2020-2021化学 探究题的专项 培优 易错 难题练习题含详细答案

一、中考初中化学科学探究题

1．某实验小组的同学在做氢氧化钙溶液与稀盐酸反应的实验时，忘记加入指示剂，为探究反应溶液中溶质的成分，又进行了以下实验探究。

（提出问题）反应后溶液中溶质是什么？

（假设猜想）猜想一：溶质是CaCl2； 猜想二：溶质是CaCl2和Ca(OH)2

猜想三：溶质是________________； 猜想四：溶质是CaCl2、Ca(OH)2和HCl

（资料）CaCl2溶液呈中性

同学们经过讨论，一致认为猜想______是错误的，理由是_____________________________；

（进行实验）

实验操作 实验现象 结论

实验一 取少量反应后的溶液于试管中，滴入酚酞溶液 ______________ 猜想二不成立

实验二 再取少量反应后的溶液与另一只试管中，加入少量铁粉 ______________ 猜想三成立

（交流反思）边巴同学认为，只用下列一种试剂______________（填序号），也可以得出上述猜想三成立。

①AgNO3 ②Fe2O3 ③NaOH

（拓展延伸）

（1）在判断反应后所得溶液中溶质成分时，既要考虑生成物，还要考虑________________；

（2）写出实验二中反应的化学方程式__________________________________________；

（3）倾倒猜想三的废液前，可向废液中加入足量_______________并过滤，才能使废液中的溶质只含有CaCl2。

【答案】CaCl2和HCl 四 氢氧化钙和氯化氢不能共存，会发生反应 酚酞溶液不变红

有气泡产生 ② 反应物是否过量 22Fe+2HCl=FeCl+H 碳酸钙

【解析】

【详解】

(1)反应后溶液的溶质成分，有三种可能：第一、两种反应物恰好完全反应，溶液中只有生成物溶质氯化钙，第二、其中一种反应物过量，溶液中溶质为氯化钙和氢氧化钙，第三、另一种反应物过量，溶液中溶质为氯化钙和氯化氢，故填写：CaCl2和HCl；

(2)猜想四不合理，因为氢氧化钙和氯化氢不能共存，会发生反应，故答案为：四，氢氧化钙和氯化氢不能共存，会发生反应； (3)滴入酚酞溶液，结论为猜想二不成立，说明溶液中没有显碱性的物质，故现象为：酚酞溶液不变红，填写：酚酞溶液不变红；

(3)猜想三成立，说明溶液中溶质为CaCl2和HCl，当加入铁粉时，铁粉与稀盐酸反应，产生氢气，故填写：有气泡产生；

(4)①、猜想一、二、三种都有氯化钙，加入AgNO3后，都产生白色沉淀，无法鉴别， 故不符合题意；

②、Fe2O3只与稀盐酸反应生成黄色溶液，猜想三有HCl，可以得出猜想三成立，故符合题意；

③、NaOH与稀盐酸反应，无明显现象，无法得出猜想三成立，故不符合题意；

(5) 判断反应后所得溶液中溶质成分时，既要考虑生成物，还要考虑反应物是否过量，故填写：反应物是否过量；

(6)实验二是铁与稀盐酸反应生成氯化亚铁和氢气，化学方程式为：22Fe+2HCl=FeCl+H

(7)因猜想三中有氯化氢，倾倒猜想三的废液前，可向废液中加入足量碳酸钙并过滤，使氯化氢转化为氯化钙，过滤掉多余的碳酸钙，才能使废液中的溶质只含有CaCl2，故填写：碳酸钙。

【点睛】

该题为实验探究中的探究物质成分题，解题关键是：三种猜想的确定（生成物必须有，反应物只能过量一种），验证猜想时要找几种猜想中不同的物质验证，相同的物质不用验证。

2．小明在实验室里进行以下实验：他首先取溶质质量分数为30%、密度为1.15g•mL﹣1的较浓盐酸40mL与46g蒸馏水混合配制稀盐酸，再跟石灰石反应制得气体，将此气体通入澄清石灰水，但一直未见浑浊出现。为此，小明请教老师，老师建议他为弄明原因进行实验探究。下面是他探究的过程，请你帮他填答补充完整。

（提出问题）为什么制得的气体不能使石灰水变浑浊？

（猜想假设）猜想一：盐酸浓度仍过大，气体中有挥发出来的氯化氢气体

猜想二：澄清石灰水已经完全变质

（实验探究）

实验操作 实验现象 实验结论

①将所得气体通入稀硝酸和硝酸银的混合溶液中 ______ 猜想一正确

化学方程式______

②吸取少量所用澄清石灰水于试管中，滴加_____，振荡。 溶液变红色 猜想二不正确

（分析结论）原来所配盐酸浓度达_____，应当将其再进行稀释。

（反思拓展）①小明的实验证明了澄清石灰水没有完全变质，但是并不能说明澄清石灰水没有变质，理由是_____。

②若除掉二氧化碳中混有的少量氯化氢气体，可选择的最佳试剂是_____（填字母序号）。

a氢氧化钠溶液

b水

c饱和的碳酸氢钠溶液

d硝酸银溶液

【答案】产生白色沉淀 HCl+AgNO3═HNO3+AgCl↓ 无色酚酞溶液 15% 石灰水部分变质，也会使酚酞溶液变红色 c

【解析】

【详解】

[实验探究]将所得气体通入稀硝酸和硝酸银的混合溶液中，氯化氢气体能与硝酸银溶液反应生成氯化银沉淀和盐酸，猜想一正确，对应的现象是产生白色沉淀；反应的化学方程式为：HCl+AgNO3═HNO3+AgCl↓；

氢氧化钙溶液呈碱性，能使无色酚酞试液变红，吸取少量所用澄清石灰水于试管中，滴加溶液变红色，说明滴加的是无色酚酞溶液，说明氢氧化钙没有完全变质，则猜想二不正确；

[分析结论]首先取溶质质量分数为30%、密度为1.15g•mL﹣1的较浓盐酸40mL与46g蒸馏水混合配制稀盐酸，则原来所配盐酸浓度为1.15g/mL40mL30%1.15g/mL40mL+46g×100%＝15%；

[反思拓展]①部分变质后的石灰水中仍含有氢氧化钙，也会使酚酞溶液变红色；

②a 、CO2和HCl气体均能与NaOH溶液反应，不但能把杂质除去，也会把原物质除去，不符合除杂原则，故选项错误；

B、二氧化碳、氯化氢均能水，不但能把杂质除去，也会把原物质除去，不符合除杂原则，故选项错误；

C、氯化氢气体能与饱和的碳酸氢钠溶液反应生成氯化钠、水和二氧化碳，能除去杂质且没有引入新的杂质，符合除杂原则，能除去氯化氢气体，且能得到更多的二氧化碳，是最佳试剂，故选项正确；

D、氯化氢能与硝酸银溶液反应生成氯化银沉淀和硝酸，能除去杂质且没有引入新的杂质，符合除杂原则，但二氧化碳能溶于水，不是最佳试剂。

【点睛】

除杂的原则：只除杂，不引杂。即所加试剂只能与杂质反应，不能与想要的主要成分反应，同时不能引入新的杂质。

3．化学规律建立在实验基础之上，质量守恒定律可以用许多化学实验加以验证。

（1）小东同学按照课本上的实验进行验证（如图所示）。一段时间后，可以观察到铁钉表面出现_____，其反应的化学反应方程式为__，反应前后天平读数不变，但溶液颜色变化不明显。

（2）小东想既能验证质量守恒定律，又能更快地观察到溶液颜色的变化，提出了以下设想：

（提出设想）设想一：增大硫酸铜溶液的浓度

设想二：用更活泼的金属锌代替铁钉

（实验验证）小东将以上实验进行了如下改进：

实验内容 实验现象

实验1 烧杯中换成饱和硫酸铜溶液 ①几小时后溶液颜色几乎不变

②天平读数不变

③铁钉表面有变化

实验2 铁钉换成锌粒 ①溶液颜色明显变浅

②天平读数减小

③锌粒表面有变化

（实验分析）（3）从以上现象分析，两个设想都不合适，其中按设想_____（填“一”或“二”）进行的实验能够验证质量守恒定律。

（4）实验1中溶液颜色几乎不变的原因可能是_____（填序号）。

A 铁与饱和硫酸铜溶液不反应

B 铁表面形成了一层氧化膜，阻止了反应的进一步进行

C 生成的铜快速沉积在铁表面，阻止了反应的进一步进行

D 水也参与了该反应，但饱和硫酸铜溶液中水太少

（5）实验2虽然很快观察到溶液颜色变化，但出现了反应后总质量减小的情况，老师提醒小东，硫酸铜溶液呈酸性，所以总质量减小的原因可能是____。

（6）小东通过反复实验和探究得出：向实验1的饱和硫酸铜溶液中加入等体积的水，将实验2中的烧杯换成如图所示装置，均能达到实验目的，但该装置中缺少一种物品，请你在装置图中画出____。

【答案】红色的固体 44=Fe+CuSOFeSO+Cu 二 C 锌和酸反应放出氢气

【解析】

【分析】

铁和硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜，锌和硫酸铜反应生成铜和硫酸锌，锌和酸反应生成盐和氢气。

【详解】

（1）铁和硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜，故一段时间后，可以观察到铁钉表面出现红色的固体，其反应的化学反应方程式为44=Fe+CuSOFeSO+Cu，反应前后天平读数不变，但溶液颜色变化不明显。

[实验分析]

（3）质量守恒定律是化学反应前后反应物的总质量等于生成物的总质量，锌和硫酸铜反应生成铜和硫酸锌，硫酸铜溶液显蓝色，铁钉换成锌粒，溶液颜色明显变浅，天平读数减小，锌粒表面有变化，说明发生了化学反应，可以验证质量守恒定律，故按设想二进行的实验能够验证质量守恒定律。

（4）A、铁与饱和硫酸铜溶液反应生成铜和硫酸亚铁，故A不正确；

B、生成的铜快速沉积在铁表面，阻止了反应的进一步进行，而不是铁表面形成了一层氧化膜为氧化铁，阻止了反应的进一步进行，故B错误；

C、生成的铜快速沉积在铁表面，阻止了反应的进一步进行，故C正确；

D、铁和水不反应，则水不参与反应，故D不正确。故选BC。

（5）硫酸铜溶液呈酸性，锌和酸反应生成盐和氢气，所以总质量减小的原因可能是锌和酸反应放出氢气。

（6）硫酸铜溶液呈酸性，锌和酸反应生成盐和氢气，验证质量守恒定律，生成气体，需要在密闭容器中进行，应该用弹簧夹夹住导管，故图为。

【点睛】

质量守恒定律是化学反应前后反应物的总质量等于生成物的总质量，硫酸铜溶液显蓝色。

4．高阳同学通过阅读课外资料得知，潜水艇中常用过氧化钠（Na2O2）作为供氧剂，有关反应的化学方程式为：2Na2O2+2CO2═2Na2CO3+O2，2Na2O2+2H2O═4NaOH+O2↑。于是她用如图所的装置来制取CO2并验证其与Na2O2的反应。

（1）装置B的作用是_____。

（2）反应一段时间后，装置E中收集到的气体主要是_____；反应后装置C硬质玻璃管中固体的成分是什么？高阳为此又进行了如下探究：

（猜想与假设）

猜想一 Na2CO3