所属成套资源:【讲通练透】中考化学二轮复习专项加餐练 (全国通用)
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中考化学二轮加餐练 专题02 科学探究题
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这是一份中考化学二轮加餐练 专题02 科学探究题,共27页。试卷主要包含了重视知识的综合运用,合理选取备考资料等内容,欢迎下载使用。
中考化学第二轮复习策略
一、重视知识的综合运用
在第二轮复习过程中,考生需要重视知识的综合运用,关注实验探究、联系实际,逐步提高所学技能,能解决一些需要查阅资料解决的实际问题。
中考试卷中,重点知识反复考,核心知识重点考,近三年中考都有燃烧条件的探究、实验基本操作的考查、溶解度曲线、气体的制取收集方法等,比如:非选择题中,考查了考生对微粒观、元素观的认识,属于初中化学课程标准的一级主题——物质构成的奥秘。
二、合理选取备考资料
关于试题的筛选,如果是巩固练习,可以用模拟试题,由于区模拟卷难易度适中,知识覆盖较为全面,部分非选择题综合度也较高,锻炼考生的审题能力和对各章知识的统筹综合应用能力。如果是进行自我评测或进行周测,建议更多选择近三年辽宁地区的中考真题。
通过多年经验分析,考生在试卷中的错误整体分为以下几种情况:
(1)审题问题;(2)概念知识不清;(3)概念知识不会综合应用;
(4)由于学习方法和习惯问题,复习时间安排不合理,不会让知识做到有序多次呈现;
(5)主观学习态度、情绪控制问题;
(6)理化答题时间分配问题。考生需对号入座,有针对性地发现问题、解决问题。
中考化学二轮专题复习 科学探究题
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
1.对比分析是化学研究和学习的常用方法。某中学化学兴趣小组研究化学反应前后物质总质量的关系,特邀你与他们一起共同完成化学探究活动:
探究一:化学反应中反应物和生成物的质量关系
【提出假设】化学反应中,反应物与生成物的质量关系可能有三种情形:①大于;②等于;③小于。
【设计实验】该兴趣小组同学设计(见下图所示)并分别完成了下列三个化学实验。
实验方案
实验现象
白磷燃烧,锥形瓶内______,放出热量,气球先膨胀后变瘪,天平平衡。
产生大量气泡,天平不平衡
铁钉表面覆盖一层红色物质,溶液由蓝色变为______天平平衡。
化学方程式
______
【分析原因】1.实验B无法验证化学反应中质量关系的原因是______。
2.通过以上实验得到的启示是:在验证质量守恒定律时,有气体参加或生成的反应必须在______
体系中进行。
【归纳结论】大量实验证明,化学反应中反应物的质量总和______生成物的质量总和。
【微观解释】由质量守恒定律可知:化学反应前后一定不变的是______
A.分子种类 B.原子种类 C.分子数目 D.原子数目 E.原子的质量
探究二:探究家用液化石油气中是否含氢元素
【查阅资料】液化石油气可以在空气(或氧气)中燃烧。
实验方案
实验现象
实验结论
______
______
液化石油气中含有氢元素。
【应用拓展】1.应用质量守恒定律从元素的角度解释为什么不能“点石成金”(石头的主要成分是碳酸钙)______。
2.2022年亚运会的火炬使用的是某种清洁燃料,已知该燃料4.6g在足量的氧气中充分燃烧后,生成8.8gCO2和5.4gH2O,该燃料中含有______元素,其中碳、氢原子的个数比为______(填最简整数比)。
2.学习了二氧化锰对过氧化氢溶液分解有催化作用的知识后,同学们对催化剂产生了兴趣,他们开展了以下探究。
实验探究一:比较催化剂种类对过氧化氢溶液分解的影响
【查阅资料】
(1)很多植物对过氧化氢溶液的分解有催化作用。
(2)压强传感器可以测量密闭体系内气体压强的变化。
【实验操作】
(1)在27.8℃,100.7kPa时,将具支试管的支管通过胶皮管与压强传感器连接(如图1所示),取2.0g植物碎末放入具支试管中。
(2)用量筒量取2mL3%过氧化氢溶液,倒入具支试管中并立即塞上橡胶塞,同时启动数据采集程序采集数据。更换相同质量,不同种类的植物碎末,重复实验(1)和(2)。
(3)不加入植物碎末,重复实验(1)和(2),做空白实验。
(4)将采集到的数据用电脑进行处理,得到反应前后压强随时间变化曲线如图2。
实验操作(3)的目的是_____。
【实验结论1】由图2可知,催化效果最好的是_____。
【交流反思】上海青叶作催化剂时,200s前曲线迅速升高的原因是_____;200s后曲线略有下降的原因是_____。除此之外,你还可以从图2中得出的结论是:_____。
实验探究二:比较催化剂用量对过氧化氢溶液分解的影响
【进行实验】
在30.2℃,压强100.5kPa时,选择上海青叶碎末用量分别为1g、2g、3g,均与2mL3%过氧化氢溶液反应,获得数据如图3所示。
【实验结论2】
由图3可知,在t1秒内,上海青叶用量为_____时,过氧化氢溶液分解速率最快;图中三条曲线最终将重合在一起,其理由是_____。
【拓展延伸】
某些植物、氧化铜、猪肝、二氧化锰等都可以做过氧化氢溶液分解的催化剂,除此以外,你还知道_____可以作过氧化氢溶液分解的催化剂。
3.为探究氢氧化钙的化学性质,某实验小组进行了如图所示实验。
请回答下列问题:
(1)以上实验中,能证明稀盐酸与氢氧化钙发生反应的现象是__。
(2)B中澄清石灰水变浑浊的原因__(用化学方程式表示 )。
(3)小组同学在做完上述实验后,将A、B、C三支试管反应后的废液倒入同一洁净的烧杯(废液缸)中静置,观察到烧杯底部有白色沉淀,上层清液为无色。
[提出问题]上层清液中的溶质(指示剂除外)的成分是什么?
[分析推理]同学们一致认为上层清液中的溶质一定不含有Ca(OH)2、NaOH,还不含有__。
[作出猜想]猜想1:只有NaCl;.
