第五章 综合探究专题
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第五章 综合探究专题
范例探究
【范例l】(威海中考题)铁暴露在空气中会生锈。苹果切开不久，果肉上就会产生一层咖啡色的物质，也好像是生了“锈”一样。某化学活动小组对此进行了探究：
[提出问题]切开的苹果“生锈”与什么因素有关
[猜想与假设]
猜想①：可能与空气没有关系，只是果肉内的物质自身相互反应而“生锈”；
猜想②：可能是果肉中的物质与空气中的氧气作用而“生锈”；
猜想③：可能是果肉中的物质与空气中的氮气作用而“生锈”；
猜想④：可能是果肉中的物质与空气中的二氧化碳作用而“生锈”；
猜想⑤：可能是果肉中的物质与空气中的氧气作用而“生锈”，并且苹果“生锈”的速度还可能与温度有关。
[收集证据]
(一)查阅有关资料：已知苹果“生锈”是果肉里的物质(酚和酶)与空气中的一种物质发生反应，生成咖啡色的物质。
(二)实验探究：针对上面的猜想①～⑤．化学活动小组依次设计了实验方案，进行了实验验证，并依次观察到下列实验现象。请你将他们设计的可行的实验探究方案填写在下表中。
猜想 可行的实验方案 观察到的实验现象
猜想① 将一小块果肉浸入盛有蒸馏水的烧杯中，观察现象 果肉表面不变色
猜想⑦ 果肉表面变色
猜想③ 果肉表面不变色
猜想④ 果肉表面不变色
猜想⑤ 从温度高的先变色
得出结论： 。
[反思与评价]
(1)在②～⑤四种猜想中，你认为猜想 (填代号)最不合理，理由是
。21世纪教育网
(2)在验证猜想①时，同学们发现，如果水不与空气隔绝，果肉放在水中时间长了也会变色，其可能的原因是 。
[应用]根据上述结论，要防止果汁变质，果品加工厂加工和保存果汁时应采取的措施是 。
【研析】依据科学探究的一般过程，结合表中所给的示例内容，从“观察到的实验现象”人手，注重分析探究、验证各种“猜想”涉及的变量和控制变量的方法，就不难设计出相应的“可行的实验探究方案”。在此基础上，再综合分析各种使苹果“生锈”的变量和“观察到的实验现象”，得出相应合理的结论，并拓展使实验方案更科学、更完整的设计，直到将所得的结论联系到实际生产、生活中。
[收集证据]
猜想 可行的实验方案
猜想② 将一小块切开的苹果放入集满氧气的集气瓶中，观察现象
猜想③ 将切开的苹果放入集满氮气的集气瓶中，观察现象
猜想④ 将切开的苹果放人集满二氧化碳的集气瓶中，观察现象
猜想⑤ 各取一小块苹果分别放入两支集满氧气的试管中，将其中一支试管放人热水中，观察两试管中苹果的变色速度
得出结论：是果肉中的成分与氧气作用的结果，“生锈”的速度与温度有关，温度越高，果肉变色速度越快。
[反思与评价](1)③ 氮气化学性质很稳定，通常不与其他物质反应。
(2)水中溶解了氧气
[应用]将水果在隔绝空气的条件下加工，采用真空包装并低温保存
【范例2】(安徽中考题)下面两幅图是从某交通宣传栏和某冷饮厂广告宣传片中选取的。请你任选一幅并指出其中违背科学规律之处：
o
【研析】本题基于大家非常熟悉的生活场景。首先获取和处理题于所给的信息，然后理解、灵活应用惯性、液化过程和密度等知识来解决实际问题。这种探究题能充分改变只对知识点进行简单记忆和重现的方法，而要求在分析、解决问题的背景中去评价，注重基础知识的实际应用。
A：图中“启动”应改为“刹车”(或：突然启动时人体应该向后仰等均可)
B：“白汽”应向下(或：“白汽”不应该上升) 21世纪教育网
【范例3】(南通中考题)请你参与某学习小组进行研究性学习的过程，并协助完成相关任务。
研究课题：探究热水壶底部水垢的主要成分
[查阅资料]该小组同学通过查阅资料知道，天然水中一般都含有Ca2+、Mg2+、HCO3— 等离子，在加热条件下，这些离子趋于生成溶解度更小的物质——水垢(主要成分为碳酸盐、碱等的混合物)。同时，他们还查阅到下列有关物质的溶解性：
物质 Ca(HCO3)2 Mg(HCO3)2 Ca(OH)2 Mg(OH)2 CaCO3 MgCO3
溶解性 可溶 可溶 微溶 不溶 不溶 微溶
[提出猜想]水垢的主要成分一定含有Mg(OH)2和 ，可能含有Ca(OH)2和 。
[设计方案](1)甲同学在烧杯中放人少量研碎的水垢，加入适量蒸馏水充分搅拌，取上层清液加入 ，没有白色沉淀，说明水垢中 Ca(OH)2。
(2)乙同学设计了下列实验装置，进一步确定水垢中含有碳酸盐的成分。其主要实验步骤如下：
①按图组装仪器，将50g水垢试样放入锥形瓶中，加入足量某酸溶液；
②测量一定时间内干燥管内物质增加的质量(见下列曲线)；
③待锥形瓶中不再产生气泡时，打开活塞B，从导管A处缓缓鼓入一定量的空气；
④再次称量干燥管内物质增加的质量；
⑤重复③和④的操作，直至干燥管内物质质量不变。
[讨论]
a．步骤①加入样品前还应检查 ，所加的酸溶液是 。
b．装置Ⅱ的作用是 ，从导管A处缓缓鼓人一定量的空气时，装置Ⅰ的作用是 。
c．研究性小组的同学通过简单计算，认为水垢中一定含有MgCO3，理由是 。
[实验结论]通过上述探究可知，水垢的主要成分有 。
【研析】题目在提供了一定信息背景的基础上，通过猜想、设计实验、收集数据、验证结果、得出结论的过程，全面考查学生进行自主探究的能力和实施探究的基本素养，这是一种完全放手式的主动探究。21世纪教育网
[提出猜想CaCO3 MgCO321世纪教育网
