專項(xiàng)06 科學(xué)探究

專項(xiàng)06科學(xué)探究類型一有關(guān)物質(zhì)的性質(zhì)及變化的探究1.(2023廣東汕頭林百欣中學(xué)月考)某科學(xué)興趣小組查閱資料得知鎂在空氣中，不僅可以與氧氣反應(yīng)生成氧化鎂(MgO)，還可以與空氣中的氮?dú)夥磻?yīng)生成氮化鎂(Mg3N2)，于是設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證鎂與氮?dú)獾姆磻?yīng)。用盛水的水槽、無底的廢廣口瓶、燃燒匙、蒸發(fā)皿、橡皮塞等裝配成如圖所示的裝置。另準(zhǔn)備一個(gè)有一根銅絲穿過的橡皮塞，銅絲末端固定一根鎂條。引燃燃燒匙中足量的紅磷，塞好橡皮塞，觀察到。待充分冷卻后，觀察到廣口瓶內(nèi)水面上升的體積約占瓶內(nèi)水面原上方空間的。

往水槽中加水使廣口瓶內(nèi)外水面相平。點(diǎn)燃鎂條，迅速更換橡皮塞，鎂條在廣口瓶內(nèi)繼續(xù)燃燒，放出熱量。待冷卻后廣口瓶內(nèi)水位繼續(xù)上升?！按鋮s后廣口瓶內(nèi)水位繼續(xù)上升”是由于瓶內(nèi)氣壓(填“大于”“小于”或“等于”)外界氣壓。步驟2的目的是。根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)和你所學(xué)的知識(shí)，請(qǐng)寫出鎂在氮?dú)庵腥紵龝r(shí)的化學(xué)方程式：。根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)可知：鎂條(填“能”或“不能”)用來測定空氣中氧氣的含量；我們還知道，木炭、硫粉等(填“能”或“不能”)用來測定空氣中氧氣的含量。因此，用于測定空氣中氧氣含量的藥品，必須符合以下兩個(gè)要求：①；②。2.(2023陜西榆林十中期末)學(xué)習(xí)了碳單質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)，知道碳與氧氣反應(yīng)能夠生成CO2或CO后，同學(xué)們推測木炭粉與氧化銅可能發(fā)生如下反應(yīng)：①2CuO+C2Cu+CO2↑；②CuO+CCu+CO↑。他們想驗(yàn)證自己的想法，請(qǐng)你同他們一起進(jìn)行探究。木炭粉與氧化銅反應(yīng)的產(chǎn)物有三種可能：①產(chǎn)物是銅和一氧化碳；②產(chǎn)物是銅和二氧化碳；③產(chǎn)物是。

(1)檢驗(yàn)產(chǎn)物中是否含有CO2，可用一種常用的試劑X。(2)如何檢驗(yàn)產(chǎn)物中是否含有CO，學(xué)習(xí)小組同學(xué)查詢了資料：CO的特征反應(yīng)是CO能使某種氯化鈀的黃色混合液變藍(lán)。實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)結(jié)論A中黑色固體變紅色有銅生成B中濕潤的黃色試紙變藍(lán)有生成

C中

有CO2生成設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)裝置如圖：(1)實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)，為防止Cu被氧化，必須先停止加熱，待Cu冷卻后再將試管口的膠塞取下，因此，若沒有B瓶，可能導(dǎo)致的后果是。

(2)從環(huán)保角度看，上述裝置的缺陷及改進(jìn)方法為。

(3)檢驗(yàn)生成的氣體中是否含有CO，也可以將混合氣體通過灼熱的氧化銅粉末，觀察黑色粉末是否會(huì)逐漸變紅，寫出相關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式：。

類型二有關(guān)反應(yīng)條件及原理的探究3.(2023湖北安陸期末)某化學(xué)興趣小組按如圖所示裝置(固定裝置已省略)開展有關(guān)探究實(shí)驗(yàn)。已知：過氧化氫溶液足量；該裝置氣密性良好；實(shí)驗(yàn)前開關(guān)K1和K2均關(guān)閉；熱水溫度約為80℃；二氧化錳難溶于水。實(shí)驗(yàn)步驟如下：Ⅰ.打開K1、K2，觀察現(xiàn)象；Ⅱ.關(guān)閉K1，打開分液漏斗活塞，觀察現(xiàn)象；Ⅲ.關(guān)閉K2，打開K1，觀察現(xiàn)象；Ⅳ.回收錐形瓶中的二氧化錳，洗凈儀器并放回原處?；卮鹣铝袉栴}：(1)該實(shí)驗(yàn)的目的是探究。

