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实验探究训练（期末复习）
一、实验探究题
1．（2022八下·杭州月考）小晨同学要探究燃烧的条件和空气中氧气的含量，进行了如下实验。
【实验一】(已知：白磷的着火点为40℃，白磷不溶于水也不与水反应)
实验装置 实验步骤及现象
步骤Ⅰ：检验装置的气密性，气密性良好 步骤Ⅱ：将盛有白磷的带孔燃烧匙伸入A瓶中，白磷不燃烧。 步骤Ⅲ：向A瓶中加满80℃热水，塞紧瓶塞，白磷不燃烧。 步骤Ⅳ：打开K1、K2，从a口向瓶中鼓入空气，待瓶中的液面低于燃烧匙底部时，关闭K1、K2，此时进入量筒B中水的体积为200mL，观察到A瓶中的白磷燃烧。
（1）对比步骤Ⅱ和Ⅳ的现象可知，可燃物燃烧的条件是　 　；
（2）待装置冷却一段时间后，打开K2，如果观察到　 　，说明空气中氧气的体积约占1/5
（3）【实验二】用如图C所示装置，利用铁生锈的原理也可以比较准确地测出空气中氧气的含量。
已知：铜能与空气中氧气、水、二氧化碳反应生成铜绿。化学方程式：2Cu＋O2＋H2O＋CO2＝Cu(OH)2CO3
若将此装置中的细铁丝换成足量的细铜丝进行实验，　 　比较准确地测出空气中氧气的含量(选填“能”或“不能”)，理由是　 　。
2．（2022八下·杭州月考）某中学科学兴趣小组在探究“二氧化碳是光合作用必需的原料吗？”这一实验时，准备了如下实验所需的材料用具：生长状况一致的天竺葵、氢氧化钠溶液(可吸收二氧化碳)、清水、小烧杯、碘液、透明的钟罩(玻璃罩)等，并设计了如图所示的甲、乙两个装置。请回答下列问题。
（1）实验前，应将甲、乙两个装置中的天竺葵在黑暗处放置一昼夜，目的是让天竺葵消耗掉叶片中原有的　 　，以免影响实验结果的科学性。
（2）将甲、乙两个装置在阳光下照射一段时间，然后从甲、乙两个装置的天竺葵上各取一片叶子，放入　 　中隔水加热，取出后用清水冲洗再滴碘液，观察叶片颜色的变化。
（3）为了进一步提高实验结果的可靠性，你给他们的建议是　 　。
3．（2022八下·杭州月考）小金设计了如图所示的装置，验证磁场对通电导体的作用力与电流大小是否有关。实验步骤如下，请你补充完整：
⑴将一根铜棒用两根细线悬挂在铁架台上，将一蹄形磁铁竖直固定在铁架台上，并让铜棒与下方的蹄形磁铁磁极间的磁场方向垂直；
⑵给铜棒两端加电压U1，闭合电路，观察悬线偏转的角度α1；
⑶给铜棒两端加电压U2，U2＞U1，闭合电路，观察悬线偏转的角度α2；
⑷　 　，即可知道磁场对通电导体的作用力与电流大小是否有关；
⑸小徐也利用该装置探究同样的问题，但两次实验中给铜棒所通的电流方向均与小金的相反，比较小徐和小金的做法你认为　 　；
A.都可以 B．小金更好 C．小徐更好
⑹小金想进一步探究磁场对通电导体的作用力大小与导体在磁场中的长度是否有关，于是他仅更换了另一根较长的铜棒重复上述实验，这样改变自变量是否正确，请说明理由：　 　。
4．（2022八下·杭州月考）某兴趣小组的同学设计了如图甲、乙、丙所示的三个实验(天平略)来验证质量守恒定律。
（1）小组同学讨论后认为，上述甲、乙、丙三个实验装置中，只有实验　 　(填装置序号)能直接用于验证质量守恒定律。
（2）实验甲中锥形瓶底部放入细沙的作用是　 　。
（3）图丁为图丙的改进实验。实验时只需　 　即可发生反应。
5．（2022八下·金华期中）为了研究“电磁铁磁性的强弱哪些因素有关”，华华同学利用电源、电流表、开关、滑动变阻器、导 线、细铁钉、指针（带刻度）、电磁铁（用漆包线制作的一个六抽头电磁铁，每 20 匝抽出一个接线端） 等器材设计了如图甲、乙所示的装置进行探究。
（1）图甲实验中华华同学是根据　 　来判断磁性的强弱。
（2）与甲图实验方案相比，乙图实验方案的优点是　 　。
（3）华华同学利用图乙实验装置研究电磁铁磁性强弱与线圈匝数关系的实验。当线圈匝数从 20 匝换成 100 匝后，接下来应该进行的操作是：　 　。
6．（2022八下·余杭期中）小阳在探究“磁体间相互作用规律”时发现：磁体间的距离不同，作用力大小也不同。他想：磁体间作用力的大小与磁极间的距离有什么关系呢？
（1）你的猜想是　 　。
（2）小阳用如图所示的实验进行探究。由于磁体间作用力的大小不便测量，他通过观察细线与竖直方向的夹角的变化，来判断磁体间力的变化，用到的科学方法是　 　法。
（3）小阳分析三次实验现象，得出结论：磁极间距离越近，相互作用力越大。小阳认为：这个结论还需要进一步实验论证，联想到磁体间的相互作用规律，利用上述装置和器材，还须研究　 　。
7．（2022八下·诸暨期中）某化学兴趣小组的同学对空气中氧气含量的测定实验进行探究。
（1）如图 1 所示装置和药品进行实验，冷却至室温后打开止水夹，如果实验结果符合预期，可观察到的现象是：　 　。若观察到结果小于预期值，则可能是因为　 　。（写出一种原因）。
（2）小组内同学还对该实验进行了如图2所示的改进。（已知试管容积为45mL）请结合实验目的，在以下的操作中排出正确的实验操作顺序　 　（填序号）。
①点燃酒精灯。 ②撤去酒精灯，待试管冷却后松开弹簧夹。
③将少量红磷平装入试管中，将20mL的注射器活塞置于10mL刻度处，并按上图中所示的链接方式固定好，再将弹簧夹紧橡皮管。
④读取注射器活塞的数据。
最终注射器活塞将从10mL刻度处慢慢前移到约为　 　mL 刻度处才停止。
8．（2022八下·诸暨期中）数字实验具有实时性，高精准，直观，对实验动态变化过程的展示和实验数据采集、加工、处理具有很强的优势。图1是空气中氧气含量测定的实验装置图。小丽在做该实验时在该装置上连接了一个气压传感器，测得集气瓶内的压强变化如图2所示。请你根据所学知识和图回答相应问题：
（1）在该实验中集气瓶和烧杯中都有水，它们的作用 　 　（填“相同”或“不同”）。
（2）在图2中B﹣C段增大原因分别是：B﹣C段 　 　；
（3）D﹣E段压强增大的原因 　 　。
（4）F点时集气瓶内的气压略低于A点时的气压，则测得氧气体积分数　 　。（选填“偏小、不变或偏大”）
9．（2022八下·金华期中）小金对物质燃烧知识进行了整理并探究。(已知：白磷的着火点为 40℃，红磷的着火点为 260℃，两者都能燃烧生成有毒的五氧化二磷)。
（1）图 a 是甲同学设计的方案示意图，根据　 　的现象，说明可燃物燃烧需要氧气。
（2）乙同学设计的另一方案如图 b 所示，与甲同学的方案相比，该方案的优点是　 　。
（3）古语道：“人要实，火要虚”，从燃烧的条件看，“火要虚”的实质是　 　。
（4）请你结合工业生产或生活中的实例，就如何使燃料得到充分燃烧从而达到节约能源目的，提出一条具体的建议：　 　。
10．（2022八下·永康期中）某兴趣小组在学习了双氧水分解制取氧气的实验后，知道催化剂（MnO2）能改变化学反应速率，到底还有哪些因素会影响化学反应速率呢？
【小组讨论】甲同学猜测：化学反应速率与反应物的质量分数有关。
乙同学猜测：化学反应速率与反应温度有关。
【设计实验】他们设计并进行了以下四次实验。
实验次数 H2O2溶液质量分数/% H2O2溶液用量/mL 催化剂（MnO2）用量/g 反应温度/℃ 收集气体体积/mL 所需时间/s
① 30 5 0 85 2 3.8
② 15 2 0.1 20 2 2.8
③ 5 2 0.1 20 2 7.4
④ 30 5 0 55 2 10.5
（1）实验中同学们是通过比较　 　的方式比较化学反应的速率。
（2）②和③两实验证明甲的观点正确，　 　（填实验序号）两实验证明乙观点正确。
（3）由以上实验得出：其他条件相同时，反应的温度越高或反应物的质量分数越大，则反应速率　 　（填“越快”、“越慢”或“不变”）。
（4）【交流拓展】他们推测催化剂（MnO2）是一种氧化物，那么氧化铁（Fe2O3）、氧化铜（CuO）是否也有催化作用呢？
甲同学认为要证明氧化铁、氧化铜有催化作用，除了要证明它们能改变反应速率以为，还需要证明它们在实验前后的　 　不变。
11．（2021八下·新昌期末）空气中氧气含量测定的再认识。
[查阅资料]
⒈白磷的着火点是40°C，红磷的着火点是240℃，两种物质的燃烧产物五氧化二磷是白色固体。
⒉铜与氧气在加热的条件下生成黑色固体氧化铜。
[经典赏析]教材中介绍了拉瓦锡用定量的方法研究了空气的成分(实验装置如图1)。该实验与下图另两个实验的原理相同，即通过物质和氧气反应生成固体使密闭容器内气压　 　(选填“增大”或“减小”)，大气压将水压入，测出氧气的含量。
[实验回顾]实验室常用红磷燃烧的方法测定空气中氧气的含量(装置如图2)，测出的氧气体积分数明显偏小。请你参与探究：
[提出问题]造成误差的原因是什么？如何改进课本实验装置？
[猜想]
甲同学：可能是瓶内残留气体中还有氧气。
乙同学：可能是烧杯中的水倒流结束后，导管内有部分水滞留。
[交流与讨论]打开弹簧夹的时机很重要，　 　才可打开弹簧夹。
[探究与反思]为验证甲同学的猜想，将铜粉在残余气体中加热，观察到铜粉　 　，说明甲同学的猜想是合理的。
大家采用改进的实验装置(图3)进行实验，图3装置与图2相比，优点有：　 　。
12．（2021八下·上城期末）学习KClO3的分解反应后，小徐对该反应的催化剂产生了疑问：除了MnO2，其他物质能做这个反应的催化剂吗？催化效果与MnO2比较有差异吗？他将几种不同的物质分别放入KClO3中，在相同的加热条件下，用如图装置完成实验，并将数据记录在表格中。
编号 KClO3质量/g 加入物质 加入物质质量/g 收集50mLO2所需时间/s
实验1 5 — — 171
实验2 5 Fe2O3 _________ 58
实验3 5 MnO2 0.5 49
实验4 5 KCl 0.5 154
请据此分析：
（1）对如图制取氧气的发生装置进行气密性检查的操作是　 　。
（2）实验2所用催化剂的质量是　 　g。
（3）表中所列3种物质的催化效果最佳的是　 　，理由是　 　。
（4）通过实验小徐提出的两个问题有了答案：　 　，　 　。
13．（2021八下·上城期末）小金为研究绿色植物的光合作用做了如下实验：
（1）该实验的目的是　 　；
（2）为了观察到现象1，需要用酒精溶解金鱼藻中的　 　，防止其影响对实验现象的观察；由于酒精是易燃物，给金鱼藻脱色需要　 　(选填“直接加热”或“水浴加热”)；
（3）实验过程中有气泡产生，但是现象2未出现预期的现象，可能的原因是　 　；
（4）小金试图改进实验设计以收集并检验气泡的成分，请你根据下列提供的用品和仪器写出改进后的实验设计方案　 　(可选用的用品和仪器有：健康的金鱼藻若干、清水、烧杯、漏斗、小试管、木条、火柴)。
14．（2021八下·滨江期末）小滨从资料上获悉：镁带在空气中燃烧时不但能与氧气反应生成氧化镁，还能跟氮气反应生成氯化镁(氮元素的化合价为-3价)，欲验证“镁能在氮气中燃烧”，小科利用“测定空气中氧气体积分数的实验装置”(如图一)进行实验，步骤如下：
①检查装置的气密性；
②闭合铁夹，将点燃的红磷伸入集气瓶内至完全反应；
③ ，观察到倒流至集气瓶的水约占集气瓶容积的20%；
④拔出瓶塞，将点燃的镁条伸入集气瓶内，观察到镁条在瓶内剧烈燃烧，发出耀眼的白光，生成白色粉末(如图二)。
回答下列问题：
（1）步骤②的实验目的是　 　。
（2）将步骤③的操作补充完整　 　。
（3）小敏认为可利用镁带直接在集气瓶内燃烧(如图三)来验证实验结果，装置冷却，打开铁夹，当观察到　 　现象时，也可确定镁能与氮气反应。请写出镁跟氮气反应的化学方程式　 　。
15．（2021八下·滨江期末）某兴趣小组在进行植物光合作用的相关实验时，选用了盆栽的天竺葵，其实验步骤如图所示：
① ；
②用黑纸片将叶片的一部分上下两面盖住，放到阳光下照射4h；
③去掉黑纸片，摘下叶片，放在图示的装置中加热，直到叶片由绿色变为黄白色；
④取出叶片，用清水漂洗干净，再把叶片放到培养皿里，向叶片滴加碘液，几分钟后，用清水冲洗碘液，观察叶片的颜色变化。
回答下列问题：
（1）写出实验步骤①：　 　。
（2）叶片一部分用黑纸片盖住，其余部分未盖，此处的变量是　 　。
（3）步骤③中的大、小烧杯中的液体分别是　 　、　 　。
（4）步骤④滴加碘液后，叶片的见光部分和遮光部分都变蓝，其可能的原因是　 　。
16．（2021八下·滨江期末）如图，甲表示绿色植物叶片横切面结构示意，乙表示植物体在夏季晴朗的一天中进行光合作用和呼吸作用两种生理活动的情况，请分析回答以下问题。
（1）用文字表达式表示图乙中由曲线I代表的生理活动：　 　。
（2）在13时左右，曲线I代表的生理活动强度反而有所减弱，最可能与图甲中的　 　(用图中的数字表示)结构有关。
（3）在5~6时时段，判断植物体内有机物有无积累增加情况，并说明理由：　 　
（4）利用所学知识，请你为“如何提高大棚中农作物的产量”提一个合理化建议：　 　
17．（2021八下·杭州期末）某科学实验小组探究一定质量的碳放在一定质量的氧气中燃烧。得到如下表所示实验数据，请你帮他们分析下列问题。
质量 A B C
O2 8 16 24
C 3 12 6
CO2 11 22 22
（1）从以上所提供的实验数据分析，这三次实验恰好完全反应的是　 　（填A，B，C）。
（2）B实验中生成CO2质量不是28克的原因是　 　。
（3）C实验中是否遵循质量守恒定律？　 　。
18．（2021八下·杭州期末）小李同学利用如图所示植物为实验材料，设计如下实验步骤：①将植物A、B两张叶片分别用含石灰水和清水的薄透明塑料袋扎住，然后放到黑暗处48小时。②……。③将A、B两张叶片置于酒精溶液中水浴加热，至叶片褪成黄白色时，取出叶片并用清水洗净后，滴上碘液，观察颜色变化。请完善小李同学的实验步骤并回答问题：
（1）写出实验步骤②　 　；
（2）将A、B两张叶片置于酒精溶液中加热，这样处理的目的是　 　；
（3）你预期的实验结果是　 　；
（4）除了实验中起对照作用的变量外，谙再列举两个可能会影响实验结果的其他变量　 　。
19．（2021八下·拱墅期末）小乐利用如图所示装置和药品进行相关气体的制取实验（部分固定装置已省略），据图回答问题：
（1）若小乐选择装置A制取氧气，则装置A试管中发生反应的化学方程式为　 　，若小乐选择装置E收集了一瓶氧气，测得氧气的纯度偏低，原因可能是　 　（选填序号）。
①收集气体前，集气瓶中没有注满水 ②导管口刚有气泡冒出，就立刻收集
③收集气体后，集气瓶中仍有少量水 ④收集气体后，集气瓶正放在桌面上
（2）实验室制取并收集二氧化碳的装置为　 　（从装置A～E中选填），小乐尝试用装置F制取二氧化碳，请简要描述操作过程：　 　。
20．（2021八下·下城期末）雪碧是一种溶解了大量CO2的碳酸饮料。雪碧与水按一定体积比例混合，可得CO2浓度不同的雪碧溶液。小金为探究“影响光合作用强度的因素”，做了如下实验：
①用打孔器在菠菜的叶片上取下大小相同的多个叶圆片，抽出叶圆片中的气体(图如甲)；
②取三个相同杯子，一个加入50mL蒸馏水，另二个分别加入50mL不同浓度的雪碧溶液（雪碧与水的体积比分别为1:9和2:8），三个杯子依次标记为A、B、C；
③分别将相同数量的抽气后的叶圆片投入杯中，用镊子展开并避免叶片重叠，使叶圆片均沉于杯子底部(如图乙)；
④将三个杯子沿实验台的日光灯所在直线并排放置于灯的正下方；
⑤室温下观察并记录5、10、15、17、20min时烧杯中叶圆片浮起的数量。每组实验重复测定3次，记录数据，取整数平均值。得到如图丙所示图线。
（1）小金所做的实验是为了探究　 　对光合作用强度的影响。
（2）实验中杯子底部的叶圆片会浮起来的原因是　 　。
（3）本实验用到了“转换法”，即用　 　来确定光合作用的强度。
（4）由丙图可得出的结论是：　 　。
21．（2021八下·下城期末）观察图示实验装置，回答问题：
（1）实验室制取CO2，发生装置可选用　 　装置（填字母)；若用正放在桌面上的F装置进行排空气法收集，则气体CO2应从　 　(选填“a”或“b”)端口通入；检验F中CO2是否已经收集满的方法是　 　。
（2）实验室用加热无水醋酸钠与碱石灰的固体混合物制取甲烷气体。制甲烷气体的发生装置应选用　 　装置(填字母)；收集甲烷气体可选用C或E而不用D装置，由此推断甲烷气体具有的物理性质是　 　。
答案解析部分
1．【答案】（1）温度需达到可燃物的着火点
（2）量筒B中的水倒吸入A瓶，量筒中剩余的水的体积约160mL
（3）不能；空气中二氧化碳的含量比氧气含量低的多，当二氧化碳反应完时，铜就不能继续进行与氧气反应了，但试管中还有大量的氧气没反应完，会导致测定失败
【解析】【分析】（1）分析步骤II和IV中哪个因素不同即可；
（2）在步骤IV中，进入量筒B内水的体积等于通入A瓶内空气的体积。而打开K2后，从量筒B倒吸进A瓶水的体积等于A瓶中氧气的体积，根据“空气中氧气体积约占总体积的1/5”分析解答。
（3）根据二氧化碳的含量对整个反应进度的影响分析解答。
【解答】（1）在步骤II和IV中，白磷相同，且都与空气接触，唯一不同的就是白磷的温度，因此可燃物燃烧的条件是：温度需要达到可燃物的着火点。
（2）关闭K1、K2，此时进入量筒B中水的体积为200mL，则A瓶中通入空气的体积为200mL，则其中氧气的体积为：200mL×=40mL。待装置冷却一段时间后，打开K2，则从量筒B中进入A中水的体积应为40mL，那么看到的现象为：量筒B中的水倒吸入A瓶，量筒中剩余的水的体积约160mL。
（3）若将此装置中的细铁丝换成足量的细铜丝进行实验不能比较准确地测出空气中氧气的含量，理由是：空气中二氧化碳的含量比氧气含量低的多，当二氧化碳反应完时，铜就不能继续进行与氧气反应了，但试管中还有大量的氧气没反应完，会导致测定失败。
2．【答案】（1）淀粉(或有机物)
（2）酒精
（3）多次重复实验
【解析】【分析】】(1)光合作用是指绿色植物通过叶绿体，利用光能，把二氧化碳和水转化成储存着能量的有机物，并释放氧气的过程。呼吸作用是细胞内的有机物与氧反应，最终产生二氧化碳和水或其他产物，同时把有机物中的能量释放出来供生命活动的需要的过程。
(2)二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊。
【解答】(1)实验前，应将甲、乙两个装置中的天竺葵在黑暗处放置一昼夜，目的是让天竺葵消耗掉叶片中原有的淀粉(或有机物)，以免影响实验结果的科学性。
(2)叶绿色不能溶解在水中，但能够溶解在酒精这种有机溶剂中。将甲、乙两个装置在阳光下照射一段时间，然后从甲、乙两个装置的天竺葵上各取一片叶子，放入酒精中隔水加热，取出后用清水冲洗再滴碘液，观察叶片颜色的变化。
(3)为了进一步提高实验结果的可靠性，建议是：多次重复实验。
3．【答案】比较α1和α2大小；B；不正确，在改变导体长度的同时也改变了电阻大小，从而改变了电流大小
【解析】【分析】（4）铜棒两端的电压越大，则通过铜棒的电流越大，那么铜棒受到的电磁力越大，因此悬线偏转角度越大。
（5）当电流方向相反时，铜棒的受力方向相反，即悬线将向U形磁铁的内部偏转。如果偏转角度较大，那么会受到阻挡，而无法得到应有的现象。
（6）根据控制变量法的要求分析解答。
【解答】（4）比较α1和α2大小，即可知道磁场对通电导体的作用力与电流大小是否有关；
（5）小徐也利用该装置探究同样的问题，但两次实验中给铜棒所通的电流方向均与小金的相反，则悬线的偏转方向相反，容易受到阻挡，因此小金的更好，故选B。
（6）探究磁场对通电导体作用力的大小与导体长度的关系时，必须控制通过它的电流相等。而铜棒只是增大长度，那么电阻会增大，电流会减小，则：这样改变自变量不正确，理由是：在改变导体长度的同时也改变了电阻大小，从而改变了电流大小。
4．【答案】（1）甲
（2）防止燃烧的红磷掉落而炸裂瓶底
（3）将锥形瓶向右倾斜
【解析】【分析】（1）验证质量守恒定律时要满足：①能够发生化学反应；②如果有气体生成，那么反应必须在封闭的环境中进行。
（2）红磷燃烧时放出大量的热，如果直接和瓶底接触，那么瓶底可能会炸裂，据此分析细沙的作用。
（3）在图丁中，只要锥形瓶向右倾斜，试管中的过氧化氢溶液会流出与二氧化锰接触，从而开始分解反应，据此分析解答。
【解答】（1）甲：红磷燃烧生成五氧化二磷固体，且气球将装置封闭，可以验证质量守恒定律；
乙：蒸馏水和酒精不会反应，不能验证质量守恒定律；
丙：烧杯是开口的，生成的氧气会逸散，不能验证质量守恒定律；
丁：试管中的过氧化氢不能与二氧化锰接触，不能开始反应，不能验证质量守恒定律。
故选甲。
（2）实验甲中锥形瓶底部放入细沙的作用是：防止燃烧的红磷掉落而炸裂瓶底。
（3）图丁为图丙的改进实验。实验时只需将锥形瓶向右倾斜即可发生反应。
5．【答案】（1）电磁铁吸引的小铁钉数量
（2）当电流变化较小时也能反映电吸铁磁性强弱的变化
（3）将变阻器的滑片向左移动直至电流表示数与线圈匝数为20匝时的电流相同
【解析】【分析】（1）电磁铁的磁性越强，吸引的小铁钉的数量越多；
（2）在甲中，一旦电磁铁的磁场强度变化很小时，那么就无法通过小铁钉的数量比较磁场的强弱。在乙中，电磁铁的磁场强弱的很小变化，就能引起指针的大幅度偏转，据此分析解答。
（3）根据控制变量法的要求可知，探究电磁铁的磁场强弱与线圈匝数的关系时，必须控制通过线圈的电流相同，而改变线圈的匝数，据此分析解答。
【解答】（1）图甲实验中华华同学是根据电磁铁吸引的小铁钉数量来判断磁性的强弱。
（2）与甲图实验方案相比，乙图实验方案的优点是：当电流变化较小时也能反映电吸铁磁性强弱的变化。
（3）当线圈匝数从 20 匝换成 100 匝后，接下来应该进行的操作是：将变阻器的滑片向左移动直至电流表示数与线圈匝数为20匝时的电流相同。
6．【答案】（1）磁体间的距离越近，作用力越大
（2）转换
（3）甲、乙两块磁铁相互排斥时，磁体间作用力与距离的关系
【解析】【分析】（1）根据自己的生活经验对作用力大小与磁体间距离的关系进行猜想；
（2）物理学中对于一些看不见摸不着的现象或不易直接测量的物理量，通常用一些非常直观的现象去认识或用易测量的物理量间接测量，这种研究问题的方法叫转换法。
（3）磁极之间的作用力可以表现为吸引力，也可以表现为排斥力，而这个实验只研究了吸引力和距离的关系，没有研究排斥力和距离的关系，据此分析解答。
【解答】（1）我的猜想是：磁体间的距离越近，作用力越大；
（2）阳用如图所示的实验进行探究。由于磁体间作用力的大小不便测量，他通过观察细线与竖直方向的夹角的变化，来判断磁体间力的变化，用到的科学方法是转换法。
（3）小阳认为：这个结论还需要进一步实验论证，联想到磁体间的相互作用规律，利用上述装置和器材，还须研究：甲、乙两块磁铁相互排斥时，磁体间作用力与距离的关系。
7．【答案】（1）水进入集气瓶，且进入水的体积约为瓶内空气体积的五分之一；红磷不足或装置气密性不好或未充分冷却
（2）③①②④；1
【解析】【分析】（1）红磷燃烧消耗集气瓶内的氧气，导致瓶内气压下降。当打开止水夹后，在外界大气压强的作用下，烧杯内的水被压入集气瓶。由于氧气的体积约占空气总体积的五分之一，因此流入集气瓶内水的体积约为空气体积的五分之一。
如果红磷的量太少，那么氧气不能被全部消耗，则测量结果会偏小。如果打开止水夹时温度较高，那么瓶内气压较大，会导致进入水的体积偏小，使测量结果偏小。如果装置漏气，那么会导致集气瓶内气压变大，使测量结果偏小。
（2）根据对空气这氧气含量测量实验的理解分析解答。用空气的体积×1/5计算出试管内氧气的体积，当反应结束且恢复室温时，注射器针筒内空气减小的体积恰好等于试管内氧气的体积，据此计算即可。
【解答】（1）如图 1 所示装置和药品进行实验，冷却至室温后打开止水夹，如果实验结果符合预期，可观察到的现象是：水进入集气瓶，且进入水的体积约为瓶内空气体积的五分之一。若观察到结果小于预期值，则可能是因为红磷不足或装置气密性不好或未充分冷却。
（2）图2中实验的步骤为：
③将少量红磷平装入试管中，将20mL的注射器活塞置于10mL刻度处，并按上图中所示的链接方式固定好，再将弹簧夹紧橡皮管。
①点燃酒精灯。
②撤去酒精灯，待试管冷却后松开弹簧夹。
④读取注射器活塞的数据。
则正确的实验顺序为③①②④。
试管内氧气的体积：；
最终注射器的活塞所对的刻度为：10ml-9ml=1ml。
8．【答案】（1）不同
（2）红磷燃烧放热导致的压强增大量大于氧气消耗导致的压强减小
（3）打开弹簧夹，烧杯的水进入集气瓶，气体被压缩，气压增大
（4）偏小
【解析】【分析】（1）根据图片可知，集气瓶内的白磷燃烧生成五氧化二磷固体，且放出大量的热，因此里面的水用于吸收热量和五氧化二磷。烧杯的内的水流入集气瓶，用于测量集气瓶中氧气的体积。
（2）红磷燃烧消耗氧气，从而使气压减小，同时放出的热量使瓶内温度升高，气压增大。由于后者的影响远远大于前者，因此瓶内气压增大。
（3）当烧杯内的水流入集气瓶后，气体体积缩小而被压缩，从而使其气压增大，据此解答；
（4）F点的气压略低于A点的气压，则说明流入瓶内的水的体积偏小，也就是测出氧气的体积偏小，据此确定氧气体积分数的变化。
【解答】（1）在该实验中集气瓶和烧杯中都有水，它们的作用不同。
（2）在图2中B﹣C段增大原因分别是：B﹣C段红磷燃烧放热导致的压强增大量大于氧气消耗导致的压强减小。
（3）D﹣E段压强增大的原因：打开弹簧夹，烧杯的水进入集气瓶，气体被压缩，气压增大。
（4）F点时集气瓶内的气压略低于A点时的气压，则测得氧气体积分数偏小。
9．【答案】（1）铜片上的白磷燃烧，热水中的白磷不燃烧
（2）无污染环保
（3）增大可燃物与空气（氧气）的接触面积
（4）将燃料加工成蜂窝状或粉末状后使用；燃料燃烧时不断鼓入空气等合理答案请
【解析】【分析】（1）根据控制变量法的要求选择对照实验；
（2）a图中生成的五氧化二磷会排入空气，造成空气污染，b中容器是封闭的，生成的物质不会对空气造成污染；
（3）反应物的接触面积越大，反应越剧烈；
（4）根据自己的生活经验寻找使燃料充分燃烧而达到节约燃料目的的建议。
【解答】（1）探究可燃物的燃烧需要氧气时，必须控制可燃物相同且温度相同，而改变有无氧气这个条件，故选：铜片上的白磷燃烧，热水中的白磷不燃烧。
（2）乙同学设计的另一方案如图 b 所示，与甲同学的方案相比，该方案的优点是无污染环保。
（3）古语道：“人要实，火要虚”，从燃烧的条件看，“火要虚”的实质是：增大可燃物与空气（氧气）的接触面积。
（4）使燃料得到充分燃烧从而达到节约能源目的，具体的建议：将燃料加工成蜂窝状或粉末状后使用；燃料燃烧时不断鼓入空气。
10．【答案】（1）收集相同体积的氧气所需的时间
（2）①④
（3）越快
（4）质量和化学性质保持不变
【解析】【分析】（1）化学反应的速率越大，则生成氧气的速度越快。氧气的生成速度与生成氧气的体积和时间有关，则比较快慢可以：①相同的体积比时间；②相同的时间比体积；
（2）根据控制变量法的要求选择对照实验；
（3）根据实验数据分析反应速率与温度的关系；
（4）根据催化剂的性质分析解答。
【解答】（1）根据表格可知，实验中同学们是通过比较收集相同体积的氧气所需的时间的方式比较化学反应的速率。
（2）证明乙同学的观点正确，即探究反应速率与温度的关系时，需要控制过氧化氢的质量分数，用量和催化剂相同，而改变温度，故选实验①④。
（3）由以上实验得出：其他条件相同时，反应的温度越高或反应物的质量分数越大，则反应速率越快。
（4）在化学反应前后，催化剂的质量和化学性质保持不变，则：除了要证明它们能改变反应速率以为，还需要证明它们在实验前后的质量和化学性质保持不变不变。
11．【答案】减小；温度下降至室温；变黑色；操作简单/可以直接从左侧管上的刻度读出氧气的体积/避免导管中有水滞留对实验的干扰/实验过程中装置始终处于密闭状态(合理即可)
【解析】【分析】[经典赏析]流体总是从压强大的地方流向压强小的地方；
[交流与讨论]如果集气瓶内的温度比较高，则气压较大，打开弹簧夹后，从烧杯流入集气瓶的水的体积偏小，即测出的氧气的体积分数偏小。
[探究与反思]铜粉在氧气中加热，会生成黑色的氧化铜。注意从实验操作的简易程度、读取氧气体积的方便性、是否需要在实验过程中打开实验装置等角度描述图3中装置的优点。
【解答】[经典赏析]通过物质和氧气反应生成固体使密闭容器内气压减小，大气压将水压入，测出氧气的含量。
[交流与讨论]打开弹簧夹的时机很重要，温度下降至室温才可打开弹簧夹。
[探究与反思]验证甲同学的猜想，将铜粉在残余气体中加热，观察到铜粉变黑色，说明甲同学的猜想是合理的。
大家采用改进的实验装置(图3)进行实验，图3装置与图2相比，优点有：
①操作简单；
②可以直接从左侧管上的刻度读出氧气的体积；
③避免导管中有水滞留对实验的干扰；
④实验过程中装置始终处于密闭状态。
12．【答案】（1）将橡胶塞塞住试管，把导管口的下端浸入水中，用手紧握试管，如果观察到导管口有气泡冒出，就证明装置气密性良好
（2）0.5
（3）MnO2；收集50mL氧气所需的时间最短
（4）Fe2O3和KCl也能做KClO3分解的催化剂；Fe2O3的催化效果相对好一些。
【解析】【分析】（1）用手握住试管后，试管受热温度升高，里面的气体体积膨胀，压强增大，从而从导管口逸出，于是会看到气泡产生，这说明装置的气密性良好。
（2）根据控制变量法的要求解答；
（3）收集相同体积的氧气，时间越短，反应速率越快，则催化剂的效果越好。
（4）根据表格数据，对题干中提出的两个问题进行判断解答。
【解答】（1）对如图制取氧气的发生装置进行气密性检查的操作是：将橡胶塞塞住试管，把导管口的下端浸入水中，用手紧握试管，如果观察到导管口有气泡冒出，就证明装置气密性良好。
（2）探究催化剂的种类对催化效果的影响时，需要控制氯酸钾的质量和催化剂的质量相同，因此实验2中催化剂的质量应该是0.5g。
（3）根据表格可知，表中所列3种物质的催化效果最佳的是MnO2，理由是：收集50mL氧气所需的时间最短。
（4）根据表格数据可知：①Fe2O3和KCl也能做KClO3分解的催化剂；
②Fe2O3的催化效果相对好一些。
13．【答案】（1）研究金鱼藻的光合作用是否需要二氧化碳
（2）叶绿素；水浴加热
（3）氧气中混有太多的水蒸气(或氧气浓度不高)
（4）①在一只烧杯内放入清水，将金鱼藻放入水中，将漏斗盖在金鱼藻上；②在漏斗上面罩上盛满清水的试管；③将整个装置放在阳光下，观察到金鱼藻上产生气泡，气泡进入试管中，当试管中的水被排尽时，用大拇指在水中盖住试管口，将试管取出；④将带火星的木条伸入试管内，若木条复燃，则金鱼藻光合作用产生了氧气。
【解析】【分析】（1）根据实验中对实验组中变量的控制可确定实验目的。
（2）这个实验的因素是有无二氧化碳，暗处理后叶片是不含有机物的，所以滴入碘液后不能变蓝。
【解答】（1）在图片中一组实验不通入二氧化碳，一组通入二氧化碳由此可知，实验是在研究二氧化碳对光合作用的影响，所以实验的目的是：探究金鱼藻的光合作用是否需要二氧化碳。
（2）为了观察到现象1，需要用酒精溶解金鱼藻中的叶绿素，防止其影响对实验现象的观察；由于酒精是易燃物，给金鱼藻脱色需要水浴加热。
（3）实验过程中有气泡产生，但是现象2未出现预期的现象，可能的原因是氧气中混有太多的水蒸气(或氧气浓度不高)。
（4）根据用品和仪器改进后的实验设计方案为：①在一只烧杯内放入清水，将金鱼藻放入水中，将漏斗盖在金鱼藻上；②在漏斗上面罩上盛满清水的试管；③将整个装置放在阳光下，观察到金鱼藻上产生气泡，气泡进入试管中，当试管中的水被排尽时，用大拇指在水中盖住试管口，将试管取出；④将带火星的木条伸入试管内，若木条复燃，则金鱼藻光合作用产生了氧气。
故答案为：（1）研究金鱼藻的光合作用是否需要二氧化碳（2）叶绿素；水浴加热（3）氧气中混有太多的水蒸气(或氧气浓度不高)（4）①在一只烧杯内放入清水，将金鱼藻放入水中，将漏斗盖在金鱼藻上；②在漏斗上面罩上盛满清水的试管；③将整个装置放在阳光下，观察到金鱼藻上产生气泡，气泡进入试管中，当试管中的水被排尽时，用大拇指在水中盖住试管口，将试管取出；④将带火星的木条伸入试管内，若木条复燃，则金鱼藻光合作用产生了氧气
14．【答案】（1）将氧气全部耗尽，防止氧气在镁条燃烧时造成干扰
（2）待整个装置完全冷却后，打开铁夹
（3）进入集气瓶内的水的体积远远大于步骤③的数值；3Mg+N2 Mg3N2
【解析】【分析】（1）红磷与氧气反应生成五氧化二磷，它可以将氧气消耗掉，避免氧气对镁条的燃烧产生干扰。
（2）反应刚刚结束后，瓶内温度很高，气压较大，如果此时打开铁夹，进入瓶内的水的体积偏小，因此要等到整个装置冷却到室温时再打开铁夹；
（3）氧气和氮气都与镁带反应时，瓶内气体减小的总体积肯定大于只有氧气反应时的减小的体积，即进入集气瓶内水的体积会远远大于步骤③的数值。确定反应物、反应条件和生成物，据此写出反应的方程式。
【解答】（1）步骤②的实验目的是将氧气全部耗尽，防止氧气在镁条燃烧时造成干扰。
（2）将步骤③的操作补充完整：待整个装置完全冷却后，打开铁夹。
（3）小敏认为可利用镁带直接在集气瓶内燃烧(如图三)来验证实验结果，装置冷却，打开铁夹，当观察到进入集气瓶内的水的体积远远大于步骤③的数值时，也可确定镁能与氮气反应。
镁在氮气中点燃，生成氮化镁，方程式为： 3Mg+N2 Mg3N2 。
15．【答案】（1）将盆栽的植物置于黑暗处24小时
（2）光照
（3）水；酒精
（4）暗处理的时间过短，还留有淀粉
【解析】【分析】本题考查绿叶在光下制造淀粉的实验。
【解答】（1）①把盆栽的天竺葵放在黑暗处一昼夜，目的是让天竺葵在黑暗中把叶片中的淀粉全部转运和消耗。
（2）用黑纸把一片叶的部分从正面和背面盖住，然后移到阳光下，照射3至4小时，一个叶片不同处理是为了设置对照，此实验中的变量是光照。
（3） 步骤③将叶片放在盛有酒精的小烧杯中，再放入大烧杯内隔水加热，使叶片中的叶绿素溶解到酒精中，叶片变成黄白色，因此大、小烧杯中的液体分别是水、酒精。
（4）淀粉遇到碘液会变蓝，而步骤④滴加碘液后，叶片的见光部分和遮光部分都变蓝，其可能的原因是暗处理的时间过短，还留有淀粉。
故答案为：（1）将盆栽的植物置于黑暗处24小时（2）光照（3）水；酒精（4）暗处理的时间过短，还留有淀粉
16．【答案】（1）二氧化碳+水 有机物+氧气
（2）6
（3）没有积累，植物呼吸作用强度大于光合作用强度
（4）适当延长光照时间(或夜间适当降低大棚内温度，白天适当提高大棚内温度)。
【解析】【分析】（1）绿色植物的光合作用是指绿色植物利用光能在叶绿体里把二氧化碳和水等无机物合成有机物，释放氧气，同时把光能转变成化学能储存在合成的有机物中的过程。
（2）阳光强烈照射会使植物气孔完全关闭，且持续很长时间。
【解答】（1）图乙中由曲线I代表的是光合作用，文字表达式为：二氧化碳+水 有机物+氧气。
（2）在13时左右，曲线I代表的生理活动强度反而有所减弱，阳光强烈时，气孔闭合，因此最可能与图甲中的6气孔结构有关。
（3）在5~6时时段，植物体内有机物没有积累，呼吸作用消耗有机物，光合作用积累有机物，植物呼吸作用强度大于光合作用强度。
（4）提高大棚中农作物的产量的方法：适当延长光照时间(或夜间适当降低大棚内温度，白天适当提高大棚内温度)。
故答案为：（1） 二氧化碳+水 有机物+氧气 （2）6（3）没有积累，植物呼吸作用强度大于光合作用强度 （4）适当延长光照时间(或夜间适当降低大棚内温度，白天适当提高大棚内温度)
17．【答案】（1）A
（2）O2不足C过量
（3）遵循
【解析】【分析】（1）在化学反应中，如果反应物的质量之和恰好等于生成物的质量之和，那么此时恰好完全反应；
（2）根据A实验计算16g氧气完全消耗需要碳的质量即可；
（3）一切化学反应都遵循质量守恒定律，据此分析解答。
【解答】（1）在实验A中，氧气的质量为8g，碳的质量为3g，而二氧化碳的质量为11g，则反应物的质量恰好等于生成物的质量，即此时恰好完全反应。
（2）设与16g氧气完全反应需要消耗碳的质量为x，
；
解得：x=6g；
设与12g碳完全反应需要消耗氧气的质量为y，
；
解得：y=32g；
则B实验中生成CO2质量不是28克的原因是O2不足C过量。
（3）在C实验中，虽然有24g氧气，其实参与反应的氧气只有16g，而16g+6g=22g，仍然遵循质量守恒定律。
18．【答案】（1）将植物置于阳光下2－4小时
（2）用酒精溶解叶片中的叶绿素进行脱色
（3）叶片A没有变蓝色、叶片B变为蓝色
（4）光照、温度等，合理即可
【解析】【分析】本题主要通过对照实验探究植物光合作用的原料。
【解答】（1）将植物置于阳光下进行光合作用，制造有机物，为后期滴加碘液容易观察现象。
（2）将A、B两张叶片置于酒精溶液中加热，这样处理的目的是用酒精溶解叶片中的叶绿素进行脱色。
（3）二氧化碳是光合作用的原料，没有二氧化碳不能进行光合作用产生淀粉，而实验中A叶片所在的塑料袋中的石灰水吸收了二氧化碳，B叶片所在的塑料袋没有吸收二氧化碳，所以叶片B的变为蓝色，叶片A没有变蓝色，说明进行了光合作用产生了淀粉，
（4）影响光合作用的因素很多，还有：水分、光照、叶绿体等。
故答案为：（1）将植物置于阳光下2－4小时（2）用酒精溶解叶片中的叶绿素进行脱色（3）叶片A没有变蓝色、叶片B变为蓝色（4）光照、温度等，合理即可
19．【答案】（1）2KClO3 2KCl+3O2↑；①②
（2）BC；挤压软塑料管，将其内的液体药品压入上部，与纱布包中的块状固体药品接触。
【解析】【分析】（1）根据反应物的状态和反应条件选择合适的气体发生装置。氧气的纯度较低，其实就是其中混入了空气，据此分析判断。
（2）根据反应物的状态和反应条件选择合适的气体发生装置。根据装置F的特点和实验要求分析它的操作过程。
【解答】（1）装置A为“固态加热型”，适用于反应物为固体且需要加热的反应，因为试管口没有放上棉花，所以为氯酸钾在二氧化锰的催化作用下加热分解，生成氯化钾和氧气，方程式为： 2KClO3 2KCl+3O2↑ 。
①收集气体前，集气瓶中没有注满水，那么瓶中存在空气，会导致氧气不纯，故①正确；
②导管口刚有气泡冒出，就立刻收集，那么收集到的气体中含有空气，会导致氧气不纯，故②正确；
③收集气体后，集气瓶中仍有少量水，只会导致收集到的氧气体积偏小，而不会影响氧气的纯度，故③错误；
④收集气体后，集气瓶正放在桌面上，由于氧气的密度大于空气，因此氧气集中在瓶内，几乎不会影响氧气的纯度，故④错误。
故选①②。
（2）实验室用大理石和稀盐酸制取二氧化碳，应该选择“固液常温型”，即选B；二氧化碳能溶于水且密度大于空气，因此选择“向上排空气法”收集，故选C。
小乐尝试用装置F制取二氧化碳，其操作过程：挤压软塑料管，将其内的液体药品压入上部，与纱布包中的块状固体药品接触。
20．【答案】（1）CO2的浓度
（2）叶圆片光合作用产生氧气，气泡附着在叶片表面，使叶圆片的总浮力大于总重力
（3）相等时间内叶圆片浮起的数量
（4）其它条件相同时，二氧化碳浓度越高，植物光合作用越强
【解析】【分析】光合作用，通常是指绿色植物（包括藻类）吸收光能，把二氧化碳和水合成富能有机物，同时释放氧气的过程。控制变量在进行科学实验的概念，是指那些除了实验因素（自变量）以外的所有影响实验结果的变量，这些变量不是本实验所要研究的变量，所以又称无关变量、无关因子、非实验因素或非实验因子。
【解答】（1）由实验步骤可知，该实验的变量是CO2的浓度；
（2）叶片在水中能够进行光合作用，光合作用会产生氧气，附着在叶片表面，增大了叶片排开水的体积，由阿基米德原理可知，V排增大，则浮力会增大，大于叶片的重力，所以叶片会浮起来；
（3）由丙图可知，该实验是通过等时间内叶片浮起的数量来表示光合作用的强度；
（4）由丙图可知，C组浮起的叶片最多，且C组的CO2浓度最高，说明C组叶片的光合作用强度最强；
故答案为：（1）CO2的浓度；（2） 叶圆片光合作用产生氧气，气泡附着在叶片表面，使叶圆片的总浮力大于总重力；（3） 相等时间内叶圆片浮起的数量；（4） 其它条件相同时，二氧化碳浓度越高，植物光合作用越强.
21．【答案】（1）B；a；将燃着的小木条放在b端口，观察是否熄灭
（2）A；密度比空气小，难溶于水
【解析】【分析】（1）根据反应物的状态和反应条件选择合适的气体发生装置。根据生成气体的特点选择合适的收集装置。根据二氧化碳的验满方法解答。
（2）根据（1）中的方法分析解答。
【解答】（1）实验室制取二氧化碳，通常实验大理石和稀盐酸，那么发生装置应该选择“固液常温型”，即选B。
用正放在桌面上的F装置进行排空气法收集，由于二氧化碳的密度大于空气，因此会集中在集气瓶的底部，则二氧化碳应该从长导管a进入，而空气从短导管b排出。
检验F中CO2是否已经收集满的方法是：将燃着的小木条放在b端口，观察是否熄灭。
（2）实验室用加热无水醋酸钠与碱石灰的固体混合物制取甲烷气体，应该选择“固态加热型”，即选装置A。
收集甲烷气体可选用C排水法，说明甲烷气体难溶于水；选用E向下排空气法而不选用D向上排空气法，说明甲烷密度比空气小。
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