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2023-2024学年中考科学化学实验探究题
一、混合物成分及含量探究
1、某科学兴趣小组的同学为了测定某不纯氧化铁试样(其中的杂质不参与反应)中氧化铁的质量分数，设计了如图所示的实验装置：
试回答下列问题：
（1）A发生装置的优点是 。
（2）将出C中硬质玻管内发生的化学方程式 。
（3）称m克不纯氧化铁试样放入C中硬质玻管内，称得U形管和氯化钙干燥剂的质量为m1克，按上述装置进行实验，经过充分反应后称得U形管和氯化钙干燥剂的质量为m2克，则试样中氧化铁的质量分数为_________。
（4）同学们设计的这个实验装置对实验结果的准确性还有影响，你对该实验装置的改进建议是____
2、碳酸钠与工农业生产、日常生活紧密相关。工业碳酸钠大多采用侯氏制碱法制取，所得碳酸钠样品中往往含有少量NaCl，现欲测定样品中Na2CO3的质量分数，某探究性学习小组分别设计了如下实验方案。请回答下列有关问题：
方案一：沉淀分析法
把一定质量的样品溶解后加入过量的CaCl2溶液，反应的化学方程式为 。
将所得沉淀 （填操作）、洗涤、烘干、称量，判断沉淀已洗涤干净的操作是
。
方案二：气体分析法
（2）把一定量的样品与足量盐酸反应后，用如图所示装置测定产生CO2的体积，为了确保测定结果的准确性，B中的溶液最好采用 。
方案三：质量差分析法
（3）采用如图所示装置，把15.1g含钠的质量分数为42.2%的样品和足量的稀盐酸反应，通过称量反应前后盛有碱石灰的干燥管的质量，利用其质量差求算样品的纯度。该实验的操作步骤有：
①取样品装入广口瓶中，打开止水夹，缓慢鼓入空气数分钟
②关闭止水夹，在干燥管内填满碱石灰，质量为100g
③缓慢加入稀盐酸至不再产生气体为止
④打开止水夹缓慢鼓入空气数分钟，再称量干燥管质量为104.4g
Ⅰ 装置组装完成后，进行步骤①前还必要进行的操作为 。
Ⅱ 装置B的作用是 ；若去掉装置A，测定结果______（填“偏大”、“偏小”或“不变”）。
Ⅲ 根据上述数据可以计算出样品中Na2CO3的质量分数为 （精确到0.1%）。
Ⅳ 若把最后所得溶液蒸发干，能得到氯化钠的质量为 （列最后一步算式即可）。
二、混合气体成分探究
3、某混合气体可能有CO、H2、CO2中的两种或三种。某兴趣小组通过实验探究其成分。
【查阅资料】无水硫酸铜为白色粉末，遇水变蓝色。
【提出问题】混合气体由哪些气体组成？
【提出猜想】猜想一：混合气体是CO、CO2；猜想二：混合气体是CO、H2；猜想三：混合气体是H2、CO2；猜想四：混合气体是___________ 。
【设计实验】将混合气体依次通过下列装置如图1.
【观察现象】A中黑色固体变红色，B中无水硫酸铜变蓝色，C中澄清石灰水变浑浊。
【讨论交流】
（1）无水硫酸铜变蓝色，则猜想___________不成立；
（2）小华认为澄清石灰水变浑浊，原混合气体中一定含有CO2，小军认为小华的说法不正确，理由是___________；
（3）小丽认为在A装置前连接以下三个装置如图2就可以确定气体成分，则各仪器的接口连接顺序为___________→g→h，按小丽改进后的装置重新实验，观察到的现象是A中黑色固体变红色，B中无水硫酸铜变蓝色，前后两瓶澄清石灰水都变浑浊，则猜想___________成立，写出C中反应的化学方程式___________。
（4）指导老师指出小丽改进后的实验装置还存在一处不足，你的改进措施是___________。
4、半水煤气是工业合成氨的原料气，其主要成分是 H2、CO、CO2、N2和水蒸气。某科学兴趣小组为检验半水煤气的某些成分，设计的实验方案如图所示。
查阅资料可知碱石灰是 CaO 和 NaOH 的混合物。回答下列问题：
（1）A瓶中产生白色沉淀，其反应的化学方程式是______。
（2）D装置中“冰水”的作用是______。
（3）实验结果证明有H2、CO、CO2存在，根据实验装置回答，证明CO存在，只需观察到的现象是______。
（4）为了测定半水煤气中 H2、CO 质量的实验方案如下：
若步骤Ⅳ中浓硫酸质量增加a 克，步骤Ⅴ的KOH溶液质量增加b 克，则半水煤气中H2与CO的质量比为______（用含字母a、b的代数式表示）。
