2023年中考化学（人教版）总复习二轮复习课件：专题06 科学探究题(共43张PPT)

(共43张PPT)
专题(六) 科学探究题
专题重点突破
此类题目一般是以研究性小课题作为试题的内容和研究对象,以实验为研究手段,模拟科学探究过程对小课题展开研究。试题通常按问题情境、知识视野和探究过程来构建。题干中的文字一般比较多,要回答的问题也比较多,因此科学探究题也是中考化学中的一个难点。
突破方法:在解答科学探究题时,应注意认真阅读全题,理解题中所给的“资料”内容,找到所要解决的问题与“资料”内容的关系,以确定解题的思路、方法和途径。另外,我们在进行文字表述时,要注意用词上的严谨性和简洁性,避免出现因词不达意或主观上的疏漏而导致失分。
例1 [2021·广州]多种物质都可催化过氧化氢分解,如MnO2、CuSO4等。实验小组的同学探究漂白液(主要成分是NaClO和NaCl)、FeCl3、K2SO4能否催化过氧化氢分解。
(1)MnO2催化过氧化氢分解的化学方程式是
　　　　　　　。
类型一　
对实验条件、实验方法的探究
例1 [2021·广州]多种物质都可催化过氧化氢分解,如MnO2、CuSO4等。实验小组的同学探究漂白液(主要成分是NaClO和NaCl)、FeCl3、K2SO4能否催化过氧化氢分解。
(2)如图T6-1所示,分别向三支试管中多次加入5%过氧化氢溶液,每次2 mL,如有气泡产生,则将
　 　伸入试管,检验是
否有氧气生成。结果如下表。
图T6-1
带火星的木条
研究对象 漂白液 FeCl3溶液 K2SO4溶液
第1次 大量气泡 较多气泡 　　　　
第2次 较多气泡 较多气泡
第3次 少量气泡 较多气泡
第4次 无气泡 较多气泡
实验结论 ⅰ.实验中产生的气体都是氧气 (查阅得知:NaClO+H2O2 O2↑+NaCl+H2O) ⅱ.K2SO4不能催化过氧化氢分解 ⅲ.　　　　可能是过氧化氢分解的催化剂 ⅳ.…… 无气泡
FeCl3
例1 [2021·广州]多种物质都可催化过氧化氢分解,如MnO2、CuSO4等。实验小组的同学探究漂白液(主要成分是NaClO和NaCl)、FeCl3、K2SO4能否催化过氧化氢分解。
(3)下列物质中,也可能是过氧化氢分解的催化剂的是
　　　(填序号)。
A.CuCl2 B.Fe2(SO4)3
C.Na2SO4 D.KCl
AB
例1 [2021·广州]多种物质都可催化过氧化氢分解,如MnO2、CuSO4等。实验小组的同学探究漂白液(主要成分是NaClO和NaCl)、FeCl3、K2SO4能否催化过氧化氢分解。
(4)探究不同催化剂催化效果的实验方案:将等
体积5%过氧化氢溶液加到不同催化剂中,比较
用排水法收集50 mL氧气的快慢。请从图T6-2
中选择合适的仪器(每种仪器限用一次),组成该
探究的完整实验装置,不需要用到的是　　　　(填序号)。
图T6-2
AE
例2 [2020·湖州]氯气(Cl2)是一种黄绿色气体,它可溶于水,得到黄绿色的氯水。它易与氢氧化钠反应,不与硫酸反应。
(1)小明对氯气溶于水的过程中所发生的变化提出了两种假设:
假设1:氯气溶于水的过程中只有物理变化。
假设2:氯气溶于水的过程中既有物理变化又有化学变化。
小明向氯水中加入紫色石蕊溶液,发现溶液先变红后褪色。由溶液变红可知氯水显　　　　性,从而知道氯气溶于水的过程中发生了化学变化。假设2成立。
酸
例2 [2020·湖州]氯气(Cl2)是一种黄绿色气体,它可溶于水,得到黄绿色的氯水。它易与氢氧化钠反应,不与硫酸反应。
