资源简介

(共40张PPT)
专题七　实验探究题
题型概述
实验探究题是中考的必考题型,此类题型一般会结合科学探究的要素,提出问题、猜想与假设、进行实验、收集证据、解释与结论、反思与评价等进行考查。实验探究题的主要考查内容有:①物质性质(金属、酸、碱、盐的化学性质)和物质变质的探究;②反应后溶质的成分或物质成分的探究;③化学反应影响因素的探究(影响金属与酸反应快慢的因素、催化剂对化学反应的影响等);④铁生锈和燃烧条件的探究;等。
中考实验探究题以“重视基础、关注探究、联系实际、促进发展”为原则,主要考查学生的阅读能力、猜想能力、获取与处理信息的能力、实验方案的设计与评价能力,试题以中等难度为主,有较好的区分度。
方法指导
1.科学探究的题型结构思维模式:
2.注意实验操作、实验现象、实验结论之间的对应关系:
归类剖析
类 型 1
反应后溶质成分或混合物成分的探究
例1在一次劳动实践中,某兴趣小组同学发现一种新型固体洗涤剂能瞬间清除衣服上的汗渍、果汁渍等顽固污渍。通过查阅资料得知新型固体洗涤剂是一种钠盐(Na2CO4),它能与水反应生成碳酸钠和其他化合物。小组同学对生成的其他化合物进行探究。过程如下:
实验1:溶解样品。取适量洗涤剂样品于烧杯中,加入适量蒸馏水使之完全溶解,有气泡产生并形成无色溶液a。产生的气体能使带火星的木条复燃。
【提出问题】该洗涤剂与水反应生成的其他化合物是什么
【猜想与假设】
猜想一:H2O2
猜想二:NaOH
猜想三:H2O2、NaOH
做出以上猜想应遵守　　　　　定律。
质量守恒
实验2:实验验证。
实验操作 实验现象 实验分析与结论
①取适量无色溶液a于小烧杯中,加入过量氯化钙溶液,过滤,得到清液b ____________ 加入过量氯化钙溶液的目的是将溶液中的碳酸钠除尽,反应的化学方程式是
_______________________________________________
生成白色沉淀
Na2CO3+CaCl2═
CaCO3↓+2NaCl　
实验操作 实验现象 实验分析与结论
②取适量清液b于试管中,加入二氧化锰,振荡 ___________ 猜想　　　成立
③将上述试管中所得混合物静置,取少量清液于试管中,加入氯化铁溶液 无明显现象
【反思与交流】该洗涤剂应　　　　保存。
产生气泡
一
密封
类 型 2
物质变质类的探究
例2兴趣小组对一瓶久置的NaOH固体的变质情况进行了实验探究。
【提出问题】NaOH变质了吗
【做出猜想】①没有变质　②已经变质
请用化学方程式表示NaOH变质的原因: 　 。
任务一　定性实验探究该NaOH固体是否变质
【实验活动1】兴趣小组设计方案进行如下实验
2NaOH+CO2Na2CO3+H2O　
实验方案 实验现象 实验结论
取少量该NaOH固体样品完全溶于水,加入过量稀盐酸 ________________ 猜想②成立
依据是_________________ __________________
(用化学方程式表示)
【反思评价】有的同学提出此实验无法确定该NaOH固体变质程度。
有气泡产生
Na2CO3+2HCl═
2NaCl+H2O+CO2↑
任务二　定量实验探究该NaOH固体变质程度
【实验活动2】兴趣小组利用控制变量的方法进行实验,实验装置和实验数据如下所示。
实验序号 分别向左右容器内加入下列物质 温度升高值/ ℃ 溶液pH
1 1.0 g NaOH固体 31.52 13.69
2 a g Na2CO3固体(a的数值为　　　) 10.03 11.92
3 1.0 g该NaOH固体样品 15.71 m
1.0
【实验结论】小组同学分析温度升高值数据,确定该NaOH固体的变质程度是　　　　　　　,请推测m的取值范围是　 　　　　。
部分变质
11.92任务三　计算该NaOH固体的变质率
