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浙教版八年级科学下册
第十五讲实验探究专题
一、本册重要的科学探究实验及其考查的知识点
实验探究的内容 考查的知识点
测定空气中氧气的含量 实验原理、实验现象及实验结论，实验数据 及误差分析等
氧气的制取和性质研究 制取氧气的反应原理及制取和收集装置的选 择，装置气密性的检查、实验步骤，氧气的 检验和验满，氧气的化学性质等
探究可燃物燃烧的条件 燃烧的条件和灭火的原理，控制变量法等
实验探究的内容 考查的知识点
质量守恒定律 实验设计的原则，质量守恒定律的内容，化 学方程式的书写、配平及相关计算，实验分 析等
对流实验 对流运动的特点及应用
二氧化碳的制取和性质 研究 制取二氧化碳的反应原理及制取和收集装置 的选择，装置气密性的检查、实验步骤，二 氧化碳的检验和验满，二氧化碳的化学性质 等
实验探究的内容 考查的知识点
植物的光合作用 光合作用的条件、原料、产物，实验步骤、 实验现象、实验结论，控制变量法等
动植物的呼吸实验 实验原理、实验现象分析、实验结论，控制 变量法等
影响电磁铁磁性强弱的 因素 影响电磁铁磁性强弱的因素，实验现象、实 验结论，控制变量法等
实验探究的内容 考查的知识点
装配直流电动机模型 直流电动机的结构、工作原理及能量转化， 电动机不转的原因及解决方法，改变电动机 转向和转速的方法等
电磁感应现象 感应电流产生的条件和电流方向变化的规 律，控制变量法等
影响酶催化作用的因素 酶的特点，实验现象分析、实验结论，控制 变量法等
实验探究的内容 考查的知识点
观察小鱼尾鳍内的血液 流动现象 动脉、静脉和毛细血管的区分，实验操作的 注意事项等
模拟横膈运动 呼吸系统的组成，吸气、呼气时肋间肌和膈 肌的运动状态及胸廓、肺内气压的相应变化 等
二、解答实验探究题时要注意的问题
1. 一定要看清实验探究的目的，最终的结论一定要和探究的目的相 吻合。
2. 一定要看清题目给出的图像，很多信息有可能隐藏在图像中。
3. 在写结论或设计实验时一定要控制变量。
4. 对实验进行评估或给实验提建议时，一定要考虑结论的普遍性、准确 性，可从如何减小误差，如何使实验更加简便、巧妙等方面考虑。
将一棵银边天竺葵（边缘呈白色）在黑暗中放置24 h后，选一健壮 的叶片，用透气但不透光的黑纸片将①处正反两面遮住（如图所示）， 然后将植株移到阳光下，数小时后，将叶片摘下，去掉黑纸片，经酒精 脱色处理后加数滴碘液。下列选项中错误的是（ ）。
A. ①处不变蓝，原因是不见光，不能进行光合作用产生淀粉
B. ③处不变蓝，说明叶绿体是植物进行光合作用的重要条件
C. 用不透光的黑纸片将①处正反两面遮住，是为了与②处形成对照
D. 将银边天竺葵在黑暗中放置24 h，是为了耗尽叶片中的氧气
光是光合作用的条件，①处不见光，不能进行光合作用产 生淀粉，因此①处不变蓝；③处不变蓝，原因是没有叶绿体，不能进行 光合作用，说明叶绿体是植物进行光合作用的重要条件；用不透光的黑 纸片将①处正反两面遮住，是为了与②处形成对照，变量是光；将银边 天竺葵在黑暗中放置24 h，是为了耗尽叶片中的淀粉。
D
“植物制造淀粉”的实验步骤：暗处理→部分遮光→光照→摘 下叶片→酒精脱色→漂洗加碘→观察颜色。实验要点：光合作用需要 光、光合作用制造淀粉、淀粉遇碘变蓝色、酒精溶解叶片中的叶绿素。
