第二部分第二部分 專題復習專題復習 高分保障高分保障專題專題4 科學探究題科學探究題 概述：從近幾年我市中考試題可知，科學探究是每年的必考題型?？茖W探究以實際情景、后續(xù)學習內(nèi)容、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、生活或社會熱點問題等為背景，以重視基礎、關(guān)注探究、聯(lián)系實際、促進發(fā)展為原則命題，考查閱讀理解能力、猜想能力、獲取與處理信息能力、實驗方案的設計與評價能力、對實驗現(xiàn)象和數(shù)據(jù)的分析與對比能力及分類、概括等科學方法的運用能力。重點類型重點類型突破突破類型類型1 猜想驗證類探究題猜想驗證類探究題【例1】2017綏化中考一次用餐中，小麗對“固體酒精”產(chǎn)生好奇，于是她買回一袋，和同學一起對其進行研究?！静殚嗁Y料】固體酒精中含有酒精、氫氧化鈉等物質(zhì)?！咎岢鰡栴}】固體酒精中的氫氧化鈉是否變質(zhì)及變質(zhì)的程度如何？【做出猜想】小麗猜想：沒有變質(zhì)，只含有氫氧化鈉；小明猜想：全部變質(zhì)，只含有碳酸納；你的猜想：部分變質(zhì)，含有氫氧化鈉和碳酸鈉。氫氧化鈉在空氣中變質(zhì)的化學方程式是CO22NaOH=Na2CO3H2O?！緦嶒炋骄俊啃←惾∩倭抗腆w酒精在水中充分溶解后過濾，取上述濾液于試管中，滴入幾滴稀鹽酸，無明顯現(xiàn)象；小麗說氫氧化鈉沒變質(zhì)，小明認為她的結(jié)論不正確，其理由是滴加鹽酸的量少，和氫氧化鈉反應了。請你補全實驗設計，填寫表格中的，證明固體酒精中的氫氧化鈉是否變質(zhì)及變質(zhì)的程度如何。實驗操作實驗操作實驗現(xiàn)象實驗現(xiàn)象實驗結(jié)論實驗結(jié)論用試管取少量濾液加入過量的稀鹽酸，充分反應有氣泡產(chǎn)生小麗猜想不成立用試管取少量濾液加入過量的氯化鈣溶液，充分反應后過濾，再向濾液中加入幾滴酚酞溶液有白色沉淀產(chǎn)生，溶液變紅色你的猜想成立【拓展提升】除去部分變質(zhì)的氫氧化鈉溶液中的雜質(zhì)，方法是Ca(OH)2Na2CO3=CaCO32NaOH或Ba(OH)2Na2CO3=BaCO32NaOH。(用化學方程式表示)【思路點撥思路點撥】【做出猜想】由于氫氧化鈉易與空氣中的二氧化碳反應生成碳酸鈉，猜想一：沒有變質(zhì)，只含有氫氧化鈉；猜想二：全部變質(zhì)，只含有碳酸鈉；猜想三：部分變質(zhì)，含有氫氧化鈉和碳酸鈉，氫氧化鈉與空氣中的二氧化碳反應的方程式為CO22NaOH=Na2CO3H2O?！緦嶒炋骄俊咳∩倭可鲜鰹V液于試管中，滴入幾滴稀鹽酸，無明顯現(xiàn)象；小麗說氫氧化鈉沒變質(zhì)，小明認為她的結(jié)論不正確，其理由是在有氫氧化鈉存在的情況下，稀鹽酸先與氫氧化鈉反應，等氫氧化鈉反應完畢，鹽酸再與碳酸鈉反應，所以開始時看不到氣泡冒出，但并不能說明氫氧化鈉沒有變質(zhì)。向盛有上述濾液的試管中，滴入過量的稀鹽酸，有氣泡產(chǎn)生，小麗猜想不成立。