【实验活动3】实验步骤:称量1.0 g该NaOH固体样品于小烧杯中备用,量取10.0 mL 12%的稀盐酸,用电子天平称量反应前仪器和试剂的质量,记录数据;将稀盐酸加入小烧杯内,待完全反应,再次称量仪器和反应后溶液的质量,记录数据。
反应前质量/g 反应后质量/g 质量差/g
105.32 105.02 0.30
兴趣小组结合实验数据,计算出该NaOH固体的变质率为　　　　(结果保留至1%)。
66%
温馨提示:变质率=×100%
【反思评价】兴趣小组充分认识到定量研究在化学实验中的重要作用。
【拓展延伸】生活中的管道疏通剂和炉具清洁剂的成分中都含有NaOH,包装标签上应注明的注意事项是 　 (写一条)。
密封保存
解析:【实验活动2】根据探究实验要求控制变量的原则,a g Na2CO3固体中a的数值为1.0。【实验结论】根据图表信息可知,若全部为氢氧化钠,温度升高31.52 ℃;若全部为碳酸钠,温度升高10.03 ℃;而1.0 g氢氧化钠样品温度升高15.71 ℃,因此该NaOH固体属于部分变质;m的取值范围是11.92设消耗碳酸钠的质量为x。
Na2CO3+2HCl═2NaCl+H2O+CO2↑
106 44
x 0.30 g
,x≈0.72 g
设变质的氢氧化钠的质量为y。
2NaOH+CO2═Na2CO3+H2O
80 106
y 0.72 g
　y≈0.54 g
1.0 g该NaOH固体中含有碳酸钠的质量为0.72 g,变为碳酸钠的氢氧化钠的质量为0.54 g;没有变质的氢氧化钠的质量为1.0 g-0.72 g=0.28 g;氢氧化钠的总质量为0.28 g+0.54 g=0.82 g,因此氢氧化钠的变质率为×100%≈66%。【拓展延伸】NaOH露置在空气中易变质,包装标签上应注明的注意事项是密封保存。
类 型 3
影响因素的探究
例3(2024·贵州中考)大自然的鬼斧神工造就出千沟万壑、千瀑万洞的“喀斯特地貌”,贵州双河溶洞是全球白云岩喀斯特典型的范例,某小组同学开展了研究性学习。
任务一:调查溶洞概况
小组同学通过实地勘察,绘制部分洞穴剖面图如图1。
图1
(1)溶洞岩石以白云岩为主,其中的CaCO3、MgCO3两种化合物的类别属于
　　　(填“酸”“碱”或“盐”)。
(2)岩石裂缝渗水以及洞内地下水对白云岩不断侵蚀,形成千姿百态的溶洞地貌。测得A处渗水的pH<7,显　　　性。
盐
酸
任务二:探究白云岩溶蚀与钟乳石的形成
【资料显示】当CaCO3遇到溶有CO2的水时,会生成溶解性较大的Ca(HCO3)2,发生反应①CaCO3+CO2+H2O═Ca(HCO3)2;溶有Ca(HCO3)2的水遇热或压强变小时,就会分解,重新形成CaCO3沉积下来,发生反应②Ca(HCO3)2═CaCO3↓+CO2↑+H2O。
【探究活动1】用CaCO3模拟白云岩的溶蚀
(1)设计方案制取CaCO3
白云岩中除CaCO3、MgCO3外,还含有多种成分。小组同学设计两种不同反应原理的方案制取CaCO3模拟溶蚀过程,完成下表。
序号 试剂 反应原理(化学方程式)
方案一 CO2、Ca(OH)2固体、蒸馏水
方案二
(2)进行溶蚀模拟实验
实验一:用方案一进行实验,向盛有一定量Ca(OH)2固体的烧杯中加入蒸馏水,搅拌,过滤,得到饱和澄清石灰水。取15 mL饱和澄清石灰水于烧杯中,通入一定量CO2,观察到溶液立即变浑浊,继续通入过量CO2,浑浊液未变澄清。
CO2+Ca(OH)2═CaCO3↓+H2O
Na2CO3溶液、Ca(OH)2溶液
Na2CO3+Ca(OH)2═CaCO3↓+2NaOH
【表达交流】根据资料显示中的反应①,应观察到浑浊液变澄清,现象与预期不符。经过讨论、分析,为达到实验目的,改进实验如下。
实验二:另取15 mL饱和澄清石灰水于烧杯中,加入35 mL蒸馏水,搅拌,通入一定量CO2,溶液逐渐变浑浊,继续通入过量CO2,浑浊液变澄清。
【分析与解释】改进后现象与预期相符。加入35 mL蒸馏水的作用是
