2026年中考化学复习专题十一：科学探究

专题十一：科学探究 一、复习目标 维度 复习目标 模型认知 掌握科学探究八步法，建立“提出问题→猜想假设→设计实验→分析结论”的思维模型 方法掌握 熟练运用控制变量法设计对照实验 题型突破 掌握三大题型（成分、性质、条件）的解题思路和答题模板 素养提升 能对实验方案进行评价与改进，培养证据推理和创新意识 第一部分：知识梳理 知识点一：科学探究的一般流程（建模） ⑧表达交流 ①提出问题 ②猜想假设 ③设计实验 ④进行实验 ⑤收集证据 ⑥分析论证 ⑦反思评价 科学探究 根据所学知识假设 方案、试剂 操作 现象、数据 现象→结论 评价、改进 知识点二：核心方法——控制变量法 变量类型 定义 示例 自变量 实验中改变的因素 是否加催化剂、温度高低 因变量 随自变量变化的因素 反应速率、产生气体体积 控制变量 保持不变的因素 溶液浓度、体积、金属质量 对照实验设计原则： “单一变量，其他相同；对比明显，结论分明。” 第二部分：题型突破 题型1：物质成分的探究 亚题型 核心问题 八步法应用重点 反应是否发生 如何证明反应发生了？ 设计实验（检验产物/证明反应物减少） 反应发生程度 反应到什么程度了？ 猜想三情况 + 检验方案 混合物成分 含有哪些物质？ 一定有、一定无、可能有 元素组成 物质由什么元素组成？ 质量守恒推断 典例1：（2025泰安节选）某化学兴趣小组的同学以“无明显现象反应的可视化探索”为主题进行实验探究。 （1）任务一：探究二氧化碳与水的反应 甲同学用三条干燥的紫色石蕊试纸按照图1所示依次操作，其中紫色石蕊试纸变红的是_____（填“Ⅰ”“Ⅱ”或“Ⅲ”），获得的实验结论为__________________。 （2）任务二：探究二氧化碳与氢氧化钠的反应 乙同学利用图2装置将注射器中相同体积的NaOH溶液和水分别同时注入锥形瓶中，观察到__________________的现象，说明氢氧化钠与二氧化碳发生了反应，反应的化学方程式为_________________________________________。 （3）任务三：探究酸与碱的反应 丙同学利用图3装置研究氢氧化钠溶液与稀盐酸反应，测得溶液电导率随时间变化情况如图4所示。请根据图3、图4并结合资料卡片，回答下列问题： 资料卡片 电导率可衡量溶液导电能力大小，相同条件下，单位体积溶液中的离子数越多，电导率越大。 ①丙同学观察到三颈烧瓶中溶液由_____变成无色，证明盐酸和氢氧化钠发生了化学反应，该反应的微观实质是_________________________________。 ②图4中_____点（填“a”“b”或“c”）表示盐酸与氢氧化钠恰好完全反应。 （4）丁同学实验时，忘记滴加酚酞试液，加稀盐酸一段时间后才向溶液中滴加酚酞试液，溶液无明显变化。同学们对三颈烧瓶中溶液的溶质成分进行了如下探究： 【提出问题】除酚酞外，溶液中的溶质是什么？ 【作出猜想】猜想一：NaCl 猜想二：NaCl和HCl 【查阅资料】AgCl难溶于水。 【进行实验】为了验证猜想，同学们分别设计实验进行如下探究： 实验操作 实验现象 实验结论 方案1：取少量反应后的溶液于试管中，加入Na2CO3粉末 _________________ 溶液中含有HCl 方案2：取少量反应后的溶液于试管中，滴加硝酸银溶液 有白色沉淀生成 溶液中含有HCl 【获得结论】猜想二正确。 【反思交流】同学们讨论交流后认为方案2是不合理的，理由是___________。 （5）通过以上实验，同学们一致认为，对于无明显现象的化学反应，可以通过检验反应物减少和_______________两个不同角度证明反应的发生。 