用試管取少量濾液加入過量的氯化鈣溶液，充分反應后過濾，再向濾液中加入幾滴酚酞溶液；有白色沉淀產(chǎn)生，溶液變紅色則你的猜想成立；【拓展提升】如果氫氧化鈉變質(zhì)了，那么溶液中存在著碳酸鈉，可以向溶液中加入適量的氫氧化鋇溶液或氫氧化鈣溶液把碳酸鈉除去，并且不引入新雜質(zhì)，碳酸鈉和氫氧化鋇、氫氧化鈣反應的化學方程式分別為Na2CO3Ba(OH)2=BaCO32NaOH，Na2CO3Ca(OH)2=CaCO32NaOH。備考指導備考指導1檢驗氫氧化鈉是否變質(zhì)的方法。(1)加入過量的稀鹽酸，現(xiàn)象：有氣泡產(chǎn)生。反應原理：Na2CO32HCl=2NaClH2OCO2。(2)加入澄清石灰水，現(xiàn)象：有白色沉淀生成。反應原理：Na2CO3Ca(OH)2=CaCO32NaOH。(3)加入Ba(OH)2或CaCl2溶液，現(xiàn)象：有白色沉淀生成。反應原理：Na2CO3Ba(OH)2=BaCO32NaOH、Na2CO3CaCl2=CaCO32NaCl。2要確認變質(zhì)了的NaOH中是否還有NaOH，在檢驗NaOH時必須排除Na2CO3的干擾，因為Na2CO3溶液也呈堿性，也能使酚酞溶液變紅。在除Na2CO3時，不能用鹽酸，因為鹽酸也與NaOH反應，也不能用Ca(OH)2，因為Ca(OH)2會與Na2CO3反應生成NaOH，干擾NaOH的檢驗。押題訓練押題訓練1氫化鈣固體是登山運動員常用的能源提供劑。某探究小組的同學通過查閱資料得知，氫化鈣(CaH2)遇水反應生成氫氧化鈣和氫氣。探究小組的同學把一定量的CaH2加入Na2CO3溶液中，充分反應后過濾，得到濾渣和濾液。經(jīng)檢驗濾渣的成分是碳酸鈣?！咎岢鰡栴}】濾液中溶質(zhì)的成分是什么？【猜想與假設】猜想一：NaOH猜想二：NaOH、Ca(OH)2猜想三：NaOH、Na2CO3猜想四：NaOH、Na2CO3、Ca(OH)2經(jīng)過討論，大家一致認為猜想四不合理，請用化學方程式說明原因Ca(OH)2Na2CO3=CaCO32NaOH。實驗實驗現(xiàn)象現(xiàn)象結(jié)論結(jié)論實驗一：取濾液，向其中滴入少量碳酸鈉溶液無明顯現(xiàn)象猜想二不成立實驗二：另取濾液，向其中加入足量稀鹽酸先無變化后產(chǎn)生氣泡猜想三成立【實驗驗證】【反思與拓展】若向NH4Cl的溶液中加一定量CaH2，充分反應，產(chǎn)生的氣體是氫氣、氨氣。登山運動員常用CaH2作為能源提供劑，與氫氣相比，其優(yōu)點是不易爆炸，攜帶安全。解析：【猜想與假設】猜想四是不合理的，因為碳酸鈉會與氫氧化鈣反應生成碳酸鈣白色沉淀和氫氧化鈉，書寫化學方程式時需注意檢查配平?！緦嶒烌炞C】實驗一：取濾液，向其中滴入少量碳酸鈉溶液，無明顯現(xiàn)象，說明沒有氫氧化鈣，即猜想二不成立；實驗二：另取濾液，向其中加入足量稀鹽酸，觀察到先無變化后產(chǎn)生氣泡的現(xiàn)象時，說明濾液中含有氫氧化鈉和碳酸鈉，即猜想三成立；【反思與拓展】若向NH4Cl的溶液中加一定量CaH2并充分反應，由于氫化鈣(CaH2)與水能發(fā)生反應生成氫氧化鈣和氫氣CaH22H2O=Ca(OH)22H2，氯化銨和氫氧化鈣反應生成氯化鈣、水和氨氣2NH4ClCa(OH)2=CaCl22NH32H2O，則產(chǎn)生的氣體是氫氣、氨氣；登山運動員常用CaH2作為能源提供劑，與氫氣相比，其優(yōu)點是不易爆炸、攜帶安全。