高分突破18 异常现象及其原因的探究-备战中考化学实验探究题高分突破

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高分突破18 异常现象背后原因的探究
-备战2022年中考化学实验探究题高分突破

1．某化学兴趣小组用未知浓度的盐酸和碳酸钙反应，将制得的气体X通入澄清石灰水中，始终没有发现石灰水变浑浊。针对此现象，同学们展开了如下探究：
【提出问题】澄清石灰水未变浑浊的原因是什么？
【查阅资料】
①盐酸具有挥发性，易挥发出氯化氢气体
②AgCl为白色且难溶于水的固体
③CO2不溶于饱和的NaHCO3溶液
④CO2与Na2CO3溶液反应的化学方程式为：CO2+H2O+Na2CO3═2NaHCO3
⑤CO2不与AgNO3溶液反应
【作出猜想】澄清石灰水未变浑浊的原因：
甲同学的猜想：澄清石灰水已变质。
乙同学的猜想：气体X中除了有CO2外，还有 　　（填化学式）气体杂质。
【实验探究】同学们经过讨论后设计了如图实验装置进行探究。A、B试管中是AgNO3
溶液，C试管中是澄清石灰水，连接好装置后通入气体X。
①盛有AgNO3溶液的B装置的作用是：　　。
②若A、B、C试管中的现象分别是 　　，则甲、乙同学的猜想都正确。
【实验反思】要除去上述CO2中的气体杂质，可以将气体通入到 　　（填字母）中。
A.NaOH溶液 B.Na2CO3溶液 C.饱和NaHCO3溶液


2．某兴趣小组探究镁与稀盐酸的反应：
（1）镁与稀盐酸反应的化学方程式为 。
（2）实验前，用砂纸打磨镁条的目的是 。
（3）将打磨后的镁条放入稀盐酸中，一段时间后发现有“灰白色沉淀”产生的异常现象。
【提出问题】灰白色沉淀可能含有什么物质？
【查阅资料】Mg(OH)2受热分解生成MgO和H2O；变色硅胶遇水由蓝色变为粉红色；碱式氯化镁[Mg(OH)Cl]不溶于水，受热易分解生成MgO和HCl气体。
【提出假设】甲同学认为灰白色沉淀中不含MgCl2，你认为原因是 。
乙同学认为灰白色沉淀中可能含有：
猜想I：Mg 猜想II：Mg(OH)Cl 猜想III：Mg(OH)2
【实验探究】乙同学将灰白色沉淀洗涤、干燥后，分别置于编号为①②③的试管中。
序号
实验操作
实验现象
实验结论
实验1
向试管①中加入适量 （填物质名称）
沉淀消失
无气泡产生
猜想I不成立
实验2
加热试管②，并将蘸有紫色石蕊溶液的滤纸条置于试管口
滤纸条变红
猜想II 。
实验3
加热试管③，将产生的气体通过变色硅胶
变色硅胶 。
猜想III成立
【讨论分析】实验2中滤纸条变红是由于HCl气体溶于水使溶液呈 性，生成HCl气体的原因是 （用化学方程式表示）。

3．某班同学研究碱的性质时，进行如图实验，观察到有蓝色絮状沉淀产生。一段时间后，发现试管中的沉淀有些小组部分变黑，有些小组仍为蓝色。
（1）反应生成的蓝色絮状沉淀物质是 　 　。
（2）根据质量守恒定律，推测黑色物质可能是 　 　。
A.铁 B.碳 C.二氧化锰 D.氧化铜
（3）某同学认为试管中沉淀的颜色变黑可能是由于反应物的溶质质量分数较高所致。为验证猜想是否成立，他改用溶质质量分数更大的硫酸铜溶液再一次进行了实验，发现生成的蓝色絮状沉淀过一段时间并未变黑。因此，他认为自己的猜想是错误的。请回答，他能否据此否定自己的猜想？并说明理由 　 　。


