初中化學2023年中考化學（人教版）總復習二輪復習課件：專題06 科學探究題

專題(六)科學探究題專題重點突破

此類題目一般是以研究性小課題作為試題的內容和研究對象,以實驗為研究手段,模擬科學探究過程對小課題展開研究。試題通常按問題情境、知識視野和探究過程來構建。題干中的文字一般比較多,要回答的問題也比較多,因此科學探究題也是中考化學中的一個難點。

突破方法:在解答科學探究題時,應注意認真閱讀全題,理解題中所給的“資料”內容,找到所要解決的問題與“資料”內容的關系,以確定解題的思路、方法和途徑。另外,我們在進行文字表述時,要注意用詞上的嚴謹性和簡潔性,避免出現(xiàn)因詞不達意或主觀上的疏漏而導致失分。例1[2021·廣州]多種物質都可催化過氧化氫分解,如MnO2、CuSO4等。實驗小組的同學探究漂白液(主要成分是NaClO和NaCl)、FeCl3、K2SO4能否催化過氧化氫分解。(1)MnO2催化過氧化氫分解的化學方程式是

。

類型一對實驗條件、實驗方法的探究例1[2021·廣州]多種物質都可催化過氧化氫分解,如MnO2、CuSO4等。實驗小組的同學探究漂白液(主要成分是NaClO和NaCl)、FeCl3、K2SO4能否催化過氧化氫分解。(2)如圖T6-1所示,分別向三支試管中多次加入5%過氧化氫溶液,每次2mL,如有氣泡產(chǎn)生,則將

伸入試管,檢驗是否有氧氣生成。結果如下表。

圖T6-1帶火星的木條研究對象漂白液FeCl3溶液K2SO4溶液第1次大量氣泡較多氣泡

第2次較多氣泡較多氣泡

第3次少量氣泡較多氣泡

第4次無氣泡較多氣泡

實驗結論ⅰ.實驗中產(chǎn)生的氣體都是氧氣(查閱得知:NaClO+H2O2O2↑+NaCl+H2O)ⅱ.K2SO4不能催化過氧化氫分解ⅲ.

可能是過氧化氫分解的催化劑

ⅳ.……無氣泡FeCl3例1[2021·廣州]多種物質都可催化過氧化氫分解,如MnO2、CuSO4等。實驗小組的同學探究漂白液(主要成分是NaClO和NaCl)、FeCl3、K2SO4能否催化過氧化氫分解。(3)下列物質中,也可能是過氧化氫分解的催化劑的是

(填序號)。

A.CuCl2 B.Fe2(SO4)3C.Na2SO4 D.KClAB例1[2021·廣州]多種物質都可催化過氧化氫分解,如MnO2、CuSO4等。實驗小組的同學探究漂白液(主要成分是NaClO和NaCl)、FeCl3、K2SO4能否催化過氧化氫分解。(4)探究不同催化劑催化效果的實驗方案:將等體積5%過氧化氫溶液加到不同催化劑中,比較用排水法收集50mL氧氣的快慢。請從圖T6-2中選擇合適的儀器(每種儀器限用一次),組成該探究的完整實驗裝置,不需要用到的是

(填序號)。

圖T6-2AE例2[2020·湖州]氯氣(Cl2)是一種黃綠色氣體,它可溶于水,得到黃綠色的氯水。它易與氫氧化鈉反應,不與硫酸反應。(1)小明對氯氣溶于水的過程中所發(fā)生的變化提出了兩種假設:假設1:氯氣溶于水的過程中只有物理變化。假設2:氯氣溶于水的過程中既有物理變化又有化學變化。小明向氯水中加入紫色石蕊溶液,發(fā)現(xiàn)溶液先變紅后褪色。由溶液變紅可知氯水顯

性,從而知道氯氣溶于水的過程中發(fā)生了化學變化。假設2成立。

酸例2[2020·湖州]氯氣(Cl2)是一種黃綠色氣體,它可溶于水,得到黃綠色的氯水。它易與氫氧化鈉反應,不與硫酸反應。(2)小明對褪色現(xiàn)象產(chǎn)生了興趣,查閱資料后了解到氯水有漂白性。氯水中有氯氣分子,還有氯氣與水反應得到的鹽酸和次氯酸(HClO)。他對氯水的漂白性提出了3種假設:A.鹽酸有漂白性 B.氯氣有漂白性C.次氯酸有漂白性經(jīng)過認真思考,小明否定了假設A,請寫出依據(jù):_________________

