2021年中考化学专题复习《实验探究题》

2017年中考化学专题复习《实验探究题》

【题型概述】

    探究创新类试题是近年来发展的新题型，它涉及提出问题、作出猜想或假设、设计实验、收集证据、解释与结论、反思与评价、表达与交流等要素。以探究为形式或情景，可考查考生化学基础知识和基本技能，测试考生解决化学问题的思路、过程和方法。

【解题方法】

    解答探究创新类试题的一般步骤是:首先要能根据题干背景材料提出问题，联想到相对应的化学知识。第二，作出猜想或假设时，除需要勇气外，最重要的是要有科学依据，要从化学的视角作出科学的猜想或假设。第三，设计探究(实验)方案，要围绕寻找特征反应作为论证(肯定或否定)的依据，同时应注意排除其他因素的干扰。第四，对探究问题做出解释与结论时，要通过实验、观察等多种手段获取事实和证据，或通过查阅资料获取的信息，以事实为依据，应用化学原理进行分析推理，不能随意编造、牵强附会。最后，从反应原理是否正确、实验方案是否完善、探究过程是否合理以及经济效益、资源利用、环境保护等方面对探究方案或过程进行反思与评价。探究题一般并不包括所有的探究要素，但上述要求是解答探究性试题的一般思路和方法。

【真题精讲】

类型一  实验方案设计类

例1(2016·江苏宿迁)某兴趣小组同学欲探究NaOH溶液与CO2气体的反应，设计如图所示实验装置:

    (1)若导管a与b连接，将分液漏斗中的NaOH溶液注入锥形瓶，关闭分液漏斗上的活塞，振荡，然后打开导管上的活塞，观察到的实验现象是                 ，CO2与NaOH反应的化学方程式是                                  。

    (2)探究反应后锥形瓶内溶液中溶质的成分。

    已知Na2CO3+H2O + CO2＝2NaHCO3；NaHCO3+NaOH ＝Na2CO3+ H2O

    【提出猜想】Ⅰ.NaOH和Na2CO3；Ⅱ.              ；Ⅲ. NaHCO3，Ⅳ. Na2CO3和NaHCO3。

    【查阅资料】①Ca(OH)2与Na2CO3、NaHCO3均能反应且都有白色沉淀生成。

    ②CaCl2与Na2CO3能反应且有白色沉淀生成，与NaHCO3不反应。

    ③NaHCO3溶液显碱性，可与酸反应生成CO2气体。

    【设计实验】限选试剂: Ca(OH)2溶液、CaCl2溶液、稀盐酸、酚酞试液。

【拓展应用】联想到空气中有CO2，所以实验室中的氢氧化钠溶液应          保存。

    【解析】(1)二氧化碳和氢氧化钠反应后气压会减小，试剂瓶内的水流入锥形瓶中;CO2与NaOH反应生成碳酸钠和水;(2)【提出猜想】二氧化碳和氢氧化钠反应时，如果氢氧化钠过量，则溶质是氢氧化钠和碳酸钠;如果二氧化碳过量，但是不能完全消耗生成的碳酸钠，则溶质是碳酸钠和碳酸氢钠;如果氢氧化钠和二氧化碳恰好完全反应，则溶质是碳酸钠;如果二氧化碳过量，并且把碳酸钠完全消耗，则溶质是碳酸氢钠，所以猜想Ⅱ是Na2CO3;【设计实验】猜想Ⅲ不成立，就是要证明溶质中一定含有碳酸钠，由题给资料②可知:取少量反应

后溶液于试管中，加入足量的氯化钙振荡，如果生成白色沉淀说明一定含有碳酸钠;猜想Ⅳ成立，就还要证明溶质中还含有NaHCO3，将操作I所得混合物过滤，向滤液中加入足量的稀盐酸，振荡，如果观察到有气泡产生，证明溶质中还含有碳酸氢钠;【拓展应用】空气中的二氧化碳会与氢氧化钠反应，所以实验室中的氢氧化钠溶液应密封保存。

