2025年中考化学专题针对训练:科学探究题
2025-03-11
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内容正文:
2025年中考化学专题针对训练:科学探究题
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
一、科学探究题
1.某兴趣小组的同学对铁以及含铁物质的相关现象产生了兴趣,并进行了一系列探究活动。
探究一:铁单质燃烧与什么因素有关。
(1)取长短相同直径为0.38mm的铁丝,分别在O2含量为55%、60%、70%、90%的情况下实验,发现只有当氧气含量为90%时,铁丝燃烧剧烈,燃烧时间长,效果好,说明铁丝燃烧与氧气浓度有关,因而实验收集氧气最好用 法。
(2)在空气中用酒精灯点燃铁丝不能燃烧,但轻轻震动如下图的塑料瓶,掉下的极细的铁粉却能剧烈燃烧,极细铁粉能在空气中剧烈燃烧是因为 。
探究二:对含铁粉的“暖宝宝”进行成分及发热原理探究。
查阅资料:暖宝宝的主要成分是铁粉、活性炭、氯化钠(白色固体)等,同学们在实验室打开一片暖宝宝,取出其中黑色粉末做了下面的实验。
Ⅰ、黑色粉末的成分
(3)取暖宝宝中的黑色粉末于试管中,滴入盐酸,若 ,证明黑色粉末中有铁粉。
反应结束之后,发现仍有黑色固体残留,经过滤,洗涤,干燥,获得黑色粉末。取样通入氧气点燃,将产物通过澄清石灰水,发现石灰水变浑浊,证明黑色粉末中还有炭粉。
Ⅱ、“暖宝宝”发热的原理。
(4)打开使用过的“暖宝宝”,看到有黑色、白色、红色固体,推测“暖宝宝”能发热的原因是 。
(5)NaCl在脱氧剂中的作用是什么?小组同学设计了如下图所示装置,一段时间后观察到烧杯内左侧导管液面 右侧导管液面(填“高于”或“低于”),说明NaCl可以加快铁生锈的反应速率。
探究三:使用暖宝宝贴来测定空气中氧气的含量。
(6)实验开始前的装置如图所示,通过计算本实验数据测得空气中氧气的体积分数为16.8%,与理论值相比,引起误差的原因可能是 (写出一条即可)。
2.某化学课堂围绕“酸碱中和反应”,在老师引导下开展探究活动。
资料:K2CO3与Na2CO3化学性质相似,溶液均呈碱性。
【演示实验】氢氧化钾溶液与稀硫酸混合,观察不到明显现象,为证明氢氧化钾溶液与稀硫酸发生了反应,三位同学进行了以下实验。
(一)测定溶液pH的方法
(1)小刚同学在实验过程中用pH试纸测的pH变化如图1所示,横坐标是表示滴加溶液的体积,该溶液中溶质的化学式是 ,a点的溶液中的阳离子是 。(填离子符号)
(二)测混合过程中的温度变化
(2)由图2知,稀硫酸与氢氧化钾溶液发生的反应是 反应。(填”放热”或“吸热”)
(三)借助于酸碱指示剂
小明同学通过图3所示实验,他观察到溶液由红色变成无色,也证明氢氧化钾溶液与稀硫酸发生了化学反应。小明同学继续探究:反应后溶液中溶质是什么呢?他提出以下猜想。
猜想一:只有K2SO4 猜想二:有K2SO4和H2SO4 猜想三:有K2SO4和KOH
(3)小林同学认为有一种猜想是不合理的,理由是 。
(4)为了验证其余猜想,小组同学设计了以下方案进行探究:
实验方案
加入干净的铁丝
实验现象
实验结论
溶液中有H2SO4。相关化学方程式为 。
3.某化学兴趣小组做了如图所示实验,甲烧杯中蜡烛一直持续燃烧,而当向乙烧杯中依次加入MnO2和H2O2溶液时,发现有大量气泡产生,并产生大量白雾,蜡烛燃烧更旺,但过一会儿逐渐熄灭。
(1)乙烧杯蜡烛燃烧更旺的原因是 。
【问题】
导致乙烧杯中蜡烛熄灭的原因是什么?
【提出猜想】
猜想一:燃烧产生的CO2使蜡烛熄灭;
猜想二:白雾是水雾,它导致蜡烛熄灭。
(2)小组同学根据实验现象分析,排除了猜想一,其依据是 。
【实验验证】
在另一与甲乙相同的烧杯(丙)中放入与甲乙相同的、燃着的蜡烛,向丙烧杯中加入刚烧开的100℃水。
(3)若观察到 现象,则猜想二正确。
4.某兴趣小组的同学对实验室制备氧气的条件进行如下探究。
【提出问题】氧化铜是否也能做氯酸钾分解的催化剂?它是否比二氧化锰催化效果好?
