特训09科学探究题-2020中考化学总复习重难点必刷300题(优等生专用)(教师版含解析)
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1、2020 中考化学总复习中考化学总复习重难点必刷题重难点必刷题 特训特训 09 流程题流程题 1 兴趣小组在课外实验中意外发现: 将镁条放入 Na2CO3溶液中, 快速产生较多气泡, 有白色沉淀生成。 小组同学对此进行了系列探究活动。 探究:反应产生的气体是什么? 【作出猜想】小组同学经查阅资料和讨论,根据化学变化过程中元素不变,且反应物中含有_ _三种元素,作出如下猜想: 氢气;二氧化碳;氢气和二氧化碳。 【实验 1】取适量镁条、100 mL Na2CO3溶液于反应装置 A 中,按如图 1 所示方案进行实验,B 中石灰 水不变浑浊;C 处气体燃烧,烧杯内壁有水珠。说明猜想正确。 (1)反应装
2、置 A 应选用图 2 中的_(填写序号)。 (2)小组同学讨论认为,上述实验中“烧杯内壁有水珠”作为“反应产生的气体是氢气”的证据不可靠。为使 这一证据可靠,且仍能一次性地验证三个猜想,只需在图 1 所示方案的基础上加以改进完善。你的改进 方案是_。 探究:快速产生气体的原因是什么? 【查阅资科】镁与水缓慢反应生成氢气:Na2CO3溶液显碱性,其溶液中除 Na+、CO32外,还有 OH。 【作出猜想】可能是 Na2CO3溶液中的某一种离子促进了镁与水的反应。 【实验 2】按图 3 所示方案进行实验。G、I 中缓慢产生气泡,H 中快速产生较多气泡,说明是 CO32而不 是 Na+、OH促进了镁与
3、水的反应。 (1)G 中实验的作用是_。 (2)试剂 X 是_。 探究:反应产生的白色沉淀中是否含有 MgCO3? 【实验 3】 取实验 1 反应生成的沉淀于试管中, 加入试剂 Y, 根据实验现象说明白色沉淀中含有 MgCO3。 试剂 Y 及实验现象为_,该反应的化学方程式为_ _。 反思交流:有些伟大的发现就是从异常现象中得到启发,通过深入研究而实现的。 【答案】 【作出猜想】碳、氢、氧 【实验 1】(1)D (2)在 BC 之间增加干燥装置 【实验 2】(1)对比 (2)氢氧化钠溶液 【实验 3】稀盐酸 有气泡生成 MgCO3+2HClMgCl2+H2O+CO2 【解析】 【作出猜想】据化
4、学变化过程中元素不变,且反应物是碳酸钠溶液,结合给出的猜想,可知题目 要求填写的是碳、氢、氧三种元素。 【实验 1】(1)因为实验为“将镁条放入 Na2CO3溶液中,快速产生较多气泡,有白色沉淀生成” ,即常温下 固体和液体反应,所以反应装置 A 应选用图 2 中的 D(不选 F 是因为生成较多气体、反应物的体积大)。 (2)“烧杯内壁有水珠”作为“反应产生的气体是氢气”的证据不可靠,这是因为反应从液体中发生且生成气 体从溶液中逸出, 所以不能说明是因为生成了氢气。 为使这一证据可靠, 且仍能一次性地验证三个猜想, 只需在图 1 所示方案的基础上加以改进完善。你的改进方案是在 BC 之间增加干
5、燥装置。 【实验 2】(1)G 中实验的作用是对比,对比碳酸根离子和氢氧根离子存在和不存在的影响大小。 (2)试剂 X 是要确定氢氧根离子、钠离子的影响的,所以是氢氧化钠溶液。 【实验 3】 取实验 1 反应生成的沉淀于试管中, 加入试剂 Y, 根据实验现象说明白色沉淀中含有 MgCO3。 由于给出的结论是碳酸镁,所以应该加入稀盐酸或者稀硫酸等,有气泡生成,该反应的化学方程式为 Mg CO3+2HClMgCl2+H2O+CO2。 2某化学兴趣小组在学习金属知识后,对金属钙及其化合物的化学性质非常感兴趣,并进行了以下实验 探究。 (1)对金属钙的化学性质进行探究 【提出问题】金属钙能否与水反应?