猜想2:__。
[实验验证]操作:取少量上层清液于试管中,滴加足量的碳酸钠溶液。
现象:__。
[结论]猜想2成立。
4.以下是老师引导学生探究“质量守恒定律”的教学片段,请你参与探究并帮忙填写空格(包括表中的空格):
【提出问题】化学反应前后各物质的质量总和是否相等?
【查阅资料】氢氧化钠(NaOH)溶液可以吸收二氧化碳气体。
【猜想与假设】猜想1:不相等猜想2:相等
【实验探究】甲、乙两组同学用托盘天平分别称量反应前后物质的质量。
甲组
乙组
实验方案
(反应后略)
实验现象
有气泡产生,天平指针向右偏转
现象:_____________,天平指针没有发生偏转
结论
猜想1正确
猜想2正确,反应的化学方程式:______________
【反思评价】究竟哪种猜想正确?通过讨论,同学们发现甲组中有气体逸出,导致指针向右偏转。得到启示:在探究化学反应前后各物质的质量总和是否相等时,凡是有气体生成或参加的反应一定要在___________中进行。
【优化装置】同学们对甲组左盘中的反应装置进行了如下三种改进,你认为最佳装置是____________(填序号),从另外两种装置中任选一种指出其不足______________。
【得出结论】同学们利用改进后的最佳装置进行再次探究,均得出猜想二正确。进一步分析发现,反应体系中器材和未参加反应的物质的质量在反应前后保持不变,最终得出结论是:_____________的各物质的质量总和等于反应后生成的各物质的质量总和。
【解释应用】解释:化学反应前后,原子的种类、数目、质量均不变,所以质量守恒。
应用:某固体物质受热会发生分解反应,生成氧化铜、水和二氧化碳三种物质,则该固体物质一定由__________种元素组成。
5.84消毒液、H2O2溶液都是常用消毒剂,兴趣小组对两种消毒剂进行了如下探究活动。
(查阅资料)84消毒液的有效成分是次氯酸钠(化学式为NaClO)。
(实验一)取少量84消毒液于试管中,滴加H2O2溶液,发现有大量气泡产生;然后把带火星的木条伸入试管中,带火星的木条复燃,证明产生的气体是_____。
(提出问题)在上述反应中,NaClO的作用是什么?
(作出猜想)
猜想一:作反应物,NaC1O与H2O2溶液发生化学反应
猜想二:作_____,类似分解H2O2溶液制氧气时MnO2的作用。
(实验二)
①按图所示组装实验装置,并_____。
②向锥形瓶中加入30mL84消毒液,注射器中吸入25mLH2O2溶液
③将注射器中的H2O2溶液平均分5次推入锥形瓶中,每次推入5mLH2O2溶液,待不再产生气泡后,记录收集气体的总体积(忽略其他因素测量结果造成的影响)见下表。
次序
第1次
第2次
第3次
第4次
第5次
收集气体的总体积/mL
140
280
365
x
375
(1)表中的数据x=_____。
(2)分析表中数指得出“猜想一正确”,其依据是_____。
(拓展反思)
生活中常用消毒剂除84消毒液、H2O2溶液外,还有75%酒精、过氧乙酸等。在使用各种消毒剂时,要考虑它们的性质。切记:科学使用,注意安全!
生活中下列使用消毒剂的做法正确的是_____。
A.不同的消毒剂可随意混合使用
B.使用84消毒液的浓度越高好
C.使用75%酒精消毒应远离明火,防止火灾
D.84消毒液、75%酒精等消毒剂均应密封保存
6.某兴趣小组的同学按课本进行的一个化学实验如图1所示,在进行实验时,同学们闻到一股难闻的刺激性气味,于是对原实验重新进行了设计(如图2所示)。
【实验方案一】图1中观察到的实验现象是______,其中烧杯B的作用是_________。
【实验方案二】图2中的无色透明塑料瓶的材质、大小、形状完全相同,瓶内用细线固定着用滤纸折叠成的大小和形状相同的小纸花,小纸花上都均匀喷有酚酞溶液,按照A的操作方式分别用注射器向B和C中的塑料瓶同时注入5滴浓氨水,然后将针孔处密封,再分别将两个塑料瓶同时放入等体积的冷水和40℃的热水中。观察到的现象是________。
【实验结论】由此可以得出的实验结论是__________。
【分析讨论】对比改进前的实验,改进后的实验的优点是_________。(填一条)
【实验方案三】小林设计的方案如图3所示,用长柄V形玻璃管进行实验,分别向左、右两端的V形玻璃管中同时滴入等量的浓氨水和浓盐酸,塞紧橡胶塞。已知浓盐酸会挥发出氯化氢气体,浓氨水会挥发出氨气,两种气体反应生成白色固体氯化铵。
过一会儿后,从图3中观察到有白烟产生且位置偏右,说明氨气分子运动得比氯化氢分子运动得_________(选填“快”或“慢”)。
7.老师演示“小木炭跳舞”如下图所示,取一只试管,装入一定量硝酸钠固体,然后固定在铁架台上,并用酒精灯加热。当硝酸钠逐渐熔化后,持续加热,取一块豆粒大小的木炭,投入试管中、过一会儿就会看到小木炭在靠近液体上方或跳动或翻转,“舞姿”优美,并发出红光,有趣极了同学们争先恐后地发表看法持续加热硝酸钠可能有气体产生,使小木炭带有“仙气”地舞动起来。
【查阅资料】硝酸钠固体的熔点为307°C,继续加热后会分解,生成亚硝酸钠(NaNO2)和一种气体单质。
【提出问题】反应产生的气体单质是什么?
【猜想与假设】三位同学对气体单质进行了猜想
甲说:是氧气 乙说:是氮气 丙说:是氢气
【交流与讨论】
(1)甲同学认为不可能是氢气,合适的理由是______。
(2)丙同学认为不可能是氮气,合适的理由是______。
(3)【设计实验】请你设计实验方案验证甲同学的猜想(写出操作过程、现象及结论)______。
(4)【解释与结论】硝酸钠加热分解的化学方程式为______。
8.某化学实验小组的同学取了一杯浑浊的河水在实验室进行简单净化。请回答下列问题:
【提出问题】河水中含有哪些杂质?采取什么方法除去杂质面得到较纯净的水?