[设计方案](1)Na2CO3溶液
[讨论]a．装置的气密性 稀盐酸 b．吸收CO2中的水 除去空气中的CO2 c．假设50g水垢全部为CaCO3，产生CO2的质量应为22g，而实验测得生成的CO2质量大于22g
[实验结论]Mg(OH)2，CaCO3，MgCO3
达标训练
1．(杭州中考题)下图是一个电池的示意图，该装置可产生气体和电流。老师告诉同学只要用两种不同的导体做电极，用水果代替实验中的稀硫酸也可以组成一个电池，产生电流的原理是一样的。同学们很感兴趣，在课外实验中，同学们进行了水果电池的制作，记录了以下的实验数据：不同电极时单个西红柿水果电池的电流和电压
电极 碳棒——铜片 碳棒——铁片 碳棒——锌片
电流强度(mA) 1.43 4.26 4.63
电压(V) 0.6 1.2 1.3
注：除电极材料不一样外，其他实验条件相同。请回答以下问题：
(1)上述装置中能量的转变是从 能转变为电能。该实验经过一段时间后溶液pH的变化是 (填“增大”、“减小”或“不变”)，质量减少的电极是 。
(2)假如仅改用镁片和碳棒做电极，其他实验条件不变，根据上表的实验数据，你猜想产生的电压应比表中三种电池产生的电压 (填“都大”、“都小”、“处在它们之间”或“无法判断”)。
(3)将三个用碳棒和锌片做电极的单个水果电池串联起来，将铭牌为“2．5V 0．3A”的一个小灯泡串联接入该电路，开关闭合后，小灯泡并不正常发光，原因是 。
2．(山西中考题)小明家在装修房子时，想新增加一个电源插座和一盏电灯，以供新买的电脑使用。为连好电路，他先画出了如下草图。
(1)请你帮小明完成此电路图。
(2)若小明家已安装60W灯泡三只，1．2kW空调一台，200W电视机一台，又安装了60W灯泡一只，现新购买的200W电脑能否接入该电路中使用，并说明你的理由。
(3)小明家从4月1日开始装修房子，他观察到他家的电能表示数是 ( http: / / www.21cnjy.com )，4月30日结束时电能表示数是 ( http: / / www.21cnjy.com )。在此期间，他家用电 kW·h，若按每度电费0．46元计算，小明家四月份应交电费 元。21世纪教育网
3．(黄冈中考题)阅读下面的短文，然后解答下面的问题：
植物是我们的好朋友，它们与我们的生活息息相关，每一种植物都具有蒸腾作用，植物的蒸腾作用是一个水分的运输和散失的过程。蒸腾过程如下：土壤中的水分→根毛→根内导管→茎内导管→一叶内导管→叶肉细胞→气孔→大气。蒸腾作用对植物体具有重要的意义：①降低植物的温度，②促进根吸收水分，③促进水分和无机盐的运输。植物一天中蒸腾作用的变化规律是：日出后，蒸腾作用随之增强，到午后三时左右达到最高峰，三时以后，植物体内的水分减少，气孔逐渐关闭，蒸腾作用随之下降，日落后蒸腾作用降到最低点。
(1)你认为蒸腾作用能降低植物及其周围环境的温度的科学原理是 ；
(2)根据短文，影响植物蒸腾作用强弱的 因素有 ；
(3)设一棵树的树叶平均高度为5m，它一生中共蒸腾了200t水，请计算这棵树对这些水所做的功(g=10N／kg)。
4．(绍兴中考题)某研究性学习小组在学习了双氧水分解制氧气的实验后，知道催化剂(MnO2)能改变化学反应速率。到底还有哪些因素与化学反应速率有关呢
【小组讨论】甲同学观点：化学反应速率与反应物的质量分数有关。乙同学观点：化学反应速率与反应温度有关。
【设计实验】他们设计并进行了以下4次实验
实验序号 H2O2溶液质量分数(％) H2O2溶液用量(毫升) 催化剂(MnO2)用量(克) 反应温度(℃) 收集气体体积(毫升) 所需时间(秒)
① 30 5 0 85 2 3.8
② 15 2 0.1 20 2 2.8
③ 5 2 0.1 20 2 7.4
④ 30 5 0 55 2 10.5
(1)请你写出第②次实验中所发生的化学反应方程式 ；
(2)②和③实验证明甲的观点是正确的； 实验证明乙的观点是正确的(填号)；
A．①和② B．③和④ C．①和④
(3)由以上实验还能得出：其他条件相同时，反应温度越高或反应物的质量分数越大，则反应速率 ；
(4)通过查阅资料，他们还发现许多金属盐(如FeCl3、CuSO4等)对双氧水的分解具有催化作用。那么，铁盐和铜盐的催化作用哪个强呢 他们设计了如图的实验，并以两支试管中产生气泡的快慢来判断结果，小聪同学提出将CuSO4溶液改为CuCl2溶液更合理。仿照小聪思路，你认为还可以作何改进 。
5．(吉林中考题)这学期，小亮和班级的另两名同学主动承担了维护班级花坛的工作。前不久，他们发现有部分花的叶面出现了枯黄的现象，便及时向花坛里施用了足量的化肥，但效果并不明显，他们决定用所学的化学知识来解决这一问题：
[收集资料]
(1)庄稼叶色枯黄，他们选择施用 (填“氮”、“磷”或“钾”)肥是正确的；
(2)前一段时间他们曾用熟石灰(化学式为 )对花坛中的 性土壤进行过改良；
(3)近一个星期一直无雨，气温较高；
(4)小亮和同学们通过查阅资料得知：含NH+的盐受热或与碱混合，会放出有刺激性气味的氨气，氨气的水溶液呈碱性。
[提出假设]
(1)太阳的曝晒、气温升高都可使肥效流失；
(2)熟石灰与化肥反应也可使肥效流失。
[设计并进行实验]
(1)小亮取少量这种化肥置于试管中加热，并在试管口放一条干燥的pH试纸，pH试纸无变化。
(2)另取少量这种化肥与熟石灰混合，闻到 气味。
[他的结论]