典例2：（2025威海）图1是探究敞口放置的氢氧化钠溶液变质程度的装置，图2是实验过程中溶液pH随时间变化情况（已知BaCl2溶液显中性）。下列说法不正确的是（ 　） A．随着反应的进行，溶液的碱性逐渐减弱 B．实验过程中有白色沉淀生成 C．a点时，锥形瓶内溶液中的溶质为NaCl和BaCl₂ D．由实验可知，该份氢氧化钠溶液部分变质图1 图2 典例3：（2025潍坊）兴趣小组用如图所示装置测定木糖醇中碳、氢、氧元素的质量比。取1.52g木糖醇置于装置甲反应管中，充分反应后，测得丙装置增重1.08g，丁装置增重2.20g（实验前已排尽装置内空气，装置乙、丙、丁、戊内试剂均足量）。下列说法错误的是（　　） A．装置乙中氧化铜的作用是确保含碳物质全部转化为二氧化碳 B．实验结束，应先停止通入氧气再熄灭酒精灯 C．若缺少装置戊，将导致测得的木糖醇中氧元素含量偏大 D．木糖醇中碳、氢、氧三种元素的质量比为15：3：20 对点练习1：（2025陕西）某化学兴趣小组同学将甲、乙、丙三支各盛有不同试剂的注射器连接在三通阀上，如图所示，利用该实验装置探究NaOH与的反应。（注：连接注射器时，阀门a、b、c均处于关闭状态） （1）【学习交流】 实验时观察到甲中产生无色气泡，活塞向上移动，生成的气体是_________。待甲中反应完全后，打开阀门a和b，将甲中液体恰好完全推入乙中时，关闭阀门b，打开阀门c，向下推动甲的活塞，使甲中气体进入丙中，观察到丙中活塞向右移动，关闭阀门a，振荡后丙中活塞向左移动。 通过上述实验，你认为____（填“能”或“不能”）证明NaOH与CO2发生了化学反应。 （2）小强接着打开阀门b，将丙中溶液推入乙中（忽略三通阀内残留的少量气体），观察到乙中生成白色沉淀，溶液为红色。生成白色沉淀的化学方程式为　 　_______________________________________________（任写一个）。 通过该实验证明NaOH与CO2发生了化学反应。 【拓展探究】使乙中溶液呈红色的物质是什么? 【做出猜想】猜想一：NaOH 猜想二：NaOH和Na2CO3 猜想三：NaOH和Ca(OH)2 【实验验证】小华取少量小强实验后乙中溶液于试管中，向其中加入足量稀盐酸，产生无色气泡，则证明猜想____成立，此时试管内溶液为____色。 【实验反思】小强的实验结束后，乙中溶液的溶质（除酚酞）有_______种。 对点练习2：（2025山东）某果蔬洗盐的成分为NaCl、Na2CO3和NaHCO3.某同学设计实验测定各成分质量分数。取两份质量均为m g的样品。利用下列装置（部分夹持装置已略去）进行实验。 实验Ⅰ：连接装置1、3.加入足量稀硫酸，充分反应，测得NaOH溶液质量增加a g； 实验Ⅱ：另取装置3，与装置2连接。加热样品，充分反应，测得NaOH溶液质量增加b g. 已知：①碱石灰可防止空气中的CO2进入NaOH溶液： ②2NaHCO3 Na2CO3+H2O+CO2↑ 下列说法不正确的是（　　） A．m g样品中碳元素的质量为 B．Na2CO3的质量分数为 C．NaCl的质量分数为 D．实验1中若用稀盐酸代替稀硫酸，测得NaCl的质量分数偏小 题型2：物质性质的探究 亚题型 核心问题 应用重点 物质性质 有什么性质？ 对比实验设计 异常现象 为什么会出现异常？ 原因分析（顺序、操作、装置） 典例4：（2025湖南） 在探究酸碱盐性质的实验课中，有同学偶然将溶液滴入新配制的溶液中，发现产生白色沉淀。老师鼓励同学们围绕该现象开展探究。 探究一：白色沉淀是什么？ 【查阅资料】①20℃时，部分物质的溶解性如下表所示。 