【查阅资料】①氯化钾可溶于水;②研究表明,许多金属氧化物对氯酸钾的分解有催化作用。分别用下列金属氧化物作催化剂氯酸钾开始发生分解反应和反应剧烈时的温度如下表所示:
种类反应程度、温度
氧化铁
氧化铝
氧化铜
氧化镁
开始反应温度(℃)
420
515
305
490
剧烈反应温度(℃)
490
540
350
545
(1)实验室用氯酸钾制取氧气,如果没有二氧化锰,最好选用上述物质的 作催化剂。
【设计并完成实验】
I、将 3.0g 氯酸钾放在试管中加热
Ⅱ、将 3.0g 氯酸钾与 1.0g 二氧化锰均匀混合加热
Ⅲ、将 3.0g 氯酸钾与 1.0g 氧化铜均匀混合加热
【实验现象分析】
(2)实验Ⅱ和Ⅲ对比的目的是 。
(3)将实验Ⅲ反应后的固体加水溶解、过滤、洗涤、干燥,然后进行称量,目的 。
(4)判断氧化铜能否作氯酸钾分解的催化剂,还要补做一个实验证明 是否改变。
(5)通过实验发现,氧化铜也能做氯酸钾分解的催化剂。请写出实验Ⅲ中发生反应的文字表达式式: 。
5.化学小组用下图实验装置(气密性良好)探究影响电解水反应快慢的因素。
【进行实验】20℃时,在不同条件下进行实验,数据记录如下:
组别
实验序号
液体种类
电压(V)
时间(min)
氢气体积(mL)
氧气体积(mL)
Ⅰ
①
200mL蒸馏水
2
45
0
0
②
200mL蒸馏水
10
45
极少
极少
③
200mL蒸馏水
16
45
5
2.5
Ⅱ
④
200mL蒸馏水+1滴浓H2SO4
16
88
10
4.9
⑤
200mL蒸馏水+2滴浓H2SO4
16
58
10
4.9
⑥
200mL蒸馏水+3滴浓H2SO4
16
52
10
4.9
Ⅲ
⑦
200mL蒸馏水+0.8gNaOH
10
3.0
10
4.9
⑧
200mL蒸馏水+1.6gNaOH
x
2.6
10
4.9
⑨
200mL蒸馏水+3.2gNaOH
10
2.0
10
5.0
【解释与结论】
(1)电解水的符号表达式为 。
(2)正极与负极产生气体的体积比为 。用 检验正极产生的气体。
(3)Ⅱ组实验的目的是 。
(4)Ⅲ组实验⑧中的x= 。
(5)对比实验⑦⑧⑨,可得出的结论是:在温度、电压等其他条件相同时, 。
6.关于催化剂的研究是一项重要的课题,某小组以“探究催化剂的奥秘”为题展开了项目式学习。
【任务一】认识催化剂
(1)催化剂在化工生产中起着重要作用,下列说法正确的是_________(填字母)。
A.不加入催化剂化学反应就不能发生
B.在化学反应前后催化剂的化学性质不发生改变
C.用作催化剂的物质不可能是其他反应的反应物或生成物
D.一个反应的催化剂可能有多种
【任务二】探究催化剂
查阅资料发现氧化铜也可以作为过氧化氢分解的催化剂,于是进行相应探究。称量0.2g氧化铜,取5mL5%的过氧化氢溶液于试管中,进行如图所示实验。
(2)填写如表:
步骤①现象
步骤⑥结果
步骤⑦现象
实验结论
试管中有极少量气泡产生,带火星的木条没有复燃
称得氧化铜的质量为
产生大量气泡、带火星的木条复燃
氧化铜是过氧化氢分解反应的催化剂
(3)步骤①③对比可以说明 。
(4)该反应的文字或符号表达式为 。
【任务三】探究催化剂的催化效果
分别取10mL5%过氧化氢溶液、1g二氧化锰、1g氧化铜,按图1所示装置进行实验,实验时倾斜锥形瓶使过氧化氢溶液与催化剂完全接触,测得相同条件下瓶内气压的变化如图2所示。
(5)对比分析图2中的 (填字母)点,可知化学反应速率与催化剂的种类有关。
(6)请从催化剂的角度解释在实验过程中,上述两个反应虽化学反应速率不同,但完全反应后两个装置内压强相同的原因 。
7.某实验小组探究红砖粉末能否作为过氧化氢分解反应的催化剂,设计了如下实验并进行探究。请回答下列问题。
实验步骤
现象
结论
①将带有火星的木条插入盛有过氧化氢溶液的试管
木条不复燃
常温下过氧化氢分解得很慢或不分解
②向上述试管中加入0.2g红砖粉末,然后将带有火星的木条插入试管
木条复燃
红砖粉末是过氧化氢分解反应的催化剂
③待上述试管中的反应停止时,重新加入过氧化氢溶液,并把带有火星的木条插入试管
木条复燃
在化学反应前后,红砖粉末的质量没有改变,进一步说明红砖粉末是催化剂
(1)请判断上述各步实验设计和结论是否合理并说明理由 。
(2)如果要证明红砖粉末是过氧化氢分解反应的催化剂,还需要增加一个实验:将上述实验后的剩余固体分离、洗净、干燥后称量。如果 ,则说明红砖粉末是过氧化氢分解反应的催化剂。
8.在班级的“五一”联欢会上,小丽表演了“水能生火”的魔术。她向包有过氧化钠(Na2O2)粉末的脱脂棉上滴水,脱脂棉剧烈燃烧起来。小明很感兴趣,于是他和同学们进行探究。请你参与:
【提出问题】过氧化钠与水反应生成了什么物质?脱脂棉为什么剧烈燃烧?
