1、化学 探究题的专项 培优 易错 难题练习题含详细答案一、中考初中化学科学探究题1某实验小组的同学在做氢氧化钙溶液与稀盐酸反应的实验时，忘记加入指示剂，为探究反应溶液中溶质的成分，又进行了以下实验探究。（提出问题）反应后溶液中溶质是什么？（假设猜想）猜想一：溶质是CaCl2； 猜想二：溶质是CaCl2和Ca(OH)2猜想三：溶质是_； 猜想四：溶质是CaCl2、Ca(OH)2和HCl（资料）CaCl2溶液呈中性同学们经过讨论，一致认为猜想_是错误的，理由是_；（进行实验）实验操作实验现象结论实验一取少量反应后的溶液于试管中，滴入酚酞溶液 _猜想二不成立实验二再取少量反应后的溶液与另一只试管中，加
2、入少量铁粉_猜想三成立（交流反思）边巴同学认为，只用下列一种试剂_（填序号），也可以得出上述猜想三成立。AgNO3 Fe2O3 NaOH（拓展延伸）（1）在判断反应后所得溶液中溶质成分时，既要考虑生成物，还要考虑_；（2）写出实验二中反应的化学方程式_；（3）倾倒猜想三的废液前，可向废液中加入足量_并过滤，才能使废液中的溶质只含有CaCl2。【答案】CaCl2和HCl 四 氢氧化钙和氯化氢不能共存，会发生反应 酚酞溶液不变红 有气泡产生 反应物是否过量 碳酸钙 【解析】【详解】(1)反应后溶液的溶质成分，有三种可能：第一、两种反应物恰好完全反应，溶液中只有生成物溶质氯化钙，第二、其中一种反应物
3、过量，溶液中溶质为氯化钙和氢氧化钙，第三、另一种反应物过量，溶液中溶质为氯化钙和氯化氢，故填写：CaCl2和HCl；(2)猜想四不合理，因为氢氧化钙和氯化氢不能共存，会发生反应，故答案为：四，氢氧化钙和氯化氢不能共存，会发生反应；(3)滴入酚酞溶液，结论为猜想二不成立，说明溶液中没有显碱性的物质，故现象为：酚酞溶液不变红，填写：酚酞溶液不变红；(3)猜想三成立，说明溶液中溶质为CaCl2和HCl，当加入铁粉时，铁粉与稀盐酸反应，产生氢气，故填写：有气泡产生；(4)、猜想一、二、三种都有氯化钙，加入AgNO3后，都产生白色沉淀，无法鉴别， 故不符合题意；、Fe2O3只与稀盐酸反应生成黄色溶液，猜
4、想三有HCl，可以得出猜想三成立，故符合题意；、NaOH与稀盐酸反应，无明显现象，无法得出猜想三成立，故不符合题意；(5) 判断反应后所得溶液中溶质成分时，既要考虑生成物，还要考虑反应物是否过量，故填写：反应物是否过量；(6)实验二是铁与稀盐酸反应生成氯化亚铁和氢气，化学方程式为：(7)因猜想三中有氯化氢，倾倒猜想三的废液前，可向废液中加入足量碳酸钙并过滤，使氯化氢转化为氯化钙，过滤掉多余的碳酸钙，才能使废液中的溶质只含有CaCl2，故填写：碳酸钙。【点睛】该题为实验探究中的探究物质成分题，解题关键是：三种猜想的确定（生成物必须有，反应物只能过量一种），验证猜想时要找几种猜想中不同的物质验证，
5、相同的物质不用验证。2小明在实验室里进行以下实验：他首先取溶质质量分数为30%、密度为1.15gmL1的较浓盐酸40mL与46g蒸馏水混合配制稀盐酸，再跟石灰石反应制得气体，将此气体通入澄清石灰水，但一直未见浑浊出现。为此，小明请教老师，老师建议他为弄明原因进行实验探究。下面是他探究的过程，请你帮他填答补充完整。（提出问题）为什么制得的气体不能使石灰水变浑浊？（猜想假设）猜想一：盐酸浓度仍过大，气体中有挥发出来的氯化氢气体猜想二：澄清石灰水已经完全变质（实验探究）实验操作实验现象实验结论将所得气体通入稀硝酸和硝酸银的混合溶液中_猜想一正确化学方程式_吸取少量所用澄清石灰水于试管中，滴加_，振荡