【观察分析】观察河水略显浑浊,有固体小颗粒等不溶性杂质,该河水还应含有______、微生物等杂质。
【设计实验方案】分析除去杂质的思路与方法:
(1)除去固体颗粒,可选用______(填字母序号,下同);除去可溶性杂质,可用______。
A.沉降B.蒸发C.过滤D.蒸馏
(2)上述净化水的方法,实质是将混合物分离为纯净物的过程。分离提纯混合物有以下两种基本思路:
思路一:将属于杂质的物质分离除去,如上述中的沉降、过滤等;
思路二:______,如蒸馏。
【进行实验】
(1)先向盛有河水的烧杯中加入适量明矾粉末,利用其溶于水后生成的胶状物对杂质的吸附,使杂质______来达到净水的目的。
(2)按照如图再进行过滤液体
①玻璃棒的作用是______,玻璃棒下端接触的部分是______层滤纸处;
②指出如图操作的一处错误______。
③若滤液仍然浑浊,你认为其原因可能是______(写一条)。
(3)再用活性炭除去水中的异味,这是利用了活性炭的______作用。
(4)最后进行蒸馏,所得蒸馏水是______(填“硬水”或“软水”),检验的简单方法是______。
9.催化剂在化学反应中起着非常重要的作用,某化学兴趣小组对氯酸钾制取氧气的催化剂展开探究。请回答下列问题:
探究一:二氧化锰粒径大小对催化效果的影响。
取两份等质量氟酸钾,分别加入等质量、粒径大小不同的二氧化锰进行加热,用传感器测得固体残留率(反应后剩余固体质量与反应前固体质量之比)如图1:
分析上图,对氯酸钾分解催化效果更好的是_____。催化效果更好的原因可能是_____。
探究二:催化剂用量及催化剂种类对催化效果的影响。同学们用图2装置进行如下实验:
编号
氯酸钾质量/g
催化剂
催化剂质量/g
收集50mL氧气所需时间/s
实验1
5
无
无
171
实验2
5
二氧化锰
0.25
79
实验3
5
二氧化锰
0.5
49
实验4
5
二氧化锰
2.5
93
实验5
5
氧化铁
0.5
58
实验6
5
氯化钾
0.5
154
(2)可采取排水法的收集氧气的原因是___,收集气体前集气瓶内未装满水,对实验结果____(填“有”或“没有”)影响。为了较精确测定排出水的体积,C框内应选用的装置为____(填“C1”或“C2”)。
(3)实验1的目的是_____。
(4)表中所列三种催化剂中,催化效果最好的是_______。
(5)二氧化锰与氯酸钾的质量比为_______时,催化效果最好。
(6)氯化钾_______(填“有”或“无”)催化作用。维持加热条件不变,用实验1再继续收集50mL氧气,所需时间明显少于171s,原因是_______。
(7)要比较氯酸钾分解反应中不同催化剂的催化效果,除了测量收集50mLO2所需时间外,还可以测量相同时间内_______。
【拓展延伸】某同学误将少量高锰酸钾当成二氧化锰加入氯酸钾中进行加热制取氧气,部分物质质量随时间变化如图3所示。氧气从_______(填“t1”、“t2”或“t3”)时刻开始产生,c代表的物质是_____。
10.某同学设计如下实验装置探究“分子的运动实验”。
资料信息:已知碱性溶液能使无色酚酞试液变红,氨气的水溶液(氨水)具有碱性。
某兴趣小组设计以下实验探究活动。请回答实验中的有关问题
(1)实验Ⅰ:在盛有少量蒸馏水的小烧杯中滴入2滴-3滴无色酚酞试液,无明显现象;再向其中滴加浓氨水,可观察到的实验现象是___________。
(2)实验Ⅱ:如图,在烧杯A中装有10mL浓氨水(易挥发出氨气),一段时间后,烧杯B中的现象是___________。
(3)探究:是什么物质使酚酞试液变红。
提出猜想:
猜想①:从A烧杯中挥发出水蒸气,部分进入B烧杯,使酚酞变红;
猜想②:从A烧杯中挥发出氨气,部分进入B烧杯,使酚酞变红;
猜想③:从A烧杯中挥发出氨气,部分进入B烧杯,与水结合形成氨水后,氨水使酚酞变红。
同学们经过讨论后,一致认为猜想①不符合题意,理由是___________。
(4)为了验证另外两种猜想是否符合题意,同学们设计了如下实验方案,请完善表中空白:
实验操作
将两张滤纸分别用酚酞实验浸泡,然后悬挂晾干
一张晾干的滤纸a直接放入盛满氨气的集气瓶中
滤纸a_______
猜想③符合题意
另一张晾干的滤纸b先滴加几滴蒸馏水,然后放入盛满氨气的集气瓶中
滤纸b________
(5)拓展延伸:从微观的角度分析,该实验证明了分子___________的性质。
11.催化剂在生产、生活和科研中的地位越来越重要。实验室用过氧化氢溶液分解制取氧气时,就常用二氧化锰作催化剂。
(提出问题)氧化铜(CuO)能否起到类似MnO2的催化剂作用呢?
(猜想假设)猜想一:CuO不是该反应的催化剂。
猜想二:CuO参与反应产生O2,反应前后质量和化学性质发生了改变。
猜想三:CuO是反应的催化剂,反应前后___________。
(实验探究)用天平称量0.2gCuO,取5mL5%的过氧化氢溶液于试管中,进行如下实验:
(注:氧化铜不溶于水,过滤可与水分离)
(交流讨论)
(1)填写下表:
步骤③现象
步骤⑤结果
结论
产生大量的气泡,带火星的木条___________。
得到氧化铜的质量为___________g
猜想一、二不成立;
猜想三成立。
(2)步骤①的目的是___________。步骤④需用到一些玻璃仪器,其中玻璃棒的作用是___________。
(3)步骤⑥重复实验②、③的目的是___________。
12.Mg与NH4Cl溶液反应,除生成一种盐外,还有气泡产生。为确定气体的成分,进行下列实验探究:
【查阅资料】(1)镁与氯化铵溶液反应生成两种气体,每种气体只含有氮、氢两种元素中的一种或两种。
(2)镁与水在加热条件下反应生成氢氧化镁和氢气。
(3)氨气是一种极易溶于水的气体,能与酸反应。
【提出问题】该气体成分是什么?
