2024年中考化学考前适应性强化训练：科学探究题

2024年中考化学考前适应性强化训练：科学探究题 1．张南同学和小岗同学以探究锌、铁、铜三种金属的活动性为课题，进行科学探究活 动，请根据已学知识完成下列问题。 【提出问题】锌、铁、铜的金属活动性顺序是怎样的？ 【制订计划】张南同学、小岗同学设计的实验（一次性探究）如图所示，张南实验的烧杯中盛有一种酸溶液，小岗实验的烧杯中盛有一种硝酸盐溶液。他们在实验中都进行了规范的操作和细致的观察，通过实验他们都得出了正确的结论。 【收集证据】你认为张南同学的实验中应观察到的现象是 （1） 。 （2）由此得出三种金属的活动性顺序是 。 （3）【解释与结论】小岗同学的实验中发生反应的化学方程式为 ； （4）实验后小岗同学烧杯中溶液一定含有的离子有 。 2．早在 300 多年前，英国化学家波义耳在敞口容器中加热金属时，发现金属加热后质量增加了，而法国化学家拉瓦锡在密闭容器中加热金属时，却发现反应前后物质的总质量相等。后来科学家做了大量精密实验，确认拉瓦锡的结论是正确的，从此质量守恒定律被人们所认识。 【回忆课本】 (1)利用下图装置验证质量守恒定律时，观察到反应后托盘天平 （填“保持平衡”或“失去平衡”）。    (2)该实验必须在密闭容器中进行的主要原因是 （用化学方程式解释）。 (3)【提出问题】同学们对氢氧化钠溶液与硫酸铜溶液反应后的混合液进行过滤，得到了无色的滤液。该无色滤液中含有哪些溶质呢？ 【进行猜想】 猜想 1：仅含有硫酸钠 猜想 2：含有硫酸钠和硫酸铜 猜想 3： 。 小明认为无需实验验证，就可以判定猜想 2 是错误的，原因是 。 【查阅资料】 ①稀硫酸、硫酸钠溶液与 BaCl2溶液反应，都有 BaSO4白色沉淀产生； ②溶液的电导率越大，溶液中离子的浓度就越大，溶液的导电能力就越强。 【实验验证】 实验操作 实验现象 实验结论 （1）甲同学取无色滤液少许，装入小试管中， 滴入BaCl2溶液 产生白色沉淀 猜想1正确 （2）乙同学取无色滤液少许，装入小试管中， 滴入酚酞试液 溶液变为 色 猜想3正确 （3）丙同学用玻璃棒蘸取无色滤液少许， 滴在 上 溶液pH>7 猜想3正确 【问题讨论】小明认为甲同学的实验结论不正确，其原因是 。 【拓展探究】丁同学利用电导率传感器，实时测出滴入氢氧化钠溶液时锥形瓶内溶液电导率随时间变化的趋势如图所示。    (4)曲线 ab 段显示，反应过程中溶液的导电能力逐渐下降，其原因是 。 (5)b 是反应终点，则曲线 bc 段上升的原因是 。 3．工业铁红的主要成分是Fe2O3，还含有少量的FeO、Fe3O4．为了测定铁红中铁的质量分数，兴趣小组的同学进行了如下实验，请你参与过程分析． 资料1：草酸晶体（H2C2O4•3H2O）在浓H2SO4作用下受热分解，化学方程式为：。 资料2：浓硫酸具有吸水性；氢氧化钠溶液能吸收二氧化碳；碱石灰固体既能吸水又能吸收二氧化碳；CO能将FeO、Fe2O3、Fe3O4还原成铁． （1）下列可用作草酸分解制取气体的装置如图1是 （填字母编号）． 问题讨论：用如图2所示装置进行实验： （2）实验前应先 ． （3）B装置的作用是 ． （4）对D装置加热前和停止加热后，都要通入过量的CO，其中加热前作用是： （5）写出D装置中所发生反应的一个化学方程式 数据分析：资料3：铁的常见氧化物中铁的质量分数： 铁的氧化物 FeO Fe2O3 Fe3O4 铁的质量分数 77.8% 70.0% 72.4% （6）称取铁红样品10.0g，用上述装置进行实验，测定铁红中铁的质量分数． ①D中充分反应后得到Fe粉的质量为m g，则 ． ②实验前后称得E装置增重6.6g，则此铁红中铁的质量分数是 ． 实验评价：反思1：本实验中如果缺少C装置（不考虑其它因素），则测得样品中铁的质量分数会 （填“偏小”、“不变”或“偏大”）． 反思2：请指出 问题讨论中实验装置的一个明显缺陷 ． 