　　 　　　　　　,浑浊液变澄清的原因是
　 　。
小组同学用其他的方法,证明了白云岩中的MgCO3也能在酸性条件下发生溶蚀。
增加碳酸氢钙溶解的量　
CaCO3和CO2、水反应生成可溶于水的碳酸氢钙
【探究活动2】模拟钟乳石的形成
取实验二反应后的溶液,静置,放于低压环境,一段时间以后发现澄清溶液中出现浑浊现象,实验成功。
【迁移应用】图1中,滴水从B处下落的过程中,产生CO2的原因可能是
　 。
压强变小,碳酸氢钙分解
任务三:模拟洞内地下水对白云岩的溶蚀
洞内地下水中富含钙离子、锶离子、硫酸根离子等,小组同学用四种盐溶液进行地下水对白云岩的溶蚀实验,测得白云岩溶蚀率(溶蚀率:白云岩减少的质量与白云岩总质量的比值。)随时间变化的关系如图2。
图2
下列说法正确的是　　　　(填字母)。
A.白云岩的溶蚀率随时间的增加而增大
B.锶离子含量越多,越能促进白云岩的溶蚀
C.混合溶液会增大白云岩的溶蚀率
D.白云岩的溶蚀受钙离子、锶离子的影响
【项目总结】沉积物是“时间胶囊”,可反映出它们形成时的地质环境,极具科研价值。
ACD
类 型 4
验证物质组成的探究
例4工业上可用高温煅烧贝壳制氧化钙。小明对贝壳的成分进行探究并测其含量。
(1)探究贝壳的成分。
【提出猜想】小明猜想贝壳中含有碳酸钙。
小明猜想的依据之一是化学变化中元素不变,之二是贝壳难溶于水,之三是 　　　　　　　　　　　　　。
【查阅资料】①钙能与水反应生成Ca(OH)2。②若用铁丝蘸取某溶液在酒精灯火焰上灼烧,火焰呈砖红色,则可证明该溶液中含有钙的化合物。
贝壳能与稀盐酸反应产生气体
【实验验证】
①取适量贝壳置于大试管中,加入稀盐酸使之溶解,产生　　　　　　(填颜色和气味)的气体,该气体能使澄清石灰水变浑浊。证明贝壳中含有碳酸盐。
②用铁丝蘸取贝壳与稀盐酸反应所得的溶液在酒精灯火焰上灼烧,火焰呈砖红色。证明贝壳中含有钙的化合物。
【得出结论】贝壳中含有碳酸钙。
无色无味
(2)测贝壳中碳酸钙的含量。
【设计实验】小明设计如图1(夹持装置已略去)所示实验,测贝壳中碳酸钙的含量。
图1
图2
①装置A中NaOH溶液的作用是 　 。
②装置C中过量Ba(OH)2溶液的作用是　 。
【改进实验】为减少实验试剂的使用,小明设计如图2所示实验,通过测量二氧化碳体积确定碳酸钙的含量。
①称取四份质量均为a g的贝壳,分别使之与稀盐酸反应,测得二氧化碳体积分别为w L、x L、y L、z L,其中w、x、y相近,z明显偏小,其偏小的原因可能是 (写出一种即可)。
②舍弃①所测z,计算w、x、y的平均值为b,在通常状况下,二氧化碳密度为ρ g·L-1,则贝壳中碳酸钙的质量分数为　　 　　　(用含a、b、ρ的代数式表示,不必化简)。
吸收空气中的二氧化碳　
吸收反应产生的二氧化碳
装置漏气
×100%
【反思与期待】受条件所限,小明未能对贝壳中含有的其他成分进行探究,他期待在今后的学习中进一步探究。
解析:(2)【设计实验】①空气中含有二氧化碳,装置A中NaOH溶液的作用是吸收空气中的二氧化碳。②稀盐酸与贝壳中的碳酸钙反应生成氯化钙、水和二氧化碳气体,二氧化碳气体能与氢氧化钡溶液反应生成碳酸钡沉淀和水,则装置C中过量Ba(OH)2溶液的作用是吸收反应产生的二氧化碳。【改进实验】①装置漏气会使收集到的二氧化碳的体积偏小。②生成二氧化碳的质量为b L×ρ g·L-1=bρ g,设贝壳中碳酸钙的质量为x。
CaCO3+2HCl═CaCl2+CO2↑+H2O
100 44
x bρ g
　x= g
则贝壳中碳酸钙的质量分数为×100%。
类 型 5
物质性质的探究
例5人被蚊虫叮咬时,蚊虫向人的皮肤“注射”了蚁酸,使叮咬处红肿痛痒。化学兴趣小组的同学们对蚁酸产生了浓厚的兴趣,决定对其进行探究。
【提出问题】蚁酸的成分是什么 具有什么性质
