1、版河北中考化学刷题训练 专题五 实验探究题中考第35题专题五实验探究题(中考第35题)类型一有关物质成分或物质性质的探究例1 (2019，鸡西)实验小组将澄清石灰水和碳酸钾溶液混合，充分反应后过滤，得到了滤液M，同学们对滤液M中溶质的成分进行探究，探究过程如下：【猜想与假设】含有KOH；含有_KOH和Ca(OH)2_；含有KOH、K2CO3；含有KOH、K2CO3和Ca(OH)2。【设计与实验】(1)大家认为猜想_一定不正确，其原因是_K2CO3和Ca(OH)2不能共存_。(2)甲同学取滤液M样品，向其中加入足量的_稀盐酸_，不产生气泡，则猜想不正确。(3)乙同学依据甲同学的实验结论继续实验，
2、记录如下：实验操作现象结论取一定量滤液M于试管中，加入_碳酸钠(或碳酸钾)_溶液_有白色沉淀生成_猜想成立相关反应的化学方程式为_Na2CO3Ca(OH)2=2NaOHCaCO3或K2CO3Ca(OH)2=2KOHCaCO3_。【解析】 【猜想与假设】澄清石灰水和碳酸钾溶液混合发生反应：K2CO3Ca(OH)2=2KOHCaCO3；当二者恰好完全反应时，反应后溶液中的溶质只有KOH；当氢氧化钙过量时，反应后溶液中的溶质有KOH和Ca(OH)2；当碳酸钾过量时溶液中的溶质有KOH、K2CO3，故含有KOH和Ca(OH)2。【设计与实验】(1)因为K2CO3和Ca(OH)2可以发生反应，故不能共存
3、，所以猜想一定不成立。(2)由于碳酸钾与盐酸反应生成氯化钾、水和二氧化碳，故猜想错误，溶液中的溶质没有K2CO3。(3)碳酸钠(或碳酸钾)与氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和氢氧化钠(或氢氧化钾)，若猜想成立，可以通过加入碳酸钠溶液(或碳酸钾溶液)来检验氢氧化钙的存在。所以取一定量滤液M于试管中，加入碳酸钠溶液(或碳酸钾溶液)，有白色沉淀生成，则可验证猜想成立。【交流与反思】因为滤液M呈碱性，直接倒入下水道，会污染水源(或地下水、污染环境)等。对应训练1 (2019，唐山路北区三模)氢化钙(CaH2)固体是登山运动员常用的能源提供剂。某探究小组的同学通过查阅资料得知：氢化钙与水反应生成氢氧化钙和氢气
4、。探究小组的同学把一定量的CaH2加入Na2CO3溶液中，充分反应后过滤，得到滤渣和滤液，经检验滤渣的成分是碳酸钙。【提出问题】滤液中溶质的成分是什么？【做出猜想】猜想一：NaOH；猜想二：NaOH、Ca(OH)2；猜想三：NaOH、Na2CO3；猜想四：NaOH、Na2CO3、Ca(OH)2。大家一致认为猜想四不合理，请用化学方程式说明原因：_Na2CO3Ca(OH)2=CaCO32NaOH_。【实验验证】实验现象结论取少量滤液，向其中滴入少量碳酸钠溶液无明显现象猜想_二_不成立另取少量滤液，向其中加入足量_氯化钙溶液(或氢氧化钙溶液)_白色沉淀_猜想三成立【反思与拓展】(1)氢化钙(CaH
5、2)保存时应注意_密封保存(或保持干燥)_。(2)若向NH4Cl的溶液中加入一定量的CaH2，充分反应，产生的气体有氢气和_氨气_。(3)登山运动员携带CaH2作为能源提供剂与携带氢气相比，其优点是_方便携带_(写一条即可)。【解析】 【做出猜想】猜想四中的Na2CO3和Ca(OH)2可以发生反应生成CaCO3沉淀，故二者在溶液中不可能同时存在。【实验验证】取少量滤液，向其中滴入少量碳酸钠溶液，无明显现象，说明滤液中不存在与碳酸钠反应产生沉淀的Ca(OH)2，故猜想二不成立。若证明猜想三成立，即证明溶液中含有Na2CO3，可另取少量滤液，向其中加入足量氯化钙溶液(或氢氧化钙溶液)会产生白色沉淀
