2021年中考化学复习 题型五实验探究题
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题型五 实验探究题
类型1 物质成分的探究
1.[2015河北]同学们用高锰酸钾制氧气,制取结束清洗仪器,发现加热高锰酸钾的试管内壁有用水洗刷不掉的黑色固体。
问题一:黑色固体是什么?
【交流讨论】同学们结合实验现象和对高锰酸钾及其分解产物的了解,进行分析判断。
判断 依据
不是KMnO4 KMnO4能溶于水形成紫红色溶液
不是
(填化学式) 冲洗试管时出现深绿色溶液,说明该物质能溶于水
是MnO2 其他实验用过MnO2,知道它是不溶于水的黑色固体
【实验验证】向未洗净的试管中加入某种液体,产生能使带火星木条复燃的气体,证明上述判断正确,加入的液体是 。
问题二:用什么洗掉MnO2?
【交流讨论】MnO2与BaCO3、Mg(OH)2、Fe2O3、P2O5、Cu中的某一种物质组成最相近,理由是 。这种物质能与稀盐酸反应,化学方程式为 ,由此推测MnO2也能与稀盐酸反应。
【实验验证】向未洗净的试管中加入稀盐酸,黑色固体没有变化。
【交流讨论】实验说明同一类物质的化学性质不一定相同。MnO2有什么化学性质,用什么试剂清洗呢?同学们请教老师后决定用草酸(H2C2O4)溶液试一试。
【实验验证】向未洗净的试管中加入草酸溶液,黑色固体果然被除去,同时发现产生许多气泡。
问题三:生成了什么气体?
【交流讨论】化学变化过程中元素种类不变,因为 ,所以产生的气体可能为CO2、CO、H2、O2等。
【实验验证】经检验,产生的气体是CO2。检验CO2气体的操作和现象是 。
【反思提高】以上探究活动中,清除试管内壁附着的难溶物的思路是:先 ,再了解其化学性质,然后选择合适试剂进行清洗。
2.[2014河北]某兴趣小组对“蜡烛燃烧的产物”进行探究。
【查阅资料】蜡烛的主要成分是石蜡,石蜡由碳、氢两种元素组成。
【作出猜想】蜡烛燃烧的产物是二氧化碳和水。
【实验验证1】(1)将干冷的小烧杯罩在蜡烛火焰上,观察到 ,证明有水生成。 (2)将内壁涂有澄清的饱和石灰水的小烧杯罩在蜡烛火焰上,石灰水变浑浊,证明有二氧化碳生成。二氧化碳和石灰水反应的化学方程式为 。小明提出质疑:石灰水变浑浊不一定是生成了碳酸钙,还可能是饱和石灰水受热后 ,析出了氢氧化钙。
同学们又用如图所示的装置进行实验,1分钟后,提起锥形瓶,翻转后注入20 mL澄清的饱和石灰水、加塞、振荡,观察到石灰水变浑浊,确定有二氧化碳生成。
实验中小明观察到一个意外现象:锥形瓶内壁上有少量黑色物质。
【交流讨论】经分析,同学们一致认为黑色物质是石蜡不充分燃烧产生的 。由此他们猜想还可能生成一氧化碳。
为验证一氧化碳,他们设计了如图所示的实验。
【实验验证2】(1)实验前,先在玻璃管的中部放入一团棉花,其目的是 。
(2)将a端插入蜡烛的焰心。
(3)用酒精灯加热b端的糊状物,一段时间后,观察到黑色物质变成红色,证明蜡烛不充分燃烧有一氧化碳生成。
(4)为防止玻璃管中的红色物质又被氧化变成黑色,接下来的操作是 。
【拓展应用】含碳燃料不充分燃烧会生成一氧化碳等物质,浪费资源,且污染空气。为使其充分燃烧,应采取的措施是 (答一条即可)。
3.[2020江西]小组同学收集了某种铝制易拉罐,剪成条状并打磨后进行如图所示实验,发现纯铝片表面有划痕。
【发现问题】根据所学知识,合金的硬度比组成它的纯金属的硬度更 ,结合上述现象,可得出该易拉罐不是纯铝制作。那么易拉罐中除铝外,还含有什么金属呢? 【查阅资料】①铝制易拉罐中的主要成分是铝,可能还含有镁、铁。
②铝能与氢氧化钠溶液反应:2Al+2NaOH+2H2O 2NaAlO2+3H2↑;镁和铁不能与氢氧化钠溶液反应。
【作出猜想】该易拉罐的金属组成除铝外,可能还含有镁、铁中的一种或两种。
【实验设计】小明取打磨后的铝制易拉罐样品按如下方案进行实验:
实验步骤 实验现象 解释与结论
(1)取一定量的样品于烧杯中,加入足量的 溶液,充分反应后过滤、洗涤、干燥 固体表面有大量气泡产生;过滤后得到黑色粉末 样品中含铝
(2)取少量上述黑色粉末于试管中,加入足量的稀盐酸 有气泡产生,溶液变成浅绿色 样品中含铁,发生反应的化学方程式为
【实验结论】小明得出结论:该易拉罐是由铝和铁组成的。
【反思评价】其他同学分析后认为小明的实验方案不严谨,理由是 ;大家认为应该补充下列实验:取步骤(1)中的少量黑色粉末于试管中,加入某种金属的盐溶液后,如果无现象产生,则小明的结论正确。你认为加入的盐溶液中阳离子所对应的金属理论上可以是 (填一种即可)。
【拓展应用】下图为国家颁布的“城市生活垃圾分类标志”,废弃易拉罐应放入标有
(填序号)图标的垃圾桶内。
4.[2021预测]菱铁矿的主要成分是碳酸亚铁(FeCO3),某同学对碳酸亚铁和氧气充分反应后的固体成分进行了如下探究。
【查阅资料】
①FeCO3在空气中加热生成铁的氧化物和二氧化碳;
②FeO在空气中加热能迅速被氧化成Fe3O4;Fe3O4能与盐酸反应生成氯化亚铁、氯化铁和水;
③酸性条件下,FeCl2能使高锰酸钾溶液褪色;向FeCl3溶液中滴加KSCN溶液,溶液变红色。
【猜想与假设】
猜想1:固体成分是Fe2O3;
猜想2:固体成分是Fe3O4;
猜想3:固体成分是
;
猜想4:固体成分是FeO。
【进行实验】 利用如图所示装置进行实验(固定装置已略去,装置气密性良好)。
打开弹簧夹K,通入氧气,一段时间后,点燃酒精灯,加热FeCO3。当B瓶中产生的沉淀不再增加时,停止加热,继续通入氧气至玻璃管冷却到室温。取少量玻璃管中的固体于试管中,滴加过量盐酸,固体全部溶解。将所得溶液分成甲、乙两份进行实验。
实验编号 实验步骤 实验现象
a 向甲溶液中滴加KSCN溶液 溶液变红色
b 向乙溶液中滴加高锰酸钾溶液 无明显现象
【解释与结论】
(1)根据【查阅资料】,实验前就可以判断猜想 (填序号)不成立,理由是 。
(2)实验b的目的是 ;根据实验现象该同学对碳酸亚铁与氧气反应后的固体产物有了准确的认识,FeCO3与氧气在加热条件下发生反应的化学方程式为 。
(3)该同学反思后发现,只做实验b也能得出正确的结论,理由是 。
【拓展与应用】
若B瓶中澄清石灰水的量不足,则实验结束后,可能观察到溶液仍然是澄清的,这是因为生成的碳酸钙转变成了可溶于水的碳酸氢钙。碳酸氢钙的化学式为 。
5.[2020山东潍坊]纳米零价铁(单质铁)在环保领域应用广泛,以菱铁矿(主要成分为FeCO3,不考虑杂质)为原料,制备纳米零价铁的反应为:H2+FeCO3Fe+H2O+CO2。
反应一段时间后,某学习小组对剩余固体的成分进行探究。
【提出问题】剩余固体的成分是什么?
【作出猜想】剩余固体的成分:
猜想一:Fe 猜想二:FeCO3
猜想三:
【实验探究】该学习小组利用下图装置,对剩余固体成分进行探究,实验操作及现象如下。回答下列问题。
(1)装置C中浓硫酸的作用是 ;
(2)向装置A中加入稀硫酸后,A中产生气泡且溶液变为浅绿色,小芳同学判断猜想一正确,小刚同学认为小芳的判断不合理,理由是: ；
(3)装置B中溶液变浑浊,说明 ；
(4)观察到装置D中黑色粉末变红色,反应的化学方程式是 。
【实验结论】猜想 正确。
【反思交流】如果将装置E去掉, (选填“能”或“不能”)验证剩余固体中含有Fe,理由是 。
6.[2020四川自贡]某实验小组将少量氢化钙(CaH2)溶于水,形成了无色透明的溶液,再向其中加入碳酸钠溶液,有沉淀产生,经过滤后得到滤渣和滤液。然后进行了滤渣验证和滤液溶质成分的探究。
(1)【查阅资料】氢化钙在常温下能与水反应生成氢氧化钙和氢气,写出该反应的化学方程式 。
(2)【交流验证】滤渣只能是碳酸钙,用盐酸验证此滤渣的化学方程式为 。
(3)【提出问题】滤液中溶质的成分是什么?
(4)【猜想假设】猜想一:NaOH； 猜想二:NaOH和Na2CO3；
猜想三:NaOH和 ； 猜想四:NaOH、Na2CO3和Ca(OH)2。
(5)【讨论分析】经过讨论认为最不合理．．．．的是猜想 ,原因是 。
(6)【实验与结论】
实验步骤 现象 结论
步骤Ⅰ:取少量滤液,向其中加入足量盐酸
猜想二不成立
步骤Ⅱ:另取少量滤液,向其中滴入适量Na2CO3溶液 产生白色沉淀 猜想 成立
(7)【拓展延伸】在分析反应后所得物质的成分时,除考虑生成物外,还需考虑 。 7.[2020石家庄新华区教学质量检测]自加热食品为外出旅行的人们的饮食提供了便利。图1为某品牌自加热食品加热包的主要成分表,图2为其使用说明。化学兴趣小组的同学对其中的发热包进行了如下探究。
图1 图2
探究Ⅰ:发热包的放热效果如何?
同学们将发热包中的物质取出放置于烧杯中,向其中加入足量的水,观察到水很快就沸腾起来。请用化学方程式表示发热包遇水后放出大量热的一个原理: 。待烧杯内恢复平静后,底部仍有大量固体存在。
探究Ⅱ:烧杯底部固体的成分是什么?
【进行猜想】在仔细查看了发热包的主要成分表后,小组同学认为烧杯底部的固体可能有:
①活性炭、②铝粉、③铁粉和④ 中的一种或几种物质。
【实验1】取一定量烧杯底部的固体于锥形瓶中,滴入足量稀盐酸(如图3所示),观察到有大量气泡产生,反应停止后仍有少量黑色固体剩余,经讨论大家一致认为该黑色固体为活性炭,判断的依据是 。
图3 图4
