中考化学备考之探究题压轴突破训练∶培优 易错 难题篇含答案解析(1)
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一、中考初中化学科学探究题1.某化学学习小组在学习常见的盐的性质后,完成了如下实验。
该学习小组对废液杯上层清液的溶质的成分进行了探究。
请完成以下探究过程:(提出问题)上层清液中含有什么溶质?(作出猜想)Ⅰ溶质仅为_____(填化学式);Ⅱ溶质为KCl和BaCl2Ⅲ溶质为KCl和_____(填化学式);Ⅳ溶质为KCI和K2CO3V溶质为KC1、K2SO4,和K2CO3(设计方案)实验操作现象结论取少量废液缸中上层清液,分装于甲、乙两支试管中先向甲试管中滴加盐酸至过量。
无明显现象猜想Ⅵ、Ⅴ均不正确再向乙试管中滴加____溶液。
(填化学式)_____猜想Ⅱ正确(交流反思)学习小组经过讨论认为:实验过程中无须使用AgNO3溶液,其理由是_____(用文字表述)【答案】KC1 K2SO4 K2SO4有白色沉淀生成硫酸钾和氯化钡反应生成硫酸钡沉淀和氯化钾,碳酸钾和氯化钡反应生成碳酸钡沉淀和氯化钾,上层清液中一定有氯化钾,无须再验证【解析】【分析】【详解】[作出猜想]硫酸钾和氯化钡反应生成硫酸钡沉淀和氯化钾,可能是硫酸钾过量,也可能是氯化钡过量,也可能是恰好反应;碳酸钾和氯化钡反应生成碳酸钡沉淀和氯化钾,可能是碳酸钾过量,也可能是氯化钡过量,也可能是恰好反应;所以作出猜想,Ⅰ溶质仅为KCl;Ⅱ溶质为KCl和BaCl2;Ⅲ溶质为KCl和K2SO4;Ⅳ溶质为KCI和K2CO3;V溶质为KC1、K2SO4和K2CO3;[设计方案]取少量废液缸中上层清液,分装于甲、乙两支试管中,先向甲试管中滴加盐酸至过量,无明显现象,猜想Ⅵ、Ⅴ均不正确;因为盐酸可以和碳酸钾反应生成氯化钾、水和二氧化碳,如果有碳酸钾会有气泡冒出;再向乙试管中滴加硫酸钾溶液,有白色沉淀生成,证明溶液中含有氯化钡,猜想Ⅱ正确;[交流反思]硫酸钾和氯化钡反应生成硫酸钡沉淀和氯化钾,碳酸钾和氯化钡反应生成碳酸钡沉淀和氯化钾,上层清液中一定有氯化钾,所以无须使用AgNO3溶液验证;2.实验室有一瓶标签被腐蚀的无色溶液,是稀硫酸和氢氧化钠溶液中的一种。
在老师的指导下,小红和小明用不同方法鉴定。
实验一:小红和小明操作均无误。
(提出问题)该溶液到底是稀硫酸还是氢氧化钠溶液?(查阅资料)铝、氧化铝既能与酸反应,又可与强碱溶液反应,2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑,氧化铝与氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠( NaAlO2)和一种氧化物。
NaAlO2易溶于水,其水溶液呈碱性, NaAlO2与铝、氧化铝均不反应。
(分析实验得出结论)该溶液为____溶液。
(交流反思)实验一中,小红所做实验开始无明显现象的原因是____。
(用化学方程式表示)(拓展应用)有一种管道疏通剂,主要成分为铝粉和氢氧化钠粉末。
工作原理是:利用铝和氢氧化钠遇水反应放出大量的热,加快氢氧化钠对油脂和毛发等淤积物的腐蚀,同时产生氢气增加管道内气压,利于疏通。
实验二:小明用如右图所示的玻璃弯管模拟家庭下水道,并用动物脂肪和毛发堵在弯管处,他按照使用说明从左端管口加入管道疏通剂,并用胶塞堵住弯管左端上口,可能出现的现象为_____(填字母序号)。
A 产生大量气体B 弯管内温度升高C 堵塞物变软被气体赶出,落入烧杯中实验三:为了证明烧杯中废液里是否还含有氢氧化钠,小明做了如下实验实验操作实验现象实验结论取少量澄清废液于试管中,滴入酚酞溶液变红废液中有氢氧化钠剩余小红对小明的结论提出了质疑,理由是_______,小红把酚酞改用______(填药品)进行实验,得出废液中还含有氢氧化钠。
管道疏通剂中氢氧化钠过量,可确保铝粉反应完全,并且过量的氢氧化钠对下水道有清污的作用。
【答案】气泡,铝片逐渐溶解氢氧化钠2322Al O+2NaOH=2NaAlO+H O ABC NaAlO2易溶于水,其水溶液呈碱性,也能使无色酚酞试液变红硫酸铜溶液等【解析】【分析】铝和稀硫酸反应生成硫酸铝和氢气,氧化铝和稀硫酸反应生成硫酸铝和水,铝和氧气生成氧化铝,铝和氢氧化钠和水反应生成偏铝酸钠和氢气。
【详解】实验一:铝和氧气生成氧化铝,没有打磨的铝片,表面有氧化铝,氧化铝和稀硫酸反应生成硫酸铝和水,反应完全,铝和稀硫酸反应生成硫酸铝和氢气。
实验步骤实验现象实验结论小红取少量该溶液于试管中,向其中插入没有打磨的铝片开始无明显现象,后产生气泡,铝片逐渐溶解小红认为该溶液为稀硫酸小明用pH试纸测定其pH pH=13小明认为该溶液为氢氧化钠溶液[分析实验得出结论] 氧化铝与氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠( NaAlO2)和一种氧化物。
NaAlO2易溶于水,其水溶液呈碱性, NaAlO2与铝、氧化铝均不反应,用pH试纸测定其pH,溶液的pH=13,故溶液为氢氧化钠溶液。
[交流反思]实验一中,氧化铝和氢氧化钠反应生成偏铝酸钠和水,故实验开始无明显现Al O+2NaOH=2NaAlO+H O。
象,化学方程式为2322实验二:管道疏通剂是铝粉和氢氧化钠粉末。
工作原理是:铝和氢氧化钠遇水反应放出大量的热,加快氢氧化钠对油脂和毛发等淤积物的腐蚀,同时产生氢气增加管道内气压,利于疏通产生大量气体,弯管内温度升高,堵塞物变软被气体赶出,故可能出现的现象为ABC。
实验三: NaAlO2易溶于水,其水溶液呈碱性,也能使无色酚酞试液变红,小红把酚酞改用硫酸铜溶液等进行实验,得出废液中还含有氢氧化钠。
管道疏通剂中氢氧化钠过量,可确保铝粉反应完全,并且过量的氢氧化钠对下水道有清污的作用。
【点睛】铝和氢氧化钠和水反应生成偏铝酸钠和氢气,氢氧化钠具有腐蚀性,能使无色酚酞溶液变红色。
3.灰某兴趣小组对“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)用干冷的小烧杯罩在蜡烛火焰上,观察到__________________,证明有水生成。
(2)用涂有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。
同学们又用右上图所示的装置进行实验,1分钟后,提起锥形瓶,翻转后注入20mL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生成的____________。
由此他们猜想还可能生成一氧化碳。
为验证一氧化碳,他们设计了如下图所示的实验。
(实验验证)(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端的氧化铜与水调和的糊状物,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)。
【答案】烧杯内壁有水雾 CO2 +Ca(OH)2= CaCO3↓+H2O 氢氧化钙溶解度减小(或水蒸发)碳黑阻挡炭黑,防止炭黑与氧化铜发生反应先撤酒精灯,稍后再撤蜡烛提供充足的空(氧)气(或增大燃料与氧气的接触面积)【解析】【分析】【详解】(1)蜡烛燃烧生成二氧化碳和水,用干冷的小烧杯罩在蜡烛火焰上,若烧杯内壁出现小水珠,说明蜡烛燃烧生成了水。
(2)二氧化碳与氢氧化钙反应生成的是碳酸钙和水CO2 + Ca(OH)2= CaCO3↓+ H2O;氢氧化钙的溶解度随温度的升高而减小,故加热也会使氢氧化钙溶液中的氢氧化钙析出产生沉淀。
[交流讨论]蜡烛燃烧生成了水和二氧化碳,说明蜡烛中含有氢元素和碳元素,而碳不完全燃烧会生成炭黑。
[实验验证](1)由于碳具有还原性,故要检验一氧化碳的存在,要排除碳的干扰,故实验前,先在玻璃管的中部放入一团棉花,其目的是阻挡炭黑,防止炭黑与氧化铜发生反应。
(4) 为防止玻璃管中的红色物质又被氧化变成黑色,那么熄灭酒精灯后要继续通一氧化碳,即先撤酒精灯,稍后再撤蜡烛;[拓展应用]要使燃料充分燃烧要注意两点:要有足够多的氧气和可燃物与氧气要由足够大的接触面积,故应采取的措施是提供充足的空(氧)气(或增大燃料与氧气的接触面积)。
4.碳铵是一种常用的化肥,它在常温下易分解。
某化学兴趣小组对碳铵的成分存在疑问,进行了如下探究。
(查阅资料)氨气具有刺激性气味,极易溶于水,其水溶液呈碱性;氨气能使湿润的红色石蕊试纸变蓝;氨气不与碱石灰反应。
Ⅰ.检验溶液中的阴,阳离子。
取少量碳铵放入试管中,加入盐酸,把生成的无色无味的气体通入澄清石灰水中,有白色沉淀生成。
再另取少量碳铵放入试管中,加入浓NaOH 溶液,加热,用湿润的红色石蕊试纸检验生成的气体,石蕊试纸变蓝色。
(1)根据实验现象,推测碳铵中所含有的阴离子可能是_______和_________(填离子符号)(2)根据实验现象,碳铵与浓NaOH 溶液加热反应生成了________(填化学式)气体。
Ⅱ.测定碳铵中C 元素和N 元素质量比,在此过程中,用到如图所示装置。
请回答:(3)给碳铵固体加热时,试管口略向下倾斜的原因是_______________。
(4)从安全和环保的角度考虑,本实验可以用如上图所示的气球来收集尾气,还可以选用如下图所示的_______(填序号)装置来处理尾气。
【答案】2-3CO -3HCO (两种离子无先后顺序) 3NH 防止冷凝水回流到热的试管底部,炸裂试管 B 【解析】 【分析】 【详解】(1)加入稀盐酸后生成了能使澄清石灰水变浑浊的气体,故说明原溶液中含有碳酸根离子或碳酸氢根离子,故填2-3CO 和-3HCO 。
(2)碳铵与浓NaOH 溶液加热反应生成了能使石蕊变蓝的有刺激性气味的气体,故是氨气,化学式为:3NH(3)给固体加热时为了防止冷凝水回流到热的试管底部,炸裂试管,故要将试管口略向下倾斜。
(4)A 装置不能充分吸收氨气,B 装置可以防止液体倒吸,C 装置易倒吸,D 中收集气体时导气管要短,故选B 。
5.某同学将打磨过的铝箔加入到氢氧化钠溶液中,结果发现也有气泡产生,为了解该气体的成分,实验小组进行了以下探究活动: (作出猜想) 猜想一:氧气; 猜想二:氢气; 猜想三:氮气。
(1)其他同学认为猜想三是错误的,理由是________。