（山东专版）2019年中考化学复习 专题十七 科学探究题（讲解部分）素材（pdf）

专题十七　科学探究题４９　　　第六部分　专题拓展专题十七　科学探究题１５９题型特点１．科学探究的要素：提出问题、猜想与假设、设计实验、进行实验、收集证据、解释或结论、反思与评价、表达与交流等。中考科学探究题一般就从这几个环节进行考查。２．考查内容：近五年来，中考多次涉及科学探究题，考查的主要内容有：①验证金属的活动性顺序；②氢氧化钠变质的探究；③溶液的成分或酸碱性的探究；④过氧化氢分解时催化剂的探究；⑤化学反应速率的影响因素的探究；⑥化学反应生成物成分的探究等。３．题型赋分：科学探究题涉及的题型主要有填空题和实验探究题，分值占４～１３分，选择题很少涉及。４．能力层级：探究题以“重视基础、关注探究、联系实际、促进发展”为原则，主要考查学生的阅读理解能力，猜想能力，获取与处理信息能力，实验方案的设计与评价能力，对实验现象、数据的分析与对比能力及分类、比较、概括等科学方法的运用能力等，试题以中等或中等偏上难度为主，有较好的区分度。５．考查形式：以联系实际情景、后续学习内容、生活或社会热点等为命题背景，考查学生收集证据，处理信息，设计、评价与改进实验的能力。命题趋势　　１．热点预测：科学探究是学习和研究化学的重要方法，为了让学生体验探究的过程，获得探究的途径和方法，提高科学素养，预计今后中考对本专题的考查仍以填写实验报告或改进与评价实验方案为主，题型延续填空或实验探究题的形式，分值约为４～１３分。２．趋势分析：以课本基础知识和学生实验情景为载体，突出考查金属活动性顺序的验证和酸、碱、盐之间的反应，尤其是中和反应的探究及酸、碱、盐的化学性质的探究，与生活相关的干燥剂成分的探究等，应予以高度关注。􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋１５９一、探究题的命题特点１．对科学探究方法的考查。２．考查分析问题和解决问题的能力。３．关注科技动态，追踪社会热点。二、探究题题型分类及解法要正确解答探究题，需要搞清楚探究方案设计的思路方法、过程类型及遵循的“四性”原则，即科学性、安全性、可行性、简约性（步骤少、时间短、效果好等）。不同的探究题型应采用不同的解题方法。１．提出问题，作出猜想与假设类根据题目要求，从不同的角度提出问题，并进行猜想和假设。可用八种方法提出问题并进行猜想：（１）从“对立面”中发现问题并提出猜想；（２）从“逆向思维”中发现问题并提出猜想；（３）从生活或实验中发现问题并提出猜想；（４）从探索因果中发现问题并提出猜想；（５）在异常中发现问题并提出猜想；（６）在类比中发现问题并提出猜想；（７）在归纳判断中发现问题并提出猜想；（８）在“理所当然”中发现问题并提出猜想。然后结合猜想，依据已有的知识经验（如：物质的颜色、状态、气味等宏观性质和特征）去解答问题。注意提出的假设要周密，必须有一定的合理性，要有科学依据。例１　（２０１７新疆乌鲁木齐，１６，１２分）化学实验小组的同学在用锌粒与右图硫酸溶液（试剂瓶标签部分被腐蚀）反应时，发现有气泡产生，并闻到有刺激性气味。他们对此气体的成分进行了探究。【提出问题】锌粒加入该硫酸溶液反应生成的气体是什么？【查阅资料】①浓硫酸能与锌反应，但不产生氢气，也不会产生氧气，能生成二氧化硫气体；②ＳＯ２有刺激性气味，易溶于水，能使品红（一种红色色素）溶液褪色。【猜想与假设】甲同学认为：气体可能是Ｈ２；乙同学认为：气体可能是ＳＯ２；丙同学认为：气体还可能是　　　　　　。【实验探究】为了验证上述猜想，同学们在老师的指导下设计了如下图的装置（部分夹持器材略去，假设每个能发生的反应都完全进行）进行探究：􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋５０　　　５年中考３年模拟（１）图Ⅰ中ａ仪器的名称是　　　　　，图Ⅱ中Ｄ处气体发生装置可选图Ⅰ的　　　（填字母序号）。（２）实验开始后，观察到Ｅ中品红溶液褪色，证明气体中含有　　　。