6、 【实验探究】取一粒金属钙投入盛有 50 mL 水的烧杯中,钙粒与水剧烈反应,四处游动,产生气泡,溶 液出现浑浊,用手触摸烧杯外壁,感觉发热。反应结束放置一段时间后,溶液变澄清,往烧杯中滴入无 色酚酞试液,溶液变红色。 【实验结论】金属钙能与水反应。经进一步检验,产生的气体能燃烧。请写出钙与水反应的化学方程式_ _。 【交流与反思】反应结束放置一段时间后,溶液变澄清的原因是_ _。 (2)对久置于空气中的“生石灰”干燥剂的组成成分及含量进行探究 【查阅资料】Ca(OH)2加热到一定温度时会发生分解反应,生成两种氧化物。 【实验探究】该小组称取 10.0 g 干燥剂样品于控温电加热器中,按如图所
7、示装置进行实验(装置气密性良 好,装置 A、B、C 中药品足量,实验操作正确): 【实验数据记录】充分反应后,产物被完全吸收,A 装置增重 0.9 g,B 装置增重 2.2 g 【分析与结论】该包干燥剂的成分有_(填化学式),其中 Ca(OH)2的质量为_ _g。 【反思与拓展】 停止加热后, 需要通入 N2一段时间的目的是_ _。 若没有 C 装置,会导致含量测定结果偏小的成分是_。 【答案】(1)【实验结论】Ca+2H2OH2+Ca(OH)2 【交流与反思】温度降低氢氧化钙溶解度增大,不能溶解的氢氧化钙全部溶解 (2)【分析与结论】CaO、Ca(OH)2、CaCO3 3.7 【反思与拓展】
8、使反应生成的水、二氧化碳全部被浓硫酸、氢氧化钠溶液吸收 氧化钙 【解析】(1)【实验结论】金属钙能与水反应。经进一步检验,产生的气体能燃烧,由质量守恒定律可知, 该气体是氢气, 因此钙与水反应生成氢氧化钙和氢气, 反应的化学方程式: Ca+2H2OH2+Ca(OH)2。 【交流与反思】反应结束放置一段时间后,溶液变澄清的原因是温度降低氢氧化钙溶解度增大,不能溶 解的氢氧化钙全部溶解。 (2)【分析与结论】A 装置增重 0.9 g,B 装置增重 2.2 g,说明氢氧化钙分解生成了 0.9 g 水,碳酸钙分 解生成了 2.2 g 二氧化碳,反应的化学方程式及其质量关系: Ca(OH)2CaO+H2
9、O 74 18 3.7g 0.9g CaCO3CaO+CO2 100 44 5 g 2.2 g 干燥剂中氧化钙质量:10.0 g3.7 g5 g1.3 g, 该包干燥剂的成分有 CaO、Ca(OH)2、CaCO3,其中 Ca(OH)2的质量为 3.7g。 【反思与拓展】 停止加热后, 需要通入 N2一段时间的目的是使反应生成的水、 二氧化碳全部被浓硫酸、 氢氧化钠溶液吸收。若没有 C 装置,会导致空气中的部分二氧化碳进入 B 装置中,导致测定的二氧化 碳质量偏大,由于氢氧化钙的测定值不变,因此含量测定结果偏小的成分是氧化钙。 3工业采用电解氯化钠溶液制备烧碱。某同学取电解后的溶液进行如下探究:
10、 【提出问题】电解后的溶液中的溶质是什么? 【猜想假设】(1)NaOH、NaCl (2)NaOH 【实验探究】取电解后的溶液,进行如下实验: 【收集证据】实验 1 的反应现象为(1)_,实验 2 发生反应的化学方程式为(2)_ _。 【实验结论】电解后的溶液中的溶质是(3)_。 【表达交流】实验中滴加酚酞溶液的作用是(4)_。在滴加过量稀硝酸的过程中,下 图中表示的是(5)_(填符号),表示的是(6)_(填符号)。 【总结规律】通过探究还可以认识到:上述实验 1 和实验 2 的反应都是两种化合物在溶液中以(7)_ _的形式,通过一种(8)_的方式而发生的复分解反应。 【答案】(1)溶液由红色变