【猜想】①过氧化钠与水反应产物之一是氧气。
②过氧化钠与水反应可能有热量放出。
【实验探究】他们设计装置如图所示,小明打开装置中分液漏斗的活塞控制滴加水的速度,而观察到试管内有气泡产生。请你与小明一起继续探究,并填写下表:
实验步骤
实验现象
实验结论
过氧化钠与水反应,有氧气生成
过氧化钠与水反应,有热量放出
9.月月与忆涵聚餐时,对火锅燃料“固体酒精”产生了好奇,于是她与同学对其成分进行如下探究。
【发现问题】月月观察发现,固体酒精完全燃烧后会残留少量白色固体。
【提出问题】燃烧后残留的白色固体是什么?
【查阅资料】固体酒精是酒精、氢氧化钠和凝固剂按一定的质量比混合制成,该凝固剂在空气中能完全燃烧生成二氧化碳和水。
【作出猜想】
(1)猜想一:氢氧化钠;猜想二:碳酸钠;猜想三: 。
【实验探究】
(2)请完善下面表格。
步骤
实验操作
实验现象
结论
①
将白色固体溶于足量水中
白色固体全部溶解
固体可溶于水
②
取①所得少量溶液,加入过量的 溶液
产生白色沉淀
白色固体中肯定有Na2CO3
③
取②所得少量上层清液,加入CuCl2 溶液
白色固体中肯定有NaOH
写出上面步骤③中涉及的化学方程式 ;
【反思交流】
(3)步骤②实验操作中,加入过量某溶液的目的是 ;
10.人被蚊虫叮咬时,蚊虫向人的皮肤“注射”了“蚁酸”,使叮咬处红肿痛痒。化学兴趣小组的同学们对蚁酸产生了浓厚的兴趣,决定对其进行探究。
[提出问题]蚁酸的成分是什么?具有什么性质?
[查阅资料]蚁酸是一种有机酸,化学名称叫甲酸,化学式为HCOOH;蚁酸在隔绝空气并加热的条件下会分解生成两种氧化物。
[实验探究]
(1)小朗同学根据蚁酸中含有 元素,推测出蚁酸分解生成的氧化物之一是。
(2)小朗同学对蚁酸分解生成的另一种氧化物提出猜想:Ⅰ、该氧化物是;Ⅱ、该氧化物是CO。他将蚁酸分解产生的气体通过如图实验装置进行验证:实验过程中,装置甲中无明显现象,则猜想Ⅰ (填“成立”或“不成立”);若猜想Ⅱ成立,装置丙中发生反应的化学方程式是 。
[讨论交流]
(3)从环保角度分析,该装置存在的明显不足是 。
[拓展延伸]
(4)小朗同学对他爸爸送给他的镶嵌孔雀石的印章礼物很好奇,查阅资料了解到孔雀石的主要成分是碱式碳酸铜。为测定该碱式碳酸铜的组成,兴趣小组的同学取碱式碳酸铜样品,充分加热,碱式碳酸铜()受热分解生成氧化铜、二氧化碳和水蒸气。将产生的气体通入足量澄清石灰水中,测量产生沉淀的质量为;称量加热后剩余固体的质量为。通过上述数据可确定数值 。
11.创新实验小组的同学完成粗盐提纯的实验后,得到了白色固体。老师提出白色固体中除NaCl外,还可能含有MgCl2、CaCl2和Na2SO4中的一种或几种,请你与同学们一起探究确定其成分并由粗盐制备较纯净NaCl晶体。
[提出问题]样品溶液中除含Na+、Cl-外,可能含有的杂质离子是Mg2+、Ca2+和SO。
[进行实验]
[表达与交流]
(1)甲同学:实验①过滤后的滤液中一定不存在的杂质离子是 。
乙同学:实验②可证明溶液中含有Ca2+。
丙同学:由实验③不能确定溶液中含有SO的结论,理由是 (写化学方程式)。
(2)为了确定原样品溶液中是否含有SO,丙同学向实验③过滤后的沉淀中加入 ,观察到有气泡产生,白色固体部分消失,从而证明SO存在。
创新小组同学设计了由粗盐制备较纯净的氯化钠晶体的过程:
(3)甲、乙、丙分别是Na2CO3、NaOH、BaCl2三种试剂中的一种,丙的化学式 。进行操作Y时,当 停止加热。所得到的氯化钠晶体的质量 (填“大于”、“小于”或“等于”)粗盐中氯化钠的质量。
12.学习了对过氧化氢分解有催化作用的知识后,某同学想:CuO能否起到类似的催化剂作用呢?于是进行了以下探究。
(1)【猜想】Ⅰ、CuO不是催化剂、也不参与反应,反应前后质量和化学性质不变;
Ⅱ、CuO参与反应产生,反应前后质量和化学性质发生了改变;
Ⅲ、CuO是反应的催化剂,反应前后 。