    【答案】(1)试剂瓶内的水流入锥形瓶中2NaOH+CO2 =Na2CO3+H2O  (2)【提出猜想】Na2CO3

    【设计实验】氯化钙  稀盐酸  有气泡产生

    【拓展应用】密封

1. (2016·江苏连云港)下列根据实验目的所设计的实验方案正确的是(    )。

2. ( 2016·湖北襄阳)实验桌上现有一包白色粉末，可能是氢氧化钠、硫酸钠、碳酸钠和氯化铜中的两种或两种以上组成。现将其放入一干净的烧杯M中，加入足量的水后，固体全部溶解得到无色溶液，再滴加几滴无色酚酞，溶液变为红色。为进一步确定白色粉末的成分，同学们进行了如下探究。

  【查阅资料】碳酸钠溶液呈碱性;氯化钡溶液和硫酸钠溶液呈中性。

  【讨论猜想】经过分析，针对白色粉末的组成，大家提出如下猜想:

  小红:氢氧化钠、硫酸钠;小华:氢氧化钠、碳酸钠;

  小明:碳酸钠、硫酸钠;小亮:氢氧化钠、碳酸钠和硫酸钠。

  【实验分析】四位同学共同设计并进行了如下实验:

实验完毕后，同学们将试管A、B中的物质倒在同一个烧杯中，然后过滤，滤液中除酚酞外一定还含有的溶质有                       。

3. (2015·四川资阳)实验室有一瓶标签受到腐蚀(如图所示)的无色溶液，老师叫各小组开展探究。

【提出问题】这瓶无色溶液究竟是什么物质的溶液?

【猜想与假设】经了解得知，这瓶无色溶液原是放在存放盐溶液的柜子里。由此猜测:可能是碳酸钠、碳酸氢钠、氯化钠、硫酸钠、硝酸钠中某一种的溶液。

【理论分析】为了确定该溶液，他们首先进行了分析:

(1)甲同学根据标签上的组成元素认为一定不可能是        溶液。

(2)乙同学提出，碳酸氢钠、硝酸钠的溶液也不可能，他的依据是                   。

【设计实验】为了确定该溶液究竟是剩余两种盐的哪一种溶液，他们设计了如下实验。

【实验结论】

(3)该瓶无色溶液的溶质是        。生成白色沉淀的化学方程式是                 。

【实验反思】

(4)丙同学认为原设计的实验还可简化，同样能达到鉴别的目的。丙同学设计的实验如下(将实验操作及实验现象填入相应的空格中):

【考情小结】解答此类试题应抓住以下几点:①制备实验方案的设计思路:根据实验目的和实验原理选择相应的实验用品，设计几种实验方案，并进行优化得出最终的设计方案;②物质检验实验方案的设计思路:对试样进行外观观察，确定其颜色、气味、状态等;准备试样进行检验，当试样是固体时应先取少量配成溶液，同时观察试样是否溶解，在溶解时有无气体产生等，以初步判断试样可能含有哪类物质;根据实验现象得出结论。

类型二  反思与评价类

例2(2016·江苏徐州)化学兴趣小组探究金属的性质时，将一段去除氧化膜的镁条放入一定量的稀盐酸中，有气体产生，充分振荡后静置，发现试管中有灰白色沉淀。

  【提出问题】灰白色沉淀是什么物质?

