2023年中考化学二轮复习 专题二 实验探究题课件(共56张PPT)

(共56张PPT)
模块二 二轮复习·专题强化
专题二 实验探究题
类型1 物质成分、性质的探究
1. （2022·河北）化学课上，老师组织学生对家用除湿盒（如图1所示）进行了如下探究。
【资料信息】
◆吸湿区内黑色颗粒是活性炭，白色颗粒是初中化学一种常见物质。
◆使用一段时间后，集水区内有大量液体和少量固体，且气温越低固体越多。
【知识应用】除湿盒内活性炭的作用是除去空气中的异味，利用了其________性。
【提出问题】白色颗粒是什么物质？
【作出猜想】猜想Ⅰ：氧化钙 猜想Ⅱ：氢氧化钠
猜想Ⅲ：氯化钙
猜想依据：氧化钙能与水反应，氢氧化钠和氯化钙在空气中容易________水分。
【交流讨论】从安全性考虑，因为氢氧化钠具有强烈的________，所以否定了猜想Ⅱ。
吸附
吸收
腐蚀性
【进行实验】已知氯化钙溶液呈中性，不与空气中的成分反应。小组同学设计并进行了图2所示的实验。
【解释与结论】小组同学依据实验得出结论：白色颗粒是氯化钙。
（1）步骤②的现象是________________。
（2）步骤③的化学方程式为________________写一个）。
溶液变成紫色
CaCl2 + Na2CO3 ==== CaCO3↓+ 2NaCl（合理即可）
【拓展交流】同学们查阅到氯化钙在不同温度下的溶解度如下表：
（1）集水区内“气温越低固体越多”的原因是________。
（2）从绿色化学的角度考虑，除湿盒使用后，对集水区内物质的处理建议是_________________。
温度/℃ 0 10 20 30 40
溶解度/g 59.5 65.0 74.5 100 116
氯化钙的溶解度随着温度的降低而变小，析出的固体变多
干燥后重复使用
2. （2022·百色）在校园“消防日”活动中，老师带领学生使用干粉灭火器进行模拟灭火演练。化学兴趣小组收集灭火后残留的白色固体，探究其成分。（不考虑杂质的影响）
【查阅资料】①干粉灭火器的主要成分为NaHCO3。②NaHCO3受热分解生成Na2CO3、二氧化碳和水；Na2CO3受热不分解。③NaHCO3溶液呈碱性，且不与BaCl2溶液发生反应。
【提出猜想】猜想一：固体成分为NaHCO3；
猜想二：固体成分为________；
猜想三：固体成分为NaHCO3和Na2CO3。
【进行实验】
Na2CO3
实验步骤 实验现象 实验结论
小东同学取少量白色固体于试管中，加水溶解，再滴入无色酚酞溶液 无色酚酞溶液变红 猜想一成立
【提出质疑】小玫认为小东得出的结论不准确，理由是_____________________________________________________。
【实验探究】兴趣小组的同学继续进行实验。
碳酸氢钠溶液和碳酸钠溶液都是碱性溶液，都能使酚酞溶液变红
实验步骤 实验现象 实验结论
①________ 澄清石灰水变浑浊 固体中含有 NaHCO3
②另取少量白色固体于试管中，加水使之完全溶解，再滴加BaCl2溶液 ______________ 发生反应的化学方程为________________，固体中含有Na2CO3
取少量白色固体于试管中并加热，将生成的气体通入澄清石灰水中
产生白色沉淀
Na2CO3 + BaCl2 == BaCO3↓+ 2NaCl
【实验结论】猜想三正确。
【拓展延伸】上述实验步骤②________（填“能”或“不能”）用Ba（NO3）2溶液代替BaCl2溶液，理由是________。
能
碳酸钠和硝酸钡也能发生反应生成碳酸钡白色沉淀和硝酸钠
3. （2022·广州）某校学生用盐酸和碳酸钙制备CO2，产生了大量废液。兴趣小组通过以下研究固定废液处理方案：
（1）废液成分的确定：
①写出制备CO2的化学方程式____________________________。
②推测废液所含溶质。推测一：______________
推测二：CaCl2和HCl
③若要用一种药品验证哪种推测成立，可选择的有哪些？　________（填标号）。
