熱點08實驗探究題之定量探究-2022年中考化學專練(解析版)

PAGE熱點08實驗探究題之定量探究定量探究重點考查學生對化學基本方法、基本知識和基本技能的掌握程度和運用能力。在考查初中化學核心概念并兼顧化學基礎知識與理論覆蓋率的基礎上,將學生化學學科能力的考查放在首要位置,特別是突出考查學生在解決與化學相關的實際問題中分析、概括、歸納、判斷、推理的化學思維能力和綜合運用化學知識的能力。定量實驗是初中化學學科較為難的實驗，是一般結合定性實驗，除了干擾因素外，還要考慮進行化學定量的計算。1．認真讀題，審清題意，確立探究課題。2．根據(jù)課題，選擇合適方法，提取相關化學知識，設計探究方案。3．根據(jù)課題要求，將探究的問題與所學的知識進行整合與提煉，遷移到要解決的問題中來。 1.質量守恒定律（1）定義：參加化學反應的各物質的質量總和，等于反應后生成的各物質的質量總和。說明：①質量守恒定律只適用于化學變化，不適用于物理變化；②沒有參加反應的物質質量及不是反應生成的物質質量不能計入“總和”中；③要考慮空氣中的物質是否參加反應或物質(如氣體)有無遺漏。（2）微觀解釋：在化學反應前后，原子的種類、數(shù)目、質量均保持不變(原子的“三不變”)。（3）化學反應前后：①一定不變宏觀:反應物、生成物的總質量不變；元素種類、質量不變微觀；原子的種類、數(shù)目、質量不變；②一定改變宏觀：物質的種類一定變；微觀：分子種類一定變；③可能改變：分子總數(shù)可能變。2.碳酸鹽含量的測定先將樣品與稀鹽酸充分反應，再測得二氧化碳的量。方法一：測CO2的質量；方法二：測CO2的體積。要注意兩點：①防止空氣中的二氧化碳對實驗的干擾，可在實驗前緩緩通氮氣以除去裝置里原有的空氣，裝置最后接裝有堿石灰的干燥管，防止空氣中的二氧化碳和水進入目標裝置；②確保反應產(chǎn)生的二氧化碳都要通到目標裝置中，可在反應后緩緩通氮氣。3.催化劑或催化效果的比較（1）定義：催化劑（觸媒）：在化學反應中能改變其他物質的化學反應速率，而本身的質量和化學性質在反應前后都沒有發(fā)生變化的質。催化劑在化學反應中所起的作用叫催化作用。（2）催化效果的比較時一定要控制單一變量。1.(2021·鹽城中考真題)化學是一門以實驗為基礎的科學，實驗是科學探究的重要手段。（1）完成“探究某種鹽的性質”實驗，填寫下表。試管序號甲乙丙實驗操作實驗現(xiàn)象紅色溶液白色沉淀無色氣體實驗結論該鹽是______（選填“NaCl”“Na2CO3”“Na2SO4”），其水溶液呈______性。實驗解釋丙中發(fā)生反應的化學方程式：____________________________________。實驗計算全班同學完成試管乙實驗，共消耗質量分數(shù)為10.4%的BaCl2溶液50g，實驗后最多收集到______g白色沉淀。（2）處理“CO2的實驗室制取與檢驗”實驗廢液。全班同學完成該實驗共產(chǎn)生1000g含HCl廢液（固體已除，大理石中雜質未參加反應），不能直接排放。（實驗方案）先測定廢液中HCl的質量分數(shù)，再用熟石灰處理廢液至中性。（實驗操作）①稱量______NaOH固體，溶解，配制30g5%的NaOH溶液。②取100mL小燒杯，倒入20g廢液樣品，插入pH計測定溶液的pH，向廢液樣品中逐滴加入5%的NaOH溶液，實驗過程中溶液pH變化如圖所示。③投入______g熟石灰處理剩余廢液（寫出計算過程）。（實驗反思）有同學提出也可以根據(jù)鹽酸具有揮發(fā)性直接加熱廢液除去雜質HCl，并得到CaCl2。寫出你的觀點及理由：______________________________________________________________________________?！敬鸢浮縉a2CO3堿Na2CO3+2HCl=2NaCl+CO2↑+H2O4.9251.5g35.77g同意，HCl具有揮發(fā)性，蒸發(fā)后剩余固體是氯化鈣【解析】（1）該鹽能使酚酞溶液變紅，說明溶液顯堿性，能和氯化鋇生成沉淀，能和稀鹽酸生成氣體，該鹽是碳酸鈉，顯堿性，丙中碳酸鈉和稀鹽酸生成氯化鈉二氧化碳和水，故填：Na2CO3；堿；Na2CO3+2HCl=2NaCl+CO2↑+H2O。實驗計算：解：設生成白色沉淀質量為x。x=4.925g故填：4.925。