2018中考冲刺考前系列化学专题中考化学探究题命题分析与专题训练

2018中考冲刺考前系列化学专题中考化学探究题命题分析与专题训练

中考化学探究题命题分析与专题训练 ‎ [例1] 在一次化学兴趣小组活动中，教师提供了一包白色粉未，并告知该白色中含有BaSO4、CaCO3、CuSO4中的两种物质，要求兴趣小组成员进行探究。‎ ‎［查阅资料］小组成员查到了以下信息：‎ Ⅰ．部分酸、碱、盐的溶解性表(‎20℃‎)如右图 OH-‎ NO3-‎ Cl-‎ CO32-‎ SO42-‎ H+‎ ‎－‎ 溶、挥 溶、挥 溶、挥 溶 Na+‎ 溶 溶 溶 溶 溶 Ca2+‎ 微 溶 溶 不 微 Ba2+‎ 溶 溶 溶 不 不 Cu2+‎ 不 溶 溶 不 溶 Mg2+‎ 不 溶 溶 微 溶 Ⅱ．BaSO4、CaCO3、CuSO4三种粉未都呈白色，硫酸钡不溶于稀硝酸，硫酸铜粉未溶于水形成的溶液呈蓝色。‎ ‎[提出问题]白色粉未中含有哪两种物质呢?‎ ‎[进行猜想]白色粉未可能是① 和 ；② 和 。‎ ‎ [实验探究]请你任选其中一种猜想，帮他们设计一个实验方案进行验证。‎ 步骤和方法 现象 结论 取少量白色粉未于试管中，‎ ‎ 。‎ ‎ ‎ ‎ 。‎ 白色粉未中含有 ‎ ‎ 两种物质。‎ ‎[分析]根据题意白色粉未含有三种物质中的两种物质，因此猜想时只要填出其中的任何两种物质都正确，也就是有填就给分。白色粉未可能是①BaSO4和CaCO3；②BaSO4和CuSO4；③CaCO3和CuSO4中的一种。根据题目中提供的信息和已经学习过的知识，BaSO4和CaCO3都不溶于水，CaCO3可溶于稀硝酸，因此在设计实验方案时可以采用加水或加稀硝酸来加以验证。若白色固体能溶解，水变蓝色，证明含有CuSO4；若加入稀硝酸有无色气体产生，证明含有CaCO3；其中以证明含有BaSO4和CaCO3的方案最为简便易行。‎ ‎[答案] [进行猜想]①BaSO4和CaCO3；②BaSO4和CuSO4(或CaCO3和CuSO4)‎ ‎[实验探究](本题的答案为开放性，只要步骤和方法、现象、结论合理均正确)‎ 步骤和方法 现象 结论 取白色粉未于试管中，加入足量的水。‎ 或：取白色粉未于试管中，加入足量水，再滴加稀硝酸酸。‎ 或：取白色粉未于试管中，加入足量水，再加入足量的稀硝酸。‎ 白色固体不溶解，水不变蓝色。‎ 白色固体部分溶解，溶液变蓝色，加稀硝酸酸后无气泡产生。‎ 白色固体部分溶解，溶液变蓝色，滴加稀硝酸酸后有气泡产生。‎ 含有BaSO4和CaCO3‎ 含有BaSO4和CuSO4‎ 含有CaCO3和CuSO4‎ ‎2．问题解答型探究题 题型特点：命题者在设计这种题型时，往往已经就需要探究的内容给出具休的问题、可能的猜想和完整探究过程，题目中提供的信息比较清晰,学生只要按照题中探究过程给出的问题回答相关问题即可。该题型的总体难度系数较低，答案较单一，学生比较易于解答，整体的得分率普遍较高。‎ 解题思路：要求学生认真审题，根据题目中给出问题、猜想和探究过程进行综合分析，回答时要理解好命题意图，问什么，就答什么。如：回答题目中各种猜想的猜想依据、实验过程中将观察到的实验现象或结论，并运用所学知识对各种猜想的正确与否作出判断和合理的解释，能对所问问题进行知识迁移和拓展应用。‎ ‎[例2] 碱式碳酸铜俗称“铜绿”，化学式为Cu2(OH)2CO3，受热时可分解得到黑色固体。