A. 石蕊溶液 B. AgNO3溶液 C. 锌粒 D. CuO粉末
CaCO3 + 2HCl ==== CaCl2 + H2O + CO2↑
CaCl2
ACD
（2）废液的处理：实验表明废液中的溶质是CaCl2和HCl，小组决定用Na2CO3除去它们。
【提出问题】如何估算Na2CO3固体的用量？
【进行实验】取100 mL废液样品于烧杯中，逐滴滴加5.3%的Na2CO3溶液，用pH传感器测定滴加过程中溶液的pH。实验结果如图所示。
【结果讨论】①a~b阶段，观察到烧杯中的现象是__________。
②b点后曲线平缓阶段，反应的化学方程式为________________________________________。
③c点时，取少量烧杯中的清液于试管中，滴加CaCl2溶液，有白色沉淀生成。说明处理100 mL废液，所需5.3%的Na2CO3溶液的体积________120 mL
（填“大于”“等于”或“小于”）。
有气泡产生
CaCl2 + Na2CO3 ==== CaCO3↓+ 2NaCl
小于
④将烧杯中的沉淀过滤、洗涤、干燥、称重，质量为4 g。若处理10 L该废液，理论上需要Na2CO3固体________g。（实验所用Na2CO3溶液的密度近似看作1 g/cm3）
530
4. （2022·娄底）节日晚会上，小英同学表演魔术“滴水生火”，向包裹着过氧化钠（Na2O2）的脱脂棉上滴几滴水，脱脂棉着火燃烧，魔术表演成功。同学们很感兴趣，对此进行了探究，请你协助完成以下问题。
【查阅资料】①2Na2O2 + 2H2O ==== 4NaOH + O2↑，反应放出热量；
②BaCl2、CaCl2溶液显中性，Na2CO3溶液显碱性。
（1）同学们通过认真分析，从燃烧条件的角度得出了脱脂棉能燃烧的原因是________________________________________________。
（2）将燃烧后的残留固体放在烧杯中敞口放置一段时间后，加足量水溶解，无气泡产生，同学们得出结论，残留固体中不含________；同时有同学认为残留固体中可能含有Na2CO3，请用化学方程式说明理由　 __________________________________。
过氧化钠与水反应生成氧气，且放出热量，使温度达到了脱脂棉的着火点
Na2O2
CO2 + 2NaOH ==== Na2CO3 + H2O
序号 实验操作 实验现象 实验结论
① 取少量滤液于试管中，滴加过量_________________________溶液 有白色沉淀产生 滤液中的溶质为Na2CO3
② 将①所得的混合液，静置，往上层清液中滴加2~3滴酚酞溶液 ________
（3）同学们将（2）所得混合液过滤，并设计实验对滤液的溶质成分进行了探究。
氯化钙（或氯化钡）
溶液不变色
（4）部分同学认为往滤液中滴加足量的稀盐酸，若产生气泡，也能得出同样的结论。你认为是否正确并说明理由__________________________________________________________________________________________________。
不正确，因为滤液中若含有氢氧化钠和碳酸钠，加入足量的稀盐酸也能产生气泡

CO2和SO2
【实验设计】
【现象与分析】
（1）装置B中酸性高锰酸钾溶液颜色变浅，说明气体中含有____________________。装置B中高锰酸钾溶液必须足量的原因是______________________________________。
（2）装置C中澄清石灰水变浑浊，说明气体中含有CO2，请写出反应的化学方程式_____________________________。
【实验结论】猜想三成立。
二氧化硫（或SO2）
使SO2完全除去，排除对CO2检验的干扰

【反思交流】
（3）若装置B与装置C位置互换，该实验设计________（填“合理”或“不合理”），理由是________________________________________________。
