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1、第 2篇 專題聚焦 專題五 科學(xué)探究 一 、 題型簡介 化學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的科學(xué) 。 此類專題通常利用化學(xué)的基本知識(shí)和實(shí) 驗(yàn)基本技能 ， 以實(shí)驗(yàn)為載體設(shè)計(jì)化學(xué)問題 ， 重點(diǎn)考查學(xué)生的觀察能力 、 實(shí) 驗(yàn)?zāi)芰?、 科學(xué)探究能力等 。 題型多樣 ， 涉及選擇 、 填空 、 簡答 、 信息 、 計(jì) 算等多種題型 ， 全面考查各種能力 。 二 、 方法指導(dǎo) 1 根據(jù)實(shí)驗(yàn)考查的不同要求進(jìn)行歸類： 常見儀器的使用； 設(shè)計(jì)化學(xué)實(shí) 驗(yàn)探究方案； 對化學(xué)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析處理 。 2 重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行重點(diǎn)復(fù)習(xí) 。 例如：一些性質(zhì)實(shí)驗(yàn) ， 既進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)操作 ， 又 復(fù)習(xí)了物質(zhì)的性質(zhì) 。 3根據(jù)不同實(shí)
2、驗(yàn)內(nèi)容，進(jìn)行專題復(fù)習(xí)。如可按常用儀器的使用；氣體的制 取及實(shí)驗(yàn)；化學(xué)實(shí)驗(yàn)的探究，酸、堿、鹽性質(zhì)的探究等專題來進(jìn)行復(fù)習(xí)。 三 、 實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)的一般過程 提出問題 作出猜想 制訂計(jì)劃 收集資料 設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn) 得出 結(jié)論 反思與評價(jià) 四 、 科學(xué)探究設(shè)計(jì)的原則 1 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)必須遵循科學(xué)性； 2 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)必須注意可行性； 3 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)必須遵循有關(guān)原理的規(guī)律性 。 有關(guān)物質(zhì)成分的探究 命題解讀 關(guān)于物質(zhì)成分的探究是中考的重點(diǎn) ， 以物質(zhì)的性質(zhì)為基礎(chǔ) ， 對物質(zhì)的成分進(jìn)行探究 ， 考查的命題點(diǎn)有溶液的組成 、 固體的組成等 。 【 例 1】 (2016， 重慶 )工業(yè)上常用電解
3、飽和食鹽水的方法制取燒堿 ， 某化 學(xué)興趣小組為了探究久置的工業(yè)燒堿的成分 ， 進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)： (1)取少量樣品于燒杯中 ， 向其中加入過量稀鹽酸 ， 觀察到有氣泡產(chǎn)生 ， 說明樣品中 含有 碳酸鈉 ， 該反應(yīng)的化學(xué)方程式 為 Na2CO3 2HCl===_2NaCl CO2 H2O ， 接著又向燒杯中繼續(xù)加入硝酸銀溶液 ， 出 現(xiàn)了白色沉淀 ， 甲同學(xué)立刻得出結(jié)論：樣品中還含有氯化鈉 ， 乙同學(xué)對 該結(jié)論提出了質(zhì)疑 ， 認(rèn)為不一定含有氯化鈉 ， 理由 是 加入 過量稀鹽酸 ， 引入了氯離子 ， 與硝酸銀產(chǎn)生白色 沉淀 ； (2)丙同學(xué)認(rèn)為除了需要確認(rèn)是否含有氯化鈉外 ， 還需
4、要確認(rèn)樣品中 是否含有氫氧化鈉 ， 于是大家又進(jìn)行了以下實(shí)驗(yàn)： 另取少量樣品溶解于水 ， 向其中加入過量硝酸鈣溶液 ， 產(chǎn)生白色沉 淀 ， 然后過濾 、 洗滌； 向?yàn)V液中加入足量稀硝酸 ， 再滴入硝酸銀溶 液后產(chǎn)生白色沉淀； 向?yàn)V渣中加少量水后滴入酚酞 ， 溶液變紅 。 由此判斷 ， 濾渣中的物質(zhì)是 __CaCO3、 Ca(OH)2__(填化學(xué)式 )。 (3)根據(jù)以上經(jīng)驗(yàn) ， 得出的結(jié)論正確的是 __D__(填序號(hào) )。 A 樣品中無 NaCl B 樣品中只有 NaOH和 Na2CO3 C 樣品中無 NaOH D 樣品中有 Na2CO3、 NaOH和 NaCl 【 方法指導(dǎo) 】
