A、双手捂住试管一段时间，手的热量透过管壁传给气体，气体受热膨胀，如果装置不漏气，则观察到导管口有气泡冒出，选项正确；

B、通过长颈漏斗加一定量水，且长颈漏斗的管口进入液面以下，如果装置不漏气，则液面高度保持图示位置不变，选项正确；

C、缓慢向右拉动注射器活塞时，瓶中的压强减小，如果装置不漏气，瓶外气体透过长颈漏斗进入瓶中，观察到长颈漏斗下端管口有气泡冒出，选项正确；

D、向下移动a管后，如果装置不漏气，则观察到a、b两侧液面始存在高度差，选项错误；

故选D。

3．C

【解析】

【详解】

A.架好漏斗，使漏斗下端管口紧靠烧杯内壁，使滤液沿烧杯壁流下，A不符合题意；

B.量取液体体积时，读数时视线要与凹液面的最低处保持水平，B不符合题意；

C.先将试管横放，用药匙将药品送到试管底部，再将试管慢慢竖起，再将药匙小心抽出，C符合题意；

D.瓶盖应倒放朝上，图示错误，D不符合题意。

故选C。

4．D

【解析】

【详解】

A、稀释浓硫酸时，要把浓硫酸缓缓地沿器壁注入水中，同时用玻璃棒不断搅拌，以使热量及时地扩散，切记一定不能把水注入浓硫酸中，选项错误；

B、用pH试纸测定未知溶液的pH时，正确的操作方法为取一片pH试纸放在玻璃片或白瓷板上，用玻璃棒蘸取少量待测液滴在干燥的pH试纸上，与标准比色卡对比来确定pH，不能将pH试纸伸入待测液中，以免污染待测液，选项错误；

C、向试管中倾倒液体药品时，瓶塞要倒放，标签要对准手心，瓶口紧挨，选项错误；

D、使用胶头滴管滴加少量液体的操作，注意胶头滴管不能伸入到试管内或接触试管内壁，应垂直悬空在试管口上方滴加液体，防止污染胶头滴管，选项正确，故选D。

5．     防止水冷凝倒流使试管炸裂     实验结束时，先停止通氢气后熄灭酒精灯

【解析】

【详解】

（1）该实验试管口要略向下倾斜的原因是防止水冷凝倒流使试管炸裂。

（2）实验时，氧化铜先变成了亮红色，后又变成了黑色，造成这种结果的原因是：实验结束时，先停止通氢气后熄灭酒精灯，空气进入试管，空气中的氧气与生成的灼热的铜反应生成了氧化铜。

6．     化学能     2CO+O22CO2     ABC

【解析】

【详解】

（1）氢燃料电池汽车使用过程中的能量变化是氢气的化学能转化为汽车的机械能。

（2）一氧化碳和氧气在点燃的条件下反应，生成二氧化碳，反应的方程式为：2CO+O22CO2 。

（3）A．根据“使氢气中的一氧化碳杂质气体优先和氧气发生反应”可知，该催化剂具有专一性，故A正确；

B．根据“100%选择性地高效去除氢燃料中的微量一氧化碳”可知，该催化剂具有高效性，故B正确；

C．根据“该催化剂能够在-75℃至107℃的温度范围内”可知，该催化剂具有温度要求，故C正确；

D．根据催化剂的性质可知，反应前后质量保持不变，故D错误。

故选ABC。

7．     检查装置的气密性     A     调节压强     吸收一氧化碳

【解析】

【详解】

（1）该实验中有一氧化碳气体生成和参加反应，为避免生成的一氧化碳气体逸散到空气中污染空气，连接装置A-E，在装入试剂前，先检查装置的气密性，故填检查装置的气密性。

（2）通入CO2一段时间后排尽A装置中的空气，再先点燃A处酒精喷灯，使A处发生反应将二氧化碳转化为一氧化碳进行后面的反应，故填A。

（3）如C处压强增大，瓶中的液体进入玻璃管中，防止液体倒流进入装置B，即调节压强，故填调节压强。

（4）CO能溶于铜液，在装置E后再连接装置F能够吸收气体中残留的一氧化碳，防止一氧化碳排放到空气中污染空气，故填吸收一氧化碳。

8．     试管     A     C##E

【解析】

【详解】

（1）A装置图中，仪器①的名称是试管。

（2）实验室用加热无水醋酸钠和碱石灰固体混合物制取甲烷，所以实验室制取甲烷所需的发生装置是A，收集甲烷所需的装置是C（甲烷难溶于水）或E（甲烷密度比空气小）。

9．     1     产物中没有氢元素     C → E → F→ G→B→ E     4

【解析】

【详解】

提出假设：

由反应前物质的组成元素为碳、氢、氧可知，反应后也需含这三种元素，假设1中没有氢元素，故不合理。

进行实验：

（1）要尽可能多地检验出甲烷还原氧化铜的反应，应先用C验证水，再用E验证二氧化碳，再用F装置将二氧化碳和水除去，再利用一氧化碳与氧化铜反应生成现象验证一氧化碳，最后再处理尾气，连接顺序为A→B→C→E→F→G→B→E→D。

（2）N装置反应后增加，说明有水生成，生成水的质量为159.3-156.6=2.7g，P装置反应后质量增加，说明有二氧化碳生成，生成二氧化碳质量为259.0-256.8=2.2g，M减少质量为氧化铜中氧元素质量，为150-145.6=4.4g，生成水和二氧化碳中氧元素质量为，说明产物中还有CO，则猜想4成立。

10．     有机物     不正确；这样②中从NaOH溶液中出来的气体带水蒸气，会干扰③对生成水的测量     吸收空气中的二氧化碳，使实验结果更准确

【解析】

【详解】

（1）大米主要成分是淀粉，淀粉是含有碳元素的化合物，属于有机物。

（2）应该在装置A与B之间正确连接：A→②（吸收二氧化碳）→③（吸收水蒸气）→①（氧气和塑料大米反应生成水和二氧化碳）→③（吸收水蒸气，水蒸气中氢元素质量即为塑料大米中氢元素质量）→②（吸收二氧化碳，二氧化碳中碳元素质量即为塑料大米中碳元素质量）→B（防止空气中的二氧化碳被氢氧化钠溶液吸收）。

他们这样连接不正确，理由：这样②中从NaOH溶液中出来的气体带水蒸气，会干扰③对生成水的测量。

（3）B装置中碱石灰的成分是氢氧化钠和氧化钙，最后连接B装置的作用是吸收空气中的二氧化碳，使实验结果更准确。

11．     c     排尽装置内空气，防止爆炸     不含CO，计算过程见解析

【解析】

【详解】

（1）分析F装置的特点可知，用排水法收集气体导管口的连接顺序是a接c。

（2）因为甲烷具有可燃性，点燃不纯的甲烷会发生爆炸，实验前要先通一会儿气体样品，然后再点燃D处的酒精灯，其目的是排尽装置内空气，防止爆炸。

（3）装置E的增加量等于反应生成水的质量，为118.8g-115.2g=3.6g，

装置F的增加量等于反应生成二氧化碳的质量，为115.9g-111.5g=4.4g。

设生成3.6g水同时生成二氧化碳的质量为x

x=4.4g

则反应生成的二氧化碳全部来自于甲烷和氧化铜反应生成，故沼气中不含CO。