。

鹽酸能使紫色石蕊溶液變紅,且不褪色例2[2020·湖州]氯氣(Cl2)是一種黃綠色氣體,它可溶于水,得到黃綠色的氯水。它易與氫氧化鈉反應,不與硫酸反應。實驗室制備的氯氣往往帶有水蒸氣和其他雜質。為了探究氯氣是否具有漂白性,必須要用純凈、干燥的氯氣。圖T6-3甲是小明為了干燥氯氣所設計的裝置圖。請在圖甲中將廣口瓶中的導管畫完整,并在圖中的(

)處寫出試劑名稱。最后,將經(jīng)過除雜后得到的干燥氯氣通入裝有有色布條的試管中(如圖乙),布條顏色不變。得出結論:氯氣不具有漂白性。

圖T6-3解:如圖所示例2[2020·湖州]氯氣(Cl2)是一種黃綠色氣體,它可溶于水,得到黃綠色的氯水。它易與氫氧化鈉反應,不與硫酸反應。(3)次氯酸除了有漂白性外,還有不穩(wěn)定性。小明設計了一套裝置,收集到一試管次氯酸見光分解后生成的氣體,將帶火星的木條伸入試管,發(fā)現(xiàn)木條復燃,說明分解產(chǎn)物中含有

。

氧氣例3[2021·成都]某學習小組對鐵銹蝕進行探究。提出問題鐵銹蝕與哪些因素有關?查閱資料1.氯化鈣固體可作干燥劑。2.一定條件下,碳可加快鐵的銹蝕,但碳本身不參加反應。3.常溫常壓,氫氣密度是dg/mL。設計與實驗實驗一:定性探究鐵銹蝕的因素。取四枚相同的潔凈無銹鐵釘分別放入試管,進行如圖T6-4實驗,現(xiàn)象如表。圖T6-4試管一周后現(xiàn)象A鐵釘表面有一層鐵銹B鐵釘表面無明顯變化C鐵釘表面無明顯變化D鐵釘表面有較厚鐵銹(1)對比A、B、C試管中實驗現(xiàn)象,說明鐵銹蝕主要是與空氣中的_________

發(fā)生化學反應。

(2)對比A、D試管中實驗現(xiàn)象,說明鐵銹蝕還與

有關。

圖T6-4試管一周后現(xiàn)象A鐵釘表面有一層鐵銹B鐵釘表面無明顯變化C鐵釘表面無明顯變化D鐵釘表面有較厚鐵銹氧氣和水蒸氣氯化鈉(3)鐵銹蝕后應及時除銹的原因是_______________________

。寫出除鐵銹的化學方程式:

。

鐵銹疏松多孔,能吸附氧氣和水蒸氣,會加快鐵的銹蝕圖T6-4試管一周后現(xiàn)象A鐵釘表面有一層鐵銹B鐵釘表面無明顯變化C鐵釘表面無明顯變化D鐵釘表面有較厚鐵銹實驗二:定量探究鐵銹蝕的因素。小組設計了圖T6-5甲裝置,檢查氣密性,將5g鐵粉和2g炭粉加入三頸燒瓶,t1時刻加入2mL飽和NaCl溶液后,再將一只裝有5mL稀鹽酸的注射器插到燒瓶上,采集數(shù)據(jù)。(4)據(jù)圖乙,t2時刻后反應并未停止溫度卻開始降低,原因是_______________________

。

圖T6-5

鐵生銹放出的熱量小于裝置散失的熱量實驗二:定量探究鐵銹蝕的因素。小組設計了圖T6-5甲裝置,檢查氣密性,將5g鐵粉和2g炭粉加入三頸燒瓶,t1時刻加入2mL飽和NaCl溶液后,再將一只裝有5mL稀鹽酸的注射器插到燒瓶上,采集數(shù)據(jù)。(5)據(jù)圖丙,對比AB段和BC段說明

,分析t3時刻壓強突然變大的原因是____________________________________

。

圖T6-5加氯化鈉溶液前,鐵銹蝕較慢鐵銹蝕消耗氧氣,裝置內壓強減小,注射器內鹽酸被吸入燒瓶,反應產(chǎn)生較多氫氣實驗三:測定鐵銹含量。將實驗二燒瓶中剩余物質過濾、洗滌、干燥,得mg固體,連接圖T6-6裝置,檢查氣密性,加入固體與足量稀鹽酸進行實驗。(6)完全反應后,常溫常壓下測得生成氣體體積為VmL,則該固體中鐵銹質量分數(shù)表達式為