由以上第二个实验中的现象可得出肥效流失与 有关的结论。21世纪教育网
[反思与应用]
(1)在小亮进行的第一个实验中，pH试纸无变化，这与查阅资料给出的信息不符，其原因是 。
(2)参与了小亮和同学们的探究活动，想必你也一定受到了启发，你能对小亮保存剩余化肥提出一条合理化建议吗 。
6．(武汉中考题)科学兴趣小组的同学为了探究物体动能的大小与哪些因素有关，做了如下探究：如图所示，让钢球从斜面上滚下，打到一个木块上，推动木块做功。
(1)让同一钢球从不同高度沿斜面自由滚下，看哪次木块被推得远。这是控制了 ，改变了 ，目的是为了探究动能与 的关系。
(2)换用质量不同的钢球，让它们从 高度沿斜面自由滚下，看哪个钢球把木块推得远。这是控制了 ，改变了 ，目的是为了探究动能与 的关系。
(3)通过该实验，你得出的结论是 。
7．(哈尔滨中考题)某校同学在学完“碳的几种单质”一节后，自制了三个简易净水器(见下图)，并分别向其中添加了如下表所示的物质，做了三个对比实验。首先取一个大烧杯，装满水，并向其中滴加几滴红墨水，搅拌均匀后，将其分成等体积的三份，再分别倒入三个净水器中，同学们把观察到的溶液的颜色变化情况记录如下表所示：
实验序号 添加物质及质量 实验现象
实验一 1g活性炭 溶液的红色变浅
实验二 2g活性炭 溶液的红色消失
实验三 2g木炭 溶液的红色变浅
(1)通过对上表的比较，写出你发现的问题：① ，② 。
(2)通过实验，你得出的结论是 。
8．(金华中考题)2005年6月5日世界环境日的主题为“营造绿色城市，呵护地球家园”。为呼应这一主题，国家环保总局确定了中国的主题是“人人参与，创建绿色家园”，旨在号召全社会行动起来，建设人与自然和谐相处的绿色家园。
(1)下列措施中，有利于创建“绿色家园”的是 (填编号)。
①生活中尽量不使用一次性快餐盒、塑料袋等②建立对生活垃圾的回收和利用机制，贯彻循环经济理念 ③将化工厂排放废气的烟囱加高，以减少对周围环境的污染 ④加强对化工厂生产原理的研究，实现“绿色化学工艺”，预防污染从根本抓起
(2)某化工厂的污水中含有较多量的硝酸锌、硝酸银和泥沙，如果直接排放，会严重污染环境。某校研究性学习小组的同学取回该厂的污水样品，在实验室对样品中的硝酸银含量进行了测定，并提取了金属银和硝酸锌固体，为治理该厂的污染探索了一种方案。请回答(忽略其他杂质的影响)：
①取一定质量的污水样品，过滤，用所得的滤液进行硝酸银含量测定。请你从下表中选择一种测定所需的药品： 及应测量的数据： 。(填编号)
提供的药品 测量的数据
a．铁粉b．稀盐酸 ①反应前铁粉的质量②反应后铁粉和银的质量③AgCl的质量
②在提取金属银和硝酸锌时，同学们设计了如下的方案：21世纪教育网
在该方案中，金属粉末X是 。
(3)学校实验室也要排放各种污染物，“实验室也是污染源”。为创建“绿色家园”，必须人人参与。请提出你在进行化学实验时，减少实验对环境污染的一种做法：
。
冲刺重高
1．(嘉兴中考题)在十字路口，一辆卡车、一辆小汽车和一辆摩托车并排停在自线的后面。绿灯一亮，三辆车同时启动，小汽车冲在最前面，摩托车其次，卡车最慢。看到这一现象后，小明想到了一个问题：机动车启动的快慢与哪些因素有关呢
第二天来到学校后，小明和几个同学一起讨论这个问题，并提出了不同的假设。于是他们一起来到实验室，设计如图所示的装置进行了一组实验。
在静止的小车上放上不同质量的砖块，分别用不同大小的力拉动，测出启动后2s内前进的距离。实验数据记录在下表中：
实验序号 ① ② ③ ④ ⑤ ⑥ ⑦ ⑧ ⑨
小车和砖块的总质量(kg) 4 4 4 8 8 8 1 6 16 16
拉力的大小(N) 1 2 4 l 2 4 1 2 4
2s后小车离起点的距离s(cm) 48 98 195 23 50 99 1l 24 49
(1)2s内小车离起点的距离s越大，表明小车启动越 ；
(2)通过比较三次实验可以得出，在质量相等时，对小车的拉力越大，小车启动越快；
(3)摩托车的动力比卡车小，但启动时却比卡车快，请运用上面探究的结果加以解释。
2．(浙江中考题)在打羽毛球时，同学们发现羽毛的断落会影响羽毛球的飞行距离、飞行速度及飞行稳定性。他们讨论后决定从研究羽毛球自由下落这一简单的运动方式入手，探究羽毛断落情况与羽毛球下落速度之间的关系。
(1)他们从球场收集到六只羽毛球，如下表：
羽毛球 A B C D E F
品牌 燕子 燕子 燕子 江山燕 江山燕 江山燕
羽毛断落根数 0 2 8 0 4 8
你认为应该选择编号为 的三只羽毛球进行对比实验。
(2)甲、乙两同学正确选择三只羽毛球后，分别设计以下方案：
甲同学：让三只羽毛球同时从三楼静止释放，比较落地的先后顺序，重复三次。
乙同学：让三只羽毛球分别从三楼静止释放，测量三只羽毛球落地时的速度。
请你对甲、乙两位同学的设计方案作出评价：其中操作上简易可行的是 同学的方案。为了使实验结论更可靠，请你对他们的实验过程提出一条建议：
。
(3)用相同的力、相同的方式拍打羽毛球，不同品牌的新羽毛球飞行的情况并不相同，你认为引起这种现象的可能原因是不同品牌的羽毛球的 不同。
3．(丽水中考题)要学好科学，需认真观察、积极思考并动手实验。下列是几位同学在学习和生活中遇到的问题，请你帮助解答：
(1)学了电路的串并联知识后，小文问：“家中的电视机、电灯、电风扇等用电器之间是什么连接方式 ”“当然是并联。”小玲回答说。哪些现象能说明它们是并联的
