中考冲刺：开放性试题（提高）【巩固练习】1. 人们可以对物质从不同的角度进行分类。请根据示例将酒精、醋酸、水、食盐四种物质进行分类，并写出分类依据。不同类的物质分类依据示例食盐 常温下食盐是固体，其余是液体分类一分类二2．（2011 广东）有三种白色粉末，分别是碳酸钡、硫酸钡和碳酸钠。请设计一个实验方案，把这三种粉末区分开来。叙述实验操作、预期现象与结论。 （实验室仅提供了稀盐酸、Na2SO4溶液、蒸馏水以及常用的实验仪器）实验操作 预期现象与结论3．小光在研究性学习中了解到氢气具有还原性。他设计了一个实验，利用氢气的还原性来探究某不纯的氧化铜样品中氧化铜的质量分数（杂质为铜，不与氢气反应），C 装置中发生反应的化学方程式为 H2+CuO Cu+H2O。 友情提示：氯化钙固体可用作干燥剂。 装置如图所示，部分起固定作用的装置未画出。 （1）他取 10 g 样品放入 C 装置中，完全反应后，测得 D 装置的质量增加了 1.8 g，请你根据化学方程式计算原样品中氧化铜的质量分数。 （2）小明同学用同样的装置进行实验，实验结果与小光所得的正确结果比较出现偏差，请你分析可能造成误差的原因（写一条即可）： 。 （3）小光是利用氢气还原氧化铜的原理进行测定，请你简要写出其他测定样品中氧化铜的质量分数的方法和要测定的数据（用文字叙述，无需写出具体质量数值）。4．某校研究性学习小组用如图所示装置进行镁条在空气中燃烧的实验，燃烧、冷却后打开止水夹，进入集气瓶中水的体积约占集气瓶容积的 70％。 △ （1）图中 A 仪器的名称是________，燃烧、冷却后打开止水夹，水能进入集气瓶中的原因是________ 。 （2）如果镁条只和空气中氧气反应，则进入集气瓶中的水的体积最多不超过其容积的________％。现进入集气瓶中水的体积约为其容积的 70％，根据空气的组成可推出减少的气体中有氮气。 【发现问题】氮气是怎么减少的呢？ 【假设一】氮气与镁条反应而减少。 【假设二】________________。 【查阅资料】镁条在氮气中能燃烧，产物为氮化镁（Mg3N2）固体。氮化镁中氮的化合价是________。镁条还可以在二氧化碳气体中燃烧生成碳和氧化镁，该反应的类型是 。 （3）通过以上探究，你对燃烧的有关知识有了什么新的认识： （写出一点即可）。5．实验室要配制 50 g 溶质质量分数为 20％的硫酸钠溶液，现有 25 g 溶质质量分数为 40％的硫酸钠溶液、20 g 溶质质量分数为 15％的硫酸钠溶液及足够多的硫酸钠固体和蒸馏水，请选用上述药品，设计两种配制方案填入下表中。配制方案（只要说明配制时所需的各种药品及用量即可）方案一方案二6．冬日里的一天，某班教室的暖气片和暖气管的接口处突然爆裂，里面喷出大量的黄色液体，并伴有一些红褐色的固体。水暖师傅、老师及同学们进行了紧急抢修。事后，同学们出于好奇收集了红褐色固体进行探究。 [初步分析] 红褐色固体的主要成分是铁锈，铁锈的成分复杂，主要是________；由此联想到铁在空气中锈蚀，实际上是铁跟________、________等物质相互作用，发生一系列复杂的化学反应的过程。 [搜集资料] ① 不溶性碱 金属氧化物+水（反应前后元素化合价不变）； ②暖气片是由生铁铸成的； ③当地暖气用水为硬度较大的自来水； ④铁与铜都属于金属，有部分相似的化学性质，如：铜在潮湿的空气中可以形成铜绿[化学式为 Cu2(OH)2CO3]。 [提出猜想] 请你根据上述任意一种资料分析，红褐色物质中还可能含有的物质是________（写一种物质即可），你猜想的依据是 。 [设计实验] 请设计二个实验来验证你的猜想（红褐色固体已干燥并研成粉末）。实验过程 预期的实验现象7．小明暑假期间到农田施肥时，发现撒落在地上的碳酸氢铵在阳光的照射下很快消失了，同时有浓烈的刺激性气味。他很好奇，返校后和同学们进行探究，请你一同参与： 【提出问题】温度较高时，碳酸氢铵能分解吗？产物是什么？ 【猜想假设】碳酸氢铵受热易分解，产物可能为水、二氧化碳、氨气。 【实验设计】小明设计了如图所示的装置进行实验（夹持装置省略）。 （1）根据现象： ，证明实验后生成了水和氨气。 （2）装置 B 中澄清石灰水 ，证明产物中有二氧化碳生成。 （3）小红同学认为若将装置 B 中澄清石灰水改为 NaOH 溶液，再通过实验验证 B 中产物，也可以证明碳酸氢铵分解后有二氧化碳生成。请你帮她设计并完成验证 B 中产物的实验：实验步骤 实验现象 反应的化学方程式 【实验结论】碳酸氢铵受热易分解，其反应的化学方程式为 。 【实验评价】在上述同学们的探究活动中，你最欣赏的是________。 【实验反思】根据以上实验，你认为碳酸氢铵化肥在存放时应注意的问题是 。8．如图所示，某同学在进行酸碱中和反应的实验时，向烧杯中的氢氧化钠溶液滴加稀盐酸一会儿后，发现忘记了滴加指示剂，为了确定盐酸与氢氧化钠是否恰好完全反应，她从烧杯中取了少量反应后的溶液于一支试管中，并向试管中滴加几滴无色酚酞试液，振荡，观察到酚酞试液不变色。于是她得出“两种物质已恰好完全中和”的结论。 （1）你认为她得出的结论是________的（填“正确”或“错误”），理由是 。 （2）请你设计一个实验，探究上述烧杯中的溶液是否恰好完全中和。请填写下表：实验方法 可能观察到的现象 结论9. 为了制取少量的氧气，化学兴趣小组的同学把工作分为以下三个阶段。 Ⅰ．查阅资料，获得信息：过氧化氢、氯酸钾、高锰酸钾等含有氧元素的物质在一定条件下分解都可以产生氧气，其中过氧化氢价格最低，在常温下就能够分解放出氧气，该过程无副产物；氯酸钾价格较高，分解较困难，且常伴有副产物；高锰酸钾价格较高，加热即可快速分解。二氧化锰能加速上述三种物质的分解。 根据上述信息，确定制取氧气的实验方案。 Ⅱ．组装仪器，进行实验。可供选择的实验装置如下： Ⅲ．实验完毕，洗刷仪器，整理用品，总结实验，完成实验报告。 （1）要制取一瓶氧气，你认为应选择的最佳实验装置是________（填写字母代号），组装好实验装置后首先应 。 （2）有气体产生的化学反应在有限的空间里发生时，如果反应速度过快，容易引起爆炸。在用过氧化氢和二氧化锰制氧气的实验中，为预防爆炸应采取的措施是（列举两条）： 。 （3）回顾整个工作过程，你认为在准备工作阶段除应考虑药品的成本、制氧气反应的难易、制氧气过程的安全性等因素外，还应考虑的因素是（一条即可）________________。10.若从硫酸、硫酸钠、碳酸钠、氢氧化钡、氯化钠、硝酸钠、硝酸铜、硝酸八种溶液取出其中的两种，进行混合及有关实验，实验操作和观察到的现象如下所示。步骤实验操作 实验现象① 将取出的两种溶液混合 混合溶液无色、澄清，无其它明显现象② 用 pH 试纸测定混合溶液的 pH 测定结果:pH=0③ 向混合溶液中滴入足量硝酸钡溶液有白色沉淀出现④ 向上述混合物过滤所得的滤液中滴加硝酸银溶液无明显现象试根据各步实验现象回答下列问题：（1）所取出的两种溶液的可能组合(写溶质的化学式，有几组要写几组) _ 。