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中考化学探究性实验题高频考点分类例析

作者:第一论文网 更新时间:2015年10月30日 10:03:34

 化学是一门以实验为基础的自然科学,而探究性实验题最能体现化学学科的特点.探究性实验是集化学实验、物质的检验、鉴别、推断、实验的评价和设计于一体的新题型.此类试题也是最近几年中考中出现的热门新题型,学生的失分率极高.为提高学生的解题能力,教师在平时实验教学中应注重对学生进行解决实验探究问题能力的培养.下面,就中考化学试题中出现的实验探究题分类例析.

1 反应后溶质成分的探究

1.1 方法技巧

物质反应后所得溶液成分的探究,通常为物质充分反应后形成溶液的溶质的猜想与探究.该类题的解题方法要从物质是否恰好完全反应或是否过量去考虑.

1.2 实验试题

例1(2016??云南):某同学在课外阅读中得知:实验室用电石(主要成分CaC2)与水反应制取乙炔(C2H2)反应的方程式为CaC2 +2H2O=Ca(OH)2+C2H2↑.在实验室中该同学把一定量的CaC2 加入到Na2CO3 溶液中,充分反应后过滤,得到滤渣和滤液,并对滤液的成分进行探究.

1.2.1 提出问题

滤液中溶质的成分是什么?

1.2.2 猜想与假设

猜想一:NaOH.

猜想二:NaOH、Ca(OH)2.

猜想三:NaOH、Na2CO3.

1.2.3 设计与实验

实验过程见表1.

写出实验二中产生气泡的化学方程式:___________.

1.2.4 拓展延伸

(1)若向Cu(NO3)2 溶液中加少量CaC2,充分反应,产生的现象是___________;

(2)实验室保存电石应注意___________.

1.3 思路分析

(1)设计与实验:碳酸钠和氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和氢氧化钠,结合实验结论猜想二不成立,可知,实验现象应为无明显现象;稀盐酸和碳酸钠反应生成氯化钠、水和二氧化碳,结合产生气泡的实验现象,猜想三成立;根据以上分析,实验二中产生气泡的化学方程式为:

Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑.

(2)扩展延伸:①电石与水反应生成氢氧化钙和乙炔,氢氧化钙与硝酸铜反应生成氢氧化铜蓝色沉淀和硝酸钙,故向Cu(NO3)2 溶液中加少量CaC2,充分反应,产生的现象是有气泡产生,出现蓝色沉淀;②由于电石能与水反应,故实验室保存电石应注意密封保存.

1.4 点评

在解此类题时,首先分析题中考查的问题,然后结合学过的知识和题中的提示进行分析,注意对新知识的应用要和题中的问题相结合.

2 物质变质的探究

2.1 方法技巧

物质在空气中变质一般是与空气中的O2、H2O、CO2 中的一种或几种同时作用而产生的.常见的有NaOH、Ca(OH)2、CaO、碱石灰(NaOH固体与CaO 的混合物)的变质等.

在猜想变质情况时通常有3种情况:没有变质、部分变质、完全变质.

在设计验证实验时,实际上就是要验证物质的存在,通常需要验证变质前的物质和变质后生成的物质是否存在.(1)没有变质:不存在变质后生成的物质;(2)完全变质:不存在变质前的物质;(3)变质前和变质后生成的物质都存在.

2.2 实验试题

例2(2016??恩施):在学习?常见的碱?课题时,某化学兴趣小组在实验室发现一瓶标有澄清石灰水的试剂瓶底有一些白色固体物质.课后同学们对这瓶石灰水是否变质进行了探究.

2.2.1 提出猜想

甲同学认为:石灰水完全变质;

乙同学认为:石灰水部分变质;

丙同学认为: ____________.

2.2.2 实验方案

实验方案见表2.

2.2.3 分析与讨论

大家通过分析和讨论认为:如果丙同学的猜想也正确,则瓶底的白色固体物质是______(填化学式),其产生的原因是______.

2.3 思路分析

(1)提出猜想:澄清石灰水可能存在完全变质、部分变质或没有变质3种情况,所以应填:石灰水没有变质.