。

(7)該實驗條件下測得鐵銹質量分數(shù)偏小的原因是________________

,

解決方法是

。

圖T6-6

氫氣未干燥,含有水蒸氣在乙、丙裝置間加一個干燥裝置反思與評價(8)與實驗一對比,實驗二鐵銹蝕明顯更快的原因是

。

使用鐵粉和加入炭粉,加快了鐵銹蝕的速率【方法點撥】當多種因素的變化都可能影響實驗結果時,要明確哪種因素真正起了作用,就必須控制其他因素相同只改變這種因素,從而考查該因素對實驗結果所起的作用,這種方法在科學探究中稱為控制變量法。此類試題的特點是運用控制變量法設計多個實驗,記錄多組實驗數(shù)據(jù),主要考查設計的某個實驗在探究過程中所起的作用或推斷實驗結論等。舉例條件或影響因素方法點撥鐵生銹條件的探究條件:(1)鐵;(2)與水接觸;(3)與氧氣(或空氣)接觸控制變量法和對比法是此類試題常用的方法(1)用控制變量法解決問題的思路:①明確探究問題;②尋找影響因素;③保持其他因素不變;④改變研究因素(2)對比實驗一般由兩個或兩個以上的實驗組成,在對比中可準確找出不同條件對實驗結果的影響燃燒條件的探究條件:(1)可燃物;(2)溫度達到著火點;(3)與氧氣(或空氣)接觸影響化學反應速率的因素等影響因素:(1)溫度;(2)反應物的濃度或純度;(3)反應物間的接觸面積;(4)催化劑等例4[2021·岳陽]某化學興趣小組用未知濃度的鹽酸和碳酸鈣反應,將制得的氣體X通入澄清石灰水中,始終沒有發(fā)現(xiàn)石灰水變渾濁。針對此現(xiàn)象,同學們展開了如下探究:提出問題澄清石灰水未變渾濁的原因是什么?查閱資料①鹽酸具有揮發(fā)性,易揮發(fā)出氯化氫氣體;②AgCl為白色且難溶于水的固體;③CO2不溶于飽和的NaHCO3溶液;④CO2與Na2CO3溶液反應的化學方程式為CO2+H2O+Na2CO32NaHCO3;⑤CO2不與AgNO3溶液反應。類型二物質變化及實驗現(xiàn)象的探究作出猜想澄清石灰水未變渾濁的原因:甲同學的猜想:澄清石灰水已變質。乙同學的猜想:氣體X中除了有CO2外,還有

(填化學式)氣體雜質。

HCl

實驗探究同學們經(jīng)過討論后設計了如圖T6-7實驗裝置進行探究。A、B試管中是AgNO3溶液,C試管中是澄清石灰水,連接好裝置后通入氣體X。①盛有AgNO3溶液的B裝置的作用是

。

②若A、B、C試管中的現(xiàn)象分別是_________________________________

,

則甲、乙同學的猜想都正確。實驗反思要除去上述CO2中的氣體雜質,可以將氣體通入

(填序號)中。

A.NaOH溶液 B.Na2CO3溶液C.飽和NaHCO3溶液圖T6-7驗證HCl氣體是否除盡A中產(chǎn)生白色沉淀,B中沒有沉淀產(chǎn)生,C中澄清石灰水不變渾濁C例5[2021·蘇州]石灰石是重要的化工原料。為研究石灰石的性質和用途進行如下探究。Ⅰ.石灰石分解的探究取三塊形狀大小相近的石灰石(長寬厚約為1cm×1cm×0.2cm),一塊不加熱,另兩塊分別在酒精燈和酒精噴燈(酒精化學式為C2H5OH)的火焰上加熱2min(假設雜質加熱時不發(fā)生變化)。探究過程如圖T6-8所示,實驗現(xiàn)象見表1。圖T6-8實驗組別實驗條件試管B中的現(xiàn)象甲未加熱無明顯現(xiàn)象乙酒精燈加熱呈淺紅色丙酒精噴燈加熱呈紅色(1)通過甲、乙、丙三組對比實驗,得出影響石灰石分解的因素是

。

(2)丙組實驗加熱石灰石時,在火焰上方倒扣一個用澄清石灰水潤濕的燒杯,石灰水變渾濁,出現(xiàn)渾濁的化學方程式為_________________

。此實驗能否推斷石灰石煅燒產(chǎn)生二氧化碳,并說明理由:_________________________________________________。圖T6-8實驗組別實驗條件試管B中的現(xiàn)象甲未加熱無明顯現(xiàn)象乙酒精燈加熱呈淺紅色丙酒精噴燈加熱呈紅色溫度CaCO3↓+H2O否,酒精燃燒也會生成二氧化碳,使澄清石灰水變渾濁(3)丙組實驗中,向試管B中逐滴滴入稀鹽酸,至紅色恰好褪去,輕輕晃動試管,溶液自下而上又變?yōu)榧t色。解釋產(chǎn)生上述現(xiàn)象的原因:

。

圖T6-8實驗組別實驗條件試管B中的現(xiàn)象甲未加熱無明顯現(xiàn)象乙酒精燈加熱呈淺紅色丙酒精噴燈加熱呈紅色氫氧化鈣與鹽酸反應,酚酞紅色褪去;氫氧化鈣微溶于水,晃動時氫氧化鈣繼續(xù)溶解,溶液呈堿性,使酚酞變紅(4)為檢驗丙組實驗中的石灰石部分分解,設計實驗:取研細后的粉末少許于試管中,

(補充完整實驗方案)。

圖T6-8實驗組別實驗條件試管B中的現(xiàn)象甲未加熱無明顯現(xiàn)象乙酒精燈加熱呈淺紅色丙酒精噴燈加熱呈紅色滴入稀鹽酸,有無色氣體產(chǎn)生Ⅱ.石灰石煅燒溫度的探究查閱資料生石灰質量的優(yōu)劣常采用“活性度”來衡量?！盎钚远取钡臏y定方法:取一定質量的生石灰,加入一定量的水,用指定濃度的鹽酸中和,記錄所消耗鹽酸的體積數(shù)(單位為mL)。消耗鹽酸的體積數(shù)越大,“活性度”越高。某研究小組在電爐內煅燒石灰石樣品,并測定煅燒產(chǎn)物(CaO)的活性度,數(shù)據(jù)見表2。表2不同條件下煅燒產(chǎn)物的活性度(mL)煅燒時間活性度煅燒溫度12min16min20min1050℃7907937951100℃8368568631150℃8688718731200℃8088458641250℃4545566171300℃412530623(5)石灰石煅燒的最佳溫度范圍為1100~1200℃的證據(jù)是_______________

。

煅燒不同的時間,在1100~1200℃范圍內生成的生石灰活性度均高煅燒時間活性度煅燒溫度12min16min20min1050℃7907937951100℃8368568631150℃8688718731200℃8088458641250℃4545566171300℃412530623Ⅲ.石灰石用途的探究(6)石灰石是高爐煉鐵的原料之一。石灰石能除去鐵礦石中的SiO2,同時能提高單位時間內生鐵的產(chǎn)率。分析加入石灰石能提高生鐵產(chǎn)率的原因:_________________________________

。

石灰石高溫分解產(chǎn)生的二氧化碳與焦炭反應生成一氧化碳,可還原生成更多鐵例6[2021·衡陽]某化學興趣小組的同學發(fā)現(xiàn)有一瓶標簽受損、久置的某溶液,受損標簽如圖T6-9所示。該小組同學對這瓶溶液進行了如下探究:提出問題這瓶溶液是什么物質的溶液。猜想與假設老師提示:原溶液只可能是下列三種溶液中的一種:①氫氧化鈉溶液,②碳酸鈉溶液,③硫酸鈉溶液。查閱資料Na2SO4溶液和BaCl2溶液均呈中性。類型三物質成分的探究圖T6-9實驗探究一

同學實驗操作實驗現(xiàn)象及結論同學相互評價甲溶液變紅猜想①成立乙同學認為此方案結論不正確,你認為他的理由是______________

乙產(chǎn)生氣泡猜想②成立丙同學認為:猜想①的溶液久置可能變質,加足量稀鹽酸也會產(chǎn)生氣泡

碳酸鈉溶液也顯

堿性,也能使酚酞溶液變紅色實驗探究二丙同學重新設計實驗如下:實驗操作實驗現(xiàn)象實驗結論或結果步驟一:取少量樣品溶液于試管中,加入過量BaCl2溶液,振蕩

猜想①正確,且已部分變質步驟二完畢后,溶液中除酚酞外,還含有的溶質有

(填數(shù)字)種步驟二:靜置,取少量上層清液于另一支試管中,滴加

_________溶液變紅產(chǎn)生白色沉淀酚酞溶液3交流與討論大家認為該實驗方案仍然存在缺陷,如果氫氧化鈉溶液已完全變質,則無法得出正確結論。實驗反思(1)氫氧化鈉變質的化學方程式為

,為了防止變質,該藥品必須要

保存。

(2)傾倒液體試劑,要注意標簽

。

密封向著手心例7[2020·濱州]水蒸氣通過灼熱的焦炭后得到的混合氣體有哪些成分?某化學興趣小組在老師的指導下,對此進行了實驗探究。猜想與假設①該混合氣體只含有一氧化碳、氫氣。②該混合氣體含有一氧化碳、二氧化碳、氫氣和水蒸氣。③該混合氣體只含有二氧化碳、氫氣和水蒸氣。④該混合氣體只含有一氧化碳、二氧化碳和氫氣。查閱資料①無水硫酸銅遇水由白色變?yōu)樗{色。②堿石灰是固體氫氧化鈉和氧化鈣的