（2）写出步骤③可能发生反应的化学方程式 。【答案与解析】1．【答案】（凡合理答案均可）不同类的物质分类依据分类一水 水是氧化物，其余不是氧化物分类二醋酸 醋酸是酸，其余不是酸 【解析】根据水是氧化物而其余的不是氧化物分类，根据醋酸是酸，其余的不是酸分类等。2．【答案】（合理即可）实验操作 预期现象与结论取三种白色粉末适量，分别置于三个洁净的小烧杯中，向每个小烧杯中加入足量的蒸馏水，并用玻璃棒搅拌其中有两个小烧杯中的白色粉末不溶于水，另外一个小烧杯中的白色粉末完全溶解于水，则白色粉末完全溶解的小烧杯中的原物质为 Na2CO3向粉末不溶于水的两个小烧杯中分别加入足量的稀盐酸，并用玻璃棒搅拌其中一个小烧杯中的白色粉末完全溶解，并且溶液中有气泡冒出，则该小烧杯中的原白色粉末为BaCO3；另外一个小烧杯中的白色粉末仍然不溶，则该小烧杯中的原白色粉末为 BaSO4 【解析】此题是一道物质的鉴别题，根据所提供的试剂，可采用以下方法： 方法一：先根据它们在水中的溶解性不同（BaCO3、BaSO4不溶，Na2CO3可溶）用蒸馏水鉴别出Na2CO3；然后根据 BaCO3和 BaSO4在稀盐酸中的溶解情况不同（BaCO3能溶于稀盐酸产生气泡、BaSO4不溶于稀盐酸）用稀盐酸将二者区分出来。 方法二：先用稀盐酸鉴别出 BaSO4（BaCO3和 Na2CO3能溶于稀盐酸产生气泡，而 BaSO4与稀盐酸不反应）；再用蒸馏水鉴别 BaCO3和 Na2CO3（BaCO3不溶于水，而 Na2CO3能溶于水）。 方法三：先用稀盐酸鉴别出 BaSO4（BaCO3和 Na2CO3能溶于稀盐酸产生气泡，而 BaSO4与稀盐酸 不反应）；再向上述产生气泡的两种溶液中分别滴加 Na2SO4溶液，出现沉淀的原物质是 BaCO3，不产生沉淀的原物质是 Na2CO3。3．【答案】（1）解：设参加反应的氧化铜的质量为 x。H2+CuO Cu+H2O 80 18 x 1.8 g 原样品中氧化铜的质量分数： 答：原样品中氧化铜的质量分数为 80％。 （2）干燥剂部分失效等 （3）方法 1：将一定质量的样品放入足量稀盐酸中溶解后，过滤，称量剩余固体的质量，可得到样品中金属铜的质量。即可计算出样品中氧化铜的质量分数方法 2：将一定质量的样品在空气中充分灼烧，称量出变化前后的质量差（与铜反应的氧气的质量）。计算出样品中金属铜的质量，即可计算出样品中氧化铜的质量分数【解析】（2）实验的关键数据是 D 装置吸收到的水的质量。如果 D 中 CaCl2失效或部分失效会导致测定结果偏小。 （3）利用 Cu 与 CuO 的不同化学性质设计方案。4．【答案】（1）烧杯 集气瓶中气体减少，压强减小，在大气压作用下导致烧杯中的水进入集气瓶 （2）21 【假设二】只要答到符合初中学生已有知识水平和经验的合理假设，如氮气（在高温条件下）与瓶内的其他物质反应而减少等均可 －3 置换反应 （3）燃烧不一定需要氧气（或燃烧也可以是置换反应；二氧化碳能灭火，但在一定条件下还能支持燃烧等其他合理答案均可）【解析】氧气只占空气体积的 21％，而本题中气体体积减少了 70％，故知氮气有所减少。问题是氮气是怎么减少的？我们通过“假设一”和“查阅资料”可知镁条可在氮气中燃烧。本题中让同学们再提出一个假设，我们可考虑到镁条燃烧放出大量的热，那么氮气是否会在高温下与其他物质如 O2、CO2等反应呢？