  【猜想与假设】小华认为灰白色沉淀为碳酸镁(MgCO3 ) ,其他同学认为不需要实验就能否定小华的猜想，理由是                                                        。

小宇认为由于反应后氯化镁生成量偏多，灰白色沉淀为不能再溶解的氯化镁固体。

  小彤认为灰白色的沉淀为脱落的镁粉细颗粒。

  【实验探究1】

  基于以上探究与分析，原有猜想均遭到了否定。

  【查阅资料】

  HCl+AgNO3＝HNO3+AgCl，AgCl是一种白色沉淀。

  【实验探究2】

  他们又另取灰白色沉淀放入试管中加热，将蘸有硝酸银溶液的玻璃棒伸入试管内，玻璃棒上的溶液出现白色浑浊，证明产生了气体。再将湿润的蓝色石蕊试纸悬于试管口，试纸变色。

  同学们请教老师后得知，足量的镁与稀盐酸反应时，溶液会经历从酸性到碱性且碱性逐步增强的过程，从而生成了碱式氯化镁沉淀。据文献介绍，碱式氯化镁存在多种组成结构，化学通式可表示为(其中，)。

【反思拓展】

  (1)做镁与稀盐酸反应的实验时，镁条的用量宜少不宜多。

  (2)铁片和铜片放入稀盐酸中产生的现象也不相同，据此推测出铁的活动性比铜        。还可根据铁和硫酸铜溶液的反应来确定这两种金属的活动性强弱，该反应的化学方程式为                                  。

  【解析】【猜想假设】因为反应物中都不含有碳元素，不会有碳酸镁沉淀，所以，小华的猜想与假设是错误的;【实验探究1】小宇认为，灰白色的沉淀为没有溶解完的氯化镁，因此，取上层的清夜，加入氯化镁应该不溶解，现在结论是其猜想错误，因此，应该是加入的氯化镁溶解了;小彤认为灰白色的沉淀为脱落的镁粉细颗粒。现在得出的结论是其错误，因此，灰白色的沉淀加入稀盐酸中就不会产生气体;【实验探究2】根据题中所给的信息，“HCl+AgNO3＝HNO3+AgCl↓”AgCl是一种白色沉淀。”因此可知，产生的气体为HCl，HCl溶于水形成盐酸，所以，蓝色石蕊试纸变红;【反思拓展】(2)铁会与稀硫酸反应，铜不会与硫酸反应，所以推测出铁的活动性比铜强;铁和硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜。

  【答案】【猜想假设】反应物中不含有碳元素或不符合质量守恒定律(合理即可)

【实验探究1】溶解  没有【实验探究2】氯化氢(或HCl)  红

【反思拓展】(2)强(或活泼)   Fe+CuSO4＝FeSO4 +Cu

4. (2016·江苏泰州)“84”消毒液在日常生活中使用广泛，具有漂白、杀菌、消毒功效。某化学兴趣小组对一瓶敞口久置的“84”消毒液成分产生兴趣，在老师的指导下，展开探究。

  【提出问题】该敞口久置的消毒液中溶质有哪些?

【查阅资料】“84”消毒液主要成分是次氯酸钠(NaClO)和氯化钠。NaClO为有效成分，有腐蚀性并易与空气中二氧化 碳反应(2 NaClO + CO2 + H2O＝2HClO + Na2CO3 )。NaClO溶液、HClO都具有漂白、杀菌、消毒功效。HClO不稳定，受热或光照会发生分解。

  【分析讨论】小组同学经过讨论，认为该消毒液中的溶质一定有        ，可能还有NaClO，Na2CO3,，HClO中的一种或多种。

  【实验过程】

   I.向装入有色布条的试管中加入适量该消毒液试样，布条长时间不褪色。

  Ⅱ.另取适量该消毒液试样于试管中，加入足量氯化钙溶液，静置，观察到的现象为                                 。

  【得出结论】

  实验过程I中有色布条不褪色，说明该消毒液试样中的溶质不含                    。

  实验过程Ⅱ中反应的化学方程式为                                              。

综上所述，该消毒液试样中的溶质为                           。

【交流反思】

生活中，“84”消毒液储藏时应注意                                   ;一般不用“84”消毒液对水果、蔬菜进行消毒，其原因可能是                                     。