(举一例)；
(2)地球是一个大磁体，它的周围存在磁场。小青同学看了“机遇号”探测器降落火星的电视新闻后，想到：“火星的周围也存在磁场吗 ”假若你能降落到火星，请用一个简单的实验来研究这个问题，你的做法是 ；
(3)下图为丽水市区新建的紫金大桥。“桥塔为什么要造这么高 ”小强对此进行了研究：他将大桥的结构进行简化，抽象成图乙所示的模型，又画了桥塔高低不同的两幅图丙和丁。小强通过比较发现：适当增加塔的高度，可 (填“增大”或“减小”)力臂，从而减小斜拉索的拉力。21世纪教育网
4．(镇江中考题)生活中经常会见到物体从高处落下。如用手拿着一个小球和一张纸片，从同一高度同时释放小球和纸片，我们看到小球先落地，纸片后落地(见下图(a))。
美国宇航员大卫·斯科特在登上月球后，从同一高度同时释放锤子和羽毛，看到它们同时落到月球表面(见下图(b))。
通过对图(a)与图(b)所提供的情景的对比，
(1)使我们知道造成纸片比铁球下落慢的主要原因是 ；
(2)可以得出的结论是 ；
(3)经研究发现，小球在离地面90m的高处从静止开始自由下落，其下落的高度h随时间t的变化规律如图(c)所示(顶点在坐标原点、对称轴为h轴、h关于t的二次函数图象)，试通过对图象的分析得出小球从静止开始自由下落4s所通过的路程是 m。
5．(宁波中考题)依据联合国《京都议定书》公约，要求限制二氧化硫、二氧化碳等气体排放量，以控制日趋严重的环境污染，保护人类居住的地球。
(1)如果大气中CO2等气体的含量过高，会引起全球气候变暖，这种现象称为 效应。
(2)为减少大气中CO2的含量，下列建议可行的有 (请选序号)。
①大量植树造林，禁止乱砍滥伐 ②禁止使用煤、石油、天然气等燃料 ③开发太阳能、风能、地热能等清洁能源
(3)为解决全球气候变暖的难题，近年来科学家采取了许多措施，其中用到“组合转化”技术：将CO2和H2以一定比例混合，在一定条件下反应，生成一种重要的化工原料乙烯(C2H4)和一种常见的氧化物，其反应的化学方程式为
2CO2 + 6H2═══C2H4 + 4 。
6．(舟山中考题)某学习小组为了调查校园不同区域空气中的细菌含量，选择了三天中的同一时间段，在相同条件下用培养瓜在不同区域内进行采样，分别在室温下恒温培养48小时，观察培养皿中长出的乳白色菌落(一个细菌或真菌繁殖后形成的肉眼可见的集合体称为菌落)，点数后，将结果记录在下表中：
第一天 第二天 第三天 菌落平均个数
教室内 28 25 26 26
绿化区 3 5 2 3
食堂 20 24 21 22
运动场 7 9 7 8
请回答下列问题：
(1)上述四个区域中空气细菌含量最低的是 ；
(2)教室内空气细菌含量较高的原因是 (写出一个即可)；
(3)春季是呼吸道传染病易发的季节，常用质量分数为0．3％的消毒液对空气进行消毒。现有质量分数为6％的消毒液0．5kg，可配制多少质量分数为0．3％的消毒液
答案
第五章综合探究专题
二、达标训练
1．(1)化学；增大；锌电极(2)都大(3)水果电池电流太小
2．(1)
(2)能；理由：电能表允许接人用电器的最大功率，P1=2．2kw．要接人电源用电器的总功率为P2=1．84kW，P1>P2
(3)266．9：122．77
3．(1)液体蒸发吸热具有制冷作用(2)光线强弱、温度高低等(3)W=Gh =mgh=200×103 ×10×5=107J．
4．(1)2H2O2 2H2O+O2↑ (2)C (3)越大(4)把FeCl3溶液改为Fe2(SO4)3溶液
5．[收集资料](1)氮(或N)(2)Ca(OH)2酸
[设计并进行实验](2)氨(或有刺激性气味)
[他的结论]土壤中残留熟石灰有关(或碱或碱性)
[反思与应用](1)pH试纸是干燥的(或干燥的氨气不能使pH试纸变色等)(2)防晒(或防潮等)
6．(1)质量；碰前的速度；速度(2)一；速度，质量；质量(3)物体的质量越大，速度越大，动能就越大
7．(1)①实验一和实验二相比，为什么都是活性炭，实验二红色消失，而实验一红色变浅 ②实验二和实验三相比，为什么等质量的木炭和活性炭，实验二红色消失，丽实验三红色变浅 (2)活性炭吸附作用比木炭强(或接触面积越大，吸附作用越强)
8．(1)④(2)b；③；Zn (3)只要合理即可
三、冲刺重高
1．(1)快(2)①②③或④⑤⑥或⑦③⑨(3)摩托车的动力虽然比卡车小，但质量比卡车小得多，所以启动比卡车快
2．(1)A，B，C(或D，E，F)(2)甲；无风时做实验(或选择天气状况好的时候做实验；到更高处释放羽毛球；选择羽毛在对称处断落的羽毛球做实验；多做几次；换不同的实验者多做几次等其他答案均可)(3)质量(或重力；形状；羽毛长短；羽毛疏密；球托弹性等其他均可)
3．(1)电灯烧坏了，不影响其他用电器工作(2)将一枚小磁针放在火星表面，观察其是否有固定指向(或是否受磁力的作用)(3)增大
4．(1)空气阻力的作用(2)在没有空气阻力的作用时，地面上的任何物体下落的快慢相同(3)80
5．(1)温室(2)①、③(3)H2O
6．(1)绿化区(2)室内空气流通不好(或室内人多)(3)设可配制质量分数为0．3％的消毒液：xkg。0．5×6％=x×0．3％ x=l0kg
MnO2
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第五章 综合探究专题