【作出猜想】猜想一:H2和N2
猜想二:______。
猜想三:H2和NH3
【查阅资料】氨气有如下一些化学性质:① NH3+HCl=NH4Cl
② 2NH3+H2SO4=(NH4)2SO4
③ 2NH3+3CuO3Cu+N2+3H2O
【实验探究】为了探究气体成分,又设计了下图实验装置:
① A中观察到______,证明有NH3;
② B中玻璃管内观察到固体由黑色变为红色,同时看到玻璃管内壁有水珠产生,证明有H2;
③ 浓硫酸的作用是______。
【实验结论】根据以上信息和实验进行推测,猜想______(填“一”、“二”或“三”)成立,则Mg与NH4Cl溶液反应的化学方程式为______。
【实验反思】(1)有同学认为根据质量守恒定律,可能产生HCl,为确定是否含有HCl,可将气体通入硝酸酸化的______(写化学式)溶液中,观察到无白色沉淀产生,该气体中无HCl。
(2)综合以上信息和实验结论,有同学认为不需要单独检验HCl,就能证明HCl不存在。这种说法______(填“合理”或“不合理”),理由是______。
13.该中学二号兴趣小组同学在课外实验过程中发现了一种淡黄色的粉末,该粉末可用于杀菌、消毒和漂白,于是想探究该淡黄色固体的化学成份是什么?
(1)【查阅资料】硫单质是一种淡黄色固体,难溶于水,在空气中点燃硫,生成一种无色、有刺激性气味的气体。
(2)过氧化钠(Na2O2)是一种淡黄色固体,能与水反应,生成气体并放出大量的热。
设计实验方案: 方案一:取少量该固体粉末于试管中,加2mL水,振荡并观察现象。
方案二:在燃烧匙里放少量该固体,在酒精灯上加热,观察现象。
两种方案哪种较好________(填“方案一”或“方案二”)理由________。
(2)【实验验证并得出结论】 同学们向盛有少量该固体的试管中加入2mL水,立刻观察到有无色气泡产生,并且验证出该反应同时生成了氢氧化钠(NaOH),确定该淡黄色粉末为过氧化钠(Na2O2)。同学们对生成的气体成分进行判断提出以下三种假设:
A.该气体是CO2 B.该气体是O2 C.该气体是H2
①同学们认为假设中________(填“A”或“B”或“C”)肯定不合理,理由________。
②通过查阅资料又得知:在化学反应中,有元素化合价升高,就必然有元素化合价降低。于是一致认为上述假设中的________(填“A”或“B”或“C”)肯定也不合理。
③同学们用图1装置(装置气密性良好)进行实验检验,验证了上述分析的合理性:
请写出正确的实验方法: 打开活塞后,________。(所填内容必须包括实验操作、现象、结论)。
(3)【交流与反思】
根据以上信息分析关于Na2O2说法,其中不正确的是________(填字母序号)。
A.Na2O2中氧元素的化合价是-2价
B.Na2O2必须密封保存
C.Na2O2着火后可用水扑灭
D.Na2O2不属于氧化物
14.化学兴趣小组同学在一起探究蜡烛燃烧,他们将短玻璃管插入焰心,发现另一端也可以点燃,也称“母子火焰”,如图所示。对此他们进行实验探究:
【提出问题】导管里一定有可燃性气体,气体成分可能会是什么呢?
【猜想假设】猜想1:可能是蜡烛燃烧产生的水蒸气;
猜想2:可能是蜡烛不完全燃烧产生的一氧化碳;
猜想3:可能是___________
猜想4:可能是蜡烛不完全燃烧产生的一氧化碳和蜡烛受热后产生的石蜡蒸气的混合气体。
【查阅资料】一氧化碳能够燃烧。
【交流讨论】同学们一致认为猜想1错误,原因是___________。
【实验探究】兴趣小组同学换一根较长的导管插入焰心,并用湿毛巾包住导管,然后在导管另一端做点火实验。
【实验分析】
可能观察到的现象
结论
导管口___________,去掉毛巾,导管内壁看不到冷凝的固体
猜想2正确
导管口不能点燃,去掉毛巾,导管内壁___________
猜想3正确
导管口能点燃,但火焰较小,去掉毛巾,导管内壁______
猜想4正确
【实验拓展】
(1)实验中湿毛巾的作用是___________。
(2)熄灭蜡烛,出现白烟,白烟的成分是___________,产生白烟的原因是___________;
15.通过学习碱的性质,某校化学兴趣小组的同学对“实验室”里的氢氧化钙是否变质以及变质的程度展开了探究活动,请你一同参与:
【提出问题】氢氧化钙是否变质?
【猜想与假设】同学们经过讨论认为样品存在三种可能情况:没有变质;部分变质;完全变质。
【实验探究】
实验步骤及操作
实验现象
实验结论
取样品并放入试管中,加入足量蒸馏水震荡,静置。取上层清液,滴加无色酚酞溶液;倒去上层清液,再向试管中注入稀盐酸
①无色酚酞溶液变红;
②___________。
部分变质
③无色酚酞溶液不变红;
④___________。
完全变质
⑤___________;
⑥没有气泡产生。
⑦___________。
【小结与思考】
小漫同学根据上述实验方案进行实验,确定该样品已部分变质,请写出实验中反应的化学方程式:___________。建议实验室要___________保存氢氧化钙。
16.某种薯片的包装袋里面被一种气体充得鼓鼓的。小明对这种气体产生了兴趣,请你和小明一起对该气体进行探究。
【提出问题】该气体可能是什么呢?
