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初中科学中考专题特训练习实验探究题7
一、实验探究题
1.(2022·婺城模拟)金属与盐溶液发生反应时一般会引起溶液密度变化,科学兴趣小组决定设计实验来验证铜块与硝酸银溶液反应时密度变化情况。如图甲所示,弹簧测力计下方挂一银块A,烧杯中盛有硝酸银溶液B,杯底放入一铜块C(实验中溶液体积变化忽略不计)。
请回答:
(1)写出铜和硝酸银溶液反应的化学方程式 。
(2)该实验设计原理是: 当溶液密度发生变化时, 发生变化,从而引起弹簧测力计示数的变化。
(3)小组同学将反应过程中弹簧测力计的示数变化描绘成图2所示,其中正确的是 (填字母编号)。
(4)小科同学认为该实验方案可以简化,在弹簧测力计下方直接挂一铜块C,放入盛有硝酸银溶液B的烧杯中(如图1乙所示),观察弹簧测力的示数变化就可知道溶液的密度变化。你认为小科的设计是否合理,并说明理由: 。
2.(2022·慈溪模拟)小宁同学为验证植物光合作用需要光和叶绿体,设计了如下实验。
材料用具:银边天竺葵(叶边缘呈白色,无叶绿体)、黑纸片、打孔器、白纸板、吸管、适宜浓度的酒精、碘液、回形针。
实验步骤:
①将天竺葵放置黑暗环境中24小时。
②把黑纸片用回形针夹在天竺葵植株的某一叶片上半部,然后把植株放在阳光下照射4小时。
③剪下此叶片,用打孔器分别在A(黑纸片遮光的绿色部位)、B(未遮光的绿色部位)和C(未遮光的白色部位)各取一个叶圆片(如图所示)。
④把取下的叶圆片放入装有酒精溶液的试管中,水浴加热,脱色后在清水中漂洗。
⑤将3个叶圆片放在白纸板上,用吸管吸取碘液,分别滴在3个叶圆片上,观察实验结果。
请回答下列问题:
(1)实验步骤④中将叶圆片放入酒精溶液中进行脱色处理的目的是 。
(2)小宁同学是根据 作为观察指标来判断3个叶圆片在实验过程中是否发生了光合作用。
(3)A和B进行对照的目的是,验证 。
(4)若实验结果叶圆片B变蓝,C (填“变蓝或不变蓝”),则可得出的结论是植物光合作用需要叶绿体。
3.(2022·舟山模拟)二氧化碳是光合作用的原料,为探究“大棚中二氧化碳含量变化”。某兴趣小组制作了如图甲所示装置:用干燥、透明的密闭容器模拟大棚,其内放有一株吊兰,传感器测定容器中二氧化碳含量。在室温25℃时,将装置放在有阳光照射的窗台上,容器中二氧氧化碳含量随时间变化的曲线如图乙所示(ppm表示百万分之一)。请回答:
(1)实验中发现容器内壁附有较多水球,这些水珠主要通过吊兰的 作用产生;
(2)容器中二氧化碳含量下降的原因是 ;
(3)要提高大棚内作物产量,可适当增加大棚中CO2含量,写出一种具体方法 。
4.(2022·余杭模拟)某研究小组设计了一个实验方案,以验证“二氧化碳是光合作用合成有机物必需的原料”(如图所示),请回答以下问题:
(1)小金老师此方案设计不严谨,还应增设对照组。小金老师认为只要将玻璃钟罩中的氢氧化钠溶液应换成 ,其他保持不变就可以了。
(2)“暗处理一昼夜”的目的是 。
(3)实验过程中,步骤③的装置中,小烧杯内的溶液是 。
(4)实验过程中,步骤④中叶片的颜色为什么没有变蓝。请解释缘由: 。
5.(2021·鄞州模拟)实验室可用如下图所示的装置制取纯净、干燥的
CO,然后用 CO
还原 Fe2O3并检验气体产物。
(1)A装置中草酸(H2C2O4)在浓硫酸和加热的条件下发生分解反应生成CO、H2O和另一种氧化物,请写出反应的化学方程式: 。
(2)为达到实验目的,正确的装置连接顺序依次为A 。(用大写字母依次表示)
(3)该实验装置有不足之处,请给出改进措施 。
6.(2021·衢州)为测定石灰石样品中碳酸钙含量,某小组同学在一定质量的样品中加入足量稀盐酸,利用生成CO2的质量来测定(忽略稀盐酸挥发的影响)。
(1)小科用图甲装置实验,通过测定反应前后D装置质量的变化来得到CO2质量。为了避免水蒸气对实验的影响,使测量结果更准确,装置C中应装入 (填试剂名称)。
(2)小明用图乙装置实验,通过测定反应前后装置总质量的变化来得到CO2质量。他用碱石灰做干燥剂,请判断这种做法是否合理并说明理由。 。
(3)实验时,正确选择干燥剂后,两装置均可通过左侧导管鼓入某种气体一段时间,来进一步减小误差。下列操作可行的是 。
选项 实验装置 反应开始前鼓入的气体 反应结束后鼓入的气体
A 甲 氮气 氮气
B 甲 干燥空气 干燥空气
C 乙 氮气 氮气
D 乙 干燥空气 干燥空气
7.(2021·婺城模拟)小丽将CO2通入紫色石蕊试液中,发现石蕊试液变红(图甲)。对此她进行了以下探究:
[提出问题]使石蕊试液变红的是碳酸、还是二氧化碳、或者是水?
(猜想假设]①是CO2;②是水;③是水与CO2反应生成的H2CO3
[查阅资料]:CaCl2是中性干燥剂
[实验探究]她用带橡胶塞的雪碧和蓝色石蕊试纸做了如下实验(图乙a、b、c、d);
[实验步骤]试管内放一条干燥的蓝色石蕊试纸;
Ⅰ.摇晃雪碧瓶,打开止水夹,使CO2先通过装有CaCl2的干燥管后(图a)再通入试管中,发现试纸不变红(图b);
Ⅱ.再往试管内滴加水,发现试纸湿润,但不变红(图c);
Ⅲ.再次摇晃雪碧,往试管中通入CO2,发现试纸变红(图d)。
(1)[实验分析]做实验Ⅰ、Ⅱ的目的是
。
(2)[实验证明]通过实验说可证明上述假设正确的是 。
(3)[讨论交流]Ⅳ结束后,将纸花用酒精灯小心加热烘烤后纸花又变紫,说明碳酸的性质是 。
(4)若用图丙装置证明:使蓝色石蕊试纸变红的物质是碳酸,不是水,也不是二氧化碳。有以下操作:①从b端通N2;②打开分液漏斗活塞,向广口瓶中滴加适量水;③从a端通CO2;④将干燥的蓝色石蕊试纸放入广口瓶中。应采取的操作顺序是 (填序号,其中①②③可重复使用)。
8.(2021·婺城模拟)小金在学习了酸的性质后,对家中放置的草酸十分感兴趣,决定探究草酸晶体的化学性质。他先上网查寻,得知草酸(H2C2O4·2H2O)是一种无色晶体,熔点为101℃,易熔化成液体,受热易分解,分解时会有CO产生,接着他对受热分解的产物进行了进一步实验探究。
(1)猜想分解的产物
猜想一:CO、H2O
猜想二:CO2、CO
猜想三:CO2、CO和H2O
小金设计了如图装置。在A框中,小金选择乙作为晶体受热分解的发生装置,为什么不选择甲呢?请说明理由 ;
(2)假设每步反应都完全反应,实验操作及数据如表:
步骤 操作 质量/g
1 称量草酸晶体的质量 m1
2 加热草酸晶体 /
3 冷却 /
4 称量装置B中试管质量增重 m2
5 称量C烧杯增重 m3
由上述实验判断,猜想三是正确的,支持该猜想的证据是 ,且m1:m2:m3= 。
(3)从实验室安全角度考虑,图示装置还应采取的改进措施是 。
9.(2021·鄞州模拟)材料一:1673年,玻义耳曾经做过一个实验:在密闭的曲颈瓶中加热金属时,得到了金属灰,冷却后打开容器,称量金属灰的质量,发现与原来金属相比质量增加了。
材料二:1703年,施塔尔提出“燃素学说”,其主要观点有:
①燃素是组成物体的一种成分,一般条件下被禁锢在可燃物中;
②燃素在可燃物燃烧时会分离出来,且燃素可穿透一切物质。
材料三:1756年,罗蒙诺索夫重做了玻义耳的实验。他将金属铅装入容器后密封、称量。然后把容器放到火上加热,白色的金属变成了灰黄色,待容器冷却后再次称量,发现容器的总质量没有发生变化。罗蒙诺索夫对此的解释是:“容器里原来有一定量的空气,且容器中的空气质量减少多少,金属灰的质量就比金属增加多少,在化学变化中物质的质量是守恒的。”后来,拉瓦锡等科学家经过大量的定量实验,推翻了“燃素学说”,质量守恒定律得到公认。
(1)由“燃素学说”可知,物质燃烧后质量应该减少。请根据所学知识写出一个可以推翻“燃素学说”的事实: _。
(2)罗蒙诺索夫重做了玻义耳的实验是基于金属加热后,增加的质量并非来自燃素而是来自 的假设。
(3)质量守恒定律的发现过程,给我们的启示是 。
A.分析问题应该全面、严谨
B.实验的成功与否,取决于药品的选择
C.定量方法是科学研究的重要方法
D.科学研究既要尊重事实,也要勇于创新
10.(2021·鄞州模拟)为研究植物呼吸作用,小科进行了以下实验:
Ⅰ.选取两份等量且生长状况相同、具有完整根茎叶的新鲜菠菜,编号为甲组和乙组。甲组菠菜用开水烫2~3 min,乙组不作处理。然后将两份菠菜分别放入两个不透光且密闭的相同恒温箱中,将氧气和二氧化碳浓度传感器探头置于箱内(如图1)。
Ⅱ.连接计算机、数据采集器和传感器探头,采集24 h装置内氧气和二氧化碳浓度数据,并自动生成两种气体浓度随时间变化的图像,如图2和图3。(不考虑微生物呼吸作用对本实验的影响)
实验分析与评价:
(1)实验中采用的箱子是不透光的,目的是 。
(2)菠菜呼吸作用所需的氧气和产生的二氧化碳是通过图4中的 (填字母)进出植物体的。
(3)根据图2和图3可知,乙组氧气浓度先降低得快后降低得慢,二氧化碳浓度先升高得快后升高得慢,原因是随着呼吸作用的进行,装置内氧气浓度降低,二氧化碳浓度升高,从而导致菠菜的 。
11.(2021·宁海模拟)如图为研究植物光合作用产生氧气的实验:将金鱼藻放置盛有清水的烧杯中,用漏斗将金鱼藻盖住,再在漏斗上方罩上盛清水的试管。实验过程中同学们发现气泡产生的速度非常慢,于是对实验进行了改进:加入适量的碳酸氢钠(分解释放CO2)。用不同种生物多次实验后,获得如下实验数据:
组别 植物 种类 光照 碳酸氢钠(g/100mL) 温度 /℃ ▲ 的时间/min
A 金鱼藻 充足 0 20 35
B 金鱼藻 充足 0.1 20 15
C 金鱼藻 充足 0.1 10 20
D 黑藻 充足 0.1 20 25
E 水棉 充足 0.1 20 30
(1)表格中“▲”填写的内容应该是 。
(2)根据图表信息可知,影响植物光合作用产生气体速度的因素除光照和二氧化碳浓度外,还有 。
(3)如图是根据B组实验时每分钟产生的气泡数绘制的图像,请推测图中符合B组实验情况的是哪条
曲线并说明理由。
12.(2021·奉化模拟)某研究性学习小组查阅资料得知,宇宙飞船中可用超氧化钾(KO2)作为氧气再生剂。超氧化钾是一种固体,它与人呼出的二氧化碳反应生成氧气:4KO2 + 2CO2 == 2K2CO3 + 3O2 为了验证这个反应能够产生氧气,该小组同学以大理石和盐酸反应生成的CO2来与KO2反应制取O2,设计了如下实验装置:(D装置的作用是除去CO2中混有的HCl)
(1)C处应从A,B两种装置中选择 作CO2发生装置。
(2)为了除去O2中可能混有的CO2,F中可盛放过量 溶液。
(3)有同学提出,CO2中混有的水蒸气可能会对实验产生影响。若要检验干燥的CO2能否与超氧化钾反应生成氧气,你对实验装置的改进方法是 。
13.(2021·奉化模拟)小明同学从课外书中得知“叶片中叶绿素的合成需要镁元素”的结论,于是他设计了一个实验,想证实该结论。
实验材料:小麦种子若干、完全培养基和缺镁培养基(在教师的指导下配制,完全培养基含小麦胚生长发育所需的各种营养物质,缺镁培养基比完全培养基缺少了镁元素)。
实验步骤:①去掉小麦种子的胚乳。
②将种子的胚分成甲、乙两组,每组20 粒,分别接种在完全培养基和缺镁培养基上。
③将他们放在适宜的环境中培养两周,然后观察统计。
(1)去掉小麦种子胚乳的目的是排除胚乳中 对实验的干扰;
(2)培养两周后,观察的对象是 ;
(3)小芳同学认为叶绿素的合成除了需要镁等矿物质元素外,还需要其他的一些环境条件。她设计了如下表的方案:
A组 B组
小麦种子数 20粒 20粒
培养 适量的水,有光照,25℃ 适量的水,黑暗,25℃
培养时间 2周 2周
分析小芳同学的实验设计,你认为她要研究的问题是 。
14.(2021·金华模拟)为研究草酸亚铁晶体(FeC2O4·2H2O)分解的产物,在实验室称取一定量的草酸亚铁利用下列装置进行实验。
(1)实验过程中观察到B中白色无水CuSO4变成蓝色,C中澄清石灰水变浑浊,则草酸亚铁分解的产物中有 。
(2)若要证明草酸亚铁晶体热分解的气体产物中有CO,小夏同学提出需在C和D装置之间增加如右图G、H所示的装置,依据此思路,只有当出现 时才能证明产物中有CO;
(3)进行上述实验时,先点燃A处的酒精灯,一段时间后再点燃E处的酒精灯,原因是 ;
(4)小金认为,从简约的角度考虑,D装置可以省略,理由是 。
15.(2021·金华模拟)某现代化蔬菜大棚基地生产的番茄鲜嫩多汁深受消费者青睐。为了进一步增加产量,为农民创收,农科所做了如下研究:如图依次为叶片进行的生理活动模式图;夏季晴朗的一天,大棚内植物叶肉细胞吸收和释放二氧化碳的量(相对值)随时间变化的折线图:一天内光合作用和呼吸作用强度随时间变化曲线图。据图分析:
(1)植物吸收的水分主要用于图一中的生理活动 (填图一中字母) ;
(2)若大棚内温度降低,图二中的A点会 (填“上”或“下”)移:
(3)分析图二和图三时,小金提出图二中C点对应于图三中a点,小华认为图二中C点对应了图三中b点,你赞同谁的观点,其理由是 ;
(4)根据图二分析,农作物-昼夜积累有机物总量最多的是 (填图二中字母) 点。
16.(2021·瑞安模拟)某研究小组以过氧化氢溶液为原料,利用图甲装置探究制取氧气的适宜催化剂。实验过程中,在锥形瓶中加入20亳升5%的过氧化氢溶液,分别取等量的重铬酸钾、氧化铜、氧化铁三种物质作为催化剂进行实验,记录锥形瓶内压强随时间变化的曲线如图乙。(已知温度相同时,容积相同的容器里,同种气体的质量越大,压强也越大)
(1)若用P1、P2、P3分别表示重铬酸钾、氧化铜、氧化铁作为催化剂时锥形瓶内的最终气压,写出P1、P2、P3的大小关系: 。
(2)为证明氧化铜是催化剂,反应结束后需收集滤渣,除了检测其化学性质是否变化,还需进行的实验操作是: 。
(3)根据实验结果,小明认为在实验室用过氧化氢溶液制取氧气的实验中,应选择重铬酸钾作为催化剂。你是否同意他的观点,并说明理由。
17.(2021·金华模拟)乡村振兴战略是近年来党和政府为“确保国家粮食安全,把中国人的饭碗牢牢端在自己手中”而开展的重要系统工程。建造塑料大棚,生产绿色有机农产品,是系统工程内容之一。某农户新建大棚种植菠菜,出现菠菜苗长势不好的问题。某校生物兴趣小组闻讯前去调查,怀疑是光照不适所致。为找准原因,解决问题,兴趣小组在大棚中选取长势相同的菠菜苗若干,构建多套如图装置(注:密闭小室内气体变化会引起装置中液滴移动,气体增多右移,气体减少左移;CO2缓冲液能吸收、释放CO2,维持密闭小室CO2稳定),开展探究活动,记录数据如下表。请据图表分析回答:
(1)本探究活动中,光照强度为 左右时更适合菠菜生长。
(2)若要更准确地探知菠菜生长的适宜光照强度,应怎样操作?
