2020中考化学总复习 满分必刷200题 08 科学探究20题（含解析）

2020中考化学总复习满分必刷200题满分必过探究20题1．2020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。老师告诉同学们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】装置质量A装置总质量C装置总质量实验前100.0g100.0g实验后105.4g113.2g【实验分析】（1）实验前，先通入氮气的目的是。（2）装置A中浓硫酸的作用是。（3）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。（4）装置C中发生的化学反应方程式为。（5）装置D的作用是。【数据处理】4.2g的HDPE膜样品中含碳元素的质量为g，含氢元素的质量为g。【实验结论】HDPE膜由碳元素、氢元素组成，不含其他元素的理由是（用数据分析）。【反思拓展】实验中的4.2gHDPE膜样品燃烧消耗的氧气质量为m，则m的取值范围为。【答案】【实验分析】（1）排尽试管内的空气，防止加热时发生爆炸（2）吸收水分（3）一氧化碳(CO)（4）2NaOH+CO2==Na2CO3+H2O（5）防止外界空气中的水和二氧化碳进入C装置中，影响测量结果【数据处理】3.60.6【实验结论】生成物中碳、氢元素的质量之和为4.2g【反思拓展】9.6≤m≤14.4【解析】可燃性气体或物质遇到明火有可能发生爆炸，所以排尽试管内的空气，防止加热时发生爆炸；由于浓硫酸具有吸水性，故利用其吸水性；一氧化碳具有还原性，可还有氧化铜，生成红色的铜；氢氧化钠溶液可吸收二氧化碳，其方程式为2NaOH+CO2==Na2CO3+H2O；由于空气中含有水分和二氧化碳，故防止外界空气中的水和二氧化碳进入C装置中，影响测量结果；A装置吸收水分，其吸收的质量为105.4g-100g=5.4g，故氢元素的质量为：5.4g×(2/18)×100%=0.6g；C装置的作用是吸收二氧化碳，吸收的质量为113.2g-100g=13.2g，故碳元素的质量为13.2g×(12/44)×100%=3.6g。因为3.6g+0.6g=4.2g，所以不含其他元素。根据化学方程式计算，0.6g的氢气完全燃烧需要氧气为4.8g；3.6g碳完全燃烧生成二氧化碳是消耗氧气为9.6g；当3.6g的碳不完全燃烧生成一氧化碳时，消耗氧气为4.8g；故消耗氧气的最少量为4.8g+4.8g=9.6g；消耗氧气的最大量为：4.8g+9.6g=14.4g，故9.6≤m≤14.4。2．某兴趣小组开展“测定密闭容器中某种气体的体积分数”的探究实验。【实验1】按图1所示装置，用红磷燃烧的方法测定空气中氧气的体积分数。【实验2】按图2所示装置，在集气瓶内壁用水均匀涂附铁粉除氧剂（其中辅助成分不干扰实验），利用铁锈蚀原理测定空气中氧气的体积分数。（1）实验1中，红磷燃烧的主要现象是。红磷熄灭后，集气瓶冷却至室温，打开K，水能倒吸入集气瓶的原因是。（2）为提高实验的准确性，以上两个实验都需要注意的事项是（写一点）。（3）实验过程中，连接数字传感器，测得实验1、实验2中氧气的体积分数随时间变化的关系分别如图3、图4所示。依据图3，图4信息，（填“实验1”或“实验2”）的测定方法更准确，判断依据是。（4）结合你的学习经验，若要寻找红磷或铁粉除氧剂的替代物，用图1或图2装置测定空气中氧气的体积分数，该替代物应满足的条件是（写两点）。【实验3】测定用排空气法收集到的集气瓶中二氧化碳的体积分数。（5）甲同学设计图5所示装置进行测定。浓NaOH溶液的作用是（用化学方程式表示）。（6）乙同学提出，仅利用图6所示装置，在不添加其他试剂的前提下，也能测得集气瓶中二氧化碳的体积分数。为达到实验目的，操作方法是。