2024年中考化学三轮复习重难点提分专训：科学探究题

2024年中考化学三轮复习重难点提分专训：科学探究题 1．某学习小组对铁锈蚀进行相关探究。 【知识回顾】 (1)铁锈蚀的过程，实际上是铁与空气中的 等发生化学反应的过程。 (2)用稀盐酸除去铁锈的化学方程式为 。 (3)一氧化碳将氧化铁中的铁还原出来的化学方程式为 。 【查阅资料】 ①一定条件下，碳可加快铁的锈蚀。但碳本身不参加反应。 ②。 【实验一】定量探究铁锈蚀的因素 小组设计了图1装置（气密性良好），将铁粉和碳粉加入三颈烧瓶，时刻加入饱和溶液后，再将一只装有稀盐酸的注射器插到烧瓶上，采集数据。    (4)据图2，时刻后反应并未停止温度却开始降低，原因是 。 (5)据图3，对比AB段和BC段说明 ，分析时刻后压强突然变大的原因是 。 【实验二】测定铁锈样品组成 学习小组称取的铁锈样品（颜色为红褐色），按照图4装置进行实验（气密性良好）。假定该铁锈样品中只有和两种成分，和不发生反应，实验过程中每步均完全吸收或反应。    (6)实验中，A装置的玻璃管中现象是 。 (7)充分反应后冷却、称量，装置A的玻璃管中剩余固体的质量为，装置B增重，则中 ，铁锈样品中单质铁的质量分数为 （计算结果保留一位小数）。 (8)通过测定玻璃管中剩余固体质量和装置C的增重， （填“能”、“不能”）计算出中x的数值。 2．某无色气体可能由CO和H2中的一种或两种组成，为了确定其成分，化学兴趣小组的同学进行了以下探究。 【查阅资料】白色的无水硫酸铜遇水会变成蓝色。 【实验设计】 ①如图装置A中盛放的液体名称是 。 ②如图装置的正确连接顺序是： （填字母，且每套装置限用一次）。 【实验猜想】若装置连接正确，有关无色气体成分的猜想和对应的实验现象如下表： 无色气体的成分 对应的实验现象 装置A中的液体 装置B中的固体 装置C中的固体 猜想一：只有CO 变浑浊 无明显现象 变红 猜想二： 变浑浊 变蓝 猜想三：只有H2 【实验结论】进行实验，证明猜想二正确。 【拓展延伸】铁元素可以形成三种氧化物，分别是Fe2O3、Fe3O4和FeO（黑色）。将CuO改换为铁的氧化物粉末（可能由一种或几种铁的氧化物组成），仍用上图装置按原连接顺序进行实验，通过测定装置A、B在反应前后的质量变化进行计算分析，从而判断出该氧化物的组成。实验前，装置C需做的一处改进是 。要证明该黑色粉末的组成，最简单的方法只需用磁铁吸引并观察粉末颜色即可（已知Fe3O4具有磁性，可被磁铁吸引）。 （1）为了防止粉末吸在磁铁上难以快速方便地取下，应 （填写一种方法）。 （2）若粉末全部能被磁铁上全部吸引，则该粉末只有Fe3O4。 （3）若磁铁上有黑色粉末，且 ，则该粉末含有FeO、Fe3O4。 （4）若磁铁上有黑色粉末，且剩余粉末并非完全的黑色，则该粉末含有 种成分。 3．铁的冶炼和探究。取20.0gFe2O3粉末，小组同学用如图装置模拟炼铁，并测定反应后固体成分。 资料：碱石灰可吸收H2O和CO2。 （1）连接装置，先检查装置的气密性，再装入药品。 （2）实验时先通入CO，目的是 。 （3）该实验装置有一个明显缺陷，你认为可用的改进方法是 。 （4）控制A中温度在700℃至固体全部变黑，继续通CO至冷却。 ①通过测定装置B中固体的质量变化，可准确求得装置A中剩余固体质量。装置C的作用是 。 ②现直接测得装置A中剩余固体质量为17.2g。则装置B中固体应增重 g。 （5）经分析A中剩余固体17.2g为Fe和FexOy的混合物，向其中加入足量的稀硫酸，充分反应，得H2质量为0.1g。（FexOy和稀硫酸反应，但无气体产生）。FexOy的化学式为 。 4．达州盛产天然气，有“中国气都”之称的美誉。天然气的主要成分是甲烷(CH4)，我校化学兴趣小组的同学对甲烷燃烧的产物产生了兴趣，请你参与： 【提出问题】：甲烷燃烧后生成哪些物质？ 