人教版中考化学科学探究题专题练习(含答案)

科学探究题例1为测定空气中氧气的含量，某学生设计了如下一些实验并进行探究。请你参与评价或帮助他分析完成相关问题。Ⅰ.【探究目的】测定空气中氧气的含量。Ⅱ.【查阅资料】25℃(室温)、101kPa下，100g水可溶解0.1366gCO2。Ⅲ.【提出问题】氧气约占空气体积的多少？Ⅳ.【猜想假设】若各装置都能将集气瓶中的氧气耗尽、木炭燃烧都转化成CO2、烧杯中液体都足量，忽略导管中的空气和进入导管中的液体对测量的影响，则集气瓶中吸入液体体积应该约占集气瓶容积的_________。Ⅴ.【实验探究】方案甲乙丙丁装置操作①关闭旋塞；②将足量的铜网加热至红热状；②将足量的红磷点燃；②将足量的木炭点燃；②将足量的木炭点燃；③立即伸入集气瓶中并塞紧胶塞；④充分反应，待集气瓶中气温冷却至室温后打开旋塞；至烧杯中液面_____时记录集气瓶中吸入液体体积约占集气瓶容积几分之几。记录约1/5约1/5≤1/5约1/5结论氧气约占空气体积的1/5氧气约占空气体积的1/5空气中氧气的体积含量远小于1/5氧气约占空气体积的1/5Ⅵ.【反思交流】(1)当集气瓶中气温未冷却至室温即记录集气瓶中吸入液体体积约占集气瓶容积的体积分数为a，当集气瓶中气温冷却至室温后再记录集气瓶中吸入液体体积约占集气瓶容积的体积分数为b，则a_________b(填“＞”或“＜”或“=”)。(2)丁方案所测数据与猜想假设数据基本吻合的原因是_________(用化学方程式表示)。(3)丙方案所测数据远小于1/5的主要原因是_________。(4)以乙方案为例，试分析在测定过程中，对测定结果带来误差的因素可能有__________________(任答两点)。解析由空气中氧气的含量可知，若各装置都能将集气瓶中的氧气耗尽、木炭燃烧都转化成CO2、烧杯中液体都足量，忽略导管中的空气和进入导管中的液体对测量的影响，则集气瓶中吸入液体体积应该约占集气瓶容积的1/5。当瓶内的压强不再改变，不再吸入液体，烧杯中液面保持不变，这时便可读数。(1)当瓶内的压强偏高时，进入的液体偏少，所以a＜b；(2)由于二氧化碳能被氢氧化钠溶液吸收，瓶内的压强减小；(3)丙方案所测数据远小于1/5的主要原因是CO2气体在水中的溶解度不大；(4)在测定过程中，对测定结果带来误差的因素可能有：装置气密性差、集气瓶中气温未恢复至室温就读数、可燃物红磷、木炭的量偏少等。答案1/5保持不变(1)＜(2)2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O；(3)CO2气体在水中的溶解度不大(4)装置气密性差、集气瓶中气温未恢复至室温就读数等例2某兴趣小组同学为了探究干电池中物质的成分，将电池剖开时闻到异味且发现有黑色物质。【提出问题】为什么有异味？黑色物质的成分是什么？【网络搜索】干电池的成分有二氧化锰、铁粉及铵盐等物质。【实验设计】同学们分别设计实验进行探究。实验Ⅰ：小婧取适量黑色物质与___________混合置于研钵内研磨，嗅到氨味，再用湿润的石蕊试纸检测，试纸变蓝，证明黑色物质中含有铵盐。实验Ⅱ：小清用一种物理方法发现黑色物质中不含铁扮。他采用的方法是_________。实验Ⅲ：小明将黑色物质加入适量的水中搅拌，静置后过滤，取滤渣进行实验。实验步骤实验现象实验结论①取适量黑色滤渣装入试管中，再加入过氧化氢溶液_______________有气体生成②立即向试管中_______________木条复燃该气体是氧气上述实验中产生氧气的化学方程式为_______________，据此小明认为黑色物质中一定含有二氧化锰。【交流讨论】大家对小明的结论提出了质疑。(1)小莹认为若要证明黑色物质中一定含有二氧化锰，必须验证二氧化锰的质量和__________在反应前后都没有发生变化；(2)小仪认为除了小莹考虑的因素外，另一个原因是氧化铜等黑色物质对过氧化氢分解也有催化作用。【结论与反思】(1)干电池中一定含有铵盐，可能含有二氧化锰，一定不含有铁粉。