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浙江化学中考复习之专题三实验探究题
专题三 实验探究题
类型1 有关物质组成及成分的探究
浙江真题精选
1.(2016绍兴)兴趣小组实验中,将NaOH溶液滴入CuSO4溶液中,结果溶液中生成了浅绿色的固体,于是,他们对该浅绿色固体的成分进行探究。
第1题图
【查阅资料】
①NaOH与CuSO4反应会生成Cu(OH)2,也会生成Cu4(OH)6SO4(碱式硫酸铜)。
②Cu(OH)2在80℃会分解生成CuO。
③Cu4(OH)6SO4不溶于水,能与酸反应,分解温度需300℃。
【猜想与假设】
猜想一:
浅绿色固体为Cu(OH)2;
猜想二:
浅绿色固体为 ;
猜想三:
浅绿色固体为Cu(OH)2和Cu4(OH)6SO4。
【获取事实与论据】
①取少量浅绿色固体放入试管中,加热至100℃,观察到黑色固体物质,说明浅绿色固体中存在 。
②另取少量浅绿色固体放入试管中,加入足量稀硝酸,再滴加Ba(NO3)2溶液,出现白色沉淀,该白色沉淀是 。
【结论】整个实验证明猜想 正确。
2.(2018杭州)碱式碳酸锌[Znx(OH)y(CO3)z]是制备功能材料ZnO的原料,其化学反应表达式为:
Znx(OH)y(CO3)z
ZnO+CO2↑+H2O(x、y、z为正整数)。
小金设计了图甲所示装置对碱式碳酸锌的组成进行探究(装置气密性良好,药品足量,实验操作正确):
第2题图1
(1)图甲中装置B的作用是 。
(2)查阅资料发现,在不同温度条件下充分加热等质量的碱式碳酸锌样品,剩余固体的质量与加热温度的关系如图乙所示。
实验中加热时,热分解装置的温度至少要达到 ℃(选填“200”“300”或“400”)。
乙
第2题图2
(3)部分实验步骤为“……加热前先通入N2排尽装置内的空气,关闭通入N2的活塞,……控制一定温度下加热……”。
实验过程中可根据 现象判断碱式碳酸锌样品已完全分解。
(4)小金取54.7g碱式碳酸锌样品(不含杂质),放置于热分解装置内,完全反应后测得装置A增重5.4g,装置B增重8.8g。
则x∶y∶z的最简整数比为 。
备考演练
3.某固体粉末由Mg、MgO和MgCO3中的一种或几种组成,小乐为了探究该固体粉末的成分,取了2.22g样品。
并设计如图所示的实验装置及如下所示方案。
第3题图
①检查装置气密性,装入药品并连接仪器。
②打开分液漏斗活塞,将15%的稀硫酸注入锥形瓶中,使样品完全反应,测得量筒内收集到112mL的水;
③拆下装置后,往锥形瓶内的溶液中注入足量氢氧化钠溶液,至沉淀完全,经过滤、洗涤和干燥后,称量沉淀质量。
(1)在步骤①中,向装置中加入药品a、b分别是 溶液。
(2)此实验条件下,氢气密度为0.09g/L,则样品中Mg的质量为 g。
(保留2位小数)
(3)在步骤③中,当沉淀质量大于 g时,说明样品中含有MgO。
(保留2位小数)
(4)小乐对实验进行反思,提出以下想法,其中正确的是 。
A.实验前可通过样品的质量估算15%的稀硫酸的质量,确保样品完全反应
B.实验中可根据固体样品全部消失这一现象,来判断样品完全反应
C.根据上述实验方案,能计算出样品中各物质的质量
4.过氧化钙晶体(化学式为CaO2·xH2O,其中x待实验中测定)常温下为白色,能溶于酸,难溶于水、乙醇,且温度越低,其溶解度越小,是一种温和的氧化剂,常用于鱼类长途运输的增氧剂等。
(1)过氧化钙晶体可用下列方法制备:
CaCl2+H2O2+NH3+H2O―→CaO2·xH2O↓+NH4Cl。
用如下制取装置可制备过氧化钙晶体:
第4题图
①装置A中生成的气体应为 ;仪器X的名称为 。
