广东省2018年中考化学总复习专题四科学探究练习（有答案）

专题四科学探究科学探究中为探究物质的组成、性质、验证某些规律等通常需要进行实验设计或对实验方案进行评价。1实验方案的设计指实验者依据实验目的、要求，运用已有的知识设计出科学、合理的实验方案。 设计实验方案时应注意：(1)掌握实验步骤(试剂选择)、反应现象、实验结论三者之间的对应关系：物质试剂 现象 结论(有无该物质，猜想是否正确等)。(2)解答方法：看实验结论。根据实验步骤和现象完善实验结论。根据选用的实验方法的操作步骤和对应的实验现象，以及物质的性质判断是否存在要验证的物质，继而得出结论。根据实验结论完善实验现象或步骤。试剂和现象之间相互确定，选择合理试剂确定现象。或者根据第一种方法进行反推，然后确定试剂和现象。2实验方案的评价(详见P110)。类型一有关物质成分的探究 (2015、2013、2010、2008考)技巧点拨根据试题提示的物质，分析混合物中含有的成分是题给提示中的一部分还是全部。排除内部能够发生化学反应的物质组合。1气体混合成分的探究：如人吸入和呼出气体成分的探究、燃烧的蜡烛焰心气体成分的探究、排污管道气成分的探究、下水道的可燃性气体成分的探究等，涉及的知识点有CO、CO2、CH4、NH3、HCl、O2、H2、N2等气体的制法和检验，以及它们的化学性质和一些反应产物的检验等。混合气体中各成分的检验，要考虑检验的先后顺序，以排除干扰。如检验CO、CO2、水蒸气、H2的混合气体时，检验顺序为水蒸气CO2H2CO。2固体混合物成分的探究：一般可采用加水溶解，加酸碱指示剂判断溶液酸碱性，加酸观察是否产生气体，加碱观察是否产生沉淀，加入Ba(NO3)2、AgNO3溶液观察是否产生沉淀等方法进行。(1)若为盐或碱的固体混合物，一般可采用加水溶解，检验组成该盐或碱的阴、阳离子的特殊性质，确定所含物质的存在。对于不溶解的固体，可加酸观察是否溶解或产生气体。(2)若为金属混合物，一般加酸观察是否产生气体；或金属与盐溶液反应，是否有固体析出或溶液颜色变化。3液体混合物成分的探究：可通过检验构成物质的阴、阳离子的特征现象来确定(离子的检验详见P103)。例1(2017营口)现有一包白色粉末，可能含有硫酸钠、碳酸钠、氯化钡、氢氧化钠、硫酸铜中的一种或几种。某化学小组为确定其成分，做了以下探究：【查阅资料】硫酸钠、氯化钡溶液均呈中性。(1)步骤.取少量固体于烧杯中，加足量的水，搅拌，过滤，得到白色沉淀和无色滤液。步骤.取步骤所得的白色沉淀于试管中，加入过量的稀硝酸，沉淀全部溶解，有气泡产生，得到无色澄清透明的溶液。根据上述两步实验，小组同学认为白色粉末中一定不含有的物质是_。同时确定了白色粉末中一定含有的物质，并写出了步骤中产生白色沉淀的化学方程式是_。(2)为了进一步确定白色粉末中可能含有的物质，小组同学利用步骤所得的滤液继续探究。【讨论猜想】小组同学对滤液中溶质成分作出了多种猜想，其中滤液中含有三种溶质的猜想分别是：猜想一：_；猜想二：_。【实验探究】小组同学共同设计如下方案来证明诸多猜想中猜想二成立，请完成下列表格：实验步骤实验现象实现结论_猜想二成立【实验结论】小组同学通过以上探究，最终确定了白色粉末的成分。例2(2017哈尔滨改编)在化学课上，老师带来一瓶未知溶液A，已知它是稀盐酸或稀硫酸中的一种，进行如下实验：观察到烧杯中的现象是_。【提出问题】A是哪一种酸？老师要求甲、乙同学用反应后的溶液B分别展开探究。【查阅资料】碳酸银、氯化银均为白色沉淀。【猜想假设】甲同学：A是稀盐酸；乙同学：A是稀硫酸。【实验探究】【评价交流】(1)甲同学的实验_(填“能”或“不能”)得出正确结论，乙同学的实验_(填“能”或“不能”)得出正确结论。(2)实验3发生反应的化学方程式为_，反应后所得溶液中一定含有的离子是_。根据乙同学实验结论可知实验1中生成沉淀的化学方程式为_。【归纳总结】通过乙同学的实验可以得出：选择试剂鉴别溶液中的待测离子时，如果待测溶液中含有干扰离子，则应在鉴别前，先另选试剂将干扰离子变成_除去。经讨论我们能够总结出，除去溶液中干扰离子的一般方法是：选择试剂将干扰离子变成_除去。类型二有关反应后物质成分的探究 (2017、2016、2012、2009考)技巧点拨从物质是否恰好完全反应和是否过量去考虑，而生成物是一定存在的。解题步骤是：(1)写出化学反应方程式AB CD；(2)进行猜想，一般有三种：只有CD(恰好完全反应)；ACD(A过量)；BCD(B过量)。验证猜想时，一般不需要验证生成物，只需要验证过量反应物是否存在。