【查阅资料】蚁酸是一种有机酸,化学名称叫甲酸,化学式为HCOOH;蚁酸在隔绝空气并加热的条件下会分解生成两种氧化物。
【实验探究】
(1)向盛有蚁酸溶液的试管中滴入几滴紫色石蕊溶液,观察到溶液变成红色,说明蚁酸溶液呈　　(填“酸”或“碱”)性。
酸
(2)小亮同学根据蚁酸中含有　　　　元素,推测出蚁酸分解生成的氧化物之一是H2O。
(3)小亮同学对蚁酸分解生成的另一种氧化物提出猜想:Ⅰ.该氧化物是CO2;Ⅱ.该氧化物是CO。
他将蚁酸分解产生的气体通过如图实验装置进行验证。
氢、氧
实验过程中,装置甲中无明显现象,则猜想Ⅰ　　　(填“成立”或“不成立”);若猜想Ⅱ成立,则装置丁中的现象是　　 　　　　　;装置丙中发生反应的化学方程式是　 　。
【讨论交流】
(4)从环保角度分析,该装置存在的明显不足是　　 　　　　　。
【拓展延伸】
(5)甲酸(HCOOH)中碳、氢、氧三种元素的原子个数比为　　　　　　,质量比为　　　　　。
(6)为缓解蚊虫叮咬的痛痒,可在叮咬处涂抹下列物质中的　　 (填字母)。
A.苏打水　　B.肥皂水　　C.醋酸
不成立
澄清石灰水变浑浊
Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2
缺少尾气处理装置　
1∶2∶2
6∶1∶16
AB
解析:(3)实验过程中,装置甲中无明显现象,说明气体中不含二氧化碳,则猜想Ⅰ不成立;若猜想Ⅱ成立,说明蚁酸分解生成的另一种氧化物为CO,丙装置中一氧化碳在高温下与氧化铁反应生成二氧化碳和铁,故装置丁中的现象是澄清石灰水变浑浊,装置丙中发生反应的化学方程式是Fe2O3+3CO
2Fe+3CO2。(4)一氧化碳有毒,排放到空气中会污染空气,则从环保角度分析,该装置存在的明显不足是缺少尾气处理装置。(5)甲酸(HCOOH)中碳、氢、氧三种元素的原子个数比为1∶2∶2,质量比为12∶(1×2)∶(2×16)=6∶1∶16。(6)苏打水、肥皂水呈弱碱性,可用于涂抹蚊虫叮咬处,减轻痛痒;醋酸溶液呈酸性,不能用于涂抹蚊虫叮咬处。
类 型 6
实验中的意外现象
例6某实验小组将稀盐酸逐滴加入Na2CO3溶液中,观察到先无气泡,过一段时间后产生气泡。
【提出问题】为什么滴入稀盐酸没有立即产生气泡
【实验探究】借助数字化实验进行探究。一定温度下,用1.825%的稀盐酸与20 mL饱和Na2CO3溶液反应,装置如图1所示。随稀盐酸逐滴加入,充分搅拌,采集到溶液的pH随滴入稀盐酸体积的变化关系如图2所示。实验中发现A~B段对应烧杯中无气泡产生,B点后逐渐有气泡冒出,C点后几乎无气泡。
图1
图2
【查阅资料】NaHCO3溶液的pH约为8.2。
【实验分析】(1)图2中A点对应溶液的颜色是　　　　。
(2)“液滴数传感器”采集的坐标数据是　　　　　　　　。
(3)随着稀盐酸滴入,溶液pH　　　(填“增大”“不变”或“减小”)。
(4)图2中D点对应溶液中含有的溶质有　　　　　　(填化学式)。
【实验结论】(5)稀盐酸滴入Na2CO3溶液,反应分两段进行。
A~B段:反应的化学方程式是 　 。
B~C段:A~B段的生成物继续与稀盐酸反应转化为CO2逸出。
红色
稀盐酸体积
减小
HCl、NaCl　
Na2CO3+HCl═NaCl+NaHCO3
解析:(4)D点对应pH小于7,溶液呈酸性,则盐酸过量;碳酸钠和盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳,故D点对应溶液中含有的溶质有HCl、NaCl。(5)B点溶液pH=8.2,而碳酸氢钠溶液的pH约为8.2,则推测B点溶质中有碳酸氢钠,则碳酸钠先和盐酸反应生成氯化钠、碳酸氢钠,此阶段无气泡产生,化学方程式为Na2CO3+HCl═NaCl+NaHCO3。

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