②反应结束后,经过滤、洗涤、低温烘干可获得CaO2·xH2O。
检验晶体已洗涤干净的方法为:
取最后一次洗涤液,滴加 ,若 ,则晶体已经洗涤干净。
(2)为确定过氧化钙晶体的组成,某化学兴趣小组查资料发现:
过氧化钙晶体受热时会先失去结晶水,然后再发生分解生成氧化钙和氧气,于是他们称取21.6克过氧化钙晶体用热分析仪对其进行热分解实验,并绘制了固体质量与温度的关系图(如上曲线图),由此计算可得x= 。
类型2 有关物质的性质实验
1.家庭生活中制作食品经常用到碳酸钠(苏打)和碳酸氢钠(小苏打)。
碳酸氢钠不稳定,潮湿空气中缓慢分解,受热至65℃以上迅速分解,270℃时完全分解为碳酸钠。
某同学为探究它们的性质差异,设计了如图所示装置并进行实验。
请回答:
第1题图
(1)加热一段时间后,a、b两烧杯分别看到的现象是 ,由此可得出的结论是 。
(2)碳酸氢钠分解的化学反应方程式_____________________________________。
(3)该装置设计的优点是 。
(4)实验操作中应注意的问题是 。
2.利用如图所示实验装置(气密性良好),验证浓硫酸、浓盐酸的挥发性。
其中甲、乙、丙三个广口瓶中依次装有浓硫酸、浓氨水、浓盐酸。
已知:
2NH3+H2SO4===(NH4)2SO4;(NH4)2SO4为白色固体。
第2题图
实验步骤
实验操作
实验现象
①
打开K1,关闭K2,缓慢拉注射器A活塞
甲中液面上方无明显现象
②
打开K2,关闭K1,缓慢拉注射器B活塞
丙中液面上方出现大量白烟
(1)丙中发生化合反应,生成大量白烟(NH4Cl)的化学方程式为 。
(2)该实验能够得出的结论是 。
(3)从微观角度解释甲中无白烟,而丙中出现白烟的原因是__________________ 。
3.氢氧化亚铁是白色难溶于水的物质,若接触到空气迅速被氧化,转化成红褐色的氢氧化铁,化学反应方程式为4Fe(OH)2+O2+2H2O===4Fe(OH)3。
某化学兴趣小组利用实验室提供的药品:
铁屑、稀硫酸、氢氧化钠溶液以及如图装置进行实验,观察到产生了白色的氢氧化亚铁沉淀。
请回答下列问题:
第3题图
(1)对于反应4Fe(OH)2+O2+2H2O===4Fe(OH)3,它的化学反应基本类型是 ,其中化合价升高的元素为 。
(写元素名称)
(2)配制药品的蒸馏水需要加热煮沸,解释原因________________________。
(3)实验得到氢氧化亚铁涉及到的化学方程式有:
①Fe+H2SO4===FeSO4+H2↑
② 。
(写出化学方程式)
(4)试管Ⅰ中加入的药品为 ,试管Ⅱ中加入的药品为 。
(均写名称)
(5)请将缺少的实验步骤补全:
如图连接好仪器―→检查装置气密性―→装入药品迅速塞紧塞子→打开止水夹―→ ,很快观察到白色沉淀在试管 中产生(填“Ⅰ”或“Ⅱ”)。
4.(2019杭州模拟)化学小组用如图所示装置研究酸碱盐的性质(夹持仪器已省略)。
第4题图
(1)关闭K2,打开K1和分液漏斗玻璃塞、活塞,向B装置中加入稀盐酸,使其浸没大理石后关闭分液漏斗活塞。
B中发生反应的化学方程式为_______________________________。
(2)当B中的物质仍在反应时,关闭K1,打开K2。
一段时间后C中的现象为_____________;
充分反应后,C中一定含有溶质NaCl的原因是________________________________________。
(3)当实验结束后,将装置A、B、C上层清液全部倒入同一烧杯中,滴加无色酚酞溶液,发现溶液仍为无色,请选用一种试剂确定溶质成分的几种可能情况,写出所加试剂,预期现象和结论:
________________________。
类型3 有关影响化学反应速率的探究
解题指导
该类型主要探究温度、反应物的浓度、催化剂的种类及用量、反应物之间的接触面积等因素对反应速率的影响,通过比较产生气体的速率来验证,主要从以下三个方面进行解答:
1.分析确定影响因素
影响化学反应速率的因素,可以从外因和内因两个不同的角度思考:
(1)内因包括:
反应物的种类(及反应物的性质)、反应物的浓度(溶液通常指溶质质量分数、固体通常指纯度)、反应物的接触面积(通常指固体反应物的颗粒大小)。
(2)外因:
温度、催化剂(是否使用催化剂、催化剂的种类、催化剂的质量、催化剂颗粒的大小即催化剂与反应物的接触面积)
2.数据分析
(1)采用控制变量法进行分析,实验组与对照组只允许有一个变量,依此确定探究因素和无关因素,并填写表中的待填数据。
(2)根据实验现象的差异,变量因素对实验结果的影响,确定实验目的。
3.比较反应速率的方法即比较产生气体速率的方法
(1)固液反应有气体产生或用排水法收集的气体可以通过观察产生气泡的快慢粗略比较。
(2)通过比较相同时间收集气体体积的多少或收集相同体积的气体需要的时间长短精准比较。
(3)通过测量密闭的反应装置中相同时间内气体压强变化的快慢进行比较。
浙江真题精选
1.(2016杭州)小金为了探究温度对H2O2分解反应速率的影响,借助如图所示实验装置(夹持仪器略去)进行了两次实验,两次实验的部分设计如表所示:
实验1
实验2
MnO2的质量/克
0.5
0.5
5%的H2O2的体积/毫升
40
待填
水浴温度/℃
20
80
……
第1题图
(1)实验2中应加入5%H2O2 毫升。
(2)在两次实验中,可通过________________________来比较H2O2分解反应速率的大小。
(3)实验2中水浴温度控制在80℃时,测定的反应速率会比真实值偏大,其原因除锥形瓶内气体受热膨胀外,还有_______________。
(4)实验结束后若要将MnO2从混合物中分离出来,可采取的方法是 。
2.(2017台州)为探究催化剂对双氧水(H2O2)分解的催化效果,某研究小组做了如下实验。
实验一
第2题图
实验一:
图中的实验能否证明MnO2是双氧水分解反应的催化剂?
并说明理由 。
实验二:
从表格的设计可以看出,该实验的目的是 。
实验二:
数据记录表
1%H2O2溶液(mL)
50
50
50
加入MnO2的质量(g)
0.1
0.2
0.4
测量40秒末得到O2体积(mL)
3.(2018绍兴)小敏研究影响锌与盐酸反应快慢的因素。
序号
盐酸溶液浓度
2分钟内产生氢气的体积
1
5%
10mL
2
15%
28mL
甲 乙
第3题图
(1)图甲中A、B仪器可以组装一套测量气体体积的装置,利用该装置时A中的 管接c。
(2)他选用2克完全相同的锌片分别和同体积5%、15%的稀盐酸进行实验。
获得表格数据。
由此推断实验是通过 来体现反应快慢的。
(3)小敏分析数据得到如下结论:
锌与盐酸反应快慢与盐酸浓度有关,盐酸浓度越大反应越快。
其他同学认为结论不可靠,他们的依据是:
。
(4)实验中小敏发现锌与盐酸反应时,一开始产生氢气速度并没有随盐酸浓度的减少而减慢,查阅资料得知化学反应中往往伴随着能量变化。
由此作出猜想:
锌与盐酸反应快慢还与
有关。
备考演练
4.在实验室制取二氧化碳时,小科发现不同小组之间产生二氧化碳气体的快慢有差异。
为探究二氧化碳产生的快慢与哪些因素有关,小科设计了如下实验,每次实验用大理石质量100克,盐酸200毫升,均收集100毫升的二氧化碳气体。
第4题图
实验序号
实验温度/℃
大理石颗粒