（2）[實驗操作]①配制30g5%的NaOH溶液，需要氫氧化鈉30g×5%=1.5g，故填：1.5g。③解設20g廢液中HCl的質量為y，需要氫氧化鈣質量為z。y=0.73g，HCl質量分數(shù)Z=35.77g[實驗反思]同意，HCl具有揮發(fā)性，蒸發(fā)后剩余固體是氯化鈣，故填：同意，HCl具有揮發(fā)性，蒸發(fā)后剩余固體是氯化鈣。2.(2021·重慶中考真題)早在春秋戰(zhàn)國時期，我國就開始生產(chǎn)和使用鐵器。某實驗小組利用焦炭和Fe2O3模擬早期煉鐵并檢驗可能的產(chǎn)物，實驗裝置如下∶（查閱資料）①鐵粉為黑色；常溫下，F(xiàn)e、Fe3O4可被磁鐵吸引；②PdCl2，溶液可用于檢驗CO，原理是∶PdCl2+CO+H2O=Pd↓+CO2+2HCl；③Fe3O4與硫酸反應∶Fe3O4+4H2SO4=FeSO4+Fe2(SO4)3+4H2O。（實驗現(xiàn)象）澄清石灰水變渾濁，PdCl2溶液中產(chǎn)生黑色沉淀，玻璃管內粉末全部變成黑色。冷卻后，用磁鐵靠近黑色固體，黑色固體被部分吸引。（1）儀器A的名稱是_________。（2）為了檢驗氣體產(chǎn)物，裝置從左到右的接口連接順序為a→______→______→______→______。（3）澄清石灰水變渾濁的化學方程式______________________________________________________。（實驗結論）反應生成CO和CO2，磁鐵上的黑色固體可能是Fe、Fe3O4。（提出猜想）磁鐵上的黑色固體是什么？猜想一：Fe猜想二∶Fe3O4猜想三∶Fe和Fe3O4（設計實驗）設計思路操作現(xiàn)象結論定性實驗取少量黑色固體于試管中，加入足量稀硫酸，充分反應固體完全溶解，產(chǎn)生氣泡猜想______不成立定量實驗取一定質量的稀硫酸（足量）放入燒杯中，加入5.6g黑色固體，充分反應后稱量溶液的質量固體完全溶解，產(chǎn)生氣泡，溶液增加的質量為_____________猜想一成立（歸納總結）根據(jù)實驗結論和探究結果C與Fe2O3反應的化學方程式為______________________________?！敬鸢浮烤凭珶鬱ebcCO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O二5.4gFe2O3+2C2Fe+CO2↑+CO↑【解析】（1）由圖可知，儀器A的名稱是：酒精燈；（2）一氧化碳能與PdCl2、水反應生成Pd、二氧化碳和氯化氫，會影響二氧化碳的檢驗，故應先用澄清石灰水檢驗二氧化碳，再用PdCl2溶液檢驗一氧化碳，且應“長進短出”，這樣反應比較充分，現(xiàn)象明顯，故裝置從左到右的接口連接順序為a→d→e→b→c；（3）二氧化碳能與氫氧化鈣反應生成碳酸鈣和水，該反應的化學方程式為：CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O；設計實驗：定性實驗：取少量黑色固體于試管中，加入足量稀硫酸，充分反應，固體完全溶解，產(chǎn)生氣泡，鐵能與稀硫酸反應生成硫酸亞鐵和氫氣，四氧化三鐵能與稀硫酸反應生成硫酸鐵、硫酸亞鐵和水，故一定含鐵，猜想二不成立；定量實驗：結論為猜想一成立，故黑色固體是鐵，設鐵完全反應生成氫氣的質量為x

x=0.2g

故溶液增加的質量為：5.6g-0.2g=5.4g。歸納總結：由以上分析可知，碳與氧化鐵在高溫下反應生成了鐵、一氧化碳和二氧化碳，該反應的化學方程式為：Fe2O3+2C2Fe+CO2↑+CO↑。3.(2021·成都中考真題)學習興趣小組對貝殼中碳酸鈣的含量進行探究。某學習小組對鐵銹蝕進行探究。（提出問題）鐵銹蝕與哪些因素有關？（查閱資料）（1）氯化鈣固體可作干燥劑。（2）一定條件下，碳可加快鐵的銹蝕，但碳本身不參加反應。（3）常溫常壓，氫氣密度是dg/mL。（設計與實驗）實驗一：定性探究鐵銹蝕的因素取四枚相同的潔凈無銹鐵釘分別放入試管，進行圖1實驗，現(xiàn)象如表。試管一周后現(xiàn)象A鐵釘表面有一層鐵銹B鐵釘表面無明顯變化C鐵釘表面無明顯變化D鐵釘表面有較厚鐵銹（1）對比A、B、C試管中實驗現(xiàn)象，說明鐵銹蝕主要是與空氣中的__________________發(fā)生化學反應。