6、，也可加入稀盐酸或稀硫酸，会产生大量气泡。类型二有关氢氧化钠、氢氧化钙、氧化钙变质的探究例2 (2017，河北)小明在市场看到，卖鱼的老板将一勺白色粉末加入水中，水中奄奄一息的鱼很快张开嘴，活蹦乱跳起来。小明对这种“白色粉末”很感兴趣，与小刚进行了相关探究。【查阅资料】这种“白色粉末”的主要成分是过碳酸钠(化学式为Na2CO4)，常温下，与水反应生成氧气。【实验1】小明选用图Z52所示装置中的_BC_(填字母编号)进行过碳酸钠与水的反应并收集产生的气体。经检验该气体是氧气，检验方法是_将带火星的木条放入集气瓶内，木条复燃，证明是氧气_。图Z52【提出问题】过碳酸钠与水反应后得到的溶液M中溶质的
7、成分是什么？【做出猜想】根据过碳酸钠与水的组成做出三种猜想。猜想一：Na2CO3；猜想二：NaOH；猜想三：Na2CO3和NaOH。【实验2】小明取溶液M，滴加CaCl2溶液，观察到有白色沉淀生成。他认为白色沉淀是CaCO3，溶液中一定含有Na2CO3。小刚提出质疑，产生的白色沉淀不一定是CaCO3，他的理由是_Ca(OH)2微溶于水，白色沉淀可能是Ca(OH)2_。【实验3】小刚取溶液M，滴加稀HCl，观察到_有气泡产生_，证明溶液中一定含有Na2CO3，从而否定了猜想二。Na2CO3与稀HCl反应的化学方程式为_Na2CO32HCl=2NaClCO2H2O_。【实验4】为进一步确定溶液M中
8、是否含有NaOH，他们向溶液M中滴加CaCl2溶液至不再产生沉淀为止，取上层溶液，加入_无色酚酞溶液_，无明显现象。证明溶液中无NaOH溶液，猜想一正确。该实验中用CaCl2溶液而不能用饱和石灰水，原因是_碳酸钠能与氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和氢氧化钠，无法证明溶液M中是否含有氢氧化钠_。【反思拓展】(1)根据过碳酸钠的性质，保存时应注意防潮。(2)检验A、B两种物质是否同时存在，一定要考虑二者性质的互相干扰问题。【解析】 【实验1】过碳酸钠与水反应，属于固液常温型，故选用B装置做发生装置；氧气的密度比空气大，可选用C装置收集氧气；氧气能使带火星的木条复燃，常用带火星的木条检验一种气体是否为氧
9、气。【实验2】由于氢氧化钙微溶于水，若溶液中存在氢氧化钠，加入氯化钙后也会产生白色沉淀。【实验3】小刚取溶液M加入稀HCl后证明溶液中一定含有Na2CO3，碳酸钠与盐酸反应，产生二氧化碳气体，因此会观察到有气泡产生。【实验4】碳酸钠的溶液显碱性，能使无色酚酞溶液变红。氯化钙溶液与碳酸钠溶液反应生成碳酸钙白色沉淀和氯化钠，取上层溶液滴入酚酞溶液，酚酞溶液不变色，故溶液中无NaOH；若用氢氧化钙，反应生成碳酸钙白色沉淀和氢氧化钠，上层溶液中含有氢氧化钠，无法判断溶液M中是否含有氢氧化钠，故不能用饱和石灰水。对应训练2 (2013，河北)乙炔(C2H2)气体和氧气反应能产生高温火焰，工人师傅常用氧炔
10、焰切割或焊接金属。乙炔由碳化钙(块状固体，化学式为CaC2)与水反应生成，同时生成一种白色固体。【提出问题】白色固体是什么物质？【做出猜想】小明经过思考认为有以下几种可能：猜想一：CaO；猜想二：_CaCO3_；猜想三：Ca(OH)2。他的依据是_化学变化过程中元素不变_。【交流反思】经过同学们交流讨论，认为猜想一不成立。否定猜想一的理由是_CaO能与水反应_。【进行实验】(1)取少量白色固体放入试管中，滴加稀盐酸，没有观察到_气泡放出_，证明猜想二不成立。(2)取少量白色固体加入水中，取上层清液，_通入二氧化碳气体(或滴加碳酸钠溶液)_，有白色沉淀出现，证明猜想三成立。该反应的化学方程式为_