【查阅资料】：含碳元素的物质完全燃烧生成CO2，不完全燃烧生成CO；无水CuSO4遇水变蓝。 【猜想与假设】：甲：CO2 、H2O ； 乙：CO 、 H2O； 丙： NH3 、CO2 、H2O； 丁： CO2 、CO 、 H2O 。 你认为 同学的猜想一定是错误的，理由是 。 【实验探究】：为了验证上述猜想与假设，将甲烷在一定量的O2中燃烧的产物依次通过下列装置： (1)A、B装置的顺序能否颠倒？(填“能"或“否”) ,实验中用纯净O2而不用空气的原因是 。 (2)实验中观察到A中无水CuSO4变蓝，B、D中澄清石灰水变浑浊，C中黑色粉末变成红色，由此推断 同学猜想成立。 (3)请写出B中澄清石灰水变浑浊、C中黑色粉末变成红色的化学方程式： 、 。 【反思与交流】：为避免有毒的CO污染环境，所以含碳元素的物质燃烧必须满足的条件是 。 5．某同学设计如下实验装置探究“分子的运动实验”。 资料信息：①浓氨水具有挥发性②已知碱性溶液能使无色酚酞溶液变红，氨气的水溶液（氨水）具有碱性。 某兴趣小组设计以下实验探究活动。请回答实验中的有关问题。 (1)如图，在烧杯A中装有10mL浓氨水（易挥发出氨气），一段时间后，烧杯B中的现象是 。 (2)探究：是什么物质使酚酞试液变红。提出猜想： 猜想①：A烧杯中浓氨水中水蒸气，部分进入B烧杯，使酚酞变红； 猜想②：A烧杯中挥发出氨气，部分进入B烧杯，使酚酞变红； 猜想③：A烧杯中挥发出氨气，部分进入B烧杯，与水结合形成氨水后，氨水使酚酞变红。 同学们经过讨论后，一致认为猜想①不符合题意，理由是 。 (3)为了验证另外两种猜想是否符合题意，同学们设计了如下实验方案，请完善表中空白： 实验操作 现象 结论 将两张滤纸分别用酚酞实验浸泡，然后悬挂晾干 一张晾干的滤纸a直接放入盛满氨气的集气瓶中 滤纸a 。 猜想③符合题意 另一张晾干的滤纸b先滴加几滴蒸馏水，然后放入盛满氨气的集气瓶中 滤纸b 。 (4)拓展延绅：从微观的角度分析，该实验证明了分子 的性质。 6．未经处理的工业废水会严重污染水和土壤，某种新型催化剂可有效降解工业废水中的有机污染物。为探究该催化剂降解有机污染物的速度受哪些因素影响，学习小组进行了如下实验。 取四份等质量的某有机物，控制条件如图，然后加入等量的新型催化剂，测得该有机物被降解的百分比随时间变化的关系如下表：    时间（分） 有机物被降解百分比（%） 组别 0 5 10 15 A 0 10 40 60 B 0 40 80 100 C 0 30 60 90 D 0 0 0 0 (1)实验中设置A和D组的目的是探究 对降解反应速度的影响。 (2)实验A、B、C三组结果表明，当pH相等时，温度升高，降解反应速度 。(选填“先增大后减小”或“先减小后增大”) (3)部分同学认为pH=3时，40℃是该催化剂最合适的温度，但有同学并不认同。为寻找该催化剂最合适的温度，他应该采取的做法是 。 (4)实验中若要测定某一时刻有机物被降解的百分比，需要迅速把试管中液体的pH调到10，这样做的目的是 。 7．某化学兴趣小组发现将足量的铜片与浓硫酸混合加热，可以产生气体并闻到刺激性气味，反应停止后，所得溶液呈蓝色。同学们对产生的气体和所得溶液的成分进行了下列探究： 探究活动一：气体成分探究 【提出问题】有刺激性气味的气体是什么？ 【做出猜想】猜想一：SO2；猜想二：SO2和H2 【查阅资料】SO2是一种无色、有刺激性气味、有毒的气体；SO2能使品红溶液褪色，能与氢氧化钠溶液发生反应。 【实验验证】同学们在老师的指导下设计如图装置进行实验。    实验中发现品红溶液褪色，说明该气体中含有 ；D装置中观察到 现象，说明该气体不含 ；C装置中浓硫酸的作用是 ；装置E的作用是 。 