范例探究
【范例l】(威海中考题)铁暴露在空气中会生锈。苹果切开不久，果肉上就会产生一层咖啡色的物质，也好像是生了“锈”一样。某化学活动小组对此进行了探究：
[提出问题]切开的苹果“生锈”与什么因素有关
[猜想与假设]
猜想①：可能与空气没有关系，只是果肉内的物质自身相互反应而“生锈”；
猜想②：可能是果肉中的物质与空气中的氧气作用而“生锈”；
猜想③：可能是果肉中的物质与空气中的氮气作用而“生锈”；
猜想④：可能是果肉中的物质与空气中的二氧化碳作用而“生锈”；
猜想⑤：可能是果肉中的物质与空气中的氧气作用而“生锈”，并且苹果“生锈”的速度还可能与温度有关。
[收集证据]
(一)查阅有关资料：已知苹果“生锈”是果肉里的物质(酚和酶)与空气中的一种物质发生反应，生成咖啡色的物质。
(二)实验探究：针对上面的猜想①～⑤．化学活动小组依次设计了实验方案，进行了实验验证，并依次观察到下列实验现象。请你将他们设计的可行的实验探究方案填写在下表中。
猜想 可行的实验方案 观察到的实验现象
猜想① 将一小块果肉浸入盛有蒸馏水的烧杯中，观察现象 果肉表面不变色
猜想⑦ 果肉表面变色
猜想③ 果肉表面不变色
猜想④ 果肉表面不变色
猜想⑤ 从温度高的先变色
得出结论： 。
[反思与评价]
(1)在②～⑤四种猜想中，你认为猜想 (填代号)最不合理，理由是
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(2)在验证猜想①时，同学们发现，如果水不与空气隔绝，果肉放在水中时间长了也会变色，其可能的原因是 。
[应用]根据上述结论，要防止果汁变质，果品加工厂加工和保存果汁时应采取的措施是 。
【研析】依据科学探究的一般过程，结合表中所给的示例内容，从“观察到的实验现象”人手，注重分析探究、验证各种“猜想”涉及的变量和控制变量的方法，就不难设计出相应的“可行的实验探究方案”。在此基础上，再综合分析各种使苹果“生锈”的变量和“观察到的实验现象”，得出相应合理的结论，并拓展使实验方案更科学、更完整的设计，直到将所得的结论联系到实际生产、生活中。
[收集证据]
猜想 可行的实验方案
猜想② 将一小块切开的苹果放入集满氧气的集气瓶中，观察现象
猜想③ 将切开的苹果放入集满氮气的集气瓶中，观察现象
猜想④ 将切开的苹果放人集满二氧化碳的集气瓶中，观察现象
猜想⑤ 各取一小块苹果分别放入两支集满氧气的试管中，将其中一支试管放人热水中，观察两试管中苹果的变色速度
得出结论：是果肉中的成分与氧气作用的结果，“生锈”的速度与温度有关，温度越高，果肉变色速度越快。
[反思与评价](1)③ 氮气化学性质很稳定，通常不与其他物质反应。
(2)水中溶解了氧气
[应用]将水果在隔绝空气的条件下加工，采用真空包装并低温保存
【范例2】(安徽中考题)下面两幅图是从某交通宣传栏和某冷饮厂广告宣传片中选取的。请你任选一幅并指出其中违背科学规律之处：
o
【研析】本题基于大家非常熟悉的生活场景。首先获取和处理题于所给的信息，然后理解、灵活应用惯性、液化过程和密度等知识来解决实际问题。这种探究题能充分改变只对知识点进行简单记忆和重现的方法，而要求在分析、解决问题的背景中去评价，注重基础知识的实际应用。
A：图中“启动”应改为“刹车”(或：突然启动时人体应该向后仰等均可)
B：“白汽”应向下(或：“白汽”不应该上升) 21世纪教育网
【范例3】(南通中考题)请你参与某学习小组进行研究性学习的过程，并协助完成相关任务。
研究课题：探究热水壶底部水垢的主要成分
[查阅资料]该小组同学通过查阅资料知道，天然水中一般都含有Ca2+、Mg2+、HCO3— 等离子，在加热条件下，这些离子趋于生成溶解度更小的物质——水垢(主要成分为碳酸盐、碱等的混合物)。同时，他们还查阅到下列有关物质的溶解性：
物质 Ca(HCO3)2 Mg(HCO3)2 Ca(OH)2 Mg(OH)2 CaCO3 MgCO3
溶解性 可溶 可溶 微溶 不溶 不溶 微溶
[提出猜想]水垢的主要成分一定含有Mg(OH)2和 ，可能含有Ca(OH)2和 。
[设计方案](1)甲同学在烧杯中放人少量研碎的水垢，加入适量蒸馏水充分搅拌，取上层清液加入 ，没有白色沉淀，说明水垢中 Ca(OH)2。
(2)乙同学设计了下列实验装置，进一步确定水垢中含有碳酸盐的成分。其主要实验步骤如下：
①按图组装仪器，将50g水垢试样放入锥形瓶中，加入足量某酸溶液；
②测量一定时间内干燥管内物质增加的质量(见下列曲线)；
③待锥形瓶中不再产生气泡时，打开活塞B，从导管A处缓缓鼓入一定量的空气；
④再次称量干燥管内物质增加的质量；
⑤重复③和④的操作，直至干燥管内物质质量不变。
[讨论]
a．步骤①加入样品前还应检查 ，所加的酸溶液是 。
b．装置Ⅱ的作用是 ，从导管A处缓缓鼓人一定量的空气时，装置Ⅰ的作用是 。
c．研究性小组的同学通过简单计算，认为水垢中一定含有MgCO3，理由是 。
[实验结论]通过上述探究可知，水垢的主要成分有 。
【研析】题目在提供了一定信息背景的基础上，通过猜想、设计实验、收集数据、验证结果、得出结论的过程，全面考查学生进行自主探究的能力和实施探究的基本素养，这是一种完全放手式的主动探究。21世纪教育网
[提出猜想CaCO3 MgCO321世纪教育网
[设计方案](1)Na2CO3溶液
