中考考情分析
重庆中考化学当中,实验题板块共22、23两道大题。22题通常考察书本上的基础实验如气体制备、溶液配制、性质探究等,23题则是我们通常所说的实验探究题了。考察知识以酸、碱、盐为主,兼顾其他知识探究,内容往往来自教材实验、某一化学反应或某一化学情景,考察学生设计实验、分析问题及解决问题的能力。
从近几年中考内容来看,涉及的主要类型有:影响因素的探究(近三年A卷都有考察)、物质变质情况的探究(2019年B卷)、混合物成分的探究(2018年B卷)、反应后溶液中溶质成分的探究等。
以下针对考察较多的“影响因素的探究”进行方法引导。
控制变量法
影响因素的探究实验往往会涉及到一个重要的科学探究思想——控制变量法。
控制变量法:如果有多个因素(即变量)对实验的结果存在影响,为集中研究其中一个因素,往往控制其他的变量保持不变,只改变某单一变量,并通过对比实验来明确该变量对研究对象的影响情况。
控制变量法在初中化学中的应用:
1、 影响化学反应的因素
2、 金属生锈的条件
3、 物质燃烧的条件
4、 影响固体物质溶解能力的因素
控制变量法科学探究的解题思路:
回归课本:
1、燃烧条件的探究
铜片上的白磷和铜片的红磷实验探究得出的结论:燃烧需要达到可燃物的着火点。
铜片上的白磷和水中的白磷实验探究得出的结论:燃烧需要氧气。
2、铁钉锈蚀的条件探究
①和②的对比实验探究得出的结论:铁钉生锈需要氧气。
①和③的对比实验探究得出的结论:铁钉生锈需要水。
②和③为什么不能作对比:存在两个变量:水、氧气。
三、影响化学反应速率的因素探究
影响化学反应速率可以从内因和外因两个角度进行猜想:
内因:①反应物的种类(即反应物的性质);
②反应物的浓度(溶液通常指溶质的质量分数、固体通常指纯度);
③反应物的接触面积(通常指固体反应物的颗粒大小);
外因:1、温度
2、催化剂
a.是否使用催化剂
b.催化剂的种类
c.催化剂的质量
d.催化剂的颗粒大小(即催化剂与反应物的接触面积)
典例分析:
以下是某研究小组探究影响反应速率部分因素的相关实验数据。
实验序号 | 过氧化氢溶液浓度/% | 过氧化氢溶液体积/mL | 温度/℃ | 二氧化锰的用量/g | 收集氧气的体积/mL | 反应所需的时间/s |
① | 5 | 1 | 20 | 0.1 | 4 | 16.75 |
② | 15 | 1 | 20 | 0.1 | 4 | 6.04 |
③ | 30 | 5 | 35 | — | 2 | 49.21 |
④ | 30 | 5 | 55 | — | 2 | 10.76 |
(1)通过实验①和②对比可知,化学反应速率与 有关;从实验③和④对比可知,化学反应速率与温度的关系是 ;
(2)化学反应的实质是微观粒子相互接触、碰撞的结果,化学反应速率与微观粒子的概率有关。试从微观角度解释“反应物浓度越大,化学反应速率越快”的原因是 。
(3)用一定量15%的过氧化氢溶液制氧气,为了减小反应速率,可加适量的水稀释,产生氧气的总质量 (选填“减小”或“不变”或“增大”)。
【利用“控制变量法”的解题策略】
【解析】正确对比分析表中实验数据是确定研究变量和得出实验结论的关键。实验①和②中只是过氧化氢的浓度发生了改变,其他因素没有变化。实验③和④只是改变了温度,温度越高反应速率越快;反应物的浓度越大,反应速率越快;反应物的浓度只影响化学的速率,不影响生成物的量,因此在一定的过氧化氢溶液中加水,只是产生氧气的速率减慢,但生成氧气的质量不变。
【答案】(1)反应物浓度(或浓度) 温度越高,化学反应速率越快 (2)反应物浓度越大,单位体积的反应物中含有的粒子数越多,粒子间碰撞的概率越大,化学反应速率越快 (3)不变
习题练习:
化学反应速率是衡量化学反应进行快慢的物理量。为了探究影响化学反应速率的因素,以过氧化氢分解为研究对象进行实验。
三个小组均采用如图装置进行实验,记录收集 10 mL 氧气的时间。实验室可供选择的试剂有: 2.5%、5%、10%三种浓度的 H2O2 溶液、MnO2、CuO、红砖粉末。
A组:探究催化剂对化学反应速率的影响
取5mL10%H2O2溶液,三次实验分别加入0.5gMnO2、红砖粉末、CuO进行实验,记录数据如下:
试剂 | MnO2 | 红砖粉末 | CuO |
t/s | 10 | 60 | 20 |
由此可出结论:MnO2、CuO对H2O2分解有催化作用,红砖粉末无催化作用,某同学对该结论提出疑问。
补充对比实验,操作为 。
结果:长时间(大于100s),收集到很少量气体。
更正结论:红砖粉末 (选填“有”、“无”)催化作用,三者中 催化效率最高。
