中考化學第二輪專題復習 第42講 實驗探究（經典精講）課后練習.doc

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第四十二講 實驗探究經典精講 題一： 小鵬與小明做完酸、堿、鹽相關性質實驗后，很興趣地把稀硫酸、氫氧化鈉溶液和碳酸鈉溶液混合在一起，看到有大量氣泡生成。他們對反應后溶液中溶質的成分很是好奇，請你與他們一起進行探究。 【提出問題】反應后溶液中溶質的成分是什么？ 【猜想假設】猜想①Na2SO4、Na2CO3 猜想②Na2SO4、Na2CO3、NaOH 猜想③Na2SO4、H2SO4、Na2CO3 猜想④Na2SO4、H2SO4 猜想⑤Na2SO4 上述猜想中，你認為不合理的是猜想________（填序號）。 【實驗探究】⑴小鵬取少量該溶液于試管中，向其中滴加無色酚酞試液，發(fā)現(xiàn)溶液顏色無變化。據此，他認為猜想⑤是正確的。你認為他的結論是________（填“合理”或“不合理”）的，理由是________________________。 ⑵小明向盛有少量氧化銅粉末的試管中加入適量該溶液，振蕩，溶液變藍。該反應的化學方程式是________________________。 【實驗結論】根據上述實驗探究，你認為猜想________（填序號）是正確的。 【拓展應用】工廠與實驗室的酸性廢水必須處理至中性再排放，這樣做的意義是 ________________________（答一點即可）。 題二： 在上化學課時，小明同學聽化學老師講到，做蛋糕時常用到一種白色粉末狀物質，它既能中和發(fā)酵過程中產生的酸，又能起發(fā)泡作用，這種白色粉末狀物質是碳酸氫鈉（NaHCO3）。他對此頗感興趣，決定對其進行探究。于是他與化學興趣小組的同學們一起進行如下探究： 實驗1：探究碳酸氫鈉溶液的酸堿性，取少量新配制的碳酸氫鈉溶液于潔凈的試管中，用pH試紙測試溶液的pH為10，由此可知碳酸氫鈉溶液呈________性。 實驗2：小明認為蛋糕膨脹，是由于制作過程中產生了大量的二氧化碳氣體所致，他對二氧化碳的來源作了兩種猜想： 猜想①：二氧化碳可能是由碳酸氫鈉與面團中的酸性物質反應產生的； 猜想②：二氧化碳可能是由碳酸氫鈉受熱分解產生的。 針對以上猜想，小明設計了以下實驗，請你完成下列表格中的空白。 實驗步驟 實驗現(xiàn)象 結論 實驗一 取少量該白色粉末于試管中，加適量鹽酸并把產生的氣體通入澄清石灰水中 猜想①正確 實驗二 ①有小水滴產生 ②_______ 猜想②正確 [小結]碳酸氫鈉與鹽酸反應的化學方程式是________________________。 [應用]在炸油條時，通常在發(fā)酵后的面團中加入小蘇打（NaHCO3）的目的是________________。 題三： 小麗在做飯時，發(fā)現(xiàn)很多因素都能影響食鹽在水中溶解的速度。 （1）從你能想到的可能影響食鹽在水中溶解速率的因素中寫出其中兩項，并預測此因素對食鹽溶解速率的影響： 因素①______________________； 你的預測______________________________。 因素②______________________； 你的預測____________________________。 （2）從你所列的因素中選出一個，通過實驗驗證你的預測，寫出你設計的實驗方案。 題四： 控制變量是科學探究的重要方法之一。