(2)实验方案:若甲的猜想正确,即石灰水完全变质,则溶液中不存在氢氧化钙,通入二氧化碳后,石灰水不会变浑浊;若乙的猜想正确,即石灰水部分变质,溶液中还含有部分氢氧化钙,滴入酚酞后,酚酞试液变红色;澄清石灰水部分变质生成了碳酸钙,设计实验检验碳酸钙的存在,可用稀盐酸进行检验,应取少量白色固体,滴加稀盐酸;滴加稀盐酸后,盐酸与碳酸钙反应生成氯化钙、水,并放出二氧还碳气体,所以有气泡产生.若丙的猜想正确,则瓶底的白色固体物质为Ca(OH)2.因为氢氧化钙在水中的溶解度很小,且随着温度的升高,氢氧化钙的溶解度减小,温度升高,使得部分氢氧化钙析出.

2.4 点评

熟练掌握氢氧化钙、氢氧化钠、碳酸钙的化学性质,知道氢氧化钙的变质的原因并能够选择合适的方法进行检验.

3 物质定性(或定量)的探究

3.1 方法技巧

这类题一般从工厂、日常生活、实验室中事例或现象引入,定性或定量探究某物质(产品或药品)的具体含量.解这种题型,应先分析所给材料涉及哪些物质(单质或化合物),然后回顾这些物质的特性,必要时利用质量守恒的宏观和微观两方面知识.

3.2 实验试题

例3(2016??福州):某固体粉末由Mg、MgO和Mg(OH)2 中的一种或几种组成,某化学小组为了探究该固体粉末的成分,设计了如图1所示的装置(固定装置省略).

3.2.1 信息资料

本实验条件下,氢气密度为0.09g/L.

3.2.2 实验步骤

(1)检查装置气密性,装入药品并连接仪器.

(2)倾斜Y 形管,使样品充分反应,测得生成气体的体积为55.6mL.

(3)拆下装置,往Y 形管内残余液中加入氢氧化钠溶液,至不再生成沉淀.经过滤、洗涤和干燥后,称得沉淀质量为2.90g.

3.2.3 回答问题

(1)该套装置气密性的检验方法是______.

(2)使样品与硫酸充分反应的正确操作是______(填标号).

A.硫酸溶液转移到样品中

B.样品转移到硫酸溶液中

(3)判断样品完全反应的现象是______.

(4)根据实验结果分析:

①通过步骤(2)推断,样品中一定含有的物质是______;②通过步骤(3)计算,样品中镁元素的总质量为______g;③结论:该样品中的成分是______.

(5)该化学小组同学经过讨论得出以下结论,正确的是______(填标号).

A.利用该实验方案,能计算出样品中各物质的质量

B.实验前可通过样品的质量估算硫酸溶液的质量,确保样品完全反应

C.仅称量步骤Ⅱ 中Y 形管内药品减轻的质量,即能计算出样品中各物质的质量

3.3 思路分析

(1)装置气密性检验方法:①把水准管下移一段距离,使水准管和量气管中的水形成一定的液面差,如果一段时间后液面差保持不变,则说明装置不漏气;反之,则表示装置漏气.②将Y 形管移出水面,双手(或者加热)紧握Y 形管外壁,若量气管水位下降,水准管水位上升,则说明装置不漏气;反之,则表示装置漏气.

(2)由于硫酸是液体,流动性好,因此应将硫酸溶液转移到样品中,故A 项正确.

(3)镁、氧化镁、氢氧化镁均能与硫酸反应生成可溶性物质,因此判断样品是否完全反应的现象是Y形管中的固体全部消失.

(4)①3种物质只有镁和硫酸反应能生成氢气,因此从生成气体的现象可以判断出固体粉末中有Mg.

②样品中各物质与足量的硫酸反应,均生成硫酸镁,向反应后的溶液中加入过量的氢氧化钠,硫酸镁和足量的氢氧化钠反应生成氢氧化镁沉淀,氢氧化镁沉淀中镁元素的质量即为样品中镁元素的质量,则样品中镁元素的总质量为

③产生氢气的质量为:0.09g/L×0.0556L≈0.005g,从而得出原固体粉末中镁的质量为0??06g.

假设原固体粉末中剩余物质均为氢氧化镁,则氢氧化镁含有的镁元素质量为,原固体粉末中一共含有镁元素的质量为0.8g+0.06g=0.86g<1??20g.

