高中化学探究试题汇编100题及答案[人教版]【精华】

第1页（共103页）高中化学探究试题汇编100题及答案[人教版]编者按：为了培养学生的科学探究能力和应试能力，适应高中课改后的第一年高考，高三化学教师选编了100道探究性试题，称之为“探究性试题百题大战”。我们相信，经过这100道探究性试题的训练，学生的应试能力一定会大大提高。欢迎各位老师多多提供探究性原创题。1、(10分)科学家对H2O2结构的认识经历了较为漫长的过程，最初，科学家提出了两种观点：①OHHO、②H－O－O－H。式中O→O表示配位键，即共用电子对由某原子单方面提供（在化学反应中氧氧键遇到还原剂时易断裂）。化学家Baeyer和Villiyer为研究H2O2的结构，设计并完成了下列实验：a、将C2H5OH与浓H2SO4反应，生成(C2H5)2SO4和水；b、将制得的(C2H5)2SO4与H2O2反应，只生成A和H2SO4；c、将生成的A与H2反应（已知该反应中H2作还原剂）。⑴用电子式表示①、②两种结构：①______________、②_____________。⑵如果H2O2的结构如①所示，实验c中化学反应方程式为（A写结构简式，下同）____________________________________________________；假如H2O2的结构如②所示，实验c中化学反应方程式为_____________________________________________。⑶为了进一步确定H2O2的结构，还需要在实验c后添加一步实验d，请设计d的实验方案：_________________________________________________________________2．（10分）243)(POCa、4CaHPO均为难溶于水的白色固体．某同学向42HPONa溶液中滴加2CaCl溶液至恰好反应，生成白色沉淀．试设计一个简单的实验方案，来证明所生成的白色沉淀是243)(POCa还是4CaHPO．（已知：24HPO水解程度大于电离程度）实验原理______________________________________________________实验用品及试剂：烧杯、玻璃棒、试管、滴管；石蕊试液、酚酞、pH试纸第2页（共103页）实验步骤、现象及结论：（可以不填满）1．___________________________________________________________2．___________________________________________________________3．___________________________________________________________4．___________________________________________________________5．___________________________________________________________3、（本题共12分）某研究性学习小组为研究Cu与浓H2SO4的反应，设计如下实验探究方案（装置中的固定仪器和酒精灯均未画出）实验选用细铜丝、98.3%H2SO4、品红溶液、澄清石灰水、CCl4、NaOH溶液等药品，铜丝被卷成螺旋状，一端没入浓H2SO4中，另一端露置在液面上方。以下是该学习小组部分交流记录及后续探究实验的记录根据上述材料回答下列问题（1）A试管上方的长导管的作用是_________________；D、E两支试管中CCl4的作用是_____________。（2）加热过程中，观察到A试管中出现大量白色烟雾，起初部分烟雾在试管上部内壁材料一：小组交流摘录学生1：加热前，无现象发生；加热后，液面下铜丝变黑，产生气泡，有细小黑色颗粒状物质从铜丝表面进入浓硫酸中，黑色物质是什么？值得探究！