[讨论]a．装置的气密性 稀盐酸 b．吸收CO2中的水 除去空气中的CO2 c．假设50g水垢全部为CaCO3，产生CO2的质量应为22g，而实验测得生成的CO2质量大于22g
[实验结论]Mg(OH)2，CaCO3，MgCO3
达标训练
1．(杭州中考题)下图是一个电池的示意图，该装置可产生气体和电流。老师告诉同学只要用两种不同的导体做电极，用水果代替实验中的稀硫酸也可以组成一个电池，产生电流的原理是一样的。同学们很感兴趣，在课外实验中，同学们进行了水果电池的制作，记录了以下的实验数据：不同电极时单个西红柿水果电池的电流和电压
电极 碳棒——铜片 碳棒——铁片 碳棒——锌片
电流强度(mA) 1.43 4.26 4.63
电压(V) 0.6 1.2 1.3
注：除电极材料不一样外，其他实验条件相同。请回答以下问题：
(1)上述装置中能量的转变是从 能转变为电能。该实验经过一段时间后溶液pH的变化是 (填“增大”、“减小”或“不变”)，质量减少的电极是 。
(2)假如仅改用镁片和碳棒做电极，其他实验条件不变，根据上表的实验数据，你猜想产生的电压应比表中三种电池产生的电压 (填“都大”、“都小”、“处在它们之间”或“无法判断”)。
(3)将三个用碳棒和锌片做电极的单个水果电池串联起来，将铭牌为“2．5V 0．3A”的一个小灯泡串联接入该电路，开关闭合后，小灯泡并不正常发光，原因是 。
2．(山西中考题)小明家在装修房子时，想新增加一个电源插座和一盏电灯，以供新买的电脑使用。为连好电路，他先画出了如下草图。
(1)请你帮小明完成此电路图。
(2)若小明家已安装60W灯泡三只，1．2kW空调一台，200W电视机一台，又安装了60W灯泡一只，现新购买的200W电脑能否接入该电路中使用，并说明你的理由。
(3)小明家从4月1日开始装修房子，他观察到他家的电能表示数是 ( http: / / www.21cnjy.com )，4月30日结束时电能表示数是 ( http: / / www.21cnjy.com )。在此期间，他家用电 kW·h，若按每度电费0．46元计算，小明家四月份应交电费 元。21世纪教育网
3．(黄冈中考题)阅读下面的短文，然后解答下面的问题：
植物是我们的好朋友，它们与我们的生活息息相关，每一种植物都具有蒸腾作用，植物的蒸腾作用是一个水分的运输和散失的过程。蒸腾过程如下：土壤中的水分→根毛→根内导管→茎内导管→一叶内导管→叶肉细胞→气孔→大气。蒸腾作用对植物体具有重要的意义：①降低植物的温度，②促进根吸收水分，③促进水分和无机盐的运输。植物一天中蒸腾作用的变化规律是：日出后，蒸腾作用随之增强，到午后三时左右达到最高峰，三时以后，植物体内的水分减少，气孔逐渐关闭，蒸腾作用随之下降，日落后蒸腾作用降到最低点。
(1)你认为蒸腾作用能降低植物及其周围环境的温度的科学原理是 ；
(2)根据短文，影响植物蒸腾作用强弱的 因素有 ；
(3)设一棵树的树叶平均高度为5m，它一生中共蒸腾了200t水，请计算这棵树对这些水所做的功(g=10N／kg)。
4．(绍兴中考题)某研究性学习小组在学习了双氧水分解制氧气的实验后，知道催化剂(MnO2)能改变化学反应速率。到底还有哪些因素与化学反应速率有关呢
【小组讨论】甲同学观点：化学反应速率与反应物的质量分数有关。乙同学观点：化学反应速率与反应温度有关。
【设计实验】他们设计并进行了以下4次实验
实验序号 H2O2溶液质量分数(％) H2O2溶液用量(毫升) 催化剂(MnO2)用量(克) 反应温度(℃) 收集气体体积(毫升) 所需时间(秒)
① 30 5 0 85 2 3.8
② 15 2 0.1 20 2 2.8
③ 5 2 0.1 20 2 7.4
④ 30 5 0 55 2 10.5
(1)请你写出第②次实验中所发生的化学反应方程式 ；
(2)②和③实验证明甲的观点是正确的； 实验证明乙的观点是正确的(填号)；
A．①和② B．③和④ C．①和④
(3)由以上实验还能得出：其他条件相同时，反应温度越高或反应物的质量分数越大，则反应速率 ；
(4)通过查阅资料，他们还发现许多金属盐(如FeCl3、CuSO4等)对双氧水的分解具有催化作用。那么，铁盐和铜盐的催化作用哪个强呢 他们设计了如图的实验，并以两支试管中产生气泡的快慢来判断结果，小聪同学提出将CuSO4溶液改为CuCl2溶液更合理。仿照小聪思路，你认为还可以作何改进 。
5．(吉林中考题)这学期，小亮和班级的另两名同学主动承担了维护班级花坛的工作。前不久，他们发现有部分花的叶面出现了枯黄的现象，便及时向花坛里施用了足量的化肥，但效果并不明显，他们决定用所学的化学知识来解决这一问题：
[收集资料]
(1)庄稼叶色枯黄，他们选择施用 (填“氮”、“磷”或“钾”)肥是正确的；
(2)前一段时间他们曾用熟石灰(化学式为 )对花坛中的 性土壤进行过改良；
(3)近一个星期一直无雨，气温较高；
(4)小亮和同学们通过查阅资料得知：含NH+的盐受热或与碱混合，会放出有刺激性气味的氨气，氨气的水溶液呈碱性。
[提出假设]
(1)太阳的曝晒、气温升高都可使肥效流失；
(2)熟石灰与化肥反应也可使肥效流失。
[设计并进行实验]
(1)小亮取少量这种化肥置于试管中加热，并在试管口放一条干燥的pH试纸，pH试纸无变化。
(2)另取少量这种化肥与熟石灰混合，闻到 气味。
[他的结论]