(2)【实验】用天平称量0.2 g CuO,取5 mL 5%的过氧化氢溶液于试管中,进行如下实验:
(1)填写下表:
步骤③现象
步骤⑥结果
步骤⑦现象
结论
带火星的木条复燃。
溶液中有气泡放出,
猜想Ⅰ、Ⅱ不成立;
猜想Ⅲ成立。
(3)步骤⑦的目的是 。
13.垃圾是放错地方的资源,城市的废旧电器是一座“金属矿山”,某废旧电器中含有锌、铜、镍(Ni)三种金属,兴趣小组的同学为了从中回收金属铜和镍,做了如下的探究。
已知:硫酸镍(化学式NiSO4)能溶于水。
实验一:探究锌、铜、镍三种金属在溶液中的活动性强弱
【提出猜想】兴趣小组结合常见金属活动性顺序,提出了以下猜想。
(1)猜想一:Zn>Ni>Cu; 猜想二:Zn>Cu>Ni; 猜想三: 。
【进行实验】
(2)兴趣小组进行了如下的实验,请完成实验报告。
实验步骤
实验现象
解释与结论
取三支试管,分别向其中加入等质量、等浓度的稀硫酸,然后将大小、形状相同的锌、铜、镍三种金属片分别插入三支试管中。
锌片表面产生的气泡较快;镍片表面产生的气泡较慢;铜片无明显现象。
猜想 正确。镍与稀硫酸反应的化学方程式是 。
实验二:从含有锌、铜、镍三种金属的废旧电器中回收铜和镍
【设计方案】兴趣小组设计了如图所示的物质转化流程。
(3)步骤①中得到的A是 。
(4)步骤②中生成C的化学方程式是 。
14.同学们在学习完氧气的性质后,知道了“氧气能使带火星的木条复燃”,在此基础上,同学们提出了以下问题,并展开了项目化学习的探究。
任务一:带火星的木条复燃,能否证明氧气是纯氧?
【进行实验】同学们用数字化实验探测仪进行实验(如下图),关获得了一系列数据(如下表)。
集气瓶编号
①
②
③
④
⑤
氧气浓度(体积分数)
10%
20%
30%
40%
50%
带火星的木条情况
微亮
亮
很亮
复燃
复燃
【实验结论】分析上述实验数据可知, 。
【小组讨论】上述实验中利用带火星的木条复燃来证明氧气是否是纯氧,利用了氧气的性质。密度比空气大, 。
任务二:铁丝在氧气中的燃烧与氧气浓度和铁丝粗细有关系吗?
同学们设计并进行了下列五组实验。
实验编号
①
②
③
④
⑤
氧气浓度(体积分数)
34%
47%
60%
73%
86%
直径0.2mm的细铁丝
不燃烧
稍有燃烧
剧烈燃烧
剧烈燃烧
剧烈燃烧
直径0.5mm的粗铁丝
不燃烧
不燃烧
不燃烧
稍有燃烧
剧烈燃烧
【收集证据】⑤号实验中细铁丝燃烧的实验现象是 。
【实验解释】实验操作中,事先在集气瓶底部放少量水的目的是 。
【实验结论】(1)其他条件相同时,氧气浓度越大,铁丝燃烧越 。
(2)其他条件相同时,铁丝燃烧与铁丝粗细的关系是 。
【小组交流】(1)铁丝在氧气中燃烧的文字表达式为 。
(2)铁丝在空气中不能燃烧的原因是 。
15.烧烤时,通常会用到“锡纸”,学习金属后,同学们对锡纸产生了兴趣,经查阅资料发现,锡纸是贴有铝箔的金属纸,他们对铝箔在生活中的应用情况、铝和铜活动性的探究、以及铝的其他用途进行了项目化学习探究。
任务一:铝箔在生活中的应用情况
【查阅资料】人体不吸收金属铝,可以吸收Al3+,但过量Al3+被人体吸收后对人体健康有害。
【分析交流】
(1)铝做成铝箔用于烧烤,据此推测铝的性质是 ;
(2)用锡纸烧烤食物时,尽量避免将 加入食物中。
任务二:铝和铜活动性的探究
(3)
操作
现象
结论
将铝箔打磨,放入少量的 溶液中,观察现象。
活动性:Al>Cu。
【小组讨论】同学们对以下3个问题,进行了交流并达成共识。
(4)实验前打磨铝箔的作用: ;
(5)反应的方程式: ;
(6)反应后溶液中的粒子有 (填符号)。
任务三:探索铝的其他用途
【小组交流】同学们了解到铝作为生活中使用量较多的金属。
(7)铝可能的用途有 。
试卷第1页,共3页
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《2025年中考化学专题针对训练:科学探究题》参考答案
1.(1)排水
(2)细铁粉与氧气的接触面积更大