盐酸质量分数/%
①
20
粗
5
②
20
细
5
③
20
粗
10
(1)由实验方案可知,小科验证的假设是:
二氧化碳产生的快慢与 有关。
(2)实验时,发现漏斗太短(如图A),该装置不能用作制取气体的发生装置,小科想了一个办法,在A装置中加装一个小试管,把A装置改装成如图B装置,就能实现制取气体的目的,则B装置中小试管的作用是________________________________。
(3)为了准确比较CO2气体的产生速度,请你列举一种判断反应快慢的方法________________。
类型4 有关化学反应条件的探究
浙江真题精选
1.(2017杭州)小金利用图示装置进行甲、乙对比实验,探究温度对CO和Fe2O3反应的影响(固定装置略)。
第1题图
(1)从实验安全角度考虑,图示装置还应采取的改进措施是 。
(2)完全反应后,两组的生成物均为黑色粉末(纯净物),分别用两组生成物进行以下实验:
步骤
操作
甲组现象
乙组现象
1
称量黑色粉末质量/g
m1
m2
2
取黑色粉末,用磁铁吸引
能被吸引
能被吸引
3
取黑色粉末,加入稀盐酸
全部溶解,有大量气泡
无明显现象
4
取黑色粉末,加入足量CuSO4溶液
有红色物质产生
无明显现象
①甲组的黑色粉末与稀盐酸反应的化学方程式是 。
②小金查阅资料后发现Fe3O4在常温下不与稀盐酸、CuSO4溶液反应,故猜想乙组的生成物为Fe3O4。
他又发现m2恰好为 g,这可成为支持上述猜想的新证据。
(3)甲、乙两组实验说明温度对CO和Fe2O3反应有影响,且均体现出CO的 (填写化学性质)。
2.(2018金华、丽水)小君和小英同学发现:
带火星的竹签在空气中不会复燃,若用装有60%水的集气瓶倒置在水槽中收集氧气,得到的气体能使带火星的竹签复燃,为了找到能使带火星竹签复燃的氧气含量最小值,他们进行了如下探究:
第2题图
【设计实验】小君设计了如图的装置,该装置的圆底烧瓶中放入25毫升水的目的是 。
【实验研究】第一组实验:
取3只集气瓶,编号为①②③,分别装入15%、30%和45%的水,盖上盖玻片倒置在水槽中。
当气泡 放出后,导管口伸入集气瓶把其中的水全部排出。
将相同的3支带火星竹签分别插入①~③号瓶中,记录实验现象。
获得第一组实验现象后,小君又做了第二组实验,并记录实验现象。
两组实验数据和现象见下表:
实验分组
第一组
第二组
实验序号
①
②
③
④
⑤
⑥
集气瓶装水的体积分数/%
15
30
45
34
38
42
带火星竹签状况
亮
很亮
复燃
很亮
复燃
复燃
得出上述两组实验现象后,小英认为还不能确定能使带火星竹签复燃的氧气含量最小值,需继续进行实验。
则实验序号⑦的集气瓶装水的体积分数应该是 %。
【实验结论】再经过数次实验并计算后得出,能使带火星竹签复燃的氧气含量最小值为48.7%。
【继续探究】小君认为采用该方法收集的氧气中含有一定量的水蒸气,请你提出实验改进的措施 。
备考演练
3.镁条在空气中久置表面会变黑,小金同学为了探究镁条变黑的条件,借助如图所示实验装置,进行了5个实验,并持续观察20天,实验设计如下:
第3题图
编号
主要实验操作
实验现象
1
先充满用NaOH浓溶液洗涤过的空气再加入2mL浓硫酸
镁条始终无明显变化
2
加入2mLNaOH浓溶液
镁条始终无明显变化
3
先加入2mL浓硫酸再通入约4mLCO2
镁条始终无明显变化
4
先加入4mL饱和Na2SO3溶液再充满CO
镁条始终无明显变化
5
先加入2mL蒸馏水再通入约4mLCO2
镁条第3天开始变黑至第20天全部变黑
已知常温下,①镁条变黑与氮气无关;②亚硫酸钠(Na2SO3)可与O2发生化合反应。
