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中考化学总复习化学探究题(提高)知识讲解

中考冲刺:化学探究题(提高)

【中考展望】

探究性试题是在新情境中,将真实的实验事实作为探究的基础,需要学生以科学探究方式,利用已有的知识,通过猜想或假设,设计实验步骤和方案进行验证,最终解决问题,得出结论,并能进一步发展和应用的一类试题。

探究性试题体现了素质教育的要求,突出了新课标、新教材的特点,代表了中考改革的方向,在近几年的中考中起到了一定的导向作用,因此,此类试题在中考中频频出现,且分值相对较高,现已成为中考命题的热点和亮点。预计今后的命题将更加注重学科知识与生活、生产实际以及现代科技等紧密结合,以培养学生的科学素质、自主探究精神和创新思维能力。

【方法点拨】

一、化学探究题的题型特点(高清课堂《探究实验1》)

1.从试题结构看,试题主要由“情景设置”“探究过程”和“问题”三部分组成。其中“问题”部分贯穿于整个探究过程。

2.从情景内容来看,主要取材于实验情景、日常生活情景和社会问题情景等;命题方式主要有文字叙述、图表数据、实验装置及实验报告等形式;探究内容是从“情景设置”中提出的具有一定研究价值的小课题,比如物质的化学成分、组成、结构、性质、制备、用途、元素含量或数据处理、理论推测等。

3.从答题要求看,具有“高起点,低落点”的特点,即题目看起来新颖独特、要求高,但解决问题用到的知识却很基础。

4.从中考题型来看,探究题主要涉及填空、简答、实验等,尤其侧重实验探究,一般不涉及选择题。

二、化学探究题的解题方法和策略(高清课堂《探究实验2》)

1.猜想与假设验证类探究题:要仔细分析题目,可从不同的角度提出问题,并进行猜想和假设。提出的假设要严密、合理,有科学的理论依据。

2.实验方案设计类探究题:根据试题的要求、结合已有的化学知识和生活经验,设计简单的化学探究性实验。设计探究性实验是综合考查学生能力的题目,对学生的要求很高。它不仅要求学生对物质的性质、检验和制备很熟悉,而且还要求实验方案简单易行,原料价格低廉,无污染等。对于该类问题同学们实际上只要根据题意搞清或确定实验的原理,然后紧紧抓住原理进行设计,难点也就化解了。

3.收集证据解释类探究题:此类探究题是运用调查、查阅资料等方式收集解决问题的证据,并对所收集的证据和获得的信息进行简单的加工与整理,通过分析、比较、分类、归纳、概括等方法,认识知识之间的联系,从而得出正确的结论,并对结论作出正确的解释。

4.分析评价类探究题:要会对简单的化学实验探究方案的优劣进行评价,并提出自己的建议。科学探究的目的是为了让学生学会科学探究的方法,并在探究的过程中学会运用所学知识分析解决实际问题的能力,同时让学生学会创新,养成“勇于实践,敢于质疑”的科学品质。而近几年中考探究性试题中设置的对探究性实验方案的评价内容,应该说是上述精神最好的体现。对一个实验方案的评价,要注意从如下几个方面人手:①原理是否正确,即能否达到实验的目的;②所用原料是否常见、易得、廉价;

③是否节约药品,即原料的利用率是否高;④操作是否简单,即操作过程是否简捷优化;⑤是否对环境产生污染;⑥是否有实验误差;⑦方案是否有新创意;⑧安全性是否好等。能达到上述八点要求的实验方案应该说是最优实验方案。至于提出合理化建议,也就是基于上述几个方面,结合题意来提出符合要求的建议。

【典型例题】

类型一、猜想与假设验证类探究题

1.实验盒中有7种没有标签的溶液,老师让化学实验小组同学鉴别这些溶液。

(1)调查研究:

①实验盒中记录单上登记的7种溶液是:KMnO4、Na2CO3、CuSO4、NaCl、Ca(OH)2、NaOH和稀盐酸,其中有颜色的是________溶液。

②查阅资料:无色有刺激性气味的氯化氢气体溶于水得到盐酸。

③研究方式:从5种无色溶液中任意取出4种为一组进行鉴别。这样的组合共有组。

(2)提出假设:同学们从5种无色溶液中取出4种,分别贴上A、B、C、D标签,并且假设这一组溶液可能是Na2CO3、NaCl、Ca(OH)2和稀盐酸。

(3)实验探究:同学们按以下步骤进行鉴别。

第一步:取4支试管,分别加入少量的A、B、C、D溶液,然后依次加入少量盐酸,实验现象记录如下:

溶液 A B C D 加入盐酸后的现象无明显变化无明显变化有气泡产生无明显变化

第二步:依据图所示的装置进行实验,其中夹持固定装置已略去。从长颈漏斗加入盐酸,可以观察到C溶液中有气泡产生,A溶液中有白色沉淀生成,B、D溶液均无明显变化。

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实验解释:A溶液中发生反应的化学方程式为________。

第三步:依据图装置进行2个实验。取少量B溶液倒入蒸发皿,加热,闻到有刺激性气味,停止加热。再取少量D溶液倒入另一蒸发皿,加热,有白色固体析出,停止加热。

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实验结论:B是稀盐酸,D是NaCl溶液。

经过上述三步实验,同学们认为第5种无色溶液是NaOH溶液。

(4)实验反思:老师引导同学们讨论了上述实验探究过程,进行了全面反思。

①老师指出:实验结论仍有不确定性。不能确定的是________溶液;其鉴别方法是________。

②老师提示:鉴别出C溶液后,不需外加试剂,就可以简便地鉴别出A、B溶液。请完成下列实验报告。

实验步骤实验现象和结论

【思路点拨】

(2)在4种溶液中能与盐酸反应产生气体的为Na2CO3,A溶液为Ca(OH)2,与CO2反应生成A色沉淀。(4)没有实验来确定NaCl和NaOH,要鉴别两者可加入酚酞试液等。

【答案与解析】

(1)①KMnO4和CuSO4③5 (3)Na2CO3 CO2+Ca(OH)2==CaCO3↓+H2O

(4)①NaCl和NaOH取1支试管,加入少量的D溶液,滴入几滴无色酚酞试液,若溶液变红,则D 溶液为氢氧化钠溶液,第5种溶液为氯化钠溶液;若溶液无明显变化,则D溶液为氯化钠溶液,第5种溶液为氢氧化钠溶液

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【问题l】铁燃烧时溅落下来的黑色物质中还有没有铁呢?

【查阅资料1】

(1)自然界中铁的氧化物主要是Fe3O4和Fe2O3两种(FeO极易被氧化为Fe2O3);

(2)铁的氧化物能溶于酸的溶液。

【实验探究】

将冷却后的黑色物质碾碎,装入试管,加入________溶液,观察到的现象是________,说明铁燃烧时溅落下来的黑色物质中还含有铁。

【问题2】铁燃烧的产物为什么不是Fe2O3呢?

【查阅资料2】

(13423

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(22334

【理论探讨】

根据实验现象,并结合表中数据,可推知铁在氧气里燃烧时产生的高温应在________之间,在此温度范围内Fe2O3已分解,所以铁在氧气里燃烧的产物是Fe3O4。

【拓展延伸】

(1)实验中为了防止集气瓶炸裂.必须________;

(2)Fe2O3高温时会分解成Fe3O4和一种气体,请写出此反应的化学方程式________;

(3)有些超市的食品密封包装盒的透明盖内放有黑色的FeO粉末,若粉末的颜色________,就说明包装盒破损进气,这样售货员就能及时发现并处理。

【思路点拨】

1.铁的性质:Fe+2HCl==FeCl2+H2↑产生气泡

Fe+CuSO4==FeSO4+Cu 产生红色固体确定铁的存在

2.表中信息:

①铁在氧气中燃烧产生高温1535℃~1538℃,为防止生成物炸裂瓶底,应在瓶中放大量水或铺一层细沙;

②温度高于1400℃时,Fe2O3分解,生成物为Fe3O4和O2

3.FeO的性质:FeO与O2反应生成Fe2O3,根据粉末由黑色变红棕色判断包装盒是否破损漏气。

【答案】

【实验探究】稀盐酸(硫酸铜等)冒气泡(出现红色固体等)

【理论探讨】1535℃~1538℃

【拓展延伸】(1)在集气瓶底部放少量的水(或在集气瓶底部铺一层细沙)

(2)6Fe2O3高温

4Fe3O4+O2↑

(3)由黑色变成红棕色

类型二、实验方案设计类探究题

2.以下是实验室常用部分仪器:

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(1)指出图中仪器的名称:④________。

(2)小李同学选择仪器制取并收集氧气,已知他使用了仪器①③⑤⑥,那么他还需要使用图仪器中的________(填序号);该发生装置检查气密性的方法是:把导管的一端浸在水里,用手紧贴试管外壁,若导管口有________,则说明该装置不漏气。

(3)小张同学正在收集一瓶CO2,不知是否收集满了,其验满方法是________。

(4)某兴趣小组选用上述仪器,用锌粒和稀硫酸制氢气,锌粒反应完后,发现还有较多的灰黑色固体物质,从反应后的混合物中分离得到该灰黑色固体的操作方法是________。

【提出问题】灰黑色固体物质的成分是什么呢?

【提出猜想】0可能含有单质碳;②可能含有单质铜;③可能还有其他物质

【设计实验】请设计实验用化学方法证明该灰黑色固体物质中是否含有单质碳和单质铜。完成下表

步骤实验方法现象和结论

1

2

3

【反思讨论】上述各步反应完全后,兴趣小组的同学还收集到了少量剩余黑色固体物质,为了进一步探究剩余固体物质的成分,兴趣小组的同学讨论后,认为用初中化学知识无法解决,你对下一步的探究学习活动的合理建议是:首先________。

【思路点拨】(1)仪器④是长颈漏斗;(2)因为用到酒精灯,没有用长颈漏斗,故选用单孔橡皮塞,即选用⑧,而选用⑧只能用排水法收集,不能用向上排空气法收集,故选用⑨;检验气密性时,当导管El有气泡冒出,松开手后水进入导管形成液柱,说明气密性良好;(3)把燃着的木条放在集气瓶口,若木条立即熄灭,证明CO2已收集满,否则,没有收集满;(4)利用过滤可从反应后的溶液中得到灰黑色固体;证明灰黑色固体中含有单质碳的方法是将灰黑色固体灼烧,产生的气体通入澄清的石灰水,若澄清石灰水变浑浊,证明灰黑色固体中含有单质碳,否则灰黑色固体不含有单质碳;证明灰黑色固体中含有单质铜,可先将灰黑色固体灼烧,再加入稀硫酸,利用Cu与O2生成CuO,CuO与H2SO4反应得到CuSO4蓝色溶液,根据是否得到蓝色溶液,判断灰黑色固体中是否含有单质铜;也可利用Cu与AgNO3溶液反应,出现银白色物质且溶液变成蓝色,证明单质铜的存在,答案合理即可。对于反应剩余下的少量黑色固体物质可以询问老师或查阅资料或上网查询等,不可放弃。