(3)兴趣小组实地测量发现,晴天10:00—16:00,大棚内光照强度在40000勒克斯以上。兴趣小组根据探究结果及实地测量数据,为农户提供菠菜增产方法,取得了较好效果。增产方法是 。
组别 光照强度(勒克斯) 液滴移动(毫升/小时)
1 0 左移2.2
2 10000 右移1.1
3 20000 右移3.4
4 30000 右移1.8
18.(2021·温岭模拟)某兴趣小组选用小麦种子开展了有关呼吸作用的系列探究活动。
请结合所学科学知识,完成以下问题:
(1)在相同条件下完成图 1 实验,请分析该实验中如何判断呼吸作用是否进行 。
(2)一段时间后拔掉甲、乙两瓶的塞子,分别放入燃烧的蜡烛,观察到甲中烛焰无明显变化、乙中烛焰熄灭。此现象可以得出有关呼吸作用的结论是 。
(3)兴趣小组的同学将小麦种子培育成幼苗,将小麦幼苗放置于密闭的容器中一昼夜,测得二氧化碳吸收和释放的相对含量如图2(不考虑微生物呼吸作用对本实验的影响)。据图可知小麦幼苗接受光照的时间段是 (用折线上字母表示)。
19.(2021·温岭模拟)某科学研究小组在学习了“空气中氧气含量测定”时,发现教材中的实验方案误差较大,他们重新设计出了如右图所示的实验装置。实验步骤如下:
①如图连接仪器,经检查装置的气密性良好;
②测出整个集气瓶的容积,在集气瓶里装适量的水,燃烧匙里放足量的白磷,用凸透镜点燃;
③观察到白磷燃烧时产生大量白烟,同时放出大量的热,待白磷燃烧熄灭后,振荡至白烟消失;
④待集气瓶冷却至室温,测出集气瓶中水的体积;
⑤计算出空气中氧气的体积分数。
根据以上信息,回答下列问题:
(1)从白磷开始燃烧到最后熄灭的过程中,烧杯内水面的变化情况是 。
(2)集气瓶中原有水的作用是 。
A.使装置密封
B.吸收燃烧释放的热量
C.吸收五氧化二磷,防止污染空气
(3)下面哪些操作可能会导致氧气体积分数小于 1/5 。
A.瓶塞没塞紧
B.白磷的量不足
C.实验前集气瓶中原有水量过少
D.集气瓶没有完全冷却至室温就测量水的体积
20.(2021·温州模拟)某小组利用如图装置探究过氧化氢质量分数对过氧化氢分解速率的影响。
装置说明:仪器接口处密封,结晶皿中的水浴温度控制在20摄氏度,可以利用恒压漏斗逐滴向250mL的三颈烧瓶中加入过氧化氢溶液。
实验过程:将相同体积质量分数为 1%,2%,5%,10%的过氧化氢溶液分别滴加入装有 0.5 克二氧化锰的三颈烧瓶中,160 秒后停止采集数据,获得如下曲线图。
(1)根据实验数据可以得出的结论是
(2)约25s后三颈烧瓶内气压由高缓慢降低的原因是
(3)实验中是根据气压和温度来判断过氧化氢分解的速率,小科认为还需要用相同装置做一组将相同体积蒸馏水加热到相同温度,并测量气压的实验进行对比,这是因为
21.(2021·柯桥模拟)如图表示大棚内A、B两种植物的光合速率(用二氧化碳吸收量表示)与光照强度的关系曲线。请分析回答:
(1)B植物的光合作用开始于 ;(选填“c点前”、“c点”或“c点后”)
(2)若不考虑温度对呼吸作用的影响,则当光照强度为 f 时,一段时间内,光合作用合成的有机物是植物A (选填“多于”“等于”或“少于”)植物B。
(3)在农业生产中要使A植物正常生长,光照强度至少应大于点 。
22.(2021·柯桥模拟)正确连接如图所示的装置进行实验,可以验证某混合气体中是否含有CO和CO2 。(每套装置限用一次)请回答以下问题:
(1)连接装置导管口的顺序:混合气体— ①②。(填导管接口代号)
(2)装置中存在的不足之处是 。
(3)实验中,A中黑色粉末变红,查阅资料得知氧化亚铜(Cu2O)为红色固体,与稀硫酸反应的方程式为:Cu2O+H2SO4=CuSO4+Cu+H2O。为探究红色固体中是否含有Cu2O,请你设计一个简便的实验方案 。
(4)若通过上述方案确定存在Cu2O,为进一步确定红色固体的成分,补充实验:称取mg红色固体于试管中,加入过量的稀硫酸充分反应,然后过滤、洗涤、干燥、称量,得到ng固体。当n> (含m的代数式)时,还能确定存在Cu。
23.(2021·江北模拟)化学兴趣小组在老师指导下,改进了“测量空气中氧气体积分数”的实验装置(如图),并进行以下实验探究活动,请你一同参与。
【查阅资料】①白磷剧毒,着火点低(40℃),易燃烧,且耗氧彻底。
②硫酸铜溶液能与白磷反应,从而化解白磷的毒性。
(1)【实验探究】①在确保装置不漏气时,按图装入药品、连好仪器。
②将锥形瓶底部放入热水中,白磷很快被引燃,可以观察到的现象是 。(写出两点明显的实验现象)
(2)【反思评价】①实验结束,注入硫酸铜溶液,振荡锥形瓶,硫酸铜溶液能与剩余的白磷发生反应,有关的化学方程式为:11Px+60CuSO4+96H2O=20Cu3P↓+24H3PO4+60H2SO4 ,则x= 。
②此改进装置与课本上“测量空气中氧气体积分数”实验装置相比,有不少的优点,请你写出一条: 。
24.(2021·普陀模拟)小奇在完成“植物失水的实验“后,进行了一系列拓展实验,发现有些植物细胞因失水,细胞膜以内部分与细胞壁逐渐分离:当吸水后细胞又恢复成原来的状态。请教老师后,得知;具有活性的植物细胞在一定条件下可发生这种“分离”和“复原”的现象。兴趣小组为进一步研究,设计并开展了以下实验:
操作步骤 25%蔗糖溶液 25%葡萄糖溶液 25%氯化钠溶液 25%硝酸钾溶液
制作临时装片 制作紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞的临时装片
观察细胞的“分离”现象,记录“分离”的起止时间 在盖玻片的一侧滴一滴溶液,用吸水纸在另外一侧吸引,重复几次
60秒 65秒 25秒 57秒
观察“复原”现象 在载玻片的一侧滴一滴清水,用吸水纸在另外一侧吸引,重复几次
能 能 不能 能
请回答:
(1)该实验要研究植物细胞的这种“分离”和“复原”现象与 的关系
(2)通过实验可知,最易引起细胞发生“分离”的溶液是 。
(3)上述实验中,有一组细胞不能复原,其可能的原因是 。
25.(2021·普陀模拟)金属防腐是科学研究中的重大课题、某校学习小组以铁的锈蚀为项目进行如下研究。
(1)该小组用图甲装置进行实验,起始时量筒内的水面处于50毫升刻度处,之后水面缓慢上升,几天后,水面最终处于约 毫升刻度处.
(2)小科同学还进行了如下实验:取铁钉用砂纸打磨,称其质量,按如图乙安装装置,放置3天,再取出铁钉称量.改变条件重复上述实验,得到铁钉质量增加情况如下表:
小科学设计的实验基于的假设是 。
温度/℃ 10 20 30 40 50 60 70
铁钉质量增加/g 0.02 0.04 0.08 0.16 0.18 0.18
(3)指导老师认为小科的实验未能真实反映50℃以后铁钉腐蚀的快慢,理由是50℃以后铁钉质量没有变化,请分析表格中数据,铁钉质量没有变化的原因是 。
26.(2021·长兴模拟)某学习小组设计如下实验验证CO2的性质。
操作步骤:用3个250mL的烧瓶收集满CO2进行实验。如图一所示,同时迅速将注射器内液体全部注入各自烧瓶中,关闭活塞;一段时间后,同时振荡三个烧瓶。得到如图二所示的烧瓶内压强与时间的关系曲线图。
回答下列问题:
(1)曲线1中bc段气压逐渐变小的原因是 。
(2)实验步骤中,曲线1、2、3中导致气压快速变小(如:cd段)的操作是 。
(3)根据图二所示,可以得出的结论是 (填序号) 。
A.1体积水中溶解CO2的量约为1体积
B.CO2能与水发生反应生成碳酸
C.CO2能与NaOH溶液发生反应
D.40%NaOH溶液比澄清石灰水更适合用于吸收CO2
27.(2021·鹿城模拟)利用图甲所示的教材装置测量空气中氧气的体积分数,选用红磷作为药品是最佳选择吗?某兴趣小组设计并开展了如下实验:
①准备如图乙的玻璃容器,顶部用密封盖密封,并检查该装置的气密性。
②将氧气传感器(能实时显示容器内氧气的体积分数)固定在容器内壁,并装入足量的红磷。
③用激光笔点燃红磷,红磷剧烈燃烧,观察并记录氧气传感器所显示的氧气体积分数的变化情况。
④用白磷替换红磷重复上步骤①~③。
⑤换用食品脱氧剂(可以直接与氧气反应,无需点燃的物质)重复上述步骤①~③。
根据实验数据,分别绘制三种物质氧化时容器内氧气体积分数随时间的变化情况,如图丙所示。
(1)步骤①中检查气密性时,将玻璃容器浸没水中,如果观察到 ,则说明气密性不好。
(2)装置甲中150毫升集气瓶中装入1/5的水,量筒内装有50毫升水,根据图丙的实验数据,用红磷做实验,理论上实验结束后量筒内剩余的水为 毫升。
(3)根据该兴趣小组的实验结果,用图甲装置测量空气中氧气的体积分数,你会选用哪种药品,并说明理由: 。
28.(2021·鹿城模拟)百合是著名观赏花卉,具有较强的栽培价值。百合的种子萌发后,先形成小鳞茎,一段时间后,再长出绿叶,如图所示。某科学兴趣小组为了探究温度对百合培育成功率的影响,取300种子粒某品种百合种子经过24小时浸种后,平均分成6组,分别放入装有同样土壤的容器中,后将容器放置在不同温度恒温环境中,分别记录各组萌发的种子数量及50天生叶的鳞茎数量,结果如下表所示:
温度/℃ 5 10 15 20 25 30
萌发种子数量/粒 0 1 14 44 31 2
50天生叶鳞茎数量/个 未生叶 未生叶 未生叶 25 29 未生叶
培育成功率 0% 0% 05 50% 58% 0
(1)兴趣小组以“鳞茎生叶”作为培育成功依据的原因是 。
(2)基于上述实验结果,小明利用300粒百合种子、若干恒温箱进一步探究百合鳞茎生叶的最佳温度,请帮助小明设计实验步骤: 。
29.(2021·嘉善模拟)某生物兴趣小组在某地夏日晴天中午,展开如下实验:将生长状态一致的大豆植物分为5组,第1组在田间生长,另4组在人工温室中生长,并保持其光照和CO2浓度等其他条件与第1组相同。于中午12:30测定各组叶片的光合速率(本实验的光合速率是以单位时间内单位面积的叶片所固定二氧化碳的质量来表示),相关处理和结果见下表,据此回答下列问题:
实验组号 1 2 3 4 5
温度/℃ 36 25 31 36 36
相对湿度/% 27 52 52 52 37
光合速率/mg·dm-2·h-1 11.1 20.7 23.7 21.6 15.1
(1)本实验要探究的问题是 。
(2)第1组在本次实验中作为 。
(3)第4组实验比第3组实验光合速率小的原因是 。
(4)实验中光合速率的测定方法可用如下方法替代:用打孔器打出圆叶片,用注射器抽
去叶片内的气体后, 将圆叶片置于一定浓度的NaHCO3溶液中, 给予一定强度的光
照,测量圆叶片上浮至液面的 。
30.(2021·宁波模拟)植物的光合作用和呼吸作用强度可以用单位时间二氧化碳吸收量内呼吸或释放二氧化碳的量来表示。图甲曲线表示在恒温30℃时,某水藻在不同光照强度下,吸收二氧化碳与释放二氧化碳量的关系。小科为“研究光照强度对植物光合作用速度的影响”,设计如乙图实验装置。此装置的优点在于,可通过控制灯泡功率的大小或调节试管与灯泡的距离,来改变光照的强弱。
(1)图甲中B点所代表的含义是 。
(2)图乙实验中,每隔5分钟改变一次试管与光源之间的距离,随着距离的增加,密闭的试管中产生气泡减少。造成这一结果的主要原因是: 。(写一种即可)
(3)若该植物光合作用和呼吸作用的最适温度分别为25℃和30℃,在其他条件不变的情况下,将温度调节到25℃时,B点将向 (选填“左”或“右”)移动。
答案解析部分
1.【答案】(1)Cu+2AgNO3=Cu(NO3)2+2Ag
(2)银块A受到的浮力
(3)A
(4)不合理,铜块与硝酸银溶液反应生成的银会附着在铜块表面,影响弹簧测力计示数
【知识点】阿基米德原理;浮力的变化;书写化学方程式、文字表达式
【解析】【分析】(1)确定反应物、反应条件和生成物,据此写出反应的化学方程式;
(2)根据阿基米德原理F浮力=ρ液gV排可知,当液态密度变化时,它受到的浮力发生变化。根据F=G-F浮力可知,此时弹簧测力计的示数会发生改变。
(3)根据(2)中的描述分析测力计的示数随时间的变化规律;
(4)铜块和硝酸银反应后,生成硝酸铜和银单质,会使溶液密度减小,它受到的浮力减小,而弹簧测力计的示数增大。反应生成的银会附着在铜块表面,使测力计的示数变化更大,影响对实验结果的判断。
【解答】(1)铜和硝酸银反应,生成硝酸铜和银单质,反应的方程式为: Cu+2AgNO3=Cu(NO3)2+2Ag ;
(2)该实验设计原理是: 当溶液密度发生变化时,银块A受到的浮力发生变化,从而引起弹簧测力计示数的变化。
(3)随着反应的进行,溶液的密度减小,根据阿基米德原理F浮力=ρ液gV排可知,银块受到的浮力减小。根据F=G-F浮力可知,银块受到的浮力变大,故C错误;
实验开始时,弹簧测力计的示数不是零,故B错误;
当反应结束后,溶液密度不变,则弹簧测力计的示数保持不变,故A正确,D错误。
故选A。
(4)我认为小科的设计不合理,理由:铜块与硝酸银溶液反应生成的银会附着在铜块表面,影响弹簧测力计示数。
2.【答案】(1)分解叶绿素,除去叶圆片本身的颜色对实验结果的干扰
(2)叶圆片是否变蓝色
(3)植物光合作用需要光
(4)不变蓝
【知识点】光合作用的原料、条件和产物;光合作用的原理
【解析】【分析】1.植物光合作用需要光和叶绿体。
2.淀粉遇碘变蓝色;
【解答】(1)把取下的叶圆片放入装有酒精溶液的试管中水浴加热脱色后在清水中漂洗,使叶片含有的叶绿素溶解到酒精中至叶片变成黄白色,叶绿素为绿色,脱色后便于观察,如不脱色,不易观察到淀粉遇碘变蓝的现象。即实验步骤④中将叶圆片放入酒精溶液中进行脱色处理的目的是分解叶绿素,除去叶圆片本身的颜色对实验结果的干扰。
(2)小宁同学是根据叶圆片是否变蓝色作为观察指标来判断个叶圆片在实验过程中是否发生了光合作用。
(3)A是用黑纸片遮光的绿色部位,B是未遮光的绿色部位,A和B进行对照的目的是,验证植物光合作用需要光。
(4)观察实验现象,见光的B圆片能进行光合作用制造出淀粉,淀粉遇碘变蓝色;不含叶绿体的C圆片无法进行光合作用,没有变蓝色,说明植物进行光合作用的场所是叶绿体,植物光合作用需要叶绿体。
3.【答案】(1)蒸腾
(2)吊兰光合作用吸收的CO2多于呼吸作用产生的CO2
(3)往大棚中鼓入CO2
【知识点】蒸腾作用;植物的呼吸作用;光合作用的原料、条件和产物
【解析】【分析】(1)植物的光合作用公式:二氧化碳+水有机物+氧,光合作用的强度与光照和二氧化碳的浓度有关。
(2)植物的蒸腾作用是指植物体内的水以水蒸气的形式散发到大气中去的过程。
【解答】(1)实验过程中,植物进行蒸腾作用散失的水蒸气会凝结在塑料罩内壁上形成小水珠,因此这些小水珠主要来自植物的蒸腾作用。
(2)光合作用是指绿色植物利用光能,把二氧化碳和水转化成储存能量的有机物,同时释放氧气的过程。容器中二氧化碳含量下降的原因是吊兰光合作用吸收的CO2多于呼吸作用产生的CO2。
(3)要增加大棚内二氧化碳的含量,可施用二氧化碳气肥、燃烧木炭、稀盐酸和大理石反应等。
4.【答案】(1)等量清水
(2)将叶片内原有的淀粉运走耗尽 (合理即可)
(3)酒精
(4)绿色植物无二氧化碳不能制造有机物
【知识点】光合作用的原料、条件和产物;光合作用的原理
【解析】【分析】1.在验证“二氧化碳是光合作用合成有机物必需的原料”的实验中,是通过检验叶片中含有淀粉来说明二氧化碳是光合作用合成有机物必需的原料的;
