备战2023新中考二轮科学专题导练 考点11 化学实验探究

考点精讲

一、实验探究题的特点

　　实验探究题是化学学科学习与训练时最常见的一种题型，也是中考的传统题和必考题，它主要考查学生对概念、原理实验以及所给信息理解的准确性，思维的完整性、推理的严密性和表述的条理性。试题呈现方式灵活、多样、开放、强调过程与方法等，这种题型在中考中可谓常用不衰。这种题型关键是它能全面考查学生的知识与技能、情感、态度与价值等教学目标，通过对实验探究题的训练不仅能加深和巩固对化学概念原理及规律的理解，进而培养学生运用化学知识解决实际问题的能力，而且还能有效地培养学生逻辑思维能力和语言表达能力，故实验探究题在中考试题中占有极重要的地位。

初中化学实验探究的题型主要有应用型探究、构建型探究和综合型探究等，涉及的内容主要是：利用控制变量法研究影响化学反应速率的因素、在类似物质的干扰下定性探究物质的组成、利用对比实验法探索化学反应中的异常现象及其发生原因等。

二、实验探究题的解法指导

1.知识规律。探究性学习是在老师的指导下，从自然、社会生活中选择和确定专题进行研究，并在研究过程中获取知识、运用知识解决问题的学习活动。

2.解题步骤：提出问题、猜想与假设、制定计划、进行实验、收集证据、解释结论、反思与评价、表达与交流等。

①要能根据题干背景材料提出问题, 联想到相对应的化学知识。

②作出猜想或假设时, 要有科学依据, 要从化学的视角作出科学的猜想或假设。

③设计探究( 实验) 方案, 要围绕寻找特征反应作为论证(肯定或否定)的依据, 同时应注意排除其他因素的干扰。

④对探究问题作出解释与结论时, 要通过实验、观察、查阅资料等多种手段获取事实和证据，以事实为依据, 应用化学原理进行分析推理, 不能随意编造, 牵强附会。

⑤从反应原理是否正确、实验方案是否完善、探究过程是否合理以及经济效益、资利用、环境保护等方面对探究方案或过程进行反思与评价。探究题一般并不包括所有的探究要素, 但上述要求是解答探究性试题的一般思路和方法。

三、实验方案的设计与评价

1．实验方案的设计

实验方案的设计以选择题、填空题和实验探究题形式出现， 要求根据实验目的， 对实验过程中的用品、方法、步骤等进行方案的制定。

(1)设计实验方案的原则

①科学:实验原理正确，实验流程合理。

②简约:在实验设计时，实验材料容易获得，实验装置比较简单，实验操作过程比较简便，实验步骤比较少，实验时间比较短。

③可行:符合一般实验条件，易达到目的要求，操作正确。

④安全:如点燃可燃性气体前要先检验气体的纯度，以防发生爆炸。

⑤经济:实验设备、实验原料、消耗的能花费少。

⑥环保:如进行有毒气体的性质实验时，应注意尾气的处理等。

(2)实验步骤

根据实验目的、结合实验原理→确定实验装置和药品→制定实验操作步骤→进行实验→观察实验现象→得出结论。

2．实验方案的评价

实验方案的评价一般以选择题、填空题和实验探究题形式出现，要求从某一角度或几个方面对实验方案进行评价，排除不合理的或不够优化的方案。

(1)实验方案的评价是指用批判的思想对题中所设计的实验方案、实验步骤、实验装置、现象描述、结论分析等方面进行否定或指出不合理的地方，从而使实验得到优化。

(2)原则

①化学反应原理是否正确。

②实验操作方法是否可行。

③是否经济合理。

④推理过程是否严密。

⑤对环境是否会产生危害等。

真题解析

例题

1．氢气被认为是未来最有发展前景的清洁能之一。但氢燃料电池的发展面临其中一个关键难题是燃料电池铂电极的一氧化碳“中毒”问题，导致电池性能下降和寿命缩短，严重阻碍氢燃料电池汽车的推广。近期，中科大研究团队设计出一种特定催化剂放置在燃料电池的入口处，在氢气进入燃料电池之前，使氢气中的一氧化碳杂质气体优先和氧气发生反应，从而避免一氧化碳杂质气体进入电池毒化电极。该催化剂能够在-75℃至107℃的温度范围内，100%选择性地高效去除氢燃料中的微量一氧化碳。