5、解答此類題目 ， 猜想必須完整 ， 圍繞猜想利用不同物質(zhì) 的特性設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn) ， 分析得出結(jié)論 。 有關(guān)物質(zhì)變質(zhì)問題的探究 命題解讀 有關(guān)物質(zhì)變質(zhì)是中考的高頻考點(diǎn) ， 常出現(xiàn)在實(shí)驗(yàn)探究題 ， 主要命題點(diǎn)有氫氧化鈉的變質(zhì) 、 生石灰的變質(zhì) 、 干燥劑的變質(zhì)等 。 【 例 2】 (2015， 益陽 )某同學(xué)發(fā)現(xiàn) ， 上個(gè)月做實(shí)驗(yàn)用的 NaOH溶液忘記 了蓋瓶蓋 。 對于該溶液是否變質(zhì) ， 同學(xué)們開始實(shí)驗(yàn)探究 。 【 猜想假設(shè) 】 猜想 (1)：該溶液沒有變質(zhì) ， 為 NaOH溶液 。 猜想 (2)：該溶液全部變質(zhì) ， 為 Na2CO3溶液 。 猜想 (3)：該溶液部分變質(zhì) ， 為 NaOH
6、和 Na2CO3的混合溶液 。 【 查閱資料 】 Na2CO3溶液呈堿性 。 【 設(shè)計(jì)方案 】 請你完善下表幾組同學(xué)探討的設(shè)計(jì)方案： 實(shí)驗(yàn)操作 可能出現(xiàn)的現(xiàn)象與結(jié)論 同學(xué)評價(jià) 第 1 組 若溶液變紅 ， 則猜想 ( 2 ) 不成立 第 2 組同學(xué)認(rèn)為：此方 案結(jié)論不正確 ， 理由是 碳酸鈉溶液呈堿性 ( 合 理即可 ) 第 2 組 若產(chǎn)生白色沉淀 ， 反應(yīng) 方程式是 Na 2 CO 3 CaCl 2 == =2 NaCl Ca CO 3 ， 則猜想 ( 1 ) 不成立 第 3 組同學(xué)認(rèn)為：此方 案還不能確定是猜想 ( 2 ) 還是猜想 ( 3 ) 成立
7、第 3 組 若濾液不變紅 ， 則猜想 ( 2 ) 成立；若濾液變紅 ， 則猜想 ( 3 ) 成立 第 1 組同學(xué)認(rèn)為：不需 過濾也能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)?的 ， 更簡單的操作方法 是 第 2 組實(shí)驗(yàn)結(jié)束后 ， 讓試管靜置一段時(shí)間 ， 取上層清液滴加酚酞溶 液 ( 合理即可 ) 【 探究實(shí)驗(yàn) 】 綜合各小組的方案后 ， 動(dòng)手實(shí)驗(yàn) 。 【 結(jié)論與反思 】 NaOH溶液易與空氣中 CO2反應(yīng)而變質(zhì) ， 所以要密封保存 。 【 拓展延伸 】 同學(xué)們設(shè)計(jì)了下列兩套裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)： 用膠頭滴管吸取某種液體 ， 錐形瓶中充入一種氣體或放入一種固體物質(zhì) ， 擠 壓膠頭滴管 。 一段時(shí)間后 ， 兩裝置中
8、氣球明顯脹大 。 (1)甲裝置中可能發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式 是 CO2 2NaOH===Na2CO3 H2O(合 理即可 ) 。 (2)若乙裝置中膠頭滴管吸取的是稀鹽酸 ， 則錐形瓶中放入的固體可能 是 Zn 。 【 方法指導(dǎo) 】 解答此類題主要是理解物質(zhì)變質(zhì)的原因 ， 掌握變質(zhì)后的物質(zhì)和 原物質(zhì)的性質(zhì)差異 ， 設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明是沒有變質(zhì) 、 部分變質(zhì)還是全部變質(zhì) 。 有關(guān)實(shí)驗(yàn)類探究 命題解讀 有關(guān)實(shí)驗(yàn)類探究是中考常見的考點(diǎn) ， 主要出現(xiàn)在實(shí)驗(yàn) 探究題中 ， 主要命題點(diǎn)有化學(xué)反應(yīng)是否進(jìn)行 、 反應(yīng)中粒子的探究等 。 【例 3】 (2016， 青島 )實(shí)驗(yàn)是進(jìn)行科學(xué)探
