高分突破13 有关影响化学实验因素的探究-备战中考化学实验探究题高分突破

高分突破17    影响化学实验因素的探究

-备战2022年中考化学实验探究题高分突破
 

1. 观察实验现象，得出实验结论。

(1)如图所示为实验室用过氧化氢溶液和二氧化锰的混合物制取氧气，写出：①仪器a的名称_____②用向上排空气法收集氧气的理由是_____③该反应的化学方程式为_____④检验氧气是否集满的方法是_____⑤红磷在空气中燃烧的现象是_____，发生反应的化学方程式为_____。

(2)下图描述的是：酸溶液使指示剂变色的实验，发现萦色石蕊溶液均变为红色，产生这一现象的根本原因是这两种酸溶液都含有_______。

(3)在探究影响溶质溶解快慢的因素，比较等量硫酸铜在水中溶解的快慢时，设计并进行了如下实验：

请你回答下列问题

①对比实验1和实验2的现象，可以得出的结论是_______。

②设计实验2和实验3进行对比实验的目的是_______。

(4)化学课上，教师按图甲所示的装置进行实验，得到图乙所示的现象，用初中阶段所学化学知识不能解释的现象是_______，由此可见，人们对事物的认识是一个不断完善和提高的过程。

2．种物质都可催化过氧化氯分解，如MnO2、CuSO4等。实验小组的同学探究漂白液（主要成分是NaClO和NaCl）、FeCl3、K2SO4能否催化过氧化氢分解。

（1）MnO2催化过氧化氢分解的化学方程式是____________________________________。

（2）如图所示，分别向三支试管中多次加入5%过氧化氢溶液，每次2mL，如有气泡产生， 则将_________伸入试管，检验是否有氧气生成。结果如下表。

（3）下列物质中，也可能是过氧化氢分解的催化剂的是________ （填标号）。

A．CuCl2         B．Fe2(SO4)3         C．Na2SO4         D．KCl

（4）探究不同催化剂催化效果的实验方案：将等体积5%过氧化氢溶液加到不同催化剂中，比较用排水法收集50mL氧气的快慢。请从下图中选择合适的仪器(每种仪器限用一次)，组成该探究的完整实验装置，不需要用到的是_____________（填标号）。

     A       B      C     D       E        F            G           H

3．某化学兴趣小组进行锌与硫酸溶液反应的实验，并用大气球收集产生的气体。同学们在收集过程中闻到一股刺激性气味，同时发现充满气体的气球在空气中有些下沉，有些悬浮，还有些上浮。大家对这些现象很感兴趣，进行了相关探究活动。

【提出问题】锌和硫酸溶液反应后生成的气体是什么？

【查阅资料】

（1）锌与浓硫酸反应生成硫酸锌、二氧化硫气体和水；铜与浓硫酸在加热的条件下生成硫酸铜、二氧化硫气体和水。

（2）SO2有刺激性气味，易溶于水，能使品红溶液褪色。SO2和CO2化学性质相似，都能和NaOH等碱溶液反应生成盐和水。

（3）相同条件下，气体的密度决定于该气体的相对分子质量，气体的相对分子质量越大密度也越大；空气的平均相对分子质量为29。

【提出猜想】

猜想一：气球内的气体为SO2；

猜想二：气球内的气体为SO2和H2；

猜想三：气球内的气体为H2。

【实验探究】针对上述猜想，同学们在老师的指导下设计了如图的装置（部分夹持器材略去），分别用不同气球内的气体进行探究。

（1）C装置在点燃酒精灯加热之前应先通一段时间的氮气，目的是 　     　。

（2）甲同学观察到A中品红溶液褪色，C中无明显现象，说明猜想一正确。D瓶中氢氧化钠溶液的作用是 　      　。

（3）乙同学观察到 　      　，说明猜想二正确。

（4）丙同学观察到A中品红溶液无明显现象，C中铜网表面黑色物质变红，说明猜想三正确。

【实验结论】通过实验探究与充分思考，聪明的你应该对锌与硫酸溶液反应产生的气体填充气球活动中的异常现象能够很好的解释了。本次实验中锌粒与硫酸溶液反应先后生成二氧化硫气体和氢气。

【拓展反思】

（1）下列物质中不能由金属和稀硫酸反应直接得到的是 　                　。

A、Al2（SO4）3          B、Fe2（SO4）3

C、MgSO4               D、ZnSO4

（2）浓硫酸与铜在加热的条件下反应生成硫酸铜、二氧化硫气体和水，而稀硫酸与铜即使加热也不能反应。这说明：某溶液的化学性质除了与溶质的性质有关外，还可能与下列中的 　 　有关（填序号）。

A．溶质的质量分数             B．溶液的质量

C．溶液的体积                 D．溶质的相对分子质量

（3）锌与铜分别和浓硫酸在一定条件下都可以反应产生二氧化硫，若选择铜与浓硫酸在加热的条件下反应制取二氧化硫气体，其优点是 　                        　。

（4）实验中下沉的气球内一定含有的气体是 　   　。（填化学式）

4. 小嘉用H2O2溶液制取氧气时，在烧瓶中加入50毫升水及0.5克MnO2，再往分液漏斗中加入30毫升15%的H2O2溶液。为什么要加入50毫升水呢？查阅资料发现：在不加入水时，若注入H2O2溶液速度过快，反应会过于剧烈而引发事故。

【提出问题】水是如何减缓该反应速度的呢？

【建立假设】水可以降低H2O2溶液浓度，从而减缓反应速度。

【实验方案】他利用如图装置，在相同条件下，分别用30毫升的1%、3%和7%的H2O2溶液进行实验，观察并比较。

【实验结论】加水降低了H2O2溶液的浓度，使反应速度变慢。

【交流反思】

（1）为了更好地比较反应的快慢，需控制三次实验中滴加H2O2溶液的______相同。

（2）判断产生氧气的速度时，可以通过观察产生气泡的快慢，还可以比较______。

【继续探究】针对提出的问题，他又利用如图装置，用3%的H2O2溶液分别在0℃、20°C和60℃的条件下进行实验。进行该实验所基于的假设是______。

5.化学兴趣小组的同学在验证硫酸的性质时，进行了以下实验。

【实验一】浓硫酸稀释过程中的能量变化。

 图一实验中，观察到用石蜡固定在铜片下的乒乓球脱落，此现象说明浓硫酸溶于水_______。

【实验二】溶液浓度对硫酸化学性质的影响。

图二实验中，观察到很快变黑的是滤纸_______(填“A”或“B”)，由此可知，硫酸溶液的浓度不同，腐蚀性不同。

【实验三】稀硫酸的化学性质。

小组同学按图三进行实验。

(1)试管1中发生反应的化学方程式为_______。

(2)试管2中可观察到的现象是_______。

(3)向试管3中滴加了足量的稀硫酸仍无明显现象，要证明二者已经发生反应，可选用_______(填字母序号)继续进行实验，以达到实验目的。

A 酚酞溶液           B 氯化钡溶液           C 硫酸铜溶液

(4)小组同学将4、5两支试管反应后的物质倒入同一洁净的烧杯中，充分反应后过滤，得到无色滤液和白色沉淀。同学们对白色沉淀的成分产生了兴趣，继续进行实验。

【提出问题】白色沉淀的成分是发什么？

【作出猜想】猜想一：_______    猜想二：BaSO4、BaCO3

【实验与结论】

实验结束后，在老师指导下同学们对废液缸中的固体物质进行了回收。在检验废液时发现硫酸过量，为防止其污染环境，从实验成本的角度考虑，向该废液中加入适量的_______(填一种具体物质)，处理后再排放。

6．石灰石是重要的化工原料。为研究石灰石的性质和用途进行如下探究。

Ⅰ．石灰石分解的探究

取三块形状大小相近的石灰石（长宽厚约为1cm×1cm×0.2cm），一块不加热，另两块分别在酒精灯和酒精喷灯（酒精化学式为C2H5OH）的火焰上加热2min（假设杂质加热时不发生变化）。探究过程如图所示，实验现象见表1。

表1 不同条件下的实验现象

（1）通过甲、乙、丙三组对比实验，得出影响石灰石分解的因素是 　          　。

（2）丙组实验加热石灰石时，在火焰上方倒扣一个用澄清石灰水润湿的烧杯，石灰水变浑浊，出现浑浊的化学方程式为 　              　。此实验能否推断石灰石煅烧产生二氧化碳，并说明理由：　        　。

（3）丙组实验中，向试管B中逐滴滴入稀盐酸，至红色恰好褪去，轻轻晃动试管，溶液自下而上又变为红色。解释产生上述现象的原因：　                           　。

（4）为检验丙组实验中的石灰石部分分解，设计实验：取研细后的粉末少许于试管中，　          　（补充完整实验方案）。

Ⅱ．石灰石煅烧温度的探究

【查阅资料】生石灰质量的优劣常采用“活性度”来街量。“活性度”的测定方法：取一定质量的生石灰，加入一定量的水，用指定浓度的盐酸中和，记录所消耗盐酸的体积数（单位为mL）。消耗盐酸的体积数越大，“活性度”越高。

某研究小组在电炉内煅烧石灰石样品，并测定煅烧产物（CaO）的活性度，数据见表2。

表2 不同条件下煅烧产物的活性度（mL）

（5）石灰石煅烧的最佳温度范围为1100~1200℃的证据是 　               　。

Ⅲ．石灰石用途的探究

（6）石灰石是高炉炼铁的原料之一。石灰石能除去铁矿石中的SiO2，同时能提高单位时间内生铁的产率。分析加入石灰石能提高生铁产率的原因：　              　。

7.化学兴趣小组的同学们在进行“碱与酸碱指示剂反应”的实验时，将酚酞溶液滴入NaOH溶液中，溶液变成了红色，但过一会儿红色却消失了。于是，兴趣小组的同学们对这一异常现象进行了探究。

【提出问题】滴有酚酞的NaOH溶液由红色褪为无色的原因是什么？

【猜想与假设】甲同学：酚酞与O2发生了反应；乙同学：NaOH溶液与空气中的CO2发生了反应；丙同学：与NaOH溶液浓度大小有关；你的猜想                     （写一条）。

【设计与实验】甲、乙丙三位同学为了验证各自的猜想，设计并进行了如下实验，请你与他们一起探究。

（1）甲同学设计并完成如下实验：

（2）乙同学设计图7所示的装置进行实验，一段时间后，试管中溶液的红色褪去，他认为自己的猜想正确，试管中反应的化学方程式为              。丁同学认为乙同学的猜想不正确，理由是                 ，丁同学为了进一步探究试管中的溶液红色褪去的原因，用pH试纸测量试管中的溶液，结果pH<7，说明溶液显         性，造成试管中溶液红色褪去的原因可能是           。

（3）丙同学为了验证自己的猜想，使用色度传感器测量溶液颜色的变化（说明：溶液无色时，色度传感器测得的数值为100%）。他在三个专用容器中分别加入等量的5%、10%、20%的NaOH溶液，然后各滴加2滴酚酞溶液，同时放入色度传感器进行测量，测出溶液颜色的变化曲线如图8所示，由此判断自己的猜想正确。你能从变化曲线中总结出的规律有           （写一条）。

【实验结论】滴有酚酞的NaOH溶液由红色褪为无色与NaOH溶液的浓度有关。

8．小明查阅资料得知：除二氧化锰外，许多水果对过氧化氢分解也有催化作用。为了探究苹果质量对过氧化氢分解速度的影响，用如图甲所示装置（固定装置未画出）进行以下实验。

①检查装置气密性。

②称取1g苹果，切成小块放入烧瓶中，量取10mL溶质质量分数为5%的过氧化氢溶液倒入烧瓶中，迅速塞紧塞子，当液滴移至A点时开始计时。

③当观察到液滴恰好移至B点时（AB间玻璃管容积为6mL），记录所需时间。

④依次用不同质量的苹果重复步骤②和③，记录并处理数据，结果如图乙。

（1）小明把烧瓶放在盛有水的水槽中进行实验，目的是为了保持温度不变。温度升高会导致液滴移动变快，原因是 　　                                 （例举一个）。

（2）本实验可得出的结论是 　　                                             。

（3）若用20 mL 5%的过氧化氢溶液与6g苹果重复上述实验，预测实验中步骤③记录的时间是　        　秒。

9. 某学习兴趣小组对铁锈蚀进行探究。

【提出问题】铁锈蚀与哪些因素有关？

【查阅资料】

（1）氯化钙固体可作干燥剂。

（2）一定条件下，碳可加快铁的锈蚀，但碳本身不参加反应。

（3）常温常压，氢气密度是dg/mL。

【设计与实验】

实验一：定性探究铁锈蚀的因素

取四枚相同的洁净无锈铁钉分别放入试管，进行图1实验，现象如表。

（1）对比A、B、C试管中实验现象，说明铁锈蚀主要是与空气中______发生化学反应。

（2）对比A、D试管中实验现象，说明铁锈蚀还与______有关。

（3）铁锈蚀后应及时除锈的原因是______，写出除铁锈的化学方程式______。

实验二：定量探究铁锈蚀的因素

小组设计了如图装置，检查气密性，将5g铁粉和2g碳粉加入三颈烧瓶，t1时刻加入2mL饱和NaCl溶液后，再将一只装有5mL稀盐酸的注射器插到烧瓶上，采集数据。

（4）据图，t2时刻后反应并未停止温度却开始降低，原因______。

（5）据图，对比AB段和BC段说明______分析t3时刻压强突然变大的原因是______。

实验三：测定铁锈含量

将实验二烧瓶中剩余物质过滤、洗涤、干燥，得mg固体，连接如图装置，检查气密性，加入固体与足量稀盐酸进行实验。

（6）完全反应后，常温常压下测得生成气体体积为VmL，则该固体中铁锈质量分数表达式为______。

（7）该实验条件下测得铁锈质量分数偏小的原因是______，解决方法是______。

【反思与评价】

（8）与实验一对比，实验二铁锈蚀明显更快的原因是______。

10.某同学发现自己眼镜框中铜制部位表面有绿色的铜锈，他联想到探究铁生锈条件的实验决定采用控制变量法探究铜生锈的原因，请你一起探究。

【提出问题】铜生锈的原因是什么？

【查阅资料】铜锈的主要成分是Cu2（OH）2CO3，俗称铜绿。

【猜想与假设】根据查阅的资料猜测：铜生锈是铜与空气中的氧气、水和二氧化碳共同作用的结果，理由是            。

【设计与实验】他仿照探究铁生锈条件的实验，设计并进行了如下四个实验（说明：实验中用到的蒸馏水均已煮沸过且铜片已打磨干净）。

在上述实验三中，控制的因素是           ，制取氧气的方法与加热高锰酸钾制取氧气的方法相比具有的优点是           （写一条）。铜生成铜绿的化学方程式为           。

【实验结论】他的猜想正确。

【反思与提高】

（1）生活中你会发现厨房中的铁锅与水接触的部分最容易生锈，切开的苹果不久后变成咖啡色，好像生了“锈”。这些物质“生锈”除了与水有关外，都与           （填物质名称）有关。

（2）请你提出一条延长食品保质期的建议：           。

（3）要除去眼镜框表面的铜绿，应选用的药品是           （写一种）。

11．实验室有一包白色固体，其成分为氢氧化钠、碳酸钠和氯化钠。某兴趣小组为测定固体中各成分的质量分数，进行了以下实验。

【探究一】测量样品与盐酸反应得到氯化钠的质量

如图1所示，取3.00g样品置入锥形瓶中，加适量水溶解。逐滴加入过量的稀盐酸，用pH传感器等电子设备采集信息形成图像。将锥形瓶中最终所得溶液蒸发、结晶得到全部固体，其质量为3.48g。

（1）a点溶液呈 　       　（填“酸性”“碱性”或“中性”）。

（2）ab段溶液pH降低，发生反应的化学方程式为 　　                         （写一个即可）。

（3）蒸发时除使用蒸发皿、铁架台（带铁圈）外，还需要用到的仪器有 　                  　。

【探究二】测量样品与硫酸反应生成二氧化碳的体积

如图2所示，另取3.00g样品与足量稀硫酸混合，测得生成二氧化碳的体积为220mL（该条件下二氧化碳的密度为2.00g/L；装置气密性良好且忽略二氧化碳的溶解）。

（4）结合探究一计算出样品中氯化钠的质量分数为 　                        （精确到0.1%）。

（5）下列因素会导致所测样品中氯化钠的质量分数偏小的是 　　（填标号）。

A.探究一中加入的稀盐酸量不足

B.探究一中蒸发时有液体溅出

C.探究二中俯视读取量筒中水的体积

D.探究二实验后生成气体在锥形瓶中仍有滞留

12．为研究“影响金属与盐酸反应剧烈程度的因素”，某兴趣小组进行如下探究。

（1）【提出问题】金属与盐酸反应剧烈程度受哪些因素的影响？

【作出假设】I、可能与金属本身的性质有关：

Ⅱ、可能与盐酸的浓度有关：

Ⅲ、______（请你填写一个合理的猜想）。

（2）【实验探究】实验所用金属均已用砂纸打磨。

实验①：为探究猜想I，小李同学分别在两支试管中放入相同质量的锌粒和铁片，然后分别加入同体积同浓度的稀盐酸，观察到放锌粒的试管中立即产生大量气泡，放铁片的试管中只产生少量气泡，由此得出结论，金属活动性：Zn>Fe．你认为上述方案是否合理______（填“合理”或“不合理”），理由是______。

实验②：为探究猜想Ⅱ，小刘同学利用上列图甲装置进行对照实验，将等质量且过量的锌粒分别与等体积、浓度分别为5%、15%的稀盐酸反应。其中注射器的作用是______，该装置气密性的检查方法是______。（填A或B）

A．打开分液漏斗活塞，拉动注射器活塞一段距离，锥形瓶的水中有气泡产生，说明气密性完好。

B．关闭分液漏斗活塞，推动（或拉动）注射器活塞一段距离，松手后又回到原来位置，说明气密性完好。

实验③：小刘同学还用压强传感器替换注射器进行数字化实验，测得两次实验压强随时间的变化关系曲线如图乙所示。请你根据该图中信息写出1条合理结论：______。