6、。溶液变红色猜想二不正确（分析结论）原来所配盐酸浓度达_，应当将其再进行稀释。（反思拓展）小明的实验证明了澄清石灰水没有完全变质，但是并不能说明澄清石灰水没有变质，理由是_。若除掉二氧化碳中混有的少量氯化氢气体，可选择的最佳试剂是_（填字母序号）。a氢氧化钠溶液b水c饱和的碳酸氢钠溶液d硝酸银溶液【答案】产生白色沉淀 HCl+AgNO3HNO3+AgCl 无色酚酞溶液 15% 石灰水部分变质，也会使酚酞溶液变红色 c 【解析】【详解】实验探究将所得气体通入稀硝酸和硝酸银的混合溶液中，氯化氢气体能与硝酸银溶液反应生成氯化银沉淀和盐酸，猜想一正确，对应的现象是产生白色沉淀；反应的化学方程式为：HC
7、l+AgNO3HNO3+AgCl；氢氧化钙溶液呈碱性，能使无色酚酞试液变红，吸取少量所用澄清石灰水于试管中，滴加溶液变红色，说明滴加的是无色酚酞溶液，说明氢氧化钙没有完全变质，则猜想二不正确；分析结论首先取溶质质量分数为30%、密度为1.15gmL1的较浓盐酸40mL与46g蒸馏水混合配制稀盐酸，则原来所配盐酸浓度为100%15%；反思拓展部分变质后的石灰水中仍含有氢氧化钙，也会使酚酞溶液变红色；a 、CO2和HCl气体均能与NaOH溶液反应，不但能把杂质除去，也会把原物质除去，不符合除杂原则，故选项错误；B、二氧化碳、氯化氢均能水，不但能把杂质除去，也会把原物质除去，不符合除杂原则，故选项错
8、误；C、氯化氢气体能与饱和的碳酸氢钠溶液反应生成氯化钠、水和二氧化碳，能除去杂质且没有引入新的杂质，符合除杂原则，能除去氯化氢气体，且能得到更多的二氧化碳，是最佳试剂，故选项正确；D、氯化氢能与硝酸银溶液反应生成氯化银沉淀和硝酸，能除去杂质且没有引入新的杂质，符合除杂原则，但二氧化碳能溶于水，不是最佳试剂。【点睛】除杂的原则：只除杂，不引杂。即所加试剂只能与杂质反应，不能与想要的主要成分反应，同时不能引入新的杂质。3化学规律建立在实验基础之上，质量守恒定律可以用许多化学实验加以验证。（1）小东同学按照课本上的实验进行验证（如图所示）。一段时间后，可以观察到铁钉表面出现_，其反应的化学反应方程式
9、为_，反应前后天平读数不变，但溶液颜色变化不明显。（2）小东想既能验证质量守恒定律，又能更快地观察到溶液颜色的变化，提出了以下设想：（提出设想）设想一：增大硫酸铜溶液的浓度设想二：用更活泼的金属锌代替铁钉（实验验证）小东将以上实验进行了如下改进：实验内容实验现象实验1烧杯中换成饱和硫酸铜溶液几小时后溶液颜色几乎不变天平读数不变铁钉表面有变化实验2铁钉换成锌粒溶液颜色明显变浅天平读数减小锌粒表面有变化（实验分析）（3）从以上现象分析，两个设想都不合适，其中按设想_（填“一”或“二”）进行的实验能够验证质量守恒定律。（4）实验1中溶液颜色几乎不变的原因可能是_（填序号）。A 铁与饱和硫酸铜溶液不反
10、应B 铁表面形成了一层氧化膜，阻止了反应的进一步进行C 生成的铜快速沉积在铁表面，阻止了反应的进一步进行D 水也参与了该反应，但饱和硫酸铜溶液中水太少（5）实验2虽然很快观察到溶液颜色变化，但出现了反应后总质量减小的情况，老师提醒小东，硫酸铜溶液呈酸性，所以总质量减小的原因可能是_。（6）小东通过反复实验和探究得出：向实验1的饱和硫酸铜溶液中加入等体积的水，将实验2中的烧杯换成如图所示装置，均能达到实验目的，但该装置中缺少一种物品，请你在装置图中画出_。【答案】红色的固体 二 C 锌和酸反应放出氢气 【解析】【分析】铁和硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜，锌和硫酸铜反应生成铜和硫酸锌，锌和酸反应生成盐