某化学兴趣小组活动想对该黑色固体进行探究，他们取‎5.0g铜绿在试管中加热使之完全分解，冷却至室温，称得黑色固体质量‎3.6g。‎ 他们根据铜绿的化学式对黑色固体产物做出了以下猜想：①可能是氧化铜；②可能是炭粉；③可能是氧化铜和炭粉的混合物。他们做出以上猜想的依据是：a 、b氧化铜和炭粉都 。‎ ‎(1)小组中，小明同学设计的实验方案是：向盛有该黑色固体的试管中加入足量的稀硫酸，充分震荡，静置后观察现象。‎ 如果猜想①正确，现象应该是 ；‎ 如果猜想③正确，现象应该是 ；‎ ‎(2)小强同学进一步思考后，根据碳具有还原性的化学性质，认为可以排除猜想 。‎ ‎(3)小红同学通过对实验数据的分析，排除了猜想②，因为‎5.0g铜绿中碳元素的质量为 g， (选填“<”“>”或“=”) ‎3.6g。‎ ‎ (4)科学探究的方法和途径有多种。若要证明某黑色固体粉未只含炭粉不含氧化铜，你采用的方法： 。‎ ‎[分析] 探究小组做出的猜想是依据题目中给出了“铜绿”的化学式Cu2(OH)2CO3，知道了“铜绿”的组成元素，而元素种类在化学反应前后的是不变、且氧化铜和炭粉都呈黑色。根据氧化铜能溶于稀硫酸，反应后生成硫酸铜而使溶液呈蓝色，而木炭则不与稀硫酸反应的性质，可以用稀硫酸来检验氧化铜或木炭。因为碳具有还原性，在高温下会和氧化铜发生反应，所以氧化铜和炭粉在高温下不共存；根据质量守恒定律，元素在 化学反应前后不会增减，可求出‎5.0g铜绿中碳的质量=×‎5.0g=‎0.27g<‎3.6g。‎ ‎[答案]化学反应前后元素的种类没有变化、呈黑色。‎ ‎(1)黑色粉未完全溶解，溶液呈蓝色；黑色粉未部分溶解，溶液呈蓝色。‎ ‎(2) ③ (3)0.27，<。‎ ‎(4)将混合物放在大试管中加强热，观察固体颜色是否变化，并将生成的气体通入澄清石灰水中，观察石灰水是否变浑浊。‎ ‎3．方案评价型探究题 题型特点：该题型一般以学生在学习过程中或实际生活中遇到物质、物质性质、实验现象或反应原理为背景，并以此提出问题，作为探究对象。题目中往往已经给出了猜想、假设，明确了探究目的，并设计出多种探究方案，只要求学生对所给出的实验方案进行判断、选择或评价。如：选出不正确的方案，指出该方案之所以不正确的原因，或选出最佳的方案，指出该方案之所以合理的优点，等等。该题型难度中等，但需要作答的内容一般都较少，因此大部分学生都可以解答出来。‎ 解题思路：因为该题型中的探究目的和探究方案都已给出，因此整个题意比较清晰。但有的方案往往似是而非，学生作答时要先明确探究目的，对所有方案都要认真分析、对比，尤其是方案中的每个步骤都要仔细考虑，最后选择切实可行、现象明显的实验方案。交流评价一般是对实验方案、实验操作、结论等方面的反思，解题时可以从以下几个方面对方案进行判断、评价：①方案是否合理可行，②方案是否科学严密，③方案是否经济环保，④实验现象是否明显，⑤结论是否正确等。‎ ‎ [例3]氢氧化钠固体在空气中易变质而含有碳酸钠。某化学探究小组针对这一性质，对某氢氧化钠固体进行探究活动：‎ Ⅰ．确定实验目的：检验一包氢氧化钠固体是否混有碳酸钠。‎ Ⅱ．设计实验方案：‎ 方案1：取少量样品加适量蒸馏水配成溶液后，滴入几滴石蕊试液。若观察到试液变蓝色，说明氢氧化钠已部分变质。