9、究的重要方式。某同學(xué)設(shè) 計(jì)如下圖所示實(shí)驗(yàn)，探究二氧化碳的有關(guān)性質(zhì)。 請?zhí)羁眨? (1)實(shí)驗(yàn) 1采用了科學(xué)探究中的控制變量法 ， 該實(shí)驗(yàn)控制的變量 是 水 。 (2)實(shí)驗(yàn) 1中干石蕊紙花噴水后放入二氧化碳中 ， 觀察到的現(xiàn)象 是 紙花 由 紫變 紅 ， 該反應(yīng)的化學(xué)方程式 是 CO2 H2O===H2CO3 。 (3)實(shí)驗(yàn) 2是在實(shí)驗(yàn) 1的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)的創(chuàng)新改進(jìn)實(shí)驗(yàn) ， 將二氧化碳緩慢通入 豎直放置的玻璃管中 ， 能觀察到 第 (填序號(hào) )號(hào)棉球先變色 ， 通過此 現(xiàn)象可獲得關(guān)于二氧化碳的另外一條性質(zhì) 是 密度 比空氣 大 。 【 方法指導(dǎo) 】 解答此類試題 ， 要熟悉
10、各物質(zhì)的性質(zhì)及涉及的化學(xué)方程式 ， 根據(jù)反應(yīng)實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象得出正確的結(jié)論 。 有關(guān)物質(zhì)性質(zhì)的探究 命題解讀 主要通過設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)得出物質(zhì)的一些性質(zhì) ， 從而更好掌 握物質(zhì)的性質(zhì) 。 【 例 4】 (2016， 黃岡 )化學(xué)興趣小組的同學(xué)在探究堿的化學(xué)性質(zhì) 時(shí) ， 完成了如下左圖所示的兩個(gè)實(shí)驗(yàn) 。 實(shí)驗(yàn)后 ， 小明同學(xué)將廢液倒入 同一廢液缸中 ， 發(fā)現(xiàn)混合廢液渾濁并顯紅色 。 請你完成下列問題： (1)A實(shí)驗(yàn)中發(fā)生反應(yīng)的現(xiàn)象 為 溶液 由紅色逐漸變?yōu)?無色 。 (2)B實(shí)驗(yàn)中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式 是 Ca(OH)2 Na2CO3===_CaCO3 2NaOH 。 (3)【 提
11、出問題 】 廢液中 ， 能使酚酞溶液變紅的物質(zhì)可能是那些呢 ？ 【 作出猜想 】 猜想一：廢液中 ， 能使酚酞溶液變紅的物質(zhì)可能是氫氧 化鈉； 猜想二：廢液中 ， 能使酚酞溶液變紅的物質(zhì)還可能 是 Na2CO3或 Na2CO3、 NaOH或 NaOH、 Ca(OH)2 ； 猜想三：廢液中 ， 能使酚酞溶液變紅的物質(zhì)還可能是氫氧化鈣； 【 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證 】 同學(xué)們對可能含有的堿性物質(zhì)進(jìn)行確定 ， 取一定量的廢液過 濾 ， 向?yàn)V液中逐滴加入稀鹽酸 ， 根據(jù)反應(yīng)現(xiàn)象得到了如上右圖所示的圖像 。 【 結(jié)論 】 分析圖像數(shù)據(jù)得出 ， 廢液中使酚酞溶液變紅的物質(zhì)一定是 Na2CO3和 NaOH
12、， 一定不是 Ca(OH)2 。 【 拓展提高 】 為了使以上廢液實(shí)現(xiàn)安全排放 ， 你的做法是 加入適量稀鹽 酸 (或稀硫酸 )， 使溶液恰好變?yōu)闊o色再排放 (其他合理答案亦可 ) 。 【 方法指導(dǎo) 】 認(rèn)真分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論 。 有關(guān)條件、影響因素的探究 命題解讀 主要應(yīng)用對比實(shí)驗(yàn)來對一些化學(xué)反應(yīng)的條件進(jìn)行探 究 ， 主要有鐵生銹 、 復(fù)分解反應(yīng)發(fā)生的條件 、 化學(xué)反應(yīng)速率的影響 因素及催化劑等命題點(diǎn) 。 【 例 5】 (2016， 杭州 )小金為了探究溫度對 H2O2分解反應(yīng)速率的 影響 ， 借助如圖所示實(shí)驗(yàn)裝置 (夾持裝置略去 )， 進(jìn)行了兩次實(shí)驗(yàn) ， 兩次實(shí)
13、驗(yàn)的部分設(shè)計(jì)如表所示： 實(shí)驗(yàn) 1 實(shí)驗(yàn) 2 MnO 2 的質(zhì)量 / 克 0.5 0.5 5% 的 H 2 O 2 的體積 / 毫升 40 待填 水浴溫度 / 20 80 (1)實(shí)驗(yàn) 2中應(yīng)加入 5%H2O2 40 毫升； (2)在兩次實(shí)驗(yàn)中 ， 可通過 相同的時(shí)間內(nèi)注射器內(nèi)氣體的體積 來 比較 H2O2分解反應(yīng)速率的大??； (3)實(shí)驗(yàn) 2中水浴溫度控制在 80 時(shí) ， 測定的反應(yīng)速率會(huì)比真實(shí)值 偏大 ， 其原因除錐形瓶內(nèi)氣體受熱膨脹外 ， 還有 溫度較高時(shí)水蒸 發(fā)成水蒸氣 ； (4)實(shí)驗(yàn)結(jié)束后若要將 MnO2從混合物中分離出來 ， 可采取的方法是 過濾 、 洗滌
