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專題五　
綜合實驗(含科學探究)
第二部分 專題訓練,聚焦新課標
專題五　綜合實驗(含科學探究)
考試要求 1.科學探究的模型(認知)
2.氣體的制備、收集和檢驗；檢查裝置氣密性的方法(掌握、跨物理學科)
3.陌生氣體的制取、收集和尾氣吸收原理(掌握、初高中銜接)
4.實驗裝置的改進或創新(應用)
5.催化劑特點與應用(理解)
6.依據探究目的設計實驗方案；基于證據進行分析推理及形成結論(應用、初高中銜接)
近年考情 年份 廣東高頻考點 分值 廣州高頻考點 分值 題型
2021 二氧化碳制取、檢查裝置氣密性、多功能瓶使用、氨氣制取、鎂與鹽酸反應中“灰白色沉淀”成分的探究 20 過氧化氫溶液制取氧氣、氧氣的檢驗、催化劑性質與探究、制取氧氣的儀器組裝 8 實驗題
2022 氧氣和二氧化碳制取、確定純堿樣品成分 20 二氧化碳制取、廢液成分的確定及處理 13 實驗題
2023 氧氣的制取、制作氧自救呼吸器、鹽堿地綜合治理與利用 20 酸和堿的反應、重金屬溶液對植物生長的影響、溶液成分探究 18 實驗題
一、氣體制備
方法指導：解題時需掌握氣體的制備、收集和檢驗，檢查裝置氣密性的原理和方法。陌生氣體的制備原理與常見氣體相同，考查實驗模型的應用能力和解決實際問題的能力。萬能瓶的操作方法只需掌握實驗原理，不必死記硬背。
【例題1】(2021年廣東省改編)根據如圖所示實驗裝置，回答下列問題。
(1)儀器a的名稱是　 　　　。
(2)用裝置A制取CO2，分液漏斗中盛裝的藥品是　　　　；用裝置C收集CO2，氣體應從導管口　　　　(選填“b”或“c”)通入。
(3)用裝置B制取O2，檢查裝置氣密性的操作是 ________________　

　。
試管中反應的化學方程式為 　 。
錐形瓶
稀鹽酸
b
連接好裝置，
將玻璃導管伸入水中，用手捂住試管，若導管有氣泡冒出，松開手后形成一段穩定不回落的水柱，則說明氣密性良好
(4)某同學在學習氮肥時，查閱資料：①氨氣極易溶于水，其水溶液稱為氨水；②氨水在濃度大或受熱時易分解放出氨氣。實驗室用生石灰和濃氨水在常溫下能快速制取氨氣的原因是________________ 　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　；制備氨氣選擇的發生裝置是　　　(選填字母)。制得的氨氣用裝置　　　　收集，入氣口為 　 。
(5)氨氣有刺激性，　　　　(選填字母)裝置不適合吸收氨氣。
生石灰和水反應
放出大量熱，濃氨水受熱易分解放出氨氣
A
C
c
E
點撥：此題為氣體制取、跨物理學科題。要求學生掌握常見氣體的制取原理，同時將提取的新信息與已有知識重新整合，并應用到新情境中。(2)圖C考查多功能瓶集氣法，考查學生對實驗改進的理解。無論將多功能瓶“正放”還是“倒放”，都不能用死記硬背的方法，解決的技巧是瓶內出氣管口在空氣層。二氧化碳(相對分子質量為44)密度比空氣(平均相對分子質量為29)大，因為空氣在上層，所以導管口c為出氣口。 (4)①②為新信息，根據反應物的狀態和反應條件選擇合適的裝置制備氨氣；根據氨氣的水溶性可知，收集氨氣不適用排水法。氨氣(相對分子質量為17)密度小于空氣，因為空氣在下層，所以導管口b為出氣口。 (5)提取信息，氨氣溶于水后形成負壓造成倒吸，選擇防倒吸裝置吸收尾氣。
二、科學探究：
方法指導：掌握實驗探究的基本模型、路徑和方法。“查閱資料”環節實際考查閱讀檢索力和閱讀整合力。解題過程中要求學生具有扎實的基礎知識以及探究實驗異常現象的能力。試題中考查學生動手實驗能力、解決實際問題的能力以及敢于質疑的科學精神。
【例題2】(2023年中考題)向盛有一定量純堿溶液的試管中加入氯化鋇溶液，充分反應。
【提出問題】濾液中的溶質是什么？
【猜想與假設】猜想一：氯化鈉；猜想二：氯化鈉和碳酸鈉；
猜想三：　　　 　 　　　。
【進行實驗】
實驗操作 實驗現象 實驗結論