4．化学是一门以实验为基础的自然科学。实验室有如图装置：

（1）仪器a的名称 　 　；仪器b的名称 　 　。
（2）实验室要制取和收集较纯净的氢气，现有镁条、锌粒、铁丝、铜片、稀硫酸（10%）、稀盐酸（10%），请你选择适当的药品和装置完成下列问题：
①制取氢气的化学方程式为 　 　，选用该原理的依据有 　 　。
A．原料廉价易得
B．反应速率适中
C．制得的气体要纯净
D．实验条件易于控制
②选用的装置有 　 　（填装置字母）。
（3）用装置C制二氧化碳时，关闭开关，多孔隔板处依次观察到的现象是 　g、f、e　（用字母e、f、g对如图所示现象进行排序）。

（4）小英同学在做金属与盐溶液的反应时，发现锌片与硫酸铜溶液反应生成红色固体物质的同时有较多的气泡放出，生成的是什么气体呢？（提示：反应只生成一种气体）
【提出猜想】产生的气体可能是SO2、O2或H2中的一种。
【查阅资料】SO2易溶于水，化学性质与二氧化碳相似，它能使澄清石灰水变浑浊。
【设计并进行实验】（请在空白处写上对应问题的答案）
实验步骤
实验现象
实验结论
①向盛满该气体的试管中，插入带火星的木条
无明显变化
产生的气体不是O2
②将该气体通入澄清石灰水中
　 　
产生的气体不是SO2
③将该气体净化后通过表面含CuO的铜网（如图）

　 　
产生的气体是H2
【实验反思】由上述实验可以推出，硫酸铜溶液中可能含有 　 　。
【拓展视野】氢能是未来最理想能源，如图是利用ZnO和Fe2O3为催化剂制取氧气的一种方法。

“循环制氢体系”涉及的能量转化是由太阳能转化为 　 　能，请写出该体系制取氢气的化学方程式 　 　。

5．化学兴趣小组的同学们在进行“碱与酸碱指示剂反应”的实验时，将酚酞溶液滴入NaOH溶液中，溶液变成了红色，但过一会儿红色却消失了。于是，兴趣小组的同学们对这一异常现象进行了探究。
【提出问题】滴有酚酞的NaOH溶液由红色褪为无色的原因是什么？
【猜想与假设】甲同学：酚酞与O2发生了反应；乙同学：NaOH溶液与空气中的CO2发生了反应；丙同学：与NaOH溶液浓度大小有关；你的猜想：　 　（写一条）。
【设计与实验】甲、乙、丙三位同学为了验证各自的猜想，设计并进行了如下实验，请你与他们一起探究。
（1）甲同学设计并完成如下实验：
实验步骤
实验目的
实验现象
实验结论
①取少量实验中的NaOH溶液于试管中，再加热煮沸。
　 　
溶液变红，过一会儿红色消失。
甲同学的猜想 　
　
（填“正确”或“不正确”）。
②将①中的溶液冷却后滴入酚酞溶液，并滴一些植物油在其上方。
　　
（2） 乙同学设计如图1所示的装置进行实验，一段时间后，试管中溶液的红色褪去，他认为自己的猜想正确，试管中反应的化学方程式为 　 　。丁同学认为乙同学的猜想不正确，理由是 　 ，丁同学为了进一步探究试管中的溶液红色褪去的原因，用pH试纸测量试管中的溶液，结果pH＜7，说明溶液显 　 　性，造成试管中溶液红色褪去的原因可能是 　　 。

（3）丙同学为了验证自己的猜想，使用色度传感器测量溶液颜色的变化（说明：溶液无色时，色度传感器测得的数值为100%）。他在三个专用容器中分别加入等量的5%、10%、20%的NaOH溶液，然后各滴加2滴酚酞溶液，同时放入色度传感器进行测量，测出溶液颜色的变化曲线如图2所示，由此判断自己的猜想正确。你能从变化曲线中总结出的规律有 　 　（写一条）。
【实验结论】滴有酚酞的NaOH溶液由红色褪为无色与NaOH溶液的浓度有关。