物质溶解性 NaCl Na2CO3  NaOH CaCl2 Ca(OH)2  CaCO3 易溶 易溶 易溶 易溶 微溶 难溶 ②CaCl2溶液呈中性，Na2CO3 溶液呈碱性；Ca(OH)2的溶解度随温度升高而降低。 【进行实验】取少量用热水洗涤2~3次后的白色沉淀于试管中，加适量蒸馏水，振荡后静置。取上层清液，分别进行如图操作，观察到：试管①中溶液由无色变为红色，试管②中出现白色沉淀。 【结论及分析】 （1）滴加CaCl2溶液后产生的白色沉淀是________。 （2）上述操作中，用热水洗涤的目的是__________________________________ 。 （3）完成上述实验后，老师提供一瓶久置的NaOH溶液，让同学们围绕该溶液的溶质成分继续探究。 探究二：久置的NaOH溶液的溶质是什么？ 【提出猜想】猜想I：NaOH 猜想Ⅱ：NaOH和Na2CO3  猜想Ⅲ：Na2CO3  【实验方案】针对上述猜想，有同学设计方案并进行实验。 步骤 现象 ①取样，加入过量CaCl2溶液 产生白色沉淀 ②取步骤①中静置后的上层清液，滴加无色酚酞溶液 溶液由无色变为红色 步骤①中加入CaCl2溶液过量的目的是_______________________________________。 （4）【反思与评价】 通过上述实验，该同学认为猜想Ⅱ成立。经讨论，大家认为该同学的实验方案与结论均不严谨，理由是____________________________________________。 （5）选用下列试剂优化实验，你的方案是__________________________________(写出实验步骤、现象及结论)。(可选试剂：CaCl2溶液、无色酚酞溶液、稀盐酸、NaOH溶液)同学们分享实验体会：许多重大科学发现，源自对实验中异常现象的大胆质疑、深入研究，我们要养成注重实证、严谨求实的科学态度。 对点练习1：兴趣小组的同学针对硫酸铜进行多方面项目化研究。 【科学探究】 任务一：利用硫酸铜的性质验证质量守恒定律 进行实验】如下图所示，反应前将所有物品称重，然后将硫酸铜溶液倒入放有铁丝的锥形瓶中，反应一段时间后，再次称重。 【实验现象】 （1）铁和硫酸铜溶液反应的实验现象：_____________________________；电子秤示数_________________（填“不变”“偏大”或“偏小”）。 任务二：探究硫酸铜的获取 （2）制备硫酸铜的一种方案为Cu+H2O2+H2SO4＝CuSO4+2X，其中X的化学式为_______________ 。 【进行实验】利用以上原理进行实验，发现制备硫酸铜的过程中开始时有少量气泡产生.后来反应剧烈并产生大量气泡，放出热量。 【分析讨论】 经过分析，同学们认为是过氧化氢在某因素的影响下快速分解产生了氧气。 【提出问题】制备硫酸铜过程中是哪些因素加快了过氧化氢的分解？ 【作出猜想】 （3）猜想一：由于__________________加快过氧化氢分解； 猜想二：由于温度升高加快过氧化氢分解； 猜想三：由于反应生成CuSO4与温度升高共同影响加快过氧化氢分解。 【进行实验】 实验 实验一 实验二 实验三 操作 现象 产生气泡 产生气泡 快速产生气泡 【实验结论】 （4）通过对比实验___________________________，证明猜想三正确。 （5）由大量实验可知，CuSO4也可以作为过氧化氢分解的催化剂，请写出实验一发生反应的化学方程式____________________________________。 （6）人类经历了从石器、青铜器、铁器、铝制品到合成材料的变迁。目前提取量最大的金属是铁，炼铁的原料有焦炭、空气、赤铁矿（主要含氧化铁）和石灰石（主要含CaCO3）等。