取少量濾液于試管 中，加入適量 　 　　　 　　　　　　　　　 ___________________ 猜想三成立
氯化鈉和氯化鋇
稀硫酸(答案合理即可)
產生白色沉淀
(答案合理即可)
點撥：此題屬于溶液成分探究題，成分分析時需關注：①物質是否參與反應？②物質(離子)是否共存？兩種反應物或不能共存的離子不可能都過量。③反應的生成物是什么？④各物質的狀態，濾液中是否存在可溶性生成物？⑤組合溶液成分。⑥離子的檢驗遵循“優先聚焦”原則。
【例題3】(2021年廣東省)某興趣小組探究鎂與稀鹽酸的反應。
(1)鎂與稀鹽酸反應的化學方程式為 　 。
(2)實驗前，用砂紙打磨鎂條的目的是 　 。
(3)將打磨后的鎂條放入稀鹽酸中，一段時間后發現有“灰白色沉淀”產生的異常現象。
Mg+2HCl === MgCl2+H2↑
除去表面的氧化物
【提出問題】灰白色沉淀可能含有什么物質？
【查閱資料】Mg(OH)2受熱分解生成MgO和H2O；變色硅膠遇水由藍色變為粉紅色；堿式氯化鎂［Mg(OH)Cl］不溶于水，受熱易分解生成MgO和HCl氣體。
【作出假設】甲同學認為灰白色沉淀中不含MgCl2，你認為原因是　　　　　　　　。
乙同學認為灰白色沉淀中可能含有：猜想Ⅰ.Mg；猜想Ⅱ.Mg(OH)Cl；猜想Ⅲ.Mg(OH)2。
氯化鎂易溶于水
【實驗探究】乙同學將灰白色沉淀洗滌、干燥后，分別置于編號為①②③的試管中。
實驗 實驗操作 實驗現象 實驗結論
實驗1 向試管①中加入適量_________　　　　　　　　(填物質名稱) 沉淀消失，無氣泡產生 猜想Ⅰ不成立
實驗2 加熱試管②，并將蘸有紫色石蕊溶液的濾紙條置于試管口 濾紙條變紅 猜想Ⅱ　　　　
實驗3 加熱試管③，將產生的氣體通過變色硅膠 變色硅膠 　　　 　　 　　　　　　　　 ____________ 猜想Ⅲ成立
稀鹽酸
成立
由藍色變為
粉紅色
【討論分析】實驗2中濾紙條變紅是由于HCl氣體溶于水使溶液呈
　　性，生成HCl氣體的原因是 　 (用化學方程式表示)。
酸
點撥：此題培育學生的科學精神，勇于探索實驗異常現象。科學探究模型包括 “提出問題→猜想與假設→制定計劃與設計實驗→進行實驗與搜集數據→分析與論證→評估→交流與合作”等環節。解答此題需提取信息，與已有知識相整合并大膽質疑得出結論。【討論分析】中根據題干信息寫出生成物，根據原子守恒配平化學方程式。
類型一　氣體制備
1.(2023年廣東省)“鹽穴儲氣”是一種地下儲能技術，進氣時采集鹽水，注水時排天然氣，原理如圖所示。下列說法正確的是(　　)
A.天然氣是可再生能源　　　
B.天然氣難溶于鹽水
C.從m端進氣可采集鹽水　　　
D.從n端進水可排天然氣
B
2.(2023年廣州市節選)制備CO的原理是HCOOH CO↑+H2O(HCOOH在常溫下為液態)，如圖所示三種氣體發生裝置中，可用于制備CO的是　　　(選填字母)。
C
3.(2022年深圳市)為探究某塑料的組成元素，設計了實驗I和 II。回答下列問題。
實驗I.制取氧氣(圖1)
(1)若用一種暗紫色固體制取 O2，發生反應的化學方程式為_______
　　　　　　　　　　 　，發生裝置應選擇上述裝置　　　　　(選填字母)。
(2)欲制取干燥的O2，裝置合理的連接順序為：發生裝置→C→
　　　　　(選填圖1字母)。連接裝置時，發生裝置的出氣口應與裝置C中　　　　(選填“a”或“b”)端相連。
A
F
a
實驗Ⅱ.組成探究(圖2)
(3)定性檢測(已知無水CuSO4遇水變藍色)。
由上述實驗可知，該塑料一定含有的元素是　　　　　　 (填元素符號)。
實驗操作 實驗現象 實驗結論
連接裝置，檢查氣密性，裝入試劑并按圖2進行實驗。通入O2，一段時間后，點燃J處酒精燈 裝置H中無水CuSO4變 　　　　　　色 塑料燃燒產物中有H2O
裝置I中　　　　　 塑料燃燒產物中有CO2
藍
變渾濁
H、C
(4)定量測定
　　為進一步確定組成，將 1.4 g該塑料在足量O2中完全燃燒，共產生了 4.4 g CO2和 1.8 g H2O，依據質量守恒定律，可推斷該塑料