類型類型2 實驗方案設計類探究題實驗方案設計類探究題【例2】2017衡陽中考實驗室有一瓶標簽腐蝕的溶液A(如圖)，某組同學將碳酸鈉溶液與樣品反應，有白色沉淀產(chǎn)生，過濾后得到澄清濾液，同學們進行了一系列的探究。探究一A溶液中溶質(zhì)是什么？【提出猜想】CaCl2，Ca(OH)2?！静殚嗁Y料】CaCl2溶液呈中性?！驹O計實驗】同學們設計了如下方案并進行實驗。實驗操作實驗操作實驗現(xiàn)象實驗現(xiàn)象實驗結(jié)論實驗結(jié)論取少量A溶液于試管中，向其中滴加無色酚酞溶液溶液不變色猜想正確碳酸鈉與其反應的化學方程式為Na2CO3CaCl2=2NaClCaCO3。探究二過濾后的濾液中會有哪些溶質(zhì)？【提出猜想】小明的猜想：NaCl、CaCl2；小紅的猜想：NaCl；你的猜想：NaCl和Na2CO3?！驹O計實驗】請設計對“你的猜想”實驗：實驗步驟實驗步驟實驗現(xiàn)象實驗現(xiàn)象實驗結(jié)論實驗結(jié)論取少量過濾溶液于試管中，向其中滴入鹽酸有氣泡產(chǎn)生 你的猜想正確【思路點撥思路點撥】探究一：【提出猜想】由標簽可知，溶液為鈣的化合物溶液，能與碳酸鈉反應可能是氫氧化鈣或氯化鈣；【設計實驗】由于氫氧化鈣溶液顯堿性，氯化鈣溶液呈中性，由結(jié)論猜想正確知，加入酚酞溶液不變色；碳酸鈉與氯化鈣反應的化學方程式為Na2CO3CaCl2=2NaClCaCO3。探究二：【提出猜想】碳酸鈉與氯化鈣反應生成碳酸鈣沉淀和氯化鈉，由于反應的量不同，所以過濾后澄清濾液中會有的溶質(zhì)可能是NaCl和Na2CO3或NaCl或NaCl和CaCl2；【設計實驗】碳酸鈉與鹽酸反應生成二氧化碳氣體，可以證明碳酸鈉的存在。備考指導備考指導1實驗方案設計類探究題是考查綜合能力的題目，要求很高。它不僅要求學生對物質(zhì)的性質(zhì)、檢驗和制備相當熟悉，而且還要求設計的實驗方案簡單易行，原料價格低廉，無污染等。對于該類問題先要根據(jù)題意搞清或確定實驗的原理，然后緊緊抓住原理進行設計。2解答實驗方案設計類探究題的一般步驟。(1)審清題意，明確實驗目的；(2)弄清反應原理，充分利用題目給出的信息；(3)圍繞主要問題思考，選擇適當?shù)膶嶒灧椒ǎ?4)設計合理的實驗裝置和實驗探究操作步驟；(5)記錄實驗現(xiàn)象、分析實驗結(jié)果，得出正確的結(jié)論。22016菏澤模擬某同學發(fā)現(xiàn)，上個月做實驗用的NaOH溶液忘記了蓋瓶蓋。對于該溶液是否變質(zhì)，同學們展開實驗探究?！静孪爰僭O】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和Na2CO3的混合溶液?！静殚嗁Y料】Na2CO3溶液呈堿性?！