拓展探究：用100t含氧化铁80%的赤铁矿石理论上可冶炼出含铁98%的生铁多少吨？（结果保留1为小数） 4．空气中氧气含量测定的再认识。 【实验回顾】如图是实验室用红磷燃烧来粗略测定空气中氧气含量的装置。 （1）写出红磷燃烧的文字表达式 。 （2）实验原理：由于红磷燃烧消耗空气中的氧气，使瓶内 减小，烧杯中水倒吸到集气瓶．若装置的气密性良好，操作规范，用量筒测量进入瓶中水的体积，能粗略测得空气中氧气的含量。水进入集气瓶中的没有超过总容积的五分之一，你认为导致这一结果的原因可能是 。（任写一条） （3）【问题提出】有实验资料表明：燃烧过程中当氧气体积分数低于7%时，红磷就无法继续燃烧，因此通过上述实验，测试结果与理论值误差较大。 【实验改进】 Ⅰ．根据铁在空气中生锈的原理设计如图实验装置，再次测定空气中氧气含量．装置中饱和食盐水、活性炭会加速铁生锈。 Ⅱ．测得实验数据如表 测量项目 实验前 实验后 烧杯中水的体积 烧杯中剩余水的体积 集气瓶（扣除内容物）和导管的容积 体积/mL 80.0 54.5 126.0 【交流表达】 ①铁生锈过程发生复杂的化学反应，首先是铁与氧气、水反应生成氢氧化亚铁[Fe(OH)2]，写出该反应的文字表达式 。 ②根据表数据计算，改进实验后测得的空气中氧气的体积分数是 （计算结果精确到0.1%）。 ③从实验原理角度分析，改进后的实验结果比前者准确度更高的原因是： ； 。 5．对比实验是化学研究中经常采用的方法。化学兴趣小组的同学在研究CO2通入NaOH溶液是否发生了反应，设计了下列二组实验。请和化学兴趣小组的同学一起探究并回答问题： 【设计与实验】 实验 序号 实验 步骤一 实验 步骤二 实验 序号 实验 步骤一 实验 步骤二 实 验 I 向NaOH溶液中通入少量CO2的气体 在反应后的溶液中滴入几滴稀盐酸 实 验 II 向NaOH溶液中通入少量CO2的气体 在反应后的溶液中滴入几滴CaCl2溶液 【探究结论】 （1）实验I中步骤二看不到明显现象，可能的原因是 。 （2）实验Ⅱ中步骤二看到有白色沉淀析出，则发生反应的化学方程式是 。 【拓展延伸】现有下列信息： 资料卡片一 20℃NaOH、Na2CO3在水中的溶解度 物质 溶解度（S）/g NaOH 109 Na2CO3 21.8 资料卡片二 20 ℃ NaOH、Na2CO3在乙醇中的溶解度 物质 溶解度（S）/g NaOH 17.3 Na2CO3 ＜0.01 请你和化学兴趣小组的同学一起利用以上资料信息，再设计一组对照实验Ⅲ，证明CO2确实与NaOH发生了化学反应。 （3）实验Ⅲ的操作为： 。 （4）看到的现象是： 。 6．呼吸面具和潜水艇中可用过氧化钠（Na2O2）作为供氧剂。为了探究其反应原理，兴趣小组同学在老师的指导下，进行了如下探究。 [查阅资料]过氧化钠在常温下与水、二氧化碳反应分别生成氢氧化钠、碳酸钠和氧气。 [设计实验]小南同学想通过如图所示装置探究过氧化钠与二氧化碳的反应，并验证反应产物。 （1）C中氢氧化钠的作用是 。 （2）通过上述实验，明明同学认为Na2O2与CO2反应除了生成Na2CO3和O2，还有可能生成NaHCO3．你认为他的结论正确吗？理由是 。写出 Na2O2与二氧化碳反应的化学方程式 。 （3）请说说呼吸面具或潜水艇用过氧化钠作为供氧剂的最大的是优点 。 7．下图是实验室制取气体的常用装置，回答下列问题： （1）实验室用B装置制取氧气，有关反应的化学方程式是 。若用H装置收集氧气，则氧气应该从 (填“a或b”)端通入。FeCl3与CuCl2对H2O2分解都有催化作用，为测定并比较二者的催化效率，需要控制的条件包括 (填序号)。 ①实验温度   ②H2O2的浓度  ③催化剂质量  ④FeCl3与CuCl2的颗粒大小 (2)加热熟石灰与氯化铵固体混合物可制取NH3(NH3易溶于水，密度比空气小)，要制取并收集干燥的氨气，所选装置(从A～G中选择)正确的连接顺序是 (填字母代号)。 (3)实验室用盐酸与碳酸钙反应，制取二氧化碳气体，同时得到废液。 ①将得到的二氧化碳气体X通入澄清石灰水中，始终没有发现石灰水变浑浊。 【猜想假设】针对此现象，同学们提出了自己的想法。小明：澄清石灰水已变质；小白：X气体中除了有CO2外，还有 。 【实验探究】用图1所示的实验装置就可以同时完成上述两个假设的探究。A、B中都加AgNO3溶液，通X气体后：如果A浑浊、B澄清、C浑浊，结论是 ；如果看到 现象，可以证明小明和小白的假设都成立。 ②小明取一定量废液，逐滴加入碳酸钠溶液，根据实验测得的数据绘出图2，其中纵坐标是实验得到的沉淀或气体的质量，横坐标表示的是碳酸钠溶液质量。由图像可知废液中一定含有的溶质有 ，PF段发生反应的化学方程式为 。 8．【科学探究】 学习了二氧化锰对过氧化氢溶液分解有催化作用的知识后，同学们对催化剂产生了兴趣，他们开展了以下探究。 实验探究一：比较催化剂种类对过氧化氢溶液分解的影响 【查阅资料】①很多植物对过氧化氢溶液的分解有催化作用。 ②压强传感器可以测量密闭体系内气体压强的变化。 【实验操作】 ①在27.8℃，100.7kPa时，将具支试管的支管通过胶皮管与压强传感器连接（如图1所示），取2.0g植物碎末放入具支试管中。 ②用量筒量取2mL3%过氧化氢溶液，倒入具支试管中并立即塞上橡胶塞，同时启动数据采集程序采集数据。更换相同质量，不同种类的植物碎末，重复实验①和②。 ③不加入植物碎未，重复实验①和②，做空白实验。 ④将采集到的数据用电脑进行处理，得到反应前后压强随时间变化曲线如图2。 (1)实验操作③的目的是 。 【实验结论1】 (2)由图2可知，催化效果最好的是 。 【交流反思】 (3)上海青叶作催化剂时，200s前曲线迅速升高的原因是： 。 (4)200s后曲线略有下降的原因是 。除此之外，你还可以从图2中得出的结论是： 。 实验探究二：比较催化剂用量对过氧化氢溶液分解的影响 【进行实验】 在30.2℃，压强100.5kPa时，选择上海青叶碎末用量分别为1g、2g、3g，均与2mL3%过氧化氢溶液反应，获得数据如图3所示。 【实验结论2】 (5)由图3可知，在t1秒内，上海青叶用量为 时，过氧化氢溶液分解速率最快；图中三条曲线最终将重合在一起，其理由是 。 【拓展延伸】 某些植物、氧化铜、猪肝、二氧化锰等都可以做过氧化氢溶液分解的催化剂，除此以外，硫酸铜也可以作过氯化氢溶液分解的催化剂。 9．小明为探究Mg、Fe、Cu、Ag四种金属的活动性进行了如图实验，请你和他一起探究并回答下列问题。 【探究1】比较镁、铁的活动性。 (1)小明设计了甲、乙的对比实验，根据甲中产生气泡速率大于乙这一现象可知活动性： 。    【探究2】比较铜、银的活动性 (2)小明又设计了实验丙，观察到 ，可证明活动性：Cu>Ag，该反应的化学方程式为 。 【实验反思】经过上述实验，小明并未得出四种金属的活动性顺序。 (3)请你帮他补充一个实验丁，从而得出四种金属的活动性，你选择的试剂A、B名称分别为 。 【拓展与延伸】继续研究另一种金属锌的化学性质。 小敏向一定质量的硝酸银和硝酸铜的混合溶液中加入锌粉，溶液质量与加入锌的质量关系如图所示。    (4)a点时，溶液里含的金属化合物有 种，d点得到的固体的成分为 。 10．在一次探究活动中，小强用吸管向澄清石灰水中不断吹气，发现石灰水先变浑浊后又变澄清，他感到很意外。于是将纯净的CO2持续通入新制的澄清石灰水中，一段时间后，观察到和之前一样的现象。小强做第二次实验的目的是 。 【提出问题】石灰水为什么先变浑浊后又变澄清？ 【查阅资料】CaCO3不溶于水Ca（HCO3）2能溶于水且能与酸反应，受热易分解，生成CaCO3和CO2等物质。 