银边天竺葵叶片的白色边缘部分不含叶绿体。
用下列装置进行证明质量守恒定律的实验。
（提示：锌与稀硫酸反应能生成硫酸锌和氢气）
（1）反应前后容器中物质的总质量不相等的是 （填序号）。
（2）能用于验证质量守恒定律的是 （填序号）。
（3）再加一个实验，用天平称量光亮铁钉的质量为x g，该铁钉在潮湿 的空气中与氧气和水结合生成铁锈后的质量为y g，则x和y的关系为 x （填“ > ”“ = ”或“ < ”）y。
（4）通过对以上几个实验的分析，你认为用有气体参加或生成的化学 反应来验证质量守恒定律时，应在 中进行，才能判定参加化学反 应的反应物总质量和生成物总质量是否相等。
（1）装置①属于密闭实验装置，没有气体逸出，所以反应 前后容器中物质的总质量不变；装置②生成氢氧化铜沉淀和硫酸钠，也 没有气体逸出，所以反应前后容器中物质的总质量也不变；③、④两个 装置都会生成气体，气体从装置中逸出，所以反应前后容器中物质的总 质量会发生变化。（2）只有反应前后物质的总质量没有变化的化学变 化才能验证质量守恒定律。（3）光亮铁钉生锈后结合了空气中的水分 和氧气，生成物的质量增加了。（4）验证质量守恒定律的实验必须保 证没有物质逸出，即在密闭容器中进行即可。
（1）③、④ （2）①、② （3） < （4）密闭容器
本题考查质量守恒定律的验证。在验证质量守恒定律时， 有气体参加反应或有气体生成的实验必须在密闭容器中进行，不允许有 任何物质逸出。
质量守恒定律适用于化学变化，不适用于物理变化。验证 质量守恒定律时特别要注意是否有气体参与或产生。
某科学兴趣小组的同学就“二氧化碳对人类是利大于弊，还是弊大 于利”展开了激烈的讨论，在交流中有学生提出二氧化碳气体增多可能 会导致温室效应。为了对温室效应有更全面的了解，该小组的同学展开 相关的研究。下面是该小组展示的关于“温室效应研究”课题的部分资料 及图片。
●温室气体还有哪 些？
●人类的哪些活动会造成温室气体增 多？
●怎样才能减少大气中的温室气体，从而减缓地球的温室效应？ 什么是温室效应？
温室效应是怎么来的？
温室效应是由于大气中的大量二氧化碳、氟氯烃、甲烷、二氧化氮等温室气体（其中主要是二氧化碳），像玻璃罩一样，紧紧地罩在我们的上空，使太阳照射在地球上的热量无法逸散，从而使气候圈增温的现象。目前，产生温室效应主要是由现代工业过多燃烧煤炭、石油和天然气以及森林大火等，大量的二氧化碳气体进入大气造成的。
根据上述信息，请回答问题：
（1）小组同学采用装置甲制备CO2气体，该装置还可以用来制取氧气，请写出用该装置制取氧气的化学方程式： 。
（2）利用装置乙研究产生温室效应的气体是 ，该小组的同学需要 定时观测并记录的数据是 。
（3）该小组同学用装置丙来进行CO2产生温室效应的模拟研究，在左侧 集气瓶中盛放CO2气体，右侧集气瓶中盛放 （填气体名称）。设计 意图：希望实验时，能观察到食用油a侧液面高度 （填“低于”“等 于”或“高于”）b侧液面高度，以此证明CO2是产生温室效应的气体。