三、溶液溶质成分探究
5、科学兴趣小组的同学在探究碱溶液的化学性质时，进行了如图所示A、B、C、D四个实验。
（1）实验B结束后，小明对B试管中上层清液的溶质成分产生疑问，作出猜想：
猜想一：只含有NaOH；猜想二：含有NaOH、Na2CO3
猜想三：含有NaOH、Ca(OH)2；猜想四：含有NaOH、Ca(OH)2、Na2CO3
讨论后，大家一致认为有一个猜想是错误的，请指出错误的猜想并说明理由（用化学方程式表示理由） 。
（2）同学们取少量B试管中的清液分别置于甲、乙两支试管中，进行探究：
实验操作 实验现象 结论
在试管甲中继续滴加碳酸钠溶液 猜想三错误
在试管乙中滴加足量稀盐酸 开始无明显现象，后产生气泡 猜想二正确
（3）小组同学经过讨论认为A、B、C、D四个实验并没有探究出碱所有的化学性质，请你从上述四个实验中选择一个，继续加入一种试剂，得出“碱和酸能发生反应”这种化学性质，实验的方案是（写出操作和现象）： 。
6、某兴趣小组同学想要探究实验室中久置的氢氧化钠固体的成分。
[对固体猜想]猜想I：全部是Na2CO3；猜想II：全部是NaOH 猜想III：___________。
[实验和推断]
实验步骤 实验现象
①取少量白色固体于试管中，加水至全部溶解。 无色溶液
②向溶液中滴加适量物质X的溶液。 现象A
③再向试管中滴加几滴酚酞试液。 现象B
（1）若现象A为有气泡产生，则加入的X溶液是___________，说明氢氧化钠已经变质。有气泡的化学方程式是 。
（2）若X是Ca（OH）2溶液，现象A有白色沉淀，现象B为无色酚酞试液变红色，则白色沉淀为___________。该实验不能___________（填“能”或“不能”）说明样品中有NaOH，原因___________。
（3）若猜想Ⅲ成立，则X是___________溶液。
（4）【拓展应用】除去氢氧化钠溶液中存在的上述杂质可加入适量的___________。
四、化合物元素组成探究
7、实验室利用下列实验装置来测定铜的氧化物CuxO的组成。
（1）若气体a为纯净的氢气，在点燃A装置中酒精灯以前，要将氢气通入整个装置一段时间，其目的是__________________。
（2）若气体a为纯净的氢气，当铜的氧化物CuxO完全被还原为Cu时，称得Cu的质量为6.4克，同时称得B装置的质量增加了0.9克，则该铜的氧化物的化学式为___________。
（3）若气体a为混有少量H2O（气）的氢气，而又未经干燥处理直接通入装置A中，当铜的氧化物CuxO完全被还原为Cu时，仍然利用称量Cu的质量和B装置增加的质量的方法来完成这个实验，将使测定结果中铜元素与氧元素质量之比的值_____________。（填“偏大”、“偏小”或“不受影响”）
（4）若气体a为混有少量H2O（气）的氢气，不增加任何其他实验装置也不改动上述装置的连接顺序，仍用其来测定CuxO的组成，必须测得哪些数据才能得到x的值________？
8、小敏用下图装置测定铜锌合金中锌的相对原子质量。主要实验步骤如下（必要的固定装置已略去）：
①连接装置并检查装置气密性；
②加入药品和水；
③记录C中液面刻度（C为带有刻度的玻璃管）；
④由A向B中滴加试剂至过量；
⑤待B中不再有气体产生并恢复至室温后，记录C中液面刻度，计算得到气体的体积为V（经查，该气体密度为ρ）；
⑥将B中剩余固体过滤、洗涤、干燥称重，称得剩余固体质量为W。
（1）如何检验该装置的气密性：________；
（2）小敏发现实验中由于缺少某一步骤导致数据缺乏而无法计算，该步骤是：________；
（3）如果去掉装置中连接分液漏斗和试管之间的导管，并将试管上的双孔橡皮塞改成单孔橡皮塞；那么，对测量氢气的体积有何影响？____（填“偏大”、“偏小”、“无影响”）。
（4）若第（2）小题中缺少的数据为a，则锌的相对原子质量是______（用题中的字母表示）。
五、特殊物质化学性质探究
9、实验室现有一瓶含少量水的碳酸氢铵样品，为测定其中碳酸氢铵的质量分数，其化学兴趣小组利用如图所示装置进行实验(该装置气密性良好，装置B、C中所装药品均足量，碱石灰是氧化钙和氢氧化钠的混合物)。
已知：碳酸氢铵受热分解为水、二氧化碳和氨气，且NH3能被酸溶液吸收。
部分实验步骤如下：
Ⅰ.打开弹簧夹，通入一段时间的氮气：
