专题17 异常现象及其原因的探究-【实验攻略】备战2024年中考化学实验探究一题多设问

专题17 异常现象及其原因的探究 西汉时《淮南万毕术》记载:“曾青得铁则化为铜”。 (1)为了模拟此反应，某兴趣小组将打磨光亮的铁钉放入硫酸铜溶液中，发生反应的化学方程式为 。 该反应的标准实验现象为：溶液变为浅绿色、铁钉表面有红色固体析出，铁钉表面无明显气泡。但小组同学却发现铁钉表面有小气泡，于是对这一异常现象展开探究。 【查阅资料】 I.硫酸铜溶液呈酸性； II.硫酸亚铁与氧气和水反应生成的Fe3+会导致溶液中的氢离子浓度增加；溶液中氢离子浓度越大，酸性越强。 【探究一】铁钉表面产生的气体是什么？ 猜想1：二氧化硫；猜想2：氧气；猜想3：氢气。 (2)从宏观元素的视角分析，做出上述猜想的依据是 ；甲同学说实验中并未闻到刺激性气味，则猜想 不正确。 (3)为验证剩余猜想，向盛有铁钉的锥形瓶中加入硫酸铜溶液，接下来你的实验操作是 ；硫酸铜溶液呈酸性，该气体可看成由稀硫酸与铁钉反应产生，其化学方程式为 。 【探究二】探究硫酸铜溶液酸性强弱的影响因素。 小组同学利用打磨光亮的铁钉与硫酸铜溶液进行以下实验。 不同浓度、不同温度的硫酸铜溶液 浅绿色 有无红色固体 有无气泡 2%硫酸铜冷溶液 较慢 有 无 2%硫酸铜热溶液 较快 有 无 4%硫酸铜冷溶液 较慢 有 无 4%硫酸铜热溶液 较快 有 有 (4)由上表推测硫酸铜溶液酸性强弱的影响因素有 。 【探究三】探究铁与硫酸铜溶液反应过程中的酸性强弱变化及其原因。 将打磨光亮的铁钉放入30 mL 4%硫酸铜溶液中，插入pH传感器检测溶液pH变化(如图1)，同时插入氧气传感器检测密闭容器内氧气含量的变化(如图2)。 (5)由图1和图2可知，铁与硫酸铜溶液反应过程中，pH (填“增大”或减小”)，其原因是 。 【探究四】验证探究三中溶液pH变化的原因。 改用煮沸后蒸馏水配制热的30 mL 4%硫酸铜溶液，放入光亮的铁钉，用pH传感器测密闭容器中溶液pH变化(如图3)。 (6)将蒸馏水煮沸的目的是 。 (7)由图3可知，探究三中溶液pH变化的原因是否成立 (填“成立”或“不成立”)。 【反思与结论】 (8)图1和图3的曲线的起点pH不同的原因 。依据上述三个探究实验，兴趣小组向化学老师建议课堂演示铁钉与硫酸铜溶液反应的最佳实验条件是 。通过上述探究实验，你认为利用铁钉和硫酸铜溶液验证质量守恒定律时装置 (填“是”或“否”)需要密闭。 1．（2023·福建漳州·模拟预测）实验分析能力是必备的科学素养。下列对实验中出现的异常现象分析不合理的是 选项 异常现象 分析 A 实验室制取氧气时，收集不到 O2 装置漏气 B 用量筒量取液体时，所得液体偏多 仰视读数 C 红磷燃烧测量空气中氧气含量，偏大 红磷太多 D 给试管里的固体加热时，试管炸裂 试管口未略向下倾斜 A．A B．B C．C D．D 2．（2023·安徽亳州·校联考模拟预测）某研究性学习小组在验证“碱使酚酞溶液变红”的实验时，发现将酚酞溶液滴入NaOH溶液中，溶液变成了红色，可是过一会儿红色却消失了。下列对产生此异常现象原因的猜想不合理的是 A．可能是酚酞与O2发生了反应 B．可能是NaOH与空气中的CO2发生了反应 C．可能与NaOH溶液的浓度大小有关 D．可能是使用的容器中有盐酸残留 3．（2023·山东济宁·统考模拟预测）实验中可能会出现一些异常现象，下列对异常现象的分析不合理的是 A．加热碱式碳酸铜粉末时试管破裂一一将试管口略向下倾斜 B．用pH试纸测定稀盐酸的p值偏大一一pH试纸预先用水润湿 C．加热高锰酸钾制氧气时水倒吸入试管一一先熄灭酒精灯后撤导管 D．细铁丝在氧气中燃烧时集气瓶底炸裂一一集气瓶底部未放入少量水或细沙 4．（2023·江苏徐州·统考三模）化学实验中如果操作不当可能会出现一些异常现象，下列对异常现象的分析合理的是    A．点燃一瓶一氧化碳气体时发生爆炸——点燃前没有检验一氧化碳的纯度 B．用 pH 试纸测定氢氧化钠溶液的 pH 偏小——pH 试纸预先未用水润湿 C．如图将粗盐溶于水过滤后滤液仍然浑浊——粗盐中的不溶性的杂质透过了滤纸 D．加热高锰酸钾制氧气时水倒吸入试管——未在试管口放置一小团蓬松的棉花 5．（2023·江苏徐州·统考三模）某研究性学习小组探究金属铁的化学性质。 （1）铁丝在空气中很难燃烧，但是中国民间“打铁花”，将高温铁水击向高空，铁水在空气中散开，剧烈燃烧，说明铁能否燃烧与