（1）由装置甲可知，此装置属于固体与液体发生反应制取 气体，若制取氧气，则应用过氧化氢在催化剂的作用下分解制取氧气。 （2）由装置乙可知，研究产生温室效应的气体是甲烷，该小组同学需 要定时观测并记录的数据是温度。（3）要研究二氧化碳产生温室效 应，应将二氧化碳与空气对比，所以右侧集气瓶中盛放的是空气。由于 二氧化碳能形成温室效应，温度高，压强大，所以能观察到食用油a侧 液面低于食用油b侧液面。
低于
本题以温室效应为背景材料，综合考查氧气的实验室制 法、二氧化碳对环境的影响、气体温度与压强的关系等知识，在解答本 题时要把材料和所学的知识相联系，仔细分析。
根据装置甲，本题中制取氧气的方法只能选择“过氧化氢催 化分解法”，而不能选择“氯酸钾加热分解法”。
【杭州】为了探究酸性环境对唾液淀粉酶催化作用的影响，请根据 所提供的实验器材设计一个实验方案。
实验器材：试管、1%淀粉溶液、新鲜唾液、5%稀盐酸、量筒、温度 计、烧杯、碘液、蒸馏水、滴管、酒精灯、三脚架、陶土网、火柴、记 号笔、计时器。
（1）该实验的原理：① ；②碘液能使淀粉变蓝。
（2）设计该实验的主要步骤：
（可用文字、表或图简要表述）。
（3）预期本实验的结果是 。
该实验的原理：①唾液淀粉酶能催化淀粉分解；②碘液能 使淀粉变蓝。要探究酸性环境对唾液淀粉酶催化作用的影响，除了酸性 这一条件不同外，其他条件都应相同，据此解答即可。
（1）唾液淀粉酶能催化淀粉分解 （2）①取两支洁净的试 管，标号为A和B，向两支试管中分别加入2 mL 1%淀粉溶液；向A试管中 加入1 mL 5%稀盐酸和1 mL唾液；向B试管中加入1 mL蒸馏水和1 mL唾 液；②把A、B两支试管放入37℃的水中，恒温水浴；③10 min后，向 A、B两支试管中分别滴入1滴碘液，观察颜色变化 （3）A试管中溶液变 蓝，B试管中溶液不变蓝
本题考查实验设计，解答此类题时，一般先根据实验目的 选择合适的材料，再根据控制变量法确定实验需要控制的变量，然后设 计实验。这类题对学生的表达能力要求较高，所以平时要加强这方面的 训练。
设计实验时，作为实验组的A试管中加入1 mL 5%稀盐酸和1 mL唾液，作为对照组的B试管中应加入“1 mL蒸馏水和1 mL唾液”，而不 是“1 mL唾液”。
D
A. 测定空气中氧气的含量
B. 研究二氧化碳的性质
C. 证明动物呼吸作用消耗氧气，产生二氧化碳
D. 研究膈的升降与呼吸
A. 燃烧匙中的红磷越多，水位上升越高
B. 燃烧匙中的红磷可用硫或木炭代替
C. 选用红磷是因为反应可以消耗O2，生成固态的P2O5
D. 本实验可以证明空气中含有N2、O2、CO2和稀有气体
C
A. 如图甲所示，用喝水杯做“纸片托水”实验，可以测出大气压的值
B. 如图乙所示为自制气压计，玻璃管内水柱升高，说明外界大气压增大
C. 如图丙所示，向外拉活塞，试管内气压减小，原来停止沸腾的水一定 会再次沸腾
D. 如图丁所示，圆形水管左粗右细，水管中的气泡随水流水平向右快速运动的过程中，体积会变大
D
【解析】“纸片托水”实验能证明大气压的存在，但不能测出大气压的 值，A错误；题图乙为自制气压计，玻璃管内水柱升高，说明瓶内气压 高于外界大气压，即外界大气压减小，B错误；气压减小，水的沸点降 低，向外拉活塞，试管内气压减小，如果水的沸点没有降低到试管内水 的温度，原来停止沸腾的水不会再次沸腾，C错误；由于圆形水管左粗 右细，水向右流动的过程中，水经过细管时，流速大，压强小，所以气 泡在细管处体积会变大，D正确。
