2023学年届中考化学总复习冲刺考点专题科学探究题含解析.doc

科学探究题 1、某研究性学习小组在探究“锌与硫酸反应快慢的影响因素”时，发现一个意外现象：硫酸中混有硫酸铜溶液时，产生氢气的速率更快。 【提出问题】是什么离子导致产生氢气的速率加快？ 【猜想假设】甲同学：可能与铜离子有关； 乙同学：可能与硫酸根离子有关；…… 丙同学认为乙的猜想不科学，理由是 。 【实验验证】写出仪器①的名称 。用A、B两组仪器进行实验： 步骤一：检查装置气密性。连接AB，用拇指堵住导管口，从长颈漏斗加水至一定高度，静置，观察液面不下降，即为气密性良好。 步骤二：量取2份质量分数为20%的稀硫酸各20mL，第一份加入质量分数为10%的硫酸铜溶液1mL，第二份加入质量分数为10%的硫酸锌溶液1mL．称取2份形状相同锌粒各1g，分别与以上溶液反应。反应装置如图A所示。用此装置实验时，长颈漏斗下端要插入液面以下，目的是 。 步骤三：用B收集气体，分别记录收集一瓶气体（集气瓶规格均为125mL）所需的时间（如下表），什么时间开始收集气体？ 。 编号 20%的稀硫酸各20mL 锌粒 收集1瓶氢气所需的时间 ① 加入质量分数为10%的硫酸铜溶液1mL 1g 2分10秒 ② 加入质量分数为10%的硫酸锌溶液1mL 1g 3分01秒 锌与硫酸反应的化学方程式是 。 【得出结论】硫酸中混有硫酸铜溶液时，产生氢气的速率加快与 有关。实验②中加入质量分数为10%的硫酸锌溶液1mL的作用是 。 【反思质疑】丁同学认为：锌与混有硫酸铜的硫酸溶液反应时，产生氢气的速率较快可能与铜单质有关，他质疑的理由是 。 【继续探究】请你设计一个实验方案验证丁同学的观点是否正确。 编号 实验步骤 实验现象比较 实验结论 ① 取1g锌粒于锥形瓶中， 加入20mL 20%的稀硫酸   产生氢气的速率较快与铜单质有关 ②   【答案】 解：【猜想假设】丙同学认为乙的猜想不科学，理由是硫酸溶液中本身含有硫酸根离子； 【实验证明】仪器①的名称 水槽。用A、B两组仪器进行实验： 步骤一：检查图A所示装置气密性，采用的方法是：连接AB，用拇指堵住导管口，从长颈漏斗加水至一定高度，静置，观察液面不下降，即为气密性良好； 步骤二：长颈漏斗下端要插入液面以下，目的是保证气体不从漏斗处逸出； 实验三：用B收集气体，分别记录收集一瓶气体（集气瓶规格均为125ml）所需的时间（如表），等到反应开始产生气体时立刻收集； 锌与稀硫酸反应生成的是硫酸锌和氢气，反应的化学方程式是：Zn+H2SO4═ZnSO4+H2↑； 【得出结论】：硫酸中混有硫酸铜溶液时，产生氢气的速率加快与有关，实验②中加入质量分数为10%的硫酸锌溶液1ml的作用是加入的硫酸铜溶液对硫酸浓度会产生影响，加入等量的硫酸锌溶液是为了控制硫酸浓度变化对实验数据产生干扰（对比实验或控制具体变量）； 【反思质疑】锌与混有硫酸铜的硫酸溶液反应时，产生氢气的速率较快可能与铜单质有关，他质疑的理由是在金属活动性顺序中，锌排在铜的前面，能与硫酸铜反应生成硫酸锌和铜； 【继续探究】 取1g锌粒于锥形瓶中，加入20ml20%的稀硫酸，再取1g锌粒于锥形瓶，加入少量铜，再加入20mL 20%的稀硫酸，②中反应速率比①快，产生氢气的速率较快与铜单质有关。 