小華同學實驗中發(fā)現(xiàn)：把質量相等的不同物質放入同樣一杯水中，有的溶解快，有的溶解多，有的溶解又快又多。是哪些因素影響著物質溶解的快慢與多少呢？ 請你參考下表硝酸鉀的溶解度隨溫度的變化關系，以硝酸鉀為例，選擇一種可能影響硝酸鉀溶解快慢的因素設計實驗進行探究： 溫度(℃) 20 30 40 50 60 70 80 溶解度(g) 31.6 45.8 63.9 85.5 110 138 168 ①影響因素：________________________。 ②實施方案：________________________。 ③通過實驗得出__________________________。實驗中，控制不變的因素是________________________。 題五： 為了探究“影響雙氧水制氧氣的速率”的因素，某學習小組設計了下列實驗，下列說法正確的是（　?。? 實驗① 實驗② 實驗③ A．對比實驗②和③，可研究雙氧水的質量分數(shù)對反應速率的影響 B．對比實驗①和②，可研究雙氧水的質量分數(shù)對反應速率的影響 C．對比實驗②和③，可研究催化劑的種類對反應速率的影響 D．對比實驗①和②，可研究催化劑的種類對反應速率的影響 題六： 某同學為比較鎂和鋁的金屬活動性強弱，將兩塊表面積相同并除去氧化膜的鎂條、鋁條分別與相同體積、相同質量分數(shù)的稀硫酸反應，測定兩種金屬與稀硫酸反應得到相同體積氫氣所需要的時間。 （1）實驗前需用98%的濃硫酸配制10%的硫酸溶液?，F(xiàn)有燒杯、玻璃棒、膠頭滴管，還需要的儀器有________。 （2）利用圖甲中A、B儀器可以組裝一套實驗室測量氫氣體積的裝置，該裝置導管的連接順序是________。 （3）圖乙中量氣管和水準管也可以用來測量氫氣體積，為了準確地測量氫氣體積，在讀取量氣管中液面讀數(shù)的過程中，應注意________（填字母編號）。 A．讀數(shù)時視線與凹液面最低處相平 B．讀數(shù)前應上下移動水準管，待兩管液面相平再讀數(shù) C．保持水準管靜止，待水準管中液面不再上升時再讀數(shù) 題七： 已知NaOH容易與空氣中的CO2作用而變質。小軍同學在實驗室發(fā)現(xiàn)一瓶敞口放置的NaOH固體后，設計方案，對這瓶NaOH固體變質情況進行了如下實驗探究： 回答下列問題： ⑴上述實驗操作的名稱分別是：操作①________，操作④________。 ⑵根據上述實驗，可以確定該固體________變質(選填“已”或“未”) ⑶步驟③中加過量氯化鈣溶液的目的是________________________。 ⑷若測得E的pH=7，則A的成分________，若測得E的pH＞7，則A的成分________。 題八： 某小組同學用鹽酸和氫氧化鈣對酸和堿的中和反應進行探究，請你參與。 甲同學向盛有氫氧化鈣溶液的燒杯中加入鹽酸，無明顯現(xiàn)象。結論：兩種物質未發(fā)生反應。 乙同學向盛有氫氧化鈣溶液（滴有幾滴酚酞溶液）的試管中慢慢滴加鹽酸，溶液由 ① 色變?yōu)闊o色。結論：兩種物質發(fā)生了反應。反應的化學方程式為 ② 。 大家認為乙的實驗證明鹽酸與氫氧化鈣發(fā)生了中和反應。并對甲的實驗繼續(xù)探究。 [提出問題]甲實驗后的溶液中有什么溶質？ [作出猜想]猜想一，只有CaCl2；猜想二，有CaCl2和Ca(OH)2；猜想三，有CaCl2和HCl。 [實驗探究]為驗證猜想，丙同學設計了方案1和方案2，并按方案進行實驗。 [實驗結論]丙認為猜想三正確。 [實驗評價]丙的實驗操作和方案中有不足之處，其不足之處是 ③ 。 大家討論后通過方案3即證明了猜想三正確，其實驗中應觀察到的現(xiàn)象為 ④ 。 [實驗拓展]為節(jié)約資源和避免實驗廢液對環(huán)境污染，小組同學將方案1和方案3及甲實驗后燒杯中剩余溶液混合（混合時未見明顯現(xiàn)象），并對混合液中的鹽分離回收。請將相關內容填入下表。 題九： 化學小組的同學探究二氧化碳與氫氧化鈉的反應，實驗方案如下： 題十： 步驟①中氣球鼓起的原因可能是__________。 （2）步驟②中的操作是_________，其目的是__________。 （3）步驟④中發(fā)生的反應的化學方程式為______________。 （4）本實驗的結論是____________。 學習堿的個性時，同學們在實驗室中做“檢測氫氧化鈣性質”的實驗，實驗方案如圖所示（說明：實驗中使用的藥品均為溶液）。請回答下列問題： （1）寫出鹽酸加入氫氧化鈣中反應的化學方程式：________________；在實驗過程中，并沒有觀察到該反應的明顯現(xiàn)象，請你寫出一種能觀察到變化發(fā)生的方法：________________。 （2）實驗結束后，同學們將四支試管中的物質全部倒入廢液缸中。為了處理廢液廢渣，首先對廢液缸中物質的成分進行初步分析，過程如下圖所示： 由上述分析可知： ①固體A中一定含有碳酸鈣和________。 ②無色溶液B中使酚酞變紅的物質是________。 題十一： 某化學興趣小組的同學用下圖所示裝置進行實驗（裝置氣密性良好），先關閉止水夾，將足量的氫氧化鈉溶液滴入燒瓶中，充分吸收掉二氧化碳后，再打開止水夾。 （1）燒瓶中觀察到的現(xiàn)象是________________________________________。 （2）根據上述現(xiàn)象能否得出“二氧化碳與氫氧化鈉發(fā)生了反應”的結論？原因是________________________________________________________。 （3）實驗結束后，興趣小組提出新問題：燒瓶內液體的溶質可能是什么？ 【猜想】猜想①：溶質只有氫氧化鈉； 猜想②：溶質是氫氧化鈉和氫氧化鈣； 你還需補充的猜想：溶質是________________。 【設計實驗】請你為這三種猜想設計實驗驗證方案 實驗操作 預期現(xiàn)象及結論 題十二： 學校實驗室的廢液缸中收集了同學們在實驗室制取CO2后殘留的廢液。小紅同學想探究廢液中溶質的成分，請你一同參與探究并回答下列問題。 【提出問題】廢液中的溶質是什么物質? 【作出猜想】小紅認為廢液中溶質只有CaCl2。 你認為還可能含有的溶質是___________(填化學式)。 【查閱資料】CaCl2溶液呈中性。 【實驗與結論】 ①小紅分別取少量該廢液和CaCl2溶液加入到兩支試管中，并向其中分別滴入無色酚酞試液作對比實驗，結果兩試管中溶液均無色，于是小紅認為自己的猜想是正確的。 ②你認為小紅的實驗_________(填“能”或“不能”)證明她的猜想，理由是________________________________________。 ③如果要證明你的猜想是正確的，除碳酸鹽外你選擇的試劑是______________，實驗中可以看到的現(xiàn)象是_______________________________。 [拓展與應用] ①若實驗證明你的猜想是正確的，要想使處理后的廢液只有CaCl2溶液，應向廢液中加入過量的__________，反應完成后過濾。 ②通過以上探究，你認為實驗室的廢液未經處理直接倒入下水道，可能造成的危害是________________________________(寫一條)。 實驗探究經典精講 題一： 【猜想假設】③【實驗探究】（1）不合理 無色酚酞試液遇酸性或中性溶液均不變色 （2）CuO+H2SO4==CuSO4+H2O【實驗結論】④【拓展應用】防止污染水體或防止腐蝕鐵質下水道等（其他合理答案均可） 解析：這是一道實驗探究題，主要考查了實驗探究的一般過程。由于H2SO4 能與Na2CO3發(fā)生化學反應，它們不能共存，因此猜想③是不合理的；由于酚酞在酸性或中性條件下都是無色的，根據溶液不能使無色酚酞溶液變色判斷，它一定是中性溶液Na2SO4是錯誤的，還有可能是猜想④Na2SO4、H2SO4；在猜想的物質中氧化銅粉末只與硫酸反應，所以反應的化學方程式就是CuO+H2SO4=CuSO4+H2O；工廠與實驗室的酸性廢水必須處理至中性再排放，是因為防止它污染水源或腐蝕金屬管道等。 題二： 實驗1：堿 實驗一： 實驗現(xiàn)象：有氣泡產生且澄清石灰水變渾濁（或澄清石灰水變渾濁） 實驗二： 實驗步驟：取少量該白色粉末于試管中加熱，并把生成的氣體通入澄清石灰水中 實驗現(xiàn)象：澄清石灰水變渾濁 小結：NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑ 應用：中和面團發(fā)酵過程中產生的酸，并產生二氧化碳氣體使油條疏松多孔。（答案合理均可） 解析：實驗測得碳酸氫鈉溶液的pH為10，由于pH大于7，可知碳酸氫鈉溶液顯堿性；在完成實驗2的探究時，應結合猜想，實驗一的步驟、實驗二的現(xiàn)象進行綜合分析，由于碳酸氫鈉與稀鹽酸反應會產生二氧化碳氣體，且二氧化碳能使澄清石灰水變渾濁，所以實驗一應該觀察到有氣泡產生澄清石灰水變渾濁；根據猜想②可知，實驗二做的是碳酸氫鈉受熱分解的實驗，所以其設計的實驗步驟應該為：取少量白色粉末于試管中加熱，并使產生的氣體通入澄清石灰水中，觀察到了有小水滴產生以外還應該觀察到澄清石灰水變渾濁的現(xiàn)象；在碳酸氫鈉與稀鹽酸反應與碳酸鈉與稀鹽酸的反應相似，也生成氯化鈉、水和二氧化碳；綜合以上信息可以推知，在炸油條時，加入小蘇打的目的主要有兩個：一是為了中和面團發(fā)酵產生的酸，二是碳酸氫鈉與酸反應產生二氧化碳使油條疏松多孔。 題三： （1）①溫度；溫度越高溶解越快食鹽顆粒大??；顆粒越小溶解越快（2）設計的方案為：問題：溫度對食鹽溶解速率的影響。步驟：①取大小、質地相同的兩個燒杯，貼上標簽A、B；②在兩個燒杯中各加入30mL溫度相同的蒸餾水；③再在兩個燒杯中同時各加入3g食鹽；④A燒杯用酒精燈加熱，B燒杯處于常溫中。 現(xiàn)象：A燒杯中的食鹽比B燒杯中的食鹽溶解得快。 結論：影響食鹽在水中的溶解速率的因素之一是溫度，溫度升高，食鹽在水中的溶解速率快。 解析：影響固體物質在水中的溶解速率的因素有很多，如溫度、固體顆粒大小、是否攪拌等。在研究這些影響因素時，要有變量控制的思想。 題四： ①溫度 ②取兩只小燒杯，分別加入2克硝酸鉀；在其中一只燒杯中倒入10mL冷水，另一只燒杯中倒入10mL熱水 ③硝酸鉀在熱水溶解快，在冷水中溶解慢；硝酸鉀和水 解析：①觀察圖表可知影響硝酸鉀的溶解度的是溫度；②既然影響硝酸鉀的溶解度的是溫度，我們可設計如下實驗：取兩只小燒杯，分別加入2克硝酸鉀；在其中一只燒杯中倒入10mL冷水，另一只燒杯中倒入10mL熱水；③通過實驗可知，硝酸鉀在熱水溶解快，在冷水中溶解慢；實驗中一定要保持硝酸鉀和水的質量不變。 