‎ 方案2：取少量样品加适量蒸馏水配成溶液后，滴入足量的氢氧化钡溶液，若观察到产生白色沉淀，说明氢氧化钠已部分变质。‎ Ⅲ．评价与交流：‎ ‎(1)实验方案评价：上述实验方案中不正确的是 ，因为 。‎ ‎(2) 实验方案交流：你也说一说还可以选择(不要重复以上选择，只写一种) 为试剂，同样可以达到实验目的。‎ ‎[分析] 要检验氢氧化钠固体是否混有碳酸钠，只要检验其中是否含有CO32-离子就行。因为氢氧化钠呈碱性，而碳酸钠虽然不是碱，但其水溶液也呈碱性，所以不能用酸碱所示剂如石蕊、酚酞试液或pH试纸进行检验。可以采用滴加稀盐酸、稀硫酸，看是否有气泡产生；或滴加氢氧化钡、氢氧化钙等溶液，看是否有白色沉淀产生；还可以滴加氯化钡、氯化钙等溶液，看是否有白色沉淀产生等来进行检验。‎ ‎[答案] (1)方案1，氢氧化钠和碳酸钠都会使石蕊试液变蓝色。‎ ‎(2)稀盐酸或稀硫酸、氯化钡溶液、氯化钙溶液、澄清石灰水等。‎ 巩固练习：‎ ‎1．阅读下列短文，回答有关问题。‎ 乙酸(CH3COOH)又名醋酸，它是食醋的主要成分，是日常生活中经常接触的一种有机酸。乙酸是一种有刺激性气体的无色液体，易溶于水。乙酸的化学性质与盐酸相似，在水溶液中能电离出H+和酸根离子。‎ ‎(1)请你就乙酸的化学性质提出一个探究问题： 。‎ ‎(2)根据你提出的问题，设计探究方案，并完成下表：‎ 实验操作 实验现象 实验结论 ‎2．小洁对蛋糕疏松多孔的结构感兴趣，他从资料了解到焙制糕点常用的物质是碳酸氢钠(NaHCO3)，该物质受热易分解。小洁对碳酸氢钠进行了实验探究：‎ a.取少量干燥的碳酸氢钠固体于试管中加热，发现试管口有水珠，把生成的气体通入澄清石灰水中，石灰水变浑浊，由此说明生成物中含有 和 。‎ b．加热碳酸氢钠至完全分解后，试管中仍有白色固体，白色固体是什么物质呢？小洁认为是一种盐；请你帮助小洁猜测这种盐是 。‎ c．设计实验验证你的猜测(将步骤和方法、现象、分析填于下表中)‎ 步骤和方法 现象 分析 ‎3．小伟和小明两位同学在帮助化学老师整理实验室时，发现了半瓶久置的氢氧化钙粉末[Ca(OH)2]，他俩决定对这瓶氢氧化钙粉末的组成进行实验探究。‎ ‎(1)提出问题：这瓶氢氧化钙是否已经生成碳酸钙(CaCO3)而变质?‎ ‎(2)进行猜想：①氢氧化钙全部变为碳酸钙；②氢氧化钙部分变为碳酸钙；③氢氧化钙没有变质。‎ ‎(3)设计实验方案、进行实验：请你选择其中一种猜想参与探究，并填写下表。‎ 实验步骤 实验现象 实验结论 取样品粉末，加入适量的水，充分搅拌，过滤。 ‎ ‎①取少量滤液于试管中，滴入酚酞试液。 ‎ ‎②取少量滤渣(或氢氧化钙样品)于试管中，加入盐酸。 ‎ ‎① ‎ ‎② ‎ ‎① ‎ ‎② ‎ ‎(4)反思与评价：根据实验结论，你认为该瓶氢氧化钙　 　 (选填“全部”、“部分”或“没有”)变质。‎ ‎(5)联想与启示：‎ ‎①氢氧化钙变质是由于Ca(OH)2与空气中的　 发生化学反应的缘故，反应的化学方程式是：　 　；因此氢氧化钙　 　保存。‎ ‎②氢氧化钙水溶液的pH　 　7(选填“大于”或“小于”或“等于’’)。农业上一般可用氢氧化钙改良　 性土壤(选填“酸’’或“碱”)。‎ ‎4．某化学探究小组的同学准备用古人制碱的方法，利用厨房中的纯碱(Na2CO3)和食品包装袋中的干燥剂(生石灰)来制取氢氧化钠，请你与他们一起踏上实验之旅：‎ ‎(1)①取一包干燥剂加足量水制成石灰乳[CaO+H2O==Ca(OH)2]，另取一些纯碱也加足量水配成溶液。