14、、 干燥 。 【 方法指導(dǎo) 】 通過控制變量法進(jìn)行實(shí)驗(yàn) ， 認(rèn)真分析實(shí)驗(yàn)的條件 、 實(shí) 驗(yàn)現(xiàn)象 ， 得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論 。 1 (2016， 南昌 )下列試驗(yàn)方案能達(dá)到預(yù)期目的的是 ( ) A 分離食鹽和泥沙 蒸發(fā)結(jié)晶 B 除去氧化鈣中的碳酸鈣 高溫煅燒 C 鑒別氯化鈉固體和硝酸銨固體 觀察顏色 D 檢驗(yàn)露置于空氣中的氫氧化鈉是否變質(zhì) 滴入無色酚酞 B 2 (2014， 武漢 )某化學(xué)興趣小組的同學(xué)在老師的指導(dǎo)下 ， 正確 完成如圖所示兩個(gè)實(shí)驗(yàn) 。 已知所用實(shí)驗(yàn)裝置氣密性良好 。 關(guān)于該實(shí)驗(yàn) ， 有如下說法： 紅磷熄滅并冷卻后才能打開彈簧夾； 點(diǎn)燃酒精燈加熱銅絲 ， 可
15、觀察到銅絲由紅色變成黑色； 停止加熱后 即可讀出注射器內(nèi)氣體的體積約為 24 mL； 實(shí)驗(yàn)取用銅絲質(zhì)量的多 少不會(huì)影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果； 兩個(gè)實(shí)驗(yàn)均能證明空氣是混合物； 兩個(gè)實(shí) 驗(yàn)均能證明空氣中約含 1/5體積的氧氣 。 其中正確說法的個(gè)數(shù)有 ( ) A 2個(gè) B 3個(gè) C 4個(gè) D 5個(gè) C 3 (2015， 宜昌 )對比歸納是學(xué)習(xí)化學(xué)的重要方法 ， 請你參與下列探 究活動(dòng)并回答問題： 實(shí)驗(yàn)一：探究影響硫燃燒劇烈程度的因素 。 如圖 ， 分別將硫在空氣和 氧氣中燃燒。 硫在空氣里燃燒的化學(xué) 方程式為 __ _________________ _ ； 硫在氧氣里燃燒比在
16、空 氣里燃燒更劇烈 ， 說明了 影響硫燃燒劇烈程度的因 素是 __ _____________ __ _____________________ 。 S O 2 ==== =點(diǎn)燃 SO 2 _ 氧氣的含量或氧氣 的濃度不同 實(shí)驗(yàn)二：研究二氧化碳能否與氫氧化鈉反應(yīng) 。 如圖是小鵬同學(xué)設(shè)計(jì)的對 比實(shí)驗(yàn) ， 用于證明二氧化 碳和氫氧化鈉能否反應(yīng)、 小燕同學(xué)認(rèn)為該實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì) 不符合對比實(shí)驗(yàn)的基本原 則 ， 她的理由是 __ ____ __ ______________________ _____________________ 。 蒸餾水和 氫氧
17、化鈉溶液的體積不同 (或兩 瓶氣體的體積不同 ) 4.(2016， 海南 )實(shí)驗(yàn)室有一瓶敞口放置的過氧化鈉 (Na2O2)固體 。 同學(xué)們想 證明這瓶過氧化鈉是否變質(zhì) ， 進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)探究： 【 查閱資料 】 2Na2O2 2CO2===2Na2CO3 O2， 2Na2O2 2H2O===4NaOH O2 。 【 提出猜想 】 沒有變質(zhì) 部分變質(zhì) 全部變質(zhì) 【 實(shí)驗(yàn)過程及結(jié)論 】 (1)取少量樣品于試管中 ， 加入足量水 ， 無明顯現(xiàn)象 ， 證明猜想 ____正確 (填序號(hào) )； (2)取少量 (1)中所得溶液于試管中 ， 滴加適量稀鹽酸 ， 有無色氣體產(chǎn)生 ， 證明原樣品中
18、一定含有 _______________； 碳酸鈉 (Na2CO3) (3)請?jiān)谠袑?shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上 ， 進(jìn)一步設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明原樣品中還可能 含有什么物質(zhì) 。 (簡要寫出實(shí)驗(yàn)步驟 、 現(xiàn)象和結(jié)論 )_____________ __________________________________________________________ __________________________________________________________ __________________________________________________________ __________