【查阅资料】食品和氧气接触容易被氧化而腐败;常填充某种气体以防腐。
【作出假设】从以上信息可知包装袋中的气体不可能是_______。
A.二氧化碳 B.氮气 C.氧气
【进行实验】为了确定是哪一种气体,同学们进行了进一步探究,请你帮该组同学完善探究过程,具体操作如下:
实验方法
可能观察到的现象和结论
用注射器抽取包装袋的气体,并将气体注入澄清石灰水中,观察现象
观察到_______,说明包装袋中装的不是二氧化碳
用排水法收集一瓶该包装袋内的气体,并向集气瓶中伸入燃着的小木条,观察现象。
观察到____,说明包装袋中的气体可能是___。
【反思讨论】根据食品防腐气体应具备的要求,你认为包装袋内充的气体还可以是_____。
17.某兴趣小组的同学对二氧化碳的制取和相关性质进行探究。
【实验探究】为了探究CO2的化学性质,小明同学将一个装满CO2的集气瓶倒立在盛有某液体的水槽中,如图1所示。
(1)当水槽中盛水时,一段时间后观察到的实验现象是______。
(2)证明CO2能与水发生化学反应的实验现象是______。
(3)将步骤III中实验后的石蕊纸花用电吹风吹干,可观察到______,原因是______(用文字表达式表示),该反应属于______反应(填基本反应类型)。
18.小明知道二氧化锰能作过氧化氢分解的催化剂后,再想探究其他一些物质如氧化铝是否也可作过氧化氢分解的催化剂。请你一起参与他们的探究过程,并填写下列空白。(1)[问题]氧化铝能不能作过氧化氢分解的催化剂呢?
(2)[猜想]氧化铝能作过氧化氢分解的催化剂。他设计并完成了下表所示的探究实验:
实验操作
实验现象
实验结论或总结
结论
总结
实验一
取5ml5%的过氧化氢溶液于试管中,伸入带火星的木条
有气泡产生,木条不复燃
过氧化氢分解产生氧气,但是
①
氧化铝是过氧化氢分解的催化剂
实验二
在盛水的试管中加入氧化铝,伸入带火星的木条
没有明显现象
②
实验三
向盛有5ml5%的过氧化氢溶液的试管中加入氧化铝,伸入带火星的木条
③
氧化铝能加快过氧化氢的分解
(1)请你帮助小明同学填写上表中未完的表格①______;②______;③______;。
(2)在小明的探究实验中,实验一和实验二起的作用是_______;
(3)[讨论与反思]经过讨论,有的同学认为只有上述两个证据,不能证明氧化铝能作过氧化氢分解的催化剂,还要补充两个方面的探究实验,最终大家一起完成了对这个猜想的验证。第一方面的实验操作中包含了两次称量,其目的是______,第二方面的实验是验证氧化铝的化学性质反应前后是否改变。
参考答案:
1. 产生大量白烟 浅绿 产生二氧化碳气体逸散至空气中,其质量没有被称量到(合理即可) 密闭 等于 = BDE 点燃液化石油气,将一个干冷的玻璃杯罩在火焰上方 玻璃杯内出现水雾 碳酸钙中没有金元素,化学反应前后元素种类不变 碳、氢、氧或C、H、O 1:3
【解析】
[设计实验]
A中白磷燃烧时能够观察到有大量白烟产生;
C中铁的活动性比铜强,能够与硫酸铜溶液反应生成硫酸亚铁,硫酸亚铁溶液为浅绿色,观察到溶液由蓝色变为浅绿色,化学方程式为;
[分析原因]
1.B中稀盐酸与碳酸钠反应会有二氧化碳气体生成,实验装置不密闭,导致生成的二氧化碳逸散到空气中,其质量没有被称量到,导致反应后的天平不再平衡;
2.通过上述实验可知在验证质量守恒定律时,有气体参加或生成的反应必须在密闭容器中进行,以免气体进入或逸出,导致天平不平衡;
[归纳结论]
根据质量守恒定律可知,化学反应中反应物的质量总和等于生成物的质量总和;
[微观解释]
化学变化是分子拆分成原子,原子重新组合成分子的过程,化学反应前后原子的种类、质量、数目保持不变,分子的种类发生改变,分子的数目不确定,故选BDE;
探究二
根据[查阅资料]可知,液化石油气可以在空气(或氧气)中燃烧,因此可以设计实验点燃液化石油气,将一个干冷的玻璃杯罩在火焰上方,观察现象;
根据实验结论和实验方案,可知实验过程中能够观察到火焰上方的玻璃杯内出现水雾,说明生成物中有水,可以证明液化石油气中含有氢元素;
[应用拓展]
1.根据探究一可知,化学反应遵循质量守恒定律,石头的主要成分是碳酸钙,碳酸钙中没有金元素,化学反应前后元素种类不变,因此不能点石成金;
2.根据质量守恒定律可知参加反应的氧气的质量为,生成的二氧化碳和水中氧元素的质量和为,根据化学反应前后元素的种类和质量守恒可知,该燃料中含有碳、氢、氧三种元素,碳元素和氢元素的质量比为,设碳原子和氢原子的个数比为x:y,则,x:y=1:3,故碳原子和氢原子的个数比为1:3。
2. 作对比实验,便于比较催化剂对过氧化氢分解速率的影响 上海青叶 上海青叶作催化剂,加快过氧化氢分解,分解速率大,产生了大量氧气,且同时放出热量,温度升高,所以压强快速增加 过氧化氢分解是放热反应,反应结束后,气体的质量不变,但温度下降,随着温度下降,压强逐渐降低 同种植物的不同部位,催化效果不一样(其他合理答案也可) 2g 催化剂只能改变反应速率,不会对生成物的质量有影响。因参加反应的过氧化氢的质量相同,最终生成氧气的质量也相同 硫酸铜(其他合理答案也可)
【解析】
【实验操作】(4)实验操作(3)的目的是作对比实验,便于比较催化剂对过氧化氢分解速率的影响,故填:作对比实验,便于比较催化剂对过氧化氢分解速率的影响。