A. 实验前用手握住乙装置的试管外壁，观察红色水 滴能否移动，这是为了检查装置的气密性
B. 设置乙装置的作用是形成对照
C. 用天平分别称出甲、乙整个装置的质量，若前后 质量有变化，则可证明种子进行了呼吸作用
D. 静止一段时间后，甲装置内红色水滴会向右移动
C
【解析】甲装置和乙装置都是密闭装置，前后质量没有变化，因此不能 通过质量的变化证明种子进行了呼吸作用。
5. 如图所示，将一根直导线放在静止的小磁针的正上方，并与小磁针平 行。接通电路后，观察到小磁针发生了偏转。
磁场
磁
场方向与电流方向有关
（3）实验中小磁针的作用是 。
（4）实验中用到的一种重要科学研究方法是 （填字母）。
A. 类比法 B. 转换法
C. 控制变量法 D. 等效替代法
检测磁场的存在
B
6. 【温州】为了探究温度对蟑螂呼吸快慢的影响，小明设计了如下两种 实验方案。
方案一：把一只健壮的蟑螂放入30℃的密闭容器内（如图甲所示），利 用传感器测定10 min内容器中的温度值和氧气含量；10 min后，将冰袋 放置在容器两侧，使容器内的温度逐渐降低，并测定随后20 min内的数 据。多次重复实验。
方案二：在两个温度不同的相同密闭容器中各放入一只健壮的蟑螂（如 图乙所示），利用传感器测定30 min内的相关数据。多次重复实验。
装置内氧气含量降低的快慢
排除不同蟑螂的
个体差异对实验结果的影响（或在同一容器内控制温度连续变化）
a
7. 科技小组为探究不同浓度的CO2的温室效应，设计了如图所示的实验 装置。A瓶内充满空气，B、C、D三瓶内分别充有10%、20%、30%的 CO2，放在黑暗处一昼夜。实验时，在一排集气瓶的右上方用功率为200 W的灯泡照射，10 min后观察温度计的读数，然后再将四个集气瓶避光 保存10 min，再次观察温度计的读数。
使四瓶气体的初始温度相
同
四瓶气体与
灯泡的距离不同，受热不匀，未控制好变量
（3）实验改进后，测得的数据如下表所示。结合表中实验数据，该实 验可以得到的结论是 。
温度计标号 A B C D
初始温度 18℃ 18℃ 18℃ 18℃
10 min后的温度 20℃ 21℃ 22℃ 23℃
避光保存10 min后的温度 18.5℃ 19.5℃ 21℃ 22.5℃
CO2浓度越大，温室效应越明显
减少煤
等化石燃料的使用，植树造林（合理即可）
8. 【台州】将燃烧的蜡烛放入图A所示的装置中，一段时间后，蜡烛会 慢慢熄灭。兴趣小组探究其熄灭原因的过程如下（气体的含量用体积分 数表示）。
（1）甲同学认为，蜡烛熄灭是装置内的氧气被消耗完了。他设计了如 图B所示的实验装置，待蜡烛熄灭后，用凸透镜聚焦太阳光使白磷的温 度达到着火点，观察到 的现象，从而否定了自己的猜想。他 重新实验，测得蜡烛燃烧过程中烛焰附近的二氧化碳含量从0.04%上升 到7.4%，氧气含量从21%下降到13.8%。
白磷燃烧
（2）甲同学又认为可能是二氧化碳含量过高导致蜡烛熄灭。乙同学不 赞同，他改变图A所示装置中的气体成分，只进行了一次实验，就否定 了甲同学的观点。乙同学进行的实验是 （填字母）。
实验 氧气含量 二氧化碳含量 蜡烛能否燃烧
A 21% 8.4% 能
B 21% 3.4% 能
C 12.8% 3.4% 不能
A
