中考化學(xué)二輪專題復(fù)習(xí)難點07 實驗探究題之方法探究類（教師版）

熱點07實驗探究題之方法探究類【命題趨勢】 近幾年中考化學(xué)試卷普遍注重聯(lián)系實際，方法探究實驗的試題的素材來源廣泛，命題者常以日常學(xué)習(xí)和生活情景為題材，體現(xiàn)出化學(xué)實驗的實用性，為高中學(xué)習(xí)打下堅實的知識和能力的基礎(chǔ)。主要考察學(xué)生分析問題、解決問題的能力，加大對學(xué)生科學(xué)思維的考核?！緷M分技巧】 一個完整的實驗過程包括：1.提出問題；2.猜想假設(shè)；3.查閱資料；4.實驗設(shè)計及實施；5.解釋與結(jié)論；6.反思與評價。其實實驗探究的出題目的是注重實驗探究過程而不是材料的來源，任何實驗探究題都會結(jié)合學(xué)生學(xué)習(xí)的知識，只是大家一看到陌生材料就有些恐慌。要想做好實驗探究題必須學(xué)會從材料中獲取有效信息，并能夠靈活運用。實驗探究對老師和學(xué)生的引導(dǎo)就是針對驗證性的實驗要學(xué)會選擇不同的方法，針對某方法實驗的現(xiàn)象要進行多方面的思考，將可能的因素排除后，才能得到準(zhǔn)確的結(jié)論，體現(xiàn)了科學(xué)研究的嚴(yán)謹(jǐn)性。如：通過實驗過程中常見的現(xiàn)象引入探究，考察了學(xué)生作出猜想的能力，根據(jù)猜想進行實驗設(shè)計，常常運用科學(xué)研究中的控制變量法，即針對某一實驗涉及的因素，控制其他因素不變，改變某一因素，從而考察這一因素對實驗的影響。對實驗方案評價時一般從以下幾個方面入手：方案在理論上是否科學(xué)合理，是否具有嚴(yán)密性；在滿足安全性的前提下，操作上是否簡單易行；從環(huán)境角度考慮，是否會給環(huán)境造成污染；從經(jīng)濟角度評價，是否節(jié)約試劑、降低成本和提高產(chǎn)品質(zhì)量?！緹狳c內(nèi)容】1.氧氣和二氧化碳的制取；2.質(zhì)量守恒定律；3.燃燒與滅火；4.金屬腐蝕與防腐；5.酸、堿、鹽、氧化物、金屬單質(zhì)之間的反應(yīng)?！鞠迺r檢測】(建議用時：30分鐘)1.(2020?安徽省中考)金屬防腐是科學(xué)研究中的重大課題。某校學(xué)習(xí)小組以鐵的腐蝕為項目進行如下研究?！菊J(rèn)識鐵的腐蝕】(1)下列環(huán)境中的鐵制品最容易生銹的是(填字母序號)。A．未擦干的鐵鍋 B．涂油漆的欄桿 C．盛水的不銹鋼水杯(2)鐵銹的主要成分是Fe2O3?xH2O，其中鐵元素的化合價是?！咎骄胯F的腐蝕】(3)該小組用如圖甲裝置進行實驗，起始時量筒內(nèi)水面處于50mL刻度處，之后水面緩慢上升。幾天后水面最終處于約(填“40”或“10”)mL刻度處，原因是?！就卣固骄俊?4)小強同學(xué)進行如下實驗：取鐵釘用砂紙打磨，稱其質(zhì)量，按如圖乙安裝裝置，放置3天，再取出鐵釘稱量。在不同溫度下重復(fù)上述實驗，得到鐵釘質(zhì)量增加情況如下表。溫度/℃10203040506070鐵釘質(zhì)量增加/g0.020.040.080.160.180.180.18小強同學(xué)的實驗是探究因素對鐵釘腐蝕快慢的影響，結(jié)論是。注意：若答對第(5)小題獎勵3分，化學(xué)試卷總分不超過40分。(5)有同學(xué)認(rèn)為小強的實驗未能真實反映50℃以后鐵釘腐蝕的快慢，理由是50℃以后鐵釘質(zhì)量沒有變化。請分析鐵釘質(zhì)量沒有變化的原因：；改進實驗方案證明你的分析：?！