驹O計方案】請你完善下表幾組同學探討的設計方案：押題訓練押題訓練 實驗操作實驗操作可能出現(xiàn)的現(xiàn)象與結(jié)論可能出現(xiàn)的現(xiàn)象與結(jié)論同學評價同學評價第第1 1組組若溶液變紅，則猜想(2)不成立第2組同學認為此方案結(jié)論不正確，理由是碳酸鈉溶液也呈堿性，也可使酚酞溶液變紅第第2 2組組若產(chǎn)生白色沉淀，化學方程式是Na2CO3CaCl2=2NaClCaCO3，則猜想(1)不成立第3組同學認為此方案還不能確定猜想(2)還是猜想(3)成立第第3 3組組若濾液不變紅，則猜想(2)成立；若濾液變紅，則猜想(3)成立第1組同學認為不需過濾也能達到實驗目的，更簡單的操作方法是實驗結(jié)束后，讓試管靜置一段時間，取上層清液滴加酚酞溶液【探究實驗】綜合各小組的方案后，動手實驗?！窘Y(jié)論與反思】NaOH溶液易與空氣中的CO2反應而變質(zhì)，所以要密封保存?！就卣寡由臁客瑢W們設計了如圖兩套裝置進行實驗：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。一段時間后，兩裝置中氣球明顯脹大。(1)甲裝置中可能發(fā)生反應的化學方程式是CO22NaOH=Na2CO3H2O(或其他合理答案)。(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(或其他合理答案)。解析：【設計方案】第1組：碳酸鈉溶液也呈堿性，也能使酚酞溶液變紅；第2組：碳酸鈉能與氯化鈣反應生成碳酸鈣沉淀和氯化鈉，加入氯化鈣溶液產(chǎn)生白色沉淀，說明溶液中含有碳酸鈉；第3組：第2組實驗結(jié)束后，讓試管靜置一段時間，取上層清液滴加酚酞溶液即可判斷是否仍有氫氧化鈉?！就卣寡由臁?1)甲裝置中氣球變大，說明裝置內(nèi)的壓強變小，可能是氣體被消耗，如氫氧化鈉和二氧化碳反應生成碳酸鈉和水；(2)乙裝置中氣球變大，說明裝置內(nèi)的氣壓變大，可能是加入鹽酸產(chǎn)生了氣體的緣故，放入的固體可能是活潑金屬或是碳酸鹽。類型類型3 分析評價類探究題分析評價類探究題【例3】“雙吸劑”是常用的袋裝食品的保鮮劑，可用來吸收氧氣、二氧化碳、水蒸氣等氣體。某化學小組的同學在袋裝食品中發(fā)現(xiàn)一包名為“504雙吸劑”的保鮮劑，其標簽如圖所示。同學們對這包久置的“504雙吸劑”的固體樣品很好奇，設計實驗進行探究?！咎岢鰡栴}】久置固體的成分是什么？【收集資料】1.查閱資料：鐵與氯化鐵溶液在常溫下生成氯化亞鐵：Fe2FeCl3=3FeCl2。2打開固體包裝觀察：部分粉末呈黑色、部分粉末呈白色、另有少數(shù)紅棕色的塊狀固體。【作出猜想】久置固體中可能含有Fe、Fe2O3、CaO、Ca(OH)2、CaCO3。你猜想固體中可能含有Fe2O3的依據(jù)是有少數(shù)紅棕色的塊狀固體?！緦嶒炋骄俊咳绫硎羌捉M同學設計并記錄的實驗報告，請你補充完整。