2.植物呼吸利用氧气消耗体内的有机物;
3.实验装置中的氢氧化钠可以将装置中的二氧化碳吸收,使植物得不到二氧化碳。
【解答】(1).小金老师此方案设计不严谨,还应增设对照组。小金老师认为只要将玻璃钟罩中的氢氧化钠溶液应换成等量清水,其他保持不变就可以了。
(2)“暗处理一昼夜”的目的是将叶片内原有的淀粉运走耗尽 。
(3)实验过程中,步骤③的装置中,小烧杯内的溶液是酒精。
(4)实验过程中,步骤④中叶片的颜色没有变蓝的原因是:绿色植物无二氧化碳不能制造有机物。
5.【答案】(1)H2C2O4 H2O+CO↑+CO2↑
(2)EBCD
(3)增加尾气处理装置
【知识点】气体装置的装配、连接、选择与气密性检查;书写化学方程式、文字表达式
【解析】【分析】(1)根据草酸的组成元素先确定生成物,再书写反应方程式分析;
(2)根据一氧化碳中含有二氧化碳和水,要先除二氧化碳,然后除水分析;
(3)根据一氧化碳对空气的污染分析。
【解答】(1)草酸(H2C2O4)在浓硫酸和加热的条件下发生分解反应生成CO、H2O和另一种氧化物,由草酸的元素组成可知,另一种氧化物为CO,则反应方程式为H2C2O4 H2O+CO↑+CO2↑ ;
(2)要制取纯净、干燥的 CO,然后用 CO 还原 Fe2O3并检验气体产物 ,需先除去二氧化碳,再除水,然后再使一氧化碳与氧化铁反应,并验证生成二氧化碳,装置连接顺序为EBCD;
(3) 该实验涉及CO,为防止污染空气,需增加尾气处理装置。
故答案为:(1)H2C2O4 H2O+CO↑+CO2↑ (2)EBCD;(3) 增加尾气处理装置 。
6.【答案】(1)浓硫酸或浓H2SO4
(2)不合理,因为碱石灰也要吸收二氧化碳
(3)ACD
【知识点】二氧化碳的化学性质
【解析】【分析】(1)根据浓硫酸具有吸水性解答;
(2)碱石灰不但能吸收水分,还可以吸收二氧化碳,从而使测量结果偏小;
(3)在实验甲中,通过D中吸收二氧化碳后质量的增加量来测定碳酸钙的含量,而实验乙中,通过排出二氧化碳后装置质量的减小量测定碳酸钙的含量,据此分析判断。
【解答】(1)为了避免水蒸气对实验的影响,使测量结果更准确,装置C中的干燥剂应该吸收水分而不能吸收而样啊互通,则装置C中应装入浓硫酸或浓H2SO4。
(2)他用碱石灰做干燥剂,这种做法不合理,理由:因为碱石灰也要吸收二氧化碳。
(3)在实验甲中,通过D中吸收二氧化碳后质量的增加量来测定碳酸钙的含量,因此鼓入的气体中不能含有二氧化碳气体,故A正确,B错误;
实验乙中,通过排出二氧化碳后装置质量的减小量测定碳酸钙的含量,因此鼓入的气体中是否存在二氧化碳对实验没有影响,故C、D正确。
故选ACD。
7.【答案】(1)验证只有水和只有二氧化碳,均不能使紫色石蕊试液变红色
(2)③
(3)不稳定或受热易分解
(4)④③①②③或①③①②③
【知识点】二氧化碳的化学性质
【解析】【分析】根据二氧化碳和水不能使石蕊变色,二氧化碳与水反应生成碳酸可使石蕊变红及碳酸的不稳定性分析。
【解答】(1) 实验Ⅰ将二氧化碳通入试管中,试纸不变红,可验证二氧化碳不能使紫色石蕊试液变红,Ⅱ往试管中加水,试纸不变红,可证明二氧化碳不能使石蕊变红;
(2)通过实验对比,可证明是水与CO2反应生成的H2CO3 ,碳酸使石蕊变红,猜想③ 正确;
(3) 将纸花用酒精灯小心加热烘烤后纸花又变紫,说明碳酸不稳定,受热易分解;
(4) 用图丙装置证明使蓝色石蕊试纸变红的物质是碳酸,不是水,也不是二氧化碳,需先将干燥的蓝色石蕊试纸放广口瓶中,然后从a端通二氧化碳,再从b端通氮气将二氧化碳排出, 再打开分液漏斗加水,再从a通二氧化碳或者先从b端通氮气,再从a端通二氧化碳,再从b端通氮气,排除二氧化碳,再打开分液漏斗加水,再通二氧化碳;
故答案为:(1) 验证只有水和只有二氧化碳,均不能使紫色石蕊试液变红色 ;(2) ③ ;(3) 不稳定或受热易分解 ;(4) ④③①②③或①③①②③ 。
8.【答案】(1)草酸晶体熔点低于分解温度,试管口向上倾斜能防止草酸晶体受热熔化成液体流出导管
(2)B中试管内有无色液体,C中澄清石灰水变浑浊;63:27:22
(3)增加尾气处理装置
【知识点】实验方案设计与评价;根据化学反应方程式的计算
【解析】【分析】(1)根据 草酸晶体熔点低于分解温度 分析;
(2)根据水、二氧化碳的检验方法及方程式中物质间质量关系分析;
(3)根据CO的实验装置要用尾气处理装置分析。
【解答】(1) 草酸晶体熔点低于分解温度,试管口向上倾斜能防止草酸晶体受热熔化成液体流出导管,所以选择装置乙进行实验,而不选择甲;
(2) B中试管内有无色液体,说明有水生成,C中澄清石灰水变浑浊,说明有二氧化碳生成,由方程式可知
H2C2O4·2H2O = CO2+CO+3H2O
126 44 54
m1:m2:m3= 63:27:22;
(3)因该反应中有CO生成,为防止CO污染空气,该装置应增加尾气处理装置;
故答案为:(1) 草酸晶体熔点低于分解温度,试管口向上倾斜能防止草酸晶体受热熔化成液体流出导管;(2) 63:27:22 ;(3) 增加尾气处理装置 。
9.【答案】(1)铁丝燃烧后固体质量增加(合理即可)
(2)空气
(3)A;C;D
【知识点】质量守恒定律及其应用
【解析】【分析】(1)根据铁丝和氧气的反应分析解答;
(2)根据材料三确定罗蒙诺索夫的假设。
(3)根据材料描述的科学史实,分析其中包含的道理即可。
【解答】(1)由“燃素学说”可知,物质燃烧后质量应该减少。可以推翻“燃素学说”的事实:铁丝燃烧后固体质量增加。
(2)罗蒙诺索夫重做了玻义耳的实验是基于金属加热后,增加的质量并非来自燃素而是来自空气的假设。
(3)A.分析问题应该全面、严谨,故A正确;
B.实验的成功与否,药品的选择只是其中一个方面,故B错误;
C.定量方法是科学研究的重要方法,故C正确;
D.科学研究既要尊重事实,也要勇于创新,故D正确。
故选ACD。
10.【答案】(1)避免光合作用对实验的干扰
(2)A
(3)呼吸作用减弱
【知识点】控制变量法;植物的呼吸作用;光合作用和呼吸作用的相互关系
【解析】【分析】如图所示:A、气孔、B、保卫细胞、C、表皮细胞;甲组装置菠菜细胞已经死亡,不能进行呼吸作用,因此装置中氧气和二氧化碳含量不变。
【解答】(1)光合作用的条件是光照,实验中采用的箱子是不透光的,目的是避免光合作用对实验的干扰。
(2)菠菜呼吸作用所需的氧气和产生的二氧化碳是通过图4中的A气孔进出植物体的。
(3)根据图2和图3可知,乙组氧气浓度先降低得快后降低得慢,二氧化碳浓度先升高得快后升高得慢,原因是随着呼吸作用的进行,装置内氧气浓度降低,二氧化碳浓度升高,从而导致菠菜的呼吸作用减弱。
故答案为:(1) 避免光合作用对实验的干扰 (2)A (3)呼吸作用减弱
11.【答案】(1)气体充满试管
(2)温度、植物种类
(3)丙。开始碳酸氢钠释放二氧化碳,反应速度随着二氧化碳的量不断减小,生成气体的速率越来越慢。
【知识点】控制变量法;光合作用的原料、条件和产物;光合作用的原理
【解析】【分析】光合作用是指绿色植物吸收光能,把二氧化碳和水合成储存能量的有机物,同时释放出氧气的过程。 控制变量是指那些除了实验因素以外的所有影响实验结果的变量,这些变量不是本实验所要研究的变量,所以又称无关变量、无关因子、非实验因素或非实验因子。
【解答】(1)根据题干分析, 碳酸氢钠释放二氧化碳,增加光合作用所需要的原料二氧化碳,促进了光合作用产生氧气,加快了气泡产生的速度,不同的植物,不同的温度产生氧气的速度也不同,气体充满试管的时间不同,所以表格中“▲”填写的内容应该是气体充满试管。
(2)根据图表BC组,实验材料都是金鱼藻,除了温度不同,其它条件均相同,气体充满试管的时间B组为15分钟,C组为20分钟,因此影响光合作用产生气体的速度因素除了光照和二氧化碳浓度外,还有温度。DE组,除了植物种类不同,其它条件都相同,气体充满试管的时间也不同。说明影响植物光合作用产生气体速度的因素除光照、温度和二氧化碳浓度外,还有植物种类。
(3)碳酸氢钠可为植物进行光合作用提供二氧化碳,刚开始碳酸氢钠释放二氧化碳, 反应速度随着二氧化碳的量不断减小,生成气体的速率越来越慢。所以丙曲线符合B组实验情况。
故答案为:(1) 气体充满试管 (2) 温度、植物种类 (3)丙;开始碳酸氢钠释放二氧化碳,反应速度随着二氧化碳的量不断减小,生成气体的速率越来越慢
12.【答案】(1)A
(2)NaOH
(3)在 D 和 E 装置之间增加气体干燥装置
【知识点】气体装置的装配、连接、选择与气密性检查;制取二氧化碳的装置、步骤、收集与注意事项
【解析】【分析】(1)根据二氧化碳要用固液常温型发生装置制取分析;
(2)根据除二氧化碳最好选用氢氧化钠溶液分析;
(3)根据干燥二氧化碳以防止水蒸气对实验的干扰分析。
【解答】(1)二氧化碳的发生装置应选择A;
(2)除氧气中混有的二氧化碳应选择氢氧化钠溶液;
(3) 要检验干燥的CO2能否与超氧化钾反应生成氧气,需保证二氧化碳中不含水,所以应在D 和 E 装置之间增加气体干燥装置;
故答案为:(1)A;(2) NaOH ;(3)在D 和 E 装置之间增加气体干燥装置 。
13.【答案】(1)镁元素
(2)甲乙叶子的颜色
(3)光照对叶绿素合成的影响
【知识点】控制变量法;叶的形态结构
【解析】【分析】对照实验是指在实验中设置比较对象(对照组)的一种科学方法,以阐明一定因素对一个对象的影响和处理效应或意义时,除了对试验所要求研究因素或操作处理外,其他因素都保持一致,并把试验结果进行比较的试验。通常一个对照实验分为实验组和对照组。
【解答】(1)由题意可知,该实验的目的是证实“叶片中叶绿素的合成需要镁元素”,实验变量是镁元素,甲组接种在完全培养基上作为对照组,乙组接种在缺镁培养基上作为实验组。去掉小麦种子胚乳的目的是排除胚乳中镁元素的干扰。
(2)培养两周后,观察的对象是甲乙叶子的颜色。若乙组幼苗叶片的颜色不比甲组绿,说明叶片中叶绿素的合成需要镁元素,若乙组叶片的颜色和甲组一样绿或比甲组绿,说明叶片中叶绿素的合成不需要镁元素。
(3)由表中的信息可知,这个实验的变量是光照,目的是研究叶绿素的合成是否需要光。
故答案为:(1)镁元素 (2)甲乙叶子的颜色 (3)光照对叶绿素合成的影响
14.【答案】(1)水和二氧化碳
(2)H中澄清石灰水不变浑浊,F中澄清石灰水变浑浊
(3)排净装置内的空气,避免加热时发生危险
(4)水蒸气不是干扰气体(合理即可)
【知识点】实验方案设计与评价;水的组成和主要性质;二氧化碳的检验和验满
【解析】【分析】(1)根据水能使硫酸铜变蓝,二氧化碳能使石灰水变浑浊分析;
(2)根据通过验证一氧化碳与氧化铜反应生成二氧化碳来证明一氧化碳存在,必须保证反应前没有二氧化碳干扰分析;
(3)根据一氧化碳实验前要先排除装置内空气以防止发生爆炸分析;
(4)根据水蒸气在该实验中不会产生干扰分析。
【解答】(1) B中白色无水CuSO4变成蓝色,说明有水生成,C中澄清石灰水变浑浊,说明有二氧化碳生成,所以草酸亚铁分解的产物中有水和二氧化碳;
(2)证明CO需通过CO与氧化铜反应生成二氧化碳来验证,所以CD之间增加氢氧化钠溶液装置是吸收原二氧化碳,H装置是验证二氧化碳是否完全除去,再通过H中澄清石灰水不变浑浊,F中澄清石灰水变浑浊来证明CO的存在;
(3)一氧化碳与空气的混合气体燃烧易发生爆炸,所以实验时先点燃A处的酒精灯,一段时间后再点燃E处的酒精灯,以排净装置内的空气,避免加热时发生危险;
(4)水蒸气在该实验中不是干扰气体,所以D干燥装置可以省略。
故答案为:(1)水和二氧化碳;(2) H中澄清石灰水不变浑浊,F中澄清石灰水变浑浊;(3)排净装置内的空气,避免加热时发生危险;(4)水蒸气不是干扰气体 。
15.【答案】(1)A
(2)上
(3)赞同小华;图二中C 点表示叶片吸收(或释放)二氧化碳净值(或相对值)为零,即光合作用和呼吸作用强度相等,所以对应图三中b点
(4)G
【知识点】蒸腾作用;植物的呼吸作用;光合作用的原理;光合作用和呼吸作用的相互关系
【解析】
【分析】图一为叶片进行的生理活动模式图,根据图示中的物质变化情况可推知:A蒸腾作用,B光合作用,C呼吸作用。
图二为夏季晴朗的一天,大棚内植物叶肉细胞吸收和释放二氧化碳的量(相对值)随时间变化的折线图:AB段只进行呼吸作用,BC段光合作用开始增强,C点光合作用和呼吸作用相等,CD段光合作用强度大于呼吸作用强度,DE段正午太热,植物气孔关闭降低蒸腾作用,光合作用强度下降,EF段气孔逐渐打开,光合作用逐渐增强,FG段光照强度减弱,光合作用减弱,G点光合作用强度与呼吸作用强度相等, GH段呼吸作用强度增强,HI段只进行呼吸作用。
图三为一天内光合作用和呼吸作用强度随时间变化曲线图。曲线Ⅰ只在白天进行,曲线Ⅱ白天晚上都在进行,所以Ⅰ表示光合作用强度随时间变化曲线图,Ⅱ表示呼吸作用强度随时间变化曲线图。
【解答】(1)图一中:A蒸腾作用,B光合作用,C呼吸作用。植物吸收的水分主要用于图一中的生理活动是蒸腾作用A。
(2)若大棚内的温度降低,呼吸作用的强度也会降低,释放的二氧化碳就会减少,因此图二中的A点会上移。
(3)图二中C点表示叶片吸收(或释放)二氧化碳净值(或相对值)为零,即光合作用和呼吸作用强度相等。图三中Ⅰ表示光合作用强度随时间变化曲线图,Ⅱ表示呼吸作用强度随时间变化曲线图,图中的b点表示光合作用强度和呼吸作用强度相等,即图二中C点对应了图三中b点,所以小华的观点正确。
(4)根据图二分析,从C点到G点的曲线,光合作用的强度始终大于呼吸作用,有机物一直在积累,过了G点呼吸作用增强,有机物开始减少,所以农作物一昼夜积累有机物总量最多的是G点。
故答案为:(1)A (2)上 (3) 赞同小华;图二中C 点表示叶片吸收(或释放)二氧化碳净值(或相对值)为零,即光合作用和呼吸作用强度相等,所以对应图三中b点 (4)G
16.【答案】(1)相等(或P1=P2=P3)
(2)烘干并用天平测量质量
(3)同意,相同条件下重铬酸钾的催化效率最高(或不同意,重铬酸钾作催化剂,反应速度太快,收集操作难度大)
【知识点】控制变量法;气体压强跟体积的关系;制取氧气的原理;催化剂在化学反应中的作用
【解析】【分析】在化学反应里能改变反应物化学反应速率(提高或降低)而不改变化学平衡,且本身的质量和化学性质在化学反应前后都没有发生改变的物质叫催化剂。控制变量在进行科学实验的概念,是指那些除了实验因素(自变量)以外的所有影响实验结果的变量,这些变量不是本实验所要研究的变量,所以又称无关变量、无关因子、非实验因素或非实验因子。
【解答】(1)三次实验加入的催化剂不同,但过氧化氢溶液的质量和溶质质量分数均相同,即最终产生的气体肯定相同,因此容器内的最终气压肯定也相同;
(2)催化剂能够改变化学反应的速率,但反应前后其质量和化学性质均不变,因此还需要测量氧化铜反应前后的质量;
(3)由乙图可知,重铬酸钾的催化速率是最快的,因此可以节省实验的时间,或者也可不同意,因为反应速率过快,气体难以收集;
故答案为:(1) 相等(或P1=P2=P3);(2) 烘干并用天平测量质量;(3) 同意,相同条件下重铬酸钾的催化效率最高(或不同意,重铬酸钾作催化剂,反应速度太快,收集操作难度大).