（2）對比A、D試管中實驗現(xiàn)象，說明鐵銹蝕還與____________有關。（3）鐵銹蝕后應及時除銹的原因是_____________________________________________________________，寫出除鐵銹的化學方程式_____________________________________________________________________。實驗二：定量探究鐵銹蝕的因素小組設計了如圖裝置，檢查氣密性，將5g鐵粉和2g碳粉加入三頸燒瓶，t1時刻加入2mL飽和NaCl溶液后，再將一只裝有5mL稀鹽酸的注射器插到燒瓶上，采集數(shù)據(jù)。（4）據(jù)圖，t2時刻后反應并未停止溫度卻開始降低，原因是__________________________________________。（5）據(jù)圖，對比AB段和BC段說明___________________________________________________________，分析t3時刻壓強突然變大的原因是______________________________________________________________________________________________________________________________________________________。實驗三：測定鐵銹含量將實驗二燒瓶中剩余物質過濾、洗滌、干燥，得mg固體，連接如圖裝置，檢查氣密性，加入固體與足量稀鹽酸進行實驗。（6）完全反應后，常溫常壓下測得生成氣體體積為VmL，則該固體中鐵銹質量分數(shù)表達式為____________。（7）該實驗條件下測得鐵銹質量分數(shù)偏小的原因是______________________________________________，解決方法是________________________________________________________________________________。（反思與評價）（8）與實驗一對比，實驗二鐵銹蝕明顯更快的原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________?！敬鸢浮垦鯕夂退魵饴然c鐵銹疏松多孔，能吸附氧氣和水蒸氣，會加快鐵的銹蝕Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O鐵生銹放出的熱量小于裝置散失的熱量加氯化鈉溶液前，鐵銹蝕較慢鐵銹蝕消耗氧氣,裝置內壓強減小，注射器內鹽酸被吸入燒瓶，反應產(chǎn)生較多氫氣氫氣未干燥，含有水蒸氣在乙、丙裝置間加一個干燥裝置使用鐵粉和加入碳粉，加快了鐵銹蝕的速率【解析】（1）A鐵釘和氧氣、水同時接觸生銹，B沒有氧氣不生銹，C沒有水不生銹，對比A、B、C試管中實驗現(xiàn)象，說明鐵銹蝕主要是與空氣中的氧氣和水蒸氣發(fā)生化學反應，故填：氧氣和水蒸氣；（2）A無氯化鈉生銹速度慢，D有氯化鈉生銹速度快，說明說明鐵銹蝕還與氯化鈉有關，故填：氯化鈉；（3）鐵銹蝕后應及時除銹的原因是鐵銹疏松多孔，能吸附氧氣和水蒸氣，會加快鐵的銹蝕，鹽酸和氧化鐵反應生成氯化鐵和水，可用來除銹，化學方程式Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O，故填：鐵銹疏松多孔，能吸附氧氣和水蒸氣，會加快鐵的銹蝕；Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O；（4）據(jù)圖，t2時刻后反應并未停止溫度卻開始降低，原因是鐵生銹放出的熱量小于裝置散失的熱量，故填：鐵生銹放出的熱量小于裝置散失的熱量；（5）對比AB段和BC段說明加氯化鈉溶液前，鐵銹蝕較慢，t3時刻壓強突然變大的原因是鐵銹蝕消耗氧氣，裝置內壓強減小，注射器內鹽酸被吸入燒瓶，反應產(chǎn)生較多氫氣，故填：加氯化鈉溶液前，鐵銹蝕較慢；鐵銹蝕消耗氧氣，裝置內壓強減小，注射器內鹽酸被吸入燒瓶，反應產(chǎn)生較多氫氣。（6）解：設鐵的質量為x。x=則該固體中鐵銹質量分數(shù)表達式，故填：。