熱點(diǎn)08實(shí)驗(yàn)探究題之定量探究-2022年中考化學(xué)專練(解析版)

PAGE熱點(diǎn)08實(shí)驗(yàn)探究題之定量探究定量探究重點(diǎn)考查學(xué)生對(duì)化學(xué)基本方法、基本知識(shí)和基本技能的掌握程度和運(yùn)用能力。在考查初中化學(xué)核心概念并兼顧化學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)與理論覆蓋率的基礎(chǔ)上,將學(xué)生化學(xué)學(xué)科能力的考查放在首要位置,特別是突出考查學(xué)生在解決與化學(xué)相關(guān)的實(shí)際問題中分析、概括、歸納、判斷、推理的化學(xué)思維能力和綜合運(yùn)用化學(xué)知識(shí)的能力。定量實(shí)驗(yàn)是初中化學(xué)學(xué)科較為難的實(shí)驗(yàn)，是一般結(jié)合定性實(shí)驗(yàn)，除了干擾因素外，還要考慮進(jìn)行化學(xué)定量的計(jì)算。1．認(rèn)真讀題，審清題意，確立探究課題。2．根據(jù)課題，選擇合適方法，提取相關(guān)化學(xué)知識(shí)，設(shè)計(jì)探究方案。3．根據(jù)課題要求，將探究的問題與所學(xué)的知識(shí)進(jìn)行整合與提煉，遷移到要解決的問題中來。 1.質(zhì)量守恒定律（1）定義：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。說明：①質(zhì)量守恒定律只適用于化學(xué)變化，不適用于物理變化；②沒有參加反應(yīng)的物質(zhì)質(zhì)量及不是反應(yīng)生成的物質(zhì)質(zhì)量不能計(jì)入“總和”中；③要考慮空氣中的物質(zhì)是否參加反應(yīng)或物質(zhì)(如氣體)有無遺漏。（2）微觀解釋：在化學(xué)反應(yīng)前后，原子的種類、數(shù)目、質(zhì)量均保持不變(原子的“三不變”)。（3）化學(xué)反應(yīng)前后：①一定不變宏觀:反應(yīng)物、生成物的總質(zhì)量不變；元素種類、質(zhì)量不變微觀；原子的種類、數(shù)目、質(zhì)量不變；②一定改變宏觀：物質(zhì)的種類一定變；微觀：分子種類一定變；③可能改變：分子總數(shù)可能變。2.碳酸鹽含量的測定先將樣品與稀鹽酸充分反應(yīng)，再測得二氧化碳的量。方法一：測CO2的質(zhì)量；方法二：測CO2的體積。要注意兩點(diǎn)：①防止空氣中的二氧化碳對(duì)實(shí)驗(yàn)的干擾，可在實(shí)驗(yàn)前緩緩?fù)ǖ獨(dú)庖猿パb置里原有的空氣，裝置最后接裝有堿石灰的干燥管，防止空氣中的二氧化碳和水進(jìn)入目標(biāo)裝置；②確保反應(yīng)產(chǎn)生的二氧化碳都要通到目標(biāo)裝置中，可在反應(yīng)后緩緩?fù)ǖ獨(dú)狻?.催化劑或催化效果的比較（1）定義：催化劑（觸媒）：在化學(xué)反應(yīng)中能改變其他物質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)速率，而本身的質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)在反應(yīng)前后都沒有發(fā)生變化的質(zhì)。催化劑在化學(xué)反應(yīng)中所起的作用叫催化作用。（2）催化效果的比較時(shí)一定要控制單一變量。1.(2021·鹽城中考真題)化學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的科學(xué)，實(shí)驗(yàn)是科學(xué)探究的重要手段。（1）完成“探究某種鹽的性質(zhì)”實(shí)驗(yàn)，填寫下表。試管序號(hào)甲乙丙實(shí)驗(yàn)操作實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象紅色溶液白色沉淀無色氣體實(shí)驗(yàn)結(jié)論該鹽是______（選填“NaCl”“Na2CO3”“Na2SO4”），其水溶液呈______性。實(shí)驗(yàn)解釋丙中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式：____________________________________。實(shí)驗(yàn)計(jì)算全班同學(xué)完成試管乙實(shí)驗(yàn)，共消耗質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10.4%的BaCl2溶液50g，實(shí)驗(yàn)后最多收集到______g白色沉淀。