窘馕觥?1)因為鐵生銹的條件是與氧氣和水同時接觸，A．未擦干的鐵鍋中鐵與水和氧氣同時接觸易生銹，B．涂油漆的欄桿隔絕氧氣和水不易生銹，C．盛水的不銹鋼水杯，由于不銹鋼也不易生銹，故填：A；(2)依據(jù)在化合物中正負(fù)化合價的代數(shù)和為零，根據(jù)鐵銹的化學(xué)式Fe2O3?xH2O，設(shè)鐵元素化合價為a，2a+3×(﹣2)+x[(+1)×2+(﹣2)]＝0a＝+3，故填：+3價；(3)因為鐵絲絨生銹消耗試管內(nèi)的氧氣，又知空氣中的氧氣約占空氣體積的1/5，可知量筒水面刻度上升到40ml處，故填：40；鐵銹蝕消耗氧氣，且氧氣約占空氣總體積的1/5；(4)分析表格中的數(shù)據(jù)可推知實驗探究的因素為溫度，其實驗結(jié)論為在其它條件相同時，溫度在10～50℃的范圍內(nèi)，溫度越高，鐵釘腐蝕的速度越快，故填：溫度；在其它條件相同時，溫度在10～50℃的范圍內(nèi)，溫度越高，鐵釘腐蝕的速度越快；(5)因為鐵絲絨生銹后，量筒水面刻度上升到40ml處，說明試管內(nèi)的氧氣全部耗盡，所以50℃后鐵釘?shù)馁|(zhì)量不再增加，向試管內(nèi)通入氧氣，鐵釘會繼續(xù)生銹，鐵銹的質(zhì)量繼續(xù)增加，故填：試管內(nèi)的氧氣已耗盡，剩余的鐵不能繼續(xù)銹蝕；向乙裝置的試管中充入氧氣，并在50℃的環(huán)境中放置3天；若鐵釘增加的質(zhì)量大于0.18g，則分析成立?！敬鸢浮?1)A；(2)+3價；(3)40；鐵銹蝕消耗氧氣，且氧氣約占空氣總體積的1/5；(4)溫度；在其它條件相同時，溫度在10～50℃的范圍內(nèi)，溫度越高，鐵釘腐蝕的速度越快；(5)試管內(nèi)的氧氣已耗盡，剩余的鐵不能繼續(xù)銹蝕；向乙裝置的試管中充入氧氣，并在50℃的環(huán)境中放置3天；若鐵釘增加的質(zhì)量大于0.18g，則分析成立。【點評】本題考查了鐵生銹的條件和空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)，分析實驗，分析表格數(shù)據(jù)的能力?？偨Y(jié)實驗規(guī)律，設(shè)計實驗方案能力。2.(2020?長沙市中考)在學(xué)習(xí)復(fù)分解反應(yīng)發(fā)生的條件后，同學(xué)們利用已學(xué)知識，對稀硫酸與下表中的四種化合物的溶液之間能否發(fā)生反應(yīng)作出判斷，并進行實驗驗證：物質(zhì)NaOH溶液NaCl溶液K2CO3溶液Ba(NO3)2溶液能否反應(yīng)能不能能能實驗現(xiàn)象無明顯現(xiàn)象無明顯現(xiàn)象產(chǎn)生氣泡產(chǎn)生白色沉淀(1)判斷NaOH溶液與稀硫酸能發(fā)生反應(yīng)的依據(jù)是生成物中有生成。【提出問題】對于沒有明顯現(xiàn)象的反應(yīng)，如何設(shè)計實驗進行證明？【設(shè)計實驗】在老師的指導(dǎo)下，同學(xué)們向少量稀硫酸中逐滴加入過量NaOH溶液，并進行了如下分組實驗：組號操作實驗現(xiàn)象結(jié)論1用pH試紙測定實驗前后溶液的pHpH由1變至9能反應(yīng)2向反應(yīng)后的溶液中加入適量Ba(NO3)2溶液溶液產(chǎn)生白色沉淀不能反應(yīng)3向反應(yīng)后的溶液中加入適量K2CO3溶液能反應(yīng)(2)若開始時將pH試紙用蒸餾水潤濕。則測得的稀硫酸的pH將(填“偏大”、“偏小”或“不變”)。(3)請你判斷第2小組同學(xué)得出的結(jié)論是否正確，并說明理由。