【答案与解析】 (1)长颈漏斗 (2)⑧⑨ 气泡冒出,松开手后水进入导管形成液柱 (3)将燃着的木条平放到集气瓶口,若木条熄灭,证明CO 2已收集满 (4)过滤

【设计实验】步骤1 将灰黑色固体充分灼烧,再将生成的气体通人澄清石灰水中 澄清石灰水变浑浊,证明灰黑色固体中含单质碳,否则不含单质碳

步骤2 向灼烧后的固体中加稀硫酸溶液变蓝色,证明灰黑色固体中含单质铜,否则不含单质铜

【反思讨论】询问老师或查阅资料或上网查询等

【总结升华】解题的关键是:

(1)熟练掌握实验室常用仪器的名称及用途、装置气密性的检验,CO 2气体的验满;

(2)利用C 2O ???→CO 22Ca(OH)????→CaCO 3证明单质碳的存在;利用Cu 2O ???→CuO 24H SO

???→CuSO 4证明单质铜的存在。

举一反三:

【变式】据报道:某农民为保鲜吃剩的半个西瓜,将其送入菜窖时,因菜窖CO 2含量过高而窒息死亡。某同学看了报道后,决定对自家菜窖内CO 2的含量进行探究。

【查阅资料】当空气中CO 2的体积分数达到1%时,就会使人感到气闷、头昏;达到10%时,使人呼吸逐渐停止,以致死亡。

【设计方案】借鉴化学学习中测定________含量的实验探究,用碱溶液完全除去从菜窖内取出的气体样品中的CO 2。设计实验如图所示。

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【实验与事实】用注射器向集气瓶内注入适量NaOH 溶液,振荡,充

分反应后打开止水夹。观察到烧杯中的水倒流,最后瓶内的液体体积大约占集气瓶容积的1/10。

【结论与解释】(1)菜窖内CO 2含量约10%,贸然进入容易发生危险;

(2)菜窖内CO 2含量过高,原因之一是CO 2具有________的物理性质。

【反思与评价】实验中用NaOH 溶液比用石灰水更合理,原因是________。

【拓展与迁移】室内CO 2含量过高,会使人感到气闷,此时解决CO 2含量过高的简单措施是________。

【思路点拨】

1.由于CO 2的密度大于空气,及菜窖内菜的呼吸作用产生CO 2,菜窖内CO 2含量高。

2.由于熟石灰微溶于水,NaOH 易溶于水,所以NaOH 的饱和溶液就比Ca(OH)2的饱和溶液浓度大, 所以用NaOH 溶液吸收CO 2。

3.结合生活实际,要注意菜窖的通风问题,以保证人身安全。

【答案】

【设计方案】空气中氧气

【结论与解释】密度比空气大

【反思与评价】氢氧化钠的溶解性强(或氢氧化钠易溶于水而氢氧化钙微溶于水或饱和氢氧化钠溶液比饱和氢氧化钙溶液的浓度大或氢氧化钙水溶性小等)

【拓展与迁移】打开门窗

类型三、收集证据解释类探究题

3.请你参与下列探究:

【问题情景】在课外活动中,小斌按照课本实验(见左下图)探究分子的运动时,闻到了刺激性的氨味,于是,小斌在老师的指导下,设计了如下中图的实验装置,进行同样的实验,结果不再有刺激性的氨味,并且快速出现实验现象,得到了和课本实验同样的结论。

中考化学总复习化学探究题(提高)知识讲解

【实验探究与结论】小斌用图上中装置进行实验。

(1)滴入少量浓氨水后,湿润的酚酞滤纸条发生的变化是________。从分子运动的角度分析,此现象可说明的结论是________;从浓氨水化学性质的角度分析,此现象可说明的结论是________。

(2)用初中的化学知识分析,固体氢氧化钠的作用是________。

(3)和课本实验比较,小斌改进后的装置的优点是(写出两点)①________;②________。

【思维拓展】小媚受小斌实验的启发,将上中图装置进一步改装成上右图装置,用于验证二氧化碳的性质。

(1)打开活塞K滴入稀硫酸后,两条用紫色石蕊试液润湿的试纸发生的相同变化是________,不同的变化是________,小媚从课本实验中知道,二氧化碳和水本身都不能使石蕊变色,因而她认为以上两个变化验证的二氧化碳的性质依次是________、________。

