中考科学总复习专题课件：专题13影响化学反应因素的探究

专题13 影响化学反应因素的探究 建构思维模型 类型一 比较铁、铜和银等的金属活动性 图T13-1 例1(2024台州一模)为比较铁与铜金属活动性的强弱,某同学设计了如图T13-1所示四种方案。其中,不能得出结论的是(　　) D 例2(2024宁波模拟)为比较Zn、Fe、Cu的金属活动性,在锌粉、铁粉的混合物中加入定量的硫酸铜溶液,反应前后的微观模型如图T13-2 所示。 (1)反应后的微观模型中的“?”处应填写的数值是　　　　。  (2)由该反应微观模型可得出的金属活动性顺序为　　　　。  A.Zn>Cu　　B.Cu>Fe　　C.Zn>Fe 图T13-2 20 AC (3)向反应后的混合物中添加过量的硫酸铜溶液,反应结束后溶液中一定存在的金属离子是　　　　　　　　　　。  Zn2+、Fe2+和Cu2+ 变式1 如图T13-3所示进行实验。 (1)图中发生反应的化学方程式为_____________________________________。  (2)再补充一个实验可得出Cu、Fe、Ag的金属活动性顺序。设计并进行实验,补全下表。 图T13-3 实验步骤 (可用图示) 实验现象 实验结论   ________ ________ Cu+2AgNO3 Cu(NO3)2+2Ag 无明显 变化 (或取少量硫酸亚铁溶液于试管中,伸入铜丝) 变式2 (2024杭州西湖模拟)将铁粉和稀硫酸先后加入一定量的硫酸铜溶液中,搅拌使之充分反应。实验过程中,加入物质的质量与烧杯中剩余固体的质量关系如图T13-4所示。 (1)a点时剩余的固体物质是___________(填化学式)。  (2)n点对应的横坐标数值是________。  (3)实验过程中一共产生FeSO4多少克? 图T13-4 Cu、Fe 11.2 解:由图示可知,与硫酸铜反应的铁质量是5.6 g,与硫酸铜反应完剩余铁的质量为12 g-6.4 g=5.6 g,所以反应前铁的总质量为5.6 g+5.6 g=11.2 g,设生成硫酸亚铁的质量为y,根据: Fe　~　FeSO4 56 152 11.2 g y =　 y=30.4 g 答:实验过程中一共产生FeSO4的质量为30.4 g。 (4)模型能够直观反映化学变化的结果。将一定质量的镁条放入某一溶液中(如图T13-5所示),其溶质硫酸铜和硫酸亚铁的质量相同,充分反应后烧杯内固体的组成和质量大小关系不可能是图T13-6中的________。  图T13-5 图T13-6 C 类型二 其他影响化学反应因素的探究 建构思维模型 例3 (2022杭州)同学们用4%的NaOH溶液和8%的CuSO4溶液制备Cu(OH)2,有同学并未得到预期的蓝色沉淀,而是得到浅绿色沉淀(经测定为碱式硫酸铜);还有同学观察到一段时间后蓝色沉淀中出现黑色物质(经测定为氧化铜)。针对这些异常现象,小金在室温下进行了以下探究: 探究1:生成沉淀颜色与反应物的质量比的关系。 两种溶液取用的质量及实验现象如表所示(两种溶液混合后充分振荡试管): 编号 4%的NaOH 溶液的质量/g 8%的CuSO4 溶液的质量/g 沉淀颜色 出现黑色物质所等待的时间/min ① 2 2 浅绿色 不出现 ② 4 待填 蓝色中混有 浅绿色 5 ③ 6 2 蓝色 3 (1)根据探究目的及相关实验现象,②中8%的CuSO4溶液的质量应为________(选填“2”“4”或“6”)g。  (2)③中生成蓝色沉淀的化学方程式为___________________________________ _________。  2 CuSO4+2NaOH Cu(OH)2↓+ Na2SO4 编号 处理方式 出现黑色物质所 等待的时间/min ① 　不做处理 3 ② 　直接向试管中加8 mL 水 11 ③ 　直接向试管中加16 mL水 17 ④ 　滤出蓝色沉淀,洗涤至中性后放入洁净试管,加8 mL水 不出现 ⑤ 　滤出蓝色沉淀,洗涤至中性后放入洁净试管,加8 mL 4%的Na2SO4溶液 不出现 探究2:Cu(OH)2分解难易与溶液碱性强弱的关系。 按探究1中③的方法制备5份含蓝色沉淀的混合物,处理方式和实验结果如表所示: (3)判断④中的蓝色沉淀已洗涤至中性的操作是__________________________ _________________________________________________。  (4)分析实验结果,可得出Cu(OH)2分解难易与溶液碱性强弱的关系是___________________________________。  取最后一次洗涤液,滴入1~2滴无色酚酞试液,观察到无色酚酞试液不变色 溶液的碱性越强,氢氧化铜越易分解 变式3 (2023温州鹿城一模)“一般不用K、Ca、Na等活泼金属来置换盐溶液中的其他金属元素。”小科对这句话进行了思考,并查阅资料,对金属钠和硫酸铜溶液的反应进行探究。 查阅资料 钠常温下就能与水发生剧烈反应,反应的化学方程式为2Na+2H2O 2NaOH+ H2↑。 提出猜想 猜想一:金属钠和硫酸铜溶液反应会有铜生成。 猜想二:金属钠和硫酸铜溶液反应,生成的沉淀只有氢氧化铜。 