6．果蔬洗盐既能去除水果和蔬菜表面的农药，又能杀菌、去小虫，近几年比较流行。某品牌果蔬洗盐常温下为白色固体，小敏取用时不小心将其洒落在天然气的火焰上，发现火焰呈黄色，这引起了小敏探究其成分的兴趣。
【查阅资料】1.钠及其化合物灼烧时火焰呈黄色。
2.农药大多数呈酸性。
【提出猜想】猜想一：碳酸钠
猜想二：碳酸氢钠
猜想三：碳酸钠和碳酸氢钠的混合物
小敏做出以上猜想的依据是 　 　。
【查阅资料】碳酸氢钠受热分解产生二氧化碳、碳酸钠和水。
【进行实验】
实验步骤
实验现象
分析与结论
①取一定量果蔬洗盐加热至固体质量不再改变，将生成的气体全部通入足量澄清石灰水中
有气体生成，澄清石灰水中产生白色沉淀
生成气体的化学方程式：　 ，该品牌果蔬洗盐中含有 　 　
②将①加热后残留固体全部溶于水，加入足量氯化钙溶液
产生白色沉淀
/
③分别测量①和②产生沉淀质量
①中产生沉淀2.5g，②中产生沉淀质量 　 　
该品牌果蔬洗盐中含有碳酸钠
【继续探究】
小敏想到妈妈以前常用食盐水洗水果，猜想该品牌果蔬洗盐中还可能含有氯化钠。她向其水溶液中加入　 　至溶液呈酸性，再加入 　 　溶液，观察到有白色沉淀生成，证明有氯化钠。
【拓展延伸】
该品牌果蔬洗盐不可直接食用，使用后，要用清水冲洗。

7.3月16日沙尘暴席卷我国西北地区，次日多地又遇到降雨。该地某校环境监测实践小组的同学们，对沙尘暴的成因、危害、成分、防护、治理以及水酸碱度的异常变化产生了浓厚的兴趣，在老师的指导下，他们紧急立项，开启了项目性学习的探究之旅。
任务一：监测沙尘暴的成因
同学们参与当地环境监测。他们在10米高台上，利用“风向风速器”，测得风速为10m/s时，有大量的沙尘被卷入空中，能见度迅速降低。引发这一自然现象的根本原因是______（写1条）。
任务二：分析沙尘暴的危害
当人暴露于沙尘天气中时，含有各种有毒的化学物质、病菌等的尘土可进入到口、鼻、眼、耳中引发各种疾病。除此之外，沙尘暴还会产生的危害是______（写1条）。
任务三：探究沙尘暴的成分
（信息检索）我国西北地区，含有大量钠盐的干涸盐湖和盐碱地总面积约有50万平方公里，为沙尘暴的形成埋下隐患。
（猜想假设）此次沙尘暴中可含有碳酸钠等碱性物质。
（进行实验）取少量盐碱地的土壤与蒸馏水接1：5的质量比在烧杯中混合，充分搅拌后静置，取上层清液，用如图装置完成如下实验。
项目
实验步骤
实验现象
实验结论
方案
①挤压胶头滴管a，滴入______
产生白色沉淀
沙尘暴中含有Na2CO3，不含NaOH
②挤压胶头滴管b，滴入几滴酚酞溶液
酚酞溶液不变色

（反思评价）
（1）步骤①中发生反应的化学方程式为______。
（2）自然界的土壤中通常不含NaOH，理由是______。
（3）若加入的X是______（填化学式），则只能证明沙尘暴中含有Na2CO3，而不能确定是否含有NaOH。
任务四：评价雨水pH异常的原因
（数据监测）小组同学在老师的帮助下从环保部获得了当地雨水的pH数据。
测定时间
3月5日
3月17日
3月28日
3月31日
pH
5.57
5.73
5.60
5.59
（表达交流）3月17日，雨水pH出现异常的原因是______。
（检查进度）该项目性学习还没有进行的探究项目是______。

8．某化学兴趣小组进行锌与硫酸溶液反应的实验，并用大气球收集产生的气体。同学们在收集过程中闻到一股刺激性气味，同时发现充满气体的气球在空气中有些下沉，有些悬浮，还有些上浮。大家对这些现象很感兴趣，进行了相关探究活动。

