2023年中考化学二轮专题训练：科学探究实验

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2023年中考化学二轮专题训练：科学探究实验
一、实验探究题
1．小明、小华、小林和小军四位位同学利用下图所示装置在实验室制取O2和CO2，并对它们的有关性质进行研究，请回答下列问题．
（1）小明同学用KMnO4固体制取O2，应选用上图中的　 　 装置（填编号），该反应的化学方程式为　 　；该反应的基本反应类型　 　当O2收集满并取出集气瓶后，停止该实验的正确操作方法是　 　．
（2）小华同学用浓HCl（具有挥发性）与大理石在C装置中反应，制取CO2并检验其有关性质，观察到烧杯中紫色石蕊试液变红，对这一现象的解释不合理是　 　（填序号）．
a．产生的CO2直接使石蕊试液变红
b．产生的CO2与H2O反应生成H2CO3，使石蕊试液变红
c．挥发出的氯化氢溶于水，使石蕊试液变红
（3）小林同学用A装置制取氢气，他需要做的改动是　 　，点燃氢气前一定要　 　．写出氢气燃烧的化学方程式　 　．
（4）小军也用A装置制取氧气，分别倒入适量的6%、15%的双氧水，再加入等量的MnO2，各收集一集气瓶气体，发现浓度大的先收集满．由此可以得出，其它条件相同时，化学反应速率与反应浓度的关系是　 　．
2．实验室的废液M中可能含有 中的一种或几种，为确定其成分进行实验。

（1）图中生成气体的化学反应方程式为　 　；
（2）废液M中一定没有　 　；
（3）为进一步确定M的成分，又进行如下实验：
Ⅰ 重新取M样品，滴加过量的试剂X静置；
Ⅱ 取Ⅰ中的上层清液，滴加酚酞溶液；
Ⅲ 向Ⅱ中的溶液滴加过量的稀硝酸；
Ⅳ 向Ⅲ中的溶液滴加试剂Y。
分析以上实验过程，回答问题：
①试剂X是　 　(选填“ ”或“ ”)溶液，试剂Y是　 　溶液；
②能确定M中含有NaOH的现象是　 　；
③能确定M中含有NaCl的化学反应方程式为　 　。
3．铁及其化合物在生活生产中应用非常广泛。某兴趣小组的同学对于碳酸亚铁的制取和相关性质进行探究。
【查阅资料】
⑴溶液pH大于8.8时，Fe2+可完全转化为Fe（OH）2沉淀。
⑵FeCO3是白色固体，难溶于水，遇氧气、水会发生反应，生成Fe（OH）3：遇酸也会发生反应。
⑶含Fe3+的溶液中滴加KSCN溶液，溶液会变为血红色；而含Fe2+的溶液中滴加KSCN溶液，溶液不会变色。
【进行实验】
（1）制取FeCO3
①将除尽铁锈后的铁钉再放入足量的稀硫酸中，反应完成后发现溶液中有少量黑色固体出现，说明除锈后的铁钉属于　 　（填“纯金属”或“合金”）。
②用上述溶液和pH=11.9的Na2CO3溶液反应制取FeCO3时，最有可能制得FeCO3的操作是　 　（填“字母标号”）。
a.将少量的FeSO4溶液与大量的Na2CO3溶液同时加入到烧杯中，搅拌
b.先将Na2CO3溶液加入烧杯中，再缓慢加入少量的FeSO4溶液，边加边搅拌
c.先将FeSO4溶液加入烧杯中，再缓慢加入少量的Na2CO3溶液，边加边搅拌
d.先将Na2CO3溶液加入烧杯中，再加入过量稀硫酸，最后加FeSO4溶液，边加边搅拌
（2）探究久置于潮湿空气中FeCO3的成分。
实验I：
①取少量久置于潮湿空气中的FeCO3固体于试管中，加入足量的稀硫酸，观察到试管内　 　，说明该固体中含有FeCO3。
②取少量上述反应后的溶液于试管中，进行了下一步实验操作，该操作是　 　，可观察到　 　，说明久置于空气中的FeCO3固体中还含有Fe（OH）3。
（3）实验Ⅱ：该兴趣小组为进一步确定固体中FeCO3的质量分数，称取10.0g固体做了如下图所示的补充实验。