【实验结论1】由图2相同时间内,压强增大的快慢可知,上海青叶曲线在最上方,相同时间内产生氧气多,压强更大,催化效果最好的是上海青叶,故填:上海青叶。
【交流反思】上海青叶作催化剂时,200s前曲线迅速升高的原因是上海青叶作催化剂,加快过氧化氢分解,分解速率大,产生了大量氧气,且同时放出热量,温度升高,所以压强快速增加;200s后曲线略有下降的原因是过氧化氢分解是放热反应,反应结束后,气体的质量不变,但温度下降,随着温度下降,压强逐渐降低。除此之外,你还可以从图2中得出的结论是:同种植物的不同部位,催化效果不一样,故填:上海青叶作催化剂,加快过氧化氢分解,分解速率大,产生了大量氧气,且同时放出热量,温度升高,所以压强快速增加;过氧化氢分解是放热反应,反应结束后,气体的质量不变,但温度下降,随着温度下降,压强逐渐降低;同种植物的不同部位,催化效果不一样(其他合理答案也可)。
【实验结论2】由图3可知,在t1秒内,上海青叶用量为2g的曲线在最上方,过氧化氢溶液分解速率最快;图中三条曲线最终将重合在一起,其理由是催化剂只能改变反应速率,不会对生成物的质量有影响。因参加反应的过氧化氢的质量相同,最终生成氧气的质量也相同,故填:2g;催化剂只能改变反应速率,不会对生成物的质量有影响。因参加反应的过氧化氢的质量相同,最终生成氧气的质量也相同。
【拓展延伸】某些植物、氧化铜、猪肝、二氧化锰等都可以做过氧化氢溶液分解的催化剂,除此以外,你还知道硫酸铜可以作过氧化氢溶液分解的催化剂,故填:硫酸铜(其他合理答案也可)。
3. A中溶液由红色变成无色 Na2CO3+Ca(OH)2=CaCO3↓+2NaOH Na2CO3 碳酸钠 NaCl和CaCl2(或氯化钠和氯化钙) 有白色沉淀生成
【解析】
(1)以上实验中,若能证明盐酸或氢氧化钙被消耗,就能证明稀盐酸与氢氧化钙发生反应,氢氧化钙溶液呈碱性,能使酚酞变红色,盐酸显酸性、氯化钙溶液显中性,都不能使酚酞变红色,以上实验中,能证明稀盐酸与氢氧化钙发生反应的现象是A中溶液由红色变成无色;
(2)碳酸钠与氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和氢氧化钠。反应的化学方程式为:Na2CO3+Ca(OH)2=CaCO3↓+2NaOH;
(3)[分析推理] 氢氧化钙与盐酸反应生成氯化钙和水,碳酸钠与氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和氢氧化钠,二氧化碳与氢氧化钙反应生成碳酸钙和水。小组同学在做完上述实验后,将A、B、C三支试管反应后的废液倒入同一洁净的烧杯(废液缸)中静置,观察到烧杯底部有白色沉淀,碳酸钠溶液(B中过量)与氯化钙(A中反应所得)溶液反应生成碳酸钙沉淀和氯化钠;上层清液为无色,说明溶液不显碱性,碳酸钠溶液显碱性,同学们一致认为上层清液中的溶质一定不含有Ca(OH)2、NaOH,还不含有碳酸钠(或Na2CO3)
[作出猜想] 碳酸钠溶液与氯化钙溶液反应生成碳酸钙沉淀和氯化钠。所以:
猜想1:只有NaCl;.
猜想2:氯化钠和氯化钙(氯化钙过量)
[实验验证] 因为碳酸钠溶液与氯化钙溶液反应生成碳酸钙沉淀和氯化钠。所以:
操作:取少量上层清液于试管中,滴加足量的碳酸钠溶液。
现象:有白色沉淀生成;
[结论]猜想2成立。
4. 铁的表面有红色的物质析出,溶液由蓝色逐渐变成浅绿色 密闭容器 最佳装置是B,A同学实验中碳酸钠与盐酸反应生成二氧化碳,二氧化碳充满气球,使整个装置所受空气浮力增大,因此反应后天平不能平衡 C中碳酸钠粉末与盐酸反应太快,橡皮塞易弹出 参加反应 四 4
【解析】
【分析】
实验探究:乙组实验中,铁和硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜,现象为:铁钉表面有红色物质析出,溶液颜色由蓝色变为浅绿色,天平指针没有偏转,该反应的化学方程式为:;
反思评价:在探究化学反应前后各物质的质量总和是否相等时,凡是有气体生成或参加的反应一定要在密闭容器中进行。
优化装置:同学们对甲组左盘中的反应装置进行了如下三种改进,最佳装置是B,B装置中,碳酸钠和稀盐酸反应生成氯化钠、二氧化碳和水,二氧化碳被氢氧化钠吸收,反应后,天平平衡,且不会因压强增大,橡皮塞迸出,另外两种装置中的不足是:A中碳酸钠和稀盐酸反应生成的二氧化碳气体进入气球中时气球膨胀,产生向上的浮力,影响实验结果;C中碳酸钠和稀盐酸反应生成的二氧化碳气体导致瓶内气压增大,极可能导致瓶塞飞出,影响实验结果或发生安全事故;
得出结论:同学们利用改进后的最佳装置进行再次探究,反应体系中器材和未参加反应的物质的质量在反应前后保持不变,最终得出结论是:参加化学反应的各物质的质量总和等于反应后生成的各物质的质量总和。
解释应用:某固体物质受热会发生分解反应,生成氧化铜、水和二氧化碳三种物质,根据质量守恒定律,化学反应前后,元素的种类不变,生成物中含Cu、C、H、O元素,则该固体物质一定由氧元素、铜元素、氢元素和碳元素等4种元素组成。
5. 氧气 催化剂 检查装置气密性 370 每次加入的H2O2溶液质量相同,如果NaClO是作催化剂,那么每次产生气体质量应该相等,但实验结果是产生的气体质量不等 CD