‎ ‎②把得到的石灰乳加入纯碱溶液中搅拌均匀，发生反应的化学方程式为 。‎ ‎③通过 操作，得到无色滤液。‎ ‎④无色滤液通过 操作，得到白色固体。‎ ‎(2)猜想：得到的白色固体是纯氢氧化钠吗？小红、小华、小军分别作出以下猜想：‎ 小红：可能含有碳酸钠!‎ 小华：是纯净的氢氧化钠!‎ 小军：也可能含有 。‎ ‎(3)验证：我来验证小红的猜想。‎ 实验方法 可能看到的现象 结论 取少量样品配成溶液。加入足量的 ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ (4)反思：分析出现杂质的一个可能原因 。‎ ‎5．某希望中学探究性学习小组在帮助实验室整理化学试剂时，发现一盛有无色溶液(初中常用试剂)的试剂瓶，标签破损(如图)，请你对该试剂用出猜想，并设计实验验证。‎ ‎(1)猜想：这种试剂可能是 溶液，也可能是 溶液。‎ ‎(2) 实验验证：‎ 实验方法 实验现象 结论 ‎6．市场上的薯片、虾条等食品一般采用充气包装，它使用的是什么气体呢？某兴趣小组对此进行了探究。‎ ‎(1)经访问有关人员，了解到这样包装的目的是为了防止食品挤压变形或食品腐败，且从经济性、环保等因素考虑，工厂使用的包装气体是空气或空气的成分之一。请你以此调查结果为依据，对包装气体的成分提出三种猜想，并说明你猜想的依据：‎ 猜想一 猜想二 猜想三 我对气体的猜想 我猜想的依据 ‎(2)请设计实验，检验上述三种猜想的正确性。填写下列实验报告：‎ 实验方法及操作 可能观察到的现象及结论 ‎7．小华在吃黄花鱼时，看到其头骨上有两块白色的小石头。‎ ‎[提出问题] 这白色的小石头中含有什么物质？‎ ‎[查阅资料]小石头被称为“鱼脑石”，用来控制鱼在水中的沉浮。‎ ‎[猜想与假设]‎ ‎ 小华：可惜没查到具体的化学成分……。‎ ‎ 小力：是否与石灰石的成分相相似，也含有CO32-。‎ ‎ 陈老师：有道理，选择以下试剂做个实验吧!‎ ‎[供选试剂]10%稀盐酸，澄清石灰水，10%氢氧化钠溶液，紫色石蕊试液，酚酞试液。‎ ‎[实验探究]验证小力的猜想 实验方法 可能看到的现象 结论 取粉碎后的“鱼脑石”加入 ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎[反思]如果实验证明了小力的猜想是正确的，你认为“鱼脑石”中一定含碳酸钙吗？简述理由。 。‎ ‎8．氢氧化钠暴露在空气中容易吸收二氧化碳而变质，但该反应没有明显现象。‎ 现有一瓶露置于空气中一段时间的氢氧化钠溶液。对此，几位同学提出一个实验问题：怎样证明该溶液是否变质？‎ 他们进行了如下探究： ‎ ‎(1)小李取少量待测液到试管中，滴入酚酞试液，结果溶液变红。据此，小李认为原溶液没有变质。‎ ‎(2)小勤取少量待测液到试管中，滴入澄清石灰水，他根据所观察到的现象认为：原溶液已经变质。‎ ‎(3)小梅将足量的稀盐酸直接加入试剂瓶中，结果有气泡产生，据此，小梅认为原试剂有变质。‎ 据此，请你进行分析后回答：‎ ‎①根据小梅同学的实验结论，推测小勤同学所观察到的现象是 ；化学反应方程式为 。小梅同学实验过程中缺少的重要操作步骤是 ，由此导致的后果是 。‎ ‎②三位同学中 的结论是错误的，理由是 。