11、Ca(OH)2CO2=CaCO3H2O或Ca(OH)2Na2CO3=CaCO32NaOH_。结论：白色固体是Ca(OH)2。【拓展应用】已知碳化钙与水反应非常剧烈，乙炔的密度比空气略小。实验室欲制取并收集纯净的乙炔，要求做到节约、安全、随时发生、随时停止，如图Z53，你选择的装置是_CF_(填字母编号)。图Z53【解析】 此题是一道关于固体成分的实验探究题。【做出猜想】根据反应物CaC2和H2O的组成元素及化学反应前后元素种类不变，结合题给的两种猜想，可推测白色固体还可能是CaCO3。【交流反思】由于CaO能与水反应生成Ca(OH)2，因此，白色固体不可能是CaO。【进行实验】(1)根据“猜想
12、二不成立”，说明白色固体中没有CaCO3，因此，向白色固体中滴加稀盐酸不产生气泡；(2)根据向Ca(OH)2溶液中通入二氧化碳气体或加入碳酸钠溶液都会产生白色沉淀即可设计实验并书写相关的化学方程式。【拓展应用】根据实验室制取乙炔的反应物的状态(固体和液体)和反应条件(不加热)可知，应选用固液常温型发生装置，由于碳化钙与水反应非常剧烈，因此，应选择带分液漏斗的C装置，以控制反应速率以及反应的发生和停止。由于乙炔的密度比空气略小，故不适宜用排空气法收集，由于制取乙炔的反应物中有水，说明乙炔不易溶于水，故可采用排水法收集，即选择F装置。类型三没有明显现象的化学反应的探究例3 (2019，内江)某同学
13、在学习了氢氧化钠的性质后发现，将二氧化碳通入氢氧化钠溶液中，没有观察到明显的现象，他对反应是否发生产生了疑问。为此他进行了下列探究活动。【提出问题】二氧化碳与氢氧化钠溶液是否发生反应？若发生反应，则可能生成什么产物？【查阅资料】将二氧化碳缓慢地通入氢氧化钠溶液中，先后发生如下反应：2NaOHCO2=Na2CO3H2O；Na2CO3H2OCO2=2NaHCO3。NaHCO3溶液呈碱性，能使酚酞溶液变红，Ba(HCO3)2易溶于水。【实验探究】实验： 将二氧化碳气体缓慢地通入一定量的氢氧化钠溶液中。实验： 取中溶液少许与试管中，滴加23滴酚酞溶液，溶液变红。实验： 再分别取中溶液少许于A、B两支试
14、管中，向试管A中滴加足量的稀盐酸，有气泡产生，向试管B中滴加氯化钡溶液，有白色沉淀生成。实验： 为了进一步确定溶质的成分，将中剩余溶液低温蒸干，得到白色固体，取白色固体于试管中加热，将产生的气体通入足量的澄清石灰水，澄清石灰水变浑浊。【实验分析与结论】实验中，该同学_不能_(选填“能”或“不能”) 确定二氧化碳与氢氧化钠溶液发生了反应。实验中，写出产生白色沉淀的化学方程式：_BaCl2Na2CO3=BaCO32NaCl_，由实验得出的结论是_溶液中含有碳酸钠_。实验中，涉及的化学反应方程式为_2NaHCO3Na2CO3CO2H2O_，CO2Ca(OH)2=CaCO3H2O。综上所述实验探究可知
15、，实验所得溶液中溶质的成分为_碳酸钠和碳酸氢钠_。【反思交流】通常检验二氧化碳时，常选用澄清石灰水，而不用氢氧化钠溶液的原因是_二氧化碳和氢氧化钠溶液反应，无明显现象_。【解析】 实验中： 氢氧化钠溶液是碱溶液，滴加酚酞溶液后，溶液变红，不能说明二氧化碳与氢氧化钠溶液发生了反应生成碳酸钠。实验中：产生白色沉淀的是碳酸钡，说明是碳酸钠和氯化钡发生了反应：BaCl2Na2CO3=BaCO32NaCl，证明溶液中含有碳酸钠。实验中： 取白色固体于试管中加热，产生二氧化碳，说明有碳酸氢钠存在，因为碳酸氢钠受热分解：2NaHCO3Na2CO3CO2H2O。综上所述实验探究可知，实验所得溶液中溶质的成分为