（1）氢燃料电池汽车使用过程中的能量变化是氢气的______转化为汽车的机械能。

（2）写出实验中除去一氧化碳的化学方程式______。

（3）根据上述信息，该催化剂具有下列哪些性质。______   

A．专一性       B．高效性

C．发生催化作用有温度要求       D．反应前后质量发生改变

答案

1．     化学能     2CO+O22CO2     ABC

【解析】

【详解】

（1）氢燃料电池汽车使用过程中的能量变化是氢气的化学能转化为汽车的机械能。

（2）一氧化碳和氧气在点燃的条件下反应，生成二氧化碳，反应的方程式为：2CO+O22CO2 。

（3）A．根据“使氢气中的一氧化碳杂质气体优先和氧气发生反应”可知，该催化剂具有专一性，故A正确；

B．根据“100%选择性地高效去除氢燃料中的微量一氧化碳”可知，该催化剂具有高效性，故B正确；

C．根据“该催化剂能够在-75℃至107℃的温度范围内”可知，该催化剂具有温度要求，故C正确；

D．根据催化剂的性质可知，反应前后质量保持不变，故D错误。

故选ABC。

2．某科学兴趣小组对“影响唾液淀粉酶催化作用的因素”进行了研究：

提出问题：温度会影响唾液淀粉酶的催化作用吗？

建立假设：温度过高或过低都会影响唾液淀粉酶的催化作用，其催化作用有最适宜温度。

实验原理：唾液淀粉酶能催化淀粉分解、碘液能使淀粉变蓝。

实验操作：

请回答：

（1）实验前需收集唾液，方法是用清水漱口，然后用__________，微低头，将试管口紧靠下嘴唇，让唾液流入试管中；

（2）操作②的目的是__________；

（3）若观察到第一组变蓝，第二组不变蓝，第三组__________的现象，则假设成立。

答案

2．     舌尖抵住上颌或下颌齿根后     探究温度对唾液淀粉酶催化作用的影响     变蓝

【解析】

【详解】

（1）实验前需收集唾液，方法是用清水漱口，然后用舌尖抵住上颌或下颌齿根后，微低头，将试管口紧靠下嘴唇，让唾液流入试管中；

（2）根据题给信息可知，该实验的变量是温度，操作②的目的是探究温度对唾液淀粉酶催化作用的影响；

（3）若观察到第一组变蓝，第二组不变蓝，第三组变蓝的现象，则假设成立。

3．夏季闷热的午后，绣绣发现池塘中的鱼儿经常把头浮出水面呼吸。为探究鱼儿把头浮出水面的原因，绣绣设计并进行了以下实验：

①将鱼缸内的水温调至20℃；

②放入1条健康金鱼，一段时间后，记录金鱼1分钟鳃盖张合次数（+表示张合次数多少），稍停片刻，再记录2次；

③换水，将水温凋至5℃和35℃，重复步骤②；

（1）山山认为绣绣的实验还不够严谨，请指出该实验的不足之处___________；

（2）改进不足后，实验结果如右表所示，忽略温度对鱼每分钟需氧量的影响，结合实验数据说明氧气在水中的溶解度随温度变化的规律：___________；

（3）结合上述实验，为了提高鱼缸内金鱼的成活率，请给绣绣提一条建议：___________；

答案

3．     所用的小鱼数量太少     氧气在水中的溶解度随温度的升高而增加     适当提高鱼缸内的温度

【解析】

【分析】

对照实验是指在研究一种条件对研究对象的影响时，所进行的除了这种条件不同之外，其他条件都相同的实验。其中不同的条件就是实验变量。

【详解】

（1）实验时，为了排除偶然性因素的影响，所用的小鱼数量不能太少，应多用几只小鱼，保证实验结果更准确。