(4)第3小組的實驗現(xiàn)象為?！緦嶒灲Y(jié)論】對于無明顯現(xiàn)象的反應(yīng)，我們可以分析比較反應(yīng)物和生成物的性質(zhì)，從多個角度設(shè)計實驗進行證明。【實驗反思】向NaOH溶液中通入少量CO2．再向其中加入，有氣泡產(chǎn)生，即可證明NaOH與CO2發(fā)生了反應(yīng)?！就卣固嵘肯×蛩崤cNaCl溶液不能發(fā)生反應(yīng)，請你設(shè)計實驗進行證明(寫出實驗操作與現(xiàn)象)?！窘馕觥?1)氫氧化鈉和稀硫酸反應(yīng)生成硫酸鈉和水，復(fù)分解反應(yīng)能發(fā)生的條件是生成物中有沉淀、氣體或水；故答案為：水。(2)pH試紙被蒸餾水濕潤后，再滴加硫酸，相當(dāng)于將硫酸稀釋，溶液氫離子濃度降低，因此測得pH偏大；故答案為：偏大。(3)硫酸根與硝酸鋇反應(yīng)生成硫酸鋇沉淀，因此不管反應(yīng)是否發(fā)生，溶液中都存在硫酸根，產(chǎn)生沉淀，因此無法得出是否發(fā)生反應(yīng)；故答案為：不正確，硫酸鈉也可以與硝酸鋇生成硫酸鋇白色沉淀。(4)少量稀硫酸加入過量氫氧化鈉后，溶液中存在硫酸鈉和氫氧化鈉，加入碳酸鉀不會發(fā)生反應(yīng)，因此無明顯現(xiàn)象發(fā)生；故答案為：無明顯現(xiàn)象?！緦嶒灧此肌扛鶕?jù)實驗結(jié)論氫氧化鈉與二氧化碳發(fā)生了反應(yīng)，則有碳酸鈉存在，碳酸鈉可與稀鹽酸反應(yīng)生成二氧化碳，看到氣泡，則證明二氧化碳與氫氧化鈉發(fā)生了反應(yīng)；故答案為：足量的稀鹽酸。【拓展提升】稀硫酸和氯化鈉不發(fā)生反應(yīng)，則存在硫酸，因此可以根據(jù)硫酸與碳酸鈉反應(yīng)生成硫酸鈉、水和二氧化碳的性質(zhì)，觀察有無氣泡證明氫離子的存在，加入氯化鋇溶液，硫酸根與鋇離子生成硫酸鋇沉淀，證明硫酸根存在，從而結(jié)合兩者現(xiàn)象證明含有硫酸；故答案為：取混合后溶液，加入少量碳酸鈉，有氣泡產(chǎn)生，然后再加入氯化鋇溶液，有白色固體產(chǎn)生?！敬鸢浮?1)水；(2)偏大；(3)不正確，硫酸鈉也可以與硝酸鋇生成硫酸鋇白色沉淀；(4)無明顯現(xiàn)象；足量的稀鹽酸；取混合后溶液，加入少量碳酸鈉，有氣泡產(chǎn)生，然后再加入氯化鋇溶液，有白色固體產(chǎn)生。3.(2020?福建省中考)欲證明“CO2與NaOH發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)”，某化學(xué)興趣小組進行以下探究實驗(實驗裝置中夾持儀器已略去)。【實驗1】配制溶液。(1)用NaOH固體配制20g20%NaOH溶液，無需用到的玻璃儀器有(填標(biāo)號)。A．膠頭滴管B．酒精燈C．量筒D．燒杯E．玻璃棒【實驗2】按如圖1所示裝置進行實驗。實驗前U型管兩端液面相平，將NaOH溶液滴入試管中，恢復(fù)到室溫后，U型管中的液面左高右低。據(jù)此，甲同學(xué)得出“CO2與NaOH發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)”的結(jié)論。(2)U型管中液面高度發(fā)生變化的原因是。(3)上述結(jié)論的證據(jù)不充足，理由是。【實驗3】按圖2所示裝置進行實驗。查閱資料：i．CaCl2溶液呈中性；ii．CaCl2+2NaOH═Ca(OH)2↓+2NaCl。