11、和氢气。【详解】（1）铁和硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜，故一段时间后，可以观察到铁钉表面出现红色的固体，其反应的化学反应方程式为，反应前后天平读数不变，但溶液颜色变化不明显。实验分析（3）质量守恒定律是化学反应前后反应物的总质量等于生成物的总质量，锌和硫酸铜反应生成铜和硫酸锌，硫酸铜溶液显蓝色，铁钉换成锌粒，溶液颜色明显变浅，天平读数减小，锌粒表面有变化，说明发生了化学反应，可以验证质量守恒定律，故按设想二进行的实验能够验证质量守恒定律。（4）A、铁与饱和硫酸铜溶液反应生成铜和硫酸亚铁，故A不正确；B、生成的铜快速沉积在铁表面，阻止了反应的进一步进行，而不是铁表面形成了一层氧化膜为氧化铁，阻止了
12、反应的进一步进行，故B错误；C、生成的铜快速沉积在铁表面，阻止了反应的进一步进行，故C正确；D、铁和水不反应，则水不参与反应，故D不正确。故选BC。（5）硫酸铜溶液呈酸性，锌和酸反应生成盐和氢气，所以总质量减小的原因可能是锌和酸反应放出氢气。（6）硫酸铜溶液呈酸性，锌和酸反应生成盐和氢气，验证质量守恒定律，生成气体，需要在密闭容器中进行，应该用弹簧夹夹住导管，故图为。【点睛】质量守恒定律是化学反应前后反应物的总质量等于生成物的总质量，硫酸铜溶液显蓝色。4高阳同学通过阅读课外资料得知，潜水艇中常用过氧化钠（Na2O2）作为供氧剂，有关反应的化学方程式为：2Na2O2+2CO22Na2CO3+O2
13、，2Na2O2+2H2O4NaOH+O2。于是她用如图所的装置来制取CO2并验证其与Na2O2的反应。（1）装置B的作用是_。（2）反应一段时间后，装置E中收集到的气体主要是_；反应后装置C硬质玻璃管中固体的成分是什么？高阳为此又进行了如下探究：（猜想与假设）猜想一 Na2CO3猜想二Na2CO3和Na2O2猜想三Na2CO3和NaOH你认为还可能是_（设计实验） 实验操作 实验现象 实验结论取少量样品于试管中，加入足量的水，振荡 固体完全溶解，_ 样品中一定没有Na2O2取少量实验所得溶液于另一试管中，加入过量的BaCl2溶液，振荡 有白色沉淀产生 猜想三正确取少量实验所得上层清液于另一试管
14、中，加入_溶液，振荡 有白色沉淀产生（反思与评价）反应后装置C硬质玻璃管中的固体含有NaOH，原因可能是_。【答案】吸收氯化氢气体 氧气 Na2O2、Na2CO3和NaOH 不产生气泡 氯化镁 二氧化碳通过B装置带出水蒸气，和过氧化钠反应生成氢氧化钠 【解析】【分析】A装置为二氧化碳的发生装置，B装置为除杂装置，目的是除去二氧化碳中混有的氯化氢气体，C装置为二氧化碳和过氧化钠的反应装置，注意气体进入C装置之前并没有干燥，因此气体中含有水分，C装置中还有副反应发生，即过氧化钠与水反应生成氢氧化钠和氧气，D装置为二氧化碳的吸收装置，最后E装置用排水法收集到氧气。因为装置C有副反应发生，就为C装置的
15、固体成分探究提供了线索，利用各种物质的不同性质，选择合适的试剂进行探究。最后的反思与交流则是对探究实验正确科学的态度的体现。【详解】（1）装置B的作用是吸收氯化氢气体。（2）反应一段时间后，装置E中收集到的气体主要是氧气；猜想与假设猜想一：过氧化钠完全和二氧化碳反应时是 Na2CO3猜想二：过氧化钠过量时是Na2CO3和Na2O2猜想三：二氧化碳中含有水蒸气时是Na2CO3和NaOH过氧化钠过量、二氧化碳中含有水蒸气时是Na2O2、Na2CO3和NaOH。【设计实验】取少量样品于试管中，加入足量的水，振荡，固体完全溶解，不产生气泡，说明固体中一定没有过氧化钠；取少量实验所得溶液于另一试管中，加
