内容正文:
第二部分 中考热点题型突破
题型六 科学探究题
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题型六 科学探究题
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1.影响化学反应速率因素的猜想
类型1 影响化学反应速率的因素
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题型六 科学探究题
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2.探究方法——控制变量法
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题型六 科学探究题
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例 [2025·六安裕安区模拟]学习小组对“影响金属与酸反应速率的因素”开展以下探究。
任务一:探究影响金属与酸反应的外因
小组同学经讨论后认为金属的形状、酸的浓度都会对金属与酸的反应产生影响,为了验证猜想,利用图1装置进行实验。
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题型六 科学探究题
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实验
编号 铁的形状
(均加入5 g) 盐酸的浓度
(均加入40 mL) 收集50 mL
氢气所需要
的时间/s
① 片状 5% 230
② 片状 10% 155
③ 粉状 5% 30
④ 粉状 7% a
(1)根据表格数据分析a的取值范围为 。
0<a<30
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题型六 科学探究题
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(2)对比实验①和 ,可知其他条件相同时,粉状铁与盐酸反应比片状铁与盐酸反应的速率快,写出铁与盐酸反应的化学方程式: 。
Fe+2HCl===FeCl2+H2↑
③
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题型六 科学探究题
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任务二:探究影响金属与酸反应的内因
金属本身的性质是影响其反应速率的关键因素,小组同学在常温下,用足量的铜、锌、铁(金属颗粒大小相同)三种金属分别与等体积、等浓度的稀盐酸反应,实验装置如图2所示,利用数字化传感器记录实验过程中压强变化,结果如图3所示。
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题型六 科学探究题
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(3)图3中X表示的是 ,某同学在重复实验时,发现该物质的压强曲线随着反应的进行有小幅度的增长,其可能的原因是___________________________________________
(写出1点即可)。
铜
稀盐酸挥发出氯化氢气体,导致装置内压强增大
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题型六 科学探究题
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【拓展探究】实验结束后,小组同学提出金属与酸反应过程中溶液温度是否会发生变化,针对这一问题,同学们做了如下实验:
另取一块锌片与质量分数为8%的稀盐酸反应,随着反应的进行,测得产生H2的总体积与反应时间关系如下表,同时用温度传感器测得溶液温度与反应时间关系如图4。
反应
时间/s 20 40 60 80 100
H2体
积/mL 5 15 30 50 60
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题型六 科学探究题
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(4)由图4可得出的结论是___________________________
。
(5)20~40 s产生H2的平均速率是 mL/s(平均速率指单位时间内H2体积的变化量)。
(6)产生H2的体积:20~40 s小于40~60 s的主要原因是 。
锌与稀盐酸反应放热,溶液温度升高
0.5
40~60 s时溶液温度比20~40 s时高,反应速率更快
反应时间/s 20 40 60 80 100
H2体积/mL 5 15 30 50 60
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题型六 科学探究题
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类型2 物质成分的探究
1.反应后物质成分的猜想
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题型六 科学探究题
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2.验证物质成分(本质是物质的检验)
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题型六 科学探究题
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例 [2025·四川眉山]某化学兴趣小组为探究稀盐酸的化学性质做了如图实验。
(1)有气泡产生的是 (填字母序号)。
(2)C中观察到固体逐渐减少,溶液变为黄色,该反应的化学方程式为 。
A
Fe2O3+6HCl===2FeCl3+3H2O
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题型六 科学探究题
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(3)为探究D试管内反应后溶液中溶质的成分,该小组进行了以下探究。
【提出问题】D试管内反应后溶液中溶质的成分是什么?
【作出猜想】
猜想一:NaCl;
猜想二:NaCl和HCl;
猜想三: 。
NaCl和NaOH
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题型六 科学探究题
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【实验探究】
实验步骤 实验现象 实验结论
Ⅰ.取少量D试管内的溶液,倒入盛有碳酸钠粉末的试管中 猜想二不成立
Ⅱ.另取少量D试管内的溶液,滴加硫酸铜溶液 猜想三成立,猜想一和二不成立
【实验结论】综上所述,猜想三正确。
无明显现象
产生蓝色沉淀
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题型六 科学探究题
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【反思与评价】①能替代步骤Ⅱ中所用硫酸铜溶液也可得到相同结论的物质是 (填字母序号)。
A.无色酚酞溶液 B.铁粉
C.稀硫酸 D.氯化铁溶液
②在考虑反应后溶液中溶质成分时,除生成物外还需考虑 。
AD
反应物是否过量
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题型六 科学探究题
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类型3 无明显现象反应的探究
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题型六 科学探究题
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例 无明显现象反应的可视化是一项重要的课题,某小组以“探究二氧化碳能否与氢氧化钠反应”为主题展开化学反应可视化的项目式学习。
【任务一】证明反应物的减少或消失
(1)按图1所示装置进行实验,实验前U形管两端液面相平,将NaOH溶液滴入试管中,待反应后恢复到室温,观察到U形管中的液面左高右低。