實驗步驟如下：①檢查裝置的氣密性，往裝置中加入藥品；②關(guān)閉K1、K2，將注射器中的NaOH溶液緩緩?fù)迫階中；③A中物質(zhì)充分作用后，打開K1，B中無色溶液倒吸入A中，A中產(chǎn)生沉淀且溶液顯紅色；④關(guān)閉K1，打開K2，將注射器活塞向上拉，C中溶液倒吸入A中。(4)步驟③“產(chǎn)生沉淀”的現(xiàn)象仍不足以證明CO2與NaOH發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)，理由是。(5)步驟④中，若觀察到(填現(xiàn)象)，證明CO2與NaOH發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)。CO2與NaOH反應(yīng)的化學(xué)方程式為?！窘馕觥?1)A．膠頭滴管用于量取液體體積時使用，A不符合題意；B．酒精燈用于加熱，在配置溶液時用不到，B符合題意；C．量筒量取液體體積，用于量取溶劑，C不符合題意；D．燒杯用于氫氧化鈉固體稱量和溶解，D不符合題意；E．玻璃棒用于固體的溶解，E不符合題意；故答案為：B。(2)二氧化碳與氫氧化鈉反應(yīng)生成碳酸鈉和水，氣體減少，內(nèi)部壓強降低，外界大氣壓將水壓向左側(cè)，造成液面左高右低的現(xiàn)象；故答案為：試管內(nèi)氣體減少，壓強降低。(3)由于二氧化碳可以溶于水中，也可以引起氣體體積減少，因此為了說明發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，除了驗證反應(yīng)物的減少，還需要驗證有新物質(zhì)的生成，因此還需要有碳酸鈉的生成；故答案為：沒有證明有新物質(zhì)生成。(4)氫氧化鈉溶液含有水，二氧化碳可能溶于水，造成內(nèi)部壓強減小，含有酚酞的氯化鈣溶液倒吸入A中，根據(jù)題目信息可知，氯化鈣與氫氧化鈉反應(yīng)生成氫氧化鈣沉淀和氯化鈉，氫氧化鈉溶液顯堿性，此時也會產(chǎn)生沉淀，溶液變紅現(xiàn)象，不能說明二氧化碳與氫氧化鈉發(fā)生了反應(yīng)；故答案為：氯化鈣也可以與氫氧化鈉可以反應(yīng)生成氫氧化鈣沉淀和氯化鈉。(5)鹽酸可與碳酸鈉反應(yīng)生成氯化鈉、水和二氧化碳，因此可以看到氣泡，證明有碳酸鈉存在，從而說明二氧化碳與氫氧化鈉發(fā)生了反應(yīng)；二氧化碳與氫氧化鈉反應(yīng)生成碳酸鈉和水，書寫化學(xué)方程式注意配平，所以為CO2+2NaOH＝Na2CO3+H2O；故答案為：A中有氣泡產(chǎn)生；CO2+2NaOH＝Na2CO3+H2O?！敬鸢浮?1)B；(2)試管內(nèi)氣體減少，壓強降低；(3)沒有證明有新物質(zhì)生成；(4)氯化鈣也可以與氫氧化鈉可以反應(yīng)生成氫氧化鈣沉淀和氯化鈉；(5)A中有氣泡產(chǎn)生；CO2+2NaOH＝Na2CO3+H2O。4.(2020?黑龍江省中考)某研究小組利用如圖所示裝置進行探究實驗。已知：①碳酸鎂加熱分解MgCO3MgO+CO2↑②氫氧化鈉溶液常用于吸收二氧化碳?xì)怏w(1)裝置B中發(fā)生的反應(yīng)(用化學(xué)方程式表示)。(2)裝置C中盛有足量的氫氧化鈉溶液，它的作用。(3)裝置D中無水氯化鈣的作用。(4)裝置E中發(fā)生反應(yīng)后可觀察到的現(xiàn)象是。(5)從環(huán)保角度看，該裝置有明顯不足之處是。(6)圖中裝置F是安全瓶，能防倒吸，從實驗安全角度考慮，本實驗還應(yīng)該在裝置和之間添加裝置F?！