(3)有气泡产生,溶液由无色变为浅绿色
(4)铁粉与氧气、水反应放出热量或铁在空气中缓慢氧化放出热量
(5)高于
(6)铁粉量不足或装置气密性不好或未冷却至室温就打开弹簧夹(答案合理即可)
【详解】(1)由现象可知,在做铁丝在氧气中燃烧的实验时,为了使现象更清楚,最好用排水法收集,因为铁丝在氧气中易燃烧,氧气浓度越高越好,排水法收集的气体较为纯净;
(2)在空气中用酒精灯点燃铁丝不能燃烧,极细铁粉能在空气中剧烈燃烧是因为细铁粉与氧气的接触面积更大;
(3)取暖宝宝中的黑色粉末于试管中,加入足量的稀盐酸,根据结论黑色粉末中有铁粉,铁和稀盐酸反应生成氯化亚铁和氢气,故可观察到的实验现象为有气泡产生,溶液由无色变为浅绿色;
(4)“暖宝宝”主要成分是铁粉、活性炭、氯化钠,反应前“暖宝宝”内是黑色粉末,反应后有黑色、白色、红色固体,说明铁粉与氧气、水反应,由此可以推测“暖宝宝”能发热的原因是铁粉与氧气、水反应放出热量或铁在空气中缓慢氧化放出热量;
(5)有盐、水、氧气的环境下铁生锈的速率加快,消耗氧气更快,则一段时间后观察到烧杯内左侧导管液面高于右侧导管液面;
(6)结果与理论值相比偏小,引起误差的原因可能是装置气密性不好,使外部气体进入瓶内;暖宝宝中铁粉量不足,造成集气瓶内氧气未完全反应;未冷却至室温就打开弹簧夹,集气瓶内气压偏大或量筒读数时俯视读数,造成读数偏大。
2.(1) KOH K+、H+
(2)放热
(3)溶液由红色变为无色,说明溶液中不含有氢氧化钾
(4) 溶液变为浅绿色,有气泡生成
【详解】(1)由图1可知,开始pH小于7,所以烧杯中是酸,所以是将KOH溶液滴向H2SO4溶液中;氢氧化钾与硫酸反应生成硫酸钾和水,a点p<7,说明酸过量,a点的溶液中的阳离子是钾离子、氢离子,故填:KOH;K+、H+;
(2)由图2可知,随着反应的进行,溶液温度逐渐升高,B点时温度最高,说明稀硫酸与氢氧化钾溶液反应放热,故填:放热;
(3)酚酞遇碱性溶液变红色、遇酸性、中性溶液不变色;溶液由红色变为无色,说明溶液中不含有氢氧化钾,故猜想三不合理,故填:溶液由红色变为无色,说明溶液中不含有氢氧化钾;
(4)实验结论为溶液中含有硫酸;铁与硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气,反应的化学方程式为,可观察到的实验现象为:溶液变为浅绿色,有气泡生成,故填:溶液变为浅绿色,有气泡生成;。
3.(1)向乙烧杯中依次加入MnO2和H2O2时,过氧化氢在二氧化锰催化的条件下生成水和氧气,氧气具有助燃性,因此乙烧杯蜡烛燃烧更旺。
(2)甲中蜡烛燃烧也生成二氧化碳
(3)丙烧杯中的蜡烛很快熄灭
【详解】(1)向乙烧杯中依次加入MnO2和H2O2时,过氧化氢在二氧化锰催化作用下分解生成水和氧气,氧气具有助燃性,所以蜡烛燃烧得更旺;
(2)小组同学经过讨论,排除了猜想一,其理由是甲中蜡烛燃烧也生成二氧化碳。故填:甲中蜡烛燃烧也生成二氧化碳;
(3)向一只装有燃者蜡烛的烧杯中加入100℃水,同时也会产生水雾,若观察到丙的烧杯中蜡烛熄灭,则猜想二正确。故填:丙烧杯中的蜡烛熄灭。
4.(1)氧化铜/CuO
(2)探究二氧化锰和氧化铜对氯酸钾分解的催化效果差异
(3)探究氧化铜在反应前后的质量是否保持不变
(4)氧化铜的化学性质在反应前后
(5)
【详解】(1)由表中的数据可知,氧化铜作催化剂时,氯酸钾开始发生分解反应时和剧烈反应时的温度是四种物质中最低的,是条件最容易达到的,如果没有二氧化锰作催化剂,最好选用的金属氧化物是氧化铜。
(2)实验Ⅱ和Ⅲ的变量是催化剂种类,实验Ⅱ的催化剂是二氧化锰,实验Ⅲ的催化剂是氧化铜,对比的目的是探究二氧化锰和氧化铜对氯酸钾分解的催化效果差异。
(3)催化剂在化学反应前后质量和化学性质不变,氯酸钾分解生成氯化钾和氧气,而氯化钾可溶于水,将实验Ⅲ反应后的固体加水溶解、过滤、洗涤、干燥,氧化铜不溶于水,若氧化铜是该反应的催化剂,则所得固体是氧化铜,然后进行称量,目的是探究氧化铜在反应前后的质量是否保持不变。