16、碳酸钠和碳酸氢钠。通常检验二氧化碳时，常选用澄清石灰水，而不用氢氧化钠溶液的原因是二氧化碳和氢氧化钠溶液反应，无明显现象。对应训练3 (2019，随州)科学探究是学习化学重要而有效的学习方法。某校化学兴趣小组的同学做实验，向盛有少量NaOH溶液的试管中通入CO2，未看到明显的实验现象。同学们对NaOH与CO2能否反应进行验证，并对废液的成分进行探究。活动一：同学们经过讨论，设计了如图Z55所示装置并进行实验，请你把实验现象补充完整。图Z55实验步骤实验现象猜测如图所示，向集满二氧化碳的软塑料瓶中滴加足量的氢氧化钠溶液，振荡_软塑料瓶变瘪_CO2溶于NaOH溶液中CO2与NaOH反应活动二：兴趣
17、小组的同学对猜测进行如下探究实验。(1)取软塑料瓶中的液体于三支试管中，三位同学分别完成如图Z56所示实验。图Z56(2)同学们观察到A试管中有气泡冒出，B、C试管中均有白色沉淀生成。请你写出A试管中生成气体的化学反应方程式：_Na2CO32HCl=2NaClH2OCO2_。(3)以上三个实验均能证明CO2与NaOH发生了反应。请写出图Z54装置中发生反应的化学方程式：_CO22NaOH=Na2CO3H2O_。活动三：实验结束后，同学们将三支试管中反应后的剩余物倒入一个洁净的大烧杯中(如图Z57所示)，充分搅拌、静置，观察到烧杯内上层是无色溶液，下层有白色沉淀。请你分析烧杯上层溶液中一定不含有
18、的离子是_H_(填离子符号)。小组同学对烧杯内上层溶液中可能含有的离子进行如下探究。图Z57【提出问题】烧杯内上层溶液中可能含有哪些离子？【猜想与假设】上层溶液中可能含有OH、CO、Ca2中的一种或几种。【进行实验】实验步骤实验现象实验结论取烧杯内无色溶液少许于试管中，滴加_BaCl2(或CaCl2)溶液_，静置有白色沉淀生成有CO、无Ca2取中反应后的上层清液少许于试管中，滴加_CuCl2(或FeCl3)溶液_(指示剂除外)_有蓝色(或红褐色)沉淀生成(合理即可)_ 有OH【反思评价】(1)经过综合分析，最终确定烧杯内上层溶液中一定存在的离子有_CO、Na、OH_(填离子符号)。(2)将烧杯
19、内的物质过滤，滤渣回收，向滤液中加入适量的_稀盐酸(合理即可)_(填名称)进行处理后再排放，可以有效防止水体污染。【解析】 活动一：二氧化碳与氢氧化钠反应，软塑料瓶内压强减小，软塑料瓶变瘪。活动三：H与白色沉淀碳酸钙反应产生气泡，故烧杯上层溶液中一定不含有H。【进行实验】BaCl2(或CaCl2)溶液与碳酸根离子反应生成白色沉淀，故可以用来检验碳酸根离子的存在；滴加CuCl2(或FeCl3)溶液，出现蓝色(或红褐色)沉淀，可以检验OH的存在。【反思评价】经过综合分析，最终确定烧杯内上层溶液中一定存在的离子有CO、Na、OH，稀酸与氢氧根离子、碳酸根离子反应，故可以向滤液中加入适量的稀盐酸进行处
20、理后再排放，可以有效防止水体污染。类型四有关原因、条件或影响因素的探究 例4 (2019，武威)科学探究很奇妙！在一次实验中，小明不小心把硫酸铜溶液滴加到了盛有5% H2O2的溶液中，发现立即有大量的气泡产生。硫酸铜溶液中含有三种粒子(H2O、SO、Cu2)，小明想知道硫酸铜溶液中的哪种粒子能使双氧水分解的速率加快。请你和小明一起通过如图Z58所示的三个实验完成这次探究活动，并回答有关问题。图Z58(1)你认为最不可能的粒子是_水分子_，理由是_双氧水是水溶液，里面含有水，所以水不是催化剂_。(2)要证明另外两种粒子能否加快双氧水分解的速率，还需要进行实验和：在实验中加入稀硫酸后，无明显变化，