17.【答案】(1)20000勒克斯
(2)在10000—30000勒克斯之间设置系列的光照强度梯度 (合理即可)
(3)适当降低该时段大棚内光照强度,控制在20000勒克斯左右
【知识点】控制变量法;光合作用的原料、条件和产物;光合作用的原理
【解析】【分析】植物光合作用能释放氧气,氧气不能被肉眼看见,采用密闭小室内气体变化引起装置中液体的移动情况探究植物光合作用最适宜的光照强度,运用科学探究中的“转换”思想。
【解答】(1)由表格信息可知,光照强度为20000勒克斯左右的蔬菜光合作用产生的氧气最多,即气液滴移动最多,因此光照强度为20000勒克斯左右时更适合菠菜生长。
(2)在10000—30000勒克斯之间设置系列的光照强度梯度,能够更精确看清蔬菜生长的光照强度情况。
(3)由表格数据可知,光照强度在20000勒克斯左右产生的氧气最多,光照强度为30000勒克斯产生氧气量相反降低,因此说明适当降低该时段大棚内光照强度,控制在20000勒克斯左右。
故答案为:(1)20000勒克斯(2)在10000—30000勒克斯之间设置系列的光照强度梯度 (合理即可)(3)适当降低该时段大棚内光照强度,控制在20000勒克斯左右
18.【答案】(1)温度计的示数是否变化
(2)呼吸作用消耗氧气
(3)BF 或 BDF 或 BCDEF
【知识点】植物的呼吸作用
【解析】【分析】光合作用吸收二氧化碳,释放氧气,呼吸作用吸收氧气,释放二氧化碳。
【解答】(1)呼吸作用植物吸入氧气,呼出二氧化碳,而二氧化碳在瓶内增多导致温度升高,因此在相同条件下完成图1实验,请分析该实验中如何判断呼吸作用是否进行温度计的示数是否变化。
(2)没有煮熟的种子能够进行呼吸作用,因此消耗氧气,释放二氧化铵,而煮熟的种子不需要进行呼吸作用,不消耗氧气,不产生二氧化碳,蜡烛燃烧需要氧气,因此在乙瓶装置中烛焰熄灭,此现象可以得出有关呼吸作用的结论是呼吸作用消耗氧气。
(3)随着光合作用增强,二氧化碳逐渐减少,即二氧化碳释放量下降,而之后光照强度过强,气孔部分关闭,CO2供应不足,导致植物吸收的CO2量减少,小麦幼苗接受光照的时间段是BCDEF。
故答案为:(1)温度计的示数是否变化(2)呼吸作用消耗氧气(3)BF 或 BDF 或 BCDEF
19.【答案】(1)先上升后下降最终低于原液面
(2)A;B;C
(3)A;B;D
【知识点】空气的成分及探究
【解析】【分析】(1)根据白磷燃烧放热压强增大,恢复室温,因氧气被消耗瓶内压强小于原来空气压强分析;
(2)根据瓶中水起密封、降温及吸收五氧化二磷的作用分析;
(3)根据装置漏气、装置未冷却读数、药品过少都会使结果偏小分析。
【解答】(1)白磷开始燃烧放热,瓶内压强增加,集气瓶中水会进入烧杯,使烧杯内水面上升,待白磷熄灭后,温度恢复,且磷燃烧消耗集气瓶中氧气,烧杯内水又会流入集气瓶中,烧杯内水面下降且低于原液面;
(2)集气瓶中原有水可使装置密封,吸收燃烧释放的热量,吸收五氧化二磷,防止污染空气,故ABC正确;
(3)瓶塞没有寒紧,使装置漏气,会使结果偏小,A正确;白磷量不足,氧气不能完全消耗,会使结果偏小,B正确;实验前集气瓶中原有水量过少不影响结果,C错误;集气瓶没有完全冷却至室温就测量水的体积会使剩余气体膨胀,使结果偏小,D正确;
故答案为:(1)先上升后下降最终低于原液面;(2)ABC;(3)ABD。
20.【答案】(1)过氧化氢的质量分数越大,分解的速率越快
(2)过氧化氢分解时会放出热量,反应结束后,放热停止,随着装置散热,温度会下降,使得三颈烧瓶内气压开始缓慢减小。
(3)温度对气压也会造成影响,(或排除因温度上升,引起的气压改变的干扰);(或气压增大可能是因温度升高引起,而不是过氧化氢分解产生氧气引起)
【知识点】催化剂在化学反应中的作用
【解析】【分析】(1)根据左图可知,过氧化氢的质量分数越大,容器内气压增大越快,这说明过氧化氢的分解速度越快,据此解答;
(2)在开始的一段时间内,气压增大有两个原因,一个是生成了氧气,另一个是反应放出热量导致温度升高。当反应结束后,不再有热量产生,于是气体的温度下降,导致气压会逐渐减小。
(3)如果用蒸馏水作为对照实验,那么可以通过气压的变化速度,判断气压增大,不仅仅是因为温度升高引起,更重要的是过氧化氢分解生成气体所致,据此分析解答。
【解答】(1)根据实验数据可以得出的结论是:过氧化氢的质量分数越大,分解的速率越快;
(2)约25s后三颈烧瓶内气压由高缓慢降低的原因是:过氧化氢分解时会放出热量,反应结束后,放热停止,随着装置散热,温度会下降,使得三颈烧瓶内气压开始缓慢减小。
(3)实验中是根据气压和温度来判断过氧化氢分解的速率,小科认为还需要用相同装置做一组将相同体积蒸馏水加热到相同温度,并测量气压的实验进行对比,这是因为:温度对气压也会造成影响,(或排除因温度上升,引起的气压改变的干扰);(或气压增大可能是因温度升高引起,而不是过氧化氢分解产生氧气引起)。
21.【答案】(1)c点前
(2)多于
(3)d
【知识点】光合作用和呼吸作用的相互关系
【解析】【分析】图中,a、b光照强度是0,二氧化碳吸收量是负值,表明植物只进行呼吸作用;cd二氧化碳吸收量是0,表明光合作用吸收二氧化碳和呼吸作用释放二氧化碳的量相等;e点植物A、植物B二氧化碳吸收量相等,表明二者光合作用与呼吸作用的差相等。
【解答】(1)B植物光照强度为0时,二氧化碳吸收量为b,b是负值,说明此时B只进行呼吸作用,光照强度为c时,二氧化碳吸收量为0,说明此时B 的光合作用吸收二氧化碳的量等于呼吸作用释放二氧化碳的量,因此,c碘之前植物B已经开始了光合作用。
(2)光照强度为0时,植物B的二氧化碳吸收量大于植物A的.而光照强度为f时,植物B的二氧化碳吸收量等于植物A的,在这一段时间内,植物光合作用合成的有机物等于f点的二氧化碳吸收量减去D点时的二氧化碳吸收量,因此,植物A合成的有机物多于植物B。
(3)植物在d点时.二氧化碳吸收量为0说明植物A此时光合作用吸收二氧化碳的量等于呼吸作用释放二氧化碳的量,这时植物消耗的有机物与合成的有机物相等,不积累有机物,若要使植物A正常生长。应使它不断积累有机物,因此,光照强度应至少大于d点。
故答案为:(1)c点前(2)多于(3)d
22.【答案】(1)③④⑥⑤
(2)缺尾气处理装置
(3)取固体,加入足量稀硫酸,如果溶液变蓝色,则含有 Cu2O
(4)4m/9
【知识点】实验方案设计与评价;根据化学反应方程式的计算;二氧化碳的化学性质
【解析】【分析】(1)一氧化碳能够和氧化铜反应,生成二氧化碳和水,因此只要生成的气体能够使澄清的石灰水变浑浊,就能证实有一氧化碳存在。为了排除原来气体中的二氧化碳对其的营销,必须先验证原来气体中是否存在二氧化碳,然后除去二氧化碳,最后将剩余气体通入玻璃管,验证一氧化碳的存在。
(2)一氧化碳有毒,直接排放到空气中会造成空气污染,据此分析不足之处。
(3)铜单质不能与稀硫酸反应,而氧化亚铜能够和稀硫酸反应,生成硫酸铜;
(4)假设mg全部是氧化亚铜,根据氧化亚铜和稀硫酸反应的方程式,计算出此时剩余的固体(铜单质)的质量,从而确定n的取值范围。
【解答】(1)混合气体先从③进入澄清的石灰水,根据是否浑浊判断是否二氧化碳存在;从④逸出的气体再从⑥进入氢氧化钠溶液,吸收全部的二氧化碳气体。从⑤逸出的气体通过①进入玻璃管,与氧化铜反应,最后通过澄清的石灰水判断是否有二氧化碳产生,从而证实是否一氧化碳存在,那么正确的顺序为:混合气体— ③④⑥⑤①②。
(2)装置中存在的不足之处是缺尾气处理装置。
(3)为探究红色固体中是否含有Cu2O,实验方案:取固体,加入足量稀硫酸,如果溶液变蓝色,则含有 Cu2O。
(4)设mg都是氧化亚铜,那么生成铜单质的质量为x,
Cu2O+H2SO4=CuSO4+Cu+H2O;
144 64
m x
;
解得:x=;
即当n>时,还能确定存在Cu。
23.【答案】(1)白磷燃烧产生大量白烟;放出大量的热 ;气球先胀大,后恢复;最终注射器里的液面停留在大约 4mL 刻度处(写出两点即可)
(2)4;环保无污染、误差小、操作简便等(答出一点即可
【知识点】空气的成分及探究
【解析】【分析】(1)白磷燃烧消耗氧气,生成五氧化二磷固体,同时放出大量的热。开始时,温度升高使气体体积膨胀大于消耗氧气减小的体积,因此气球会胀大;白磷完全燃烧后,温度开始下降,体积体积缩小,则气球会变小。氧气被消耗后,里面的空气体积减小1/5,因此注射器内的液面应该在4/5处,也就是4mL处,据此描述实验现象。
(2)①反应前后,原子的种类和个数保持一致,据此分析x的数值;
②可从对环境的污染程度、实验测量误差和操作方便性等角度分析它的优点。
【解答】(1)锥形瓶底部放入热水中,白磷很快被引燃,可以观察到的现象是:白磷燃烧产生大量白烟;放出大量的热 ;气球先胀大,后恢复;最终注射器里的液面停留在大约 4mL 刻度处。
(2)①根据方程式 11Px+60CuSO4+96H2O=20Cu3P↓+24H3PO4+60H2SO4 得到:
11xP+60Cu+60S+336O+192H=60Cu+44P+192H+336O,解得:x=4。
②此改进装置与课本上“测量空气中氧气体积分数”实验装置相比,优点为:环保无污染、误差小、操作简便等。
24.【答案】(1)溶液种类(溶质种类)
(2)(25%)氯化钠溶液
(3)细胞已经被杀死(失去活性)
【知识点】控制变量法;植物的根系及其结构与功能
【解析】【分析】科学探究的步骤:提出问题→作出假设 →设计实验→进行实验→得出结论→阐述和交流实验。
【解答】(1)该实验的变量是不同的溶液种类,所以该实验要研究植物细胞的这种“分离”和“复原”现象与溶液种类的关系。
(2)通过实验数据可知,在该实验中引起细胞发生“分离”现象时间最短的溶液是25%的氯化钠溶液,时间仅为25秒。在上述实验中25%的氯化钠溶液组的细胞分离后不能复原,原因是洋葱鳞片叶表皮细胞活性,只有具有活性的植物细胞在一定条件下可发生质量分离复原现象。
(3)上述实验中,有一组细胞不能复原,其可能的原因是细胞已经被杀死(失去活性)。
故答案为:(1)溶液种类(溶质种类)(2)(25%)氯化钠溶液 (3)细胞已经被杀死(失去活性)
25.【答案】(1)40
(2)铁钉锈蚀的快慢(可能)与温度有关
(3)试管内的氧气已被耗尽
【知识点】空气的成分及探究
【解析】【分析】(1)根据空气中氧气约占五分之一体积及铁生锈消耗空气内氧气分析;
(2)根据实验中温度的变量分析;
(3)根据反应停止铁钉质量不再增加分析。
【解答】(1)空气中氧气约占五分之一体积,量筒内空气体积为50mL×=10mL,则铁充分锈蚀后量筒内减少10mL氧气,则水进入至40mL处。
(2)由表中数据及实验设计条件可知,小科设计实验的是基于铁钉锈蚀的快慢(可能)与温度有关的假设。
(3)由50℃和60℃的数据可知,铁钉质量不再增加,说明试管内氧气已被耗尽,反应停止,所以不需反映50℃以后铁钉腐蚀的快慢。
故答案为:(1)40;(2) 铁钉锈蚀的快慢(可能)与温度有关 ;(3) 试管内的氧气已被耗尽 。
26.【答案】(1)二氧化碳溶于水
(2)振荡烧瓶
(3)A;C;D
【知识点】溶解度的影响因素;二氧化碳的物理性质及用途
【解析】【分析】(1)根据二氧化碳溶于水使压强减小分析;
(2)根据振荡能加快反应速率分析;
(3)根据图像中压强的变化对比确定二氧化碳与氢氧化钠和氢氧化钙溶液都反应,且与等体积氢氧化钠反应更多分析。
【解答】(1)因二氧化碳溶于水 ,溶解时压强减少,所以 曲线1中bc段气压逐渐变小 ;
(2)振荡可使反应更充分,要使实验中气压快速变小 ,可振荡烧瓶 ,使二氧化碳与溶液充分接触;
(3)由曲线中数据可知, 1体积水中溶解CO2的量约为1体积 ,A正确;图二所示图像不能证明二氧化碳与水反应生成碳酸,B错误;由三个反应的压强的变化可知, CO2能与NaOH溶液发生反应 ,C正确; 40%NaOH溶液吸收二氧化碳大于澄清石灰水,所以氢氧化钠溶液更适合用于吸收CO2,D正确;
故答案为:(1) 二氧化碳溶于水 ;(2) 振荡烧瓶 ;(3)ACD。
27.【答案】(1)容器内出现水或有气泡冒出
(2)33.2
(3)食品脱氧剂,因为其能耗尽密闭容器内的氧气且不需要点燃(或白磷,因其耗时最短;或红磷,因其着火点、燃烧时间较适宜)
【知识点】空气的成分及探究
【解析】【分析】(1)将容器浸没水中后,如果装置的气密性良好,那么不会在容器内看到水或出现气泡;
(2)进入集气瓶内水的体积等于减少的氧气的体积,首先根据丙图确定氧气体积分数的减少量,再乘以集气瓶内空气的体积得到减少氧气的体积,最后用量筒内水的体积减去这个数值即可。
(3)根据图丙,分析每种药品的不同特点,进而分析解答。
【解答】(1)步骤①中检查气密性时,将玻璃容器浸没水中,如果观察到容器内出现水或有气泡冒出,则说明气密性不好。
(2)装置甲内空气的体积:150mL×(1-)=120mL;
根据丙图可知,适用红磷最终消耗的氧气体积为:120mL×(21%-7%)=16.8mL;
那么实验结束后量筒内剩余水的体积:50mL-16.8mL=33.2mL。
(3)根据该兴趣小组的实验结果,用图甲装置测量空气中氧气的体积分数,
①我会选择食品脱氧剂,因为其能耗尽密闭容器内的氧气且不需要点燃;
②我会选择白磷,因其耗时最短;
③我会选择红磷,因其着火点、燃烧时间较适宜。
28.【答案】(1)生叶后,百合可进行光合作用制造有机物。
(2)取 300 粒某品种百合种子经过 24 小时浸种后,分别放入装有同样土壤的容器中,后将容器放置在 20℃恒温环境中;待其长出鳞茎后,将鳞茎均分成五组,分别将其放置在 21℃、23℃、25℃、27℃、29℃的恒温箱中;50 天后统计各组生叶的鳞茎数量,比较实验数据得出结论。
【知识点】实验方案设计与评价;光合作用的原理
【解析】【分析】控制变量在进行科学实验的概念,是指那些除了实验因素(自变量)以外的所有影响实验结果的变量,这些变量不是本实验所要研究的变量,所以又称无关变量、无关因子、非实验因素或非实验因子。鳞茎为地下变态茎的一种。变态茎非常短缩,呈盘状,其上着生肥厚多肉的鳞叶,内贮藏极为丰富的营养物质和水分。能适应干旱炎热的环境条件。
【解答】(1)兴趣小组以“鳞茎生叶”作为培育成功依据,是因为长出叶子后植物即可进行光合作用合成有机物,为植物的生长提供有机物,保证植物的生存;