題五： B 解析：對比實驗②和③，采用的催化劑種類不同，即反應條件不相同，無法研究雙氧水的溶質質量分數(shù)對反應速率的影響；對比實驗①和②，二氧化錳的質量相同，雙氧水的體積相同，反應條件相同，但雙氧水的溶質質量分數(shù)不同，可研究雙氧水的質量分數(shù)對反應速率的影響；對比實驗②和③，雙氧水體積相同但溶質質量分數(shù)不同，即條件不同，所以無法研究研究催化劑的種類對反應速率的影響；對比實驗①和②，催化劑種類及質量均相同，所以無法研究催化劑的種類對反應速率的影響。故選B。 題六： （1）量筒 （2）b接c （3）AB 解析：（1）稀釋濃溶液需要的步驟：計算、量取（用量筒、膠頭滴管）、稀釋（燒杯、玻璃棒）；（2）氫氣進入從a進入A裝置，在液面上形成氣壓，將其中的水壓入量筒，根據量筒內水的體積即得氫氣的體積，應該b接c；（3）為了準確地測量氫氣體積，在讀取量氣管中液面讀數(shù)的過程中，讀數(shù)時視線與凹液面最低處相平，讀數(shù)前應上下移動水準管，待兩管液面相平再讀數(shù)，保持所量氣體的壓強與大氣壓強一樣。 題七： ⑴①溶解 ④過濾 ⑵已 ⑶使碳酸鈉（或碳酸根離子）沉淀完全 ⑷碳酸鈉；氫氧化鈉和碳酸鈉 解析：固體溶解于水得到溶液，不溶性的固體和液體分離需采用過濾的方法；NaOH變質是氫氧化鈉與空氣中的二氧化碳發(fā)生了化學反應（2NaOH+CO2==Na2CO3+H2O），Na2CO3與稀鹽酸能夠反應產生二氧化碳氣體，圖中顯示，向樣品溶于水得到的溶液中加入稀鹽酸后產生氣體（反應②），說明該氫氧化鈉固體樣品已經變質；由于氫氧化鈉和碳酸鈉都具有堿性，故需將Na2CO3轉化為溶液呈中性的鹽后（CaCl2+Na2CO3＝CaCO3↓+2NaCl），才能檢驗是否含有氫氧化鈉；若測得E的pH=7，則說明氫氧化鈉已全部變質，其成分為碳酸鈉；若測得E的pH＞7，說明該氫氧化鈉固體樣品中仍有未變質的氫氧化鈉，即氫氧化鈉部分變質，其成分為氫氧化鈉和碳酸鈉。 題八： ①紅 ②Ca(OH)2+2HCl= CaCl2+2H2O ③方案1中pH試紙的操作不對；方案2中加入AgNO3溶液產生白色沉淀說明溶液中有Cl-，并不能說明溶液中一定有CaCl2 ④先有氣體產生，后有白色沉淀產生 解析：由于氫氧化鈣與鹽酸發(fā)生的中和反應無明顯現(xiàn)象，因此可借助酚酞試液充當該反應的“裁判”，先向氫氧化鈣溶液中滴加無色酚酞試液，溶液會變成紅色，然后再向變紅的氫氧化鈣溶液中滴加稀鹽酸，當溶液由紅色恰好變?yōu)闊o色時，表明氫氧化鈣與鹽酸恰好完全中和，反應的化學方程式為：Ca(OH)2+2HCl= CaCl2+2H2O；方案1中，將pH試紙直接浸入待測液中的操作不正確，這樣會導致pH試紙因浸泡而發(fā)生顏色的變化，增大測量誤差；方案2中，能夠與AgNO3溶液發(fā)生化學反應產生白色沉淀的物質可以是HCl，也可以是氯化物（即溶液中有Cl-的物質），因此并不能得出溶液中一定有CaCl2的實驗結論；另外，也可用向樣品溶液中加碳酸鈉溶液的方法，驗證甲實驗后的溶液中含有CaCl2和HCl（猜想三），若先有氣體產生，后有白色沉淀產生[Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑、CaCl2+Na2CO3=CaCO3↓+2NaCl]，則可證明猜想三正確；方案1所得溶液與甲實驗后燒杯中剩余的溶液的成分一致（含有CaCl2和HCl），方案3將CaCl2和HCl轉化NaCl，則將以上溶液混合后，溶液中含有的鹽是CaCl2和NaCl，可通過向其中加入適量Na2CO3的方法，將其中的CaCl2先全部轉化為碳酸鈣沉淀和NaCl，經過濾、蒸發(fā)可得到NaCl；然后向濾渣中加入稀鹽酸（CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑），將CaCO3全部轉化為CaCl2，從而實現(xiàn)兩種鹽的分離。 題九： (1)氫氧化鈉吸收二氧化碳，使裝置內壓強減小，氣球鼓起 （2）向外拉注射器3；驗證步驟①反應后裝置中的CO2已被完全吸收 （3）CO2+Ca(OH)2＝CaCO3↓+H2O （4）CO2能與NaOH反應 解析：本題通過檢驗生成物的存在來驗證化學反應的發(fā)生。明確實驗所設計步驟的目的是解決此類試題的關鍵。步驟①的目的是將二氧化碳和氫氧化鈉混合，步驟②的目的是要驗證原裝置中二氧化碳是否被完全吸收，步驟③、④的目的是證明碳酸鈉的生成，進而證明二氧化碳和氫氧化鈉發(fā)生了反應。 題十： ⑴Ca(OH)2+2HCl=CaCl2+2H2O；先往氫氧化鈣中滴入1～2滴無色酚酞試液（或紫色石蕊試液） ⑵①氫氧化鐵[或Fe(OH)3] ②一定有碳酸鈉，可能有氫氧化鈉 解析：⑴鹽酸能與氫氧化鈣發(fā)生中和反應生成氯化鈣和水，該反應過程無明顯現(xiàn)象發(fā)生，可借助指示劑（無色酚酞試液或紫色石蕊試液）；⑵向無色溶液B中加入無色酚酞試液后變?yōu)榧t色，說明溶液B顯堿性，根據題中提供的藥品可以推斷出能與鹽酸反應產生無色氣體的一定是可溶性的碳酸鹽，則紅色溶液C中一定含有碳酸鈉，可能含有碳酸鈉與氫氧化鈣反應產生的氫氧化鈉，則C溶液中一定不含鈣離子，故紅褐色固體A中一定含有碳酸鈣和氫氧化鐵。 題十一： （1）澄清石灰水倒吸入燒瓶，燒瓶中溶液變渾濁 （2）不能，也可能是二氧化碳溶于水造成的 （3）氫氧化鈉和碳酸鈉 實驗操作 預期現(xiàn)象及結論 從燒瓶內取少量反應后的澄清溶液（或液體）兩份，一份加入少量澄清石灰水，另一份加入碳酸鈉溶液 若加入澄清石灰水后有沉淀生成，則溶質是氫氧化鈉和碳酸鈉；若加入碳酸鈉后有沉淀生成，則溶質是氫氧化鈉和氫氧化鈣；若加入二者后均無明顯現(xiàn)象，則溶質是氫氧化鈉。 解析：（1）運用二氧化碳和氫氧化鈉反應后燒瓶中的壓強減小解答；（2）運用打開止水夾水進入燒瓶說明燒瓶中二氧化碳和氫氧化鈉發(fā)生了反應或二氧化碳溶于水造成的解答；（3）運用氫氧化鈉不能和澄清的石灰水反應，碳酸鈉和澄清的石灰水反應生成碳酸鈣白色沉淀和氫氧化鈉解答。 題十二： ①HCl ②不能；因為鹽酸顯酸性不能使酚酞試液變色③紫色石蕊試液(或鋅?；駽uO等)溶液變成紅色(或冒出氣泡或黑色固體溶解溶液由無色變成藍色)；[拓展應用]①碳酸鈣 ②腐蝕鐵制品下水道 解析：實驗室用稀鹽酸和碳酸鈣制取CO2,若稀鹽酸過量則溶液中溶質應該是CaCl2和HCl混合物；探究溶液中是否有HCl，可根據酸的性質設計實驗。如用紫色石蕊試液或活潑金屬或難溶性的金屬氧化物來檢驗鹽酸的存在,若要除去溶液中的HCl且使溶液呈中性，不引入新雜質,應該用過量的CaCO3（CaCO3難溶于水）；含有HCl廢液倒入下水道會腐蝕鐵制下水道（鐵能與稀鹽酸反應）。