（4）有同学认为，木炭与浓硫酸加热后生成的产物中，除上述已验证的物质外，至少还有一种产物，理由是____________________________________________________________________________________________________。
不合理
SO2也会与Ca(OH)2反应生成沉淀，不能确定气体成分
根据质量守恒定律，反应物中有氢元素，反应产物中也一定有氢元素，则至少还有一种产物
类型2 定量数据测定的探究
6. （2022·云南节选）化学是一门以实验为基础的科学。现有一新制的碳酸钙产品，某同学设计如图所示的实验，通过测定反应生成的BaCO3的质量来确定该产品中CaCO3的含量（图中夹持仪器已略去，杂质不与盐酸反应，碱石灰是NaOH和CaO的固体混合物）。
（1）关闭止水夹，打开分液漏斗活塞，缓慢滴加盐酸至不再有气泡产生；关闭分液漏斗活塞，打开止水夹，缓缓通入空气。通入空气的作用是________________________________________________。
排净残留在装置中的CO2，以使生成的CO2完全被吸收
【解析】通入空气的作用是把生成的CO2气体全部排入C中，使之完全被Ba（OH）2溶液吸收，即排净残留在装置中的CO2，以使生成的CO2完全被吸收。
（2）装置D的作用是________________________________________________。
防止空气中的二氧化碳气体进入装置C中，产生误差
（3）实验时，称取的碳酸钙产品的质量为m1 g，反应后得到BaCO3的质量为m2 g，则该产品中CaCO3的质量分数为　　____________（用含m1和m2的代数式表示）。
7. （2022·宁波）久置的镁带表面会有一层灰黑色固体。为了测量久置镁带中金属镁的质量分数，同学们提出了两种实验方法：
物理方法：取一定质量的镁带，用砂纸打磨，除尽表面的灰黑色固体，根据剩余固体质量计算金属镁的质量分数。
化学方法：取一定质量的镁带，与足量的稀硫酸反应，根据测得生成气体的体积计算金属镁的质量分数。
（1）经讨论，同学们否定了物理方法。理由是：打磨过程中　 ________________________。
（2）常温常压下氢气密度已知，因此大家认为化学方法可行。同学们从下列装置中选择合适的装置，组装并进行实验。
老师提示：镁与稀硫酸反应放热；灰黑色固体除了氧化镁之外，还存在少量碱式碳酸镁［MgCO3·Mg（OH）2］，它与酸反应会产生CO2气体；碱石灰是CaO和NaOH的混合物。
可能会除去部分镁
①图C、D虚线框内有一种测量体积的仪器（未画出），该仪器是________。
②完成该实验应选择的装置为________（填字母）。
量筒
ABC
③结合实验方法和选择的装置分析，会造成实验结果不准确的是________。（填字母）
A. 加入稀硫酸不足，镁带有剩余　　　B. 装置气密性不好　　　C. 反应结束，立即读数
ABC
【解析】（2）②镁带与硫酸反应是固液不加热型，用A做发生装置，由于灰黑色固体除了氧化镁之外，还存在少量碱式碳酸镁[MgCO3·Mg（OH）2]，它与酸反应会产生CO2气体，故可用碱石灰吸收二氧化碳，选B，用装置C收集氢气，氢气密度比水小，难溶于水，从短管进入，水从长管排出到量筒，量筒内水的体积即为生成氢气的体积。故选ABC。③A. 加入稀硫酸不足，镁带有剩余，导致生成的氢气的体积偏小，金属镁的质量分数偏小；B. 装置气密性不好，氢气的体积测量不准确，求得镁的质量不准确，会造成实验结果不准确；C. 镁与稀硫酸反应放热，反应结束，立即读数，氢气的体积偏大，会造成实验结果不准确。故选ABC。
8. （2022·成都）劳动实践课上同学们用草木灰给农作物施肥。课后同学查阅资料，得知草木灰是一种重要的农家肥，碳酸钾含量高。
【提出问题】如何测定草木灰中碳酸钾的含量？