学生2：，我也观察到黑色颗粒状物质，后来逐渐转变为灰白色固体，我想该灰白色固体极有可能是未溶于浓硫酸的CuSO4。学生3：你们是否注意到液面以上的铜丝也发黑，而且试管上部内壁有少量淡黄色S固体凝聚，会不会液面以上的铜丝与硫发生了反应，我查资料发现：2Cu+S=Cu2S（黑色）。材料二：探究实验剪辑实验1将光亮的铜丝在酒精灯火焰上灼烧变黑，然后插入稀硫酸中，铜丝重新变得光亮，溶液呈蓝绿色；将光亮的铜丝置入加热的硫蒸气中变黑，然后插入稀硫酸中无变化。实验2截取浓硫酸液面上方变黑的铜丝，插入稀硫酸中无变化；将浓硫酸液面下方变黑的铜丝，插入稀硫酸，黑色明显变浅，溶液呈蓝绿色。实验3将溶液中的黑色颗粒状物质，经过滤、稀硫酸洗、蒸馏水洗、干燥后放入氧气流中加热，然后冷却，用电子天平称重发现质量减少10%左右。△第3页（共103页）析出淡黄色固体物质，在持续加热浓硫酸（沸腾）时，淡黄色固体物质又慢慢地消失。写出淡黄色固体消失的化学反应方程式：____。（3）对A试管中的浓H2SO4和铜丝进行加热，很快发现C试管中品红溶液褪色，但始终未见D试管中澄清石灰水出现浑浊或沉淀。你的猜想是：___________。设计实验验证你的猜想________________。（4）根据上述研究，结合所学知识，你认为液面下方铜丝表面的黑色物质成分是_____。（写化学式）4．（9分）茶是我国人民喜爱的饮品，其中含有多种有益于人体健康的成分，据测定茶叶中含有450种以上的有机成分与15种以上的元素。某化学研究小组欲探究茶叶中钙元素的含量，设计了探究实验方案如下：（已知茶叶中的铝、铁元素对钙离子的测定有影响）步骤1：称取500克干燥的茶叶，置于通风橱中，充分灼烧使茶叶灰化，再用研钵磨细后移入烧杯中，然后将200mL1mol·L-1盐酸加入灰中搅拌、过滤、洗涤。步骤2：向步骤1所得滤液中逐滴加入稀氢氧化钠溶液，调节溶液的pH为6～7左右，使铝、铁的氢氧化物完全沉淀，再加热煮沸30min，加入7.95g无水碳酸钠，充分搅拌，待沉淀完全后，过滤，洗涤，过滤后得到滤液和沉淀。步骤3：将步骤2所得的滤液稀释至500mL，取其中的20.00mL溶液以甲基橙作指示剂，用0.1000mol·L-1的HCl标准溶液滴定，终点时消耗盐酸的体积为20.00mL，计算结果。请回答下列问题步骤1中，使茶叶灰化需要三角架、泥三角、酒精喷灯、、等仪器。步骤2中，改用试剂________________来调节pH将更为方便；判断沉淀已经洗涤干净的方法是。步骤3中，滴定操作时，眼睛注视。被滴定的20mL滤液中CO32－的物质的量为______________mol，原茶叶中钙离子的质量分数为__________________。若碳酸钠试剂不纯，且所含杂质不与Ca2+反应，则测得的钙离子的质量分数将__________________(填下列序号之一：①偏小②偏大③不偏④偏小或偏大或不偏)5．（11分）某化学研究小组以铜为电极电解饱和食盐水，探究过程如下：【实验1】：如右下图装置，电源接通后，与电池负极相连的铜丝上有大量气泡产生；与电池正极相连的铜丝由粗变细。电解开始30s内，阳极附近出现白色浑浊，然后开始出现橙黄色浑浊，此时测定溶液的pH约为10。随着沉淀量的逐渐增加，橙黄色沉淀慢慢聚集在试管底部，溶液始终未出现蓝色。第4页（共103页）【实验2】：将实验1中试管底部的橙黄色沉淀取出，分装在两支小试管中，以后的操作和现象如下：序号操作现象①滴入稀硝酸溶液沉淀溶解，有无色气泡产生，最终得到蓝色溶液。②滴入稀硫酸溶液橙黄色沉淀转变为紫红色不溶物，溶液呈现蓝色阅读资料：常见铜的化合物颜色如下：物质颜色物质颜色氯化铜固体呈棕色，浓溶液呈绿色，稀溶液呈蓝色氢氧化亚铜(不稳定)橙黄色碱式氯化铜绿色氢氧化铜蓝色氧化亚铜砖红色或橙黄色氯化亚铜白色请回答下列问题：（1）铜的常见正化合价为____、_______，最终试管底部橙黄色沉淀的化学式_______________（2）阴极上发生的反应为：阳极上发生的反应为：（3）写出实验2中①、②的离子方程式①___________________________，②____________________________________。