（３）Ｈ装置的作用是　　　　　　　，写出发生反应的化学方程式：　　　　　　　　　　　　　　。（４）Ｆ装置的作用是　　　　　　　　。（５）Ｇ装置在点燃酒精灯加热之前应先通一段时间的气体，目的是　　　　　　　　　　；加热一段时间后，观察到　　　　　　　　　，证明气体中含有Ｈ２。【实验结论】　　　同学的猜想是正确的。【反思与交流】①锌和浓硫酸反应生成硫酸锌、水和二氧化硫，为什么在反应过程中又产生了氢气呢？用文字简述原因：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。②锌与浓硫酸、稀硫酸反应都可以产生硫酸锌，如果需要制取硫酸锌，用锌与稀硫酸反应的优点是　　　　　　　　（任填一种合理的答案）。解析　【猜想与假设】气体还可能是氢气和二氧化硫的混合物。【实验探究】（１）由题图知ａ是长颈漏斗；根据反应物的状态和反应条件可知选取的发生装置为Ｂ或Ｃ。（２）由资料知ＳＯ２有刺激性气味，易溶于水，能使品红溶液褪色，观察到Ｅ中品红溶液褪色，证明气体中含有二氧化硫。（３）生成的二氧化硫会造成空气污染，所以用氢氧化钠溶液吸收，二氧化硫与氢氧化钠反应生成亚硫酸钠和水。（４）浓硫酸具有吸水性，所以Ｆ装置中的浓硫酸可以除去混合气体中的水蒸气。（５）氢气与空气混合在加热时可能发生爆炸，因此，在加热前要先通一段时间的气体，把装置内的空气全部排出；氢气能与氧化铜在加热条件下反应生成铜和水，会观察到黑色固体变红色。【实验结论】由以上分析得出气体中既有氢气，也有二氧化硫，故丙同学的猜想正确。【反思与交流】①随着反应的进行，浓硫酸逐渐变为稀硫酸，锌与稀硫酸反应生成氢气。②锌与浓硫酸反应会生成污染空气的二氧化硫，而与稀硫酸反应生成氢气，不会污染空气。答案　【猜想与假设】Ｈ２、ＳＯ２【实验探究】（１）长颈漏斗　Ｂ或Ｃ（２）ＳＯ２（３）吸收ＳＯ２　ＳＯ２＋２ＮａＯＨ􀪅􀪅Ｎａ２ＳＯ３＋Ｈ２Ｏ（４）吸收水蒸气（５）排尽装置内的空气　黑色固体变红【实验结论】丙【反思与交流】①随着反应的进行浓硫酸变成了稀硫酸②只产生氢气或无污染（合理答案均可）　　２．设计实验及验证类设计实验方案的原则：分析题干、紧扣假设、科学合理、操作简单、现象明显、安全可行、经济环保。该类试题是在现有实验方案的基础上完成的，多以填写实验步骤的形式出现。解答此类问题的关键是：紧扣实验目的、实验方案进行思考、解答。例２　（２０１６安徽，１４，８分）某研究小组对自动充气气球（示意图如下）进行下列探究。［查阅资料］该气球充气原理是：通过挤破液体包，使液体与白色粉末接触产生二氧化碳气体，实现气球自动充气。（１）为检验气体是二氧化碳，可选用　　　　　　　（填试剂名称）。探究一：液体包内溶液酸碱性的探究（２）室温时，用ｐＨ试纸测得溶液的ｐＨ＝３，则该溶液呈　　　　　性。探究二：白色粉末成分的探究［猜想与假设］甲同学认为是碳酸钙；乙同学认为是碳酸钠；丙同学认为是碳酸氢钠。［设计并进行实验］（３）将少量白色粉末放入水中搅拌，固体全部溶解，说明甲同学的猜想　　　　　（填“正确”或“不正确”）。（４）室温时，分别向盛有碳酸氢钠、碳酸钠和白色粉末样品的锥形瓶中注入等体积、足量的１０％盐酸（装置如下图），记录如下表：实验编号锥形瓶内物质名称质量／ｇ最终得到ＣＯ２体积／ｍＬ①碳酸氢钠０．１０Ｖ１②碳酸钠０．１０Ｖ２③白色粉末ａＶ１　　实验①的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　；表中ａ＝　　　　；Ｖ１　　　　Ｖ２（填“＞”“＜”或“＝”）。［分析并得出结论］（５）如何从上表中获取证据并得出结论？　　。解析　（１）二氧化碳可使澄清的石灰水变浑浊，故检验气体是否为二氧化碳，可选用澄清石灰水。（２）室温时，ｐＨ＜７，溶液呈酸性；ｐＨ＝７，溶液呈中性；ｐＨ＞７，溶液呈碱性。测得该溶液的ｐＨ＝３，则该溶液呈酸性。（３）根据固体全部溶解可知固体不是碳酸钙，说明甲同学的猜想不正确。