(4)催化剂在化学反应前后质量和化学性质不变,(3)中已探究氧化铜在反应前后的质量是否保持不变,则还要补做一个实验证明氧化铜的化学性质在反应前后是否改变。
(5)实验Ⅲ中氯酸钾在加热和氧化铜的催化作用下分解生成氯化钾和氧气,反应的文字表达式为:。
5.(1)
(2) 1:2 带火星的木条
(3)探究加入硫酸多少对电解水反应速率的影响
(4)10
(5)向蒸馏水中加入NaOH的质量越多,电解水的反应速率越快
【详解】(1)电解水生成氢气和氧气,反应的符号表达式为:;
(2)通电后电极上出现气泡,并汇集到试管上端,负极产生的气体体积较多是氢气,正极产生的气体体积较少,是氧气,氧气具有助燃性,能使带火星的木条复燃,所以检验正极产生的气体的方法是用带火星的木条,正极与负极气体的体积比为1:2;
(3)由表中数据可知,Ⅱ组实验变量是浓H2SO4的质量,所以该实验的目的是探究加入硫酸多少对电解水反应速率的影响;
(4)由表中数据可知,Ⅲ中⑦⑧⑨变量是氢氧化钠的质量,其它的量应该相同,所以x=10;
(5)对比实验⑦⑧⑨可知,在温度、电压等其他条件相同时,向蒸馏水中加入NaOH的质量越多,电解水的反应速率越快。
6.(1)BD
(2)0.2g
(3)氧化铜能够加快过氧化氢的分解速率
(4)/H2O2H2O+O2
(5)a、c/b、d
(6)催化剂只能够改变反应速率,不能改变生成气体的多少,最终完全反应后生成气体的量相等,因此完全反应后两个装置内压强相同(合理即可)
【详解】(1)A.不加入催化剂化学反应也能发生,例如过氧化氢分解生成水和氧气,利用催化剂时反应速率快一些,该选项说法不正确;
B.在化学反应前后催化剂的化学性质不发生改变,该选项说法正确;
C.用作催化剂的物质可能是其他反应的反应物或生成物,例如二氧化锰是过氧化氢分解的催化剂,是高锰酸钾受热分解的生成物,该选项说法不正确;
D.一个反应的催化剂可能有多种,例如二氧化锰、氧化铜都可以用作过氧化氢分解的催化剂,该选项说法正确;
故答案为:BD;
(2)氧化铜是过氧化氢分解反应的催化剂,所以其质量在反应前后不变,故步骤⑥称得氧化铜的质量为0.2g;
(3)步骤①③对比可以说明氧化铜能够加快过氧化氢的分解速率;
(4)步骤②中,在氧化铜催化作用下过氧化氢分解生成水和氧气,发生反应的文字或符号表达式为:或H2O2H2O+O2.;
(5)过氧化氢分解生成水、氧气,导致装置内气压增大。探究催化剂的催化效果,可以比较相同时间内气压的上升幅度,上升幅度越大,说明催化效果越好;也可以比较达到相同气压所需的时间,时间越短,说明催化效果越好。对比分析图3中的a、c点,达到相同气压所需的时间不同,或b、d点,相同时间内气压的上升幅度不同,可知化学反应速率与催化剂的种类有关;
(6)上述两个反应虽化学反应速率不同,但完全反应后两个装置内压强相同的原因:催化剂只能够改变反应速率,不能改变生成气体的多少,最终完全反应后生成气体的量相等,因此完全反应后两个装置内压强相同。
7.(1)②不合理,理由:根据木条复燃不能得出红砖粉末是过氧化氢分解反应的催化剂,只能得出红砖粉末可以加快过氧化氢的分解速率;③不合理,理由:该实验过程是证明红砖粉末的化学性质没有改变,不能证明其质量没有改变
(2)固体质量为0.2g
【详解】(1)②中存在的问题是:根据木条复燃不能得出红砖粉末是过氧化氢分解反应的催化加,只能得出红砖粉末可以加快过氧化氢的分解速率;③中存在的问题是:该实验过程是证明红砖粉末的化学性质没有改变,不能证明其质量没有改变;
故填:②不合理,理由:根据木条复燃不能得出红砖粉末是过氧化氢分解反应的催化加,只能得出红砖粉末可以加快过氧化氢的分解速率;③不合理,理由:该实验过程是证明红砖粉末的化学性质没有改变,不能证明其质量没有改变;
