《中考化学拉分题专练—实验探究题》拉分练07 收集证据解释类实验探究题（教师版）

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拉分练 07 收集证据解释类实验探究题

1.小明在查阅资料时看到镁是航空工业的重要材料，决定探究镁的性质．

（1）小明推测镁能与________、与________、与硫酸铜溶液等三类物质反应，他的依据是金属的

化学性质．

（2）小明设计了如下实验对假设进行验证．

①取一支试管，放入一根镁条，加入一定量稀盐酸，观察到有无色气体产生，发生反应的化学方程

式为________．将镁条换为铁丝，重复上述操作，可观察到产生气体的速率________（填“变换”、

“变慢”或“不变”）．

②另取一支试管，放入一根镁条，加入一定量硫酸铜溶液，观察到镁条表面有少量气泡产生，且有

黑色物质生成．

（3）镁条与硫酸铜溶液反应的现象让小明感到困惑，他去图书馆查到相关资料：

资料 1：硫酸铜溶液在配制时加入了少量硫酸；

资料 2：当金属粉末颗粒很小时，容易成为黑色；

资料 3：实验过程中发生了一系列复杂的反应，生成的黑色粉末可能是 CuO、Cu 中的一种或两种、

资料 4：CuO 能和稀硫酸反应生成蓝色溶液．

小明猜想镁条与硫酸铜溶液反应的实验中产生的气体可能为________．

（4）小明进一步设计实验确定黑色粉末的成分，请在下表中补全实验方案．

¤实验操作 ¤实验现象 ¤结论

¤将黑色粉末过滤，晾干后，分成两份

¤将其中一份装入试管中，向其中加入稀硫酸 ¤溶液由无色变成蓝色 ①________

¤将另一份置于坩埚中，称其质量为 m1 ，在空

气中加热一段时间后冷却，称其质量为 m2 ．

②________ ¤黑色粉末中含

【答案】（1）氧气；盐酸（2）Mg+2HCl═MgCl2+H2↑；变慢（3）H2

（4）黑色粉末中含 CuO；样品质量增加

【解析】（1）镁是金属活动顺序表中位于氢前面的金属，因此可推测镁能与 O2反应、与稀盐酸反

应、与硫酸铜溶液反应；（2）镁和稀盐酸反应生成氯化镁和氢气，发生反应的化学方程式为

Mg+2HCl═MgCl2+H2↑；因为在金属活动性顺序中，铁排在镁的后面，因此将镁条换为铁丝，重复

上述操作，可观察到产生气体的速率变慢；（4）①根据资料，硫酸铜溶液在配制时加入了少量硫

酸，因此镁条与硫酸铜溶液反应的实验中产生的气体可能为氢气；②根据澄清石灰水变浑浊说明通

入一氧化碳加热反应后生成了二氧化碳，二氧化碳是一氧化碳还原氧化铜得到的，因此结论是黑色

粉末中含 CuO；

根据结论“黑色粉末中含 Cu”可知样品在空气中加热一段时间后冷却，样品质量会增加．

2.请你参与某学习小组研究性学习的过程，并协助完成相关任务。

【研究课题】探究水壶内部水垢的主要成分

【查阅资料】通过查阅资料知道，天然水和水垢所含的物质及其溶解性如下表：

物¤质 Ca(HCO3)2Mg(HCO3)2Ca(OH)2Mg(OH)2CaCO3MgCO3

溶解性可溶可溶微溶不溶不溶微溶

（1）【提出猜想】水垢的主要成分一定含有 Mg(OH)2和，可能含有 Ca(OH)2和。

（2）【设计方案】

（1）甲同学在烧杯中放入少量研碎的水垢，加入适量蒸馏水充分搅拌，静置。取上层清液滴入

Na2CO3溶液，如果没有白色沉淀，说明水垢中无 ¤ (填化学式)。

（2）乙同学设计了下列实验装置，进一步确定水垢中含有碳酸盐的成分。

其主要实验步骤如下：

①按图组装仪器，将 50g 水垢试样放入锥形瓶中，逐滴加入足量稀盐酸。若D瓶增重 22g，则水垢

全部是 CaCO3。

②待锥形瓶中不再产生气泡时，打开活塞b，从导管a处缓缓鼓入一定量的空气；

③称量 D瓶内物质增加的质量；

④重复②和③的操作，直至 D瓶内物质质量不变。

测量滴加稀盐酸体积与D瓶内物质增加质量的关系如¤右图曲线所示

（3）【评价】

（1）A瓶中的 NaOH 溶液起到________作用。若A瓶中无 NaOH 溶液，D瓶中的质量将________

（填“增大”、“不变”或“减小”）。

（2）一般情况下，两种不同金属形成的碳酸盐与足量盐酸反应时，若两金属的化合价相同、两种

盐的质量相同，则相对分子质量小者放出的气体多。分析曲线图可知：水垢中一定含有________

（化学式），理由是。

【答案】（1）CaCO3 ；MgCO3 （2）Ca(OH)2 （3）吸收 CO2；增大；MgCO3 ；实际生成 CO2的

质量是 24g，大于22g

【解析】【提出猜想】水垢为固体，所以水垢的主要成分应该是不溶的或是微溶的物质，结合题给

的“查阅资料”部分可知，不溶的是 Mg(OH)2和CaCO3 ，可溶的是 Ca(OH)2和MgCO3。

【设计方案】（1）结合猜想分析，向上层清夜中加入碳酸钠时，如果存在着氢氧化钙，就会产生

沉淀，但是实验结果是没有沉淀产生，所以可判断水垢中没有氢氧化钙。

【评价】（1）由于空气中含有二氧化碳，所以在通入空气时，要把空气中的二氧化碳除去，如果

不除去空气中的二氧化碳，则会导致 D装置中的氢氧化钠多吸收了二氧化碳，所以会导致 D瓶的

质量增加。

（2）根据题给条件可知，如果全部是碳酸钙则生成 22g 气体，而题目中生成了 24g 二氧化碳，再

根据“两种不同金属形成的碳酸盐与足量盐酸反应时，若两金属的化合价相同、两种盐的质量相同

则相对分子质量小者放出的气体多”，根据 Mr（MgCO3）=84 小于 Mr（CaCO3）=100，则可以判

断在水垢中还含有碳酸镁。

3.氮化镁是一种应用范围非常广泛的无机化合物，它可用于制备高硬度、高热导、抗腐蚀、抗磨损

和耐高温的其它元素的氮化物，制备特殊的陶瓷材料等．某校化学研究小组用镁与氮气反应制备氮

化镁（Mg3N2），并用实验方法测定氮化镁的纯度．

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