16、入过量的BaCl2溶液，振荡，产生白色沉淀，是因为碳酸钠和氯化钡反应生成了白色沉淀碳酸钡；取少量实验所得上层清液于另一试管中，加入氯化镁溶液，振荡，产生白色沉淀，是因为氢氧化钠和氯化镁反应生成了白色沉淀氢氧化镁，实验过程如下所示： 实验操作 实验现象 实验结论取少量样品于试管中，加入足量的水，振荡 固体完全溶解，不产生气泡 样品中一定没有Na2O2取少量实验所得溶液于另一试管中，加入过量的BaCl2溶液，振荡 有白色沉淀产生 猜想三正确取少量实验所得上层清液于另一试管中，加入氯化镁溶液，振荡 有白色沉淀产生反思与评价反应后装置C硬质玻璃管中的固体含有NaOH，原因可能是二氧化碳通过B装置带出水
17、蒸气，和过氧化钠反应生成氢氧化钠。【点睛】5某学习小组的同学做实验，向盛有少量氢氧化钠溶液的试管中通入二氧化碳，未看到明显的实验现象。（提出问题）氢氧化钠能否与二氧化碳反应？（猜想与假设）亮亮同学认为氢氧化钠能与二氧化碳反应；莉莉同学认为氢氧化钠不能与二氧化碳反应。（设计与实验）亮亮同学设计了两个装置并进行实验。请你和他一起验证他的猜想。实验步骤实验现象实验结论如图一，将收集满二氧化碳的试管倒置于氢氧化钠溶液中_如图二，_（反思与评价）莉莉同学提出质疑，认为上述现象可能是二氧化碳溶于水的结果。（设计与实验）请你设计一个实验，证明氢氧化钠确实与二氧化碳反应。实验步骤实验现象实验结论_氢氧化钠与二
18、氧化碳反应（交流与提高）实验证明氢氧化钠还能与二氧化硫反应，化学方程式为：2NaOH+SO2=X+H2O，X的化学式是_。【答案】试管内液面上升 氢氧化钠能与二氧化碳反应 向集满二氧化碳的软塑料瓶中滴加氢氧化钠溶液，振荡 塑料瓶变瘪 取少量塑料瓶中的液体于试管中，滴加稀盐酸 有气泡产生 Na2SO3 【解析】【分析】【详解】设计与实验：亮亮同学设计了两个装置并进行实验验证他的猜想。如题中图一，将收集满二氧化碳的试管倒置于氢氧化钠溶液中，因为二氧化碳能与氢氧化钠溶液反应，试管内压强减小，所以实验现象是：试管内液面上升；利用题中图二，也可以完成该实验，向集满二氧化碳的软塑料瓶中滴加氢氧化钠溶液，振
19、荡，实验现象是：塑料瓶变瘪。根据题中猜想，亮亮同学认为氢氧化钠能与二氧化碳反应，所以亮亮同学实验的结论是：氢氧化钠能与二氧化碳反应。反思与评价：莉莉同学提出质疑，认为上述现象可能是二氧化碳溶于水的结果。设计与实验：设计实验证明氢氧化钠确实与二氧化碳反应。因为二氧化碳和氢氧化钠反应生成碳酸钠，所以只要证明反应后有碳酸钠生成，就能证明氢氧化钠和二氧化碳发生了反应。实验步骤是：取少量塑料瓶中的液体于试管中，滴加稀盐酸；如果含有碳酸钠，实验现象应该是：有气泡产生。（合理即可）交流与提高：根据质量守恒定律，参加反应的各种原子的种类和个数都不会改变，所以X的化学式是：Na2SO3。6MgO在医药建筑等行业