考虑到这点即可写出假设二。 根据化合物中各元素的化合价代数和为零，设氮的化合价为 x，列式：(+2)×3+2x=0，x=－3。镁条与 CO2反应的化学方程式为 2Mg+CO22MgO+C，故可知其反应类型为置换反应。从本题探究可知镁条不仅可以在氧气中燃烧，还可在氮气和二氧化碳中燃烧，故燃烧不一定需要氧气。5．【答案】方案一 10 g 硫酸钠和 40 g 水 方案二 25 g 溶质质量分数为 40％的硫酸钠溶液和 25 g 水 【解析】开放型题只要答案合理即可，但也正是因为开放，许多同学在答题时感觉无从下手。就本题来说，配制 50 g20％的硫酸钠溶液，一是利用硫酸钠和水配制，需硫酸钠的质量：50 g×20％=10g，则需水的质量为 40 g；二是向 25 g 40％的硫酸钠溶液中加水，设加水质量为 m，则 m=25 g6．【答案】 △ 点燃 [初步分析] 氧化铁（或 Fe2O3） 氧气（或空气中的氧气，或 O2） 水（或 H2O） [提出猜想] 答案 1：氢氧化铁[或 Fe(OH)3] 依据质量守恒定律反应前后元素的种类不发生改变，参加反应的物质为铁、氧气和水，因此生成物中一定含有铁、氢、氧元素[或铁锈蚀是铁与氧气、水共同作用的结果，或 Fe(OH)3的颜色呈红褐色] 答案 2：碳（或 C） 生铁中含有碳 答案 3：碳酸钙（或 CaCO3）或氢氧化镁[Mg(OH)2] 硬水加热有 CaCO3、Mg(OH)2生成 答案 4：碱式碳酸铁 根据形成铜绿的过程进行的推测（写出任一答案即可） [设计实验]答案实验过程 预期的实验现象答案 1取适量红褐色粉末装入试管中，加热 试管内壁有水珠出现答案 2①取适量红褐色粉末装入试管中，加入过量的稀盐酸充分反应②过滤，将滤纸上的黑色固体烘干后放在石棉网上（或燃烧匙中）用酒精灯灼烧③将涂有澄清石灰水的玻璃片放在石棉网上方试管底部有黑色固体黑色固体保持红热，并逐渐减少澄清石灰水变浑浊答案 3检验碳酸钙：①取适量红褐色粉末装入试管中，加入稀盐酸②将生成的气体通入澄清石灰水有气泡产生澄清石灰水变浑浊检验氢氧化镁：取适量红褐色粉末装入试管中，加热试管内壁有水珠出现答案 4①取适量红褐色粉末装入试管中，加热②将产生的气体通入澄清石灰水试管内壁有水珠出现澄清石灰水变浑浊 【解析】依据题干和质量守恒定律进行猜想。根据元素种类守恒和红褐色，猜想可能有Fe(OH)3；根据资料②，推知还可能含有碳（C）；根据资料③，推知可能含有 CaCO3或 Mg(OH)2，因为这是水垢的主要成分；根据资料④推知可能含有碱式碳酸铁。红褐色的 Fe(OH)3可根据资料①验证；含有碳的验证方法为燃烧法，生成二氧化碳；验证 CaCO3可用稀盐酸和澄清石灰水；验证 Mg(OH)2仍参考资料①；碱式碳酸铁可用加热的方法使之分解成氧化铁、水、二氧化碳。7．【答案】（1）干燥的红色石蕊试纸变蓝 （2）变浑浊 （3）实验步骤 实验现象 反应的化学方程式取装置 B 中溶液少许，滴加稀盐酸（或滴加氯化钙溶液或氢氧化钡溶液）产生气泡（或产生白色沉淀）Na2CO3+2HCl=2NaCl+CO2↑[或 Na2CO3+CaCl2=CaCO3↓+2NaCl或Na2CO3+Ba(OH)2=BaCO3↓+2NaOH]（其他合理答案也可） 【实验结论】NH4HCO3NH3↑+H2O+CO2↑ 【实验评价】小明同学用生石灰和水反应放出的热量做热源（或小红同学验证二氧化碳的方法）（其他合理答案也可） 【实验反思】应避光、避热、密封 【解析】（1）鉴别 NH3可用湿润的红色石蕊试纸，若变蓝证明是氨气；干燥试纸能变蓝，说明有水生成，因为 NH3遇水生成 NH3·H2O，NH3·H2O 显碱性；（2）澄清石灰水变浑浊，一定产生 CO2气体；（3）CO2与 NaOH 反应生成 Na2CO3（溶于水）和 H2O，只要证明有 Na2CO3存在即可证明产生了 CO2。 △ 8．【答案】（1）错误 如果盐酸滴加过量，滴入酚酞试液也不变色 （2）①取样，滴加紫色石蕊试液 溶液变红色 盐酸过量 ②取样，滴加紫色石蕊试液 溶液呈紫色 恰好中和 ③取样，滴加碳酸钠溶液 有气泡产生 盐酸过量 ④取样，滴加碳酸钠溶液 无气泡产生 恰好中和 ⑤取样，加入锌等活泼金属 有气泡产生 盐酸过量 ⑥取样，加入锌等活泼金属 无气泡产生 恰好中和【解析】因为无色酚酞遇酸性和中性溶液都不变色，盐酸过量酚酞也不变色。只要证明烧杯溶液中无盐酸就可以，若有盐酸则盐酸过量，若无盐酸说明恰好完全中和。利用盐酸的性质来设计实验，证明盐酸的存在。9.【答案】（1）BC 检查装置的气密性 （2）控制过氧化氢溶液的浓度，控制催化剂（或二氧化锰）的用量，应保证气体通道畅通等（以上任意两条或其他合理答案均可） （3）反应物应在含有氧元素的物质中选择；应考虑实验过程对环境的影响；实验所需仪器的规格、性能；实验试剂的浓度、用量等问题【解析】根据资料可知，过氧化氢价格最低且常温就能分解制氧气，所以实验室选用过氧化氢制氧气，不选用氯酸钾和高锰酸钾。为了防止爆炸，可控制产生氧气的速率，通常采用控制过氧化氢溶液浓度和催化剂的用量等。还要考虑实验是否环保、反应物是否含有氧元素等。10.【答案】(1)可能组合:①H2SO4和 Na2SO4 ②H2SO4和 NaNO3 ③H2SO4和 HNO3 ④HNO3和 Na2SO4(2) Ba(NO3) 2+ H2SO4 = BaSO4↓+2HNO3Ba(N03)2+ Na2SO4 =BaSO4↓+2NaNO3【解析】此题主要考查酸、碱、盐的重要性质，即常见酸、碱、盐溶液中离子的特性。解题时，应根据每步实验现象做出判断，最后综合各步判断得出结论。由于题给条件不充分，因此答案有多种可能性。由步骤①可知，混合溶液肯定不含 Cu2+，因 Cu2+为蓝色；也肯定不是下列四种组合：A、H2SO4和 Na2 CO3；B、 HNO3和 Na2 CO3； C、H2SO4和 Ba(OH)2；D、Na2SO4和 Ba(OH) 2。因为上述组合在混合时会生成气体或沉淀，与实验现象不符。 由步骤②可知，混合溶液中一定含酸(H+)（H2SO4 、HNO3中的一种或两种）；结合步骤①推知，混合溶液肯定不含 CO32-。 由步骤③可知:生成的白色沉淀是 BaSO4，原溶液中一定含有 SO42-，因为： Ba(NO3)2+ H2SO4 =BaSO4↓+2HNO3 Ba(N03)2+ Na2SO4 =BaSO4↓+2NaNO3混合溶液中含 H2SO4和 Na2SO4 中的一种或两种；结合步骤①推知，混合溶液肯定不含 Ba2+。 由步骤④可知，滤液中一定不含 Cl-，因为 AgNO3与 Cl-反应会生成 AgCl 沉淀，原溶液中一定不含有Cl-。综上所述，原溶液中一定含有 H十和 SO42-，肯定不含 Cu2 十、CO32-, Ba2+、Cl-，可能含有 Na+、NO3-，据此讨论混合溶液的可能组合。