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题型六 科学探究题
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小杰根据U形管中液面高度变化得出结论:CO2与NaOH发生了化学反应,小李提出了反对意见,他的理由是_____
。
CO2溶于水且与水反应也能导致U形管中液面左高右低
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题型六 科学探究题
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(2)数字化实验:
按图2所示进行实验,则图3中的曲线 (填“A”或“B”)表示氢氧化钠溶液与二氧化碳的反应,该反应的化学方程式为 ;向二氧化碳中加入80 mL蒸馏水的目的是 。
B
CO2+2NaOH===Na2CO3+H2O
作对照
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题型六 科学探究题
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【任务二】证明有新物质生成
(3)产物转化法实验:
项目 第一组 第二组
步骤1 向氢氧化钠溶液中通入二氧化碳 向氢氧化钠溶液中通入二氧化碳
步骤2 向上述溶液中_________
向上述溶液中滴加足量的稀盐酸
现象 有白色沉淀生成
结论 氢氧化钠溶液与二氧化碳发生了反应
加入CaCl2溶液(合理即可)
有气泡产生
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题型六 科学探究题
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(4)绿色化实验:
【查阅资料】氢氧化钠易溶于乙醇,碳酸钠微溶于乙醇。
【进行实验】如图4所示,取2 mL 4%的氢氧
化钠乙醇溶液于试管中,向试管中吹气约30 s。
观察到的实验现象: 。
【实验结论】氢氧化钠与二氧化碳发生了
反应。
有固体析出
图4
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题型六 科学探究题
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类型4 实验异常现象的探究
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题型六 科学探究题
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例 [2025·淮北五校联考]在“铁钉与硫酸铜溶液反应”的实验中,铁钉的表面会出现黑色物质,且溶液很难在短时间内变成浅绿色,某兴趣小组决定对上述异常现象展开探究。
【查阅资料】①氧化铜呈黑色,能与稀硫酸反应生成硫酸铜和水。
②Cu2+易水解生成氢氧化铜[Cu(OH)2],新生成的氢氧化铜极不稳定,容易分解。
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题型六 科学探究题
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活动一:验证黑色物质的成分
(1)刮取铁钉表面的黑色物质置于试管中,加入足量稀硫酸,观察到 (填现象),证明黑色物质是氧化铜,发生反应的化学方程式为____________
。
黑色物质溶解,溶液变成蓝色
CuO+H2SO4===CuSO4+H2O
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题型六 科学探究题
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活动二:探究黑色物质的生成
【作出猜想】猜想Ⅰ:置换出的铜被氧气氧化;
猜想Ⅱ:新生成的氢氧化铜分解。
【进行实验】称取3 g无水硫酸铜固体5份,分别加入不同质量的水,充分溶解,再放入用砂纸打磨过的光亮铁钉。3 min后观察现象,实验记录如下表所示。
硫酸铜与水的质量比 3∶20 3∶40 3∶60 3∶80 3∶100
析出固体
的颜色 亮红色 红色 暗红色 暗黑色 暗黑色
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题型六 科学探究题
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(2)①由上述实验现象可得出的结论_________________
________________________________________(写出1个即可)。
②将实验中表面出现亮红色物质的铁钉取出,用蒸馏水洗净后置于空气中,一段时间后,观察到颜色无明显变化,证明猜想 (填“Ⅰ”或“Ⅱ”)是错误的。
硫酸铜溶液浓度较低时,与铁反应容易出现黑色物质(合理即可)
Ⅰ
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题型六 科学探究题
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活动三:探究影响反应快慢的因素
取等体积、等浓度的氯化铜溶液和硫酸铜溶液若干份,分别放入用砂纸打磨过的光亮铁钉,记录溶液变为浅绿色所需的时间,结果如下表所示。
实验序号 选用试剂 其他操作 析出固体的颜色 所需时间/s
① 氯化铜溶液 无 红色 49
② 硫酸铜溶液 无 红色(带有
少量黑色) 153
③ 硫酸铜溶液 加入少量氯化钠 红色 58
④ 硫酸铜溶液 加热溶液至
接近沸腾 红色 32
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题型六 科学探究题
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(3)由实验①~③可知, (填离子符号)的存在会加快反应。
(4)对比实验②和④,可以得出影响反应快慢的因素是___
。
Cl-
温度
实验序号 选用试剂 其他操作 析出固体的颜色 所需时间/s
① 氯化铜溶液 无 红色 49
② 硫酸铜溶液 无 红色(带有
少量黑色) 153
③ 硫酸铜溶液 加入少量氯化钠 红色 58
④ 硫酸铜溶液 加热溶液至
接近沸腾 红色 32
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题型六 科学探究题
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【拓展延伸】该小组将打磨光亮的铁钉放入30 mL溶质质量分数为4%的硫酸铜溶液中,铁钉表面有红色固体出现,且有气泡产生,该小组对“产生气泡”这一异常现象展开探究。
【查阅资料】①硫酸铜溶液呈酸性,铁与酸性溶液反应会产生氢气。
②硫酸亚铁溶液与氧气反应会产生氢离子。
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题型六 科学探究题
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【进行实验】将打磨光亮的铁钉放入30 mL溶质质量分数为4%的硫酸铜溶液中,用pH传感器测定溶液pH的变化,用氧气传感器测定密闭容器内氧气含量的变化,结果分别如图1、图2所示。
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题型六 科学探究题
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(5)由图1和图2可知,铁与硫酸铜溶液反应的过程中,溶液的酸性增强,其原因是______________________________
。 为验证该原因,请你设计一个实验方案:_______
_________________________________________________
______________。
硫酸亚铁溶液与氧气反应产生氢离子
蒸馏水配制30 mL溶质质量分数为4%的硫酸铜溶液,放入打磨光亮的铁钉,用pH传感器测定溶液的pH
用去氧
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题型六 科学探究题
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