(2)小明对褪色现象产生了兴趣,查阅资料后了解到氯水有漂白性。氯水中有氯气分子,还有氯气与水反应得到的盐酸和次氯酸(HClO)。他对氯水的漂白性提出了3种假设:
A.盐酸有漂白性 B.氯气有漂白性
C.次氯酸有漂白性
经过认真思考,小明否定了假设A,请写出依据:_________________
　　 　　　。
盐酸能使紫色石蕊
溶液变红,且不褪色
例2 [2020·湖州]氯气(Cl2)是一种黄绿色气体,它可溶于水,得到黄绿色的氯水。它易与氢氧化钠反应,不与硫酸反应。
实验室制备的氯气往往带有水蒸气和其他杂质。为了探究氯气是否具有漂白性,必须要用纯净、干燥的氯气。图T6-3甲是小明为了干燥氯气所设计的装置图。请在图甲中将广口瓶中的导管画完整,并在图中的(　　　　)处写出试剂名称。最后,将经过除杂后得到的干
燥氯气通入装有有色布条的试管中(如图乙),
布条颜色不变。得出结论:氯气不具有漂白
性。
图T6-3
解:如图所示
例2 [2020·湖州]氯气(Cl2)是一种黄绿色气体,它可溶于水,得到黄绿色的氯水。它易与氢氧化钠反应,不与硫酸反应。
(3)次氯酸除了有漂白性外,还有不稳定性。小明设计了一套装置,收集到一试管次氯酸见光分解后生成的气体,将带火星的木条伸入试管,发现木条复燃,说明分解产物中含有　　 。
氧气
例3 [2021·成都]某学习小组对铁锈蚀进行探究。
提出问题铁锈蚀与哪些因素有关
查阅资料
1.氯化钙固体可作干燥剂。
2.一定条件下,碳可加快铁的锈蚀,但碳本身不参加反应。
3.常温常压,氢气密度是d g/mL。
设计与实验
实验一:定性探究铁锈蚀的因素。
取四枚相同的洁净无锈铁钉分别放入试管,进行如图T6-4实验,现象如表。
图T6-4
试管 一周后现象
A 铁钉表面有一层铁锈
B 铁钉表面无明显变化
C 铁钉表面无明显变化
D 铁钉表面有较厚铁锈
(1)对比A、B、C试管中实验现象,说明铁锈蚀主要是与空气中的_________
　　　　发生化学反应。
(2)对比A、D试管中实验现象,说明铁锈蚀还与　 　　有关。
图T6-4
试管 一周后现象
A 铁钉表面有一层铁锈
B 铁钉表面无明显变化
C 铁钉表面无明显变化
D 铁钉表面有较厚铁锈
氧气和水
蒸气
氯化钠
(3)铁锈蚀后应及时除锈的原因是_______________________
　　　　　　 　　　　。
写出除铁锈的化学方程式:　　　　　　　　　　　　　。
铁锈疏松多孔,能吸附氧气和水蒸气,会加快铁的锈蚀
图T6-4
试管 一周后现象
A 铁钉表面有一层铁锈
B 铁钉表面无明显变化
C 铁钉表面无明显变化
D 铁钉表面有较厚铁锈
实验二:定量探究铁锈蚀的因素。
小组设计了图T6-5甲装置,检查气密性,将5 g铁粉和2 g炭粉加入三颈烧瓶,t1时刻加入2 mL饱和NaCl溶液后,再将一只装有5 mL稀盐酸的注射器插到烧瓶上,采集数据。
(4)据图乙,t2时刻后反应并未停止温度却开
始降低,原因是_______________________
　 。
图T6-5
铁生锈放出的热量小于装置散失的热量
实验二:定量探究铁锈蚀的因素。
小组设计了图T6-5甲装置,检查气密性,将5 g铁粉和2 g炭粉加入三颈烧瓶,t1时刻加入2 mL饱和NaCl溶液后,再将一只装有5 mL稀盐酸的注射器插到烧瓶上,采集数据。
(5)据图丙,对比AB段和BC段说明
　　　　 　　,
分析t3时刻压强突然变大的原因是