注：若反应是在溶液中进行，验证反应后溶质成分，则溶质成分中只有一种生成物。例3(2017本溪)皮蛋又称松花蛋，因其风味独特，深受人们喜爱。某兴趣小组在市场上获得了少许腌制皮蛋的原料，拿到实验室进行实验。将该固体混合物放于烧杯中，缓慢加入足量的蒸馏水，充分溶解后过滤，得到白色沉淀A和无色澄清滤液B。【提出问题】(1)白色沉淀A是什么？(2)无色滤液B中的溶质有哪些？【查阅资料】腌制皮蛋的原料配方是少量NaCl、CaO和过量Na2CO3的固体混合物。【理论推理】(1)白色沉淀A是CaCO3，请写出生成该沉淀的化学方程式_。(2)滤液B中含有Na2CO3、NaOH、NaCl三种溶质。【实验验证】为证明滤液B中存在的三种溶质，同学们进行了如下实验。步骤实验操作实验现象实验结论取少量滤液B于试管中，加入过量的Ba(NO3)2溶液，过滤_滤液B中含有Na2CO3、NaOH、NaCl取少量步骤中所得滤液于试管中，加入酚酞溶液_另取少量步骤中所得滤液于试管中，先加入足量的稀硝酸，再加入_溶液产生白色沉淀【拓展提升】(1)向步骤中加入过量Ba(NO3)2溶液的目的是_。(2)小妮同学认为若将步骤中的Ba(NO3)2溶液换为BaCl2溶液，进行以上实验，最终也能证明滤液B中存在的三种溶质。你认为是否合理_(填“合理”或“不合理”)。(3)小轩同学认为向滤液B中先加入酚酞溶液，后加入过量的Ba(NO3)2溶液，也能得出滤液B的溶质中含有Na2CO3和NaOH的结论，你是否同意他的观点并说明理由_。例4(2016株洲改编)要探究碳酸亚铁和氧气充分反应后的固体成分，请你参与华雪同学的探究：【查阅资料】碳酸亚铁(FeCO3)具有还原性，在空气中灼烧生成铁的氧化物和CO2气体。FeO是一种黑色粉末，它不稳定，在空气中加热，就迅速被氧化成四氧化三铁，四氧化三铁能与盐酸反应生成氯化亚铁、氯化铁和水。FeCl2能使高锰酸钾溶液褪色，而FeCl3不能；FeCl3溶液中滴加KSCN溶液，溶液变红色，FeCl2溶液中滴加KSCN溶液，溶液不出现红色。【猜想与假设】猜想1：固体成分是氧化铁；猜想2：固体成分是四氧化三铁；猜想3：_。【活动与探究】连接仪器、装好药品如图所示(加热和固定装置已省略)，打开止水夹K，通入氧气，加热玻璃管X。当Y瓶中产生的沉淀不再增加时，停止加热，继续通入氧气至玻璃管冷却。取玻璃管里的少量固体于试管中，滴加盐酸，微热，固体完全溶解。将所得溶液分成甲、乙两份进行实验。实验编号 实验步骤实验现象 a 向甲溶液中滴加KSCN溶液溶液变红色 b 向乙溶液中滴加高锰酸钾溶液 高锰酸钾溶液的紫红色不消失【结论与反思】(1)由上述实验现象可知，FeCO3在氧气中高温灼烧得到的固体产物是_，因此，猜想_(填“1”或“2”或“3”)是正确的。(2)FeCO3在氧气中高温灼烧的化学方程式为_。(3)上述实验_(填“a”或“b”)是多余的，因为_。【总结与提升】(1)若实验结束时观察到Y瓶中仍然是澄清的，可能的原因是澄清石灰水的量不足，导致生成的碳酸钙转变成了可溶于水的碳酸氢钙。写出该反应的化学方程式_。(2)CO2使澄清石灰水变浑浊的化学方程式为_。(3)华雪同学经过反思，觉得该实验设计还存在问题，因为如果在实验b中观察到_，就不能确定哪个猜想是正确的。所以华雪同学又对该实验进行了定量探究：称量反应前后固体质量变化，通过计算确定FeCO3和氧气充分反应后的固体成分是氧化铁。类型三有关物质变质的探究技巧点拨物质在空气中变质一般是与空气中的O2、H2O、CO2中的一种或两种或三种同时作用而产生的。常见的有NaOH、Ca(OH)2变质(详见P66)，生石灰变质，碱石灰(氢氧化钠固体与生石灰的混合物)变质等。猜想时通常有三种情况：(1)没有变质：不存在变质后生成的物质；(2)部分变质：变质前和变质后生成的物质都存在；(3)完全变质：不存在变质前的物质。例5(2017绥化)一次用餐中，小丽对“固体酒精”产生好奇，于是她买回一袋，和同学一起对其进行研究。【查阅资料】固体酒精中含有酒精、氢氧化钠等物质。【提出问题】固体酒精中的氢氧化钠是否变质及变质的程度如何？【作出猜想】小丽猜想：没有变质，只含有氢氧化钠。小明猜想：全部变质，只含有碳酸钠。你的猜想：部分变质，含_。氢氧化钠在空气中变质的化学方程式为_。【实验探究】小丽取少量固体酒精在水中充分溶解后过滤，取上述滤液于试管中，滴入几滴稀盐酸，无明显现象；小丽说氢氧化钠没有变质，小明认为她的结论不正确，其理由是_。请你补全实验设计，填写表格中的，证明固体酒精中氢氧化钠是否变质及变质的程度如何。实验操作实验现象实验结论_有气泡产生小丽的猜想不成立_