(1)实验1和2中,NaOH浓溶液的作用是 (用化学方程式表示)。
(2)实验3中,试管内的气体主要含有CO2、 。
(3)得出“镁条变黑一定与CO2有关”结论,依据的两个实验是 (填编号)。
(4)由上述实验可推知,镁条变黑的条件是___________________________________。
(5)本组实验1,2中使用NaOH浓溶液,而不是使用澄清石灰水,理由是____________。
类型5 教材实验拓展
1.(2019安徽)某兴趣小组对KClO3分解反应的催化剂进行研究,在相同的加热条件下,用如图装置完成表中实验:
第1题图
编号
KClO3质量/g
催化剂
催化剂质量/g
收集50mLO2所需时间/s
实验1
5
-
-
171
实验2
5
MnO2
0.5
49
实验3
5
Fe2O3
0.5
58
实验4
5
KCl
0.5
154
(1)设置实验1的目的是 。
(2)表中所列3种催化剂的催化效果最佳的是 。
(3)写出KClO3分解的化学方程式:
______________________________________________。
(4)由实验1和实验4可知,KCl (填“有”或“无”)催化作用。
维持加热条件不变,用实验1再继续收集50mLO2,所需时间明显少于171s,解释原因:
_____________________。
(5)要比较KClO3分解反应中不同催化剂的催化效果,除了测量收集50mLO2所需时间外,还可以测量相同时间内_______________________________。
2.小明设计了如图甲所示的实验装置,进行一氧化碳还原氧化铜的实验。
为分离A装置中反应排出的一氧化碳和二氧化碳,他又设计了如图乙所示的装置(铁架台、铁夹等固定用装置已略去,a、b为活塞)。
请回答:
第2题图
(1)实验前先要检查装置的气密性,并检验气体的纯度,再对图甲装置进行加热,加热前还要进行的一步操作是 。
(2)为分离得到CO和CO2,应该对图乙装置进行怎样的操作?
_______________________。
(3)对于A装置中反应后得到的红色固体(此时氧化铜已全部反应完),小明又进行了以下探究:
【查阅资料】:
①氧化铜经一氧化碳还原不仅能生成铜,还可能生成中间产物氧化亚铜(Cu2O);②Cu2O是不溶于水的红色固体,能与酸发生反应,生成Cu2+和Cu。
【提出猜想】:
氧化铜经一氧化碳还原所得到的红色固体中除Cu外还可能含有Cu2O。
【进行实验】:
小明设计了一个最简单的实验方案:
实验步骤
取少量该红色固体放入盛有 的试管中,振荡
实验现象及结论
______________________________________________________________
核心素养提升
1.(2019杭州模拟)某研究小组为探究负氧离子对空气质量有何影响,进行了以下实验:
第1题图
①在甲、乙两个相同的房间内,通过释放烟雾制造空气污染物浓度较高的环境。
②在甲房间内释放一定量的负氧离子,乙房间不做处理。
③每隔1小时对甲、乙房间内空气污染物中的PM2.5浓度进行检测,获得的数据经处理后如图所示,请分析回答:
(1)本实验提出的问题是_____________________________________?
(2)实验中设置乙房间的目的是 ,该实验的变量是 。
(3)由图中实验结果可得出结论:
________________________________________。
(4)研究人员发现森林能释放大量的负氧离子,且这种自然负氧离子更有利于人体健康,从治理空气污染或健康生活的角度出发,这对你有什么启示?