　　　 　(選填“含有”或“不含”)除上述結論之外的元素。
不含
4.(經典中考題)分液漏斗是化學實驗室一種常用的儀器，可用于滴加液體或分離互不相溶的兩種液體。實驗室部分反應裝置如圖1所示。
(1)實驗室用KClO3制取O2的化學方程式為 　 。
(2)實驗室制取氣體通過反應物狀態、反應條件等選用相應反應裝置，請完成下表空格。
制取的氣體 反應物 反應條件 反應裝置(選填字母)
O2 KClO3固體 催化劑MnO2固體、加熱 　　　
　　　 H2O2溶液 催化劑MnO2固體、常溫 C或D
CO2 ________________　　　　　　和　　　　 常溫 　　　　或　　　　
N2 NH4Cl飽和溶液與NaNO2飽和溶液 加熱 　　　
A
O2
塊狀大理石
(或塊狀石灰石)
稀鹽酸
C
D
B
(3)下列關于裝置C和D的說法正確的是　　　 　(選填字母)。
A.裝置C發生反應時，分液漏斗下端必須浸沒在液體中
B.裝置D發生反應時，長頸漏斗下端必須浸沒在液體中
C.裝置C和D的氣密性檢查的操作方法相同
D.裝置C和D均可用于制取一定量的H2
BD
(4)為測定高錳酸鉀分解生成氧氣的體積，應選用圖2裝置________　　　　　(選填序號)，量筒的作用是 　 。
③
通過量水的體積得知氧氣的體積
5.(2023年花都區模擬題改編)如圖1所示為實驗室常用于制取氣體的儀器。回答下列問題。
(1)為獲取少量的二氧化碳氣體，實驗室常用大理石與稀鹽酸的反應制取，該反應的化學方程式是 　 。
為制取和收集干燥的二氧化碳，請從上面提供的裝置中選擇適合的裝置并進行組合，組合的順序是　　　　(選填字母)。
CaCO3+2HCl === CaCl2+H2O+CO2↑
BFD
(2)二氧化氮是一種棕紅色的有毒氣體，能與水反應，可以和氫氧化鈉溶液反應生成亞硝酸鈉(NaNO2)、硝酸鈉等物質。實驗室用的少量二氧化氮可利用銅片和濃硝酸制取，化學方程式為Cu+4HNO3(濃)
Cu(NO3)2+2H2O+2NO2↑。上面提供的裝置最適合用于該實驗的發生裝置是　　　　　　(選填圖1字母)。如果用如圖2裝置收集二氧化氮，氣體應從導管口　　　(選填“a”或“b”)進入。為防止二氧化氮污染空氣，從另一端管口排出的氣體需要通入
　　　　　　 　溶液中，反應的化學方程式是
。
A
b
氫氧化鈉
2NO2+2NaOH === NaNO2+NaNO3+H2O
6.(經典模擬題)根據如圖所示裝置，回答下列問題。
(1)寫出標號儀器的名稱： ①　　　　　　；②　　　　　　　。
(2)實驗室用高錳酸鉀制取氧氣，若用裝置E收集氧氣，當觀察到
　　　　　　　　　　 時，再把導管口伸入盛滿水的集氣瓶里。
(3)乙炔(C2H2)是重要的化工原料。實驗室用電石(CaC2塊狀固體)與水反應來制取乙炔氣體，應選用的發生裝置是　　　　(選填字母)。
錐形瓶
水槽
有氣泡均勻連續地冒出
B
(4)小明同學用裝置B、 C組合制取二氧化碳，當用燃著的小木條放在裝置C瓶口時，發現小木條始終不熄滅，說明氣體沒有集滿，可能的原因是 　 。
(5)檢查裝置F氣密性的方法是把針筒中的活塞內推后，靜置觀察，若看到　　　　　　　　　　　　　　　　，說明氣密性良好。
氣密性不好(或藥品量不足，答案合理即可)
長頸漏斗下端形成一段穩定水柱
(6)實驗室用鋅與濃鹽酸反應制取純凈、干燥的氫氣，可將制得的氣體先通過盛有　　　　　 　　的洗氣瓶，再通過盛有　　　　　　　的洗氣瓶。
NaOH溶液(或水，答案合理即可)
濃硫酸
類型二　科學探究
7.(2020年廣東省)某興趣小組在學習碳(C)的化學性質時，了解到高溫下C與CuO反應生成CO2，C還能使CO2轉變成CO。于是對過量木炭還原CuO的氣體產物中是否含有CO進行了探究。
【猜想與假設】C還原CuO時產生的CO2與C進一步反應生成CO，生成CO的化學方程式是 。
【查閱資料】CO不與NaOH、Ca(OH)2及H2SO4反應。
【實驗方案】取研細和干燥后的木炭(0.3 g)和CuO(2.0 g)，混合均勻并裝入試管，連接裝置，高溫反應，檢驗氣體。
【實驗過程】