（3）还有一种观点：随着蜡烛的燃烧，氧气含量下降，产热速度变 慢；当产热量小于散热量，烛芯的温度下降至着火点以下时，蜡烛熄 灭。如果该观点正确，那么将图A所示的装置置于温度更低的环境中实 验，测得烛焰附近的氧气含量最小值会如何变化？并解释原因。
【答案】（3）氧气含量最小值大于13.8%（或变大）；低温环境中，烛 焰散热快，降温快，为了维持蜡烛燃烧，需要增加产热，所以需要浓度 更高的氧气。
A. 甲（①⑤）、乙（④）、丙（⑦）、丁
B. 甲（①③）、乙（④）、丙（⑦）、丁
C. 甲（①⑤）、乙（⑦）、丙（④）、丁
D. 甲（①⑤）、乙（⑥）、丙（④）、丁
C
A. 吸气时应用手捏紧B处，呼气时用手捏紧C处
B. 呼气过程中，肋间外肌和膈肌均处于收缩状态
C. 实验结果是甲中澄清石灰水明显变浑浊，乙中无明显变 化
D. 该实验能证明人呼出的气体中含有较多的二氧化碳
D
【解析】吸气时用手捏紧C处，呼气时用手捏紧B处，结果发现乙中澄清 石灰水明显变浑浊，甲中无明显变化，该实验能证明人呼出的气体中含 有较多的二氧化碳，A、C错误，D正确；呼气过程中，肋间外肌和膈肌 均处于舒张状态，B错误。
A. 海尔蒙特的实验说明，柳树生长增重的物质来自土壤和水
B. 普里斯特利的实验证明，植物每时每刻都能更新污浊的空气
C. 萨克斯的实验中，光照后的叶片放入盛有酒精的小烧杯中直接加热，脱色后呈黄白色
D. 萨克斯的实验中，脱色后再用碘蒸气熏蒸黄白色的叶片，见光部分呈蓝色、遮光部分不变蓝
D
A. 实验过程①能说明N2不支持燃烧
B. 实验过程①中，将氮气换为二氧化碳也能得出燃 烧的有关条件
C. 实验过程②中，碳燃烧时发出白光
D. 实验过程②只能说明可燃物燃烧的条件是与氧气接触
D
【解析】①通入N2，点燃酒精灯，一段时间后，a、b中均无明显现象， 实验过程①能说明N2不支持燃烧，A正确；二氧化碳、氮气均不能燃 烧、不能支持燃烧，实验过程①中，将氮气换为二氧化碳也能得出燃烧 的有关条件，B正确；实验过程②中，碳燃烧时发出白光，C正确；②熄 灭酒精灯，立即改通O2，a中无明显现象，b中碳燃烧，实验过程②能说 明可燃物燃烧的条件是与氧气接触、温度要达到着火点，D不正确。
5. 向澄清石灰水中通入二氧化碳，有时会出现澄清石灰水未变浑浊或澄 清石灰水出现浑浊后又变澄清等“意外现象”。小明为了找出产生这些 “意外现象”的原因，设计了如图所示的实验装置，并按如下实验方案完 成了实验。
步骤1：分别取一定体积的饱和澄清石灰水与一定体积的蒸馏水混合配 制成50 mL溶液。
步骤2：分别向50 mL溶液中通入一段时间
的二氧化碳，并记录现象（如下表所示）。
实验
序号 V（饱和石灰 水）/mL V（蒸 馏水） /mL 出现现象所需的时间/s
开始出
现浑浊 明显变
浑浊 沉淀
减少 是否澄清
① 50 0 19 56 366 持续通入二氧化碳 480 s以上，沉淀不能 完全消失
② 40 10 24 51 245
③ 30 20 25 44 128
④ 20 30 27 35 67 89 s后完全澄清
⑤ 10 40 通180 s以上，均无明显现象
（2）实验装置中B的作用是 。
CO2+Ca（OH）
吸收氯化氢气体
所用的澄清石灰水的浓度不能太小；通入二氧化碳
的时间不能过短也不能过长（合理即可）