6. 烧杯A中酚酞试液变红色 对比对照作用 装置B中小纸花变色速率比装置C中小纸花变色速率慢 分子是不断运动的,温度越高分子运动越快 实验在密闭装置中进行污染小且可以通过对比不同温度下实验现象来探究温度对分子运动速率的影响 快
7. 反应物不含氢元素 氮气没有助燃性 把带火星的木条伸入试管中,如果复燃,则为氧气
【解析】
【分析】
(1)根据质量守恒定律,化学反应前后,元素的种类不变,反应物中含Na、N、O,不含氢元素,不可能生成氢气;
(2)木炭发出红光,说明木炭开始燃烧,氮气不支持燃烧,故不可能是氮气;
(3)氧气具有助燃性,可用带火星的木条检验氧气,即把带火星的木条伸入试管中,如果复燃,则为氧气;
(4)由以上分析可知,硝酸钠在加热的条件下反应生成亚硝酸钠和氧气,该反应的化学方程式为:。
8. 可溶性杂质
C D 将属于可溶性矿物质(或可溶性杂质)分离除去 沉降
引流 3 三 漏斗下端管口没有紧靠烧杯内壁 滤纸破损或盛接滤液的烧杯不干净或漏斗内的液面超过滤纸边缘
吸附 软水 将肥皂水加到水中,振荡,若产生泡沫较多,则为软水
【解析】
观察分析:
观察河水略显浑浊,有固体小颗粒等不溶性杂质,该河水还应含有可溶性杂质、微生物等杂质;
设计实验方案:
(1)除去固体颗粒,可采用沉降、过滤的方法;除去可溶性杂质,可用蒸馏的方法;
(2)分离提纯混合物有以下两种基本思路。思路一:将属于杂质的物质分离除去,如:上述中的泥沙等不溶性杂质等。思路二:将属于可溶性矿物质(或可溶性杂质)分离除去,如蒸馏;
进行实验:
(1)先向盛有河水的烧杯中加入适量明矾粉末,这是利用其溶于水后生成的胶状物对杂质的吸附,使杂质沉降来达到净水的目的;
(2)①玻璃棒的作用是引流,玻璃棒下端接触的部分是3层滤纸处;
②如图操作的一处错误是漏斗下端管口没有紧靠烧杯内壁,这可能会造成滤液溅出;
③若过滤后的滤液仍然浑浊,可能是滤纸破损,或盛接滤液的烧杯不干净或漏斗内的液面超过滤纸边缘等;
(3)活性炭具有吸附性,可以除去水中的色素和异味;
(4)蒸馏所得水中不含任何杂质,属于软水,检验硬水与软水的方式是将肥皂水加到水中,振荡,若产生泡沫较多,则为软水;若浮渣较多,则为硬水。
9. 纳米二氧化锰 等质量的催化剂,纳米二氧化锰粒径更小,颗粒更多,与氯酸钠接触面积大,催化效果更好 氧气不易溶于水 没有 C1 对比作用 二氧化锰 1:10 有 生成的氯化钾加快了反应速度 生成氧气体积大小 t1 氯化钾
10. 溶液变红 溶液变红 烧杯B中含水,无色酚酞不变色,说明水不能使无色酚酞变色 不变色 变红 在不断运动
【解析】
(1)在盛有少量蒸馏水的小烧杯中滴入2滴-3滴无色酚酞试液,无明显现象,说明水不能使无色酚酞试液变红;再向其中滴加浓氨水,浓氨水显碱性,能使无色酚酞试液变红,故可观察到的实验现象是:溶液变红;
(2)浓氨水具有挥发性,挥发出的氨分子不断运动,当运动到B中时,氨气溶于水形成氨水,氨水显碱性,能使无色酚酞试液变红,故烧杯B中的现象是:溶液变为红色;
(3)烧杯B中本身含有水,无色酚酞试液不变色,说明水不能使无色酚酞试液变色,故猜想①不符合题意;
(4)实验结论为:猜想③成立,说明是挥发出氨气,部分进入B烧杯,与水结合形成氨水后,氨水使酚酞变红,故将两张滤纸分别用酚酞实验浸泡,然后悬挂晾干,一张晾干的滤纸a直接放入盛满氨气的集气瓶中,滤纸a不变色;
另一张晾干的滤纸b先滴加几滴蒸馏水,然后放入盛满氨气的集气瓶中,氨气溶于水形成氨水,氨水显碱性,使无色酚酞试液变红,故滤纸b变红;
(5)从微观的角度分析,该实验证明了分子在不断运动的性质。
11. 质量和化学性质不变 复燃 0.2 与步骤③对比,检验加入CuO前后双氧水分解速度有无变化 引流 证明氧化铜的化学性质在反应前后没有发生改变
【解析】
猜想假设:
根据催化剂的特点是“一变,两不变”,即反应速率改变,质量和化学性质不变,所以猜想三:CuO是反应的催化剂,反应前后质量和化学性质不变,故填:质量和化学性质不变;
交流讨论:
(1)氧化铜对过氧化氢的分解有催化作用,能加快其分解速率生成氧气的速率,故步骤③中的现象是有气泡产生,带火星的木条复燃;催化剂的特点是“一变,两不变”,反应前后其质量不变,所以步骤⑤中称量的氧化铜的质量仍为0.2g,故填:复燃;0.2;
(2)为了证明氧化铜是否能改变反应的速率,要通过加入氧化铜与不加氧化铜的现象进行对比,才能得出科学合理的结论;步骤④玻璃棒的作用是引流,防止液体洒出,故填:与步骤③对比,检验加入CuO前后双氧水分解速度有无变化;引流;
(3)步骤⑥重复实验②、③的目的是证明氧化铜的化学性质在反应前后没有发生改变,故填:证明氧化铜的化学性质在反应前后没有发生改变。
12. N2和NH3 溶液变红色 吸收水蒸气和氨气 三 Mg+2NH4Cl=MgCl2+2NH3↑+H2↑ AgNO3 合理 因为氨气能和氯化氢反应生成氯化铵
【解析】
作出猜想:已知镁与氯化铵溶液反应生成两种气体,每种气体只含氮、氢两种元素中的一种或两种,结合猜想一和猜想三,可得猜想二是N2和NH3;
实验探究:①氨气极易溶于水,与水反应生成氨水,氨水显碱性,能使酚酞溶液变红色。因此,当观察到A中溶液变红色,可证明有氨气生成;
③浓硫酸具有吸水性,且能与氨气反应,可吸收水蒸气和氨气;
实验结论:由以上实验现象,可得出结论:镁与氯化铵溶液反应生成的气体中含有H2和NH3,猜想三成立,镁与氯化铵溶液反应的化学方程式为Mg+2NH4Cl=MgCl2+2NH3↑+H2↑;