(1)由如圖所示裝置③中粉末的顏色變化可檢驗CO，除此外，還可通過幾種裝置的組合，由另一種明顯的現象來進一步確定CO的存在，則裝置連接的最佳順序為　　　　(選填字母)→尾氣處理。
A.①→②→③→④　 B.④→①→②→③→①
C.①→④→①→③→②　 D.③→④→①→②
B
(2)上述進一步確定CO存在的現象是__________________________ 　
　 (除裝置③中粉末的顏色變化外)。
(3)裝置③中發生反應的化學方程式是 　 。
(4)寫出CO尾氣處理的方法： 　 (寫一點)。
【實驗結論】高溫下，過量木炭還原CuO的氣體產物中有CO。
【延伸應用】冬天，室內用炭火取暖時，應注意　　　　　。
第一次經過①時澄清石灰水
不變渾濁，經過③后的澄清石灰水變渾濁
增加點燃的酒精燈(答案合理即可)
通風
8.(2022年廣州市節選)某校學生用鹽酸和碳酸鈣制備CO2，產生了大量廢液。興趣小組通過以下研究確定廢液處理方案。
①寫出制備CO2的化學方程式：______________________________。
②推測廢液所含溶質：
推測一.　　　　　　　　；推測二.CaCl2和HCl。
CaCO3+2HCl === CaCl2+H2O+CO2↑
CaCl2
③若要用一種藥品驗證哪種推測成立，可選擇的有　　　　(選填字母)。
A.石蕊溶液　　　　 B.AgNO3溶液　　　　
C.鋅粒　　　　 D.CuO粉末
ACD
9.(2023年深圳市)已知H2與菱鐵礦(主要成分為FeCO3，其他成分不參與反應)反應制成納米鐵粉。如圖1所示，某小組進行探究并完成實驗。
查閱資料：①H2能與CuO反應生成H2O，H2O能使無水硫酸銅變藍；
②CO2與無水硫酸銅不反應。
(1)某同學探究反應后氣體成分，先將反應后氣體通入無水硫酸銅，無水硫酸銅變藍，證明氣體中含有　　 　，再通入足量的澄清石灰水，澄清石灰水變渾濁，反應方程式為 ____________________
　 。
水
CO2+Ca(OH)2
=== CaCO3↓+H2O
(2)對剩余氣體成分進行猜想：
猜想一.H2；猜想二.　　　　；猜想三.CO和H2。
濃H2SO4的作用是　　　　　　　　　　　　　　。
實驗記錄 甲中現象為　　　　　　　　　　，乙中 無水CuSO4變藍，丙中變渾濁 猜想
　　　正確
CO
除去剩余氣體中的水蒸氣
黑色固體變紅
三
(3)熱處理后的納米鐵粉能夠除去地下水中的磷元素， 450 ℃或550 ℃熱處理納米鐵粉的除磷率及pH如圖2所示，分析　　　　　℃時及　　　　(選填“酸性”或“堿性”)處理效果更好。
550
酸性
10.(2023年中考題)如圖所示，某化學興趣小組同學將澄清石灰水和稀鹽酸混合，充分反應，得到溶液A。
【提出問題】反應后溶液A的溶質成分是什么？
【作出猜想】
猜想一：CaCl2；
猜想二：　　　　 　　　　；
猜想三：CaCl2、Ca(OH)2。
【查閱資料】CaCl2溶液呈中性。
CaCl2、HCl
【討論交流】在討論方案時，某些同學認為可以直接將滴有無色酚酞的碳酸鈉溶液B倒入A中，根據實驗現象來驗證猜想，其中甲、乙、丙三位同學的觀點如表所示。
同學 預測實驗現象 結論
甲 產生白色沉淀，溶液為無色 猜想一成立
乙 產生無色氣泡，溶液為無色 猜想二成立
丙 產生白色沉淀，溶液為紅色 猜想三成立
你認為上述　　 　同學依據預測實驗現象得出的結論是不合理的。
【實驗驗證】丁同學將B中溶液倒入A中進行實驗，觀察到有無色氣泡和白色沉淀生成，溶液為紅色，與甲、乙、丙三位同學預測的實驗現象有所不同。實驗中產生的白色沉淀是　　 　(填化學式)，丁同學的實驗現象能證明猜想　　　成立。
丙
CaCO3　
二
【反思拓展】大家認為還可以選擇其他方案來驗證猜想。你認為下列方案可行的是　　 (選填序號)。
①測A中溶液的pH　
②向A中溶液中通入CO2氣體　
③向A中溶液中滴加AgNO3溶液
①

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