(2)小柔认为小媚的装置还可以同时验证:①二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊;②二氧化碳不能燃烧,也不支持燃烧。

小柔为完成自己的两个验证实验,对小媚的实验进行的简单改进是________、________。

【思路点拨】(1)打开活塞,稀硫酸滴入便和碳酸钠发生反应生成CO2气体,CO2溶于水生成碳酸(H2CO3),H2CO3能使紫色石蕊变红,因CO2的密度大于空气的密度,则生成的CO2气体先聚集在试管底部,故下面的湿润试纸条先变红色。(2)要验证二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊,则需要在大试管中加入澄清石灰水即可;若要验证CO2本身不燃烧也不支持燃烧则只需在支管口放置燃着的木条。

【答案与解析】

【实验探究与结论】

(1)滤纸条变红(只答“变色”不可)

分子在不断运动;浓氨水(或NH3·H2O)易挥发

浓氨水(NH3·H2O)显碱性或浓氨水(NH3·H2O)是碱性物质或氨气与水反应生成了碱或浓氨水(NH3·H2O)易分解(合理答案均可)

(2)氢氧化钠吸水放热,加速浓氨水的挥发(只要答到“氢氧化钠吸水放热”就可)

(3)现象明显、快速出现实验现象、实验药品用量少、环保无污染(答出其中的任意两点均可)【思维拓展】

(1)试纸由紫色变红色(答出“变红”即可,只答“变色”不可)

下面的试纸先变红或两条试纸变色的快慢不同或两条试纸变色的深浅不同(若答“下面试纸变红,上面试纸不变红”不可,其他合理答案均可)二氧化碳和水反应生成了酸(碳酸或酸性物质)二氧化碳的密度比空气大或二氧化碳比空气重(合理答案均可,顺序错误不可)

(2)在外管(或大试管)内加入澄清石灰水将燃着的木条放在支管口(以上两空不规定顺序,合理答案均可)

【总结升华】本题是对课本中“验证分子运动实验”的改进再设计,但其实质是考查的浓氨水的性质和二氧化碳的性质。(1)浓氨水是一种碱,碱能使酚酞变红色;此现象说明了氨分子是不断运动的,浓氨水易挥发(或易分解等);(2)分子的运动速率随温度的升高而加快,可利用氢氧化钠吸水放热来加快浓氨水的挥发。

类型四、分析评价类探究题

4.硫酸铜晶体常用作农业和渔业的杀虫剂、杀菌剂。以下是由废铜料(含铁)生产硫酸铜晶体的流程。

中考化学总复习化学探究题(提高)知识讲解

(1)B的化学式为________,操作a的名称是________。

(2)②反应基本类型为________;反应①、③的化学方程式分别为:①________;③________。

(3)已知:Cu+2H2SO4(浓)△

CuSO4+SO2↑+2H2O。从环保和经济的角度分析,对比途径Ⅰ、Ⅱ,

途径Ⅰ的优点有:不产生有害气体和________。

【思路点拨】从生产流程可知,利用稀H2SO4与废料中的Fe反应而铜不反应,经过滤(操作a)得到单质铜(A),Cu与O2加热生成CuO(B),CuO与稀H2SO4反应生成CuSO4和H2O;途径Ⅰ和途径Ⅱ的化学反应方程式分别是:

途径Ⅰ:2Cu+O2△

2CuO,CuO+H2SO4==CuSO4+H2O

得关系式Cu~H2SO4~CuSO4

途径Ⅱ:Cu+2H2SO4(浓)△

CuSO4+SO2↑+2H2O

比较上述两种途径制取CuSO4可知:途径Ⅰ的优点是不产生有害气体(SO2),制取相同质量的CuSO4所需H2SO4的质量少,使用稀H2SO4比浓H2SO4安全等。