【答案】（1）产生了大量的白烟氧气被消耗，集气瓶内气体压强小于大气压（2）装置的气密性要良好（3）实验2反应后，实验1集气瓶内剩余氧气的体积分是8.6%，实验2集气瓶内氧气几乎要耗尽（4）能够和氧气反应，生成物不是气体（5）2NaOH+CO2＝Na2CO3+H2O（6）用冰水冷却集气瓶，打开K【解析】（1）实验1中，红磷燃烧的主要现象是：产生了大量的白烟等。红磷熄灭后，集气瓶冷却至室温，打开K，水能倒吸入集气瓶的原因是：氧气被消耗，集气瓶内气体压强小于大气压。（2）为提高实验的准确性，以上两个实验都需要注意的事项是装置的气密性要良好等。（3）实验过程中，连接数字传感器，测得实验1、实验2中氧气的体积分数随时间变化的关系分别如图3、图4所示。依据图3，图4信息可知，实验2测定方法更准确，判断依据是：反应后，实验1集气瓶内剩余氧气的体积分是8.6%，实验2集气瓶内氧气几乎要耗尽。（4）用图1或图2装置测定空气中氧气的体积分数，该替代物应满足的条件是能够和氧气反应，生成物不是气体；（5）二氧化碳与氢氧化钠反应生成了碳酸钠和水，化学方程式是：2NaOH+CO2＝Na2CO3+H2O；（6）由于密封装置内气体的压强随温度的降低而减小，为达到实验目的，操作方法是用冰水冷却集气瓶，打开K，瓶内为温度降低，压强减小，氢氧化钠溶液被吸入，吸收了二氧化碳，可以测定出集气瓶中二氧化碳的体积分数。3．某化学兴趣小组的同学探究木炭还原氧化铜的实验，实验装置如图。实验时a中的固体由黑色变红色，b中的试管内产生气泡和白色沉淀。（查阅资料）氧化亚铜(Cu2O)是红色固体，能与稀硫酸发生如下反应：Cu2O+H2SO4=Cu+CuSO4+H2O，铜离子在溶液中显蓝色。（提出问题）已知实验后a中的红色固体含有单质铜，是否还含有氧化亚铜(Cu2O)呢？（1）（实验验证）取a中的红色固体少量于试管中，加入稀硫酸溶液，试管中出现溶液变蓝色，证明固体中确实含有________。（2）（提出问题）木炭还原氧化铜产生的气体是什么?（提出猜想）猜想一：只有CO2；猜想二：只有CO；猜想三：含有CO和CO2。（提出质疑）有同学认为猜想二错误，他们的理由是________；（3）（设计实验）基于猜想3，根据CO和CO2的性质，兴趣小组同学设计了如下实验观察到A装置中的澄清石灰水变浑浊，证明产生气体中有CO2气体生成，A装置中的化学反应方程式为：________；有两种实验现象都能分别证明产生的气体中含有CO；①C装置中澄清石灰水不变浑浊，F装置中出现________的现象；②E装置中出现________的现象，E装置中化学反应方程式为________；（4）（实验结论）通过实验探究证明：猜想3成立。（交流反思）兴趣小组认为图1装置不够完善，为了防止尾气对空气的污染，应该把图1装置中的b部分装置换成下列________装置(填字母序号)。【答案】（1）Cu2O（2）一氧化碳不能和氢氧化钙反应（3）CO2+Ca（OH）2═CaCO3↓+H2O澄清石灰水变浑浊黑色固体变红CuO+COCu+CO2（4）A或C或D【解析】[实验验证]取a中的红色固体少量于试管中，加入稀硫酸，试管中出现固体部分溶解，溶液由无色变成蓝色，说明氧化亚铜和硫酸反应生成了硫酸铜，证明固体中确实含有Cu2O。[提出质疑]甲同学认为猜想二错误，理由是一氧化碳不能和氢氧化钙反应，因此b中的试管内不能产生白色沉淀。[设计实验]观察到A装置中的澄清石灰水变浑浊，证明产生气体中有CO2气体生成，A装置中的化学反应方程式为：CO2+Ca（OH）2═CaCO3↓+H2O；①C装置中澄清石灰水不变浑浊，F装置中出现澄清石灰水变浑浊的现象；②E装置中出现黑色固体变红的现象，E装置中是一氧化碳和氧化铜反应生成铜和二氧化碳，反应的化学反应方程式为CuO+COCu+CO2；[交流反思]为了防止尾气对空气的污染，应该把上图装置中的b部分装置换成如图2中的A、C、D都可以，这是因为A、C、D装置都能够防止一氧化碳进入空气中。