【提出猜想】 猜想一：液体显酸性，溶解了CaCO3：        猜想二：反应生成了Ca（HCO3）2 【实验探究】 实验操作 实验现象 实验结论 ①取少量变澄清后的液体于试管中，滴加 溶液变蓝 猜想一不成立 ②取少量变澄清后的液体于另一支试管中，滴入稀盐酸 猜想二成立 【合作探究】小欣认为，证明猜想二成立，还可以取少量变澄清后的液体于另一支试管中， （填操作名称），根据 的现象，判断猜想二成立。 【分析与结论】通过探究可知，碳酸钙固体能与水、二氧化碳反应生成可溶于水的碳酸氢钙，该反应的化学方程式为 。 【拓展延伸】天然溶洞中形态各异的石笋和钟乳石的形成过程中容易使溶洞附近地下水的硬度 （填“偏高”或“偏低”），生活中若要将硬水软化，可以采用 的方法。 11．依据“空气中氧气含量测定”实验的相关知识，完成下题：       【回顾历史】 (1)1774年， （科学家名字）通过用金属汞在空气中加热生成氧化汞等实验，第一次明确得出空气是由氧气和氮气组成的结论。 【常用实验】 (2)实验室常用红磷燃烧的方法测定空气中氧气的含量（如图1），该反应的文字表达式为 。兴趣小组用该方法测出的氧气含量常常低于21%。 【实验改进】甲同学认为误差主要是由实验装置造成的，于是改用图2装置进行实验。 (3)按图2装置实验，实验开始前应先进行的一步操作是 。木炭不可代替红磷的原因是 。实验中燃烧匙内盛放红磷的量必须 。图2装置使用电烙铁可以减小实验误差，其原因是 。 【提出问题】在操作规范的情况下，用改进后的装置测得的氧气含量约为14%。为什么测量结果与真实值仍有较大差距呢？ 【查阅资料】燃烧过程中当氧气体积分数低于7%时，红磷就无法继续燃烧。 【实验探究】已知常温下铁与空气中的氧气、水反应生成铁锈，在有氯化钠、炭粉存在条件下，反应速度较快。乙同学利用铁生锈的原理，测定空气中氧气的含量，设计了图3所示实验装置，测得数据如表： 实验前的体积 实验后的体积 集气瓶内空气 量筒内水 量筒内剩余水 262mL 180.0mL 127.2mL (4)乙同学将铁粉、炭粉等物质不是堆在瓶底，而是撒在浸润氯化钠的滤纸条上再贴在广口瓶内侧，其目的是 。根据表中数据计算空气中的氧气含量为 （计算结果保留到0.1%）。 (5)欲寻找红磷的替代物来测定空气中氧气含量，结合你的学习经验，该替代物应该满足的条件有 、 （写两点）。 12．研究性学习小组选择“H2O2生成O2的快慢与什么因素有关”的课题进行研究，以下是他们探究的主要过程： 【假设】H2O2生成O2的快慢与催化剂种类有关 【实验方案】常温下，在两瓶相同体积的H2O2溶液中分别加入相同质量MnO2和红砖粉，测量各生成一瓶（相同体积）O2所需要的时间． 【进行实验】如图是他们进行实验的装置图，气体发生装置中A仪器名称是： ，此实验中B处宜采用的气体收集方法是： ．    【实验记录】 实验编号 1 2 反应物 6% H2O2 6% H2O2 催化剂 1g红砖粉 1g MnO2 时间 152s 35s 【结论】该探究过程得出的结论是 ． 【反思】H2O2在常温下分解缓慢，加入MnO2或红砖粉后反应明显加快，若要证明MnO2或红砖粉是该反应的催化剂，还需要增加实验来验证它们在化学反应前后的 和 是否改变． H2O2生成O2的快慢还与哪些因素有关？请你帮助他们继续探究．（只要求提出假设和实验方案） 【假设】 ． 【实验方案】 ． 你若还能提出新的合理的假设和实验方案。 【假设】 ． 【实验方案】 ． 13．铜及其合金在工业上有着重要作用，某实验小组的同学对铜及其合金的性质、用途、组成等方面展开了一系列探究活动。 【信息检索】①黄铜是由铜和锌所组成的合金。为了改善普通黄铜的性能，常添加其他元素，如加入铁的黄铜具有较高的强度和韧性。 ②纯铜的导电性比黄铜好，仅次于银，但电线用铜制而不用银制。 活动一：探究合金的性质和用途。 (1)小组同学收集了某种黄铜样品，进行如图所示实验，发现纯铜片表面有划痕，得出结论 ；铜、锌、铁的金属活泼性顺序是 。 