探究活动二：蓝色溶液的溶质探究 【提出猜想】猜想一：CuSO4猜想二：CuSO4和H2SO4 【进行实验】取一定量反应后的溶液进行稀释，并分装在A、B试管中，进行实验： 步骤 实验操作 实验现象 实验结论 步骤1 在试管A中加入少量的CuO粉末 黑色粉末逐渐溶解 含有H2SO4 步骤2 在试管B中加入过量的NaOH溶液 含有CuSO4 【结论】通过实验，蓝色溶液有两种溶质。 请写出铜与浓硫酸发生反应的化学方程式 。 【反思评价】 （1）根据实验探究的结果，小吴同学认为工业上可以用铜和浓硫酸反应大量制取硫酸铜，小周同学认为不适宜，理由是 。 （2）小施同学经过认真思考后认为：在“探究活动2”的实验中，步骤1是多余的，足量的铜片与浓硫酸的反应停止后，所得溶液中一定含H2SO4理由是 。 8．每年的3月22日是“世界水日”，中国水周主题是“节约保护水资源，大力建设生态文明用所学知识回答下列问题。 （一）生活中的水． 【资料在线】我国生活饮用水的标准（摘录部分）。 感官指标：水质无色无味且澄清透明。 化学指标：pH6.5～8.5；总硬度<250mg/L（以碳酸钙计）；铜<1.0mg/L，铝<0.2mg/L。 细菌学指标：细菌总数<100个/mL等． （1）自来水厂用过滤的方法使水澄清透明，再用一种物质来吸附色素和异味，从而达到感官指标．而化学指标中的铜、铝等指的是 （选填“原子”或“元素”）。 （2）漂白粉可用于水的杀菌消毒，其有效成分是次氯酸钙[化学式为Ca(ClO)2]。试计算： ①Ca(ClO)2中钙：氯：氧元素的质量比 ； ②143gCa(ClO)2中钙元素的质量是 。 （二）探究水的组成 某校化学兴趣小组想亲自感受科学家的探究历程，他们选择了“水的组成粗略测定”为探究内容。 【查阅资料】 水难导电，在水中可加入少量氢氧化钠可以增强导电性。 【进行试验】如图装置进行实验并记录数据。    【实验分析】两个电极附近产生很多气泡，a管内气泡产生较b管快，小组成员用燃着的木条分别在两个玻璃尖嘴导管口检验产生的气体，观察到：放在b端管口燃着的木条 。分析得出：水通电的符号表达式为 ，进而推出水是由 组成的。 【定量研究】小组经过多次试验后发现：氢气和氧气的体积比几乎都是2∶1。同学们还想进一步认识水的组成．查阅资料：氢气的密度是0.09g/L，氧气的密度是1.43g/L。同学们经过计算得出水中氢元素与氧元素的质量比为： 。 9．我县一初中学校某化学学习兴趣小组的同学们设计了A、B、C三套实验装置来验证质量守恒定律。    【查阅资料】大理石(主要成分碳酸钙)与稀盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳 【讨论与探究】 (1)在A装置中进行燃烧实验时易造成 的后果。改进的方法是 。 (2)A、B、C三个实验中， 装置能用来验证质量守恒定律， 和 装置则不能。请写出否定两个装置的理由(按从左向右的顺序写)， 、 。 (3)将C装置改进如图D所示。待完全反应后，将装置D置于天平上称量，所得数据较反应前的小。若整个操作过程无差错，则造成上述实验误差的可能原因是 。 【反思与交流】通过A、B、C小组实验的探究。你得到的启示是：质量守恒定律适用于一切 变化，探究质量守恒定律的实验应该在 容器中进行。 10．小刚与小丽同学对氢氧化钠的化学性质进行了相关实验探究。 （1）实验Ⅰ中观察到的现象是 ，该现象说明氢氧化钠显 性。 （2）实验Ⅱ中没有明显现象，为验证实验Ⅱ中是否发生了化学反应，小刚和小丽两位同学用下图所示装置进行实验。 ①小刚将氢氧化钠溶液和氢氧化钙溶液分别装入A、B中，关闭K，通入二氧化碳一段时间，A、B中均无明显变化，再持续通入二氧化碳，发现A中仍无明显变化，B中变浑浊。小刚认为二氧化碳与氢氧化钠发生了化学反应，其理由是 。 ②小丽认为：二氧化碳能溶于水，因此上述实验不足以证明二氧化碳和氢氧化钠发生了化学反应，小丽的理由是 。小丽为了证明自己的猜想，又组装了一套同样的装置，并将A中的氢氧化钠溶液换成 (填物质名称)，与小刚做的实验进行对比，通过比较 来证明二氧化碳与氢氧化钠发生了反应。 ③小刚在小丽的启发下，又设计了如下实验，从另外一个角度证明二氧化碳与氢氧化钠发生了化学反应：他将上述装置洗净，在A中装入水，在B中装入等量的氢氧化钠溶液，并在A和B中加入同一种 溶液(写化学式)。打开K通入二氧化碳，看到 实验现象时就可以证明二氧化碳与氢氧化钠发生了化学反应。写出产生明显现象的化学方程式为 。 方法提炼：当两种物质相互反应没有明显现象时，要证明这两种物质确实发生了化学反应，可以通过证明反应物减少或者消失，也可以证明 。 （3）拓展应用：实验Ⅲ中没有明显现象，为验证实验Ⅲ中是否发生了化学反应，小刚提出可借助实验 (填代号)的基础上继续实验，证明反应发生了。实验Ⅲ中发生化学反应的化学方程式是 。 （4）实验完毕后，将实验Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的废液倒在一起，废液中所含溶质除了酚酞之外，还有成分可能的组合是 (填序号) ①NaCl   ②NaOH   ③Na2CO3④NaCl  HCl   ⑤NaCl Na2CO3⑥NaCl  NaOH ⑦NaOH Na2CO3  ⑧NaCl NaOH Na2CO3⑨NaCl NaOH Na2CO3 HCl 11．下列是对空气中氧气体积含量测定的实验装置图。    【经典赏析】 (1)化学家拉瓦锡用图1装置测出空气中O2的体积分数约为，其反应文字表达式为 ，该实验中选择汞的优点有 （写1条）。 【实验回顾】 实验小组用足量的红磷和气密性良好的图2装置测定空气中氧气含量。经多次测量取平均值，测出的氧气含量低于，为此进行如下再探究。 (2)写出红磷燃烧的文字表达式为 。 【探究分析】 (3)如图3装置，接通电源，用高压点火装置引燃红磷，利用传感器技术实时测定实验过程中装置内的压强、温度和氧气浓度，得到甲、乙、丙三条曲线，变化趋势如图4所示    ①曲线甲表示压强变化趋势，曲线乙表示 （填“温度”或“氧气浓度”）变化趋势。 ②结合乙、丙两条曲线综合分析。图4中AB段压强变化的原因是 。 【探究结论】 (4)由【探究分析】可以找出图2实验中测得O2含量偏低的原因是 。 12．科学探究是学习化学重要而有效的方法。课堂上某老师带领同学们围绕“酸碱中和反应”开展探究活动，下面是甲组和乙组同学的探究活动： 活动一：甲组同学向盛有一定量氢氧化钠溶液的烧杯中滴加稀盐酸，一会发现有气泡产生，于是停止滴加稀盐酸，经询问老师得知该氢氧化钠溶液变质了。氢氧化钠变质的化学方程式为 活动二：乙组同学向盛有一定量氢氧化钙溶液的烧杯中滴加稀盐酸，一会后发现忘记滴加指示剂了，因此，他们停止滴加稀盐酸，并对烧杯内溶液中溶质的成分进行探究； 【提出问题】溶液中溶质有哪些物质呢？ 【作出猜想】猜想一：溶质只有CaCl2 猜想二：溶质有CaCl2和Ca（OH）2 猜想三：溶质有 （填化学式）。 【查阅资料】氯化钙溶液呈中性；pH>8的溶液会使酚酞溶液变红色。 【设计方案】 方法步骤 实验现象 实验结论 方案一 取少量烧杯内的溶液于试管中，加入无色酚酞溶液 酚酞不变色 猜想一正确 酚酞变 色 猜想二正确 方案二 取少量烧杯内的溶液于试管中，加入 猜想三正确 【方案评价】小组同学通过讨论后认为：方案二可行，但方案一存在缺陷，酚酞不变色不能证明猜想一正确，理由是 。 【方案改进】某同学提出将方案一中的酚酞换成 （填写一种试剂即可），同样可以得出猜想二正确。 13．某化学小组同学用如图所示的三套装置进行二氧化碳性质的探究。