____________________________________
　 　 。
图T6-5
加氯化钠溶液前,铁锈蚀较慢
铁锈蚀消耗氧气,装置内压强减小,注射器内盐酸被吸入烧瓶,反应产生较多氢气
实验三:测定铁锈含量。
将实验二烧瓶中剩余物质过滤、洗涤、干燥,得m
g固体,连接图T6-6装置,检查气密性,加入固体与
足量稀盐酸进行实验。
(6)完全反应后,常温常压下测得生成气体体积为
V mL,则该固体中铁锈质量分数表达式为　　　　　　　　　　　。
(7)该实验条件下测得铁锈质量分数偏小的原因是________________
　 , 解决方法是　 。
图T6-6
×100%
氢气未干燥,含有
水蒸气
在乙、丙装置间加一个干燥装置
反思与评价
(8)与实验一对比,实验二铁锈蚀明显更快的原因是
　　　　　　 　　　　　　　　　　　　。
使用铁粉和加入炭粉,加快了铁锈蚀的速率
【方法点拨】当多种因素的变化都可能影响实验结果时,要明确哪种因素真正起了作用,就必须控制其他因素相同只改变这种因素,从而考查该因素对实验结果所起的作用,这种方法在科学探究中称为控制变量法。此类试题的特点是运用控制变量法设计多个实验,记录多组实验数据,主要考查设计的某个实验在探究过程中所起的作用或推断实验结论等。
举例 条件或影响因素 方法点拨
铁生锈条件的探究 条件:(1)铁;(2)与水接触; (3)与氧气(或空气)接触 控制变量法和对比法是此类试题常用的方法
(1)用控制变量法解决问题的思路:①明确探究问题;②寻找影响因素;③保持其他因素不变;④改变研究因素
(2)对比实验一般由两个或两个以上的实验组成,在对比中可准确找出不同条件对实验结果的影响
燃烧条件的探究 条件:(1)可燃物;(2)温度达到着火点;(3)与氧气(或空气)接触 影响化学反应速率的因素等 影响因素:(1)温度;(2)反应物的浓度或纯度;(3)反应物间的接触面积;(4)催化剂等 例4 [2021·岳阳]某化学兴趣小组用未知浓度的盐酸和碳酸钙反应,将制得的气体X通入澄清石灰水中,始终没有发现石灰水变浑浊。针对此现象,同学们展开了如下探究:
提出问题澄清石灰水未变浑浊的原因是什么
查阅资料
①盐酸具有挥发性,易挥发出氯化氢气体;②AgCl为白色且难溶于水的固体;
③CO2不溶于饱和的NaHCO3溶液;
④CO2与Na2CO3溶液反应的化学方程式为CO2+H2O+Na2CO3 2NaHCO3;
⑤CO2不与AgNO3溶液反应。
类型二
物质变化及实验现象的探究　
作出猜想澄清石灰水未变浑浊的原因:
甲同学的猜想:澄清石灰水已变质。
乙同学的猜想:气体X中除了有CO2外,还有　　　　(填化学式)气体杂质。
HCl　
实验探究同学们经过讨论后设计了如图T6-7实验装置进行探究。A、B试管中是AgNO3溶液,C试管中是澄清石灰水,连接好装置后通入气体X。
①盛有AgNO3溶液的B装置的作用是　　　　　　　　　　　。
②若A、B、C试管中的现象分别是_________________________________
　 ,
则甲、乙同学的猜想都正确。
实验反思要除去上述CO2中的气体杂质,可以将气
体通入　　　　(填序号)中。
A.NaOH溶液 B.Na2CO3溶液 C.饱和NaHCO3溶液
图T6-7
验证HCl气体是否除尽
A中产生白色沉淀,B中没有沉淀产生,
C中澄清石灰水不变浑浊
C
例5 [2021·苏州]石灰石是重要的化工原料。为研究石灰石的性质和用途进行如下探究。
Ⅰ.石灰石分解的探究