6.（12分）下列是某兴趣小组研究浓硫酸的氧化性的结论并进行了实验验证:①一般认为1:1的硫酸浓度大于60%，就具有一定的氧化性，越浓氧化性越强，60%以下的H2SO4氧化性就不怎么强了。②温度也影响氧化性，如铜放于冷的浓硫酸中反应不明显，如果加热就可以观察到明显现象。③98%的浓硫酸物质的量浓度为18.4mol·L－1，密度为1.84g·cm－3据以上信息回答：（1）如图装置，同学甲先向带支管的试管中放入铜粉和3mL水，然后从分液漏斗中加98%的浓硫酸10—15滴（约0.5mL），加热至沸腾，该试管中液体是否有有明显变化_________。试用数据解释原因__________________________________________。第5页（共103页）(2)甲同学再用分液漏斗加浓硫酸10mL再加热至沸腾，现象是____________________________________________________。(3)乙同学利用所示装置直接从分液漏斗中加浓硫酸10mL与铜片反应。所观察到与甲不同的现象是__________________原因是__________________________________。为了最终看到与甲类似的现象，乙同学需进行的操作是___________________。(4)乙同学进行加热，还在带支管的试管中观察到有黑色物质出现，大胆假设此物质是_______________。(以上试题由宝安中学江和平老师供稿)7、农民使用的氮肥主要是“氢铵”和尿素。某化学兴趣小组对某“氢铵”化肥进行了专项研究：（1）预测：根据已有知识和“氢铵”的名称，该小组预测该“氢铵”是碳酸或亚硫酸或硫酸的铵盐。（2）验证和探究：①NH4+的验证：取少量固体药品于试管中，然后。②阴离子的探究：a.取少量固体药品于试管中，然后向试管中滴加稀盐酸，固体全部溶解，将产生的气体通入下列装置。观察到的现象是：溴水无明显变化，澄清石灰水变浑浊。再向滴加稀盐酸反应后的试管中，加Ba(OH)2溶液，无明显现象。初步结论：“氢铵”是的铵盐。b.要进一步确定“氢铵”的成分还需要补做如下实验：取适量“氢铵”配制成溶液，取试液于一支洁净的试管中，加。（3）该实验小组设计了以下二个实验方案测定该化肥的含氮量，请你阅读后解释方案中提出的问题并进行评价：第6页（共103页）方案（一）：准确称取一定质量的样品，放入上图方案（一）的烧瓶中，滴加过量NaOH浓溶液，充分微热，按如图装置，通过实验测定烧杯增加的质量（忽略漏斗中附着溶液的质量）。然后进行计算，可得化肥的含氮量。方案（二）：准确称取一定质量的样品，放入上图方案（二）的烧瓶中，滴加过量NaOH浓溶液，充分微热，按如图装置(A管可以上下移动)，测量生成的氨气体积（设所测体积为标准状况下的体积）。然后进行计算，可得化肥的含氮量。方案（二）图中导管a的作用是请你评价上述两套方案是否合理。若合理只需要说明结论；若不合理，请简要说明原因，并指出修改方案（若要添加仪器、药品，请说明添加的位置、名称）方案（一）：方案（二）：8、某省2005年工业（主要是热电厂）二氧化硫排放总量为1.24×106t，全省酸雨污染比较严重。分析降雨成分发现，雨水中阴离子仍以硫酸根离子为主，约占阴离子总量的61.9%，阳离子以铵根离子为主，约占阳离子总量的84.1%。阴离子中SO42－和NO3－的质量比为4.13∶1，NO3－的比例呈明显上升的趋势。回答下列问题：⑴该省大气污染特征是A．煤烟型B．机动车尾气型C．由煤烟型向煤烟型与机动车尾气混合型转化D．由机动车尾气型向煤烟型与机动车尾气混合型转化A第7页（共103页）⑵请你提出该省防治酸雨的两条主要．．措施；。⑶某校研究性学习小组拟选择“不同地点．．．．空气中二氧化硫的含量