(2)由表格可知,百合种子在20℃到30℃之间能够培育成功,所以探究百合鳞茎生叶的最适温度应该在20℃到30℃之间;为了找到最适温度,要多设置几组温度,每2℃一个间隔,其他条件都保持相同即可,然后比较生叶的数量得出结论即可;
故答案为:(1) 生叶后,百合可进行光合作用制造有机物;(2)取 300 粒某品种百合种子经过 24 小时浸种后,分别放入装有同样土壤的容器中,后将容器放置在 20℃恒温环境中;待其长出鳞茎后,将鳞茎均分成五组,分别将其放置在 21℃、23℃、25℃、27℃、29℃的恒温箱中;50 天后统计各组生叶的鳞茎数量,比较实验数据得出结论。
29.【答案】(1)在光照,二氧化碳浓度等条件相同的情况下,植物光合作用强度与温度,相对湿度的关系
(2)对照组
(3)温度过高,叶片气孔关闭,从外界吸收的二氧化碳减少
(4)时间
【知识点】控制变量法;光合作用的原料、条件和产物
【解析】【分析】控制变量在进行科学实验的概念,是指那些除了实验因素(自变量)以外的所有影响实验结果的变量,这些变量不是本实验所要研究的变量,所以又称无关变量、无关因子、非实验因素或非实验因子。光合作用,通常是指绿色植物(包括藻类)吸收光能,把二氧化碳和水合成富能有机物,同时释放氧气的过程。
【解答】(1)由表格可知,实验1与4、5对照是为了探究光合速率与相对湿度的关系;实验2、3、4对照是为了探究光合速率与温度的关系;
(2)第一组是在自然环境中生长,其他四组在人工温室中,因此第一组属于对照组;
(3)对比第3组和第4组实验可知,第4组的温度比第3组高,其他条件均相同,说明温度过高时,叶片的气孔关闭,导致从外界吸收的二氧化碳减少,从而导致光合作用速率减小;
(4)当植物叶片开始产生氧气时,会导致叶片受到的浮力增大,从而上浮,产生的气体越快,其上浮也就越快,通过比较上浮的时间来比较光合速率的大小;
故答案为:(1)在光照,二氧化碳浓度等条件相同的情况下,植物光合作用强度与温度,相对湿度的关系;(2)对照组;(3)温度过高,叶片气孔关闭,从外界吸收的二氧化碳减少;(4)时间。
30.【答案】(1)植物光合作用强度与呼吸作用强度相等时的光照强度
(2)随着光源距离的增加,光照强度逐渐减弱,使光合作用减弱,因产生的氧气减少
(3)左
【知识点】光合作用和呼吸作用的相互关系
【解析】【分析】呼吸作用是指机体将来自环境的或细胞自己储存的有机营养物的分子(如糖类、脂类、蛋白质等),通过一步步反应降解成较小的、简单的终产物(如二氧化碳、乳酸、乙醇等)的过程。光合作用,通常是指绿色植物(包括藻类)吸收光能,把二氧化碳和水合成富能有机物,同时释放氧气的过程。
【解答】(1)由图甲可知,B点既不吸收二氧化碳也不释放二氧化碳,说明此时光合作用的强度与呼吸作用的强度相等;
(2)由其操作可知,距离试管越近光照越强,越远光照越弱,而此时产生的气泡减少,说明氧气产生减少了,即光照强度越弱,光合作用越弱;
(3)在25℃时,是光合作用的最适温度,不是呼吸作用的最适温度,因此呼吸作用是减弱的,因此光合作用和呼吸作用相等的点会向左移动;
故答案为:(1)植物光合作用强度与呼吸作用强度相等时的光照强度;(2) 随着光源距离的增加,光照强度逐渐减弱,使光合作用减弱,因产生的氧气减少;(3)左。
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初中科学中考专题特训练习实验探究题7
一、实验探究题
1.(2022·婺城模拟)金属与盐溶液发生反应时一般会引起溶液密度变化,科学兴趣小组决定设计实验来验证铜块与硝酸银溶液反应时密度变化情况。如图甲所示,弹簧测力计下方挂一银块A,烧杯中盛有硝酸银溶液B,杯底放入一铜块C(实验中溶液体积变化忽略不计)。
请回答:
(1)写出铜和硝酸银溶液反应的化学方程式 。
(2)该实验设计原理是: 当溶液密度发生变化时, 发生变化,从而引起弹簧测力计示数的变化。
(3)小组同学将反应过程中弹簧测力计的示数变化描绘成图2所示,其中正确的是 (填字母编号)。
(4)小科同学认为该实验方案可以简化,在弹簧测力计下方直接挂一铜块C,放入盛有硝酸银溶液B的烧杯中(如图1乙所示),观察弹簧测力的示数变化就可知道溶液的密度变化。你认为小科的设计是否合理,并说明理由: 。
【答案】(1)Cu+2AgNO3=Cu(NO3)2+2Ag
(2)银块A受到的浮力
(3)A
(4)不合理,铜块与硝酸银溶液反应生成的银会附着在铜块表面,影响弹簧测力计示数
【知识点】阿基米德原理;浮力的变化;书写化学方程式、文字表达式
【解析】【分析】(1)确定反应物、反应条件和生成物,据此写出反应的化学方程式;
(2)根据阿基米德原理F浮力=ρ液gV排可知,当液态密度变化时,它受到的浮力发生变化。根据F=G-F浮力可知,此时弹簧测力计的示数会发生改变。
(3)根据(2)中的描述分析测力计的示数随时间的变化规律;
(4)铜块和硝酸银反应后,生成硝酸铜和银单质,会使溶液密度减小,它受到的浮力减小,而弹簧测力计的示数增大。反应生成的银会附着在铜块表面,使测力计的示数变化更大,影响对实验结果的判断。
【解答】(1)铜和硝酸银反应,生成硝酸铜和银单质,反应的方程式为: Cu+2AgNO3=Cu(NO3)2+2Ag ;
(2)该实验设计原理是: 当溶液密度发生变化时,银块A受到的浮力发生变化,从而引起弹簧测力计示数的变化。
(3)随着反应的进行,溶液的密度减小,根据阿基米德原理F浮力=ρ液gV排可知,银块受到的浮力减小。根据F=G-F浮力可知,银块受到的浮力变大,故C错误;
实验开始时,弹簧测力计的示数不是零,故B错误;
当反应结束后,溶液密度不变,则弹簧测力计的示数保持不变,故A正确,D错误。
故选A。
(4)我认为小科的设计不合理,理由:铜块与硝酸银溶液反应生成的银会附着在铜块表面,影响弹簧测力计示数。
2.(2022·慈溪模拟)小宁同学为验证植物光合作用需要光和叶绿体,设计了如下实验。
材料用具:银边天竺葵(叶边缘呈白色,无叶绿体)、黑纸片、打孔器、白纸板、吸管、适宜浓度的酒精、碘液、回形针。
实验步骤:
①将天竺葵放置黑暗环境中24小时。
②把黑纸片用回形针夹在天竺葵植株的某一叶片上半部,然后把植株放在阳光下照射4小时。
③剪下此叶片,用打孔器分别在A(黑纸片遮光的绿色部位)、B(未遮光的绿色部位)和C(未遮光的白色部位)各取一个叶圆片(如图所示)。
④把取下的叶圆片放入装有酒精溶液的试管中,水浴加热,脱色后在清水中漂洗。
⑤将3个叶圆片放在白纸板上,用吸管吸取碘液,分别滴在3个叶圆片上,观察实验结果。
请回答下列问题:
(1)实验步骤④中将叶圆片放入酒精溶液中进行脱色处理的目的是 。
(2)小宁同学是根据 作为观察指标来判断3个叶圆片在实验过程中是否发生了光合作用。
(3)A和B进行对照的目的是,验证 。
(4)若实验结果叶圆片B变蓝,C (填“变蓝或不变蓝”),则可得出的结论是植物光合作用需要叶绿体。
【答案】(1)分解叶绿素,除去叶圆片本身的颜色对实验结果的干扰
(2)叶圆片是否变蓝色
(3)植物光合作用需要光
(4)不变蓝
【知识点】光合作用的原料、条件和产物;光合作用的原理
【解析】【分析】1.植物光合作用需要光和叶绿体。
2.淀粉遇碘变蓝色;
【解答】(1)把取下的叶圆片放入装有酒精溶液的试管中水浴加热脱色后在清水中漂洗,使叶片含有的叶绿素溶解到酒精中至叶片变成黄白色,叶绿素为绿色,脱色后便于观察,如不脱色,不易观察到淀粉遇碘变蓝的现象。即实验步骤④中将叶圆片放入酒精溶液中进行脱色处理的目的是分解叶绿素,除去叶圆片本身的颜色对实验结果的干扰。
(2)小宁同学是根据叶圆片是否变蓝色作为观察指标来判断个叶圆片在实验过程中是否发生了光合作用。
(3)A是用黑纸片遮光的绿色部位,B是未遮光的绿色部位,A和B进行对照的目的是,验证植物光合作用需要光。
(4)观察实验现象,见光的B圆片能进行光合作用制造出淀粉,淀粉遇碘变蓝色;不含叶绿体的C圆片无法进行光合作用,没有变蓝色,说明植物进行光合作用的场所是叶绿体,植物光合作用需要叶绿体。
3.(2022·舟山模拟)二氧化碳是光合作用的原料,为探究“大棚中二氧化碳含量变化”。某兴趣小组制作了如图甲所示装置:用干燥、透明的密闭容器模拟大棚,其内放有一株吊兰,传感器测定容器中二氧化碳含量。在室温25℃时,将装置放在有阳光照射的窗台上,容器中二氧氧化碳含量随时间变化的曲线如图乙所示(ppm表示百万分之一)。请回答:
(1)实验中发现容器内壁附有较多水球,这些水珠主要通过吊兰的 作用产生;
(2)容器中二氧化碳含量下降的原因是 ;
(3)要提高大棚内作物产量,可适当增加大棚中CO2含量,写出一种具体方法 。
【答案】(1)蒸腾
(2)吊兰光合作用吸收的CO2多于呼吸作用产生的CO2
(3)往大棚中鼓入CO2
【知识点】蒸腾作用;植物的呼吸作用;光合作用的原料、条件和产物
【解析】【分析】(1)植物的光合作用公式:二氧化碳+水有机物+氧,光合作用的强度与光照和二氧化碳的浓度有关。
(2)植物的蒸腾作用是指植物体内的水以水蒸气的形式散发到大气中去的过程。
【解答】(1)实验过程中,植物进行蒸腾作用散失的水蒸气会凝结在塑料罩内壁上形成小水珠,因此这些小水珠主要来自植物的蒸腾作用。
(2)光合作用是指绿色植物利用光能,把二氧化碳和水转化成储存能量的有机物,同时释放氧气的过程。容器中二氧化碳含量下降的原因是吊兰光合作用吸收的CO2多于呼吸作用产生的CO2。
(3)要增加大棚内二氧化碳的含量,可施用二氧化碳气肥、燃烧木炭、稀盐酸和大理石反应等。
4.(2022·余杭模拟)某研究小组设计了一个实验方案,以验证“二氧化碳是光合作用合成有机物必需的原料”(如图所示),请回答以下问题:
(1)小金老师此方案设计不严谨,还应增设对照组。小金老师认为只要将玻璃钟罩中的氢氧化钠溶液应换成 ,其他保持不变就可以了。
(2)“暗处理一昼夜”的目的是 。
(3)实验过程中,步骤③的装置中,小烧杯内的溶液是 。
(4)实验过程中,步骤④中叶片的颜色为什么没有变蓝。请解释缘由: 。
【答案】(1)等量清水
(2)将叶片内原有的淀粉运走耗尽 (合理即可)
(3)酒精
(4)绿色植物无二氧化碳不能制造有机物
【知识点】光合作用的原料、条件和产物;光合作用的原理
【解析】【分析】1.在验证“二氧化碳是光合作用合成有机物必需的原料”的实验中,是通过检验叶片中含有淀粉来说明二氧化碳是光合作用合成有机物必需的原料的;
2.植物呼吸利用氧气消耗体内的有机物;
3.实验装置中的氢氧化钠可以将装置中的二氧化碳吸收,使植物得不到二氧化碳。
【解答】(1).小金老师此方案设计不严谨,还应增设对照组。小金老师认为只要将玻璃钟罩中的氢氧化钠溶液应换成等量清水,其他保持不变就可以了。
(2)“暗处理一昼夜”的目的是将叶片内原有的淀粉运走耗尽 。
(3)实验过程中,步骤③的装置中,小烧杯内的溶液是酒精。
(4)实验过程中,步骤④中叶片的颜色没有变蓝的原因是:绿色植物无二氧化碳不能制造有机物。
5.(2021·鄞州模拟)实验室可用如下图所示的装置制取纯净、干燥的
CO,然后用 CO
还原 Fe2O3并检验气体产物。
(1)A装置中草酸(H2C2O4)在浓硫酸和加热的条件下发生分解反应生成CO、H2O和另一种氧化物,请写出反应的化学方程式: 。
(2)为达到实验目的,正确的装置连接顺序依次为A 。(用大写字母依次表示)
(3)该实验装置有不足之处,请给出改进措施 。
【答案】(1)H2C2O4 H2O+CO↑+CO2↑
(2)EBCD
(3)增加尾气处理装置
【知识点】气体装置的装配、连接、选择与气密性检查;书写化学方程式、文字表达式
【解析】【分析】(1)根据草酸的组成元素先确定生成物,再书写反应方程式分析;
(2)根据一氧化碳中含有二氧化碳和水,要先除二氧化碳,然后除水分析;
(3)根据一氧化碳对空气的污染分析。
【解答】(1)草酸(H2C2O4)在浓硫酸和加热的条件下发生分解反应生成CO、H2O和另一种氧化物,由草酸的元素组成可知,另一种氧化物为CO,则反应方程式为H2C2O4 H2O+CO↑+CO2↑ ;
(2)要制取纯净、干燥的 CO,然后用 CO 还原 Fe2O3并检验气体产物 ,需先除去二氧化碳,再除水,然后再使一氧化碳与氧化铁反应,并验证生成二氧化碳,装置连接顺序为EBCD;
(3) 该实验涉及CO,为防止污染空气,需增加尾气处理装置。
故答案为:(1)H2C2O4 H2O+CO↑+CO2↑ (2)EBCD;(3) 增加尾气处理装置 。
6.(2021·衢州)为测定石灰石样品中碳酸钙含量,某小组同学在一定质量的样品中加入足量稀盐酸,利用生成CO2的质量来测定(忽略稀盐酸挥发的影响)。
(1)小科用图甲装置实验,通过测定反应前后D装置质量的变化来得到CO2质量。为了避免水蒸气对实验的影响,使测量结果更准确,装置C中应装入 (填试剂名称)。
(2)小明用图乙装置实验,通过测定反应前后装置总质量的变化来得到CO2质量。他用碱石灰做干燥剂,请判断这种做法是否合理并说明理由。 。
(3)实验时,正确选择干燥剂后,两装置均可通过左侧导管鼓入某种气体一段时间,来进一步减小误差。下列操作可行的是 。
选项 实验装置 反应开始前鼓入的气体 反应结束后鼓入的气体
A 甲 氮气 氮气
B 甲 干燥空气 干燥空气
C 乙 氮气 氮气
D 乙 干燥空气 干燥空气
【答案】(1)浓硫酸或浓H2SO4
(2)不合理,因为碱石灰也要吸收二氧化碳
(3)ACD
【知识点】二氧化碳的化学性质
【解析】【分析】(1)根据浓硫酸具有吸水性解答;
(2)碱石灰不但能吸收水分,还可以吸收二氧化碳,从而使测量结果偏小;
(3)在实验甲中,通过D中吸收二氧化碳后质量的增加量来测定碳酸钙的含量,而实验乙中,通过排出二氧化碳后装置质量的减小量测定碳酸钙的含量,据此分析判断。
【解答】(1)为了避免水蒸气对实验的影响,使测量结果更准确,装置C中的干燥剂应该吸收水分而不能吸收而样啊互通,则装置C中应装入浓硫酸或浓H2SO4。
(2)他用碱石灰做干燥剂,这种做法不合理,理由:因为碱石灰也要吸收二氧化碳。
(3)在实验甲中,通过D中吸收二氧化碳后质量的增加量来测定碳酸钙的含量,因此鼓入的气体中不能含有二氧化碳气体,故A正确,B错误;
实验乙中,通过排出二氧化碳后装置质量的减小量测定碳酸钙的含量,因此鼓入的气体中是否存在二氧化碳对实验没有影响,故C、D正确。
故选ACD。
7.(2021·婺城模拟)小丽将CO2通入紫色石蕊试液中,发现石蕊试液变红(图甲)。对此她进行了以下探究:
[提出问题]使石蕊试液变红的是碳酸、还是二氧化碳、或者是水?