19、______________________________________________。 取少量 (1)中所 得溶液于試管中 (或取少量原樣品于試管中，加入足量水溶解 )，加 入足量 CaCl2溶液 (或 BaCl2溶液 )，充分反應(yīng)后靜置，取上層清液于 試管中，滴加酚酞試液，若溶液變紅，則原樣品中含氫氧化鈉，反 之則不含氫氧化鈉 5 (2016， 齊齊哈爾 )在探究氫氧化鈣與稀鹽酸中和反應(yīng)實(shí)驗(yàn) 時(shí) ， 忘記了滴加酚酞溶液 ， 無法判斷反應(yīng)進(jìn)行到何種程度 ， 同學(xué)們決定對反應(yīng)后溶液中溶質(zhì)的成分進(jìn)行探究 。 寫出該化 學(xué)反應(yīng)的方程式 ____
20、________________________________。 【 提出問題 】 反應(yīng)后溶液中的溶質(zhì)是什么 ？ 【 做出猜想 】 猜想一： CaCl2和 Ca(OH)2猜想二： CaCl2和 HCl 猜想三： _______ 請將猜想三補(bǔ)充完整 ， 并說出你猜想的理由是 _____________ _______。 Ca(OH)2 2HCl===CaCl2 2H2O CaCl2 反應(yīng)物恰好完 全反應(yīng) 【 設(shè)計(jì)方案 】 實(shí)驗(yàn)操作 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 實(shí)驗(yàn)結(jié)論 取少量反應(yīng)后的溶液 于試管中 ， 滴加酚酞試液 _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
21、 _ _ __ 猜想一 不正確 另取少量反應(yīng)后的溶 液中 ， __ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 猜想二 正確 【 拓展與應(yīng)用 】 舉例說明中和反應(yīng)在日常生活和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng) 用 ______________________(答一點(diǎn)即可 ) 熟石灰中和酸性土壤 滴加紫色石蕊溶液 溶液不變紅色 溶液變紅色 6 (2016， 淄博 )化學(xué)反應(yīng)過程中常常伴隨產(chǎn)生一些現(xiàn)象 ， 同學(xué)們發(fā) 現(xiàn)將 CO2通入 NaOH溶液時(shí)沒有明顯的現(xiàn)象發(fā)生 ， 為此 ， 他們進(jìn)行了如下 探究：
22、(1)小明把一支收集滿 CO2的試管倒立在盛有飽和 NaOH溶液的燒杯中 (如 圖 1所示 )， 觀察到試管內(nèi)液面上升 ， 還有另一種原因 ， 請簡要說明 ____________________。 二氧化碳被水吸收了 (2)為了進(jìn)一步驗(yàn)證 CO2與 NaOH溶液確實(shí)發(fā)生了反應(yīng) ， 小紅設(shè)計(jì)了如下 方案： 分別取上述實(shí)驗(yàn)后的溶液于 A、 B兩支試管中 (如圖 2所示 )， 向試管 A中滴加足量的稀鹽酸 ， 觀察到的現(xiàn)象是 ____________， 反應(yīng)的化學(xué)方 程式 ______________________________；向試管 B中滴加氯化鋇溶液 ， 觀察到的現(xiàn)象是 ____
23、___________________， 反應(yīng)的化學(xué)方程式 _______________________________。 雖然實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象不同 ， 但都能證 明 CO2與 NaOH溶液確實(shí)發(fā)生了化學(xué)反應(yīng) 。 有氣泡產(chǎn)生 Na2CO3 2HCl===2NaCl H2O CO2 有白色沉淀產(chǎn)生 Na2CO3 BaCl2===BaCO3 2NaCl (3)實(shí)驗(yàn)過程中需要吸收 CO2時(shí) ， 大多會(huì)選擇 NaOH溶液 ， 但 是 ， 檢驗(yàn) CO2時(shí)常常選擇新配制的澄清石灰水 ， 請簡要解釋 原因 ____________________________________________ _______________________________________________ ______________________________________________。 氫氧化鈉的溶解度比氫氧化鈣大，二氧化碳能使澄清石 灰水變渾濁，所以除去二氧化碳常用氫氧化鈉溶液，而檢驗(yàn) 二氧化碳一定要用澄清石灰水
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