【交流讨论】 (2)物质的性质很大程度上决定物质的用途，你认为考虑金属的用途时还需考虑的因素有 （答一点）。 活动二：探究该黄铜样品中是否含有铁。 (3)小明取一定量的黄铜样品于烧杯中，加入一定量的稀盐酸，观察到有 产生，充分反应后过滤，滤液呈无色。得出结论：黄铜样品中不含铁。发生反应的化学方程式为 。 【拓展延伸】 (4)不法分子常用黄铜冒充黄金行骗，下列鉴别方法中正确的是 。 A．观察颜色 B．将金属灼烧 C．加硝酸银溶液 D．加稀硫酸 (5)我国是世界最大的铜消费国，而铜的储量仅占世界总量的5.53%。请你对金属资源的保护和利用提一条合理化建议 。 (6)北斗系统的全面建成彰显了中国航天的力量。在航天科技中运用了大量金属材料，下列有关金属材料的说法正确的是 。 A．纯金属的抗腐蚀性能比它们组成的合金更好 B．金属单质在常温下都是固体 C．形状记忆合金是具有形状记忆效应的合金 D．合金中一定只含金属元素 14．某兴趣小组在探究CO2与NaOH溶液反应的实验中，先用铝制易拉罐收集满一罐CO2气体，然后迅速向其中加入一定量的NaOH浓溶液，立即将易拉罐口封闭（不漏气），轻轻摇动易拉罐，发现易拉罐很快变瘪，但过一段时间后，易拉罐又重新鼓起来（反应过程中温度的变化忽略不计）。 【讨论】甲同学认为易拉罐变瘪，说明CO2与NaOH溶液发生反应，CO2与NaOH反应的化学方程式是 ；乙同学认为此结论不合理，原因是（用化学反应方程式表示） ,还需进一步验证，验证方法是 。 【提出问题】易拉罐为什么又鼓起来？是不是反应又产生了气体，该气体的成分是什么？ 【猜想假设】a．该气体可能是CO2      b．该气体可能是 。 【查阅资料】①Na2CO3具有较强的热稳定性，只有在高温条件下才会分解； ②铝不仅与酸反应，还能与碱溶液反应2Al+2NaOH+2H2O =2NaAlO2+3H2↑ 【实验验证】①将易拉罐口打开，迅速用燃着的木条伸入罐口，发出“噗”的一声，产生淡蓝色火焰，片刻后熄灭。 ②取少量铝片于试管中，先加入适量的水，无明显变化。片刻后再加入少量的氢氧化钠浓溶液，产生气泡。该步实验的目的是 ； 【结论】证明猜想 成立； 【反思与应用】在生活中铝制容器不能用来盛装酸性物质，也不能盛装 物质。 15．某科学兴趣小组的同学按照课本上的实验装置做“测定空气中氧气的体积分数”实验(如图 1 所示),但测出的氧气的体积分数明显小于 1/5.请你参与探究: 【提出问题】造成误差的原因是什么？如何改进课本上的实验装置？ 【查阅资料】1.红磷、白磷的一些性质如表: 颜色、状态 熔点/℃ 着火点/℃ 密度/(g/cm3) 红磷 暗红色固体 590 240 2.34 白磷 白色或黄色固体 44.1 40 1.82 2.铜在加热时易与空气中的氧气反应。 【猜想与假设】 甲同学:可能是导管内原含有空气,后来留有吸入的水,影响实验的准确性 乙同学:可能是瓶内残留气体中还有氧气 你还能作出的猜想是 【交流与讨论】 (1)实验中红磷燃烧的符号表达式是 。 丙同学认为用木炭代替红磷,就可以消除误差,丁同学表示不合理,理由是 。 (2)他们利用金属的导热性,对课本上的实验装置进行了图 2 所示的改进(其他仪器忽略) ① 实验前检查该装置气密性的方法是: 。 ② 甲同学提出应把红磷换为白磷,理由是 。 ③ 与课本上的实验装置相比较,该装置的一个优点是 。 【探究与反思】 (1)为了验证乙同学的猜想,将铜粉放在残余气体中加热,观察到铜粉变黑色,证明乙同学的猜想 (填“合理”或“不合理”) (2)大家用改进的实验装置(如图 2 所示)进行实验,待玻璃管冷却、管内白色的烟幕消失时,左玻璃管内的液面上升了 格,为了得到了较准确的结果,此时应该怎么操作后才能读取 左管液面的刻度 。 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 $$