由以上第二个实验中的现象可得出肥效流失与 有关的结论。21世纪教育网
[反思与应用]
(1)在小亮进行的第一个实验中，pH试纸无变化，这与查阅资料给出的信息不符，其原因是 。
(2)参与了小亮和同学们的探究活动，想必你也一定受到了启发，你能对小亮保存剩余化肥提出一条合理化建议吗 。
6．(武汉中考题)科学兴趣小组的同学为了探究物体动能的大小与哪些因素有关，做了如下探究：如图所示，让钢球从斜面上滚下，打到一个木块上，推动木块做功。
(1)让同一钢球从不同高度沿斜面自由滚下，看哪次木块被推得远。这是控制了 ，改变了 ，目的是为了探究动能与 的关系。
(2)换用质量不同的钢球，让它们从 高度沿斜面自由滚下，看哪个钢球把木块推得远。这是控制了 ，改变了 ，目的是为了探究动能与 的关系。
(3)通过该实验，你得出的结论是 。
7．(哈尔滨中考题)某校同学在学完“碳的几种单质”一节后，自制了三个简易净水器(见下图)，并分别向其中添加了如下表所示的物质，做了三个对比实验。首先取一个大烧杯，装满水，并向其中滴加几滴红墨水，搅拌均匀后，将其分成等体积的三份，再分别倒入三个净水器中，同学们把观察到的溶液的颜色变化情况记录如下表所示：
实验序号 添加物质及质量 实验现象
实验一 1g活性炭 溶液的红色变浅
实验二 2g活性炭 溶液的红色消失
实验三 2g木炭 溶液的红色变浅
(1)通过对上表的比较，写出你发现的问题：① ，② 。
(2)通过实验，你得出的结论是 。
8．(金华中考题)2005年6月5日世界环境日的主题为“营造绿色城市，呵护地球家园”。为呼应这一主题，国家环保总局确定了中国的主题是“人人参与，创建绿色家园”，旨在号召全社会行动起来，建设人与自然和谐相处的绿色家园。
(1)下列措施中，有利于创建“绿色家园”的是 (填编号)。
①生活中尽量不使用一次性快餐盒、塑料袋等②建立对生活垃圾的回收和利用机制，贯彻循环经济理念 ③将化工厂排放废气的烟囱加高，以减少对周围环境的污染 ④加强对化工厂生产原理的研究，实现“绿色化学工艺”，预防污染从根本抓起
(2)某化工厂的污水中含有较多量的硝酸锌、硝酸银和泥沙，如果直接排放，会严重污染环境。某校研究性学习小组的同学取回该厂的污水样品，在实验室对样品中的硝酸银含量进行了测定，并提取了金属银和硝酸锌固体，为治理该厂的污染探索了一种方案。请回答(忽略其他杂质的影响)：
①取一定质量的污水样品，过滤，用所得的滤液进行硝酸银含量测定。请你从下表中选择一种测定所需的药品： 及应测量的数据： 。(填编号)
提供的药品 测量的数据
a．铁粉b．稀盐酸 ①反应前铁粉的质量②反应后铁粉和银的质量③AgCl的质量
②在提取金属银和硝酸锌时，同学们设计了如下的方案：21世纪教育网
在该方案中，金属粉末X是 。
(3)学校实验室也要排放各种污染物，“实验室也是污染源”。为创建“绿色家园”，必须人人参与。请提出你在进行化学实验时，减少实验对环境污染的一种做法：
。
冲刺重高
1．(嘉兴中考题)在十字路口，一辆卡车、一辆小汽车和一辆摩托车并排停在自线的后面。绿灯一亮，三辆车同时启动，小汽车冲在最前面，摩托车其次，卡车最慢。看到这一现象后，小明想到了一个问题：机动车启动的快慢与哪些因素有关呢
第二天来到学校后，小明和几个同学一起讨论这个问题，并提出了不同的假设。于是他们一起来到实验室，设计如图所示的装置进行了一组实验。
在静止的小车上放上不同质量的砖块，分别用不同大小的力拉动，测出启动后2s内前进的距离。实验数据记录在下表中：
实验序号 ① ② ③ ④ ⑤ ⑥ ⑦ ⑧ ⑨
小车和砖块的总质量(kg) 4 4 4 8 8 8 1 6 16 16
拉力的大小(N) 1 2 4 l 2 4 1 2 4
2s后小车离起点的距离s(cm) 48 98 195 23 50 99 1l 24 49
(1)2s内小车离起点的距离s越大，表明小车启动越 ；
(2)通过比较三次实验可以得出，在质量相等时，对小车的拉力越大，小车启动越快；
(3)摩托车的动力比卡车小，但启动时却比卡车快，请运用上面探究的结果加以解释。
2．(浙江中考题)在打羽毛球时，同学们发现羽毛的断落会影响羽毛球的飞行距离、飞行速度及飞行稳定性。他们讨论后决定从研究羽毛球自由下落这一简单的运动方式入手，探究羽毛断落情况与羽毛球下落速度之间的关系。
(1)他们从球场收集到六只羽毛球，如下表：
羽毛球 A B C D E F
品牌 燕子 燕子 燕子 江山燕 江山燕 江山燕
羽毛断落根数 0 2 8 0 4 8
你认为应该选择编号为 的三只羽毛球进行对比实验。
(2)甲、乙两同学正确选择三只羽毛球后，分别设计以下方案：
甲同学：让三只羽毛球同时从三楼静止释放，比较落地的先后顺序，重复三次。
乙同学：让三只羽毛球分别从三楼静止释放，测量三只羽毛球落地时的速度。
请你对甲、乙两位同学的设计方案作出评价：其中操作上简易可行的是 同学的方案。为了使实验结论更可靠，请你对他们的实验过程提出一条建议：
。
(3)用相同的力、相同的方式拍打羽毛球，不同品牌的新羽毛球飞行的情况并不相同，你认为引起这种现象的可能原因是不同品牌的羽毛球的 不同。
3．(丽水中考题)要学好科学，需认真观察、积极思考并动手实验。下列是几位同学在学习和生活中遇到的问题，请你帮助解答：
(1)学了电路的串并联知识后，小文问：“家中的电视机、电灯、电风扇等用电器之间是什么连接方式 ”“当然是并联。”小玲回答说。哪些现象能说明它们是并联的