(猜想假设]①是CO2;②是水;③是水与CO2反应生成的H2CO3
[查阅资料]:CaCl2是中性干燥剂
[实验探究]她用带橡胶塞的雪碧和蓝色石蕊试纸做了如下实验(图乙a、b、c、d);
[实验步骤]试管内放一条干燥的蓝色石蕊试纸;
Ⅰ.摇晃雪碧瓶,打开止水夹,使CO2先通过装有CaCl2的干燥管后(图a)再通入试管中,发现试纸不变红(图b);
Ⅱ.再往试管内滴加水,发现试纸湿润,但不变红(图c);
Ⅲ.再次摇晃雪碧,往试管中通入CO2,发现试纸变红(图d)。
(1)[实验分析]做实验Ⅰ、Ⅱ的目的是
。
(2)[实验证明]通过实验说可证明上述假设正确的是 。
(3)[讨论交流]Ⅳ结束后,将纸花用酒精灯小心加热烘烤后纸花又变紫,说明碳酸的性质是 。
(4)若用图丙装置证明:使蓝色石蕊试纸变红的物质是碳酸,不是水,也不是二氧化碳。有以下操作:①从b端通N2;②打开分液漏斗活塞,向广口瓶中滴加适量水;③从a端通CO2;④将干燥的蓝色石蕊试纸放入广口瓶中。应采取的操作顺序是 (填序号,其中①②③可重复使用)。
【答案】(1)验证只有水和只有二氧化碳,均不能使紫色石蕊试液变红色
(2)③
(3)不稳定或受热易分解
(4)④③①②③或①③①②③
【知识点】二氧化碳的化学性质
【解析】【分析】根据二氧化碳和水不能使石蕊变色,二氧化碳与水反应生成碳酸可使石蕊变红及碳酸的不稳定性分析。
【解答】(1) 实验Ⅰ将二氧化碳通入试管中,试纸不变红,可验证二氧化碳不能使紫色石蕊试液变红,Ⅱ往试管中加水,试纸不变红,可证明二氧化碳不能使石蕊变红;
(2)通过实验对比,可证明是水与CO2反应生成的H2CO3 ,碳酸使石蕊变红,猜想③ 正确;
(3) 将纸花用酒精灯小心加热烘烤后纸花又变紫,说明碳酸不稳定,受热易分解;
(4) 用图丙装置证明使蓝色石蕊试纸变红的物质是碳酸,不是水,也不是二氧化碳,需先将干燥的蓝色石蕊试纸放广口瓶中,然后从a端通二氧化碳,再从b端通氮气将二氧化碳排出, 再打开分液漏斗加水,再从a通二氧化碳或者先从b端通氮气,再从a端通二氧化碳,再从b端通氮气,排除二氧化碳,再打开分液漏斗加水,再通二氧化碳;
故答案为:(1) 验证只有水和只有二氧化碳,均不能使紫色石蕊试液变红色 ;(2) ③ ;(3) 不稳定或受热易分解 ;(4) ④③①②③或①③①②③ 。
8.(2021·婺城模拟)小金在学习了酸的性质后,对家中放置的草酸十分感兴趣,决定探究草酸晶体的化学性质。他先上网查寻,得知草酸(H2C2O4·2H2O)是一种无色晶体,熔点为101℃,易熔化成液体,受热易分解,分解时会有CO产生,接着他对受热分解的产物进行了进一步实验探究。
(1)猜想分解的产物
猜想一:CO、H2O
猜想二:CO2、CO
猜想三:CO2、CO和H2O
小金设计了如图装置。在A框中,小金选择乙作为晶体受热分解的发生装置,为什么不选择甲呢?请说明理由 ;
(2)假设每步反应都完全反应,实验操作及数据如表:
步骤 操作 质量/g
1 称量草酸晶体的质量 m1
2 加热草酸晶体 /
3 冷却 /
4 称量装置B中试管质量增重 m2
5 称量C烧杯增重 m3
由上述实验判断,猜想三是正确的,支持该猜想的证据是 ,且m1:m2:m3= 。
(3)从实验室安全角度考虑,图示装置还应采取的改进措施是 。
【答案】(1)草酸晶体熔点低于分解温度,试管口向上倾斜能防止草酸晶体受热熔化成液体流出导管
(2)B中试管内有无色液体,C中澄清石灰水变浑浊;63:27:22
(3)增加尾气处理装置
【知识点】实验方案设计与评价;根据化学反应方程式的计算
【解析】【分析】(1)根据 草酸晶体熔点低于分解温度 分析;
(2)根据水、二氧化碳的检验方法及方程式中物质间质量关系分析;
(3)根据CO的实验装置要用尾气处理装置分析。
【解答】(1) 草酸晶体熔点低于分解温度,试管口向上倾斜能防止草酸晶体受热熔化成液体流出导管,所以选择装置乙进行实验,而不选择甲;
(2) B中试管内有无色液体,说明有水生成,C中澄清石灰水变浑浊,说明有二氧化碳生成,由方程式可知
H2C2O4·2H2O = CO2+CO+3H2O
126 44 54
m1:m2:m3= 63:27:22;
(3)因该反应中有CO生成,为防止CO污染空气,该装置应增加尾气处理装置;
故答案为:(1) 草酸晶体熔点低于分解温度,试管口向上倾斜能防止草酸晶体受热熔化成液体流出导管;(2) 63:27:22 ;(3) 增加尾气处理装置 。
9.(2021·鄞州模拟)材料一:1673年,玻义耳曾经做过一个实验:在密闭的曲颈瓶中加热金属时,得到了金属灰,冷却后打开容器,称量金属灰的质量,发现与原来金属相比质量增加了。
材料二:1703年,施塔尔提出“燃素学说”,其主要观点有:
①燃素是组成物体的一种成分,一般条件下被禁锢在可燃物中;
②燃素在可燃物燃烧时会分离出来,且燃素可穿透一切物质。
材料三:1756年,罗蒙诺索夫重做了玻义耳的实验。他将金属铅装入容器后密封、称量。然后把容器放到火上加热,白色的金属变成了灰黄色,待容器冷却后再次称量,发现容器的总质量没有发生变化。罗蒙诺索夫对此的解释是:“容器里原来有一定量的空气,且容器中的空气质量减少多少,金属灰的质量就比金属增加多少,在化学变化中物质的质量是守恒的。”后来,拉瓦锡等科学家经过大量的定量实验,推翻了“燃素学说”,质量守恒定律得到公认。
(1)由“燃素学说”可知,物质燃烧后质量应该减少。请根据所学知识写出一个可以推翻“燃素学说”的事实: _。
(2)罗蒙诺索夫重做了玻义耳的实验是基于金属加热后,增加的质量并非来自燃素而是来自 的假设。
(3)质量守恒定律的发现过程,给我们的启示是 。
A.分析问题应该全面、严谨
B.实验的成功与否,取决于药品的选择
C.定量方法是科学研究的重要方法
D.科学研究既要尊重事实,也要勇于创新
【答案】(1)铁丝燃烧后固体质量增加(合理即可)
(2)空气
(3)A;C;D
【知识点】质量守恒定律及其应用
【解析】【分析】(1)根据铁丝和氧气的反应分析解答;
(2)根据材料三确定罗蒙诺索夫的假设。
(3)根据材料描述的科学史实,分析其中包含的道理即可。
【解答】(1)由“燃素学说”可知,物质燃烧后质量应该减少。可以推翻“燃素学说”的事实:铁丝燃烧后固体质量增加。
(2)罗蒙诺索夫重做了玻义耳的实验是基于金属加热后,增加的质量并非来自燃素而是来自空气的假设。
(3)A.分析问题应该全面、严谨,故A正确;
B.实验的成功与否,药品的选择只是其中一个方面,故B错误;
C.定量方法是科学研究的重要方法,故C正确;
D.科学研究既要尊重事实,也要勇于创新,故D正确。
故选ACD。
10.(2021·鄞州模拟)为研究植物呼吸作用,小科进行了以下实验:
Ⅰ.选取两份等量且生长状况相同、具有完整根茎叶的新鲜菠菜,编号为甲组和乙组。甲组菠菜用开水烫2~3 min,乙组不作处理。然后将两份菠菜分别放入两个不透光且密闭的相同恒温箱中,将氧气和二氧化碳浓度传感器探头置于箱内(如图1)。
Ⅱ.连接计算机、数据采集器和传感器探头,采集24 h装置内氧气和二氧化碳浓度数据,并自动生成两种气体浓度随时间变化的图像,如图2和图3。(不考虑微生物呼吸作用对本实验的影响)
实验分析与评价:
(1)实验中采用的箱子是不透光的,目的是 。
(2)菠菜呼吸作用所需的氧气和产生的二氧化碳是通过图4中的 (填字母)进出植物体的。
(3)根据图2和图3可知,乙组氧气浓度先降低得快后降低得慢,二氧化碳浓度先升高得快后升高得慢,原因是随着呼吸作用的进行,装置内氧气浓度降低,二氧化碳浓度升高,从而导致菠菜的 。
【答案】(1)避免光合作用对实验的干扰
(2)A
(3)呼吸作用减弱
【知识点】控制变量法;植物的呼吸作用;光合作用和呼吸作用的相互关系
【解析】【分析】如图所示:A、气孔、B、保卫细胞、C、表皮细胞;甲组装置菠菜细胞已经死亡,不能进行呼吸作用,因此装置中氧气和二氧化碳含量不变。
【解答】(1)光合作用的条件是光照,实验中采用的箱子是不透光的,目的是避免光合作用对实验的干扰。
(2)菠菜呼吸作用所需的氧气和产生的二氧化碳是通过图4中的A气孔进出植物体的。
(3)根据图2和图3可知,乙组氧气浓度先降低得快后降低得慢,二氧化碳浓度先升高得快后升高得慢,原因是随着呼吸作用的进行,装置内氧气浓度降低,二氧化碳浓度升高,从而导致菠菜的呼吸作用减弱。
故答案为:(1) 避免光合作用对实验的干扰 (2)A (3)呼吸作用减弱
11.(2021·宁海模拟)如图为研究植物光合作用产生氧气的实验:将金鱼藻放置盛有清水的烧杯中,用漏斗将金鱼藻盖住,再在漏斗上方罩上盛清水的试管。实验过程中同学们发现气泡产生的速度非常慢,于是对实验进行了改进:加入适量的碳酸氢钠(分解释放CO2)。用不同种生物多次实验后,获得如下实验数据:
组别 植物 种类 光照 碳酸氢钠(g/100mL) 温度 /℃ ▲ 的时间/min
A 金鱼藻 充足 0 20 35
B 金鱼藻 充足 0.1 20 15
C 金鱼藻 充足 0.1 10 20
D 黑藻 充足 0.1 20 25
E 水棉 充足 0.1 20 30
(1)表格中“▲”填写的内容应该是 。
(2)根据图表信息可知,影响植物光合作用产生气体速度的因素除光照和二氧化碳浓度外,还有 。
(3)如图是根据B组实验时每分钟产生的气泡数绘制的图像,请推测图中符合B组实验情况的是哪条
曲线并说明理由。
【答案】(1)气体充满试管
(2)温度、植物种类
(3)丙。开始碳酸氢钠释放二氧化碳,反应速度随着二氧化碳的量不断减小,生成气体的速率越来越慢。
【知识点】控制变量法;光合作用的原料、条件和产物;光合作用的原理
【解析】【分析】光合作用是指绿色植物吸收光能,把二氧化碳和水合成储存能量的有机物,同时释放出氧气的过程。 控制变量是指那些除了实验因素以外的所有影响实验结果的变量,这些变量不是本实验所要研究的变量,所以又称无关变量、无关因子、非实验因素或非实验因子。
【解答】(1)根据题干分析, 碳酸氢钠释放二氧化碳,增加光合作用所需要的原料二氧化碳,促进了光合作用产生氧气,加快了气泡产生的速度,不同的植物,不同的温度产生氧气的速度也不同,气体充满试管的时间不同,所以表格中“▲”填写的内容应该是气体充满试管。
(2)根据图表BC组,实验材料都是金鱼藻,除了温度不同,其它条件均相同,气体充满试管的时间B组为15分钟,C组为20分钟,因此影响光合作用产生气体的速度因素除了光照和二氧化碳浓度外,还有温度。DE组,除了植物种类不同,其它条件都相同,气体充满试管的时间也不同。说明影响植物光合作用产生气体速度的因素除光照、温度和二氧化碳浓度外,还有植物种类。
(3)碳酸氢钠可为植物进行光合作用提供二氧化碳,刚开始碳酸氢钠释放二氧化碳, 反应速度随着二氧化碳的量不断减小,生成气体的速率越来越慢。所以丙曲线符合B组实验情况。
故答案为:(1) 气体充满试管 (2) 温度、植物种类 (3)丙;开始碳酸氢钠释放二氧化碳,反应速度随着二氧化碳的量不断减小,生成气体的速率越来越慢
12.(2021·奉化模拟)某研究性学习小组查阅资料得知,宇宙飞船中可用超氧化钾(KO2)作为氧气再生剂。超氧化钾是一种固体,它与人呼出的二氧化碳反应生成氧气:4KO2 + 2CO2 == 2K2CO3 + 3O2 为了验证这个反应能够产生氧气,该小组同学以大理石和盐酸反应生成的CO2来与KO2反应制取O2,设计了如下实验装置:(D装置的作用是除去CO2中混有的HCl)
(1)C处应从A,B两种装置中选择 作CO2发生装置。
(2)为了除去O2中可能混有的CO2,F中可盛放过量 溶液。
(3)有同学提出,CO2中混有的水蒸气可能会对实验产生影响。若要检验干燥的CO2能否与超氧化钾反应生成氧气,你对实验装置的改进方法是 。
【答案】(1)A
(2)NaOH
(3)在 D 和 E 装置之间增加气体干燥装置
【知识点】气体装置的装配、连接、选择与气密性检查;制取二氧化碳的装置、步骤、收集与注意事项
【解析】【分析】(1)根据二氧化碳要用固液常温型发生装置制取分析;
(2)根据除二氧化碳最好选用氢氧化钠溶液分析;
(3)根据干燥二氧化碳以防止水蒸气对实验的干扰分析。
【解答】(1)二氧化碳的发生装置应选择A;
(2)除氧气中混有的二氧化碳应选择氢氧化钠溶液;
(3) 要检验干燥的CO2能否与超氧化钾反应生成氧气,需保证二氧化碳中不含水,所以应在D 和 E 装置之间增加气体干燥装置;
故答案为:(1)A;(2) NaOH ;(3)在D 和 E 装置之间增加气体干燥装置 。
13.(2021·奉化模拟)小明同学从课外书中得知“叶片中叶绿素的合成需要镁元素”的结论,于是他设计了一个实验,想证实该结论。
实验材料:小麦种子若干、完全培养基和缺镁培养基(在教师的指导下配制,完全培养基含小麦胚生长发育所需的各种营养物质,缺镁培养基比完全培养基缺少了镁元素)。
实验步骤:①去掉小麦种子的胚乳。
②将种子的胚分成甲、乙两组,每组20 粒,分别接种在完全培养基和缺镁培养基上。
③将他们放在适宜的环境中培养两周,然后观察统计。
(1)去掉小麦种子胚乳的目的是排除胚乳中 对实验的干扰;
(2)培养两周后,观察的对象是 ;
(3)小芳同学认为叶绿素的合成除了需要镁等矿物质元素外,还需要其他的一些环境条件。她设计了如下表的方案:
A组 B组
小麦种子数 20粒 20粒
培养 适量的水,有光照,25℃ 适量的水,黑暗,25℃
培养时间 2周 2周
分析小芳同学的实验设计,你认为她要研究的问题是 。
【答案】(1)镁元素
(2)甲乙叶子的颜色
(3)光照对叶绿素合成的影响
【知识点】控制变量法;叶的形态结构
【解析】【分析】对照实验是指在实验中设置比较对象(对照组)的一种科学方法,以阐明一定因素对一个对象的影响和处理效应或意义时,除了对试验所要求研究因素或操作处理外,其他因素都保持一致,并把试验结果进行比较的试验。通常一个对照实验分为实验组和对照组。
【解答】(1)由题意可知,该实验的目的是证实“叶片中叶绿素的合成需要镁元素”,实验变量是镁元素,甲组接种在完全培养基上作为对照组,乙组接种在缺镁培养基上作为实验组。去掉小麦种子胚乳的目的是排除胚乳中镁元素的干扰。
(2)培养两周后,观察的对象是甲乙叶子的颜色。若乙组幼苗叶片的颜色不比甲组绿,说明叶片中叶绿素的合成需要镁元素,若乙组叶片的颜色和甲组一样绿或比甲组绿,说明叶片中叶绿素的合成不需要镁元素。
(3)由表中的信息可知,这个实验的变量是光照,目的是研究叶绿素的合成是否需要光。
故答案为:(1)镁元素 (2)甲乙叶子的颜色 (3)光照对叶绿素合成的影响
14.(2021·金华模拟)为研究草酸亚铁晶体(FeC2O4·2H2O)分解的产物,在实验室称取一定量的草酸亚铁利用下列装置进行实验。
(1)实验过程中观察到B中白色无水CuSO4变成蓝色,C中澄清石灰水变浑浊,则草酸亚铁分解的产物中有 。
(2)若要证明草酸亚铁晶体热分解的气体产物中有CO,小夏同学提出需在C和D装置之间增加如右图G、H所示的装置,依据此思路,只有当出现 时才能证明产物中有CO;
(3)进行上述实验时,先点燃A处的酒精灯,一段时间后再点燃E处的酒精灯,原因是 ;
(4)小金认为,从简约的角度考虑,D装置可以省略,理由是 。
【答案】(1)水和二氧化碳
(2)H中澄清石灰水不变浑浊,F中澄清石灰水变浑浊
(3)排净装置内的空气,避免加热时发生危险
(4)水蒸气不是干扰气体(合理即可)
【知识点】实验方案设计与评价;水的组成和主要性质;二氧化碳的检验和验满
【解析】【分析】(1)根据水能使硫酸铜变蓝,二氧化碳能使石灰水变浑浊分析;
(2)根据通过验证一氧化碳与氧化铜反应生成二氧化碳来证明一氧化碳存在,必须保证反应前没有二氧化碳干扰分析;
(3)根据一氧化碳实验前要先排除装置内空气以防止发生爆炸分析;
(4)根据水蒸气在该实验中不会产生干扰分析。
【解答】(1) B中白色无水CuSO4变成蓝色,说明有水生成,C中澄清石灰水变浑浊,说明有二氧化碳生成,所以草酸亚铁分解的产物中有水和二氧化碳;
(2)证明CO需通过CO与氧化铜反应生成二氧化碳来验证,所以CD之间增加氢氧化钠溶液装置是吸收原二氧化碳,H装置是验证二氧化碳是否完全除去,再通过H中澄清石灰水不变浑浊,F中澄清石灰水变浑浊来证明CO的存在;
(3)一氧化碳与空气的混合气体燃烧易发生爆炸,所以实验时先点燃A处的酒精灯,一段时间后再点燃E处的酒精灯,以排净装置内的空气,避免加热时发生危险;
(4)水蒸气在该实验中不是干扰气体,所以D干燥装置可以省略。
故答案为:(1)水和二氧化碳;(2) H中澄清石灰水不变浑浊,F中澄清石灰水变浑浊;(3)排净装置内的空气,避免加热时发生危险;(4)水蒸气不是干扰气体 。
15.(2021·金华模拟)某现代化蔬菜大棚基地生产的番茄鲜嫩多汁深受消费者青睐。为了进一步增加产量,为农民创收,农科所做了如下研究:如图依次为叶片进行的生理活动模式图;夏季晴朗的一天,大棚内植物叶肉细胞吸收和释放二氧化碳的量(相对值)随时间变化的折线图:一天内光合作用和呼吸作用强度随时间变化曲线图。据图分析:
(1)植物吸收的水分主要用于图一中的生理活动 (填图一中字母) ;
(2)若大棚内温度降低,图二中的A点会 (填“上”或“下”)移:
(3)分析图二和图三时,小金提出图二中C点对应于图三中a点,小华认为图二中C点对应了图三中b点,你赞同谁的观点,其理由是 ;
(4)根据图二分析,农作物-昼夜积累有机物总量最多的是 (填图二中字母) 点。
【答案】(1)A
(2)上
(3)赞同小华;图二中C 点表示叶片吸收(或释放)二氧化碳净值(或相对值)为零,即光合作用和呼吸作用强度相等,所以对应图三中b点
(4)G
【知识点】蒸腾作用;植物的呼吸作用;光合作用的原理;光合作用和呼吸作用的相互关系
【解析】
【分析】图一为叶片进行的生理活动模式图,根据图示中的物质变化情况可推知:A蒸腾作用,B光合作用,C呼吸作用。
图二为夏季晴朗的一天,大棚内植物叶肉细胞吸收和释放二氧化碳的量(相对值)随时间变化的折线图:AB段只进行呼吸作用,BC段光合作用开始增强,C点光合作用和呼吸作用相等,CD段光合作用强度大于呼吸作用强度,DE段正午太热,植物气孔关闭降低蒸腾作用,光合作用强度下降,EF段气孔逐渐打开,光合作用逐渐增强,FG段光照强度减弱,光合作用减弱,G点光合作用强度与呼吸作用强度相等, GH段呼吸作用强度增强,HI段只进行呼吸作用。
图三为一天内光合作用和呼吸作用强度随时间变化曲线图。曲线Ⅰ只在白天进行,曲线Ⅱ白天晚上都在进行,所以Ⅰ表示光合作用强度随时间变化曲线图,Ⅱ表示呼吸作用强度随时间变化曲线图。
【解答】(1)图一中:A蒸腾作用,B光合作用,C呼吸作用。植物吸收的水分主要用于图一中的生理活动是蒸腾作用A。
(2)若大棚内的温度降低,呼吸作用的强度也会降低,释放的二氧化碳就会减少,因此图二中的A点会上移。
(3)图二中C点表示叶片吸收(或释放)二氧化碳净值(或相对值)为零,即光合作用和呼吸作用强度相等。图三中Ⅰ表示光合作用强度随时间变化曲线图,Ⅱ表示呼吸作用强度随时间变化曲线图,图中的b点表示光合作用强度和呼吸作用强度相等,即图二中C点对应了图三中b点,所以小华的观点正确。
(4)根据图二分析,从C点到G点的曲线,光合作用的强度始终大于呼吸作用,有机物一直在积累,过了G点呼吸作用增强,有机物开始减少,所以农作物一昼夜积累有机物总量最多的是G点。
故答案为:(1)A (2)上 (3) 赞同小华;图二中C 点表示叶片吸收(或释放)二氧化碳净值(或相对值)为零,即光合作用和呼吸作用强度相等,所以对应图三中b点 (4)G
16.(2021·瑞安模拟)某研究小组以过氧化氢溶液为原料,利用图甲装置探究制取氧气的适宜催化剂。实验过程中,在锥形瓶中加入20亳升5%的过氧化氢溶液,分别取等量的重铬酸钾、氧化铜、氧化铁三种物质作为催化剂进行实验,记录锥形瓶内压强随时间变化的曲线如图乙。(已知温度相同时,容积相同的容器里,同种气体的质量越大,压强也越大)
(1)若用P1、P2、P3分别表示重铬酸钾、氧化铜、氧化铁作为催化剂时锥形瓶内的最终气压,写出P1、P2、P3的大小关系: 。
(2)为证明氧化铜是催化剂,反应结束后需收集滤渣,除了检测其化学性质是否变化,还需进行的实验操作是: 。
(3)根据实验结果,小明认为在实验室用过氧化氢溶液制取氧气的实验中,应选择重铬酸钾作为催化剂。你是否同意他的观点,并说明理由。
【答案】(1)相等(或P1=P2=P3)
(2)烘干并用天平测量质量
(3)同意,相同条件下重铬酸钾的催化效率最高(或不同意,重铬酸钾作催化剂,反应速度太快,收集操作难度大)
【知识点】控制变量法;气体压强跟体积的关系;制取氧气的原理;催化剂在化学反应中的作用
【解析】【分析】在化学反应里能改变反应物化学反应速率(提高或降低)而不改变化学平衡,且本身的质量和化学性质在化学反应前后都没有发生改变的物质叫催化剂。控制变量在进行科学实验的概念,是指那些除了实验因素(自变量)以外的所有影响实验结果的变量,这些变量不是本实验所要研究的变量,所以又称无关变量、无关因子、非实验因素或非实验因子。
【解答】(1)三次实验加入的催化剂不同,但过氧化氢溶液的质量和溶质质量分数均相同,即最终产生的气体肯定相同,因此容器内的最终气压肯定也相同;
(2)催化剂能够改变化学反应的速率,但反应前后其质量和化学性质均不变,因此还需要测量氧化铜反应前后的质量;
(3)由乙图可知,重铬酸钾的催化速率是最快的,因此可以节省实验的时间,或者也可不同意,因为反应速率过快,气体难以收集;
故答案为:(1) 相等(或P1=P2=P3);(2) 烘干并用天平测量质量;(3) 同意,相同条件下重铬酸钾的催化效率最高(或不同意,重铬酸钾作催化剂,反应速度太快,收集操作难度大).