實驗操作實驗操作實驗現(xiàn)象實驗現(xiàn)象實驗結(jié)論實驗結(jié)論一、取少量固體加入足量蒸餾水，攪拌溶解固體部分溶解，并放出大量熱固體中一定含有CaO二、過濾，取濾液滴加無色酚酞溶液溶液變紅色固體中一定含有氫氧化鈣三、取濾渣加入足量稀鹽酸固體逐漸消失，產(chǎn)生大量無色氣體，得到淺綠色溶液固體中一定含有鐵粉，一定不含有Fe2O3四、將操作三中產(chǎn)生的氣體通入到澄清石灰水中澄清石灰水變渾濁固體中一定含有CaCO3【實驗質(zhì)疑】乙組同學認為甲組同學在實驗中得出“一定不含有Fe2O3”的結(jié)論是錯誤的，理由是氧化鐵和鹽酸反應生成氯化鐵，鐵和氯化鐵反應生成氯化亞鐵，溶液也是淺綠色；你認為甲組同學哪一步操作得出的結(jié)論也不合理實驗操作二，理由是(用化學方程式表示)CaOH2O=Ca(OH)2?！纠^續(xù)探究】為驗證固體中是否含有Fe2O3，乙組同學用磁鐵先分離出鐵粉，向殘留固體中加入足量稀鹽酸，若溶液呈棕黃色，證明固體中含有Fe2O3。寫出溶液呈棕黃色的化學反應方程式Fe2O36HCl=2FeCl33H2O?！舅悸伏c撥思路點撥】【作出猜想】由于雙吸劑中的鐵粉與空氣中的水和氧氣接觸時會生銹，生成紅棕色的氧化鐵，故可通過“有少數(shù)紅棕色的塊狀固體”這一現(xiàn)象，判斷固體中含有氧化鐵?！緦嶒炋骄俊恳驗樯胰苡谒墒焓曳懦龃罅康臒?，操作一中固體溶解時放出大量熱，由此可以判斷固體中一定含有氧化鈣；甲組同學操作三中：取濾渣放于試管中，滴加足量的稀鹽酸，固體逐漸消失，有大量無色氣體產(chǎn)生，得到淺綠色溶液，固體中一定含有鐵；操作四中澄清石灰水變渾濁，說明實驗操作三中有二氧化碳產(chǎn)生，同時證明了固體中含有碳酸鈣?！緦嶒炠|(zhì)疑】可能含F(xiàn)e2O3的理由是氧化鐵和鹽酸反應生成氯化鐵，鐵和氯化鐵反應生成氯化亞鐵，溶液也是淺綠色；甲組同學的操作二也不合理，因為氧化鈣與水反應后生成氫氧化鈣，溶液呈堿性，也能使無色酚酞溶液變紅?！纠^續(xù)探究】由于鐵可以被磁鐵吸引，故可以用磁鐵分離出鐵粉；然后取殘留固體于試管中，加入適量稀鹽酸，固體減少，有氣泡冒出，溶液變?yōu)樽攸S色，證明固體中一定含有Fe2O3。發(fā)生反應的化學方程式為Fe2O36HCl=2FeCl33H2O。備考指導備考指導要會對簡單的化學實驗探究方案的優(yōu)劣進行評價，并提出自己的建議。對一個實驗方案的評價，要注意從如下幾個方面入手：原理是否正確，即能否達到實驗目的；所用原料是否常見、易得、廉價；是否節(jié)約藥品，即原料的利用率是否高；操作是否簡單，即操作過程是否簡捷優(yōu)化；是否對環(huán)境產(chǎn)生污染；是否有實驗誤差；方案是否有創(chuàng)新；是否安全等。押題訓練押題訓練3如圖所示，某?；瘜W興趣小組用過氧化氫(H2O2)溶液(MnO2作催化劑)制取干燥的氧氣，并用來測定10g某銅粉樣品(含雜質(zhì)碳)中銅的質(zhì)量分數(shù)?；卮鹣铝袉栴}：(1)儀器a的名稱是酒精燈。(2)裝置A中發(fā)生反應的化學方程式是2H2O2 2H2OO2，裝置B的作用是干燥氧氣。(3)通過稱量反應前后裝置D的質(zhì)量，進行計算便可求出樣品中銅的質(zhì)量分數(shù)。(4)實驗完畢，小麗同學誤將用剩的H2O2溶液和裝置C玻璃管中的剩余固體一起倒入燒杯中，發(fā)現(xiàn)有大量的氣泡產(chǎn)生，經(jīng)檢驗確認產(chǎn)生的氣體是氧氣。