【查阅资料】①常见草木灰钾含量（以碳酸钾表示）如下表：
草木灰种类 小灌木灰 稻草灰 小麦秆灰 棉壳灰 棉秆灰 向日葵秆灰
K2CO3（%） 8.66 2.63 20.26 32.28 16.44 51.97
②提取碳酸钾的主要过程：秸秆→草木灰→滤液→固体。
（1）表格中钾含量最高的草木灰是____________，同学们选用这种秸秆灰提取碳酸钾。
【设计与实验】实验一：提取碳酸钾。
第一步：燃烧秸秆，收集草木灰，称取20.00 g。
向日葵秆灰
第二步：用60 ℃水浸洗草木灰（如图1）并过滤，浸洗滤渣2次，合并滤液。
第三步：蒸发滤液，烘干得到9.90 g固体。
（ 2）图1实验中，用60 ℃的温水而不用冷水浸洗的原因是_______________________________________________。
（3）根据图2，搅拌器转速控制在每分钟________转，浸取时间为________分钟，比较适宜。
相同时间内，水温高碳酸钾溶解得更快、更多，提高溶解效率
500
20
实验二：测定碳酸钾的含量。
取实验一中所得固体3.30 g进行图3实验。
（4）实验中需缓慢滴入稀硫酸，原因是______________________________________。
（5）装置B的作用是__________________。
有利于二氧化碳被氢氧化钠溶液充分吸收
吸收气体中的水蒸气
【数据与解释】（6）称量图3中反应前后烧杯和其中溶液的总质量，增重0.92 g。则草木灰中碳酸钾的质量分数为______%，与表格中数据相比明显偏低，原因可能是______（填字母）。
a. 烧杯中溶液与空气接触 b. 固体含有其他钾盐
c. 固体含有氯化钠
【反思与评价】（7）我国秸秆产量巨大，可作为生物质发电的原料，还可利用其燃烧发电产生的草木灰提取碳酸钾，其优点有____________________________（写一条）。
43.28
bc
资源综合利用（合理即可）
【解析】（3）由图2可知，钾浸取率较高时，搅拌器的转速为每分钟500转，由于时间在20分钟以后，浸取率上升不大，因此搅拌器转速控制在每分钟500转，浸取时间为20分钟时，较为适宜。（5）A中出来的二氧化碳中会带有水蒸气，为了使实验结果更加准确，装置C中增加的质量只能是二氧化碳的质量，因此B装置的作用是吸收气体中的水蒸气。（6）图3中反应前后烧杯和其中溶液的总质量，增重0.92 g,3.3 g固体和稀硫酸反应生成二氧化碳的质量为0.92 g,根据碳酸钾与产生的二氧化碳的关系，
类型3 反应条件及影响因素的探究
9. （2022·北京）絮凝剂常用于水的净化，实验小组探究用絮凝剂净水时影响净化效果的因素。
【查阅资料】絮凝剂溶于水后能够吸附水中悬浮物并发生沉降，从而达到净水目的。硫酸铁是一种常见的絮凝剂。
【进行实验】Ⅰ. 配制水样和絮凝剂溶液
配制水样：向10 L水中加入25 g高岭土，搅拌、静置，取上层液作为水样。
配制絮凝剂溶液：用100 mL水和5 g硫酸铁进行配制。
Ⅱ. 探究影响水样净化效果的因素：取水样，向其中加入絮凝剂溶液，搅拌，测定静置不同时间水样的浊度，并计算浊度去除率（浊度去除率越高代表净化效果越好）。实验记录如下：
实验序号 水样的体积/mL 加入絮凝剂溶液的体积/mL 静置时间/min 浊度去除率/%
① 200 0 20 12.48
② 200 0.2 20 76.54
③ 200 0.3 20 84.60
④ 200 0.4 5 64.45
⑤ 200 0.4 10 70.85
⑥ 200 0.4 15 81.04
⑦ 200 0.4 20 86.02
⑧ 200 0.5 20 88.15
⑨ 200 0.6 20 86.49
【解释与结论】
（1）配制絮凝剂溶液的操作如图所示。正确的操作顺序是　________（填字母），B中用玻璃棒搅拌的目的是　____________。
CDAB
加快溶解速率
（2）②中浊度去除率比①高的原因是_________________。