11、为无色 (2)NaCl+AgNO3NaNO3+AgCl (3)NaOH 和 NaCl (4)为了证明电解后的溶液中含有氢氧化钠 (5)OH- (6)H+ (7)离子 (8)相互交换成分 【解析】(1)电解氯化钠溶液会生成氢氧化钠,氢氧化钠是一种碱,酚酞溶液遇碱性溶液会变红,加入过 量稀硝酸会反应掉氢氧化钠,最终溶液显酸性,酚酞遇酸不变色,故实验 1 的反应现象为:溶液由红色 变为无色。 (2)实验 2 中滴加硝酸银溶液产生白色沉淀,发生的反应是氯化钠和硝酸银反应,生成白色氯化银沉淀和 硝酸钠,化学方程式为 NaCl+AgNO3NaNO3+AgCl。 (3)由实验 1 和实验 2 中的现象可知,
12、电解后的溶液中含有氢氧化钠和氯化钠,即电解后的溶液中的溶质 是 NaOH 和 NaCl。 (4)为了证明电解后的溶液中含有氢氧化钠,滴加酚酞溶液后变红,加入足量硝酸后红色逐渐消失,进而 证明了氢氧化钠的存在,故实验中滴加酚酞溶液的作用是:为了证明电解后的溶液中含有氢氧化钠; (5)电解后的溶液中含有氢氧化钠,在滴加稀硝酸的过程中发生反应,NaOH+HNO3NaNO3+H2O,氢 氧根离子数目逐渐减少直至为 0,当氢氧化钠反应完全后,继续滴加硝酸,氢离子数目逐渐增加,故 表示的是 OH-,表示的是 H+。 (6)由(5)的分析可知,表示的是 H+。 【总结规律】实验 1 中氢氧化钠在溶液中以 N
13、a+和 OH-的形式存在,加入硝酸会解离出 H+和 3 NO,OH- 和 H+结合生成 H2O;实验 2 中氯化钠解离出 Na+和 Cl-,加入的硝酸银解离出 Ag+和 3 NO,Cl-和 Ag+结 合生成白色 AgCl 沉淀, 即实验 1 和实验 2 的反应都是两种化合物在溶液中以离子的形式, 通过一种相互 交换成分的方式而发生的复分解反应。 4小李将实验剩余的 FeCl3溶液倒入含有 H2O2的废液缸,立即产生大量的无色气泡。 (1)小李根据组成的元素猜测,无色气体可能是 H2、O2、HCl、Cl2中的一种或多种。 【查阅资料】 1Cl2是黄绿色、有刺激性气味的气体; 2FeCl3在水中解
14、离出 Fe3+、Cl。 根据资料,小李可排除的气体为_。 【实验一】为进一步验证该气体成分,他用燃着的木条伸入收集满该气体的小试管中,只观察到木条燃 得更旺,则该气体一定含_。 (2)小李认为上述过程中 FeCl3溶液作了 H2O2分解的催化剂。 【实验二】为进一步探究哪种离子起催化作用,他做了如图所示的对比实验。若要证明 FeCl3溶液中的 F e3+对 H2O2分解起催化作用,除观察到试管 c 中无明显现象外,还需观察到的现象为_ _。 (3)小王同学认为由此得出“FeCl3溶液作 H2O2分解的催化剂”的结论不严谨,还需要补充实验来进一步探 究,他们又设计了如下实验: 【实验三】 X 溶
15、液中溶质的化学式为_。 【得出结论】要证明 FeCl3溶液作 H2O2分解的催化剂,须满足以下两个方面的条件: 从定性角度需观察到_(填序号)的现象。 A实验一 B实验二 C实验三 从定量角度需得到的关系式为 m1_(用 m2和 m3表示)。 【答案】(1)【实验一】Cl2 (2)【实验二】装置 a 反应速率加快,装置 b 中无明显现象。 (3)【实验三】NaOH 【得出结论】BC 2(m2+m3) 【解析】(1)根据资料,小李可排除的气体为氯气,这是因为氯气是黄绿色气体。 【实验一】为进一步验证该气体成分,他用燃着的木条伸入收集满该气体的小试管中,只观察到木条燃 得更旺,则该气体一定含 O2