小剛和小明兩位同學對此頗感興趣，進而展開了他們的探究之旅?！咎岢鰡栴}】是哪種物質(zhì)加快了H2O2的分解速率？【大膽猜想】猜想：剩余固體中的氧化銅加快了H2O2溶液的分解；猜想：剩余固體中的銅粉加快了H2O2溶液的分解；猜想：氧化銅能作H2O2分解的催化劑?！緦嶒烌炞C】實驗方案實驗方案實驗現(xiàn)象實驗現(xiàn)象分析及結(jié)論分析及結(jié)論實驗一：將帶火星的木條伸入盛有5mL5%H2O2溶液的試管帶火星的木條不復燃H2O2溶液常溫下產(chǎn)生氧氣的量很少，不足以使帶火星的木條復燃實驗二：向盛有5mL5%H2O2溶液的試管中加入1g氧化銅固體，將一根帶火星的木條伸入試管，觀察現(xiàn)象。待反應結(jié)束后將試管里的剩余物進行過濾、洗滌、干燥、稱量。對比反應前后氧化銅的質(zhì)量有氣泡產(chǎn)生，帶火星的木條復燃稱得固體質(zhì)量為1g猜想成立，反應前后氧化銅的質(zhì)量相等實驗三：向盛有5mL5%H2O2溶液的試管中加入1g銅粉，將一根帶火星的木條伸入試管，觀察現(xiàn)象沒有氣泡產(chǎn)生，帶火星的木條不復燃猜想不成立(填“成立”或“不成立”)【討論交流】小剛同學認為，根據(jù)實驗二得出的兩個結(jié)論就能判斷成立，你是否支持他的觀點？并簡述理由。答：不支持，因氧化銅能否做H2O2的催化劑還要驗證其反應前后的化學性質(zhì)是否改變。解析：(1)儀器a是酒精燈，是實驗室常用的熱源。(2)過氧化氫在二氧化錳的催化作用下能分解生成水和氧氣；濃硫酸具有吸水性，是常用的氣體干燥劑，常用于干燥和它不反應的氣體，即可用于干燥氧氣。(3)C裝置中的銅能與氧氣反應生成氧化銅，使其質(zhì)量增加，而其中的碳粉又能與氧氣反應生成二氧化碳而使其質(zhì)量減小，故無法通過稱量反應前后C裝置的質(zhì)量來計算銅的質(zhì)量分數(shù)；由于該反應產(chǎn)生的二氧化碳能夠被D裝置全部吸收，通過測定反應前后D裝置的質(zhì)量變化，可知反應生成的二氧化碳的質(zhì)量，進一步計算出參加反應的碳的質(zhì)量，從而求出銅的質(zhì)量并計算出銅的質(zhì)量分數(shù)。(4)由于銅粉是過量的，所以C中的固體在碳粉被完全消耗后，還可能存在未反應的銅，故可猜測是銅粉加快了H2O2溶液的分解。【實驗驗證】氧化銅加快了H2O2溶液的分解，使過氧化氫分解產(chǎn)生氧氣，試管中有氣泡產(chǎn)生，使帶火星的木條復燃；氧化銅是不溶于水的物質(zhì)，要將氧化銅分離出來，需要經(jīng)過過濾；為驗證猜想，故實驗三中應加入1g銅粉；通過實驗現(xiàn)象可知，銅粉不能加快H2O2溶液的分解，故猜想不成立?！居懻摻涣鳌看呋瘎┰诨瘜W反應前后的質(zhì)量和化學性質(zhì)都不變，根據(jù)實驗二不能得出氧化銅在反應前后化學性質(zhì)不變的結(jié)論，因此不能判斷猜想成立。溫馨提示溫馨提示 檢測學習成果，體驗成功快樂！請用高分提升訓練第295300頁。祝你取得好成績！