③若氢氧化钠溶液只部分变质，当小梅同学将足量的稀盐酸直接加入试剂瓶中时，除有气泡产生的反应外，还发生了另一化学反应，请写出该反应的化学方程式 。‎ ‎9．“鼓浪月饼”内有一个小纸袋，上面写着“脱氧剂”，它的作用是除去袋内氧气，达到食品保鲜的目的。有三位同学打开小纸袋，看到“脱氧剂”是灰黑色粉末，并混有少量的红色粉末。‎ ‎[提出问题]该“脱氧剂”中的灰黑色、红色粉末各是什么?‎ ‎[猜 想]甲同学认为：灰黑色粉末为氧化铜、红色粉末为铜。‎ ‎ 乙同学认为：灰黑色粉末为铁粉、红色粉末为氧化铁。‎ ‎ 丙同学认为：灰黑色粉末为活性炭、红色粉末为氧化铁。‎ ‎[设计方案]证明乙同学猜想的实验方案如下：‎ ‎ Fe和Fe2O3‎ 灰黑色粉末被磁铁吸起。结论：灰黑色粉末是铁粉 红色粉末不 被磁铁吸起 红色粉末溶解。‎ 结论：红色粉末为Fe2O3‎ 磁铁 稀盐酸 ‎ ‎ ‎(1)请你参照上图的形式，将验证甲同学猜想的实验过程表示出来。‎ ‎ (2)你认为 同学的猜想较合理，理由是 ；‎ ‎ 请推测此“脱氧剂”除去氧气的反应原理，用化学方程式表示为 。‎ ‎10．在学校的元旦联欢会上，某同学表演了“水能生火”的魔术。他向包有过氧化钠(Na2O2)粉末的脱脂棉上滴水，脱脂棉燃烧起来。小军很感兴趣，于是，他和同学们进行探究。‎ ‎[提出问题]过氧化钠与水反应生成了什么物质?为什么脱脂棉会燃烧 ‎[猜 想]①可能有一种气体和另一种物质生成 ‎ ②反应过程中可能有能量变化 ‎[设计装置]如右图所示 ‎[实验探究]‎ 实验一：探究反应后生成的气体是什么？‎ ‎(1)打开图上装置中分液漏斗的活塞，控制滴加水的速度，观察到试管内有气泡产生，用带火星的木条靠近P处，木条复燃。说明生成的气体是 。‎ ‎(2)实验中，还观察到伸入烧杯中的导管口有气泡冒出，请解释产生该现象的原因：‎ 实验二：继续探究反应后生成的另一种物质是什么 ‎(1)小张猜想另一种物质是Na2CO3，小军认为不可能。小军的依据是： 。‎ 为了证实小军的看法，请你设计一个证明CO32-不存在的实验。‎ ‎ 实验步骤 ‎ 实验现象 ‎ 实验结论 ‎(2)小军取反应后所得的溶液于试管中，滴人无色酚酞试液，发现酚酞试液变红色，说明反应后所得的溶液呈 性。‎ ‎[表达]由实验探究的结果，写出过氧化钠和水反应的化学方程式 。‎ 练习参考答案：‎ ‎1．(1)乙酸能否使紫色石蕊试液变红色，或乙酸能否与较活泼的金属反应。(本题的答案为开放性，只要合理均正确)‎ ‎(2)‎ 步骤和方法 现象 结论 紫色石蕊试液变红色 取乙酸少量于试管中，滴加几滴紫色石蕊试液 或取少量锌粒于试管中，加入少量乙酸溶液 锌粒表面有气泡产生 乙酸能使紫色石蕊试液变红色 乙酸能与较活泼的金属反应 ‎2．a．水(或H2O)；二氧化碳(或CO2)。b．碳酸钠(或Na2CO3) ‎ c．‎ 步骤和方法 现象 分析 ‎①取少量白色固体于试管中，滴入稀盐酸 ‎②把生成的气体通入澄清石灰水中。‎ 有气泡产生 石灰水变浑浊 碳酸钠与盐酸反应放出CO2气体；CO2能使澄清石灰水变浑浊 结论：白色固体是碳酸钠 ‎3．