21、证明_SO(或硫酸根离子)_不起催化作用；在实验中加入_CuCl2或Cu(NO3)2溶液_后，会观察到大量的气泡，证明_Cu2(或铜离子)_起催化作用。(3)检验实验产生的气体的方法是_用带火星的木条伸入试管中，木条复燃，证明是氧气_。(4)小明如果要确定硫酸铜是催化剂，还须通过实验确认它在化学反应前后_化学性质和质量都没有改变_。【解析】 (1)双氧水是水溶液，一定含有水，本身分解速率慢，所以水分子不会是催化剂。(2)稀硫酸能电离出SO，但在实验中加入稀硫酸后，无明显变化，说明硫酸根离子不起催化作用；硫酸铜溶液中还有铜离子，可加入含有铜离子的其他物质来检验铜离子是否有催化作用，加入氯化铜或硝
22、酸铜溶液后，观察到有大量的气泡，证明起催化作用的是铜离子。(3)氧气有助燃性，检验氧气可用带火星的小木条，木条复燃，证明是氧气。(4)催化剂的特点是“一变，两不变”，即反应速率变，质量和化学性质不变，要证明物质是催化剂，必须同时验证这三点，前面已证明硫酸铜能改变化学反应速率，还要证明反应前后它的化学性质和质量都没有改变。对应训练4 (2019，北京)图Z59所示“黑面包”实验中，蔗糖(C12H22O11)变黑，体积膨胀，变成疏松的炭，放出有刺激性气味的气体。图Z59【提出问题】改变糖的种类、浓硫酸的体积、水的滴数和温度是否会影响实验效果呢？【进行实验】分别取5 g糖粉进行实验，根据前2 min
23、的现象对实验效果进行评分，记录如下：表1实验记录实验糖浓硫酸体积/mL水的滴数温度/效果得分1蔗糖4522652蔗糖51030813蔗糖61550934冰糖41050915冰糖51522886冰糖a530757葡萄糖4153008葡萄糖555009葡萄糖610220【处理数据】分析表1，计算效果得分均值，结果如下：表2效果得分均值因素糖浓硫酸体积/mL蔗糖冰糖葡萄糖456均值79.784.7052.056.356.0因素水的滴数温度/51015223050均值46.757.360.351.052.061.3依据均值推断最佳实验方案，均值越高，效果越好。【解释与结论】(1)蔗糖变成黑色的炭，发生
24、了_化学_(选填“物理”或“化学”)变化。(2)推测放出的气体含SO2，从元素守恒角度说明理由：_浓硫酸中有硫元素和氧元素，蔗糖中含有氧元素，则生成物中也会有硫元素和氧元素_。(3)实验6中，a为_6_ mL。(4)根据表2推断，“黑面包”实验最好选择5 g冰糖、5 mL浓硫酸、_15_滴水和50 。【反思与评价】(5)表2中，22 对应的均值为51.0，计算该值所依据的3个数据分别是_65、88、0_。(6)综合分析，使实验3的效果得分高于实验4的因素有_糖的种类、浓硫酸的体积和水的滴数_。【解析】 (1)蔗糖变成黑色的炭，有新物质炭生成，属于化学变化。(2)推测放出的气体含SO2，根据元素
25、守恒角度可知，反应物硫酸中含有硫、氧元素，蔗糖中含有碳元素和氧元素，生成物的气体可能是一氧化碳、二氧化碳、二氧化硫，放出的气体有刺激性气味，则含有二氧化硫。(3)根据表1，当蔗糖、葡萄糖质量相同时，选用的浓硫酸的体积均为4 mL、5 mL、6 mL，所以冰糖选用的浓硫酸的体积应为4 mL、5 mL、6 mL，即a为6。(4)均值越高，效果越好，表2中均值最高时应选择的是5 g冰糖，5 mL浓硫酸，15滴水和50 。(5)表2中22 对应的均值为51.0，来自于表1实验中的实验1、实验5和实验9，对应的65、88和0三个数据的均值。(6)实验3和实验4均为50 ，糖的种类、浓硫酸的体积和水的滴数