实验及现象 切取不同大小的钠块分别投入两种不同浓度的硫酸铜溶液中,有关产生沉淀的现象如表所示。 实验 编号 钠块大小 硫酸铜溶液 实验中产生 沉淀的现象 ① 绿豆大小 稀溶液10 mL 　产生蓝绿色沉淀 ② 绿豆大小 浓溶液10 mL 　产生蓝色絮状沉淀 ③ 豌豆大小 稀溶液10 mL 　产生蓝色絮状沉淀 ④ 豌豆大小 浓溶液10 mL 　产生蓝色絮状沉淀,并出现黑色固体 小科咨询老师后得知蓝绿色沉淀为碱式铜盐。 实验结论 (1)上述实验中均未观察到________色固体生成,由此判断猜想一错误。  (2)实验①中观察到的沉淀是蓝绿色的,由此判断猜想二也错误。 紫红 实验反思 (1)实验中生成氢氧化铜沉淀的原理是 _________________________ _____________________________________________________________________。  (2)由上述实验可知,导致钠和硫酸铜溶液反应的产物不同的因素有  __________________________________。  (3)为了用钠置换硫酸铜中的铜元素,小科设计了如下实验方案: 方案一:把钠块和无水硫酸铜直接混合,在干燥的空气中加热。 方案二:把钠块和无水硫酸铜直接混合,隔绝空气加热。 请从两个方案中选出合理的方案,并说明理由: ___________________________ ______________________。  钠与水发生剧烈反应,生成氢氧化钠,氢氧化钠与硫酸铜溶液反应生成氢氧化铜蓝色沉淀和硫酸钠 钠块的大小、硫酸铜溶液的浓度 隔绝空气加热,能避 免钠在空气中被氧化 针对训练 1.(2022温州瑞安二模)科学兴趣小组用三段粗细均匀、质量相等的铁丝与不同溶液反应研究金属活动性顺序。若将原三段铁丝拼接在同一平面内,使相互夹角均为120°,悬挂后静止时如图T13-7所示。现将oa段铁丝浸入硫酸锌溶液,ob段铁丝浸入硫酸铜溶液,oc段铁丝浸入稀硫酸。相同时间后取出三段铁丝,重新按相同方法拼接并悬挂,观察到的现象合理的是图T13-8中的(　　) 图T13-7 图T13-8 D 2.(2023丽水)实验室用15%的H2O2溶液在MnO2催化作用下制取氧气,实验前需在烧瓶中加入一定量的水,是不是H2O2溶液浓度会影响氧气产生的速率?小科利用如图T13-9所示装置进行探究。 图T13-9 建立假设 H2O2溶液浓度越小,产生氧气的速率越慢。 实验方案 在相同条件下,分别用30 mL 2%、4%和6%的H2O2溶液进行实验,记录收集20 mL氧气所需的时间。 实验数据 实验结论 在相同条件下,H2O2溶液浓度越小,产生氧气的速率越慢。 实验序号 1 2 3 H2O2溶液的浓度 2% 4% 6% 收集20 mL氧气所需时间/s t1 t2 t3 交流反思 (1)上述实验除了实验装置相同,还要控制________(选填字母)相同。  A.MnO2的质量 B.滴加H2O2溶液的速率 (2)该实验通过分解H2O2制取氧气,可用化学方程式表示为______________ _____________。  (3)表中t1、t2、t3的大小关系是支持上述实验结论的,其中最大的是________。  AB 2H2O2 2H2O+O2↑ t1 3.(2023温州)为探究影响蜡烛燃烧时间长短的因素,小明进行如图T13-10所示实验,步骤如下: ①测量A、B、C三个烧杯的容积。 ②将A烧杯倒扣在点燃的蜡烛上方,立即用橡皮泥密封住烧杯尖嘴口。 ③记录蜡烛燃烧的时间。 图T13-10 ④换用B、C烧杯重复步骤②和③,实验结果如下表: 组别 烧杯容 积/mL 蜡烛燃烧的时间/s 第一次 第二次 第三次 平均时间 A 240 16 18 14 16 B 460 27 28 40   C 1020 68 73 69 70 (1)本实验研究的问题是蜡烛燃烧时间长短是否受___________的影响。  (2)本实验需要用到的测量工具有______________________________。  (3)小明发现B组第三次实验时,橡皮泥未完全封住烧杯尖嘴口。为此,增做了第四次实验,测得蜡烛燃烧的时间为29 s。则B组蜡烛燃烧的平均时间为____s。  氧气多少 量筒、胶头滴管、计时器等 28 4.(2023宁波)小宁在课外资料中获悉:在锌和稀硫酸的反应中,加入硫酸铜溶液会影响反应的快慢。为此,他进行了探究。实验装置如图T13-11甲所示。 实验步骤 ①在规格相同的A、B试管中分别放入大小相近、数量相同的锌粒,胶头滴管吸入等量的溶液,如图甲所示。塞紧橡胶塞。 图T13-11 ②将两个胶头滴管中的溶液同时挤入试管后,立即开启数据采集器。 ③约100 s后,停止采集数据。电脑显示气压p随时间t变化的关系如图乙所示。 实验分析 (1)图甲中“★”处应填__________。  图T13-15 硫酸铜 (2)要确保实验成功,实验前应检查反应装置的________。  (3)实验中,锌和稀硫酸反应的快慢通过采集到的试管内________值的变化快慢来反映。  实验结论 (4)在锌和稀硫酸的反应中,加入硫酸铜溶液可以________(选填“减慢”或“加快”)反应速率。  气密性 气压 加快 $$