窘馕觥?1)依據(jù)題中已知①可知A中碳酸鎂加熱分解MgCO3MgO+CO2↑產(chǎn)生二氧化碳進入B裝置與炭粉在高溫下反應(yīng)生成一氧化碳，反生反應(yīng)的方程式為：CO2+C2CO，故填：CO2+C2CO；(2)依據(jù)題中已知②氫氧化鈉溶液常用于吸收二氧化碳?xì)怏w，所以裝置C的作用是除去沒反應(yīng)完二氧化碳；故填：除去沒反應(yīng)完的二氧化碳?xì)怏w；(3)因為氯化鈣具有吸水性，所以氯化鈣的作用是干燥氣體，故填：干燥氣體；(4)因為一氧化碳在高溫的條件下能將紅色的氧化鐵粉末還原成黑色的鐵，裝置E中發(fā)生反應(yīng)后可觀察到的現(xiàn)象是紅色粉末逐漸變成黑色，故填：紅色粉末逐漸變成黑色；(5)因為CO有毒會污染空氣，沒反應(yīng)完的CO要進行尾氣處理，故填：無尾氣處理裝置；(6)圖中裝置F是安全瓶，能防倒吸，因為F介于E、G之間，即高溫加熱與液體洗氣瓶之間，類比B、C裝置也是高溫加熱與液體洗氣瓶相連接，所以在B、C之間也需要添加裝置F安全瓶，防倒吸，故填：B；C。【答案】(1)CO2+C2CO；(2)除去沒反應(yīng)完的二氧化碳?xì)怏w；(3)干燥氣體；(4)紅色粉末逐漸變成黑色；(5)無尾氣處理裝置；(6)B；C。5.(2020?寧夏中考中考)學(xué)習(xí)完金屬的化學(xué)性質(zhì)，同學(xué)們來到實驗室進行鋅、銅、銀三種金屬活動性順序的探究活動。實驗桌上老師提供的藥品有：鋅片、銅片、銀片、硫酸鋅溶液、硫酸銅溶液、硝酸銀溶液和稀硫酸?！局贫ㄓ媱潯吭诶蠋煹闹笇?dǎo)下，經(jīng)過討論，同學(xué)們設(shè)計出了以下幾種實驗方案：方案一：銅片、硫酸鋅溶液、硝酸銀溶液；方案二：鋅片、銀片、硫酸銅溶液；方案三：鋅片、銅片、硫酸銅溶液、硝酸銀溶液；你的設(shè)計方案是。【進行實驗】小華同學(xué)選用方案三進行如下探究，請你幫他完成表格中的空白(注：表格中實驗操作一欄用文字描述或圖示表示均可)：實驗操作實驗現(xiàn)象分析與結(jié)論。金屬活動性：CuAg(填“＞”或“＜”)。。鋅片表面附著一層紅色物質(zhì)，溶液由藍(lán)色逐漸變?yōu)闊o色。金屬活動性：ZnCu(填“＞”或“＜”)，反應(yīng)的化學(xué)方程式為?！窘忉屌c結(jié)論】根據(jù)上述實驗，小華得出三種金屬活動性由強到弱的順序是?！痉此寂c評價】探究活動結(jié)束后，同學(xué)們分享自己的收獲與不足，并進行反思：1．有同學(xué)提出，小華的實驗中不用硫酸銅溶液也能得到相同的實驗結(jié)論。簡要說明其驗證方法：。2．經(jīng)過討論，大家一致認(rèn)為以上實驗方案中，方案較好。3．小華提出，試管中的金屬可以回收再利用，這樣做的意義是。【拓展與延伸】好奇地小華在老師的指導(dǎo)下，把一定量的鋅粒加入硫酸銅和硝酸銀的混合溶液中，充分反應(yīng)一段時間后，過濾，發(fā)現(xiàn)濾液呈無色。此時，濾渣中一定含有，溶液中離子數(shù)目增加的是?！窘馕觥俊局贫ㄓ媱潯窟€可以選擇以下藥品：鋅片、銅片、稀硫酸、硝酸銀溶液，可將鋅片和銅片分別放入盛有稀硫酸的試管中，鋅片表面產(chǎn)生氣泡，而銅片表面沒有產(chǎn)生氣泡，說明鋅的活動性大于銅，再將銅片放入硝酸銀溶液中，觀察到銅片表面出現(xiàn)一層銀白色物質(zhì)，說明銅的活動性大于銀；故答案為：鋅片、銅片、稀硫酸、硝酸銀溶液；【進行實驗】銅能與硝酸銀溶液發(fā)生置換反應(yīng)生成銀和硝酸銅，所以觀察到銅片表面附著一層銀白色物質(zhì)，溶液由無色逐漸變?yōu)樗{(lán)色，這說明銅的活動性大于銀；由實驗現(xiàn)象可知，該實驗是將鋅片放入硫