已知：15℃、101kPa下，1体积水约能溶解1体积的二氧化碳      （1）A和B中质地较软的塑料瓶容积相等，装置的气密性良好，且充满CO2．将A的瓶盖打开，加入体积约为塑料瓶容积1/3的蒸馏水，旋紧瓶盖后充分振荡；向B中也注入体积约为塑料瓶容积的蒸馏水，充分振荡。 ①A中观察到的实验现象是 。 ②B中塑料瓶无明显变化，其原因是 。 （2）用传感器测量C装置中圆底烧瓶内压强的变化。某同学检验C装置气密性。甲中图象说明装置气密性良好，该同学进行的操作是 。 14．一种贴身暖宝宝的使用说明书如下图，某化学兴趣小组围绕袋内物质展开探究。 品名：XX牌贴身暖宝宝 成分：袋内物质：铁粉、水、活性炭、食盐等 内袋材料：微孔透气无纺布 外袋材料：不透气塑料 用法：临使用前，打开外袋取出内袋，直接贴在衣服上，打开外袋后保持温暖12小时 【提出问题】袋内是否含有铁粉呢？ 【查阅资料】铁粉能被磁铁吸起，且能与稀硫酸反应生成氢气。 【进行实验】①取出袋内粉末于滤纸上，与磁铁充分接触。②将少量磁铁吸出的粉末加入足量稀硫酸中。 【收集证据】 (1)磁铁吸出的粉末与稀硫酸剧烈反应得到浅绿色溶液、同时 。 【得出结论】袋内含有铁粉。 【做出猜想】被磁铁吸出的铁粉能在空气中燃烧。 【获取事实】将少许铁粉撒在酒精灯火焰上，铁粉立即剧烈燃烧、火星四射。 【反思交流】 (2)铁粉燃烧反应的符号表达式为 ，铁丝不能而铁粉能在空气中燃烧的原因是 。 【拓展探究】用不同燃料测定空气里氧气的含量：分别在图甲所示装置的燃烧匙内放置铁粉、红磷（均足量），电加热引燃。氧气含量随时间变化情况如图乙、图丙：      (3)温度传感器显示，实验过程中瓶内温度均 （填“升高”或“降低”）。 (4)待铁粉熄灭并恢复至室温后，打开弹簧夹，进入瓶内的水约占原水面上方空间体积的 。 (5)分析图乙、图丙可知，实验中消耗氧气更彻底的是 （填“铁粉”或“红磷”，下同），消耗氧气速率更快的是 。 (6)用来测定空气中氧气含量的方法很多，若兴趣小组同学利用图丁进行实验。整个实验过程中，活塞的移动现象为 。 (7)结合你的学习经验，若要寻找红磷的替代物，以测定空气中氧气的含量，该替代物应满足的条件是：能和空气中的氧气反应、 （答一点即可）。 15．某化学兴趣小组进行“铁丝在氧气中燃烧”的实验，并进行了一些探究活动，请你一同参与。 【探究一】铁丝燃烧是否需要纯氧？ 【实验内容】取直径为0.38mm的铁丝，分别在体积分数为90%、70%、60%、55%的氧气中实验。实验现象如表所示： 氧气% 90% 70% 60% 55% 实验现象 燃烧剧烈、燃烧时间长，效果好 燃烧比90%弱，燃烧时间短，实验成功 燃烧比70%弱，燃烧时间更短，实验成功 难以燃烧，只是发红 【结论1】就0.38mm铁丝而言，铁丝燃烧对氧气体积分数的要求是 （选填“＞”“＝”或“＜”）55%，且氧气浓度越大，燃烧现象越 （填“剧烈”或“不剧烈”）。 【讨论】如果实验中所用集气瓶的容积为125mL，实验时集气瓶中需留25mL水，如果需收集100mL体积分数为80%的氧气，其操作方法是先在集气瓶中装 mL水，然后用排水法收集，直到剩下25mL水。（空气中氧气的体积分数计为20%） 【探究二】铁丝燃烧为什么会火星四射？ 【资料】生活中常见的铁都不是纯净的铁，都含有一定量的碳。 【设计与实验2】小明将直径都为0.38mm的纯铁丝和不同含碳量的铁丝放入氧气中燃烧，实验现象记录如表，请你分析完成下表： 物质 纯铁丝 含碳0.05%的铁丝 含碳0.2%的铁丝 含碳0.6%的铁丝 燃烧时的现象 无火星四射现象，熔断 剧烈燃烧极少火星 剧烈燃烧，火星四射 【结论2】通过以上实验，说明铁丝燃烧产生火星四射现象和含碳量 （选填“有关”或“无关”）。 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 $$