（7）該實驗氫氣未干燥，含有水蒸氣，故得到氫氣體積偏大，計算鐵質量分數(shù)偏大，鐵銹質量分數(shù)偏小，解決方法在乙、丙裝置間加一個干燥裝置，故填：氫氣未干燥，含有水蒸氣；在乙、丙裝置間加一個干燥裝置；（8）實驗1是鐵釘，實驗二是鐵粉，實驗二鐵銹蝕明顯更快的原因是使用鐵粉和加入碳粉，加快了鐵銹蝕的速率，故填：使用鐵粉和加入碳粉，加快了鐵銹蝕的速率。4.(2021·湖州中考真題)市場上常見的蘇打水有蘇打氣泡水和無汽蘇打水兩種。它們的主要成分中都含有碳酸氫鈉，俗稱小蘇打，具有以下性質。性質一：2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑（NaHCO3在50℃以上開始逐漸分解）性質二：NaHCO3+HCl═NaCl+H2O+CO2↑（1）蘇打氣泡水中含有大量二氧化碳，瓶蓋一打開就有大量氣泡產(chǎn)生，所以叫氣泡水。無汽蘇打水則不含二氧化碳，但小明認為他喝入體內也會產(chǎn)生二氧化碳，主要是利用了碳酸氫鈉的性質______（選填“一”或“二”），理由是__________________________________________________________________________。（2）小明查閱了相關資料想自制蘇打水，于是購買了一袋小蘇打，包裝袋上標注的碳酸氫鈉含量是99%。真的有這么高嗎？小明取了10克小蘇打樣品放入裝置，逐次加入稀硫酸進行實驗，得到相關數(shù)據(jù)。請通過計算幫助小明判斷包裝袋上的標注是否準確。（2NaHCO3+H2SO4═Na2SO4+2H2O+2CO2↑）序號反應前第1次第2次第3次第4次第5次加入稀硫酸溶液質量/克01010101010C裝置中溶液總質量/克100.0101.1102.2103.3104.4105.0（3）如果去掉裝置B，測量結果將會_____________________（選填“偏大”或“偏小”）。【答案】二人體內不能達到50℃的溫度或人體內有鹽酸解：設樣品中碳酸氫鈉的質量為x

x≈9.55g樣品中碳酸氫鈉的質量分數(shù)為：×100%＝95.5%≠99%，因此包裝袋上的標注不準確；答：包裝袋上的標注不準確；偏大【解析】（1）因為人體內不能達到50℃的溫度，所以他喝入無汽蘇打水體內也會產(chǎn)生二氧化碳不是受熱分解，主要是因為人體中有鹽酸，鹽酸與碳酸氫鈉反應生成氯化鈉、水和二氧化碳，因此喝入無汽蘇打水體內也會產(chǎn)生二氧化碳；故填：二，人體內不能達到50℃的溫度或人體內有鹽酸；（2）由題意得：C裝置中增加的質量為反應生成二氧化碳的質量，故生成二氧化碳的質量為105.0g﹣100.0g＝5.0g。詳見答案；（3）根據(jù)圖中的實驗過程。A裝置硫酸與碳酸氫鈉反應生成硫酸鈉、水和二氧化碳，B裝置干燥二氧化碳氣體，C裝置吸收生成的二氧化碳，因此C裝置中溶液增加量即為生成的二氧化碳氣體，因此如果去掉裝置B，則水蒸氣也進入C裝置，導致二氧化碳的質量增大，計算所得的碳酸氫鈉的質量增大，測量結果將會偏大；故填：偏大。5.(2021·長沙中考真題)為加深對酸的主要性質的認識，通過實驗解釋生活中的一些現(xiàn)象。在學完酸的化學性質后，老師組織同學們完成了以下實驗活動，【實驗內容與分析】實驗一∶按右圖所示完成實驗。實驗二∶往生銹的鐵釘中加入足量的稀鹽酸。實驗三∶往滴有酚酞的氫氧化鈉溶液中加入一定量的稀鹽酸。實驗四∶往5.3克Na2CO3粉末中加入足量的稀鹽酸。（1）實驗一中，觀察到石蕊溶液變________色。（2）實驗二中，觀察到溶液由無色變成黃色，一段時間后有氣泡產(chǎn)生，請解釋出現(xiàn)這兩個現(xiàn)象的原因_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。（3）實驗三中，觀察到溶液由紅色變成無色，由此現(xiàn)象分析，反應后所得溶液中，溶質成分的可能組合有（不考慮酚酞）_____________________________________________（用化學式表示）（4）請計算，實驗四中理論上可以生成二氧化碳的質量為_________克。（可能用到的相對原子質量∶H-1C-12O-16Na-23C1-35.5）【應用與拓展】（5）結合以上實驗內容，請設計實驗方案除去銅粉中混有的氧化銅，得到純凈的銅______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。（6）小明