（2）鱼的呼吸器官是鳃，通过鳃盖的交替张开闭合，来呼吸水中的溶解氧。通过表中数据可知，氧气在水中的溶解度随温度的升高而增加。

（3）结合上述实验，为了提高鱼缸内金鱼的成活率，可以适当增加鱼缸内的温度。

【点睛】

知道鱼的呼吸器官是鳃和在水中进行气体交换的特点。

4．我校七年级同学学习了“运动和力”的相关知识后，就“运动物体所受空气阻力与运动速度关系”进行探究，过程如下：

A．同学们认为：运动物体所受空气阻力可能与其运动速度有关。

B．他们计划利用一些“小纸杯”作为研究对象，用超声测距仪等仪器测量“小纸杯”在空中直线下落时的下落距离、速度随时间的变化规律，以验证假设。

C．在相同的实验条件下，同学们首先测量了单只“小纸杯”在空中下落过程中不同时刻的下落距离，将数据填入下表中，图甲是对应的下落距离—时间留线，然后将不同数量的“小纸杯”叠放在一起从空中下落，分别作出它们的速度一时间图线，如图乙中图线1、2、3、4、5所示。

D．同学们对实验数据进行分析、归纳后，证实了他们的假设。

回答下列问题。

（1）图甲中的AB段反映了运动物体在做______运动，表中X处的值为______。

（2）图乙中各条图线具有共同特点，根据曲线判断“小纸杯”在下落的开始阶段所受的重力______阻力。（填“大手”或“等于”或“小于”或“无法判断”）

（3）比较图乙中的图线1和图线5，指出在1.0~1.5s时间段内，速度随时间变化关系的差异：______。

答案

4．     匀速直线     1.937m     大于     图线1反映速度不随时间变化，图线5反映速度随时间继续增大

【解析】

【分析】

【详解】

（1）[1]匀速直线运动的位移时间图像是一条倾斜的直线，图中AB段是直线，表示匀速直线运动。

 [2]由于是匀速直线运动，那么在相等时间内的位移是相等的，即

X-1.447=1.447-0.957

解得X=1.937m

（2）[3]图中五条曲线都逐渐变平，即都表示加速运动，最后做匀速直线运动，说明在下落的开始阶段所受的重力大于阻力。

（3）[4]比较图乙中的图线1和图线5知道，在1.0~1.5s时间段内，图线1反映速度不随时间变化，图线5反映速度随时间继续增大。

5．小明与小芳为了探究泡沫塑料和棉絮的保温性能的好坏，两人设计并做了这样的实验，他们用这两种材料分别包着装有热水的密闭烧瓶。让它们自然冷却，利用温度计和计时器定时测量两烧瓶中的水温随时间变化的情况。

（1）为保证实验的科学性，除了取大小、厚度相同的泡沫塑料和棉絮外，还应考虑其他影响因素，即保持烧瓶相同、环境因素相同、水的初始温度相同和水的___________相同。

（2）除了采用在相同时间内观察水降低的温度来比较这两种材料的保温性能外，根据上表数据，你还可以采用___________方法比较两种材料的保温性能。

（3）根据水温下降的特点，时间为30min时，棉絮组的水温可能是(      )   

A．36°C       B．39°C       C．42°C       D．45°C

答案：

5．     体积##质量     在降低相同的温度，比较所用时间多少     C

【解析】

【详解】

（1）[1]为保证实验的科学性，物理研究中采用控制变量法，除了取大小、厚度相同的泡沫塑料和棉絮外，还应考虑影响水温变化的其他因素，即保持烧瓶相同、环境因素相同、水的体积相同和水的初温相同。