①装置A的分液漏斗中盛放的溶液可以为　 　（填“字母标号”，下同）；装置C中盛放的溶液最合适的是　 　。
a.浓盐酸 b.稀硫酸 c.氢氧化钠溶液 d.氯化钙溶液
②实验结束后，测得装置C和D共增重0.44g，计算固体中FeCO3的质量分数　 　（要求写出“计算过程”，保留一位小数）
③反应结束后，若没有继续通入一段时间N2，则测定结果会　 　（填“偏大”、“偏小”或“不变”）。
【实验结论】碳酸亚铁在潮湿的空气中易变质，故需要密封保存。
4．研究小组准备用多种方法制备氧气。

（1）（方法一）用过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气，反应的化学方程式是　 　
搭建如图实验装置，写出编号仪器名称。A　 　 B　 　
实验前，先在锥形瓶中加入　 　，在分液漏斗中加入3%左右的过氧化氢溶液。实验时，打开分液漏斗的活塞，向锥形瓶中加入过氧化氢溶液。此时观察到的现象是　 　，为使反应平稳进行，应进行的实验操作是　 　。用图示方法收集氧气是因为　 　，当观察到导管口出现　 　时，开始收集。实验完毕后，若未将导管移出水槽，水　 　(填“会”或“不会”)倒吸入锥形瓶。
（2）（方法二）加热氯酸钾和二氧化锰混合物制氧气。
小资料：高锰酸钾(KMnO4)加热分解也能产生氧气，同时生成锰酸钾(K2MnO4)和二氧化锰，且锰酸钾常温下呈固态。
甲同学只加热2.45g氯酸钾，完全分解生成a摩尔氧气，试计算a的值。　 　(化学方程式计算);乙同学误将少量高锰酸钾(KMnO4)当作二氧化锰放入2.45g氯酸钾内混合加热，完全反应后生成氧气的物质的量　 　(填“大于”、“小于”或“等于”)a摩尔。实验过程中，甲、乙两同学中产生氧气速率较快的是　 　(填“甲”或“乙”)，原因是　 　。
5．某化学兴趣小组的同学们依照教材的实验装置做“测定空气中氧气的体积分数”实验时如图甲所示，发现测出的氧气体积分数明显小于理论值。他们对实验过程造成误差的原因进行分析探究，并对装置甲进行改进。

（提出问题）造成误差的主要原因是什么？
（1）（假设与猜想）
甲同学：红磷不足，反应停止后广口瓶剩余气体中还有氧气；
乙同学的猜想是　 　。
（2）（交流与讨论）
丙同学提出，选用木炭代替红磷可以消除误差，你认为他的观点　 　(填“合理”或“不合理”)，理由是　 　。
（3）兴趣小组对实验装置甲进行了改进，如图乙所示(其他仪器省略)，白磷的着火点为40℃。

请回答：
①装药品之前应该先　 　。
②利用铜的导热性，通过粗铜丝加热点燃玻璃管内的白磷，写出有关反应的化学方程式：　 　。
③待玻璃管冷却至室温后左玻璃管内的液面最终停留在　 　刻度处。
（4）（探究与反思）与实验装置甲相比，请写出改进后乙装置的其中一个优点是　 　。
6．实验室现有高锰酸钾、块状石灰石、稀硫酸、稀盐酸、浓盐酸、棉花以及下列仪器及装置。请你回答有关问题。