____________________________________________________。
2.(2019新疆)粮食、蔬菜、肉类、豆制品等食物是我们日常营养的主要来源。
菠菜营养丰富,豆腐中含有丰富的蛋白质及钙盐等,但民间有“菠菜、豆腐不宜同食”的说法。
某化学兴趣小组针对此说法进行探究。
【查阅资料】①菠菜含有丰富的铁、草酸盐、碳酸盐等;②草酸钙(CaC2O4)不溶于水,不易被人体吸收;③醋酸不与草酸钙反应,但能与碳酸钙反应生成可溶性盐等。
【提出猜想】“菠菜、豆腐不宜同食”的原因可能是_______________________。
【实验探究】
第2题图
(1)加入足量CaCl2溶液的目的是__________________________________。
(2)已知气体C能使澄清石灰水变浑浊,写出该反应的化学方程式 。
(3)醋酸的化学式可简写为HAc。
写出步骤④发生的化学反应方程式 。
(4)白色沉淀B的主要成分是 (填化学式)。
可见菠菜中的草酸盐能与钙盐反应生成草酸钙。
【反思与应用】家庭中常常将菠菜放在开水中烫过后再烹饪,其目的是 。
类型1 有关物质组成及成分的探究
1.【猜想与假设】Cu4(OH)6SO4 【获取事实与论据】①Cu(OH)2 ②BaSO4 【结论】三
2.
(1)吸收反应生成的CO2
(2)300 (3)A装置中的长导管管口不再有气泡冒出 (4)5∶6∶2
3.
(1)氢氧化钙、氢氧化钠[或Ca(OH)2、NaOH]
(2)0.12 (3)1.74 (4)ABC
4.
(1)①氨气(或NH3) 分液漏斗 ②硝酸银溶液
无白色沉淀
(2)8
类型2 有关物质的性质实验
1.
(1)a中石灰水不变浑浊,b中石灰水变浑浊 小苏打易分解,苏打不易分解
2.
(2)2NaHCO3
Na2CO3+H2O+CO2↑ (3)对比现象明显(合理即可)
3.(4)装置不能漏气(合理即可)
2.
(1)NH3+HCl===NH4Cl
(2)浓硫酸没有挥发性,浓盐酸具有挥发性 (3)氨分子运动到甲、丙液面上方,甲中硫酸分子没有运动到液面上方与氨分子接触,而丙中氯化氢分子运动到液面上方并与氨分子接触反应生成氯化铵,故甲中无白烟,丙中出现白烟
3.
(1)化合反应 铁
(2)除去蒸馏水中溶解的氧气 (3)2NaOH+FeSO4===Na2SO4+Fe(OH)2↓ (4)铁屑和稀硫酸 氢氧化钠溶液 (5)反应一段时间后关闭止水夹 Ⅱ
4.
(1)CaCO3+2HCl===CaCl2+H2O+CO2↑
(2)先有气泡冒出,后产生白色沉淀 B中的稀盐酸和氯化钙进入C中分别与碳酸钠反应生成了氯化钠 (3)向混合后的溶液中加入碳酸钠,若无明显现象,说明只有氯化钠;若产生了沉淀,说明溶质有氯化钠和氯化钙;若先产生气泡后又产生了沉淀,说明溶质有氯化钠、氯化钙和氯化氢
类型3 有关影响化学反应速率的探究
1.
(1)40
(2)相同时间内针筒活塞移动的距离(或针筒活塞移动相同距离所需要的时间) (3)温度较高,水蒸发较快,导致氧气中含有较多的水蒸气 (4)过滤、洗涤、干燥
2.实验一:
不能,虽然反应速率发生改变,但无法判断二氧化锰在化学反应前后质量及化学性质是否发生改变
实验二:
探究二氧化锰的质量对双氧水分解产生氧气速率的影响
3.
(1)b
(2)相同时间内产生氢气多少 (3)没有利用不同浓度盐酸多次实验 (4)温度
4.
(1)
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