实验反思:(1)氯离子能与银离子反应生成不溶于酸的氯化银沉淀,故可将气体通入经硝酸酸化的AgNO3溶液中,以检验气体生成物中是否含有HCl;
(2)这种说法合理,因为气体生成物中含有氨气,氨气能与氯化氢反应生成氯化铵而不能共存。
13. 方案一 该方案操作简单、现象明显、无污染 A 化学反应前后元素种类不变,反应物中不含碳元素 C 将带火星的木条放在a导管口处,发现木条复燃,证明生成的气体为氧气 ACD
【解析】
(1)如果淡黄色固体是硫,硫燃烧会产生有毒气体二氧化碳,造成空气污染,但硫难溶于水,过氧化钠与水反应生成气体,有气泡产生,故选方案一,理由是:该方案操作简单、现象明显、无污染。
(2)①过氧化钠与水反应生成氢氧化钠和一种气体,过氧化钠和水两种物质中含有钠、氧、氢三种元素,因为化学反应前后元素种类不变,反应物中不含碳元素,所以不会有二氧化碳生成,所以假设A肯定不合理。
②在反应物中:过氧化钠中钠元素显+1价,氧元素显-1价,水中氢元素显+1价,氧元素显-2价;在生成物中:氢氧化钠中钠元素显+1价,氢元素显+1价,氧元素显-2价;比较元素的化合价,钠元素和氢元素的化合价没有改变,氧元素的化合价降低了,所以还要有元素化合价升高,如果生成的是氢气,氢气中氢元素显0价,这样,氢元素化合价也降低了,没有化合价的升高,这与资料中给出的规律不符,所以该气体为氧气,氧气中氧元素为0价,氧元素化合价有升高有降低,符合化合价变化规律,所以根据化合价变化规律,假设C也不合理。
③根据氧气的性质,可用带火星的木条来验证,方法是:打开活塞后,将带火星的木条放在a导管口处,发现木条复燃,证明生成的气体为氧气。
(3)过氧化钠中氧元素显-1价,故A选项错误;过氧化钠遇水就能反应,所以要密封保存,故B选项正确;过氧化钠与水反应生成氧气,会助燃,所以过氧化钠着火不能用水扑灭,故C选项错误;过氧化钠中含有两种元素且含有氧元素,过氧化钠是氧化物,故D选项错误;故选ACD。
14. 蜡烛受热后产生的石蜡蒸气 水蒸气不能燃烧 能点燃 可看到冷凝的固体 可看到冷凝的固体 降低导管的温度,加速石蜡蒸气冷凝 石蜡的固体小颗粒 石蜡蒸气遇冷凝结成固体小颗粒
15. 有气泡产生 有气泡产生 无色酚酞溶液变红 没有变质 CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑ 密封
【解析】
【分析】
氢氧化钙会与空气中的二氧化碳反应生成碳酸钙和水从而变质。
实验探究:
氢氧化钙溶液显碱性能使酚酞试液变红色,碳酸钙和稀盐酸反应生成二氧化碳气体;
实验结论为部分变质,则样品为氢氧化钙和碳酸钙混合物;故实验现象为①无色酚酞溶液变红;②有气泡产生。
实验结论为完全变质,则样品为碳酸钙;故实验现象为①无色酚酞溶液不变红;②有气泡产生。
结合前面实验可知,该实验结论为没有变质,样品为氢氧化钙;故实验现象为①无色酚酞溶液变红;②没有气泡产生。
小结与思考:
确定该样品已部分变质,发生的化学反应是碳酸钙和盐酸反应生成二氧化碳、水和氯化钙,化学方程式是:CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑ 。建议实验室要密封保存氢氧化钙。
16. C 澄清石灰水无明显变化(合理即可) 燃着的小木条熄灭 氮气(合理即可) 稀有气体(合理即可)
【解析】
作出假设:
包装袋中的气体要化学性质稳定,而食品与氧气接触容易被氧化而腐败,所以包装袋中的气体不可能是氧气,故选C;
进行实验:
二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊,用注射器抽取包装袋的气体,并将气体注入澄清石灰水中,澄清石灰水无明显变化,说明包装袋中装的不是二氧化碳;
用排水法收集一瓶该包装袋内的气体,并向集气瓶中伸入燃着的小木条,燃着的小木条熄灭,氮气不能燃烧,也不支持燃烧,则说明包装袋中的气体可能是氮气;
故填:澄清石灰水无明显变化(合理即可);燃着的小木条熄灭;氮气(合理即可);
反思讨论:
稀有气体无毒,化学性质不活泼,不与食物反应,符合要求,故填:稀有气体(合理即可)。
17. 瓶内液面上升 二氧化碳+氢氧化钙碳酸钙+水 只喷水的纸花和直接放入二氧化碳的纸花不变色,喷水后放入二氧化碳中的纸花变红 纸花变紫 分解
18.(1) 分解速率很慢 氧化铝和水混合不会产生氧气
产生大量气泡,带火星的木条复燃
(2)对比实验
(3)验证氧化铝的质量反应前后是否改变。
【解析】
【分析】
(1)
实验一:取5ml、5%的过氧化氢溶液于试管中,伸入带火星的木条,有气泡产生,木条不复燃,说明常温下,过氧化氢分解产生氧气,但是分解速率很慢;
实验二:在盛水的试管中加入氧化铝,伸入带火星的木条,没有明显现象,说明氧化铝和水混合不能产生氧气;
实验三:结论为氧化铝能加快过氧化氢的分解,说明向过氧化氢溶液中,加入氧化铝,过氧化氢快速分解,产生大量气泡,带火星的木条复燃;
(2)
小明的探究实验中,实验一和实验二起的作用是对比实验,通过对比得出,氧化铝能加快过氧化氢的分解;
(3)
第一方面的实验操作中包含了两次称量,说明其目的是:验证氧化铝的质量反应前后是否改变。
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