6. 【衢州】科学家探索光合作用的过程和本质经历了漫长的历程。我们 知道绿色植物利用太阳光能把二氧化碳和水合成有机物，并释放氧气。 H2O和CO2均含有O，那么O2中的O是来源于什么物质呢？
资料一：19世纪末，科学家们普遍认为CO2在光的作用下被分解为CO和O2。
资料二：范·尼尔通过实验得出紫硫细菌合成有机物的反应式，与高等 植物光合作用的反应式进行比较研究后，建立了猜想。
资料三：英国化学家希尔在一个密闭的装置中加入含叶绿体的悬浮液和 高铁盐（作氧化剂，不产生氧气），并除去装置内的CO2，在光照下发 现密闭装置中产生了O2。
资料四：科学家鲁宾、卡门给三组小球藻提供含有一定比例18O的水和 碳酸氢盐（释放二氧化碳，其他条件均相同），光照相同时间后，分别 检测小球藻释放氧气中18O的比例，实验结果如表所示。（18O是表示中 子数为10的氧原子，可作为示踪原子）
组别 水中18O的比例 /% 碳酸氢盐中18O的比 例/% 释放的氧气中18O的比 例/%
1 0.85 0.41 0.84
2 0.85 0.55 0.85
3 0.85 0.61 0.85
光合作用产生的O2
中的O来源于水
不能；该实验只能证明O2中有来源于H2O的，但无法证明
O2中是否有来源于CO2的
植物光合作用产生的O2全部来源于H2O；光合作用释放的氧气中18O的比
例与水中18O的比例接近，而未受碳酸氢盐中18O的比例的影响
7. 如图所示，将正在萌发的种子放在内有一杯NaOH溶液而用塞子塞紧 的瓶中，此瓶与一个水银流体压力计相连接，由水银柱升高的高度可以 测量出某种气体的消耗量。假设正在萌发的种子用完了瓶中所有的气 体，则水银柱会升高到76 cm处（等于大气压）。
（1）实验过程中，水银柱只升高到15 cm处，就不再升高，证明瓶中的 空气被利用了 %（结果保留整数）。从而证明萌发的种子只利用了瓶中的 气。
（2）此实验瓶中NaOH溶液的作用是 。
（3）如果去除瓶中的NaOH溶液再做此实验，那么水银柱将如何变 化？ 。
20
氧
吸收呼吸作用产生的CO2
水银柱既不上升也不下降
8. 某学校开展项目化学习挑战赛——为夜跑者设计制作节能夜跑灯。
【提供器材】塑料水管、胶塞、圆柱形强磁体、漆包线、LED灯（图 甲，LED灯具有单向导电性，当电流从“+”极流入时，LED灯会发光，当 电流从“-”极流入时，LED灯则不发光）等。
【项目要求】设计制作节能夜跑灯，将日常跑步产生的机械能转化为电 能，使LED灯发光。
感应电压大小
线圈匝数
切割磁感线的速度相同的条件下，感应电压大小
与线圈匝数成正比
线圈匝数 50 100 150 200
感应电压 0.18 V 0.36 V 0.54 V 0.72 V
评价指标 5分 3分 1分
节能夜跑灯设计 图 有设计图且设计 合理、结构有标 注 有设计图且设计 合理 有设计图但设计 不合理
产品
性能 发光情 况 两盏LED灯交替 发光 两盏LED灯发光 一盏LED灯发光
使用情 况 日常跑步甩臂发 光 快于日常跑步甩 臂发光 手中摇动发光
【项目评价】
节能夜跑灯设计制作评价量表（节选）
【项目迭代】根据评价量表，小明设计的节能夜跑灯“发光情况”一项被 评为1分，请在图示虚线框内改进设计图使该指标达到5分。
【项目迭代】如图所示。

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