假设原固体粉末中剩余物质均为氧化镁,则含镁元素的质量为:(2.00g-0.06g)× 24/(24+16)=1??164g,则原固体粉末中一共含有镁元素的质量为0.06g+1.164g=1.224g>1.20g,而实验中样品中镁元素的总质量为1.20g,因此样本中还应含有氧化镁和氢氧化镁,综上所述样品的成分为Mg、MgO 和Mg(OH)2.

(5)A 选项中,由于实验方案中给出了样品的质量、生成氢气的质量以及最终生成氢氧化镁的质量,因此可以计算出样品中各物质的质量,故A 选项正确.

B选项中,当样品中只含有镁单质的时候,消耗的硫酸最多,因此计算出该质量下镁单质消耗的硫酸溶液的质量即可确保样品完全反应,故B选项正确.

C选项中,步骤(2)给出了生成气体的质量,可以计算出样本中镁单质的质量,样品全部溶解,无法求出其余成分的质量,故C选项错误.

3.4 点评

在解此类题时,首先分析所给混合物中各物质的性质,然后根据题中所给的实验现象进行判断,最后确定混合物的组成成分.

4 有关反应因素的探究

4.1 方法技巧

解题关键:掌握控制变量法的应用.用控制变量法探究问题时,必须保持其他条件不变,只改变一个因素,进而探究该因素的影响.分析问题时,要先找出对比实验中哪些条件相同,哪些条件不同,进而分析改变的条件产生的影响,并得出结论.

4.2 实验试题

例4(2016??重庆A):为了比较铝与相同pH的稀盐酸和稀硫酸反应的快慢,某化学兴趣小组做了如下的探究实验.实验装置如图2所示.

(1)铝与稀硫酸反应的化学方程式为_____.

(2)x=_____,选择此数值的理由_____.实验过程中,可以通过观察_____来比较铝与稀盐酸和稀硫酸反应的剧烈程度.

(3)实验过程中,发现铝与稀盐酸反应更加剧烈,同学们提出了以下猜想:

猜想一:试管Ⅰ 中氯离子对反应起了促进作用.

猜 想二:试管Ⅱ中硫酸根离子对反应起了阻碍作用.

猜 想三:以上两种猜想同时成立.

为了验证上述猜想是否正确,向试管Ⅰ中加入少量_____(填序号),向试管Ⅱ中加入少量_____(填序号),做对比实验.

 A.硫酸铜B.氯化钠C.硫酸钠D.浓盐酸

(4)通过(3)中的对比实验,观察到试管Ⅰ中反应快慢无明显变化,试管Ⅱ中反应明显加剧,则猜想_____成立.

4.3 思路分析

(1)铝和稀硫酸反应生成硫酸铝和氢气,反应的化学方程式为:

2Al+3H2SO4 ═ Al2(SO4)3+3H2↑.

(2)该实验是为了比较铝与pH 相同的盐酸和硫酸反应的快慢,因此除酸的种类外,其余反应条件应该相同,对比试验只能有一个变量,所以x=5.实验过程中,可以通过观察气泡产生的快慢来比较铝与稀盐酸和稀硫酸反应的剧烈程度.

(3)为了验证上述猜想是否正确,向试管Ⅰ中加入少量硫酸钠(Na+和SO24-)后反应速度无明显变化,则Na+ 、SO42- 对实验没有影响;向试管Ⅱ中加入少量氯化钠(Na+ 和Cl- )反应明显加快,综合分析可知Na+ 对实验没影响,所以影响反应速率的是Cl- .

(4)通过(3)中的对比试验,观察到试管Ⅰ中反应快慢无明显变化,试管Ⅱ中反应明显加剧,则猜想一成立.

4.4 点评

本题在考查“影响反应速率的因素”这个知识点时,采用了多个不同的例子,通过对比实验,得到结果分析生成结论,注重考查学生的分析问题和解决问题的能力.

5 小结

综上所述,考生在解答探究性实验题的过程实际就是一种探究性活动,在课堂上积极开展以实验为基础的教学活动对探究教学的实施具有重要意义.不仅有助于考生充分发挥做实验的主观能动性,而且有助于落实培养考生科学素养的教学目标.化学实验的探究化,是克服注入式教学弊端、有效开展生动活泼的化学实验的一种重要理念.因此,现在对教材实验改进的趋势之一就是对现有实验进行探究化的改进与创新.