(2)能改变其他物质的化学反应速率,而其质量与化学性质在反应前后保持不变的物质是该反应的催化剂。如果要证明红砖粉末是过氧化氢分解反应的催化剂,还需要增加一个实验:将上述实验后的剩余固体分离、洗净、干燥后称量。如果固体质量为0.2g,则则说明红砖粉末是过氧化氢分解反应的催化剂,故填:固体质量为0.2g。
8. 带火星的木条放在P处 木条复燃 用手触摸试管外壁 手感觉发烫
【详解】检验过氧化钠与水反应,有氧气生成,氧气具有助燃性,用带火星的木条放在导管口处,木条会复燃;
检验过氧化钠与水反应,有热量放出,可以用手触摸试管外壁,手感觉发烫。
9.(1)氢氧化钠和碳酸钠
(2) BaCl2 或Ba(NO3)2 或Ca(NO3 )2或CaCl2溶液 产生蓝色沉淀 2NaOH + CuCl2=Cu(OH )2 ↓+2NaCl
(3)使碳酸钠完全反应,以防止对氢氧化钠的检验产生影响
【分析】氢氧化钠和二氧化碳反应生成碳酸钠和水,碳酸钠和氯化钡反应生成碳酸钡沉淀和氯化钠,和氯化钙反应生成碳酸钙沉淀和氯化钠,和氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和氢氧化钠,氢氧化钠和氯化铜反应生成蓝色沉淀氢氧化铜和氯化钠,稀盐酸和碳酸钠反应生成氯化钠、水和二氧化碳,和氢氧化钠反应生成氯化钠和水。
【详解】(1)猜想一:氢氧化钠 猜想二:氢氧化钠和二氧化碳完全反应生成的碳酸钠 猜想三:氢氧化钠和部分氢氧化钠和二氧化碳反应生成的碳酸钠;
(2)氯化钙(氯化钡、硝酸钙、硝酸钡)能与碳酸钠反应产生白色沉淀,且不与氢氧化钠反应,根据“现象产生白色沉淀,结论白色固体中肯定有Na2CO3”,可知取①所得少量溶液,所加入的试剂为氯化钙(氯化钡、硝酸钙、硝酸钡)溶液;
氢氧化钠能与氯化铜反应产生蓝色的氢氧化铜沉淀,根据结论“白色固体中肯定有NaOH”,可推出现象为:产生蓝色沉淀;
步骤③中发生的反应为氢氧化钠与氯化铜反应生成氢氧化铜和氯化钠,方程式为:2NaOH + CuCl2=Cu(OH )2 ↓+2NaCl;
(3)氯化铜能与碳酸钠反应产出蓝色沉淀,为防止对氢氧化钠的检验产生影响,所以步骤②实验操作中,加入过量试剂将碳酸钠完全反应。
10.(1)氢、氧或H、O
(2) 不成立
(3)缺少尾气处理装置
(4)
【详解】(1) 根据质量守恒定律,反应前后元素种类不变,之所以蚁酸分解生成的氧化物之一是H2O,是因为蚁酸中含有氢、氧元素,故填:氢、氧或H、O;
(2)实验过程中,装置甲中澄清石灰水无明显变化,说明气体中不含有二氧化碳,则猜想Ⅰ不成立,若猜想Ⅱ成立,说明蚁酸分解生成的另一种氧化物为CO,丙装置中一氧化碳高温下与氧化铁反应生成二氧化碳和水,装置丙中发生反应的化学方程式为Fe2O3+3CO2Fe+3CO2,故填:不成立、Fe2O3+3CO2Fe+3CO2;
(3) 一氧化碳有毒,会污染空气,所以从环保角度分析,该装置存在的明显不足是缺少尾气处理装置,一氧化碳会扩散到空气中污染环境,故填:缺少尾气处理装置;
(4)设生成二氧化碳的质量为x
x=g,再根据碱式碳酸铜的分解生成氧化铜、二氧化碳和水蒸气,
a=
故填:。
11.(1) 镁离子 Na2CO3+BaCl2=BaCO3↓+2NaCl
(2)过量稀盐酸或过量稀硝酸
(3) Na2CO3 蒸发皿中出现较多固体时 大于
【详解】(1)氢氧化钠与镁离子结合成氢氧化镁沉淀,由于氢氧化钠过量,所以实验①过滤后的滤液中一定不存在的杂质离子是镁离子,符号为:Mg2+;
氯化钡能与实验②剩余的碳酸钠反应生成碳酸钙沉淀和氯化钠,故实验③产生白色沉淀,不能证明溶液中含有硫酸根离子,方程式为:Na2CO3+BaCl2=BaCO3↓+2NaCl;
(2)氯化钡与硫酸根离子结合成硫酸钡沉淀,硫酸钡沉淀不溶于酸,碳酸钙沉淀能溶于酸,向实验③过滤后的沉淀中加入过滤的稀硝酸,观察到有气泡产生,白色固体部分消失,从而证明SO存在;
(3)过量氢氧化钠的作用是除去Mg2+,过量氯化钡的作用是除去SO,过量碳酸钠的作用是除去Ca2+和过滤的氯化钡,故实际顺序可以为:、NaOH、BaCl2、Na2CO3,故填:Na2CO3;(合理即可);