Ⅱ.关闭弹餐夹，给碳酸氢铵样品加热；
Ⅲ.当样品反应完全，…，再停止加热，直到玻璃管冷却；
IV.实验完毕，测得装置B、C中药品的质量分别增加了m1、m2。
请回答下列问题：
(1)装置B中盛放的液体是_________(填名称)。装置C中发生反应的化学方程式为_________。
(2)步骤Ⅲ中，当样品反应完全时的现象是_________，停止加热前应进行的操作是_________。
(3)该样品中碳酸氢铵的质量分数的表达式为_________(用m1、m2的代数式表示)。
10、某科学兴趣小组对潜艇的制氧原理产生了好奇，通过查阅资料得知，潜艇中制取氧气的主要原料是固体过氧化钠（Na2O2），过氧化钠分别能和二氧化碳、水反应，都能生成氧气，反应的化学方程式为：2Na2O2+2H2O＝4NaOH+O2↑：2Na2O2+2CO2＝2Na2CO3+O2↑
为测定潜艇中过氧化钠的质量分数，该小组的同学在教师的指导下，利用下图所示的装置（固定装置已略去）开展探究，并得出正确结论。
已知装置B中盛有饱和NaHCO3溶液（NaHCO3不与CO2反应），碱石灰是由固体NaOH和CaO组成的混合物。整套装置气密性良好，反应所需试剂均足量。
请回答下列问题：
（1）装置B的作用是______。
（2）在A中不用稀硫酸而用稀盐酸原因______。
（3）装置E作用______。
（4）装置D中过氧化钠样品的质量为mg，装置D在反应前后质量分别为n1g和n2g，若样品中所含杂质既不溶于水，也不参加化学反应，求样品中过氧化钠的质量分数______？
六、空气中氧气含量测定、铁生锈
11、利用图甲所示的教材装置测量空气中氧气的体积分数，选用红磷作为药品是最佳选择吗？某兴趣小组设计并开展了如下实验。

①准备如图乙的玻璃容器，顶部用密封盖密封，并检查该装置的气密性。
②将氧气传感器（能实时显示容器内氧气的体积分数）固定在容器内壁，并装入足量的红磷。
③用激光笔点燃红磷，红磷剧烈燃烧，观察并记录氧气传感器所显示的氧气体积分数的变化情况。
④用白磷替换红磷重复上述步骤①～③。
⑤换用食品脱氧剂（可以直接与氧气反应，无需点燃的物质）重复上述步骤①～③。
根据实验数据，分别绘制三种物质氧化时容器内氧气体积分数随时间的变化情况如图丙。请回答：
（1）步骤①中检查气密性时，将玻璃容器浸没水中，如果观察到______，则说明气密性不好；
（2）实验过程中的红磷、白磷以及食品脱氧剂等药品均需足量，其原因是______；
（3）装置甲中150毫升集气瓶中装入30毫升的水，根据图丙的实验数据，选用红磷做实验，实验结束后理论上进入集气瓶的水的体积为______毫升；
（4）根据该兴趣小组的实验结果，用图甲装置测量空气中氧气的体积分数，你会选用哪种药品并说明理由______。
某项目学习小组用传感器开展“影响铁锈蚀因素”的探究，设计如图1所示实验装置并完成实验。实验过程中，传感器采集数据绘制得到如图2的甲、乙两幅曲线图。
【资料1】一定条件下，碳和氯化钠溶液可加快铁的锈蚀，但它们本身不参加反应。
【资料2】该实验步骤如下：
①检查装置气密性；
②装药品，将5克铁粉和2克碳粉加入锥形瓶，并加入2毫升饱和氯化钠溶液；
③立即塞紧橡皮塞，橡皮塞上已插有一支装有5毫升稀盐酸的注射器及传感器；
④观察现象，采集数据。
用所学知识及以上资料信息完成下列问题：
（1）实验进行一段时间后，注射器中的盐酸会自动注入瓶内，原因是___________；
（2）图2甲、乙曲线图中，0-t1段温度升高，瓶内压强减小；t2-t3段温度升高，瓶内压强增大。解释产生这两个不同现象的原因。___________
七、工艺流程图
13、实验室以MnO2为原料制备少量高纯MnCO3的流程如下：
已知：①反应Ⅰ的化学方程式：MnO2+SO2═MnSO4；
②MnCO3、Mn（OH）2均难溶于水，MnCO3在100℃时开始分解．
（1）反应Ⅰ属于基本反应类型中的 反应．
（2）流程中“操作”的名称为 ，所需要的主要玻璃仪器有 ．
（3）反应Ⅱ的化学方程式为 ．反应Ⅱ需控制溶液的酸碱性，若碱性过强，MnCO3粗产品中将混有 （填化学式）．
（4）验证MnCO3粗产品表面附着有Na2SO4杂质：取样品少许，向其中加入水，搅拌、过滤，向滤液中加入适量的 填化学式）溶液，有白色沉淀产生．