(2)打開分液漏斗后，錐形瓶中的二氧化錳在發(fā)生的反應(yīng)中起作用。

(3)步驟Ⅲ觀察到試管①中的現(xiàn)象是：有氣泡從導(dǎo)管口冒出且；其化學(xué)反應(yīng)方程式為。

(4)實(shí)驗(yàn)完畢后，回收二氧化錳的實(shí)驗(yàn)操作是、洗滌、干燥。

(5)實(shí)驗(yàn)步驟Ⅱ、Ⅲ中試管①②形成對(duì)照，可得出的實(shí)驗(yàn)結(jié)論是。4.(2022云南華寧五中模擬)以下是老師引導(dǎo)學(xué)生探究“質(zhì)量守恒定律”的教學(xué)片段，請(qǐng)你參與探究并幫忙填寫空格?；瘜W(xué)反應(yīng)前后各物質(zhì)的質(zhì)量總和是否相等？猜想1：不相等；猜想2：相等。甲、乙兩組同學(xué)用托盤天平分別稱量反應(yīng)前后物質(zhì)的質(zhì)量。甲組乙組實(shí)驗(yàn)方案(反應(yīng)后略)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象有氣泡產(chǎn)生，天平指針向右偏轉(zhuǎn)鐵釘表面有紅色物質(zhì)析出，溶液顏色發(fā)生改變，天平指針沒有偏轉(zhuǎn)結(jié)論猜想1正確猜想2正確通過討論，同學(xué)們發(fā)現(xiàn)甲組實(shí)驗(yàn)有氣體逸出，導(dǎo)致指針向右偏轉(zhuǎn)。由此他們得到啟示：在探究化學(xué)反應(yīng)前后各物質(zhì)的質(zhì)量總和是否相等時(shí)，凡有氣體生成或參加的反應(yīng)一定要在中進(jìn)行。同學(xué)們對(duì)甲組左盤中的反應(yīng)裝置進(jìn)行了如下三種改進(jìn)，你認(rèn)為最佳裝置是(填序號(hào))。(提示：氫氧化鈉溶液可以吸收二氧化碳?xì)怏w)

A B C同學(xué)們利用改進(jìn)后的最佳裝置再次進(jìn)行探究，均得出猜想2正確。進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn)，反應(yīng)體系中儀器和未參加反應(yīng)的物質(zhì)的質(zhì)量在反應(yīng)前后保持不變，最終得出結(jié)論：的各物質(zhì)的質(zhì)量總和等于反應(yīng)后生成的各物質(zhì)的質(zhì)量總和。(1)反思：化學(xué)反應(yīng)前后，原子的種類、數(shù)目、都不變，所以質(zhì)量守恒。(2)應(yīng)用：某固體物質(zhì)受熱會(huì)發(fā)生分解反應(yīng)，生成氧化銅、水和二氧化碳三種物質(zhì)，則該固體物質(zhì)一定由元素組成。

(3)質(zhì)量守恒定律的探究過程給我們的啟示是(填序號(hào))。A.分析問題應(yīng)該全面、嚴(yán)謹(jǐn) B.實(shí)驗(yàn)的成功與否，取決于藥品的選擇C.定量方法是科學(xué)研究的重要方法 D.科學(xué)研究既要尊重事實(shí)，也要勇于創(chuàng)新類型三有關(guān)氣體的制取及性質(zhì)的探究5.(2022河北玉田月考)小明參觀某養(yǎng)魚池時(shí)，驚奇地發(fā)現(xiàn)工作人員向養(yǎng)魚池中撒一種叫作過氧化鈣的淡黃色固體，用來增加魚池中的含氧量。小明剛學(xué)完氧氣的實(shí)驗(yàn)室制法，于是他想：可否用過氧化鈣來制取氧氣？過氧化鈣可否用于實(shí)驗(yàn)室制取氧氣？過氧化鈣(CaO2)室溫下穩(wěn)定，在300℃時(shí)分解成氧化鈣和氧氣，可作增氧劑、殺菌劑等。小明進(jìn)行了如下猜想及論證。猜想Ⅰ.加熱過氧化鈣可制取氧氣。(1)實(shí)驗(yàn)裝置(見下圖)：(2)實(shí)驗(yàn)主要過程：①檢查裝置氣密性。操作如下：先將導(dǎo)管放入水中，用手緊握試管，觀察到，說明氣密性良好。②加入過氧化鈣，加熱，導(dǎo)管口有大量氣泡冒出。③當(dāng)觀察到時(shí)，開始收集氣體。④集滿氣體后，接下來的操作是。⑤檢驗(yàn)氣體的方法是。(3)實(shí)驗(yàn)結(jié)論：加熱過氧化鈣可制取氧氣。猜想Ⅱ.過氧化鈣與水反應(yīng)可制取氧氣。(1)實(shí)驗(yàn)裝置(見下圖)：(2)實(shí)驗(yàn)主要過程：①檢查裝置氣密性。②加入過氧化鈣和水后，有少量細(xì)小氣泡緩慢放出，該裝置放到第二天，集氣瓶中只收集到極少量氣體。(3)實(shí)驗(yàn)結(jié)論：過氧化鈣與水反應(yīng)(填“適合”或“不適合”)用于實(shí)驗(yàn)室制取氧氣。