【提出问题】锌和硫酸溶液反应后生成的气体是什么？
【查阅资料】
（1）锌与浓硫酸反应生成硫酸锌、二氧化硫气体和水；铜与浓硫酸在加热的条件下生成硫酸铜、二氧化硫气体和水。
（2）SO2有刺激性气味，易溶于水，能使品红溶液褪色。SO2和CO2化学性质相似，都能和NaOH等碱溶液反应生成盐和水。
（3）相同条件下，气体的密度决定于该气体的相对分子质量，气体的相对分子质量越大密度也越大；空气的平均相对分子质量为29。
【提出猜想】
猜想一：气球内的气体为SO2；
猜想二：气球内的气体为SO2和H2；
猜想三：气球内的气体为H2。
【实验探究】针对上述猜想，同学们在老师的指导下设计了如图的装置（部分夹持器材略去），分别用不同气球内的气体进行探究。
（1）C装置在点燃酒精灯加热之前应先通一段时间的氮气，目的是 　 　。
（2）甲同学观察到A中品红溶液褪色，C中无明显现象，说明猜想一正确。D瓶中氢氧化钠溶液的作用是 　 　。
（3）乙同学观察到 　 　，说明猜想二正确。
（4）丙同学观察到A中品红溶液无明显现象，C中铜网表面黑色物质变红，说明猜想三正确。
【实验结论】通过实验探究与充分思考，聪明的你应该对锌与硫酸溶液反应产生的气体填充气球活动中的异常现象能够很好的解释了。本次实验中锌粒与硫酸溶液反应先后生成二氧化硫气体和氢气。
【拓展反思】
（1）下列物质中不能由金属和稀硫酸反应直接得到的是 　 　。
A、Al2（SO4）3 B、Fe2（SO4）3
C、MgSO4 D、ZnSO4
（2）浓硫酸与铜在加热的条件下反应生成硫酸铜、二氧化硫气体和水，而稀硫酸与铜即使加热也不能反应。这说明：某溶液的化学性质除了与溶质的性质有关外，还可能与下列中的 　 　有关（填序号）。
A．溶质的质量分数 B．溶液的质量
C．溶液的体积 D．溶质的相对分子质量
（3）锌与铜分别和浓硫酸在一定条件下都可以反应产生二氧化硫，若选择铜与浓硫酸在加热的条件下反应制取二氧化硫气体，其优点是 　 　。
（4）实验中下沉的气球内一定含有的气体是 　 　。（填化学式）

9.化学兴趣小组的同学们在进行“碱与酸碱指示剂反应”的实验时，将酚酞溶液滴入NaOH溶液中，溶液变成了红色，但过一会儿红色却消失了。于是，兴趣小组的同学们对这一异常现象进行了探究。
【提出问题】滴有酚酞的NaOH溶液由红色褪为无色的原因是什么？
【猜想与假设】甲同学：酚酞与O2发生了反应；乙同学：NaOH溶液与空气中的CO2发生了反应；丙同学：与NaOH溶液浓度大小有关；你的猜想 （写一条）。
【设计与实验】甲、乙丙三位同学为了验证各自的猜想，设计并进行了如下实验，请你与他们一起探究。
（1）甲同学设计并完成如下实验：
实验步骤
实验目的
实验现象
实验结论
①取少量实验中的NaOH溶液于试管中，再加热煮沸

溶液变红，过一会儿红色消失。
甲同学的猜想 （填“正确”或“不正确”）
②将①中的溶液冷却后滴入酚酞溶液，并滴一些植物油在其上方。

（2）乙同学设计图7所示的装置进行实验，一段时间后，试管中溶液的红色褪去，他认为自己的猜想正确，试管中反应的化学方程式为 。丁同学认为乙同学的猜想不正确，理由是 ，丁同学为了进一步探究试管中的溶液红色褪去的原因，用pH试纸测量试管中的溶液，结果pH