故答案为： 【猜想假设】硫酸溶液中本身含有硫酸根离子； 【实验验证】水槽；步骤二：保证气体不从漏斗处逸出； 步骤三：等到反应开始产生气体时立刻收集；Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑； 【得出结论】铜离子； 加入的硫酸铜溶液对硫酸浓度会产生影响，加入等量的硫酸锌溶液是为了控制硫酸浓度变化对实验数据产生干扰（答到对比实验或控制具体变量均给分）； 【反思质疑】锌会与硫酸铜反应生成铜； 【继续探究】取1g锌粒于锥形瓶，加入少量铜，再加入20mL 20%的稀硫酸； 实验现象比较：②中反应速率比①快； 2、某研究性学习小组的同学为探究金属镍（Ni，银白色金属）和铜的活动性顺序，进行了一系列实验活动．请你一起参与他们的活动，并回答有关问题． 探究活动一、金属镍和铜的活动性顺序 实验方案 实验现象 实验结论 将金属镍加入到盛有硫酸铜溶液的试管中 溶液的颜色变浅，有 色固体析出 镍比铜的金属活动性强 若在生成物中Ni为+2价，则该反应的化学方程式为 ． 实验过程中，小组同学还发现试管中有无色气体产生的“异常”现象，十分好奇，于是继续进行探究活动． 探究活动二、无色气体的成分是什么？ 【猜想假设】A．氢气　　 B．氧气　　 C．二氧化硫　　 D．二氧化碳　　 E．一氧化碳 【分析推理】小明认为无色气体不可能是二氧化碳或一氧化碳，理由是 ． 小红根据二氧化硫能够形成酸雨的事实，推测二氧化硫能溶于水，且水溶液应该呈酸性能使指示剂变色小组同学认为小红的观点合理，于是将收集到到气体收入 溶液中，发现溶液不变色，证明无色气体不是二氧化硫． 综上所述，小组同学认为，无色气体可能是氢气，或者氧气． 【设计方案】为确定气体成分，小组同学设计了如下实验方案： 用如图所示装置进行实验，先 ，然后将燃着的木条放在尖嘴处，发现气体燃烧并发出淡蓝色火焰，证明无色气体可能是氢气． 该实验方案中浓硫酸的作用是 ． 【评价与反应】小组同学认为，还可以补充一个实验，验证无色气体中含有氢元素，从而进一步证明无色气体可能是氢气．他们应补充的实验是 ． 【答案】 解：探究活动一、将金属镍加入到盛有硫酸铜溶液的试管中，由实验结论中“镍比铜的金属活动性强”可知镍可把铜从硫酸铜溶液中置换出来，其反应的化学方程式为：Ni+CuSO4=NiSO4+Cu；由于有铜生成，所以会有红色的物质出现； 故答案为：红     Ni+CuSO4=NiSO4+Cu； 【分析推理】   由于反应物中不含碳元素，根据质量守恒定律：化学反应前后 元素种类不变；可知不可能是二氧化碳或一氧化碳；由题意可知：二氧化硫能溶于水，且水溶液应该呈酸性能使紫色石蕊溶液变红； 故答案为：反应物中不含碳元素，化学反应前后 元素种类不变    紫色石蕊溶液 【设计方案】   由题目中结论该气体可能是氢气，由于氢气是可燃性气体，所以使用时要检验氢气的纯度；浓硫酸具有吸水性，可除去气体中的水分； 故答案为：检验气体纯度          除去气体中的水分 【评价与反应】    根据质量守恒定律，化学反应前后元素的种类不变．要验证气体中含有氢元素，可在点燃气体的火焰上方罩一个干冷的烧杯，如果烧杯内壁产生水珠，说明生成了水，水是由氢元素和氧元素组成的，从而证明反应物中含有氢元素； 故答案为：在点燃气体的火焰上方罩一个干冷的烧杯，烧杯内壁产生水珠． 3、向碳酸氢镁[Mg（HCO3）2]溶液中加入一定量NaOH溶液，出现白色沉淀。某化学兴趣小组同学对该白色沉淀作如下探究： 【查阅资料】I．Mg（OH）2是一种难溶于水的白色固体，MgCO3是一种微溶于水的白色固体。 Ⅱ．Mg（OH）2、MgCO3受热均易分解，分别生成对应的两种氧化物。 Ⅲ．无水硫酸铜是一种白色固体，遇水变蓝。 【作出猜想】猜想一：只有Mg（OH）2；猜想二：只有MgCO3：；猜想三： 。 