2021届中考化学实验探究通关练（一）物质性质的探究

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2021届中考化学实验探究通关练（一）物质性质的探究
一、实验题1.在复习酸的化学性质时，某兴趣小组做了如图所示的实验：（1）向A试管中加入足量的稀盐酸，充分反应后观察到的现象是____________，发生反应的化学方程式为____________。（2）向试管B中加入稀硫酸，没有明显现象。小刚想通过测定反应后溶液的酸碱度来判断稀硫酸和氢氧化钠溶液是否恰好完全反应，写出测定该溶液酸碱度的方法。（3）实验结束后，某小组同学将B、C两支试管中的废液同时倒入洁净的烧杯D中，观察到有气泡产生，为确认烧杯内溶液中溶质的成分，同学们进行了如下猜想：猜想1硫酸钠和氯化钠猜想2硫酸钠、氯化钠和碳酸钠猜想3硫酸钠、氯化钠、硫酸和碳酸钠①你认为该小组同学的猜想都合理吗？如有不合理请指出并说明理由（用化学方程式表示）。②请你提出一个与该小组同学不同的猜想。③设计实验验证你的猜想。④由此可见，分析反应后溶液中溶质的成分时，除了考虑生成物外，还需要考虑____________。（4）98g质量分数为20%的稀硫酸与102g氢氧化钠溶液恰好完全中和，试计算反应后所得溶液中溶质的质量分数。2.小晟在进行金属活动性顺序的探究实验时，意外将一根未打磨的铝丝浸入溶液中，过一会儿取出，发现铝丝表面竟然析出了红色固体。于是，他和同学们进行了下列探究。【知识回顾】（1）金属铝在常温下能与空气中的氧气反应生成致密的氧化铝薄膜，该反应的化学方程式是_____________；（2）在进行金属铝与盐溶液反应的实验时，应该用砂纸对铝丝或铝片进行打磨处理，其目的是除去铝表面的氧化铝薄膜。【提出问题】溶液为什么能破坏铝丝表面的氧化铝薄膜？【作出猜想】猜想一：溶液中水的作用；猜想二：溶液中的作用；猜想三：溶液中的作用。【进行实验】实验操作实验现象实验结论Ⅰ.将表面未打磨的铝丝用蒸馏水清洗后，再浸入溶液中铝丝表面无变化猜想一______（填“成立”或“不成立”）Ⅱ.将表面未打磨的铝丝浸入____________中铝丝表面无变化猜想二不成立Ⅲ.向实验Ⅱ的溶液中加入适量NaCl固体，振荡后，再将表面未打磨的铝丝浸入此溶液中____________猜想三成立【实验反思】（1）小梓同学认为上述实验操作中，不做实验Ⅰ，也能得出猜想一是否成立，理由是____________；（2）小雨同学又对实验Ⅲ提出质疑，认为也可能是能破坏氧化铝薄膜，为了解答他的质疑，小晟进行了下列补充实验：取实验Ⅱ所用溶液于试管中，再加入____________，观察到无明显现象，进一步确定了猜想三成立。【实验拓展】本次探究充分运用了比较法和控制变量法，下列实验探究中，需要应用控制变量法才能得出结论的是____________。A.探究粗盐中难溶性杂质的去除B.探究一定溶质质量分数的氯化钠溶液的配制C.探究浓硫酸的腐蚀性D.探究铁制品生锈的条件3.梁平区某校化学兴趣小组知道能作分解的催化剂后，想再探究其他一些物质如是否也可作分解催化剂。请你一起参与他们的探究过程，并填写下列空白。（1）问题：能作分解的催化剂吗？（2）猜想：能作分解的催化剂。（3）实验验证： 实验步骤实验现象实验结论实验一带火星的木条伸入装有溶液的试管中有少量气泡木条不复燃常温下溶液分解速率非常缓慢实验二在装有溶液的试管中加入少量，然后将带火星的木条伸入试管中产生大量气泡木条复燃_____（4）结论：能加快分解速率，故能作分解的催化剂。