（2）[2]分析表格中数据可得，还可以采用在降低相同的温度，比较所用时间多少法比较两种材料的保温性能。

（3）[3]根据表格信息，棉絮组温度较高时，水温下降得较快；从10min到20min时水温降低了

70℃-55℃=15℃

如果在相等时间内降低的温度相等，则30min时的温度应为

55℃-15℃=40℃

但实际上，随温度的降低，水温降低变慢，从20min到30min水降低的温度小于15℃，因此30min时水的温度稍高于40℃，故C正确。

突破提升

一、选择题

1．在智能手环中装上计步APP，只要把手环带在手上，就能显示出相应时间内运动的总步数。手环是如何计步的呢？小科认为：可能是手环中有感受水平位置变化的传感器，只要水平位置发生变化，计步器就能自动计数。小科提出这种观点属于科学探究中的（　）

A．提出问题 B．建立假设 C．收集证据 D．做出解释

2．作出假设是进行科学探究的步骤之一、下列有关说法正确的是（　　）

A．观察自然现象，发现问题并提出问题，就是作出假设

B．若探究方法不够科学完善，可能会作出不正确的假设

C．假设是凭已有知识或经验对问题作出的设想，故假设都是正确的

D．按探究方案进行多次实验，发现结论与假设不符，则假设可能是错误的

3．屠呦呦获得诺贝尔生理学和医学奖，理由是青蒿素这种药品可以有效降低疟疾患者的死亡率。在经历190次失败之后，在第191次低沸点实验中发现了抗疟效果为100%的青蒿提取物。青蒿素的成功发现，告诉我们在科学探究中应积极（　　）

A．调查 B．实验 C．观察 D．思考

二、填空题

4．烧烤深受大家喜爱，烤制中会产生一定量的致癌物苯并芘，我国限定食物中苯并芘含量不超过5μg/kg。某实验人员从市场上购买了鲜猪肉，切取猪肉绞碎均匀，称取每份10g，分别在200℃、280℃温度下烤制一段时间。测定烧烤制品中苯并比含量，记录数据绘制右图：

（1）该实验研究烧烤制品中影响产生苯并芘含量的因素是___________。

（2）测定烤制前生猪肉中苯并芘含量，起___________作用。

（3）小金根据上图得出结论：其他条件相同时，温度越高、烤制时间越久，烤制品中产生的苯并芘含量都越高。有同学认为如此实验得出结论不够可靠，理由是___________。

（4）根据实验结果，给烧烤制品在烤制过程的科学建议是___________。（两点及两点以上）

三、探究题

5．生命起，指的是生命何时、何处、怎样起的问题，一直是人们关注和争论的焦点。

材料一：千百年来，普遍流行着“自然发生说”。该学说认为肮脏的垃圾会自生虫蚁，粪便和腐臭的尸体会自生蝇蛆。生物可以从他们所在的物质中自然发生，不需要繁衍产生。

材料二：意大利宫廷医生雷迪用实验证明腐肉生蛆是蝇类产卵的结果，实验过程如下图所示。他首先对自然发生说提出异议。

材料三：法国微生物学家、化学家巴斯德利用自己设计出的鹅颈烧瓶，将煮熟的肉汤置于其中，精巧的实验装置进一步证明微生物是引起食物腐败、长出蛆虫的原因。

（1）雷迪医生的实验中，将两块大小相同的猪肉分别放在两个同样的碗中，其中A碗敞口，B碗盖上一块纱布，纱布的作用是______。

（2）如果要彻底的否定“自然发生说”，就要明明白白的解释微生物的来，或者证明是微生物使肉汤变质，而不是肉汤变质产生了微生物。这在当时却是不可能完成的一个命题，原因是______。