(3) ‎ 实验现象 结 论 猜想①‎ ‎①滤液不变色 ‎②有气泡产生 ‎ ‎①滤液不显碱性(或样品不含氢氧化钙) ‎ ‎②滤渣中(或样品)含有CO32－(或碳酸钙)‎ 猜想②‎ ‎①滤液变为红色 ‎②有气泡产生 ‎ ‎①滤液显碱性(或样品含氢氧化钙)‎ ‎②滤渣中(或样品)含有CO32－(或碳酸钙)‎ 猜想③‎ ‎①滤液变为红色 ‎②无气泡产生(或无现象)‎ ‎①滤液显碱性(或样品含氢氧化钙) ‎ ‎②滤渣中(或样品)不含有CO32－(或碳酸钙)‎ ‎(4)全部(或“部分”或“没有”) (本题的答案为开放性，只要猜想、实验现象、结论合理均正确)‎ ‎(5)①CO2；CO2+Ca(OH)2=CaCO3 ↓+H2O；密封；②大于；酸。‎ ‎4．(1)②Na2CO3+Ca(OH)2=2NaOH+CaCO3↓。 ③过滤 ④蒸发结晶。(2) Ca(OH)2 或CaCO3‎ ‎(3)‎ 实验方法 可能看到的现象 结论 稀盐酸 或氯化钙 有(或)无气泡产生 有(或)无沉淀产生 含有(或不含有) Na2CO3‎ 含有(或不含有) Na2CO3‎ ‎(4)反应时Na2CO3或Ca(OH)2过量(或碱吸收空气中的CO2生成Na2CO3或CaCO3)‎ ‎5．Na2CO3；Na2SO4‎ 取少量试液于试管中，滴加稀盐酸，有气泡产生，就是Na2CO3，无气泡产生，就是Na2SO4。‎ 或取少量试液于试管中，滴加BaCl2溶液和稀硝酸，有白色沉淀生成，就是Na2SO4，没有白色沉淀生成，就是Na2CO3。‎ ‎6．(1)‎ 猜想一 猜想二 猜想三 我对气体的猜想 空气 二氧化碳 氮气 我猜想的依据 防止挤压变形 防止挤压变形或腐败食品 防止挤压变形或腐败食品 ‎(2)‎ 实验方法及操作 可能观察到的现象及结论 ‎(1)用针筒将包装袋内气体抽出，将其通入澄清石灰水中。‎ ‎(2) 若澄清石灰水不变浑浊，再将气体抽出，用排水法收集于集气瓶中，将燃着的木条伸入集气瓶中，观察燃烧情况。‎ 若澄清石灰水变浑浊，则包装袋内气体是二氧化碳 若木条燃烧没多大变化，则包装袋内气体是空气；若木条燃烧熄灭，则包装袋内气体是氮气。‎ ‎7．[实验探究]‎ 实验方法 可能看到的现象 结论 加入稀盐酸 将生成的气体通入澄清石灰水中 有无色气体产生 澄清石灰水变浑浊 ‎“鱼脑石”中含有CO32-‎ ‎[反思]不能，上述实验只证明“鱼脑石”中CO32-的存在，没有证明Ca2+的存在(或含有碳酸根离子的化合物不一定就是碳酸钙)。‎ ‎8．①澄清石灰水变浑浊；Ca(OH)2+Na2CO3==CaCO3↓+2NaOH。取样品；浪费整瓶试剂。②小李；氢氧化钠溶液和变质后得到的碳酸钠溶液都呈碱性，都能使酚酞试液变红。NaOH+HCl=NaCl+H2O Cu和CuO 稀硫酸 或稀盐酸硫酸 ‎ 蓝色溶液。结论：灰黑色粉末为氧化铜 红色固体 黑色固体。结论：红色粉末为铜 加热 ‎9．(1) ‎ ‎ (2)乙；铁与水和氧气发生缓慢氧化生成红色的三氧化二铁（铁锈的主要成分）；‎ ‎4Fe+3O2 =2Fe2O3。‎ ‎10．实验一：‎ ‎(1)氧气(或O2)。 (2)过氧化钠与水反应放出热量，使吸滤瓶中的空气受热膨胀，因此伸入烧杯中的导管口看到有气泡产生。‎ ‎ 实验二：‎ ‎ (1)根据质量守恒定律，反应物中没有碳元素，所以生成物中不可能有Na2CO3。取少量反应后所得的溶液于试管中，滴入稀盐酸；没有气泡产生；没有CO32-存在。‎ ‎(2)碱；2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑‎