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热点3 科学探究型
【题型分析】近年来科学探究型实验在中考中越来越成为体现一份试卷的品位的“卖点”，更成为检验中考命题是否较好地体现新课程标准的重要参数，占分值在10%～15%之间。这类试题往往以实验为载体，考查的不再是课程中单一的知识点，而是对学生的实验操作技能、探究实践能力，设计能力、观察分析问题的思维途径、知识的理解、认识水平以及表达交流技能等科学素养进行全方位的评估考查。
探究解题新思路
题型1 热点探究型
[典例1]某研究性学习小组的同学欲利用下列装置探究绿色植物呼吸过程中是否有CO2气体产生，设计的探究过程如下，请回答其中的有关问题。
(1)假设：绿色植物在呼吸过程中有CO2气体产生。
(2)设计方案：使绿色植物在避光的黑暗处发生呼吸作用，检验呼吸过程中产生的气体。
(3)查阅资料：①绿色植物光合作用过程：二氧化碳+水有机物+氧气
②绿色植物呼吸作用过程：有机物+氧气二氧化碳+水+能量
(4)实验：
操作步骤 简 答
①将各装置按上图所示连接好并装入化学试剂，C中放入绿色植物 ①A装置的作用是________，②B装置的作用是________，③C处玻璃罩不能透光的原因是______。
②往A的导管口缓缓连续鼓入空气一段时间 ④A装置中应观察到的现象是________________，有关化学方程式为：________________，⑤D装置中应观察到的现象是_______________。
(5)结论与讨论：
①能表示这个探究实验获得成功的两个主要现象是____________和____________。
②如果该研究性学习小组探究的结论不正确，原因是多方面的。请你从实验条件控制上找出可能的两个原。
一是________________________________________________，
二是________________________________________________。
解 析：此题再现了科学探究的真实情景。着重考查学生的实验能力和探究意识，设问巧妙，解答开放。解题关键是把生物知识和化学实验融合在一起，从题给信息中得出结论。植物发生呼吸作用需要O2，O2来自于空气，但空气中还含有CO2，这对证明呼吸作用产生CO2形成干扰，所以要将空气中的CO2去除，去除必须完全彻底。
答 案：(4)①除尽空气中二氧化碳等酸性气体 ②检验二氧化碳是否被除尽 ③保证绿色植物只发生呼吸作用或避免绿色植物发生光合作用 ④出现浑浊；Ca(OH)2+CO2＝CaCO3↓+H2O ⑤变浑浊 (5)①B中不出现浑烛；D中出现浑浊 ②鼓入空气时间不够或D中石灰水浓度太小或C中绿色植物量太少或C装置的玻璃罩漏光(答出其中两项合理解释即可)
领悟整合 本题为探究过程型实验题，这类题是考查学生化学实验能力的高层次题型，要求学生综合运用所学知识和实验技能技巧，对实验原理、实验方案、操作过程以及现象等做出全面理解和判断，是同学们的软肋，也是今后考试的主流。解答这类题型时，首先要耐心认真阅读题目，挖掘题给信息，然后进行信息提炼，通过类比迁移、分析综合，定能准确解答。
题型2 科学研究型
[典例2] 小丽同学欲通过实验证明“二氧化锰是过氧化氢分解的催化剂”这一命题，她设计并完成了下表所示的探究实验
实验操作 实验现象 实验结论和总结
结论 总结
实验一 取5mL5％的过氧化氢溶液于试管中，伸入带火星的木条 有气泡产生，木条复燃 过氧化氢分解产生氧气，但是__________。反应的化学方程式是_______________。 二氧化锰是过氧化氢分解的催化剂
实验二 向盛水的试管中加入二氧化锰，伸入带星的木条 没有明显现象
实验三 _________________ _________________________________ 二氧化锰能加快过氧化氢的分解
（1） 请你帮小丽同学填写上表中未填完的空格。
（2） 在小丽的探究实验中，“实验一”和“实验二”起的作用是_______________。
（3） 小英同学认为仅由上述实验还不能完全得出表内的“总结”他补充设计了两个方面的探究实验，最终完成了对“命题”的实验证明。
第一方面的实验操作中包含了两次称量，其目的是 。
第二方面的实验是利用“实验三”反应后的试管内的剩余物继续实验。接下来的实验操作、现象和结论是 。
解 析：题目源于课本上一个很浅显的结论，但本题经改编后却成了一道很好的科学探究性试题。从题目内容可知，探究活动要注意控制变量、实验对比，再进一步根据实验现象进行正确分析、对比，进而归纳得出正确的结论。①“实验一”和“实验二”对比，证明水和二氧化锰不能产生氧气；过氧化氢不加二氧化锰也能产生氧气，只不过产生氧气的速率慢。②“实验三”在进行设计时，要注意控制过氧化氢溶液的质量和质量分散、二氧化锰的质量不变。③二氧化锰加快了过氧化氢的分解，其质量在化学反应前后也没有改变，那么其化学性质在化学反应前后是否改变了，需要进一步实验证明。
答案（1）

实验一 反应很慢 2H2O2 ====2H2O + O2↑
实验二 二氧化锰不能产生氧气
实验三 取5mL5％的过氧化氢溶液于试管中加入二氧化锰，伸入带火星的木条 有大量气泡产生，带火星的木条迅速复燃
（2）对比
（3）第一方面：比较二氧化锰在过氧化氢分解前后的质量。
第二方面：倒掉反应后的液体，向剩余的固体中加入过氧化氢溶液，有大量气泡产生，说明二氧化锰的化学性质在化学反应前后没有改变。
领悟整合 题目突出对实验事实进行分析处理，考察学生综合探究实践能力，这类试题已成为近年各类考试的热点。
② 展望命题新动向
可能用到的相对原子质量：
H—1 O—16 C—12 Na—23 Ba—137
一、热点探究型
1．铁暴露在空气中会生锈。不知你注意了没有，将苹果切开不久，果肉上就会产生一种咖啡色的物质，也好像生了“锈”一样.某化学活动小组对此进行了探究。
提出问题:切开的苹果“生锈”与什么因素有关？
猜想与假设:
猜想①：可能与空气没有关系，只是果肉内的物质自身相互反应而“生锈”
猜想②：可能是果肉中的物质与空气中的氧气作用而“生锈”；
猜想③：可能是果肉中的物质与空气中的氮气作用而“生锈”；
猜想④：可能是果肉中的物质与空气中的二氧化碳作用而“生锈”；
猜想⑤：可能是果肉中的物质与空气中的氧气作用而“生锈”，并且苹果“生锈”的速度还可能与温度有关
收集证据
（一）查阅有关资料：已知苹果“生锈”是果肉里的物质（酚和酶）与空气中的一种物质发生反应，生成咖啡色的物质。
（二）实验探究：针对上面的猜想①至猜想⑤，化学活动小组依次设计了实验方案，进行了实验验证，并依次观察到下列实验现象。请你将他们设计的可行的实验探究方案，填写在下表中。
猜想 可行的实验方案 观察到的实验现象
猜想① 将一小块果肉浸入盛有蒸馏水的烧杯中，观察现象。 果肉表面不变色。
猜想② 果肉表面变色。
猜想③ 果肉表面不变色。
猜想④ 果肉表面不变色。
猜想⑤ 温度高的先变色。
得出结论： 。
反思与评价：（1）在②—⑤四种猜想中，你认为猜想 填代号）最不合理，理由是 。
（2）在验证猜想①时，同学们发现，如果水不与空气隔绝，果肉放在水中时间长了也会变色，其可能的原因是 。
应用:根据上述结论，要防止果汁变质，果品加工厂加工和保存果汁时可采取的措施是 。
2．维生素C(简称Vc，又名抗坏血酸)，易溶于水，易被氧化。人体缺乏Vc可能引发多种疾病。水果和蔬菜中含有丰富的Vc。某研究性学习小组对它探究如下：
探究一：测定饮料中Vc的含量。
【查阅资料】Vc能和高锰酸钾反应，使紫色的高锰酸钾溶液褪色。
【设计方案】分别向盛有lmL等浓度高锰酸钾稀溶液的四只试管中逐滴滴加果味饮料、苹果汁、梨汁和0.04％的Vc溶液，边滴边振荡，直至高锰酸钾溶液褪色。
果味饮料 苹果汁 梨汁 0.04%的Vc溶液
滴加得滴数 40 10 20 5
【实验数据】
【实验结论】分析数据可知，Vc含量最高的是 ，含量为 (各液体密度上的差别和每一滴的体积差别忽略不计)。
探究二：蔬菜放置时间的长短对其Vc含量是否有影响。
【设计方案】请你用新鲜的黄瓜、放置一周的黄瓜、高锰酸钾稀溶液和必要的仪器设计实验方案：
。
【实验结论】按上述方案实验，根据 这一实验结果，分析得出蔬菜放置时间的长短对其Vc的含量有影响。
3．金属是一类重要的材料，人类生产、生活都离不开金属。下面是小海同学对铁的部分知识的学习、探究。
(1)小海对铁制品生锈情况的调查：
调查内容 涂油的无锈铁钉 炒菜的铁锅 土壤中的铸铁管道
铁制品锈蚀的现象 较长时间仍不生锈 清洗后，擦干置于干燥处，未生锈 在潮湿、疏松透气的土壤中生锈明显
由上可知铁制品生锈是铁与空气中的_______和_________共同作用的结果。
实验步骤 观察到的现象 反应的化学方程式
(2)为证明铁的金属活动性比铜强，请与小海一起完成实验设计：
4．2010年1月7日，兰州石化公司石油化工厂的一个装有液化气等轻烃的罐区发生爆炸。消防官兵在灭火中使用了很多水炮对着火的罐体不断喷水，经46小时终于将火扑灭。环保部门监测发现：空气中粉尘颗粒增多，比正常值超出八倍。
(1)水炮灭火的主要原理是 。
(2)目前计人空气污染物的项目为：一氧化碳、二氧化硫、可吸人颗粒物、 等。
(3)当地某化学兴趣小组想探究爆炸现场附近的空气中是否含有CO气体。设计实验方案如下：
【实验目的】确定气体样品中是否含有CO。
【实验原理】①除去收集的空气样品中的氧气；②3CO+Fe2O3高温2Fe+3CO2(假设该样品中不含除CO之外的其他能与Fe2O3，反应的物质)。
【实验仪器】
甲 乙 丙
请根据他们的设计回答下列问题：
①在实验时，上述仪器的连接顺序是：丙→乙→甲→乙。其中乙装置需要使用两次，第一次的作用是 。
②根据实验中出现的
或 现象，能判断出爆炸现场附近的空气样品中有较多CO。
③从环境保护的角度考虑，你认为该实验的设计是否存在缺陷，如果有，该如何改进
。
5．下面是某化学兴趣小组探究废旧干电池中白色糊状物成分的过程，请帮助他们完成相应的报告。
[提出问题]白色糊状物是由什么物质组成的
[资料]干电池的白色糊状物中含有铵根离子。
[猜想]可能含有OH－、CO32－、Cl－、SO42－中的一种或几种，白色糊状物可能是淀粉。
[设计方案]小亮首先认为不能存在的离子是_______，因为铵根离子遇到该离子会生成氨气。
为了验证其他离子的存在情况，兴趣小组设计如下实验，请你完成以下实验报告。
实验操作 实验现象 实验结论
（1）取糊状物少量，加足量的水，搅拌后过滤。取少量滤液于试管中，滴加硝酸钡溶液。 ______________ 没有SO42－和CO32－存在
（2）另取第（1）不所得滤液少量，滴加少量__________溶液 产生白色沉淀 存在的离子是_____
（3）取白色糊状物，滴加少量_________溶液 出现蓝色 有淀粉存在
[结论]干电池内白色糊状物中含有的盐类物质是________，在化肥中它属于____肥
(填“氮”、 “磷”、 “钾”)。
[反思]随意丢弃废旧干电池会造成环境污染，而废旧干电池中的许多物质可以回收利用，变废为宝，造福人类。
二、科学研究型
6.A、B、C三只小烧杯内依次盛有一定体积的浓氨水、酚酞溶液、酚酞溶液，按图所示进行探究活动，不能得到的结论是 （ ）
A.氨分子是不断运动的
B.碱溶液能使酚酞溶液变红
C.空气不能使酚酞溶液变红
D.氨气溶于水，形成的氨水使酚酞溶液变红
7.氢氧化钙和氢氧化钠都因与空气中的二氧化碳反应而变质.对实验室中的两份已变质的氢氧化钙和氢氧化钠固体，某同学提出了猜想并探究其组成，请你与他一起完成探究过程.
　　(1)对已变质的氢氧化钙进行探究
　　[猜想]①可能完全变成了碳酸钙.
　　　　　②可能部分变质，其成分是氢氧化钙和碳酸钙的混合物.
　　[进行实验]
实验过程 实验现象 结论
取固体少量于烧杯中，加水后充分搅拌，将所得混合物过滤，取滤液少量于试管中，滴加酚酞试液. 　　 猜想②成立
　　(2)对已变质的氢氧化钠进行探究
　　[猜想]①可能完全变成了碳酸钠.
　　　　　②可能部分变质，其成分是__ __.氢氧化钠和碳酸钠的混合物
　　[进行实验]
实验过程 实验现象 结论
　 　　
　。 　　 猜想①成立
　(注：还可用氯化钡、硝酸钙、硝酸钡等溶液代替氯化钙溶液)　
[交流反思]实验室中的某些药品能与空气中的物质反应，它们都应 密封保存.
8. 某校化学课外兴趣小组的小刚和小强同学到实验室去做探究实验时，他们意外发现实验桌上有一瓶敞口放置的氢氧化钠固体。根据所学化学知识，他们认为此瓶氢氧化钠固体变质了，接着他们对这瓶氢氧化钠固体变质情况进行了探究。
提出问题：氢氧化钠固体变质程度如何？
查阅资料：（1） 20℃部分物质的溶解性表
OH- NO3- Cl- SO42- CO32-
Na+ 溶 溶 溶 溶 溶
Ca2+ 微 溶 溶 微 不
（2）氯化钙和氯化钠溶液呈中性，不能使无色酚酞变色
猜想与假设：
小刚猜想：氢氧化钠可能部分变质，生成了碳酸钠。
小强猜想： 。
实验探究：小刚和小强设计探究实验方案，证明了他们各自的猜想。探究过程如下：
实验步骤 实验操作 实验现象 实验结论或化学方程式
步骤一 取样品，加水配制成溶液，并向其中滴加适量氯化钙溶液，充分反应后过滤 有 生成 氢氧化钠已变质。写出加入氯化钙溶液后发生反应的化学方程式 。
步骤二 取上述少量滤液于试管中，滴加无色酚酞溶液 酚酞溶液变为 色 氢氧化钠部分变质
得出结论：小刚的猜想正确。
表达与交流
（1）用化学方程式表示氢氧化钠变质的原因： 。
（2）在实验室里氢氧化钠需要密封保存。药品密封保存的原因很多，请你写出浓盐酸需要密封能够保存的原因 。
9．某同学做了过氧化氢和二氧化锰制氧气的实验后，又设计了几组实验探究影响过氧化氢分解的速率.
（１）实验一：每次均用30mL10%的过氧化氢溶液，采用二氧化锰粉末做催化剂，测定各次收集到500mL氧气所用的时间，记录结果如下：（其他实验条件均相同）

实验次序 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
MnO2用量（g） 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0
所用时间（s） 17 8 7 5 4 3 2 2 2 2
该实验证明了 对反应速率 （填“有”或“无”）影响。
（２）实验二：每次均取5mL30%的过氧化氢溶液，然后稀释成不同浓度的溶液进行实验。记录数据如下：（其他实验条件均相同）
实验次序 1 2 3 4 5 6 7 8
过氧化氢溶液的浓度 1% 3% 5% 10% 15% 20% 25% 30%
MnO2用量（g） 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2
收集到540毫升气体所用时间（s） 660 220 205 80 25 9 4 3
请分析表中数据回答：
过氧化氢的浓度对反应速率是怎样影响的呢？ 。
（３）实验三:探究温度是否对反应速率有影响.以下是设计的实验记录表:
实验次序 1 2 3
过氧化氢溶液的浓度 ① 10% 10%
MnO2用量（g） 0.2 0.2 ②
温度(℃) 20 40 60
收集到相同量气体所用时间（s）
表中①的数据为 ；表中②的数据为 。
10．现有一包白色粉末，可能由NaCl、Na2SO4、Na2CO3、CuSO4中的一种或几种组成。现做如下实验：①取少量粉末，加水溶解得无色溶液；②另取少量粉末，滴加稀盐酸，无明显现象。请回答：
（1）由实验①可确定原粉末中一定没有 ；
由实验②可确定原粉末中一定没有 。
（2）根据上述实验现象，得出原粉末中可能含有的物质是 、 。
（3）为进一步确定原粉末的组成，另取少量粉末按下图所示进行实验：［在AgNO3、Ba(NO3)2、BaCl2溶液中选择两种作为A、B试剂，且A、B的阳离子不同]
原粉末的成分是 ；试剂A为 ；试剂B为 。
（若有多种情况，只需写出其中一种）
11．某无色气体，可能含有H2、CO、CO2中的一种或多种。现将该气体依次经过下列装置处理后（假设每步作用均完全）。有关的实验事实是：①A装置质量增重；②B装置中的固体由黑变红；③C装置中无水硫酸铜变蓝；④D装置中石灰水变浑浊。请回答下列问题：
（1）该气体中一定含有 ，可能含有 。
（2）若要确认可能含有的气体是否存在，请提出实验改进方案 。
12．同学们在学习碱的化学性质时，进行了如图所示的
（1）乙实验中滴加氢氧化钠溶液后，可观察到的现象是 。
（2）甲实验中滴加酚酞的作用是 。
（3）实验结束后，同学们将甲、乙、丙三个实验的废液倒入同一个干净的废液缸中，最终看到废液浑浊并呈红色，产生疑问。
【提出问题】 废液中含有哪些物质？
【交流讨论】①一定含有的物质：碳酸钙、指示剂、水和 （写物质名称） 。
②还含有能使废液呈碱性的物质。能使废液呈碱性的物质是什么？同学们有如下猜想。
猜想一：只有碳酸钠；猜想二：只有氢氧化钙；猜想三：是氢氧化钠和碳酸钠。
你认为还可能是 。(写一种猜想)
【实验设计】同学们想用实验来验证上述猜想，设计如下实验。请你将实验设计补充完整。
实验内容 预计现象 预计结论
取少量废液缸中上层清液于试管中，加入过量 溶液，静置 ①有白色沉淀，溶液呈红色 猜想 正确。
② 猜想一正确。
③ 猜想 正确。
【反思拓展】 在分析化学反应后所得物质的成分时，除了考虑生成物外还需考虑
。
13.有一实验事实：铁粉与硫酸铜溶液反应，不但有铜生成，而且有较多的气体产生。为确定气体的成分，进行下列实验探究。
（一）探究：从物质组成元素角度分析，气体可能是SO2、O2、H2中的一种或几种。
（二）实验：
（1）甲同学为确定是否含有SO2，他将气体通入酸性高锰酸钾溶液中，溶液颜色未发生变化，则该气体中 SO2（填“有”或“无”）。
（2）乙同学认为只有O2，则可用是 来检验。实验证明乙同学的观点不正确
（3）丙同学为判断是否含有O2，同时确定气体成分，通过查阅资料得知：
O2+4KI+4HCl=2I2+4KCl+2H2O，I2为碘单质。于是他设计了如下的实验装置：
（三）实验现象与结论：A中观察到 ，证明无O2；
B中观察到 ，证明该气体是H2。
（四）实验反思：
（4）大家认为丙同学在加热之前，应对气体先 以确保安全。
（5）由上述实验可知，硫酸铜溶液显 性（填“酸”或“碱”）。
14．某化学课外兴趣小组通过查阅资料知道过氧化钠(Na202)能与水反应生成氢氧化钠和氧气，于是他们做了以下探究实验。
实验1：向包有过氧化钠粉末的脱脂棉上滴水，脱脂棉燃烧起来。
请你对脱脂棉燃烧的原因进行分析_________________________________________ 。
实验2：向盛有过氧化钠粉末的试管中加入水，充分反应后，取试管中的少量溶液放入另一小试管中加入几滴无色酚酞试液，溶液变红，过了一会，红色又褪去了。
【提出问题】溶液为什么先变红，过了一会，红色又褪去了呢
【猜想】甲同学认为是氢氧化钠溶液与空气中的二氧化碳反应的缘故。乙同学认为甲同学的猜想不正确，理由是_____________________。
【查阅资料】①滴加酚酞呈现红色的溶液遇到H202时，H2O2可以破坏酚酞的结构，使酚酞在碱性溶液中不能再显红色；②酚酞在稀碱性溶液中稳定显红色，而在浓氢氧化钠等溶液中显红色后又褪色。
【猜想】通过查阅资料后，该兴趣小组对溶液的红色褪去的主要原因又进行了猜想。
猜想A：过氧化钠与水反应可能生成了H2O2；猜想B：生成的氢氧化钠溶液可能太浓。
【实验探究】请你将下列实验方案填写完整。
猜想 实验操作 实验现象 结论
A 取过氧化钠与水反应后的溶液放人试管中__________________， 猜想A正确
B 取过氧化钠与水反应后的溶液放人试管中___________________， 猜想B错误
【得出结论】根据实验分析，过氧化钠与水反应除了生成氢氧化钠和氧气外，还存在另一反应，则另一反应的化学方程式为______________________________________。

三、实验与计算
15． ⑴实验室常用过氧化氢与二氧化锰来制取氧气，该反应中二氧化锰的作用是_______________________。
⑵实验室也可用高锰酸钾来制取氧气。某同学想用实验来证明高锰酸钾溶液的紫红色是MnO4-的颜色，而不是K+的颜色，他设计的下列实验步骤中没有意义的是　 　　。
①将高锰酸钾晶体加热分解，所得固体质量减少
②观察氯化钾溶液没有颜色，表明溶液中K+无色
③在氯化钾溶液中加入适量锌粉振荡，静置后未见明显变化，表明锌与K+不反应
④在高锰酸钾溶液中加入适量锌粉振荡，静置后见紫红色褪去，表明MnO4-为紫红色
⑶过氧化钠与水的反应也能用来制取氧气：
Na2O2+2H2O＝2NaOH+H2O2
2H2O2＝2H2O＋O2↑
已知：当NaOH溶液的质量分数大于24%时，酚酞显无色；H2O2具有漂白性，能使有色有机物氧化褪色。
现将0.39g Na2O2溶解在10.0mL过量水中，再向所得溶液中滴入2滴酚酞，溶液先变红，片刻后红色褪去。据此回答下列问题：
①甲同学认为红色褪去的原因是由于溶液中NaOH的质量分数过大，此种说法________（填“正确”或“不正确”）。请通过计算加以说明。（假设过氧化氢完全分解；水的密度为1 g/cm3）
②乙同学认为红色褪去的原因是由于反应后的溶液中有过氧化氢存在。请设计实验加以证明。
16．酸、碱、盐是有广泛用途的重要化合物。某化学活动小组的同学围绕这几类化合物进行了一系列的探究活动。
（1）同学们打开盛浓盐酸和浓硫酸试剂瓶的瓶盖，立即就能把它们区分开来，这是为什么
(2)右图是某试剂瓶标签上的内容。要把10 g这种
浓硫酸稀释为20％的硫酸，需要水的质量为 g。
稀释浓硫酸时，不可将水倒进浓硫酸里，请解释其原因。
(3)为探究一瓶氢氧化钠固体的变质情况，同学们进行了如下实验。
①取少量该固体样品置于试管中，向其中加入一种无色溶液，发现有气泡产生，说明该样品中含有碳酸钠，由此可确定该固体已发生变质。则无色溶液可能是 。
②为探究该固体中是否还有未变质的
氢氧化钠，同学们又进行了如下表所示的
实验。已知碳酸钠的水溶液呈碱性，它的
存在会对氢氧化钠的检验造成干扰。请根据右图部分物质的溶解性表(20℃)所提供的信息，将下表填写完整。
实验目的 实验操作 现象 结论或化学方程式
除去碳酸钠 取少量该固体样品溶于水配成溶液，滴加适量的 溶液，充分反应后过滤 有白色沉淀生成 有关反应的化学方程式为
检验是否含有氢氧化钠 在滤液中滴加酚酞溶液 该样品中含有氢氧化钠
(4)若73 g质量分数为20%的盐酸与127g氢氧化钠溶液恰好完全中和，试计算反应后所得溶液中溶质的质量分数。

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