（1）仪器①的名称是　 　。
（2）利用上述仪器和药品制取氧气，反应的化学方程式为　 　，利用装置A制氧气还需改进的地方是　 　。在上述收集气体的装置中，不能用于收集氧气的是　 　（填代号）。
（3）实验室常用装置B和　 　（填药品名称）制取CO2，其反应的化学方程式为　 　。若使用装置F作为制取CO2的发生装置。与装置B比较，除了利用废物的优点外，请写出其他一个优点　 　，该装置使用铜丝网面不使用铁丝网盛放固体的原因是　 　（用化学方程式表示）。
（4）若用装置G来干燥制取的二氧化碳，则气体应从　 　（填“a”或“b”）口进入。
7．合肥某中学兴趣小组同学看电视报道说洁厕灵不能与“84”消毒液混用，否则会产生使人中毒的气体。于是他与化学兴趣小组同学一起对洁厕灵的成分进行探究。
（提出问题）洁厕灵的主要成分是什么？
（查阅资料）①洁厕灵是酸性洗涤剂。
②洁厕灵中所含的阴离子主要是氯离子。
③“84”消毒液的主要成分是NaClO
（1）（猜想与假设）猜想1：洁厕灵的主要成分为NaCl
猜想2：洁厕灵的主要成分为稀盐酸
（讨论交流1）同学们认为猜想1不合理，因为　 　。
（2）（设计并完成实验）
实验操作
实验现象
实验结论
取少量洁厕灵于试管中，加适量水振荡，放入一根生锈的铁钉
　 　
猜想2成立
写出该试管中发生的属于置换反应的化学方程式　 　。
（3）（讨论交流2）请你设计不同的实验方案检验洁厕灵的成分，写出实验步骤、现象和结论　 　。
（4）洁厕灵与“84”消毒液混用时发生如下化学反应，请完成反应方程式。2HCl+NaClO＝NaCl+　 　↑+H2O
8．某研究小组在实验室制取二氧化碳的研究中发现，通常不选用大理石与稀硫酸反应制取二氧化碳，其原因是反应生成硫酸钙微溶物覆盖在固体的表面，阻碍了大理石与稀硫酸的接触，反应速率逐渐减慢甚至停止。为此，该小组设立研究课题：选择合适浓度的硫酸和适当的反应温度制取二氧化碳。
[实验一]选择合适浓度的硫酸
操作：在28℃时，用装有5mL硫酸溶液的注射器向盛有lg直径为2mm大理石的大试管中注入硫酸，记录15分钟内生成气体的体积，见下表：
试管编号
1
2
3
4
5
硫酸浓度（%）
15
20
25
30
35
气体体积（mL）
35
47
55
51
42
[实验二]选择合适的反应温度
操作：往盛有lg直径为2mm大理石的大试管中分别加入5mL相同合适浓度而不同温度的硫酸溶液，观察反应的情况，记录如下表：
试管编号
A
B
C
D
E
温度（℃）
40
50
60
70
80
现象和比较
有少量气泡
气泡比A号试管多
气泡明显比B号试管多
大量气泡产生，与常温用盐酸反应相似
反应激烈，迅速产生大量气体
请根据本次活动的研究目的，分析处理以上两个表中数据，得出结论：
（1）稀硫酸与大理石反应，在28℃时，选用硫酸的浓度最合适为　 　 %，因为浓度小于或大于合适浓度对反应的影响是　 　。
（2）在合适的硫酸浓度下，应选择最合适的反应温度为　 　 ℃，因为温度高于或低于该温度对反应的影响是　 　。
（3）除选用适当的温度和合适浓度的硫酸之外，在反应过程中，为防止硫酸钙覆盖在大理石上，应增加　 　操作，更有利于气体的制备。
（4）该研究小组为了研究　 　对该反应速率的影响，进行了如下实验。
试管编号
A
B
试管内药品
lg块状大理石与5mL25%稀硫酸
lg粉末状大理石与5mL25%稀硫酸
现象和比较
有少量气泡
迅速产生较多气泡
（5）根据上述实验研究，你觉得在以下硫酸和大理石反应的装置中，最佳选用　 　(填编号)。

9．实验与探究是化学学习的重要方法，请以碳及其化合物的知识探究以下问题．
（1）探究一：木炭与氧化铜在一定条件下发生反应．甲同学查阅资料后，建议用超细炭粉与氧化铜粉末混合进行实验，他的理由是　 　．
（2）探究二：现有混有少量二氧化碳的一氧化碳气体，乙同学为了检验两种气体的存在，用如下装置进行实验．

I．A装置的作用是　 　，产生的现象是　 　．
II．B装置中发生反应的化学方程式是　 　，其中氧化铜发生　 　（填“氧化”或“还原”）反应．
III．C装置中尾气处理的方法是　 　（写出一种）．
（3）探究三：人们曾用贝壳（主要成分是碳酸钙，杂质不参加反应且不溶于水）和碳酸钠（俗名：纯碱）为原料制取氢氧化钠，丙同学按下图所示流程进行实验．【提示：碳酸钠能与氢氧化钙反应，化学方程式为Na2CO3+Ca（OH）2→CaCO3↓+2NaOH】