（5）结论与反思：经过讨论，有同学认为只有上述两个证据，不能证明能作分解的催化剂，还要补充一个探究实验：实验三：实验目的：探究_____。实验步骤：①准确称量（少量）的质量；②完成实验二：③待反应结束，将实验二试管里的物质进行过滤、洗涤_____、称量；④对比反应前后的质量。讨论：如果在反应前后质量不变，则说明可以作分解的催化剂。（6）但小明认为，要证明猜想，上述三个实验还不够，还需要增另一个探究性实验。请你写出实验目的：探究_____。4.作为防腐剂、漂白剂和抗氧化剂广泛用于食品行业，葡萄酒酿制中适量添加，可防止葪萄酒在陈酿和贮藏过程中被氧化，抑制葡萄汁中微生物的活动，食糖加工过程中可使用进行脱色，按照我国《食品添加剂使用标准（GB2760-2014）》，合理使用不会对人体健康造成危害。阅读上述材料后，请回答：（1）酒厂为制作国家合格标准的葡萄酒7500L，灌装前向葡萄酒中通入最大量为________________g（经测定，该份葡萄酒样品密度为1.12g/ml）（2）葡萄酒制过程中，若通入量不当，会造成葡萄酒口感酸涩。结合二氧化碳与水反应实验，进行如所示实验：【查阅资料】1.二氧化硫与二氧化碳的化学性质有相似之处，能与水反应生成亚硫酸（），亚硫酸不稳定.2.整个实验在通风橱中进行【问题与猜想】亚硫酸不稳定，为什么红色液体微热后不变为紫色？其原因可能为：猜想1：加热不够充分；猜想2：与空气中的氮气有关；猜想3：与空气中的氧气有关；……【探究与验证】填写表格中的空格：编号操作现象结论1将图1中红色液体____________仍为红色猜想1不成立2如图2所示，先通入适量，然后用酒精灯微热先变红，后变紫猜想2不成立3如图2所示，先通入适量，再改通入氮气，最后用酒精灯微热____________4如图2所示，先通入适量再改通入___________，最后用酒精灯微热____________猜想3不成立【分析与结论】（3）图2所示实验中，放入植物油的作用是___________。（4）红色液体微热后不变为紫色的原因是由于部分亚硫酸在空气中被氧化，生成了稳定性较好的硫酸，写出上述符号表达式：___________。5.“克罗米”技术是指在眼镜的金属镜架、自行车车把与钢圈等金属表面镀上一层金属铬（Cr）。小樱发现在常见金属活动性顺序中没有铬，于是她和小组同学一起探究铬与常见金属镁和铜的活动性强弱，请你帮她完成下列问题。【查阅资料】铬（Cr）是一种银白色金属，在空气中能形成一层致密的氧化膜，可阻止铬进一步被氧化；硫酸亚铬溶液呈蓝色【提出问题】Cr、Mg、Cu的金属活动性顺序是怎样的？【猜想与假设】猜想一：Cr>Mg>Cu猜想二：Mg>Cu>Cr猜想三：_________________【实验与探究】 实验1实验2实验3实验4实验方案现象无明显现象铬片上有气泡产生，___________无明显现象_________，溶液由蓝色变为无色结论猜想___________正确【交流与讨论】实验前所用的金属片都需用砂纸打磨，其目的是_________________。【拓展与应用】结合探究结论，有同学提出四个实验可进行优化，只需选择三种药品，即可得出金属的活动性强弱，你认为选择的药品是_________________。6.碳酸钠、碳酸氢钠是生活中两种常见的重要的盐。（1）碳酸钠（俗称纯碱、苏打）与碳酸氢钠（俗称___________________），均为___________________色固体，水溶液均呈___________________性，向它们的水溶液中分别滴入无色酚酞试液，酚酞试液均变红色。