（2）處理“CO2的實(shí)驗(yàn)室制取與檢驗(yàn)”實(shí)驗(yàn)廢液。全班同學(xué)完成該實(shí)驗(yàn)共產(chǎn)生1000g含HCl廢液（固體已除，大理石中雜質(zhì)未參加反應(yīng)），不能直接排放。（實(shí)驗(yàn)方案）先測定廢液中HCl的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，再用熟石灰處理廢液至中性。（實(shí)驗(yàn)操作）①稱量______NaOH固體，溶解，配制30g5%的NaOH溶液。②取100mL小燒杯，倒入20g廢液樣品，插入pH計(jì)測定溶液的pH，向廢液樣品中逐滴加入5%的NaOH溶液，實(shí)驗(yàn)過程中溶液pH變化如圖所示。③投入______g熟石灰處理剩余廢液（寫出計(jì)算過程）。（實(shí)驗(yàn)反思）有同學(xué)提出也可以根據(jù)鹽酸具有揮發(fā)性直接加熱廢液除去雜質(zhì)HCl，并得到CaCl2。寫出你的觀點(diǎn)及理由：______________________________________________________________________________?！敬鸢浮縉a2CO3堿Na2CO3+2HCl=2NaCl+CO2↑+H2O4.9251.5g35.77g同意，HCl具有揮發(fā)性，蒸發(fā)后剩余固體是氯化鈣【解析】（1）該鹽能使酚酞溶液變紅，說明溶液顯堿性，能和氯化鋇生成沉淀，能和稀鹽酸生成氣體，該鹽是碳酸鈉，顯堿性，丙中碳酸鈉和稀鹽酸生成氯化鈉二氧化碳和水，故填：Na2CO3；堿；Na2CO3+2HCl=2NaCl+CO2↑+H2O。實(shí)驗(yàn)計(jì)算：解：設(shè)生成白色沉淀質(zhì)量為x。x=4.925g故填：4.925。（2）[實(shí)驗(yàn)操作]①配制30g5%的NaOH溶液，需要?dú)溲趸c30g×5%=1.5g，故填：1.5g。③解設(shè)20g廢液中HCl的質(zhì)量為y，需要?dú)溲趸}質(zhì)量為z。y=0.73g，HCl質(zhì)量分?jǐn)?shù)Z=35.77g[實(shí)驗(yàn)反思]同意，HCl具有揮發(fā)性，蒸發(fā)后剩余固體是氯化鈣，故填：同意，HCl具有揮發(fā)性，蒸發(fā)后剩余固體是氯化鈣。2.(2021·重慶中考真題)早在春秋戰(zhàn)國時(shí)期，我國就開始生產(chǎn)和使用鐵器。某實(shí)驗(yàn)小組利用焦炭和Fe2O3模擬早期煉鐵并檢驗(yàn)可能的產(chǎn)物，實(shí)驗(yàn)裝置如下∶（查閱資料）①鐵粉為黑色；常溫下，F(xiàn)e、Fe3O4可被磁鐵吸引；②PdCl2，溶液可用于檢驗(yàn)CO，原理是∶PdCl2+CO+H2O=Pd↓+CO2+2HCl；③Fe3O4與硫酸反應(yīng)∶Fe3O4+4H2SO4=FeSO4+Fe2(SO4)3+4H2O。（實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象）澄清石灰水變渾濁，PdCl2溶液中產(chǎn)生黑色沉淀，玻璃管內(nèi)粉末全部變成黑色。冷卻后，用磁鐵靠近黑色固體，黑色固體被部分吸引。（1）儀器A的名稱是_________。（2）為了檢驗(yàn)氣體產(chǎn)物，裝置從左到右的接口連接順序?yàn)閍→______→______→______→______。（3）澄清石灰水變渾濁的化學(xué)方程式______________________________________________________。（實(shí)驗(yàn)結(jié)論）反應(yīng)生成CO和CO2，磁鐵上的黑色固體可能是Fe、Fe3O4。（提出猜想）磁鐵上的黑色固體是什么？猜想一：Fe猜想二∶Fe3O4猜想三∶Fe和Fe3O4（設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)）設(shè)計(jì)思路操作現(xiàn)象結(jié)論定性實(shí)驗(yàn)取少量黑色固體于試管中，加入足量稀硫酸，充分反應(yīng)固體完全溶解，產(chǎn)生氣泡猜想______不成立定量實(shí)驗(yàn)取一定質(zhì)量的稀硫酸（足量）放入燒杯中，加入5.6g黑色固體，充分反應(yīng)后稱量溶液的質(zhì)量固體完全溶解，產(chǎn)生氣泡，溶液增加的質(zhì)量為_____________猜想一成立（歸納總結(jié)）根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)論和探究結(jié)果C與Fe2O3反應(yīng)的化學(xué)方程式為______________________________?！