I．贝壳高温煅烧时，该反应的基本类型是　 　（填“化合”或“分解”）．
II．流程中操作m是　 　；将溶液蒸发结晶至　 　时停止加热．
III．将固体C配成溶液，其溶液中一定含有的溶质是　 　
10．碳酸氢钠是一种重要的盐类物质，在生活中用途广泛．小红同学设计实验对碳酸氢钠的性质进行了探究．请你参与她的探究活动．
（1）【探究实验1】碳酸氢钠溶液的酸碱性．
实验方案：取少量该固体加入试管中，加适量水溶解，再滴入几滴酚酞试液，振荡．现象：溶液变成浅红色． 结论：　 　．
（2）【探究实验2】能与酸反应．
实验方案：取少量该固体加入试管中，滴加稀盐酸．现象：　 　．
反应的化学方程式为：　 　．
（3）【探究实验3】碳酸氢钠的热稳定性．
实验方案：设计实验装置如图所示，并进行实验．
现象：试管口有水珠出现，澄清石灰水变浑浊，充分加热后，试管中留下白色固体．
结论：碳酸氢钠受热有二氧化碳．水和白色固体生成．
请你帮小红设计实验，证明试管中留下的白色固体是Na2CO3，而不是NaOH．（所选试剂不能用酸）
步骤：　 　；
现象：　 　．
试写出碳酸氢钠受热发生反应的化学方程式：　 　．
（4）【拓展应用】根据以上探究，请说出碳酸氢钠在日常生活中的一种用途：　 　．

11．某化学实验小组对“影响石灰石与盐酸反应速率的因素”进行了如下探究。
（提出猜想）猜想1：可能与温度有关；猜想2：可能与石灰石颗粒大小有关。
（进行实验）不同温度时，选用20mL浓度为10%的稀盐酸分别与1g块状或粉末状石灰石进行实验，装置如图所示，并比较收集50mL二氧化碳的时间。

实验编号
温度(℃)
石灰石颗粒大小
稀盐酸浓度
收集50mL二氧化碳的时间(s)
①
20
块状
10%
85
②
20
粉末状
10%
42
③
30
块状
10%
67
④
30
粉末状
10%
31
（1）写出石灰石与稀盐酸反应的化学方程式：　 　。
（2）（得出结论）通过实验①③的对比，得出的结论是　 　。
（3）若比较石灰石颗粒大小对反应速率的影响，可以通过实验　 　(填实验编号)对比，由此可得出的结论是　 　。
（4）（反思交流）除了上述比较反应速率快慢的方法外，还可以比较反应速率快慢的方法是　 　。
12．某小组进行了如下实验，请回答下列问题

a、c为干燥的紫色石蕊试纸b、d为湿润的紫色石蕊试纸
（1）甲实验说明　 　
（2）乙实验，若电解18g水，则试管2内得到的气体质量为　 　g
（3）丙实验中，说明二氧化碳密度大于空气且能与水反应的现象是　 　
13．2020年1月25日总建筑面积为3.39万平方米的火神山医院正式开工，火神山医院在建造过程中用到了HDPE膜。HDPE膜具有极好的抗冲击性和防潮性，听完老师的描述后，同学们对HDPE膜的组成元素产生了浓厚的兴趣，进行了如下探究。
（提出问题）HDPE膜由什么元素组成？
（查阅资料）①HDPE膜能够燃烧，燃烧可能生成一氧化碳；②碱石灰主要成分是氢氧化钠固体和氧化钙固体。
（实验探究）如图所示，先通入干燥氮气，再将4.2g的HDPE膜样品在一定质量的氧气中点燃，并将燃烧产物依次通过装置A、B、C、D（装置中每步反应均进行完全）。