（2）碳酸钠、碳酸氢钠均可与稀盐酸反应，其中碳酸钠与稀盐酸反应的化学方程式为___________________。但是，碳酸钠、碳酸氢钠与稀盐酸反应产生二氧化碳的速率是否相同？校兴趣小组同学针对于此，展开探究：【方案设计】①甲设计的实验如图1所示，实验时，同时全部推出足量稀盐酸后，观察到图2所示现象。于是他得出___________________和稀盐酸反应产生二氧化碳较快的结论。②乙同学通过计算可知：0318g碳酸氢钠约产生0167g二氧化碳，而0.318g碳酸钠产生二氧化碳的质量为___________________g，等质量的碳酸钠与碳酸氢钠与足量的稀盐酸作用，碳酸氢钠产生二氧化碳的质量更多，显然甲同学的设计不妥，应取含碳元素质量相同的碳酸钠和碳酸氢钠进行实验。若碳酸钠的质量仍为0318g，应称取碳酸氢钠的质量为___________________g。③小组同学在老师指导下设计了图3所示实验。连通管除消除稀盐酸滴入占有体积引起的误差，还有____________________的作用分别取等体积、含碳元素质量相同的碳酸钠和碳酸氢钠稀溶液（各滴2滴酚酞溶液）以及相同体积、相同浓度的足量稀盐酸进行实验。实验时，广口瓶内压强随时间变化如图4所示，溶液颜色变化记录如表1。【实验结论】分析图4所示的实验数据可得到：相同条件下，碳酸氢钠与稀盐酸反应产生二氧化碳速率更快，你判断的理由是___________________。【实验反思】小组同学分析表1实验现象和图4数据，得出碳酸钠能与稀盐酸反应产生二氧化碳，反应是分步进行的。第一步发生的化学反应方程式是___________________（请以化学方程式并表示），第二步发生的反应是。7.小明怀疑自家菜地因施用硫酸铵出现了较为严重的土壤酸化问题，于是和化学兴趣小组的同学对此进行了研究。【查阅产品说明】小明同学根据下图所示产品说明书中的__________和硫酸铵的组成，推测硫酸铵受热可能会分解生成氨气，使肥效降低。【探究1】土壤的酸碱性实验1：按下图所示溶解土样，玻璃棒搅拌的目的是__________；用pH试纸测量土样浸出液的pH约为4，说明土壤呈酸性。【探究2】硫酸铵具有哪些性质实验2：25℃时，将30g硫酸铵加入50g水中，完全溶解，此时所得溶液对应下图中______________（填序号）点的状态，测得其pH约为5。实验3：为证明硫酸铵受热分解生成了氨气，小组同学进行了下图所示的实验。观察到的实验现象为①硫酸铵固体减少；②用酚酞溶液浸湿的滤纸_________；③小气球胀大。小明依据现象①和②，小红只依据③，都得出了“硫酸铵受热分解”的结论。小组同学认为小红的依据不充分，小气球胀大可能是装置中的空气受热膨胀所致。若要通过小气球的变化得出“硫酸铵受热分解”的结论，还需继续进行观察，若____________才能得出这一结论。实验4：按下图所示进行实验，闻到刺激性气味，说明硫酸铵能与熟石灰发生反应。【拓展应用】（1）为保证铵态氮肥的肥效，不能高温暴晒，不能____________。（2）硫酸铵中氮元素被植物吸收后，剩余的硫酸使得土壤酸化，可用熟石灰进行改良，反应的化学方程式为____________。8.根据资料报道，世界上每年因锈蚀而报废的金属设备和材料相当于年产量的20%-40%，某实验小组对铁的锈蚀进行了如下探究．如图所示，将包有样品的滤纸包用大头针固定在橡胶塞上，迅速塞紧，观察到量筒内水沿导管慢慢进入广口瓶（净容积为146mL）．当温度恢复至室温，且量筒内水面高度不变时读数（此时瓶内氧气含量近似为零）．记录起始和最终量筒的读数以及所需时间如下表．序号样品量筒起始读/mL