敬鸢浮烤凭珶鬱ebcCO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O二5.4gFe2O3+2C2Fe+CO2↑+CO↑【解析】（1）由圖可知，儀器A的名稱是：酒精燈；（2）一氧化碳能與PdCl2、水反應(yīng)生成Pd、二氧化碳和氯化氫，會(huì)影響二氧化碳的檢驗(yàn)，故應(yīng)先用澄清石灰水檢驗(yàn)二氧化碳，再用PdCl2溶液檢驗(yàn)一氧化碳，且應(yīng)“長進(jìn)短出”，這樣反應(yīng)比較充分，現(xiàn)象明顯，故裝置從左到右的接口連接順序?yàn)閍→d→e→b→c；（3）二氧化碳能與氫氧化鈣反應(yīng)生成碳酸鈣和水，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為：CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O；設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)：定性實(shí)驗(yàn)：取少量黑色固體于試管中，加入足量稀硫酸，充分反應(yīng)，固體完全溶解，產(chǎn)生氣泡，鐵能與稀硫酸反應(yīng)生成硫酸亞鐵和氫氣，四氧化三鐵能與稀硫酸反應(yīng)生成硫酸鐵、硫酸亞鐵和水，故一定含鐵，猜想二不成立；定量實(shí)驗(yàn)：結(jié)論為猜想一成立，故黑色固體是鐵，設(shè)鐵完全反應(yīng)生成氫氣的質(zhì)量為x

x=0.2g

故溶液增加的質(zhì)量為：5.6g-0.2g=5.4g。歸納總結(jié)：由以上分析可知，碳與氧化鐵在高溫下反應(yīng)生成了鐵、一氧化碳和二氧化碳，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為：Fe2O3+2C2Fe+CO2↑+CO↑。3.(2021·成都中考真題)學(xué)習(xí)興趣小組對(duì)貝殼中碳酸鈣的含量進(jìn)行探究。某學(xué)習(xí)小組對(duì)鐵銹蝕進(jìn)行探究。（提出問題）鐵銹蝕與哪些因素有關(guān)？（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(yīng)。（3）常溫常壓，氫氣密度是dg/mL。（設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)）實(shí)驗(yàn)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(jìn)行圖1實(shí)驗(yàn)，現(xiàn)象如表。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(duì)比A、B、C試管中實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，說明鐵銹蝕主要是與空氣中的__________________發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。（2）對(duì)比A、D試管中實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，說明鐵銹蝕還與____________有關(guān)。（3）鐵銹蝕后應(yīng)及時(shí)除銹的原因是_____________________________________________________________，寫出除鐵銹的化學(xué)方程式_____________________________________________________________________。實(shí)驗(yàn)二：定量探究鐵銹蝕的因素小組設(shè)計(jì)了如圖裝置，檢查氣密性，將5g鐵粉和2g碳粉加入三頸燒瓶，t1時(shí)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，t2時(shí)刻后反應(yīng)并未停止溫度卻開始降低，原因是__________________________________________。（5）據(jù)圖，對(duì)比AB段和BC段說明___________________________________________________________，分析t3時(shí)刻壓強(qiáng)突然變大的原因是______________________________________________________________________________________________________________________________________________________。