取三块形状大小相近的石灰石(长宽厚约为1 cm×1 cm×0.2 cm),一块不加热,另两块分别在酒精灯和酒精喷灯(酒精化学式为C2H5OH)的火焰上加热2 min(假设杂质加热时不发生变化)。探究过程如图T6-8所示,实验现象见表1。
图T6-8
实验组别 实验条件 试管B中的现象
甲 未加热 无明显现象
乙 酒精灯加热 呈浅红色
丙 酒精喷灯加热 呈红色
(1)通过甲、乙、丙三组对比实验,得出影响石灰石分解的因素是
　　　 　。
(2)丙组实验加热石灰石时,在火焰上方倒扣一个用澄清石灰水润湿的烧杯,石灰水变浑浊,出现浑浊的化学方程式为_________________
　　　 　。此实验能否推断石灰石煅烧产生二氧化碳,并说明理由:_________________________________________________。
图T6-8
实验组别 实验条件 试管B中的现象
甲 未加热 无明显现象
乙 酒精灯加热 呈浅红色
丙 酒精喷灯加热 呈红色
温度
CaCO3↓+H2O
否,酒精燃烧也会生成二氧化碳,使澄清石灰水变浑浊
(3)丙组实验中,向试管B中逐滴滴入稀盐酸,至红色恰好褪去,轻轻晃动试管,溶液自下而上又变为红色。解释产生上述现象的原因:

　 。
图T6-8
实验组别 实验条件 试管B中的现象
甲 未加热 无明显现象
乙 酒精灯加热 呈浅红色
丙 酒精喷灯加热 呈红色
氢氧化钙与盐酸反应,酚酞红色褪去;氢氧化钙微溶于水,晃动时氢氧化钙继续溶解,溶液呈碱性,使酚酞变红
(4)为检验丙组实验中的石灰石部分分解,设计实验:取研细后的粉末少许于试管中,　　　　 　　　 　　　　　(补充完整实验方案)。
图T6-8
实验组别 实验条件 试管B中的现象
甲 未加热 无明显现象
乙 酒精灯加热 呈浅红色
丙 酒精喷灯加热 呈红色
滴入稀盐酸,有无色气体产生
Ⅱ.石灰石煅烧温度的探究
查阅资料生石灰质量的优劣常采用“活性度”来衡量。“活性度”的测定方法:取一定质量的生石灰,加入一定量的水,用指定浓度的盐酸中和,记录所消耗盐酸的体积数(单位为mL)。消耗盐酸的体积数越大,“活性度”越高。
某研究小组在电炉内煅烧石灰石样品,并测定煅烧产物(CaO)的活性度,数据见表2。
表2　不同条件下煅烧产物的活性度(mL)
煅烧时间 活性度 煅烧温度 12 min 16 min 20 min
1 050 ℃ 790 793 795
1 100 ℃ 836 856 863
1 150 ℃ 868 871 873
1 200 ℃ 808 845 864
1 250 ℃ 454 556 617
1 300 ℃ 412 530 623
(5)石灰石煅烧的最佳温度范围为1 100~1 200 ℃的证据是_______________
　。
煅烧不同的时间,在1100~1 200 ℃范围内生成的生石灰活性度均高
煅烧时间 活性度 煅烧温度 12 min 16 min 20 min
1 050 ℃ 790 793 795
1 100 ℃ 836 856 863
1 150 ℃ 868 871 873
1 200 ℃ 808 845 864
1 250 ℃ 454 556 617
1 300 ℃ 412 530 623
Ⅲ.石灰石用途的探究
(6)石灰石是高炉炼铁的原料之一。石灰石能除去铁矿石中的SiO2,同时能提高单位时间内生铁的产率。分析加入石灰石能提高生铁产率的原因:_________________________________
　 。