20、应用广泛。硫酸镁和木炭高温煅烧的产物为MgO（固体）、SO2、CO2、CO、硫蒸气。（1）工业上，SO2的任意排放会引起的环境问题是_。化石燃料燃烧是产生SO2的主要原因，下列做法能减少SO2排放的是_ （填字母）。a开发新能源替代化石燃料 b向高空排放SO2（2）在高温、催化剂条件下，CO和H2可化合成燃料甲醇（CH3OH），该反应中CO和H2的分子个数比为_。若CO和H2中混有H2S气体，H2S会与催化剂中的Cu在高温下发生置换反应，其中一种产物为CuS，该反应的化学方程式为_。（3）利用如图装置对硫酸镁和木炭进行高温煅烧，并对产生的四种气体进行分步吸收或收集。已知：常温下，硫为固体；SO
21、2、CO2均能与NaOH溶液反应。装置B、C中的溶液分别是_、_。（填字母）a NaOH溶液b KMnO4溶液装置B、C的作用分别是_、_。装置D的作用是_。若将装置A中的固体隔绝空气加热至500，就会变成蒸气，其中有一种相对分子质量为128的气体。该气体的化学式为_。【答案】酸雨 a 1：2 Cu+H2SCuS+H2 b a 吸收SO2 吸收CO2 收集CO S4 【解析】【详解】 SO2的任意排放，在空气中经过一系列的变化生成硫酸，随雨水落下形成酸雨，所以SO2的任意排放会引起的环境问题是：酸雨；向高空排放SO2，只是稀释了空气中SO2并没有减少SO2的总量，开发新能源替代化石燃料可以减少
22、SO2排放，所以能减少SO2排放的是：a。CO和H2在高温、催化剂条件下生成甲醇，化学方程式为： ，由化学方程式可知CO和H2的分子个数比为1：2；题中已知H2S和Cu在高温的条件下生成CuS和H2，所以化学方程式为：。（3）因为硫酸镁和木炭高温煅烧的产物为MgO（固体）、SO2、CO2、CO、硫蒸气，气体混合物先通过A装置的长玻璃管，使硫蒸气冷却变成固体留到玻璃管内；因为SO2、CO2均能与NaOH溶液反应，CO2不与KMnO4溶液反应，CO既不与NaOH溶液反应，又不与KMnO4溶液反应，所以要先让SO2、CO2、CO通过装置B中的KMnO4溶液除去SO2，剩余气体继续通过C装置中的NaO
23、H溶液除去CO2，因为CO难溶于水，再把CO通过D进行收集；所以：装置B、C中的溶液分别是b、a；装置B的作用是吸收SO2；装置C的作用吸收CO2；装置D的作用是收集CO；设该气体的化学式为Sx解得x4，该气体的化学式为：S4。【点睛】本题考查了镁、碳及其化合物、二氧化硫性质应用，以及化学方程式的书写，混合物分离方法和实验操作方法，对物质性质熟练掌握是解题关键。7某学习小组对人体吸入的空气与呼出的气体，进行了如下探究（提出问题） 人体吸入的空气与呼出的气体组成有什么不同？（查阅资料）通常条件下，白磷与氢氧化钠溶液不反应。（实验操作、记录、分析）实验一：（1）先检查装置的_，装入试剂，在医用输液
24、袋中装入VmL气体，连接装置。（2）打开弹簧夹_，缓慢将袋中的气体全部排除。读出量筒中液体体积为V1mL。氢氧化钠发生反应的化学方程式是_。（3）关闭弹簧夹 K1、K2，再（填操作方法），以促使白磷迅速燃烧。 待瓶中气体冷却至室温，打开 K2。读出量筒中液体体积为 V2mL，其数值等于已反应的_之外的气体总体积。实验二：（4）把氧气、二氧化碳、水蒸气（测湿度)探头放入袋中，开始采集数据，然后向袋内呼出气体。采集的数据经处理如图，表示二氧化碳体积分数变化的是_（填“X”、“Y”、“Z”）。Y 的体积分数在 60s 之后逐渐减小的原因是_。（数据处理）（5）实验一中，二氧化碳的体积分数是_，氧气的