（3）依据④~⑦得出的结论是________________________________________________。
（4）探究等量水样中加入絮凝剂溶液的体积对净化效果影响的实验是________________（填序号）。
【反思与评价】（5）依据实验数据，不能得出“静置时间相同时，等量水样中加入絮凝剂溶液的体积越大，净化效果越好”的结论，其证据是__________________。
加入了絮凝剂
其他条件相同时，静置时间越长，浊度去除率越高
②③（或⑦⑧⑨）
⑧⑨中，静置时间相同，等量水样中加入絮凝剂溶液的体积越大，浊度去除率越低
10. （2022·福建）ZB是常用的阻燃剂。已知：
Ⅰ. 用硼酸（H3BO3）与ZnO、H2O合成ZB，ZB的组成会受温度等合成条件的影响。
Ⅱ. ZB受热，先释放出水；当温度高于350 ℃，生成ZnO和B2O3固体；继续升温到400 ℃以上，B2O3熔化为玻璃态物质。
（1）ZB能起阻燃作用的原因是________（写一种）。
B2O3熔化为玻璃态物质能隔绝空气或氧气（合理即可）
（2）为研究温度对合成的ZB组成的影响，研究小组在不同温度下制取ZB。实验如下：
x、y分别为________和________。
m（H3BO3）/g m（ZnO）/g V（H2O）/mL t/℃
实验1 28 10 100 94
实验2 x 10 100 98
实验3 28 y 100 102
28
10
（3）为检测102 ℃时合成的ZB含水的质量分数，某同学利用如图1装置（夹持仪器已略）进行实验。
①需要不断通入干燥的空气的目的是______________________。
②实验时，需要称量获得的数据有：ZB样品的质量、________的质量。
使产生的水蒸气全部从玻璃管中排出
含样品的玻璃直管加热前后（合理即可）
①低于200 ℃时，两份木材粉末质量均保持不变的原因是　________________。
②图中曲线______（填“a”或“b”）对应的
木材粉末是经ZB处理的，
判断的理由是______________________________。
（5）为寻找阻燃性能最佳的ZB的合成温度，应开展的实验是　________。
木材还没有燃烧
a
曲线a对应的固体残留率比b的大
在相同条件下，分别取不同温度下合成的ZB，进行木材粉末灼烧残重实验
【解析】（2）要研究温度对合成的ZB组成的影响，根据控制变量法，变量只有一个温度，其他量相同，故x = 28；y = 10。（4）②ZB能起阻燃作用，故固体残留率大，故a对应的木材粉末是经ZB处理的，判断的理由是曲线a对应的固体残留率比b的大。
类型4 实验操作中异常现象的探究
11. （2022·丽水）小丽和小科在做“金属与酸反应”的实验时，他们分别将镁条投入盛有稀盐酸的试管中，小丽加入少量镁条，而小科加入了足量镁条。一段时间后，小科的试管底部“意外”地出现了灰白色固体。为探究该固体是什么物质，他们开展了如下探究：
【提出问题】足量镁和稀盐酸反应生成的灰白色固体是什么？
【查阅资料】氢氧化镁和碱式氯化镁[Mg（OH）Cl]都难溶于水，但都能与稀硝酸反应，后者能生成Mg（NO3）2和HCl。
【建立假设】假设1：未溶解完的氯化镁；假设2：氢氧化镁；假设3：碱式氯化镁；……
【进行实验】将灰白色固体过滤、充分洗涤后进行如下实验：
序号 实验操作 实验现象 实验结论
实验一 取少量灰白色固体于试管中，加入足量蒸馏水，充分振荡 固体不溶解 假设1 ________
实验二 取少量灰白色固体于试管中，加入足量稀硝酸，充分振荡 固体溶解 假设2不成立
往上述溶液中滴加硝酸银溶液 ________
不成立
产生白色沉淀
【评价交流】小丽认为该灰白色固体一定是碱式氯化镁。小科认为上述探究还不足以说明该固体就是碱式氯化镁，其理由是_____________________________________________________。
【继续探究】……
只证明了氯元素的存在，未证明碱式氯化镁中的其他元素
谢谢大家！