下列有关说法正确的是____________。 ①金属冶炼的年代差距之大与金属的活动性顺序有关 ②工业炼铁的主要产物是生铁，生铁属于铁合金 ③炼铁的主要过程发生的是CO和Fe2O3的置换反应 ④对易生锈的铁制品刷漆，涂油，电镀等可以有效防锈 对点练习2：化学小组以NaOH为例，从定性和定量两个维度研究物质及其变化。 维度一： 定性认识 NaOH 及其溶液 (1) NaOH属于“酸”或“碱”中的 ___________。 (2)将NaOH 暴露在空气中，可观察到表面潮湿并逐渐溶解。该现象反映出 NaOH的性质有___________ (答一条)。 (3)向稀NaOH 溶液中滴加酚酞溶液，振荡。可观察到溶液由无色变为____色。 维度二：定量研究 NaOH 溶液与不同物质的反应 I.酸碱度视角 25 ℃时，利用装置(图1)测定 NaOH 溶液与稀盐酸反应过程中 pH的变化，测定结果如图2所示(控制反应过程中温度不变)。 (4)烧杯中预先盛装的溶液是 ________ 。 (5)当滴入液体的体积为____________mL时，烧杯内溶液中的溶质只有NaCl。 Ⅱ.能量视角 (6)利用传感器测定NaOH溶液与CO₂反应过程中温度的变化，测定结果如图3所示，水为对照组。由图3可知，NaOH 与CO₂的反应属于______________ (选填“放热反应”或“吸热反应”)。 Ⅲ.压强视角 【提出问题】如何通过气体压强变化认识NaOH 溶液与CO₂的反应? 【查阅资料】①可以通过反应物的减少或生成物的增加判断反应的发生情况； ②影响密闭体系内气体压强的因素有气体分子数、气体所占体积和温度。 【实施实验】利用气密性良好的装置(图4)进行实验。打开传感器，待压强平稳后将水匀速注入充满 CO2的集气瓶中，压强稳定后再匀速注入等体积的NaOH 溶液。测得气体压强变化如图5所示。 【分析解释数据】 (7)对比a点、b点及______点压强的大小，可证明NaOH与CO₂发生了反应。 (8)结合b点→c点的变化过程，解释b点、c点压强相同的原因：__________ 题型3：反应条件及影响因素的探究 亚题型 核心问题 应用重点 催化剂 能否加快反应速率？ 控制变量法（加与不加） 燃烧条件 需要什么条件？ 三组对比实验 生锈条件 需要什么条件？ 三支试管对比 速率影响因素 什么影响反应速率？ 控制变量法（温度/浓度/接触面积） 典例5．（2025苏州）为验证活性炭或食盐能加快铁粉生锈速率，进行实验。下表是2g铁粉、5g水与不同质量活性炭、食盐均匀混合后，在10分钟内温度上升的实验记录。 实验编号 活性炭质量/g 食盐质量/g 温度上升值/℃ 1 0 0 0.1 2 0.2 0 22.0 3 x 0.1 3.1 4 0.2 0.1 56.3 下列说法正确的是（　　） A．铁的锈蚀不需要氧气参与 B．表中x的值为0.2 C．欲得出结论“活性炭能加快铁粉生锈速率”可以对比实验1和2 D．对比实验1和4得出的结论是“食盐能加快铁粉生锈速率” 典例6．(2025扬州)某催化剂可实现由H2O与O2反应制备H2O2。向容器中加入100gH2O和适量催化剂，并不断通人O2保持其他条件不变，分别在 20℃、40℃和60℃下进行实验①、②、③测得H2O2的产量随时间的变化如图所示。下列说法不正确的是（　　） A．设计实验①、②、③的目的是探究温度对该催化反应的影响 B．实验①说明：20℃，在0~3h内.随着时间的增加，该催化反应持续进行 C．比较实验①、②可知·在0~3h内，40℃比20℃对该催化反应更有利 D．实验③中2h后，H2O2开始分解 对点练习1：（2025江西）兴趣小组为了解调控化学反应的方法，进行了下列实验。 （1）实验一：在空气中点燃木炭，再伸入充满氧气的集气瓶中，木炭燃烧更剧烈，说明　 　会影响化学反应速率。 （2）实验二：图1木条不复燃，图3中的现象为　 　由此可知MnO2可加快H2O2分解的速率。若反应前后MnO2的　 　和化学性质不变，则MnO2是H2O2分解的催化剂。为寻找该反应的新催化剂，兴趣小组分别用5mL10%H2O2溶液和不同催化剂进行实验，数据如表。分析表中数据，催化效果最好的物质是____________ 试验编号 催化剂 收集气体体积 收集气体所用时间 ① 2g氧化铁 7.0 mL 560 s ② 2g土豆 7.0 mL 180 s ③ 2g生姜 5.1 mL 180 s （3）调控化学反应的方法还有很多，下列事例中调控方法相同的是____(序号)。 A．食品在冰箱中保存不易变质 B．燃煤发电时，把煤块粉碎 C．汽车发动机把汽油喷成雾状进行燃烧 对点练习2：（2025重庆）兴趣小组利用下列实验装置探究燃烧条件及灭火原理。已知白磷的着火点是 燃烧时产生大量白烟。 (1)关闭弹簧夹，在U形燃烧管中加入等量的白磷和红磷，浸入的热水中，观察到白磷燃烧，红磷不燃烧。白磷燃烧的化学方程式为 ___________ ，此对比实验说明燃烧的条件之一是________________。 (2)为了使实验现象更加明显，注入过氧化氢溶液，锥形瓶内反应的化学方程式为_____________________________。停止注入过氧化氢溶液，打开弹簧夹通入燃着的白磷熄灭，其灭火原理是__________________ 。 (3)请指出该装置的不足之处___________________________________ 。 【答案】 典例1：（1）Ⅲ；二氧化碳能与水反应生成酸性物质 （2）红墨水左高右低；CO2＋2NaOH=Na2CO3＋H2O （3）红色；氢离子和氢氧根离子结合成水分子；b （4）有气泡产生；氯化钠也能与硝酸银反应产生氯化银沉淀 （5）生成物产生 典例2:C 典例3:BC 对点练习1：（1）二氧化碳（或CO2）；能 （2）[或；二；无；三（或3） 对点练习2:C 典例4：（1） （2）降低的溶解度，减少溶解损耗，并溶解其他物质，避免干扰后续实验（合理即可） （3）完全除去碳酸钠，避免对氢氧化钠检验造成干扰 （4）加入溶液，也可能与产生微溶的白色沉淀，不能直接说明原溶液中含有 （5）取久置的溶液，加入足量溶液后，产生白色沉淀，过滤，向白色沉淀中加入足量稀盐酸，若观察到有气泡冒出，说明原溶液中有（合理即可） 对点练习1：（1）铁丝表面有红色固体析出，溶液蓝色变浅绿色；不变；（2）H2O； （3）反应生成CuSO4；（4）实验一、实验三对比、实验二与实验三对比； （5）；（6）①②④。 对点练习2：(1) 碱 (2)易潮解(合理即可) (3)红或粉红(合理即可) (4) 氢氧化钠溶液或NaOH 溶液或NaOH (5)10 (6)放热反应 (7) d (8)结合b→c的变化过程中从温度、气体所占体积、分子数目三个视角判断出对压强的影响并给出合理解释。 示例：在b→c的变化过程中： 注入 NaOH 溶液，气体所占体积减小，压强增大；CO₂与NaOH溶液反应放热，温度升高，压强增大；CO₂与NaOH溶液反应，CO₂分子数减少，压强减小。各种因素的影响相互抵消，b点与c点的压强相同。 典例5：C典例6：D 对点练习1：（1）反应物的浓度 （2）质量；土豆 （3）B；C 对点练习2： 温度需要达到可燃物的着火点 隔绝氧气 (3)未处理有毒的生成物P₂O₅(合理即可) 1 学科网（北京）股份有限公司 $