B组:探究浓度对化学反应速率的影响
甲同学:取10mL5%H2O2溶液,加入0.5gMnO2为催化剂,进行实验,记录时间t1。
乙同学:取10mL2.5%H2O2溶液,加入0.5gMnO2为催化剂,进行实验,记录时间t2。
实验结果 。
结论:浓度越大,反应速率越快。
丙同学:对实验设计提出疑问,并补充实验 。
记录时间t3,且t1<t3<t2。
更正结论为:当 时,反应物浓度越大,反应速率越快。
C组:探究 对化学反应速率的影响。
取10mL5%H2O2溶液和0.5gCuO为催化剂进行实验,两次实验分别将试管置于冰水浴和50℃热水浴记录时间t4、t5,且t4>t5。
结论:当反应物浓度和催化剂相同时, 。
综上所述:①为了研究某一因素对化学反应速率的影响,必须 。
②探究发现影响化学反应速率的因素有 。
【解析】证明红砖粉末有无催化作用,必须与没加催化剂时进行比较,所以需要补做实验:取5mL10%H2O2溶液,记录数据,通过实验可知红砖粉有催化作用;催化效率最高的物质,在相同条件下反应速率最快,由表中数据可知二氧化锰的催化效果最好;
根据结论:浓度越大,反应速率越快,可知反应物浓度越高,反应速率越快,收集相同体积气体需要的时间越短,所以t1<t2;
从丙同学的结论进行反推,催化剂不同时,进行对照,需要补充实验:取10mL5%H2O2溶液,加入0.5gCuO为催化剂,进行实验,记录时间t3.因为t1<t3<t2得出结论:催化剂相同时,反应物浓度越大,反应速率越快;
C组实验中温度不同,所以影响因素是温度,温度越高,反应速率越快,在设计对照实验时只允许有一个变量,其他量相同;根据实验过程可知为了研究某一因素对化学反应速率的影响,必须只允许有一个变量,其他量必须相同;由探究过程可知影响反应的因素有催化剂、反应物浓度、温度。
【答案】取5mL10%H2O2溶液,记录数据;有;二氧化锰;t1<t2;取10mL5%H2O2溶液,加入0.5gCuO为催化剂,进行实验,记录时间t3;催化剂相同;温度;温度越高,反应速率越快;只允许有一个变量,其他量必须相同;催化剂、反应物浓度、温度。
自主练习:
某兴趣小组发现铁钉生锈需要几天的时间,询问老师如何加快铁钉生锈的速度。
老师说氯化物可能加快铁钉生锈的速度。
【提出问题】氯化物对铁钉生锈有怎样的影响?
【查阅资料】
ⅰ.NaCl、CaCl2、CuCl2等由氯离子与金属离子构成的盐属于氯化物。
ⅱ.铜能与氧气反应,生成黑色的CuO。
ⅲ.CuO能与稀硫酸发生反应:CuO+H2SO4═CuSO4+H2O。
【进行实验、分析解释、获得结论】
实验1:探究氯化物对铁钉生锈速度的影响。
试管 编号 | ① | ② | ③ | ④ |
实验 | ![]() | ![]() | ![]() | ![]() |
现象 | 2天后,铁钉表面出现红色 | 1天后,铁钉表面出现红色 | 1天后,铁钉表面出现红色 | 7分钟时铁钉表面出现红色,20分钟后试管底部出现红色沉淀 |
分析实验①②③可以得到的结论是氯化物______(填“能”或“否”)加快铁生锈。
小组同学认为,试管④中的红色沉淀可能是铁锈,也可能是铜。他们认为红色沉淀可能是铜的理由是________________________________________(用化学方程式解释)
实验2:探究试管④中红色沉淀的物质组成。
实验步骤 | 实验操作 | 实验现象 |
Ⅰ | 将试管④中的红色固体加入试管中,再向试管中加入足量的____________________。 | 红色固体大部分溶解,溶液变为黄色 |
Ⅱ | 将步骤Ⅰ所得的混合物过滤,洗涤、干燥滤纸上的固体 后,置于石棉网上加热。 | 红色固体变黑 |
Ⅲ | 将步骤Ⅱ所得的黑色固体置于试管中,再加入足量稀硫酸 |
步骤Ⅰ中所加入的试剂是____________________。
步骤Ⅲ中观察到的实验现象是_________________________________。
由实验探究二分析试管④中红色沉淀的物质组成是_________(填字母) 。
A.只有铁锈 B.只有铜 C.铁锈和铜
【反思与应用】
综上,该小组推测氯化物与铁钉生成的金属能进一步加快铁钉生锈,则在等体积、等浓度的 NaCl 溶液中,铁铜合金的生锈速率_____(填“快于”或“慢于”)纯铁的生锈速率。
【答案】能;CuCl2+Fe═FeCl2+Cu;稀盐酸或稀硫酸;黑色固体全部溶解,溶液变为蓝色;C;快于
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