(1)若對(duì)過氧化鈣與水反應(yīng)生成氧氣的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行改進(jìn)，使該反應(yīng)加快，可采用的方法是。

(2)驗(yàn)證到猜想Ⅰ的實(shí)驗(yàn)中收集到的氧氣不純，可能的原因是。

專項(xiàng)06科學(xué)探究答案全解全析1.紅磷燃燒，產(chǎn)生白煙，放熱1/5除去空氣中的氧氣3Mg+N2Mg3N2不能不能不與空氣中其他成分反應(yīng)生成物沒有氣體解析氧氣約占空氣體積的五分之一，引燃燃燒匙中足量的紅磷，塞好橡皮塞，觀察到紅磷燃燒，產(chǎn)生白煙，放熱；待充分冷卻，廣口瓶內(nèi)水面上升的體積約占瓶內(nèi)水面原上方空間的1/5。步驟2的目的是除去廣口瓶內(nèi)空氣中的氧氣，便于驗(yàn)證鎂和氮?dú)獾姆磻?yīng)；鎂與氮?dú)庠邳c(diǎn)燃條件下反應(yīng)生成氮化鎂。鎂燃燒不僅消耗氧氣，還消耗氮?dú)猓荒苡糜跍y定空氣中氧氣含量；木炭與硫燃燒都生成氣體，不能用于測定空氣中氧氣含量。用來測定空氣中氧氣含量的藥品必須符合的要求是不與空氣中其他成分反應(yīng)，生成物沒有氣體。2.銅、一氧化碳和二氧化碳(2)CO澄清石灰水變渾濁(1)C瓶中液體倒吸進(jìn)入A中試管，造成試管炸裂(2)缺少尾氣處理裝置，應(yīng)在裝置末端增加一只點(diǎn)燃的酒精燈(3)CO+CuOCu+CO2解析產(chǎn)物除了題述兩種可能，還可能是三種物質(zhì)都存在。(2)濕潤的氯化鈀試紙變藍(lán)，證明有一氧化碳生成；證明有二氧化碳生成的現(xiàn)象為澄清石灰水變渾濁。(1)先熄滅酒精燈停止加熱，裝置內(nèi)溫度降低，壓強(qiáng)減小，沒有B時(shí)，外界大氣壓將C中液體壓入試管中，易造成試管炸裂。(2)反應(yīng)后的氣體中有一氧化碳，一氧化碳具有毒性，不能直接排放，可以在裝置末端增加一只點(diǎn)燃的酒精燈。(3)一氧化碳與氧化銅在加熱條件下反應(yīng)生成銅和二氧化碳。3.(1)燃燒的條件(2)催化(3)白磷燃燒4P+5O22P2O5(4)過濾(5)可燃物燃燒需要溫度達(dá)到著火點(diǎn)解析(3)步驟Ⅲ，試管①中的白磷與氧氣接觸，且溫度達(dá)到著火點(diǎn)，白磷燃燒，生成五氧化二磷。(4)二氧化錳難溶于水，回收二氧化錳的實(shí)驗(yàn)操作是過濾、洗滌、干燥。(5)實(shí)驗(yàn)步驟Ⅱ、Ⅲ中試管①②對(duì)照，均與氧氣接觸，冷水中的白磷不燃燒，熱水中的白磷燃燒，可得出的實(shí)驗(yàn)結(jié)論是可燃物燃燒需要溫度達(dá)到著火點(diǎn)。4.B參加化學(xué)反應(yīng)(1)質(zhì)量(2)銅、氫、碳、氧(3)ACD解析在驗(yàn)證質(zhì)量守恒時(shí)，有氣體參加或有氣體生成的反應(yīng)要在密閉容器中進(jìn)行。A中碳酸鈉與鹽酸反應(yīng)生成二氧化碳，二氧化碳充滿氣球，使整個(gè)裝置多了一個(gè)向上的浮力；C中碳酸鈉粉末與鹽酸反應(yīng)太快，橡皮塞易被沖出；B裝置使用的藥品量較少，而且生成的二氧化碳被氫氧化鈉溶液吸收，緩解了反應(yīng)裝置內(nèi)的壓強(qiáng)變化，是最佳裝置。參加化學(xué)反應(yīng)的各物質(zhì)的質(zhì)量總和等于反應(yīng)后生成的各物質(zhì)的質(zhì)量總和。(1)化學(xué)反應(yīng)前后，原子的種類、數(shù)目、質(zhì)量均不變，所以質(zhì)量守恒。(2)化學(xué)反應(yīng)前后元素的種類不變，所以該固體物質(zhì)中含有銅、氫、碳、氧四種元素。5.猜想Ⅰ(2)①導(dǎo)管口有氣泡冒出，松手后導(dǎo)管中形成一段液柱③導(dǎo)管口氣泡連續(xù)、均勻冒出④先將導(dǎo)管移出水槽，再熄滅酒精燈⑤將帶火星的木條伸入集氣瓶，木條復(fù)燃證明是氧氣猜想Ⅱ(3)不適合(1)加熱(