4．“双吸剂”是一种常见袋装食品的保鲜剂，能吸收空气中的氧气，二氧化碳、水蒸气等．化学兴趣小组的同学在某食品袋中发现一包“双吸剂”，其标签如图所示．同学们对这包久置的“双吸剂”固体样品很好奇，设计实验进行探究．【提出问题】久置“双吸剂”固体的成分是什么？【查阅资料】①铁与氯化铁溶液在常温下发生反应生成氯化亚铁．Fe+2FeCl3═3FeCl2②碱性的Na2CO3溶液可以和中性的CaCl2溶液发生复分解反应．【作出猜想】久置固体中可能含有Fe、Fe2O3、CaO、Ca(OH)2和CaCO3（1）【实验探究1】下表是小明设计的实验方案和记录的实验报告，请你补充完整：实验操作实验现象实验结论①取少量固体放于试管中，滴加一定量的________，用带导管的单孔橡皮塞塞紧试管口，导管另一端伸入澄清石灰水中．试管中固体逐渐减少，有大量无色气体产生，得到浅绿色溶液，澄清的石灰水变浑浊．样品中一定含有___________，不含Fe2O3②取少量样品放入试管中，加水溶解，静置后取上层清液滴加无色酚酞试液．试管底部有不溶物，上层清液由无色变为红色样品中含有_______【实验质疑】小组同学通过讨论认为实验中并不能得出一定含Fe2O3的结论，理由是________（用化学方程式表示）。为进一步确定这包久置的“双吸剂”固体的成分进行如下定量试验。（2）【实验探究2】取3g样品研碎，并用磁铁充分吸引后，得到剩余固体2.6g，按照如图流程进行实验，请回答相关问题：①操作二、操作三名称是________；②固体Ⅰ的成分是________（填物质化学式，下同）；③烧杯A中溶液和加入的碳酸钠溶液反应化学方程式为________；④依据实验探究1，2中现象的分析及数据计算判断，这包久置“双吸剂”固体的成分是________。【实验反思】下列对实验探究1、2的反思，不正确的是________（填字母序号）。A．对物质成分的探究有时需要定性与定量实验的结合B．实验探究2烧杯C中的溶质为Na2CO3和NaOHC．实验探究1、2中都有气体产生，但生成的气体成分不同D．在原样品中加入足量盐酸有4个反应发生．【答案】（1）稀盐酸Fe和CaCO3氧化钙或氢氧化钙Fe2O3+6HCl═2FeCl3+3H2OFe+2FeCl3=3FeCl2（2）①过滤②CaCO3和Fe2O3③Ca(OH)2+Na2CO3═CaCO3↓+2NaOH④Fe、Fe2O3、CaO、Ca(OH)2、CaCO3【实验反思】D【解析】【实验探究1】由题目中可知固体成分可能含有Fe、Fe2O3、CaO、Ca（OH）2和CaCO3，由表中实验现象：“试管中固体逐渐减少，有大量无色气体产生，得到浅绿色溶液，澄清石灰水变浑浊．”说明固体和一种物质反应生成了二氧化碳气体（澄清石灰水变浊的气体），和一种含有Fe2+的物质（得到浅绿色溶液），实验室里制取二氧化碳气体的方法为用石灰石和稀盐酸反应，其化学方程式式为：CaCO3+2HCl═CaCl2+H2O+CO2↑，而铁也可以和稀盐酸反应生成氯化亚铁和氢气，其化学方程式为：Fe+2HCl═FeCl2+H2↑，可以推出加入的这种物质为稀盐酸，固体物质中一定有的物质是Fe和CaCO3；其他的固体物质中可以和稀盐酸反应的有：①氧化钙和盐酸反应生成氯化钙（溶液为无色）和水，其反应化学方程式为：CaO+2HCl═CaCl2+H2O；②氢氧化钙和盐酸反应生成氯化钙（溶液为无色）和水，其反应的化学方程式为：Ca(OH)2+2HCl═CaCl2+2H2O；③氧化铁和盐酸反应生成氯化铁（溶液为黄色）和水，其反应的化学方程式为：Fe2O3+6HCl═2FeCl3+3H2O．由于最后所得溶液没有显黄色，也就是溶液中没有，所以固体物质中一定没有Fe2O3。加水溶解后，氧化钙可和和水反应生成氢氧化钙，同时反应放