實(shí)驗(yàn)三：測定鐵銹含量將實(shí)驗(yàn)二燒瓶中剩余物質(zhì)過濾、洗滌、干燥，得mg固體，連接如圖裝置，檢查氣密性，加入固體與足量稀鹽酸進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。（6）完全反應(yīng)后，常溫常壓下測得生成氣體體積為VmL，則該固體中鐵銹質(zhì)量分?jǐn)?shù)表達(dá)式為____________。（7）該實(shí)驗(yàn)條件下測得鐵銹質(zhì)量分?jǐn)?shù)偏小的原因是______________________________________________，解決方法是________________________________________________________________________________。（反思與評(píng)價(jià)）（8）與實(shí)驗(yàn)一對(duì)比，實(shí)驗(yàn)二鐵銹蝕明顯更快的原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________?！敬鸢浮垦鯕夂退魵饴然c鐵銹疏松多孔，能吸附氧氣和水蒸氣，會(huì)加快鐵的銹蝕Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O鐵生銹放出的熱量小于裝置散失的熱量加氯化鈉溶液前，鐵銹蝕較慢鐵銹蝕消耗氧氣,裝置內(nèi)壓強(qiáng)減小，注射器內(nèi)鹽酸被吸入燒瓶，反應(yīng)產(chǎn)生較多氫氣氫氣未干燥，含有水蒸氣在乙、丙裝置間加一個(gè)干燥裝置使用鐵粉和加入碳粉，加快了鐵銹蝕的速率【解析】（1）A鐵釘和氧氣、水同時(shí)接觸生銹，B沒有氧氣不生銹，C沒有水不生銹，對(duì)比A、B、C試管中實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，說明鐵銹蝕主要是與空氣中的氧氣和水蒸氣發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，故填：氧氣和水蒸氣；（2）A無氯化鈉生銹速度慢，D有氯化鈉生銹速度快，說明說明鐵銹蝕還與氯化鈉有關(guān)，故填：氯化鈉；（3）鐵銹蝕后應(yīng)及時(shí)除銹的原因是鐵銹疏松多孔，能吸附氧氣和水蒸氣，會(huì)加快鐵的銹蝕，鹽酸和氧化鐵反應(yīng)生成氯化鐵和水，可用來除銹，化學(xué)方程式Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O，故填：鐵銹疏松多孔，能吸附氧氣和水蒸氣，會(huì)加快鐵的銹蝕；Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O；（4）據(jù)圖，t2時(shí)刻后反應(yīng)并未停止溫度卻開始降低，原因是鐵生銹放出的熱量小于裝置散失的熱量，故填：鐵生銹放出的熱量小于裝置散失的熱量；（5）對(duì)比AB段和BC段說明加氯化鈉溶液前，鐵銹蝕較慢，t3時(shí)刻壓強(qiáng)突然變大的原因是鐵銹蝕消耗氧氣，裝置內(nèi)壓強(qiáng)減小，注射器內(nèi)鹽酸被吸入燒瓶，反應(yīng)產(chǎn)生較多氫氣，故填：加氯化鈉溶液前，鐵銹蝕較慢；鐵銹蝕消耗氧氣，裝置內(nèi)壓強(qiáng)減小，注射器內(nèi)鹽酸被吸入燒瓶，反應(yīng)產(chǎn)生較多氫氣。（6）解：設(shè)鐵的質(zhì)量為x。x=則該固體中鐵銹質(zhì)量分?jǐn)?shù)表達(dá)式，故填：。（7）該實(shí)驗(yàn)氫氣未干燥，含有水蒸氣，故得到氫氣體積偏大，計(jì)算鐵質(zhì)量分?jǐn)?shù)偏大，鐵銹質(zhì)量分?jǐn)?shù)偏小，解決方法在乙、丙裝置間加一個(gè)干燥裝置，故填：氫氣未干燥，含有水蒸氣；在乙、丙裝置間加一個(gè)干燥裝置；（8）實(shí)驗(yàn)1是鐵釘，實(shí)驗(yàn)二是鐵粉，實(shí)驗(yàn)二鐵銹蝕明顯更快的原因是使用鐵粉和加入碳粉，加快了鐵銹蝕的速率，故填：使用鐵粉和加入碳粉，加快了鐵銹蝕的速率。4.(2021·湖州中考真題)市場上常見的蘇打水有蘇打氣泡水和無汽蘇打水兩種。它們的主要成分中都含有碳酸氫鈉，俗稱小蘇打，具有以下性質(zhì)。性質(zhì)一：2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑（NaHCO3在50℃以上開始逐漸分解）性質(zhì)二：NaHCO3+HCl═NaCl+H2O+CO2↑（1）蘇打氣泡水中含有大量二氧化碳，瓶蓋一打開就有大量氣泡產(chǎn)生，所以叫氣泡水。無汽蘇打水則不含二氧化碳，但小明認(rèn)為他喝入體內(nèi)也會(huì)產(chǎn)生二氧化碳，主要是利用了碳酸氫鈉的性質(zhì)______（選填“一”或“二”），理由是__________________________________________________________________________。