石灰石高温分解产生的二氧化碳与焦炭反应生成一氧化碳,可还原生成更多铁
例6 [2021·衡阳]某化学兴趣小组的同学发现有一瓶标签受损、久置的某溶液,受损标签如图T6-9所示。该小组同学对这瓶溶液进行了如下探究:
提出问题这瓶溶液是什么物质的溶液。
猜想与假设老师提示:原溶液只可能是下列
三种溶液中的一种:①氢氧化钠溶液,
②碳酸钠溶液,③硫酸钠溶液。
查阅资料Na2SO4溶液和BaCl2溶液均呈中性。
类型三
物质成分的探究
图T6-9
实验探究一

同学 实验操作 实验现象及结论 同学相互评价
甲 溶液变红 猜想①成立 乙同学认为此方案结论不正确,你认为他的理由是______________

乙 产生气泡 猜想②成立 　丙同学认为:猜想①的溶液久置可能变质,加足量稀盐酸也会产生气泡
碳酸钠溶液也显
碱性,也能使酚酞溶液变红色
实验探究二
丙同学重新设计实验如下:
实验操作 实验现象 实验结论或结果
步骤一:取少量样品溶液于试管中,加入过量BaCl2溶液,振荡 猜想①正确,且已部分变质
步骤二完毕后,溶液中除酚酞外,还含有的溶质有
(填数字)种
步骤二:静置,取少量上层清液于另一支试管中,滴加 _________ 溶液变红 产生白色沉淀
酚酞溶液
3
交流与讨论大家认为该实验方案仍然存在缺陷,如果氢氧化钠溶液已完全变质,则无法得出正确结论。
实验反思
(1)氢氧化钠变质的化学方程式为　 　　　　　　　　　　　,为了防止变质,该药品必须要　　　　保存。
(2)倾倒液体试剂,要注意标签　　　　　　。
密封
向着手心
例7 [2020·滨州]水蒸气通过灼热的焦炭后得到的混合气体有哪些成分 某化学兴趣小组在老师的指导下,对此进行了实验探究。
猜想与假设
①该混合气体只含有一氧化碳、氢气。
②该混合气体含有一氧化碳、二氧化碳、氢气和水蒸气。
③该混合气体只含有二氧化碳、氢气和水蒸气。
④该混合气体只含有一氧化碳、二氧化碳和氢气。
查阅资料
①无水硫酸铜遇水由白色变为蓝色。
②碱石灰是固体氢氧化钠和氧化钙的混合物。
③氢气与一氧化碳都具有还原性。
收集证据同学们在老师的指导下设计了如图T6-10 所示装置(部分夹持仪器已略去),并进行了实验。
(1)装置A中无水硫酸铜由白色变为蓝色,装置B中澄清石灰水变浑浊,由此得出的结论为混合气体中有　　　　 　　　　　　。B中发生反应的化学方程式为　 。
(2)反应前装置C中的药品为　 　　　　溶液。
图T6-10
水蒸气和二氧化碳(或H2O和CO2)
NaOH(或氢氧化钠)
(3)反应后E中红色氧化铁粉末变为黑色,F中无水硫酸铜由白色变为蓝色,G中澄清石灰水变浑浊,说明混合气体中还存在的气体是　　　　　　 　　　　。
图T6-10
氢气和一氧化碳(或H2和CO)
实验结论猜想　　　　正确。
实验反思经过讨论,同学们将装置进行了简化,只用如图T6-11所示装置并自选必要试剂就能完成探究(假设每步都完全反应)。实验过程中干燥的凉烧杯内壁能观察到的现象是 　 , 应补充的最后一步实验操作及现象是_________________________
_________________________________________
________________________________________
　 　 。　
图T6-11
②
烧杯内壁有水雾(水珠)产生
将烧杯迅速正放,倒入澄清石灰水,振荡,发现澄清石灰水变浑浊(或另取一内壁附着有澄清石灰水的小烧杯,罩在火焰上方,发现澄清石灰水变浑浊,答案合理即可)