16、。 (2)【实验二】若要证明 FeCl3溶液中的 Fe3+对 H2O2分解起催化作用,除观察到试管 c 中无明显现象外, 还需观察到装置 a 反应速率加快,b 中无明显现象,说明氯离子不能起到催化作用。 (3)【实验三】X 溶液中溶质的化学式为氢氧化钠,这是因为氢氧化钠和氯化铁反应生成红褐色沉淀氢氧 化铁和氯化钠。 【得出结论】要证明 FeCl3溶液作 H2O2分解的催化剂,须满足以下两个方面的条件: 从定性角度需观察到实验二的现象,即 a 中产生大量气泡,b、c 中无明显现象;实验二只证明了氯化 铁能改变反应速率,但不能说明氯化铁反应后化学性质没有改变,因此需要结合实验三的两个沉淀颜色 来证
17、明氯化铁的化学性质没有变。 从定量角度需得到的关系式为 m12(m2+m3),这是因为氯化铁是催化剂,反应前后质量不变。 5化学兴趣小组的同学在探究碱溶液的化学性质时,进行了下图所示的实验。 (1)实验 A 中,推入 NaOH 溶液后,可观察到的现象是_。 (2)实验 B 中发生反应的化学方程式为_。 实验结束后,小组同学对 B 试管中上层清液的溶质成分产生疑问,作出猜想: 猜想一:只含有 NaOH; 猜想二:含有 NaOH、Na2CO3; 猜想三:含有 NaOH、Ca(OH)2。 同学们取少量 B 试管中的清液分别置于甲、乙两支试管中,进行探究: 实验操作 实验现象 结论 在试管甲中滴加碳酸
18、钠溶液 不产生白色沉淀 猜想三错误 在试管乙中滴加足量稀盐酸 _ 猜想二正确 (3)A、B、C、D 四个实验中能体现碱化学通性的是_(填字母)。小组同学经过讨论认 为 A、B、C、D 四个实验并没有探究出碱所有的化学通性。从这四个实验中选择一个,继续加入相关试 剂,能得出碱的其它化学通性。实验的方案是_ _(写出操作和现象)。 【答案】(1)气球胀大 (2)Na2CO3+Ca(OH)2CaCO3+2NaOH 开始无明显现象,一段时间后产生气泡 (3)ACD 在 D 试管中继续加稀盐酸, 溶液由红色变为无色(或在 C 试管中继续加稀盐酸, 蓝色沉淀消 失) 【解析】(1)二氧化碳与氢氧化钠反应生
19、成碳酸钠和水,实验 A 中,推入 NaOH 溶液后,容器内的气压降 低,在大气压强作用下,可观察到的现象是气球胀大。 (2)氢氧化钙与碳酸钠反应生成氢氧化钠和碳酸钙,实验 B 中发生反应的化学方程式为 Na2CO3+Ca(OH)2 CaCO3+2NaOH。 碳酸钠与盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳,氢氧化钠与盐酸反应生成氯化钠和水,若猜想二正确, 在试管乙中滴加足量稀盐酸,盐酸先与氢氧化钠反应,再与碳酸钠反应,实验现象是开始无明显现象, 一段时间后产生气泡。 (3)碱的通性:碱溶液能跟酸碱指示剂起反应,碱能跟非金属氧化物反应生成盐和水,碱能跟酸起中和反 应生成盐和水,碱能跟某些盐反应生成新碱和
20、新盐。根据上述实验可知,A、B、C、D 四个实验并没有 探究出碱与酸反应的性质,碱与酸反应生成盐和水,D 中加入酚酞后溶液变红色,若氢氧化钙能与盐酸 反应,生成氯化钙和水,氯化钙溶液呈中性,红色溶液滴加盐酸后,若能反应则红色褪去;C 试管中会 有氢氧化铜的蓝色沉淀,若能与盐酸反应,则蓝色沉淀会消失,形成蓝色溶液。实验的方案可以是在 D 试管中继续加稀盐酸,溶液由红色变为无色(或在 C 试管中继续加稀盐酸,蓝色沉淀消失)。 6小晨同学从课外读物中得知:在加热条件下,钠与 CO2反应的产物可能有 C、CO、Na2CO3、Na2O, 于是设计实验对产物成分进行探究。 【查阅资料】BaCl2溶液呈中性
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