（实验记录）

（实验分析）
（1）装置A中浓硫酸的作用是　 　。
（2）实验中观察到装置B中黑色粉末变成红色，证明燃烧产物中有　 　。
（3）装置B中发生的化学反应方程式为　 　.
（4）装置D的作用是　 　。
（5）（数据处理）
分析反应后装置C中的溶质。并设计实验方案探究溶质成分,写出步骤、现象、结论。　 　
（6）（实验结论）HDPE膜由元素　 　（填元素符号）组成。
（7）某工厂每天要烧掉含硫1.6%的烟煤100吨，排放出的SO2严重地污染环境。如果用石灰乳吸收这些二氧化硫，至少需要熟石灰　 　吨？
14．在化学课上，甲同学将燃烧的钠迅速伸入到盛有CO2的集气瓶中，发现钠在其中继续燃烧，反应后冷却，瓶底附着黑色颗粒，瓶壁上粘附着白色物质。
（1）【提出问题】黑色颗粒和白色物质是什么？
【进行猜想】甲认为黑色颗粒是炭粒，白色物质可能是Na2O或　 　；乙同学还认为白色物质是氢氧化钠。甲同学立刻认为乙同学的猜想是错误的，其理由是　 　。
（2）【查阅资料】①Na2O为白色固体，溶于水生成氢氧化钠：Na2O + H2O = 2NaOH；②CaCl2溶液显中性。
【实验探究】甲同学对白色物质进行实验探究。
实验方案
实 验 操 作
实验现象
结 论
方案1
取样品少量于试管中，加入适量水，振荡，样品全部溶于水，向其中加入无色酚酞试液
溶液变成红色
白色物质
为Na2O.
方案2
①取样品少量于试管中，加入适量水，振荡，样品全部溶于水，向其中加入过量的CaCl2溶液
出现白色沉淀
白色物质
是　 　。
②静置片刻，取上层清液于试管中，滴加无色酚酞试液
无明显现象
（3）【反思评价】丙同学认为方案1得到的结论不正确，理由是　 　。
（4）【得出结论】钠在二氧化碳中燃烧的化学方程式为　 　。
（5）【思维托展】通过以上探究，你还能获得哪些结论，请写出一条　 　。
15．请回忆你和老师共同学习的酸和碱反应的实验探究，并按要求进行实验设计与分析：
（实验探究）
（1）据图设计酸和碱反应：

实验步骤
实验现象
结论
①向烧杯中加入 10mL 氢氧化钠溶液，并滴入几滴酚酞试液
①溶液颜色　 　；
酸和碱发生了中和反应。
②再用滴管慢慢滴入稀硫酸，并不断搅拌溶液
②不断搅拌溶液至溶液颜色变成　 　色
写出硫酸与氢氧化钠反应的化学方程式　 　。
（2）为探究上述酸、碱反应后硫酸是否过量，甲、乙两位同学设计了以下方案：
实验方案
实验步骤
实验现象
实验结论
甲同学的方案
取样，滴入几滴无色酚酞溶液
酚酞溶液不变色
酸、碱恰好完全反应
乙同学的方案
取样，滴入几滴紫色石蕊溶液
溶液变红
硫酸过量
（实验评价）
①甲、乙两位同学设计的二个方案中，有一个正确方案，是　 　（填“甲”“乙” ）。
②请分析另一个同学方案不正确原因是　 　。
（3）（实验反思）
探究硫酸和氢氧化钠反应后硫酸是否有剩余，还可选择一种试剂是（　 　）
AFe BCa(OH)2 CCuO DNa2CO3
16．某研究小组对过氧化氢溶液制取氧气进行如下探究。
（1）实验一：氧气的性质实验

如图所示是铁丝在氧气中燃烧的改进实验，用适量双氧水和二氧化锰代替原实验中集气瓶里的水。
①用双氧水和二氧化锰代替原集气瓶里的水，其优点除了使实验更简便外，还有　 　
②实验中可观察到到铁丝燃烧的现象是　 　，反应的文字表达式为　 　。
（2）实验二：探究H2O2质量分数、溶液pH、温度对反应速率的影响
设计如下表实验方案：
实验序号
H2O2质量分 数/%
pH
温度/ ℃
每分钟气泡数
1
30
5
20
　
2
30
6
20
　
3
30
11
20
　
4
15
11
30
　
5
a
11
b
　
①实验1-3的实验目的是　 　。
②a=　 　；b=　 　。
（3）实验三：探究制取氧气的适宜催化剂
实验方案如下：
I.用 MnO2、CuO、Fe2O3、Cr2O3 四种催化剂分别与海藻酸钠溶液混合，滴入氯化钙溶液制成含等质量催化剂、大小相同的海藻酸钠微球，备用。
II.取30粒含MnO2的海藻酸钠微球，采用下图装置进行实验。改用其他三种微球，分别重复上述实验，得到下图的锥形瓶内压强随时间变化的曲线图。

①每次实验时，海藻酸钠微球数应相同的原因　 　。
②用含 MnO2 的海藻酸钠微球进行实验，60s 时压强瞬间回落，其原因是　 　
③从实验曲线看，催化效果较好、反应温和的催化剂是　 　。