17.(2021·金华模拟)乡村振兴战略是近年来党和政府为“确保国家粮食安全,把中国人的饭碗牢牢端在自己手中”而开展的重要系统工程。建造塑料大棚,生产绿色有机农产品,是系统工程内容之一。某农户新建大棚种植菠菜,出现菠菜苗长势不好的问题。某校生物兴趣小组闻讯前去调查,怀疑是光照不适所致。为找准原因,解决问题,兴趣小组在大棚中选取长势相同的菠菜苗若干,构建多套如图装置(注:密闭小室内气体变化会引起装置中液滴移动,气体增多右移,气体减少左移;CO2缓冲液能吸收、释放CO2,维持密闭小室CO2稳定),开展探究活动,记录数据如下表。请据图表分析回答:
(1)本探究活动中,光照强度为 左右时更适合菠菜生长。
(2)若要更准确地探知菠菜生长的适宜光照强度,应怎样操作?
(3)兴趣小组实地测量发现,晴天10:00—16:00,大棚内光照强度在40000勒克斯以上。兴趣小组根据探究结果及实地测量数据,为农户提供菠菜增产方法,取得了较好效果。增产方法是 。
组别 光照强度(勒克斯) 液滴移动(毫升/小时)
1 0 左移2.2
2 10000 右移1.1
3 20000 右移3.4
4 30000 右移1.8
【答案】(1)20000勒克斯
(2)在10000—30000勒克斯之间设置系列的光照强度梯度 (合理即可)
(3)适当降低该时段大棚内光照强度,控制在20000勒克斯左右
【知识点】控制变量法;光合作用的原料、条件和产物;光合作用的原理
【解析】【分析】植物光合作用能释放氧气,氧气不能被肉眼看见,采用密闭小室内气体变化引起装置中液体的移动情况探究植物光合作用最适宜的光照强度,运用科学探究中的“转换”思想。
【解答】(1)由表格信息可知,光照强度为20000勒克斯左右的蔬菜光合作用产生的氧气最多,即气液滴移动最多,因此光照强度为20000勒克斯左右时更适合菠菜生长。
(2)在10000—30000勒克斯之间设置系列的光照强度梯度,能够更精确看清蔬菜生长的光照强度情况。
(3)由表格数据可知,光照强度在20000勒克斯左右产生的氧气最多,光照强度为30000勒克斯产生氧气量相反降低,因此说明适当降低该时段大棚内光照强度,控制在20000勒克斯左右。
故答案为:(1)20000勒克斯(2)在10000—30000勒克斯之间设置系列的光照强度梯度 (合理即可)(3)适当降低该时段大棚内光照强度,控制在20000勒克斯左右
18.(2021·温岭模拟)某兴趣小组选用小麦种子开展了有关呼吸作用的系列探究活动。
请结合所学科学知识,完成以下问题:
(1)在相同条件下完成图 1 实验,请分析该实验中如何判断呼吸作用是否进行 。
(2)一段时间后拔掉甲、乙两瓶的塞子,分别放入燃烧的蜡烛,观察到甲中烛焰无明显变化、乙中烛焰熄灭。此现象可以得出有关呼吸作用的结论是 。
(3)兴趣小组的同学将小麦种子培育成幼苗,将小麦幼苗放置于密闭的容器中一昼夜,测得二氧化碳吸收和释放的相对含量如图2(不考虑微生物呼吸作用对本实验的影响)。据图可知小麦幼苗接受光照的时间段是 (用折线上字母表示)。
【答案】(1)温度计的示数是否变化
(2)呼吸作用消耗氧气
(3)BF 或 BDF 或 BCDEF
【知识点】植物的呼吸作用
【解析】【分析】光合作用吸收二氧化碳,释放氧气,呼吸作用吸收氧气,释放二氧化碳。
【解答】(1)呼吸作用植物吸入氧气,呼出二氧化碳,而二氧化碳在瓶内增多导致温度升高,因此在相同条件下完成图1实验,请分析该实验中如何判断呼吸作用是否进行温度计的示数是否变化。
(2)没有煮熟的种子能够进行呼吸作用,因此消耗氧气,释放二氧化铵,而煮熟的种子不需要进行呼吸作用,不消耗氧气,不产生二氧化碳,蜡烛燃烧需要氧气,因此在乙瓶装置中烛焰熄灭,此现象可以得出有关呼吸作用的结论是呼吸作用消耗氧气。
(3)随着光合作用增强,二氧化碳逐渐减少,即二氧化碳释放量下降,而之后光照强度过强,气孔部分关闭,CO2供应不足,导致植物吸收的CO2量减少,小麦幼苗接受光照的时间段是BCDEF。
故答案为:(1)温度计的示数是否变化(2)呼吸作用消耗氧气(3)BF 或 BDF 或 BCDEF
19.(2021·温岭模拟)某科学研究小组在学习了“空气中氧气含量测定”时,发现教材中的实验方案误差较大,他们重新设计出了如右图所示的实验装置。实验步骤如下:
①如图连接仪器,经检查装置的气密性良好;
②测出整个集气瓶的容积,在集气瓶里装适量的水,燃烧匙里放足量的白磷,用凸透镜点燃;
③观察到白磷燃烧时产生大量白烟,同时放出大量的热,待白磷燃烧熄灭后,振荡至白烟消失;
④待集气瓶冷却至室温,测出集气瓶中水的体积;
⑤计算出空气中氧气的体积分数。
根据以上信息,回答下列问题:
(1)从白磷开始燃烧到最后熄灭的过程中,烧杯内水面的变化情况是 。
(2)集气瓶中原有水的作用是 。
A.使装置密封
B.吸收燃烧释放的热量
C.吸收五氧化二磷,防止污染空气
(3)下面哪些操作可能会导致氧气体积分数小于 1/5 。
A.瓶塞没塞紧
B.白磷的量不足
C.实验前集气瓶中原有水量过少
D.集气瓶没有完全冷却至室温就测量水的体积
【答案】(1)先上升后下降最终低于原液面
(2)A;B;C
(3)A;B;D
【知识点】空气的成分及探究
【解析】【分析】(1)根据白磷燃烧放热压强增大,恢复室温,因氧气被消耗瓶内压强小于原来空气压强分析;
(2)根据瓶中水起密封、降温及吸收五氧化二磷的作用分析;
(3)根据装置漏气、装置未冷却读数、药品过少都会使结果偏小分析。
【解答】(1)白磷开始燃烧放热,瓶内压强增加,集气瓶中水会进入烧杯,使烧杯内水面上升,待白磷熄灭后,温度恢复,且磷燃烧消耗集气瓶中氧气,烧杯内水又会流入集气瓶中,烧杯内水面下降且低于原液面;
(2)集气瓶中原有水可使装置密封,吸收燃烧释放的热量,吸收五氧化二磷,防止污染空气,故ABC正确;
(3)瓶塞没有寒紧,使装置漏气,会使结果偏小,A正确;白磷量不足,氧气不能完全消耗,会使结果偏小,B正确;实验前集气瓶中原有水量过少不影响结果,C错误;集气瓶没有完全冷却至室温就测量水的体积会使剩余气体膨胀,使结果偏小,D正确;
故答案为:(1)先上升后下降最终低于原液面;(2)ABC;(3)ABD。
20.(2021·温州模拟)某小组利用如图装置探究过氧化氢质量分数对过氧化氢分解速率的影响。
装置说明:仪器接口处密封,结晶皿中的水浴温度控制在20摄氏度,可以利用恒压漏斗逐滴向250mL的三颈烧瓶中加入过氧化氢溶液。
实验过程:将相同体积质量分数为 1%,2%,5%,10%的过氧化氢溶液分别滴加入装有 0.5 克二氧化锰的三颈烧瓶中,160 秒后停止采集数据,获得如下曲线图。
(1)根据实验数据可以得出的结论是
(2)约25s后三颈烧瓶内气压由高缓慢降低的原因是
(3)实验中是根据气压和温度来判断过氧化氢分解的速率,小科认为还需要用相同装置做一组将相同体积蒸馏水加热到相同温度,并测量气压的实验进行对比,这是因为
【答案】(1)过氧化氢的质量分数越大,分解的速率越快
(2)过氧化氢分解时会放出热量,反应结束后,放热停止,随着装置散热,温度会下降,使得三颈烧瓶内气压开始缓慢减小。
(3)温度对气压也会造成影响,(或排除因温度上升,引起的气压改变的干扰);(或气压增大可能是因温度升高引起,而不是过氧化氢分解产生氧气引起)
【知识点】催化剂在化学反应中的作用
【解析】【分析】(1)根据左图可知,过氧化氢的质量分数越大,容器内气压增大越快,这说明过氧化氢的分解速度越快,据此解答;
(2)在开始的一段时间内,气压增大有两个原因,一个是生成了氧气,另一个是反应放出热量导致温度升高。当反应结束后,不再有热量产生,于是气体的温度下降,导致气压会逐渐减小。
(3)如果用蒸馏水作为对照实验,那么可以通过气压的变化速度,判断气压增大,不仅仅是因为温度升高引起,更重要的是过氧化氢分解生成气体所致,据此分析解答。
【解答】(1)根据实验数据可以得出的结论是:过氧化氢的质量分数越大,分解的速率越快;
(2)约25s后三颈烧瓶内气压由高缓慢降低的原因是:过氧化氢分解时会放出热量,反应结束后,放热停止,随着装置散热,温度会下降,使得三颈烧瓶内气压开始缓慢减小。
(3)实验中是根据气压和温度来判断过氧化氢分解的速率,小科认为还需要用相同装置做一组将相同体积蒸馏水加热到相同温度,并测量气压的实验进行对比,这是因为:温度对气压也会造成影响,(或排除因温度上升,引起的气压改变的干扰);(或气压增大可能是因温度升高引起,而不是过氧化氢分解产生氧气引起)。
21.(2021·柯桥模拟)如图表示大棚内A、B两种植物的光合速率(用二氧化碳吸收量表示)与光照强度的关系曲线。请分析回答:
(1)B植物的光合作用开始于 ;(选填“c点前”、“c点”或“c点后”)
(2)若不考虑温度对呼吸作用的影响,则当光照强度为 f 时,一段时间内,光合作用合成的有机物是植物A (选填“多于”“等于”或“少于”)植物B。
(3)在农业生产中要使A植物正常生长,光照强度至少应大于点 。
【答案】(1)c点前
(2)多于
(3)d
【知识点】光合作用和呼吸作用的相互关系
【解析】【分析】图中,a、b光照强度是0,二氧化碳吸收量是负值,表明植物只进行呼吸作用;cd二氧化碳吸收量是0,表明光合作用吸收二氧化碳和呼吸作用释放二氧化碳的量相等;e点植物A、植物B二氧化碳吸收量相等,表明二者光合作用与呼吸作用的差相等。
【解答】(1)B植物光照强度为0时,二氧化碳吸收量为b,b是负值,说明此时B只进行呼吸作用,光照强度为c时,二氧化碳吸收量为0,说明此时B 的光合作用吸收二氧化碳的量等于呼吸作用释放二氧化碳的量,因此,c碘之前植物B已经开始了光合作用。
(2)光照强度为0时,植物B的二氧化碳吸收量大于植物A的.而光照强度为f时,植物B的二氧化碳吸收量等于植物A的,在这一段时间内,植物光合作用合成的有机物等于f点的二氧化碳吸收量减去D点时的二氧化碳吸收量,因此,植物A合成的有机物多于植物B。
(3)植物在d点时.二氧化碳吸收量为0说明植物A此时光合作用吸收二氧化碳的量等于呼吸作用释放二氧化碳的量,这时植物消耗的有机物与合成的有机物相等,不积累有机物,若要使植物A正常生长。应使它不断积累有机物,因此,光照强度应至少大于d点。
故答案为:(1)c点前(2)多于(3)d
22.(2021·柯桥模拟)正确连接如图所示的装置进行实验,可以验证某混合气体中是否含有CO和CO2 。(每套装置限用一次)请回答以下问题:
(1)连接装置导管口的顺序:混合气体— ①②。(填导管接口代号)
(2)装置中存在的不足之处是 。
(3)实验中,A中黑色粉末变红,查阅资料得知氧化亚铜(Cu2O)为红色固体,与稀硫酸反应的方程式为:Cu2O+H2SO4=CuSO4+Cu+H2O。为探究红色固体中是否含有Cu2O,请你设计一个简便的实验方案 。
(4)若通过上述方案确定存在Cu2O,为进一步确定红色固体的成分,补充实验:称取mg红色固体于试管中,加入过量的稀硫酸充分反应,然后过滤、洗涤、干燥、称量,得到ng固体。当n> (含m的代数式)时,还能确定存在Cu。
【答案】(1)③④⑥⑤
(2)缺尾气处理装置
(3)取固体,加入足量稀硫酸,如果溶液变蓝色,则含有 Cu2O
(4)4m/9
【知识点】实验方案设计与评价;根据化学反应方程式的计算;二氧化碳的化学性质
【解析】【分析】(1)一氧化碳能够和氧化铜反应,生成二氧化碳和水,因此只要生成的气体能够使澄清的石灰水变浑浊,就能证实有一氧化碳存在。为了排除原来气体中的二氧化碳对其的营销,必须先验证原来气体中是否存在二氧化碳,然后除去二氧化碳,最后将剩余气体通入玻璃管,验证一氧化碳的存在。
(2)一氧化碳有毒,直接排放到空气中会造成空气污染,据此分析不足之处。
(3)铜单质不能与稀硫酸反应,而氧化亚铜能够和稀硫酸反应,生成硫酸铜;
(4)假设mg全部是氧化亚铜,根据氧化亚铜和稀硫酸反应的方程式,计算出此时剩余的固体(铜单质)的质量,从而确定n的取值范围。
【解答】(1)混合气体先从③进入澄清的石灰水,根据是否浑浊判断是否二氧化碳存在;从④逸出的气体再从⑥进入氢氧化钠溶液,吸收全部的二氧化碳气体。从⑤逸出的气体通过①进入玻璃管,与氧化铜反应,最后通过澄清的石灰水判断是否有二氧化碳产生,从而证实是否一氧化碳存在,那么正确的顺序为:混合气体— ③④⑥⑤①②。
(2)装置中存在的不足之处是缺尾气处理装置。
(3)为探究红色固体中是否含有Cu2O,实验方案:取固体,加入足量稀硫酸,如果溶液变蓝色,则含有 Cu2O。
(4)设mg都是氧化亚铜,那么生成铜单质的质量为x,
Cu2O+H2SO4=CuSO4+Cu+H2O;
144 64
m x
;
解得:x=;
即当n>时,还能确定存在Cu。
23.(2021·江北模拟)化学兴趣小组在老师指导下,改进了“测量空气中氧气体积分数”的实验装置(如图),并进行以下实验探究活动,请你一同参与。
【查阅资料】①白磷剧毒,着火点低(40℃),易燃烧,且耗氧彻底。
②硫酸铜溶液能与白磷反应,从而化解白磷的毒性。
(1)【实验探究】①在确保装置不漏气时,按图装入药品、连好仪器。
②将锥形瓶底部放入热水中,白磷很快被引燃,可以观察到的现象是 。(写出两点明显的实验现象)
(2)【反思评价】①实验结束,注入硫酸铜溶液,振荡锥形瓶,硫酸铜溶液能与剩余的白磷发生反应,有关的化学方程式为:11Px+60CuSO4+96H2O=20Cu3P↓+24H3PO4+60H2SO4 ,则x= 。
②此改进装置与课本上“测量空气中氧气体积分数”实验装置相比,有不少的优点,请你写出一条: 。
【答案】(1)白磷燃烧产生大量白烟;放出大量的热 ;气球先胀大,后恢复;最终注射器里的液面停留在大约 4mL 刻度处(写出两点即可)
(2)4;环保无污染、误差小、操作简便等(答出一点即可
【知识点】空气的成分及探究
【解析】【分析】(1)白磷燃烧消耗氧气,生成五氧化二磷固体,同时放出大量的热。开始时,温度升高使气体体积膨胀大于消耗氧气减小的体积,因此气球会胀大;白磷完全燃烧后,温度开始下降,体积体积缩小,则气球会变小。氧气被消耗后,里面的空气体积减小1/5,因此注射器内的液面应该在4/5处,也就是4mL处,据此描述实验现象。
(2)①反应前后,原子的种类和个数保持一致,据此分析x的数值;
②可从对环境的污染程度、实验测量误差和操作方便性等角度分析它的优点。
【解答】(1)锥形瓶底部放入热水中,白磷很快被引燃,可以观察到的现象是:白磷燃烧产生大量白烟;放出大量的热 ;气球先胀大,后恢复;最终注射器里的液面停留在大约 4mL 刻度处。
(2)①根据方程式 11Px+60CuSO4+96H2O=20Cu3P↓+24H3PO4+60H2SO4 得到:
11xP+60Cu+60S+336O+192H=60Cu+44P+192H+336O,解得:x=4。
②此改进装置与课本上“测量空气中氧气体积分数”实验装置相比,优点为:环保无污染、误差小、操作简便等。
24.(2021·普陀模拟)小奇在完成“植物失水的实验“后,进行了一系列拓展实验,发现有些植物细胞因失水,细胞膜以内部分与细胞壁逐渐分离:当吸水后细胞又恢复成原来的状态。请教老师后,得知;具有活性的植物细胞在一定条件下可发生这种“分离”和“复原”的现象。兴趣小组为进一步研究,设计并开展了以下实验:
操作步骤 25%蔗糖溶液 25%葡萄糖溶液 25%氯化钠溶液 25%硝酸钾溶液
制作临时装片 制作紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞的临时装片
观察细胞的“分离”现象,记录“分离”的起止时间 在盖玻片的一侧滴一滴溶液,用吸水纸在另外一侧吸引,重复几次
60秒 65秒 25秒 57秒
观察“复原”现象 在载玻片的一侧滴一滴清水,用吸水纸在另外一侧吸引,重复几次
能 能 不能 能
请回答:
(1)该实验要研究植物细胞的这种“分离”和“复原”现象与 的关系
(2)通过实验可知,最易引起细胞发生“分离”的溶液是 。
(3)上述实验中,有一组细胞不能复原,其可能的原因是 。
【答案】(1)溶液种类(溶质种类)
(2)(25%)氯化钠溶液
(3)细胞已经被杀死(失去活性)
【知识点】控制变量法;植物的根系及其结构与功能
【解析】【分析】科学探究的步骤:提出问题→作出假设 →设计实验→进行实验→得出结论→阐述和交流实验。
【解答】(1)该实验的变量是不同的溶液种类,所以该实验要研究植物细胞的这种“分离”和“复原”现象与溶液种类的关系。
(2)通过实验数据可知,在该实验中引起细胞发生“分离”现象时间最短的溶液是25%的氯化钠溶液,时间仅为25秒。在上述实验中25%的氯化钠溶液组的细胞分离后不能复原,原因是洋葱鳞片叶表皮细胞活性,只有具有活性的植物细胞在一定条件下可发生质量分离复原现象。
(3)上述实验中,有一组细胞不能复原,其可能的原因是细胞已经被杀死(失去活性)。
故答案为:(1)溶液种类(溶质种类)(2)(25%)氯化钠溶液 (3)细胞已经被杀死(失去活性)
25.(2021·普陀模拟)金属防腐是科学研究中的重大课题、某校学习小组以铁的锈蚀为项目进行如下研究。
(1)该小组用图甲装置进行实验,起始时量筒内的水面处于50毫升刻度处,之后水面缓慢上升,几天后,水面最终处于约 毫升刻度处.