【答案与解析】

(1)CuO过滤(2)化合反应 Fe+H2SO4==FeSO4+H2↑ CuO+H2SO4==CuSO4+H2O

(3)硫酸的利用率高(或节省原料等)(合理答案均可)

【总结升华】从生产硫酸铜晶体的流程中分析不难看出途径Ⅰ是以下两个问题的组合:(1)除去铜中的铁,(2)Cu→CuO→CuSO4的转化。

5.在实验室里制取乙烯(C2H4)时,常因温度过高而发生副反应,部分乙醇跟浓H2SO4反应生成SO2、CO2、水蒸气和炭黑。查阅资料知,二氧化硫能使品红溶液、溴水颜色褪去;同时二氧化硫与二氧化碳的某些性质存在相似之处,如二氧化硫也能与澄清石灰水反应生成白色CaSO3沉淀。

(1)用图中的编号①~④的实验装置设计一个实验,以验证上述反应的混合气体中含CO2、SO2和水蒸气。此装置的连接顺序(按产物气流从左到右的流向)是________。(填装置序号)

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(2)实验装置①中A瓶的现象是________;结论为________。若C瓶中品红溶液不褪色,可得到结论是________。

(3)装置③中加的固体药品是________,以验证混合气体中有________。装置②中盛的溶液是________,以验证混合气体中有________。

(4)简述装置①在整套装置中的位置的理由:________。

【思路点拨】欲验证SO2、CO2和水蒸气,考虑到SO2对CO2验证的干扰和验证过程中SO2、CO2对水蒸气验证的干扰,因此,应首先验证水蒸气,用无水硫酸铜验证,然后分别验证SO2与CO2(用石灰水验证)。【答案与解析】

(1)④→③→①→②

(2)品红褪色混合气体中有SO2混合气体中已无SO2

(3)无水CuSO4水蒸气澄清石灰水 CO2

(4)装置①不能放在③之前,因气流通过①会带出水蒸气,影响H2O的验证;装置①不能放在②之后,因为将有SO2、CO2同时通过②而影响CO2的验证

【总结升华】本实验的目的是:用乙醇和浓H2SO4反应制取乙烯并验证生成的混合物中含有CO2、SO2和水蒸气,本题的关键是怎样排除CO2与SO2的相互干扰。

举一反三:

【变式1】已知碳酸易分解,草酸与碳酸有相似的化学性质,在受热的条件下草酸也会分解,仅生成三种氧化物,某校研究性学习小组对此展开探究:

[提出问题] 生成的三种氧化物是什么?

[查阅资料] 无水硫酸铜是一种白色粉末状物质,遇水变成淡蓝色硫酸铜晶体。化学方程式为

CuSO4(白色粉末)+5H2O==CuSO4·5H2O(蓝色晶体)

[提出猜想] 生成的氧化物中有H2O、CO2和CO。

[实验探究] 张亮将生成的气体依次通过如图所示装置,验证猜想。

中考化学总复习化学探究题(提高)知识讲解

(1)观察到A中________,证明生成物中有水。

(2)B中澄清石灰水变浑浊,证明________。

(3)D中红色粉末是________(填化学式),实验现象是________。

[交流讨论] 陈军认为:张亮不需要E装置也能够推断出生成物中有一氧化碳,你是否支持陈军的观点?________(填“支持”或“不支持”)。请说出你的理由:________。

陈军还认为:从环保的角度来看,此装置有一个缺陷,请你指出该缺陷:________,处理的方法是________。

【答案与解析】

[实验探究] (1)粉末由白色变为蓝色(2)生成的氧化物中有CO2

(3)Fe2O3红色粉末变为黑色

[交流讨论] 支持因为三种氧化物中只有CO有还原性,只要红色粉末变为黑色,就能证明CO 的存在

没有尾气处理装置,CO直接排入空气中将尾气燃烧或用气囊收集