（2）小明查閱了相關(guān)資料想自制蘇打水，于是購買了一袋小蘇打，包裝袋上標(biāo)注的碳酸氫鈉含量是99%。真的有這么高嗎？小明取了10克小蘇打樣品放入裝置，逐次加入稀硫酸進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，得到相關(guān)數(shù)據(jù)。請(qǐng)通過計(jì)算幫助小明判斷包裝袋上的標(biāo)注是否準(zhǔn)確。（2NaHCO3+H2SO4═Na2SO4+2H2O+2CO2↑）序號(hào)反應(yīng)前第1次第2次第3次第4次第5次加入稀硫酸溶液質(zhì)量/克01010101010C裝置中溶液總質(zhì)量/克100.0101.1102.2103.3104.4105.0（3）如果去掉裝置B，測量結(jié)果將會(huì)_____________________（選填“偏大”或“偏小”）?！敬鸢浮慷梭w內(nèi)不能達(dá)到50℃的溫度或人體內(nèi)有鹽酸解：設(shè)樣品中碳酸氫鈉的質(zhì)量為x

x≈9.55g樣品中碳酸氫鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：×100%＝95.5%≠99%，因此包裝袋上的標(biāo)注不準(zhǔn)確；答：包裝袋上的標(biāo)注不準(zhǔn)確；偏大【解析】（1）因?yàn)槿梭w內(nèi)不能達(dá)到50℃的溫度，所以他喝入無汽蘇打水體內(nèi)也會(huì)產(chǎn)生二氧化碳不是受熱分解，主要是因?yàn)槿梭w中有鹽酸，鹽酸與碳酸氫鈉反應(yīng)生成氯化鈉、水和二氧化碳，因此喝入無汽蘇打水體內(nèi)也會(huì)產(chǎn)生二氧化碳；故填：二，人體內(nèi)不能達(dá)到50℃的溫度或人體內(nèi)有鹽酸；（2）由題意得：C裝置中增加的質(zhì)量為反應(yīng)生成二氧化碳的質(zhì)量，故生成二氧化碳的質(zhì)量為105.0g﹣100.0g＝5.0g。詳見答案；（3）根據(jù)圖中的實(shí)驗(yàn)過程。A裝置硫酸與碳酸氫鈉反應(yīng)生成硫酸鈉、水和二氧化碳，B裝置干燥二氧化碳?xì)怏w，C裝置吸收生成的二氧化碳，因此C裝置中溶液增加量即為生成的二氧化碳?xì)怏w，因此如果去掉裝置B，則水蒸氣也進(jìn)入C裝置，導(dǎo)致二氧化碳的質(zhì)量增大，計(jì)算所得的碳酸氫鈉的質(zhì)量增大，測量結(jié)果將會(huì)偏大；故填：偏大。5.(2021·長沙中考真題)為加深對(duì)酸的主要性質(zhì)的認(rèn)識(shí)，通過實(shí)驗(yàn)解釋生活中的一些現(xiàn)象。在學(xué)完酸的化學(xué)性質(zhì)后，老師組織同學(xué)們完成了以下實(shí)驗(yàn)活動(dòng)，【實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與分析】實(shí)驗(yàn)一∶按右圖所示完成實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)二∶往生銹的鐵釘中加入足量的稀鹽酸。實(shí)驗(yàn)三∶往滴有酚酞的氫氧化鈉溶液中加入一定量的稀鹽酸。實(shí)驗(yàn)四∶往5.3克Na2CO3粉末中加入足量的稀鹽酸。（1）實(shí)驗(yàn)一中，觀察到石蕊溶液變________色。（2）實(shí)驗(yàn)二中，觀察到溶液由無色變成黃色，一段時(shí)間后有氣泡產(chǎn)生，請(qǐng)解釋出現(xiàn)這兩個(gè)現(xiàn)象的原因_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。（3）實(shí)驗(yàn)三中，觀察到溶液由紅色變成無色，由此現(xiàn)象分析，反應(yīng)后所得溶液中，溶質(zhì)成分的可能組合有（不考慮酚酞）_____________________________________________（用化學(xué)式表示）（4）請(qǐng)計(jì)算，實(shí)驗(yàn)四中理論上可以生成二氧化碳的質(zhì)量為_________克。（可能用到的相對(duì)原子質(zhì)量∶H-1C-12O-16Na-23C1-35.5）【應(yīng)用與拓展】（5）結(jié)合以上實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案除去銅粉中混有的氧化銅，得到純凈的銅______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。（6）小明