(2)小科同学还进行了如下实验:取铁钉用砂纸打磨,称其质量,按如图乙安装装置,放置3天,再取出铁钉称量.改变条件重复上述实验,得到铁钉质量增加情况如下表:
小科学设计的实验基于的假设是 。
温度/℃ 10 20 30 40 50 60 70
铁钉质量增加/g 0.02 0.04 0.08 0.16 0.18 0.18
(3)指导老师认为小科的实验未能真实反映50℃以后铁钉腐蚀的快慢,理由是50℃以后铁钉质量没有变化,请分析表格中数据,铁钉质量没有变化的原因是 。
【答案】(1)40
(2)铁钉锈蚀的快慢(可能)与温度有关
(3)试管内的氧气已被耗尽
【知识点】空气的成分及探究
【解析】【分析】(1)根据空气中氧气约占五分之一体积及铁生锈消耗空气内氧气分析;
(2)根据实验中温度的变量分析;
(3)根据反应停止铁钉质量不再增加分析。
【解答】(1)空气中氧气约占五分之一体积,量筒内空气体积为50mL×=10mL,则铁充分锈蚀后量筒内减少10mL氧气,则水进入至40mL处。
(2)由表中数据及实验设计条件可知,小科设计实验的是基于铁钉锈蚀的快慢(可能)与温度有关的假设。
(3)由50℃和60℃的数据可知,铁钉质量不再增加,说明试管内氧气已被耗尽,反应停止,所以不需反映50℃以后铁钉腐蚀的快慢。
故答案为:(1)40;(2) 铁钉锈蚀的快慢(可能)与温度有关 ;(3) 试管内的氧气已被耗尽 。
26.(2021·长兴模拟)某学习小组设计如下实验验证CO2的性质。
操作步骤:用3个250mL的烧瓶收集满CO2进行实验。如图一所示,同时迅速将注射器内液体全部注入各自烧瓶中,关闭活塞;一段时间后,同时振荡三个烧瓶。得到如图二所示的烧瓶内压强与时间的关系曲线图。
回答下列问题:
(1)曲线1中bc段气压逐渐变小的原因是 。
(2)实验步骤中,曲线1、2、3中导致气压快速变小(如:cd段)的操作是 。
(3)根据图二所示,可以得出的结论是 (填序号) 。
A.1体积水中溶解CO2的量约为1体积
B.CO2能与水发生反应生成碳酸
C.CO2能与NaOH溶液发生反应
D.40%NaOH溶液比澄清石灰水更适合用于吸收CO2
【答案】(1)二氧化碳溶于水
(2)振荡烧瓶
(3)A;C;D
【知识点】溶解度的影响因素;二氧化碳的物理性质及用途
【解析】【分析】(1)根据二氧化碳溶于水使压强减小分析;
(2)根据振荡能加快反应速率分析;
(3)根据图像中压强的变化对比确定二氧化碳与氢氧化钠和氢氧化钙溶液都反应,且与等体积氢氧化钠反应更多分析。
【解答】(1)因二氧化碳溶于水 ,溶解时压强减少,所以 曲线1中bc段气压逐渐变小 ;
(2)振荡可使反应更充分,要使实验中气压快速变小 ,可振荡烧瓶 ,使二氧化碳与溶液充分接触;
(3)由曲线中数据可知, 1体积水中溶解CO2的量约为1体积 ,A正确;图二所示图像不能证明二氧化碳与水反应生成碳酸,B错误;由三个反应的压强的变化可知, CO2能与NaOH溶液发生反应 ,C正确; 40%NaOH溶液吸收二氧化碳大于澄清石灰水,所以氢氧化钠溶液更适合用于吸收CO2,D正确;
故答案为:(1) 二氧化碳溶于水 ;(2) 振荡烧瓶 ;(3)ACD。
27.(2021·鹿城模拟)利用图甲所示的教材装置测量空气中氧气的体积分数,选用红磷作为药品是最佳选择吗?某兴趣小组设计并开展了如下实验:
①准备如图乙的玻璃容器,顶部用密封盖密封,并检查该装置的气密性。
②将氧气传感器(能实时显示容器内氧气的体积分数)固定在容器内壁,并装入足量的红磷。
③用激光笔点燃红磷,红磷剧烈燃烧,观察并记录氧气传感器所显示的氧气体积分数的变化情况。
④用白磷替换红磷重复上步骤①~③。
⑤换用食品脱氧剂(可以直接与氧气反应,无需点燃的物质)重复上述步骤①~③。
根据实验数据,分别绘制三种物质氧化时容器内氧气体积分数随时间的变化情况,如图丙所示。
(1)步骤①中检查气密性时,将玻璃容器浸没水中,如果观察到 ,则说明气密性不好。
(2)装置甲中150毫升集气瓶中装入1/5的水,量筒内装有50毫升水,根据图丙的实验数据,用红磷做实验,理论上实验结束后量筒内剩余的水为 毫升。
(3)根据该兴趣小组的实验结果,用图甲装置测量空气中氧气的体积分数,你会选用哪种药品,并说明理由: 。
【答案】(1)容器内出现水或有气泡冒出
(2)33.2
(3)食品脱氧剂,因为其能耗尽密闭容器内的氧气且不需要点燃(或白磷,因其耗时最短;或红磷,因其着火点、燃烧时间较适宜)
【知识点】空气的成分及探究
【解析】【分析】(1)将容器浸没水中后,如果装置的气密性良好,那么不会在容器内看到水或出现气泡;
(2)进入集气瓶内水的体积等于减少的氧气的体积,首先根据丙图确定氧气体积分数的减少量,再乘以集气瓶内空气的体积得到减少氧气的体积,最后用量筒内水的体积减去这个数值即可。
(3)根据图丙,分析每种药品的不同特点,进而分析解答。
【解答】(1)步骤①中检查气密性时,将玻璃容器浸没水中,如果观察到容器内出现水或有气泡冒出,则说明气密性不好。
(2)装置甲内空气的体积:150mL×(1-)=120mL;
根据丙图可知,适用红磷最终消耗的氧气体积为:120mL×(21%-7%)=16.8mL;
那么实验结束后量筒内剩余水的体积:50mL-16.8mL=33.2mL。
(3)根据该兴趣小组的实验结果,用图甲装置测量空气中氧气的体积分数,
①我会选择食品脱氧剂,因为其能耗尽密闭容器内的氧气且不需要点燃;
②我会选择白磷,因其耗时最短;
③我会选择红磷,因其着火点、燃烧时间较适宜。
28.(2021·鹿城模拟)百合是著名观赏花卉,具有较强的栽培价值。百合的种子萌发后,先形成小鳞茎,一段时间后,再长出绿叶,如图所示。某科学兴趣小组为了探究温度对百合培育成功率的影响,取300种子粒某品种百合种子经过24小时浸种后,平均分成6组,分别放入装有同样土壤的容器中,后将容器放置在不同温度恒温环境中,分别记录各组萌发的种子数量及50天生叶的鳞茎数量,结果如下表所示:
温度/℃ 5 10 15 20 25 30
萌发种子数量/粒 0 1 14 44 31 2
50天生叶鳞茎数量/个 未生叶 未生叶 未生叶 25 29 未生叶
培育成功率 0% 0% 05 50% 58% 0
(1)兴趣小组以“鳞茎生叶”作为培育成功依据的原因是 。
(2)基于上述实验结果,小明利用300粒百合种子、若干恒温箱进一步探究百合鳞茎生叶的最佳温度,请帮助小明设计实验步骤: 。
【答案】(1)生叶后,百合可进行光合作用制造有机物。
(2)取 300 粒某品种百合种子经过 24 小时浸种后,分别放入装有同样土壤的容器中,后将容器放置在 20℃恒温环境中;待其长出鳞茎后,将鳞茎均分成五组,分别将其放置在 21℃、23℃、25℃、27℃、29℃的恒温箱中;50 天后统计各组生叶的鳞茎数量,比较实验数据得出结论。
【知识点】实验方案设计与评价;光合作用的原理
【解析】【分析】控制变量在进行科学实验的概念,是指那些除了实验因素(自变量)以外的所有影响实验结果的变量,这些变量不是本实验所要研究的变量,所以又称无关变量、无关因子、非实验因素或非实验因子。鳞茎为地下变态茎的一种。变态茎非常短缩,呈盘状,其上着生肥厚多肉的鳞叶,内贮藏极为丰富的营养物质和水分。能适应干旱炎热的环境条件。
【解答】(1)兴趣小组以“鳞茎生叶”作为培育成功依据,是因为长出叶子后植物即可进行光合作用合成有机物,为植物的生长提供有机物,保证植物的生存;
(2)由表格可知,百合种子在20℃到30℃之间能够培育成功,所以探究百合鳞茎生叶的最适温度应该在20℃到30℃之间;为了找到最适温度,要多设置几组温度,每2℃一个间隔,其他条件都保持相同即可,然后比较生叶的数量得出结论即可;
故答案为:(1) 生叶后,百合可进行光合作用制造有机物;(2)取 300 粒某品种百合种子经过 24 小时浸种后,分别放入装有同样土壤的容器中,后将容器放置在 20℃恒温环境中;待其长出鳞茎后,将鳞茎均分成五组,分别将其放置在 21℃、23℃、25℃、27℃、29℃的恒温箱中;50 天后统计各组生叶的鳞茎数量,比较实验数据得出结论。
29.(2021·嘉善模拟)某生物兴趣小组在某地夏日晴天中午,展开如下实验:将生长状态一致的大豆植物分为5组,第1组在田间生长,另4组在人工温室中生长,并保持其光照和CO2浓度等其他条件与第1组相同。于中午12:30测定各组叶片的光合速率(本实验的光合速率是以单位时间内单位面积的叶片所固定二氧化碳的质量来表示),相关处理和结果见下表,据此回答下列问题:
实验组号 1 2 3 4 5
温度/℃ 36 25 31 36 36
相对湿度/% 27 52 52 52 37
光合速率/mg·dm-2·h-1 11.1 20.7 23.7 21.6 15.1
(1)本实验要探究的问题是 。
(2)第1组在本次实验中作为 。
(3)第4组实验比第3组实验光合速率小的原因是 。
(4)实验中光合速率的测定方法可用如下方法替代:用打孔器打出圆叶片,用注射器抽
去叶片内的气体后, 将圆叶片置于一定浓度的NaHCO3溶液中, 给予一定强度的光
照,测量圆叶片上浮至液面的 。
【答案】(1)在光照,二氧化碳浓度等条件相同的情况下,植物光合作用强度与温度,相对湿度的关系
(2)对照组
(3)温度过高,叶片气孔关闭,从外界吸收的二氧化碳减少
(4)时间
【知识点】控制变量法;光合作用的原料、条件和产物
【解析】【分析】控制变量在进行科学实验的概念,是指那些除了实验因素(自变量)以外的所有影响实验结果的变量,这些变量不是本实验所要研究的变量,所以又称无关变量、无关因子、非实验因素或非实验因子。光合作用,通常是指绿色植物(包括藻类)吸收光能,把二氧化碳和水合成富能有机物,同时释放氧气的过程。
【解答】(1)由表格可知,实验1与4、5对照是为了探究光合速率与相对湿度的关系;实验2、3、4对照是为了探究光合速率与温度的关系;
(2)第一组是在自然环境中生长,其他四组在人工温室中,因此第一组属于对照组;
(3)对比第3组和第4组实验可知,第4组的温度比第3组高,其他条件均相同,说明温度过高时,叶片的气孔关闭,导致从外界吸收的二氧化碳减少,从而导致光合作用速率减小;
(4)当植物叶片开始产生氧气时,会导致叶片受到的浮力增大,从而上浮,产生的气体越快,其上浮也就越快,通过比较上浮的时间来比较光合速率的大小;
故答案为:(1)在光照,二氧化碳浓度等条件相同的情况下,植物光合作用强度与温度,相对湿度的关系;(2)对照组;(3)温度过高,叶片气孔关闭,从外界吸收的二氧化碳减少;(4)时间。
30.(2021·宁波模拟)植物的光合作用和呼吸作用强度可以用单位时间二氧化碳吸收量内呼吸或释放二氧化碳的量来表示。图甲曲线表示在恒温30℃时,某水藻在不同光照强度下,吸收二氧化碳与释放二氧化碳量的关系。小科为“研究光照强度对植物光合作用速度的影响”,设计如乙图实验装置。此装置的优点在于,可通过控制灯泡功率的大小或调节试管与灯泡的距离,来改变光照的强弱。
(1)图甲中B点所代表的含义是 。
(2)图乙实验中,每隔5分钟改变一次试管与光源之间的距离,随着距离的增加,密闭的试管中产生气泡减少。造成这一结果的主要原因是: 。(写一种即可)
(3)若该植物光合作用和呼吸作用的最适温度分别为25℃和30℃,在其他条件不变的情况下,将温度调节到25℃时,B点将向 (选填“左”或“右”)移动。
【答案】(1)植物光合作用强度与呼吸作用强度相等时的光照强度
(2)随着光源距离的增加,光照强度逐渐减弱,使光合作用减弱,因产生的氧气减少
(3)左
【知识点】光合作用和呼吸作用的相互关系
【解析】【分析】呼吸作用是指机体将来自环境的或细胞自己储存的有机营养物的分子(如糖类、脂类、蛋白质等),通过一步步反应降解成较小的、简单的终产物(如二氧化碳、乳酸、乙醇等)的过程。光合作用,通常是指绿色植物(包括藻类)吸收光能,把二氧化碳和水合成富能有机物,同时释放氧气的过程。
【解答】(1)由图甲可知,B点既不吸收二氧化碳也不释放二氧化碳,说明此时光合作用的强度与呼吸作用的强度相等;
(2)由其操作可知,距离试管越近光照越强,越远光照越弱,而此时产生的气泡减少,说明氧气产生减少了,即光照强度越弱,光合作用越弱;
(3)在25℃时,是光合作用的最适温度,不是呼吸作用的最适温度,因此呼吸作用是减弱的,因此光合作用和呼吸作用相等的点会向左移动;
故答案为:(1)植物光合作用强度与呼吸作用强度相等时的光照强度;(2) 随着光源距离的增加,光照强度逐渐减弱,使光合作用减弱,因产生的氧气减少;(3)左。
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