【拓展延伸】

(1)次氯酸钠与稀硫酸能发生复分解反应，化学方程式为                            。

  (2)次氯酸钠与盐酸反应可生成有毒的氯气，日常生活中“84”消毒液不能与洁厕灵(主要成分为盐酸)混合使用。

5. (2015·广西桂林)在一次化学实验中，同学们将饱和硫酸铜溶液逐滴加到5 mL饱和氢氧化钠溶液中，观察到以下异常实验现象:

在实验①中同学们根据所学初中化学知识判断蓝色沉淀是氢氧化铜，请你写出生成蓝色沉淀的化学方程式:                                  。

实验①中蓝色沉淀为什么消失?同学们继续进行如下探究。

【查阅资料】

I.氢氧化铜在室温下稳定，70～80℃时可脱水分解生成氧化铜。

Ⅱ.铜酸钠[Na2Cu(OH)4]溶于水，溶液呈亮蓝色。

【猜想与讨论】

小陶认为蓝色沉淀消失可能是氢氧化铜发生了分解。其他同学一致否定了他的猜测，理由是                                                                   。

同学们交流讨论后，提出以下两种猜想。

猜想一:少许氢氧化铜可溶于足量水中。

猜想二:氢氧化铜可在足量氢氧化钠浓溶液中溶解，溶液呈亮蓝色。

【实验探究】

为验证猜想，同学们用氢氧化铜粉末(其他试剂可任选)设计如下实验。请你填写表中的空格。

【结论与反思】

(1)根据实验，并进一步查阅资料知道，氢氧化铜在氢氧化钠溶液中溶解生成Na2Cu(OH)4，反应的化学方程式是                                                     。

(2)根据实验可知饱和硫酸铜溶液与饱和氢氧化钠溶液的反应是放热反应，依据的实验现象是                                                                      

                                                                            。

【考情小结】解答此类实验应抓住以下几点:①科学性(即实验原理、操作程序和方法必须正确);②安全性(即用药及操作要注意安全，注意环境保护等问题);③可行性(要满足中学现有的实验条件);④简约性(装置简单、步骤少、药品用量少、时间短)。

参考答案

1. D

2. (1)小红

  (2)产生白色沉淀，溶液颜色不变(或溶液仍为红色)

  (3)有气泡产生，溶液由红色变为无色，沉淀部分溶解NaCl、HCl

3.【理论分析】(1)氯化钠(或NaCl)

  (2)碳酸氢钠和硝酸钠的化学式中钠的原子个数为1，而标签中为2(或碳酸氢根和硝酸根化合价为，而标签中显示推断酸根为)

【实验结论】(3)碳酸钠(或Na2CO3)   Na2CO3+BaCl2＝BaCO3↓+2NaCl

  【实验反思】取少量无色溶液于试管中，向其中滴加稀盐酸

有大量气泡产生

4.【分析讨论】NaCl

  【实验过程】产生白色沉淀

【得出结论】NaClO、HClO  Na2CO3+Ca Cl2＝CaCO3↓+2 NaCl

   NaCl、Na2CO3

  【交流反思】低温、避光保存   会氧化水果、蔬菜中的维生素

  【拓展延伸】2 NaClO +H2SO4＝Na2SO4+2 HClO

5. CuSO4+2NaOH＝Cu(OH)2↓+Na2SO4

【猜想与讨论】沉淀消失，形成亮蓝色溶液，而氢氧化铜分解产生的是黑色固体(合理即可)

【实验探究】沉淀不消失将少许Cu(OH)2粉末加到浓NaOH溶液中，充分振荡沉淀消失，溶液变成亮蓝色

【结论与反思】(1)Cu(OH)2+2NaOH ＝Na2Cu(OH)4

(2)资Ⅰ显示Cu(OH)2在室温下稳定，70～80℃时可脱水分解生成CuO，而表格1可知随着氢氧化钠溶液的滴加，观察到产生蓝色沉淀，且沉淀逐渐增加。振荡后沉淀不消失，很快沉淀逐渐变黑色(合理即可)