（5）为获得高纯MnCO3，需选择“低温”干燥的原因是
．
14、制盐在我国有着悠久的历史。某盐湖水样品含有NaCl、Na2SO4及少量MgSO4和CaSO4，某小组从中获取NaCl和Na2SO4的主要过程如下：

(1)“除杂1”应依次加入的两种试剂是______、______，“除杂2”应加入的试剂是______。（除杂限选试剂：HCl、HNO3、Na2CO3、Ca（OH）2）
(2)将“溶液A”在80℃蒸发浓缩，至有少量固体析出。

①该小组分析溶解度曲线，推测析出的少量固体是NaCl，但检验后却发现是Na2SO4。请作出合理解释： 。
②该小组停止蒸发浓缩，经 、过滤得到大量Na2SO4固体及母液；将母液中的NaCl分离出来，操作是 。
(3)设计由硫磺（单质硫）生产Na2SO4的转化路径，依次写出反应的化学方程式： 。（提示：常见＋4价硫的化合物可与O2化合为＋6价硫的化合物）
参考答案：
1、能控制反应的发生和终止 生成水的质量为：（m2-m1）克
设：试样中氧化铁的质量为x
试样的质量为m，则试样中氧化铁的质量分数为： 可以在装置B、C之间，增添一个气体干燥装置（即盛有浓硫酸的洗气瓶），以便吸收从装置B中导出的氢气会带出的水蒸气，避免造成误差。
（1）Na2CO3+CaCl2=2NaCl+CaCO3↓ 过滤 取最后一次洗涤液，加入硝酸银和稀硝酸，没有沉淀生成，说明已洗涤干净
饱和碳酸氢钠溶液
Ⅰ 检验装置气密性 Ⅱ 吸收水蒸气 偏大 Ⅲ. 70.2% 16.2
3、 CO、CO2、H2 （1） 一 （2） CO和灼热的CuO反应会生成CO2 （3） e→f→a→b→d→c 四 CO2+Ca（OH）2═CaCO3↓+H2O （4） C装置后放一酒精灯，将尾气点燃
4、（1）CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O （2）验证气体通过灼热的氧化铜后是否有水生成
（3）E中的澄清石灰水变浑浊 （4）11a/63b
5、Na2CO3+Ca(OH)2=CaCO3↓+2NaOH 向D试管中滴加稀盐酸，溶液由红色变为无色
NaOH和Na2CO3 （1）稀盐酸 Na2CO3 +2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑ （2） CaCO3/碳酸钙 不能 加入Ca(OH)2溶液会带入OH-离子或与Na2CO3反应可以生成NaOH，对实验产生干扰
（3）CaCl2 或BaCl2、Ca(NO3)2、Ba(NO3)2 （4） Ca(OH)2溶液或Ba(OH)2溶液）
7、 （1） 排尽装置内的空气，防止发生爆炸 （2） Cu2O （3）偏小 （4）反应前铜的氧化物CuxO 的质量和反应后得到的铜的质量
8、（1）提高D管，静止片刻后，C、D液面仍存在高度差，则气密性良好装置不漏气 （2）测量铜锌合金的总质量 （3）偏大 （4）设锌的相对原子质量为x
x=
则锌的相对原子质量是
（1）浓硫酸 CO2+2NaCO=Na2CO3+H2O
（2）玻璃管中样品完全消失 打开弹簧夹，通入一段时间的氮气 （3） ×100%
10、 （1）吸收挥发出的HCl （2）生成的微溶，会阻止反应的继续进行 （3）防止空气中的进入对实验造成影响 （4）设过氧化钠的质量为x
解得：x=
药品中过氧化钠的质量分数为：
11、（1）容器内出现水或有气泡冒出 （2）使装置内氧气完全反应 （3）33.2mL （4）食品脱氧剂，因为其能消耗尽密闭容器内的氧气且不需要点燃
12、
13、（1）化合．
（2）过滤； 漏斗、玻璃棒、烧杯．
（3）MnSO4+2NaHCO3=Na2SO4+MnCO3↓+CO2↑+H2O． Mn（OH）2．
（4）BaCl2．
（5）MnCO3的分解温度为100℃，为防止MnCO3高温分解，影响高纯MnCO3的纯度
14、（1）氢氧化钙、碳酸钠 HCl
（2）溶液中硫酸钠的含量比氯化钠高，硫酸钠先达到饱和析出；降温结晶
加热蒸发溶剂至有较多晶体析出，趁热过滤、洗涤、干燥
（3）S+O2=点燃=SO2 SO2+2NaOH=Na2SO3+H2O 2Na2SO3+O2= 2Na2SO4

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