26、不同，表2中冰糖比蔗糖的效果好，浓硫酸的体积为6 mL比4 mL好，水的滴数为15时效果最好，故实验3的效果得分高于实验4的因素是糖的种类、浓硫酸的体积和水的滴数。1. (2019，河北)兴趣小组在课外实验中意外发现：将镁条放入Na2CO3溶液中，快速产生较多气泡，有白色沉淀生成。小组同学对此进行了系列探究活动。探究：反应产生的气体是什么？【做出猜想】小组同学经查阅资料和讨论，根据化学变化过程中元素不变，且反应物中含有_碳、氢、氧_三种元素，做出如下猜想：氢气；二氧化碳；氢气和二氧化碳。【实验1】取适量镁条、100 mL Na2CO3溶液于反应装置A中，按如图Z510甲所示方案进行实验，B中石
27、灰水不变浑浊；C处气体燃烧，烧杯内壁有水珠。说明猜想正确。图Z510(1)反应装置A应选用图Z59乙中的_D_(填字母编号)。(2)小组同学讨论认为，上述实验中“烧杯内壁有水珠”作为“反应产生的气体是氢气”的证据不可靠。为使这一证据可靠，且仍能一次性地验证三个猜想，只需在图甲所示方案的基础上加以改进完善。你的改进方案是_在B和C之间增加干燥装置_。探究：快速产生气体的原因是什么？【查阅资料】镁与水缓慢反应生成氢气：Na2CO3溶液显碱性，其溶液中除Na、CO外，还有OH。【做出猜想】可能是Na2CO3溶液中的某一种离子促进了镁与水的反应。【实验2】按图Z511所示方案进行实验。G、I中缓慢产生
28、气泡，H中快速产生较多气泡，说明是CO而不是Na、OH促进了镁与水的反应。图Z511(1)G中实验的作用是_对比_。(2)试剂X是_氢氧化钠溶液_。探究：反应产生的白色沉淀中是否含有MgCO3?【实验3】取实验1反应生成的沉淀于试管中，加入试剂Y，根据实验现象说明白色沉淀中含有MgCO3。试剂Y及实验现象为_稀盐酸，有气泡生成_；该反应的化学方程式为_MgCO32HCl=MgCl2H2OCO2_。【反思交流】有些伟大的发现就是从异常现象中得到启发，通过深入研究而实现的。【解析】 【做出猜想】根据化学变化过程中元素不变，且反应物是碳酸钠溶液，其中含有碳、氢、氧三种元素，故做出生成氢气或二氧化碳的
29、猜想。【实验1】(1)因为实验为“将镁条放入100 mL Na2CO3溶液中，快速产生较多气泡”，即常温下固体和液体反应，所以反应装置A应选用图乙中的 D(不选F是因为取用Na2CO3溶液的量为100 mL，而试管的容积太小)。(2)“烧杯内壁有水珠”作为“反应产生的气体是氢气”的证据不可靠，这是因为烧杯内壁的水珠还可能是从B中溶液带出的水蒸气所形成，不一定是气体燃烧生成的。为使这一证据可靠，只需在图甲所示方案中BC之间增加干燥装置，排除“氢气中可能含有水蒸气”的干扰，仍能一次性地验证三个猜想。【实验2】(1)G中实验的作用是空白对照或对比。(2)试剂X是要确定不是Na和OH促进了镁与水的反应，所以是氢氧化钠溶液。【实验3】证明白色沉淀中含有MgCO3，即碳酸盐的检验，应该加入稀盐酸或者稀硫酸等，会观察到有气泡生成。2. (2015，河北)同学们用高锰酸钾制氧气，制取结束清洗仪器，发现加热高锰酸钾的试管内壁有用水洗刷不掉的黑色固体。问题一：黑色固体是什么？【交流讨论】同学们结合实验现象和对高锰酸钾及其分解产物的了解，进行分析判断。判断依据不是KMnO4KMnO4能溶于水形成紫红色的溶液不是_K2MnO4_(填化学式)冲洗试管时出现深绿色溶液，说明该物质能溶于水是MnO2其他实验用过MnO2，知道它是不溶于水的黑色固体【实验验证】