【实验1】 步骤 实验操作 实验现象 实验结论 步骤1 取适量白色固体，加入足量的稀盐酸 有气泡产生 猜想 不成立 步骤2 另取适量白色固体，充分加热，将产生的气体通入盛有无水硫酸铜的U形管   猜想二不成立 小张查阅资料得知上述固体是碱式碳酸镁[XMgCO3・yMg（OH）2・3H2O]，它不溶于水，受热易分解。 【实验2】 为进一步确定白色固体的组成，小张取一定量白色固体，按下图装置加热至固体质量不再改变，并测定各生成物的质量。 （1）反应结東后若没有继续通一会儿氮气就直接称量洗气瓶的质量，则测得的气体质量将 （填：“偏大”、“偏小”或“不变”） （2）为测定各生成物的质量，导管口的连接顺序为a→ ， → （填字母）。 （3）实验数据：加热完全后剩余固体质量3.20g；浓NaOH溶液增重2.64g；浓硫酸增重1.44g则：x：y= 。 【拓展延伸】 碱式碳酸镁可作阻燃剂，其可能的原因是 （选填字母）。 a．生成的固体覆盖在燃烧物表面，隔绝氧气； b．分解时吸热，使温度难以达到可燃物的着火点； c．生成的气体降低了可燃物周围的氧气浓度。 【答案】 解：作出猜想】 猜想一：只有Mg（OH）2；猜想二：只有MgCO3：；猜想三：Mg（OH）2、MgCO3。 故填：Mg（OH）2、MgCO3。 【实验1】 取适量白色固体，加入足量的稀盐酸，产生气泡，是因为碳酸镁和盐酸反应生成了二氧化碳； 另取适量白色固体，充分加热，将产生的气体通入盛有无水硫酸铜的U形管，白色固体变蓝色，是因为氢氧化镁分解生成了水，实验过程如下所示： 步骤 实验操作 实验现象 实验结论 步骤1 取适量白色固体，加入足量的稀盐酸 有气泡产生 猜想一不成立 步骤2 另取适量白色固体，充分加热，将产生的气体通入盛有无水硫酸铜的U形管 白色固体变蓝色 猜想二不成立 【实验2】 （1）反应结東后若没有继续通一会儿氮气，会导致反应生成的气体不能被完全吸收，就直接称量洗气瓶的质量，则测得的气体质量将偏小。 故填：偏小。 （2）为测定各生成物的质量，导管口的连接顺序为a→e，d→b。 故填：e；d；b。 （3）加热完全后剩余固体质量3.20g，说明氧化镁质量是3.20g；浓NaOH溶液增重2.64g，说明反应生成了2.64g二氧化碳；浓硫酸增重1.44g，说明反应生成了1.44g水； 设碳酸镁质量为m，反应生成氧化镁质量为n，氢氧化镁质量为z， MgCO3MgO+CO2↑， 84   40 44 m   n 2.64g m=5.04g，n=1.6g， 氢氧化镁分解生成氧化镁质量：3.20g-1.6g=1.6g， MgCO3MgO+CO2↑ 58                      40 z                      1.6g z=2.32g， 根据题意有： 故填：3：2。 【拓展延伸】 碱式碳酸镁可作阻燃剂，其可能的原因：生成的固体覆盖在燃烧物表面，隔绝氧气；分解时吸热，使温度难以达到可燃物的着火点；生成的气体降低了可燃物周围的氧气浓度。 故填：abc。 4、小明在做铁与硫酸溶液反应的实验时，发现生成的气体有刺激性气味，于是进行了探究。 【提出问题】铁与硫酸溶液反应生成的气体为什么有刺激性气味？ 【查阅资料】（1）6H2SO4（浓）+2FeFe2（SO4）3+6H2O+3SO2↑ （2）SO2，可使品红溶液的红色褪去。 （3）SO2能与NaOH溶液反应。 【进行猜想】铁与不同浓度的硫酸溶液反应，生成的气体产物中可能有二氧化硫。 【实验探究】小明用图甲所示的装置进行实验，并将E中收集到的气体进行如