（４）实验①为ＮａＨＣＯ３与ＨＣｌ的反应，化学方程式为ＮａＨＣＯ３􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋专题十七　科学探究题５１　　　＋ＨＣｌ􀪅􀪅ＮａＣｌ＋Ｈ２Ｏ＋ＣＯ２↑；实验①②③应选用质量相等的ＮａＨＣＯ３、Ｎａ２ＣＯ３、白色粉末，故ａ也为０．１０；根据化学方程式计算得出，等质量的ＮａＨＣＯ３、Ｎａ２ＣＯ３生成ＣＯ２的体积Ｖ１＞Ｖ２。（５）由表中数据可知等质量的白色粉末与ＮａＨＣＯ３生成ＣＯ２的体积相等，故白色粉末应为ＮａＨＣＯ３。答案　（８分）（１）澄清石灰水（１分）（２）酸（１分）（３）不正确（１分）（４）ＮａＨＣＯ３＋ＨＣｌ􀪅􀪅ＮａＣｌ＋Ｈ２Ｏ＋ＣＯ２↑（２分）０．１０（１分）　＞（１分）（５）根据表中ＣＯ２体积与锥形瓶内物质质量的关系，实验③与实验①相同，可得出白色粉末的成分为碳酸氢钠（１分，其他合理答案均给分）３．收集证据，解释与结论类该类试题多数以完善实验报告的形式呈现，要求填写实验现象、实验数据、绘制图表。解答此类问题的关键是：紧扣实验方案、实验步骤，进行观察、思考，准确描述、记录、细心绘制图表。解答此类问题要善于利用比较、分类、归纳等方法对数据和事实进行加工与整理，通过分析、判断、推理得出结论。例３　（２０１６山东潍坊，２６，１０分）某化学兴趣小组用下图装置验证一氧化碳还原氧化铜，并探究其还原产物的组成。（１）装置及反应原理探究①Ｂ装置中浓硫酸的作用为　　　　　　　　　　　　。②说明ＣＯ能还原ＣｕＯ的现象为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。③上述整套装置中发生的化学反应，其中属于化合反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　（不考虑ＣＯ２与Ｈ２Ｏ的反应）。（２）产物成分探究【查阅资料】Ⅰ．一氧化碳还原氧化铜，除生成铜外还可能生成氧化亚铜（Ｃｕ２Ｏ）；Ⅱ．Ｃｕ２Ｏ为不溶于水的红色固体；Ⅲ．Ｃｕ２Ｏ＋Ｈ２ＳＯ４􀪅􀪅ＣｕＳＯ４＋Ｃｕ＋Ｈ２Ｏ。【提出问题】红色固体含有什么物质？【猜想假设】假设一：红色固体只含Ｃｕ；假设二：红色固体只含Ｃｕ２Ｏ；假设三：　　　　　　　　。【实验验证】该小组为验证上述假设，取少量红色固体，加到足量稀硫酸中，观察到溶液变为蓝色，红色固体部分溶解。【实验结论】根据上述实验结果，可知红色固体中一定含有　　　　。【数据处理】为进一步确定红色固体的成分，甲、乙两同学分别称取各自实验后的一定质量的红色固体，加到足量稀硫酸中使其充分反应，经过滤、洗涤、干燥后，称量剩余红色固体质量如下表。请完善表中内容：实验人员红色固体（ｇ）剩余红色固体（ｇ）实验结论甲７．２３．２①　　　　　　乙４．０８２．４８②　　　　　　　　【交流与反思】只要假设合理、方法正确，根据实验现象和数据就能得出结论。解析　（１）①浓硫酸的作用是干燥一氧化碳气体。②一氧化碳还原氧化铜的现象为Ｃ装置玻璃管中的黑色粉末变为红色，Ｄ装置中的澄清石灰水变浑浊。③整套装置中发生的化学反应除了ＣＯ２＋Ｈ２Ｏ􀪅􀪅Ｈ２ＣＯ３外，还有２ＮａＯＨ＋ＣＯ２􀪅􀪅Ｎａ２ＣＯ３＋Ｈ２Ｏ、ＣＯ＋ＣｕＯ△　􀪅􀪅Ｃｕ＋ＣＯ２、Ｃａ（ＯＨ）２＋ＣＯ２􀪅􀪅ＣａＣＯ３↓＋Ｈ２Ｏ、２ＣＯ＋Ｏ２点燃　􀪅􀪅２ＣＯ２，属于化合反应的是２ＣＯ＋Ｏ２点燃　􀪅􀪅２ＣＯ２。（２）【猜想假设】红色固体的组成有三种可能，Ｃｕ、Ｃｕ２Ｏ、Ｃｕ和Ｃｕ２Ｏ，故猜想三为红色固体含有Ｃｕ和Ｃｕ２Ｏ。【实验结论】Ｃｕ和硫酸不反应，Ｃｕ２Ｏ和硫酸反应生成硫酸铜、水和铜。红色固体加到足量的硫酸中，溶液变为蓝色，说明有Ｃｕ２Ｏ，未溶解的红色固体可能全部是生成的Ｃｕ，不能确定原物质中是否有Ｃｕ。【数据处理】设：甲同学称取的红色固体中Ｃｕ２Ｏ的质量为ｘ。Ｃｕ２Ｏ＋Ｈ２ＳＯ４􀪅􀪅ＣｕＳＯ４＋Ｃｕ＋Ｈ２Ｏ　固体减少１４４　　　８０ｘ　　　　７．２ｇ－３．２ｇ１４４∶ｘ＝８０∶（７．２ｇ－３．２ｇ）　ｘ＝７．２ｇ所以甲同学称取的红色固体中只有Ｃｕ２Ｏ，假设二成立。设：乙同学称取的红色固体中Ｃｕ２Ｏ的质量为ｙ。Ｃｕ２Ｏ＋Ｈ２ＳＯ