（3）生命起是现代自然科学正在努力解决的重大问题，随着认识的不断深入和各种不同的证据的发现，人们对生命起的问题有了深入的研究。下列叙述中不正确的是______。

A．由于原始生命的诞生没有直接证据，科学家提出各种假说来解释生命的起

B．雷迪、巴斯德等科学家的实验可以证明生物是由非生命物质自然产生的

C．科学技术发展为人类研究生命起问题提供了充分的支持

6．小金收到一个新年礼物——沙漏，他在观察沙漏的过程中产生了一个疑问：“有什么办法能使沙漏中的沙子更快漏完？”他提出了以下猜想：

猜想一：左右摇晃沙漏可以使沙子更快漏完；

猜想二：上下摇晃沙漏可以使沙子更快漏完；

猜想三：拍打沙漏顶部可以使沙子更快漏完；

小金设计了如下的实验：

（1）表格中“？”处应填__________；

（2）以上实验可以得出的结论是__________；（写出一条即可）

（3）请指出该实验需要改进之处：__________。

7．小科在学习了发酵的知识后，对自制酸奶产生了浓厚兴趣。他打算自行探索一下制作酸奶的方法，他用煮沸过的三个相同玻璃瓶，按甲、乙、丙三组进行了实验设计。请据图分析：

（1）图中煮沸的目的是________。

（2）本实验中存在的变量是________。

（3）三组实验中玻璃瓶，在相应温度条件下放置6—8小时，哪一组最有可能制成酸奶，并说明理由________。

8．5月11日是世界肥胖日，过度肥胖往往造成血糖浓度过高。有人发现使用阿司匹林（一种消炎止痛药）能够改善肥胖者体内的血糖状况，于是他们以过度肥胖的大鼠为实验对象进行了研究。将质量、鼠龄相同的过度肥胖的大鼠40只随机均分为两组：一组为实验组， 每日喂食一次阿司匹林，连续给药四周：另一组为对照组，每日喂食等量蒸馏水，连续喂食四周，期间均自由进食和饮水。四周后，测定大鼠禁食后120min内血液中葡萄糖浓度变化，实验结果如图所示。

（1）实验组和对照组控制不同的变量是______。

（2）通过该实验可以得出结论______。

（3）分析实验结果，推测阿司匹林对胰岛素的分泌有______作用（选填“促进”、“抑制”或“没有影响”）。

9．投掷实心球是杭州市中考体育选考项目之一、小飞同学在选定该项目后想研究影响投掷实心球成绩的因素，经过思考，他提出了以下的猜想：

猜想一：实心球投掷距离可能跟实心球的质量有关；

猜想二：实心球投掷距离可能跟实心球的抛出速度有关；

猜想三：实心球投掷距离可能跟实心球的抛出角度有关。

（1）为了验证猜想一，小飞从学校体育器材借了实心球。实验时他大致以相同的抛出速度和___________，分别抛出质量___________（选填“相同”或“不同”）的实心球。

（2）为验证猜想二和猜想三，小飞选取了中考体育标准用球以及卷尺等其他器材，在同一水平地面上进行了多次实验，实验数据如下表：

①比较1、10两次实验序号的实验数据，可知小飞的猜想___________（选填“一”或“二”或“三”）是错误的。

②比较1、2、3三次数据，可初步得出的结论是___________。

③小飞分析上述实验数据后认为45°就是最佳抛出角度，你觉得合理吗？___________

10．某同学在探究“蚂蚁是否喜欢甜食”这一问题时有如下的实验设计：在一段 劈开的竹筒（长15 厘米）的两端，分别用两支滴管各滴上一滴浓糖水和一滴清水， 将两只蚂蚁等距离放在两滴液体之间，然后观察蚂蚁的行为。

（1）此实验的假设是___________。

（2）若观察到___________现象，说明___________。

（3）针对该实验设计的不足之处，甲同学的改进方案是增加蚂蚁的数量，而乙同学的改进方案是重复实验。两种改进方案中___________同学的方案比较合理。

11．为了探究“小鼠生命活动释放热量快慢的影响因素”，乐乐设计了如下实验：   

①取甲图所示的三个相同的装置；

②取大小相近、年龄相同的同种类小鼠2只，按乙图A、B、C设置进行实验；

③将三个装置放在相同且适宜的环境中，每隔1小时观测一次，连续观测5小时。

（1）根据上述实验过程，乐乐要探究的是小鼠生命活动释放热量的快慢与空气中___________的关系。       

（2）实验通过观察___________来比较小鼠生命活动释放热量的快慢。       

（3）为了使实验现象更明显，改进的方法有：___________。（写出一点即可）