(举一例)；
(2)地球是一个大磁体，它的周围存在磁场。小青同学看了“机遇号”探测器降落火星的电视新闻后，想到：“火星的周围也存在磁场吗 ”假若你能降落到火星，请用一个简单的实验来研究这个问题，你的做法是 ；
(3)下图为丽水市区新建的紫金大桥。“桥塔为什么要造这么高 ”小强对此进行了研究：他将大桥的结构进行简化，抽象成图乙所示的模型，又画了桥塔高低不同的两幅图丙和丁。小强通过比较发现：适当增加塔的高度，可 (填“增大”或“减小”)力臂，从而减小斜拉索的拉力。21世纪教育网
4．(镇江中考题)生活中经常会见到物体从高处落下。如用手拿着一个小球和一张纸片，从同一高度同时释放小球和纸片，我们看到小球先落地，纸片后落地(见下图(a))。
美国宇航员大卫·斯科特在登上月球后，从同一高度同时释放锤子和羽毛，看到它们同时落到月球表面(见下图(b))。
通过对图(a)与图(b)所提供的情景的对比，
(1)使我们知道造成纸片比铁球下落慢的主要原因是 ；
(2)可以得出的结论是 ；
(3)经研究发现，小球在离地面90m的高处从静止开始自由下落，其下落的高度h随时间t的变化规律如图(c)所示(顶点在坐标原点、对称轴为h轴、h关于t的二次函数图象)，试通过对图象的分析得出小球从静止开始自由下落4s所通过的路程是 m。
5．(宁波中考题)依据联合国《京都议定书》公约，要求限制二氧化硫、二氧化碳等气体排放量，以控制日趋严重的环境污染，保护人类居住的地球。
(1)如果大气中CO2等气体的含量过高，会引起全球气候变暖，这种现象称为 效应。
(2)为减少大气中CO2的含量，下列建议可行的有 (请选序号)。
①大量植树造林，禁止乱砍滥伐 ②禁止使用煤、石油、天然气等燃料 ③开发太阳能、风能、地热能等清洁能源
(3)为解决全球气候变暖的难题，近年来科学家采取了许多措施，其中用到“组合转化”技术：将CO2和H2以一定比例混合，在一定条件下反应，生成一种重要的化工原料乙烯(C2H4)和一种常见的氧化物，其反应的化学方程式为
2CO2 + 6H2═══C2H4 + 4 。
6．(舟山中考题)某学习小组为了调查校园不同区域空气中的细菌含量，选择了三天中的同一时间段，在相同条件下用培养瓜在不同区域内进行采样，分别在室温下恒温培养48小时，观察培养皿中长出的乳白色菌落(一个细菌或真菌繁殖后形成的肉眼可见的集合体称为菌落)，点数后，将结果记录在下表中：
第一天 第二天 第三天 菌落平均个数
教室内 28 25 26 26
绿化区 3 5 2 3
食堂 20 24 21 22
运动场 7 9 7 8
请回答下列问题：
(1)上述四个区域中空气细菌含量最低的是 ；
(2)教室内空气细菌含量较高的原因是 (写出一个即可)；
(3)春季是呼吸道传染病易发的季节，常用质量分数为0．3％的消毒液对空气进行消毒。现有质量分数为6％的消毒液0．5kg，可配制多少质量分数为0．3％的消毒液
答案
第五章综合探究专题
二、达标训练
1．(1)化学；增大；锌电极(2)都大(3)水果电池电流太小
2．(1)
(2)能；理由：电能表允许接人用电器的最大功率，P1=2．2kw．要接人电源用电器的总功率为P2=1．84kW，P1>P2
(3)266．9：122．77
3．(1)液体蒸发吸热具有制冷作用(2)光线强弱、温度高低等(3)W=Gh =mgh=200×103 ×10×5=107J．
4．(1)2H2O2 2H2O+O2↑ (2)C (3)越大(4)把FeCl3溶液改为Fe2(SO4)3溶液
5．[收集资料](1)氮(或N)(2)Ca(OH)2酸
[设计并进行实验](2)氨(或有刺激性气味)
[他的结论]土壤中残留熟石灰有关(或碱或碱性)
[反思与应用](1)pH试纸是干燥的(或干燥的氨气不能使pH试纸变色等)(2)防晒(或防潮等)
6．(1)质量；碰前的速度；速度(2)一；速度，质量；质量(3)物体的质量越大，速度越大，动能就越大
7．(1)①实验一和实验二相比，为什么都是活性炭，实验二红色消失，而实验一红色变浅 ②实验二和实验三相比，为什么等质量的木炭和活性炭，实验二红色消失，丽实验三红色变浅 (2)活性炭吸附作用比木炭强(或接触面积越大，吸附作用越强)
8．(1)④(2)b；③；Zn (3)只要合理即可
三、冲刺重高
1．(1)快(2)①②③或④⑤⑥或⑦③⑨(3)摩托车的动力虽然比卡车小，但质量比卡车小得多，所以启动比卡车快
2．(1)A，B，C(或D，E，F)(2)甲；无风时做实验(或选择天气状况好的时候做实验；到更高处释放羽毛球；选择羽毛在对称处断落的羽毛球做实验；多做几次；换不同的实验者多做几次等其他答案均可)(3)质量(或重力；形状；羽毛长短；羽毛疏密；球托弹性等其他均可)
3．(1)电灯烧坏了，不影响其他用电器工作(2)将一枚小磁针放在火星表面，观察其是否有固定指向(或是否受磁力的作用)(3)增大
4．(1)空气阻力的作用(2)在没有空气阻力的作用时，地面上的任何物体下落的快慢相同(3)80
5．(1)温室(2)①、③(3)H2O
6．(1)绿化区(2)室内空气流通不好(或室内人多)(3)设可配制质量分数为0．3％的消毒液：xkg。0．5×6％=x×0．3％ x=l0kg
MnO2
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