 量筒最终读数/mL所需时间/min①        1g铁粉、0.2g碳和十滴水10072约120②        1g铁粉、0.2g碳、十滴水和少量
 10072约70③
________///（1）金属腐蚀的过程实际上就是金属元素化合价________（填“升高”或“降低”）的过程．（2）实验①和②说明可以________（填“加快”或“减慢”）铁锈蚀的速率．（3）实验开始后，广口瓶内温度有所上升，说明铁的锈蚀过程是________（填“放热”或“吸热”）过程．（4）实验结束后取出滤纸包，观察到有红棕色物质生成，该物质的化学式是________．（5）实验①和③是探究碳对铁锈蚀速率的影响，请在表格空白处填写实验③的样品组成． （6）该装置还可用于测量空气中氧气的含量，根据上述数据计算氧气的体积含量是________%（精确到0.1%）．试分析该实验结果出现误差的原因：________（写出任意一条即可）．   参考答案1.答案：（1）红棕色固体溶解溶液由无色变为黄色；（2）用玻璃棒蘸取试管B中反应后的溶液滴到pH试纸上，把试纸显示的颜色与标准比色卡比较，读出该溶液的pH。（3）①猜想3不合理，②。③取少量烧杯D中的溶液，加入铁粉，若有气泡产生，则我的猜想正确。（合理即可）④反应物是否过量（4）解：设反应后生成的硫酸钠的质量为x。反应后所得溶液中溶质的质量分数是：答：所得溶液中溶质的质量分数是14.2%。解析：（3）烧杯D中有气泡产生，说明试管C中碳酸钠过量，试管B中稀硫酸过量。反应后试管B中溶液的溶质为硫酸和硫酸钠，试管C中溶液的溶质为碳酸钠和氯化钠，将两试管中溶液混合后，硫酸钠和氯化钠不参与反应，碳酸钠和稀硫酸反应生成硫酸钠、水和二氧化碳。若二者恰好完全反应，烧杯内溶液中的溶质为硫酸钠、氯化钠；若碳酸钠过量，烧杯内溶液中的溶质为：硫酸钠、氯化钠、碳酸钠；若稀硫酸过量，烧杯内溶液中的溶质为：硫酸钠、氯化钠硫酸。①猜想3不合理，因为硫酸和碳酸钠不能同时存在。③要验证我的猜想，需要检验硫酸的存在，即检验氢离子的存在，可利用酸的通性：a.取样，向溶液中加入紫色石蕊溶液，若溶液变红，则猜想正确；b.取样，向烧杯中加入铁粉，若产生气泡，则猜想正确；e.取样，向烧杯中加入碳酸钠溶液，若有气泡产生，则猜想正确；d.取样，向烧杯中加入氧化铜粉末，若氧化铜粉末溶解、溶液由无色变为蓝色，则猜想正确。2.答案：【知识回顾】【进行实验】不成立；溶液[或溶液]；铝丝表面有红色固体析出，溶液由蓝色逐渐变无色【实验反思】（1）溶液中含有水（2）固体（或固体）【实验拓展】D解析：【知识回顾】金属铝在常温下能与空气中的氧气反应生成致密的氧化铝薄膜，该反应的化学方程式是。【进行实验】针对溶液为什么能破坏铝丝表面的氧化铝薄膜的探究，从溶液中所含的三种粒子是否起作用分别进行探析。实验Ⅰ是试验水是否起作用，根据现象得出猜想一不成立；实验Ⅱ是试验是否起作用，根据现象和结论，可知应该将表面未打磨的铝丝插入含但不含的溶液中；实验Ⅲ是试验是否起作用，根据实验结论推出其现象为铝丝表面出现红色固体，溶液由蓝色逐渐变无色。