Y操作为蒸发结晶,蒸发皿中出现较多固体时,停止加热,用余温将剩余水分蒸干;
由于除杂过程中有氯化钠生成,所以得到的氯化钠晶体的质量大于粗盐中氯化钠的质量。
12.(1)质量和化学性质不变
(2) 溶液中有气泡放出 氧化铜的质量仍是0.2g 带火星的木条复燃
(3)探究化学反应前后,氧化铜的化学性质是否改变
【详解】(1)Ⅲ、CuO是反应的催化剂,化学反应前后,催化剂的质量和化学性质不变,故填:质量和化学性质不变;
(2)结论为:猜想Ⅰ、Ⅱ不成立;猜想Ⅲ成立。说明氧化铜是过氧化氢分解的催化剂,能加快过氧化氢的分解速率,故步骤③现象:溶液中有气泡放出,带火星的木条复燃;化学反应前后,催化剂的质量不变,故步骤⑥结果:氧化铜的质量仍是0.2g;化学反应前后,催化剂的化学性质不变,步骤⑦现象:溶液中有气泡放出,带火星的木条复燃;
(3)步骤⑦利用反应后过滤、烘干的固体重复实验②③,目的是:探究化学反应前后,氧化铜的化学性质是否改变。
13.(1)Ni>Zn>Cu
(2) 一
(3)铜#Cu
(4)
【详解】(1)由于锌的活动性比铜强,再结合其它猜想,则猜想三为Ni>Zn>Cu;
(2)根据现象可知,锌、镍均能与硫酸反应,铜不能与硫酸反应,且锌反应比镍快,则说明金属活动性顺序 Zn>Ni>Cu,即猜想一成立;镍与稀硫酸反应生成硫酸镍和氢气反应的化学方程式为;
(3)锌、镍的活动性比氢强,铜的活动性比氢弱,加入过量的稀硫酸,锌、镍分别与硫酸反应生成硫酸锌、硫酸镍和氢气,铜不与硫酸反应,则金属A为铜,溶液B为硫酸锌、硫酸镍、硫酸;
(4)由于锌的活动性比镍的活动性强,锌与硫酸镍反应硫酸锌和镍,反应的化学方程式为。
14. 带火星的木条复燃,不能证明氧气是纯氧 氧气具有助燃性 剧烈燃烧,火星四射,生成黑色固体 防止高温熔融物溅落瓶底,使瓶底炸裂 剧烈 铁丝越细,铁丝燃烧越剧烈 空气中氧气浓度较低
【详解】任务一:[实验结论]
由表中数据可知,当氧气浓度为40%时,带火星的木条就能复燃,则说明带火星的木条复燃时,不能证明氧气是纯氧;
[小组讨论]氧气能使带火星的木条,是因为氧气具有助燃性;
任务二:[收集证据]
细铁丝燃烧的实验现象:剧烈燃烧,火星四射,生成黑色固体。
[实验解释]
铁丝燃烧实验中,集气瓶中放少量水的作用是:防止高温熔融物溅落瓶底,使瓶底炸裂。
[实验结论]
(1)由表中数据可知,氧气浓度越大,铁丝燃烧越剧烈;
(2)对比不铜直径的铁丝在相同氧气浓度中燃烧的现象可知,细铁丝越细,燃烧越剧烈。
[小组交流]
(1)铁丝在氧气中燃烧生成四氧化三铁,文字表达式为;
(2)空气中氧气浓度较低,则铁丝在空气中不能燃烧。
15.(1)延展性(或导热性耐高温)
(2)醋(柠檬汁等酸性物质)
(3) 硫酸铜等 铝表面析出红色固体,溶液由蓝色变为无色
(4)除去表面的氧化铝
(5)2Al+3CuSO4=3Cu+Al2(SO4)3等
(6)Al3+、、H2O(根据所选试剂合理即可)
(7)铝可用于制造铝锅、铝盆或汽车、飞机、轮船的零部件等
【详解】(1)铝做成铝箔用于烧烤,是利用了金属的延展性(或导热性耐高温);
(2)由于铝排在氢前能与酸反应,因此用锡纸烧烤食物时,尽量避免将醋(柠檬汁等酸性物质)加入食物中;
(3)根据结论是铝比铜活泼,则将铝箔打磨,放入少量的铜盐溶液如硫酸铜等,由于铝会把铜置换出来因此现象是铝表面析出红色固体,溶液由蓝色变为无色;
(4)由于铝会在常温下与氧气反应生成氧化铝薄膜覆盖在铝的表面,因此实验前打磨铝箔的作用:除去表面的氧化铝;
(5)铝和硫酸铜反应生成硫酸铝和铜,化学方程式为:;
(6)反应后生成的是硫酸铝和铜,因此溶液中的粒子是铝离子、硫酸根离子和水分子,故填:;
(7)铝可能的用途有铝可用于制造铝锅、铝盆或汽车、飞机、轮船的零部件等。
答案第1页,共2页
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