(2)面对网络信息，我们要去伪存真，不应盲从。解析铵盐与碱混合会放出氨气，所以取适量黑色物质与熟石灰混合置于研钵内研磨，嗅到氨味，再用湿润的石蕊试纸检测，试纸变蓝，证明黑色物质中含有铵盐；铁能被磁铁吸引，所以用物理方法发现黑色物质中不含铁扮，他采用的方法是用磁铁吸引；二氧化锰和过氧化氢溶液混合会生成氧气，氧气具有助燃性，能使带火星的木条复燃；二氧化锰能加快过氧化氢溶液分解生成氧气的速率，而本身的质量和化学性质不变，所以若要证明黑色物质中一定含有二氧化锰，必须验证二氧化锰的质量和化学性质。答案氢氧化钙用磁铁吸引产生大量气泡伸入带火星的小木条2H2O22H2O+O2↑化学性质例3有一种神奇的蜡烛，点一下你怎么吹也吹不灭，而且看上去和普通的蜡烛一模一样，那么到底是什么玄机能让蜡烛持续燃烧？请你一起参与探究。查阅资料：普通蜡烛由石蜡和蜡烛芯制成，而吹不灭的蜡烛是在蜡烛芯上包裹一层打火石的粉末，打火石是由某种金属掺入少量稀土元素制成的合金，它的着火点只有150℃，当蜡烛燃烧时，金属并不燃烧；但当蜡烛吹灭后，未冷却的金属接触到氧气就发生燃烧，从而使蜡烛复燃。老师告诉同学们，蜡烛芯内打火石中的某种金属可能是镁、铁或铜中的一种，为确定该金属的成分，大家设计了以下实验方案，请你填空和回答有关问题(注：不考虑打火石中稀土元素对探究金属性质的影响)。实验操作步骤实验现象实验结论1切开蜡烛，取出打火石，用砂纸打磨打火石呈银白色该金属一定不是_______2取少量打磨后的打火石于试有无色气体产生，_______该金属一定不是铁，而是镁管中，滴加稀盐酸反思交流：(1)实验2中反应的化学方程式为______________________。(2)这种蜡烛燃烧时，蜡烛芯里的金属为什么不燃烧？__________________。(3)这种“吹不灭”的蜡烛实际上也可以熄灭，你采用的方法是___________________。解析打火石是银白色，而铜是紫红色的，所以该金属一定不是铜；根据氯化亚铁的溶液是浅绿色的事实分析可知：取灯芯加入盐酸如果生成无色的溶液则说明有没有铁存在。(1)镁与盐酸反应生成氯化镁和氢气；(2)根据燃烧的条件可知：灯芯金属不燃烧是因为石蜡蒸气起到了隔绝空气的作用；(3)要想使其熄灭可通过控制燃烧的条件完成，可以采用隔绝氧气或剪除灯芯或用湿抹布盖灭等方法。答案铜(或Cu)溶液为无色(1)Mg+2HCl=MgCl2+H2↑(2)蜡烛芯被石蜡蒸汽包围着，缺少氧气，里面的金属难以燃烧(3)剪除灯芯或用湿抹布盖灭(答案合理即可)例4小敏和小玉在实验室用盐酸和石灰石反应，分别用甲、乙装置(气密性均良好)进行二氧化碳的制取及性质实验，但均未发现澄清石灰水边浑浊。针对此现象，同学们提出了自己的想法。小敏同学实验时澄清石灰水未变浑浊的原因是__________________________。【提出问题】小玉同学实验时澄清石灰水为什么没有变浑浊呢？【作出猜想】猜想一：澄清石灰水变质；猜想二：反应产生的气体除了有二氧化碳外，还有氯化氢。【查阅资料】氯化氢气体溶于水形成盐酸。【实验探究】实验实验步骤实验现象实验结论实验Ⅰ将纯净的CO2通入到该实验所用的澄清石灰水中澄清的石灰水变浑浊猜想一不成立实验Ⅱ将反应产生的气体通入到_____________________________________猜想二成立同学们经过讨论发现，用丙装置(如图)在A、B中均加入实验Ⅱ所用试剂即可同时完成上述两个猜想的探究，其中B装置所起的作用是_____________。如果看到_____________现象，则两个猜想都成立。【实验反思】由实验可知，小玉同学实验时可能错误使用了一种药品，她使用的药品是_____________。解析(1)小敏同学实验装置中长颈漏斗的下端未伸入到液面以下，会导致产生的CO2气体从长颈漏斗中逸出，从而澄清的石灰水未变浑浊；(2)实验Ⅱ中，将反应产生的气体通入到硝酸银溶液中，若有白色沉淀产生，说明猜想二成立，因为硝酸银溶液是检验氯化氢气体的；用丙装置在A、B中均加入实验Ⅱ所用的硝酸银溶液，即可同时完成上述两个猜想的探究，其中B装置所起的作用是：检验氯化氢气体是否除尽，如果看到A中有白色沉淀产生，B、C中无变化的现象，则两个猜想都成立；(3)由实验可知，小玉同学实验时可能错误使用了浓盐酸，浓盐酸具有挥发性，挥发出的氯化氢气体导致二氧化碳不纯。答案(1)产生的气体从长颈漏斗中逸出(2)硝酸银溶液中有白色沉淀产生检验氯化氢气体是否除尽A中有白色沉淀产生，B、C中无变化的(3)浓盐酸例5化学兴趣小组设计的创新实验是“火龙生字”。在成果展示现场，某同学用硝酸钾的热饱和溶液先在白纸上书写“火”字，晾干后白纸上出现硝酸钾晶体(如图1)。用带火星的木条接触硝酸钾晶体，就会观察到白纸上写过字的地方燃烧并迅速蔓延，留下“火”字的黑色痕迹(如图2)。在场的同学对此产生了浓厚的兴趣，并进行了如下研究：【提出问题】为什么附有硝酸钾的白纸更容易燃烧？【查阅资料】硝酸钾受热易分解，生成亚硝酸钾(KNO2)和一种常见的气体单质。【猜想与假设】对于生产的是什么气体，四位同学有如下猜测：甲：二氧化氮；乙：氮气；丙：氧气；丁：氢气。同学丙指出不可能是二氧化氮、氢气，理由是：_____________、_____________。【进行实验】四位同学设计了实验对同学丙的猜想进行了验证，他们的操作方法是_____________，观察到的现象是_____________，说明同学丙的猜想正确。硝酸钾分解的化学方程式是__________________________。【解释与结论】白纸上写过字的地方更容易燃烧的原因是____________________。【反思与评价】为什么要用“硝酸钾的热饱和溶液”书写文字？已知硝酸钾在不同温度时的溶解度如下表：温度/℃20406080100溶解度/g31.663.9110169246你对上述问题的解释是__________________________。解析本题借助于创新实验——“火龙生字”来考查质量守恒定律、氧气的检验、燃烧的条件和溶解度等知识。【猜想与假设】二氧化氮不是单质，而硝酸钾中不含有氢元素，不可能生成氢气。【进行实验】要证明生成氧气，可以取硝酸钾晶体放在试管中加热，然后将带火星的木条伸进试管内，观察到木条复燃，证明生成的是氧气。【解释与结论】增大氧气的浓度可以促进燃烧，白纸上写过字的地方更容易燃烧的原因是硝酸钾晶体受热分解生成氧气，使写过字的白纸附近氧气的浓度增大。【反思与评价】根据表格可以看出，硝酸钾的溶解度随温度的升高而增大，使用“硝酸钾的热饱和溶液”书写文字，可以使更多的硝酸钾晶体附着在白纸表面。答案【猜想与假设】二氧化氮不是单质硝酸钾中不含有氢元素【进行实验】将少量硝酸钾晶体放在试管中加热，把带火星的木条放在试管中带火星的木条复燃确2KNO32KNO2+O2↑【解释与结论】硝酸钾晶体受热分解生成氧气，使写过字的白纸附近氧气的浓度增加【反思与评价】硝酸钾的溶解度随温度的升高而增大，用热饱和溶液能使白纸上附着更多的硝酸钾晶体跟踪练习1.用右图所示装置，在常温下，分别进行研究燃烧条件和研究氧气性质的实验。已知：白磷的着火点为40℃。内容步骤【实验1】研究燃烧条件【实验2】研究氧气性质Ⅰ烧杯中盛有80℃的热水，分别在燃烧匙和烧杯中导管口放置一小块白磷，塞紧瓶塞烧杯中盛有澄清石灰水，燃烧匙中放入木炭，点燃木炭后，迅速将燃烧匙伸入瓶中，塞紧瓶塞Ⅱ推入适量H2O2溶液推入适量H2O2溶液(1)H2O2稀溶液与MnO2接触时发生反应的化学方程式为_______________________。(2)实验1中，推入H2O2溶液前，燃烧匙和水中的白磷均不燃烧，原因分别是____________、______________；推入H2O2溶液后，观察到烧杯中的现象是________________________。(3)实验2中，推入H2O2溶液后，观察到木炭燃烧得更剧烈，由此得出氧气的性质是__________