【实验反思】由于实验过程中加入的NaCl固体中含有，所以小雨同学又对实验Ⅲ提出质疑，认为也可能是能破坏氧化铝海膜，为了解答他的质疑，小晟可以取上述实验所用的或溶液于试管中，再加入（或）固体，观察到无明显现象，说明无影响，进一步确定猜想三成立。【实验拓展】在列举的四个实验探究中，只有探究铁制品生锈的条件需分别控制水、氧气两个变量，才能得出结论。3.答案：能加快过氧化氢的分解速率； 探究在反应前后质量是否改变； 烘干；探究的化学性质在反应后是否改变    解析： （3）实验验证：氧气具有助燃性，能使带火星的木条复燃，则在装有溶液的试管中加入少量，然后将带火星的木条伸入试管中，产生大量气泡木条复燃，说明生成氧气，能加快过氧化氢的分解速率。 实验步骤实验现象实验结论实验一带火星的木条伸入装有溶液的试管中有少量气泡木条不复燃常温下溶液分解速率非常缓慢实验二在装有溶液的试管中加入少量，然后将带火星的木条伸入试管中产生大量气泡木条复燃能加快过氧化氢的分解速率（5）由实验步骤可知，通过实验前后两次称量，可知实验三是探究在反应前后质量是否改变。实验目的：探究在反应前后质量是否改变。③将实验二反应后的物质进行过滤可得到，必须经过洗涤、烘干后才称量，减少实验数据的误差，故待反应结束，将实验二试管里的物质进行过滤、洗涤烘干、称量；（6）只有具备既能改变化学反应速率，其质量和化学性质在反应前后又保持不变，才能作为过氧化氢分解的催化剂，故还需要增另一个探究性实验，实验目的：探究的化学性质在反应后是否改变。 4.答案：（1）1875（2）编号操作现象结论1将图1中红色液体继续加热至沸腾仍为红色猜想1不成立2如图2所示，先通入适量，然后用酒精灯微热先变红，后变紫猜想2不成立3如图2所示，先通入适量，再改通入氮气，最后用酒精灯微热先变红色后变紫色4如图2所示，先通入适量再改通入氧气，最后用酒精灯微热仍为红色猜想3不成立（3）隔绝空气（4） 解析： 5.答案：【猜想与假设】Mg＞Cr＞Cu  【实验与探究】溶液变为蓝色；镁片表面析出红色固体；三【交流与讨论】除去表面的氧化物 【拓展与应用】硫酸亚铬溶液、镁片、铜片 解析：6.答案：（1）小苏打；白；碱（2）①碳酸氢钠②0.32；0.252③平衡装置的压强，便于液体顺利流下；产生相同体积的二氧化碳时，碳酸氢钠需要时间短；解析： 7.答案：【查阅产品说明】贮存条件【探究1】加速溶解【探究2】C；变红；冷却装置后小气球体积虽缩小，但仍处于膨胀状态【拓展应用】（1）与碱性物质混合使用（2）解析：【查阅产品说明】产品说明书中的贮存条件是“阴凉干燥”，说明硫酸铵受热易分解。【探究1】玻璃棒搅拌的目的是加速溶解。【探究2】25℃时硫酸铵的溶解度大于70g，则50g水中最多可溶解硫酸铵的质量大于35g，故将30g硫酸铵加入50g水中，所得溶液为不饱和溶液，对应C点的状态。【拓展应用】（1）铵态氮肥能和碱性物质反应生成氨气，降低肥效，故铵态氮肥不能与碱性物质混合施用。8.答案：（1）升高；
（2）加快；
（3）放热；
（4）
（5）1g铁粉、10滴水
（6）19.3；滤纸包占有一定体积．解析：（1）金属单质中元素的化合价为零，金属腐蚀的过程实际上就是金属元素化合价升高；（2）因为广口瓶中铁生锈所以广口瓶中气体压强减小所以量筒中的水会进入广口瓶，加入后所需时间缩短，（3）实验开始后，广口瓶内温度有所上升，（4）铁锈的主要成分是氧化铁，化学式为：；（5）实验①和③是探究碳对铁锈蚀速率的影响并比较①方案中实验设计，控制铁和水的用量相同不加碳进行即可．（6）因为量筒内液体减少的体积即为广口瓶内所含有的全部氧气的体积，所以氧气的体积含量是．