25、体积分数是_。（6）实验二中，200s 时没有采集数据的所有气体的总体积分数为_。（评价与反思）（7）有人认为教材中空气成分的“其它气体和杂质”主要是指水蒸气，由实验二判断此说法是_（填“正确”或“错误”）的，理由是_。【答案】气密性 K1、K2 2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O O2、CO2 Z 水蒸气冷凝 76.66% 错误 由实验 2 可知，空气中水的体积分数为 1.98%，而空气成分的气体杂质体积分数为 0.03% 【解析】【分析】【详解】（1）先检查装置的气密性；（2）打开弹簧夹K1、K2，缓慢将袋中的气体全部排除。读出量筒中液体体积为V1mL。氢氧化钠与二氧化碳反应生成碳酸
26、钠和水，化学方程式是2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O；（3）燃烧需要满足的条件是可燃物，氧气，温度达到可燃物的着火点。白磷是可燃物，空气中有氧气，还需要的条件是温度达到可燃物的着火点。故进行的操作是向烧杯中加入热水；燃烧需要消耗氧气，与氢氧化钠反应需要消耗二氧化碳。故读出量筒中液体体积为 V2mL，其数值等于已反应的O2、CO2之外的气体总体积；（4）人体呼出气体的主要成分是氧气、二氧化碳、水蒸气，且氧气含量减少，二氧化碳与水蒸气含量增大，二氧化碳的含量大于水蒸气的含量，故Z表示二氧化碳体积分数变化；Y 的体积分数在 60s 之后逐渐减小的原因是水蒸气冷凝；（5）二氧化碳的体积为(V-
27、V1) mL，其体积分数为；氧气的体积是(V1- V2)，其体积分数为；（6）气体的总质量分数为100，其中x占17.17，y占2.50，z占3.67，故实验二中，200s 时没有采集数据的所有气体的总体积分数为100-17.17-2.50-3.67=76.66%；（7）有人认为教材中空气成分的“其它气体和杂质”主要是指水蒸气，由实验二判断此说法是错误的；理由是由实验 2 可知，空气中水的体积分数为 1.98%，而空气成分的气体杂质体积分数为 0.03%。8某学习小组在帮助实验员整理化学试剂时发现了一瓶标签残缺的无色溶液，（如图所示），经实验员分析可知原瓶溶液中的溶质可能是 NaHCO3，Na
28、OH，Na2CO3，NaCl中的一种，请你对该试剂作出猜想并进行实验探究：（提出问题）这瓶试剂是什么溶液？（猜想与假设）甲猜想：NaHCO3溶液乙猜想：NaOH溶液丙猜想：Na2CO3溶液丁猜想：NaCl溶液（查阅资料）上述四种物质相关信息如下物质NaHCO3NaOHNa2CO3NaCl常温下溶解度/g9.610921.536常温下稀溶液的pH913117（实验探究1）取瓶中溶液少许于试管中，滴加几滴酚酞溶液，溶液变红。（实验探究2）另取瓶中溶液少许于试管中，滴加足量的稀盐酸，产生生气泡。（实验分析）通过（实验探究1）可知_同学的猜想一定错误。甲同学仔细分析四种物质的相关信息表后发现自己的猜想
29、错误，他的理由是_。丙同学分析（实验探究2）并结合以上同学的实验结论，认为原瓶溶液是NaCO3溶液。（实验探究2）中发生反应的化学方程式为_。（讨论质疑）乙认为以上同学分析有漏洞，需要进一步实验确定，于是又进行了如下探究。（实验探究3）在（实验探究1）试管中的红色溶液中滴加过量氯化钙溶液（中性），充分反应后，试管中溶液仍呈红色，但有白色沉淀产生。（得出结论）通过（实验探究3）可证明这瓶试剂为_溶液，但已经部分变质。（反思与拓展）学习小组反思了这瓶试剂因为_而变质，得出了该溶液正确的保存方法，若要除去该溶液变质部分所采用的方法是_（用化学反应方程式表示）。【答案】丁 在该温度下，碳酸氢钠的饱和溶液的溶质质量分数小于
