2024年中考化学备三轮复习：科学探究题

2024年中考化学备三轮复习：科学探究题 1．某食品包装袋中“双吸剂”标签如图所示：同学们对这包久置的“双吸剂”样品很感兴趣，设计下列实验进行探究。 【提出问题】久置的“双吸剂”固体的成分是什么？ 【查阅资料】铁与氯化铁溶液在常温下反应生成氯化亚铁：Fe+2FeCl3=3FeCl2 【作出猜想】久置固体中可能含有Fe、Fe2O3、CaO、Ca(OH)2、CaCO3。 【定性研究】小明取少量样品放入试管中，加入一定量的稀盐酸，发现：试管中固体质量逐渐减少，生成一种能使澄清石灰水变浑浊的气体，得到浅绿色溶液。他初步判断：样品中一定含有 ，一定不含Fe2O3。 【实验质疑】小组同学讨论认为上述实验并不能得出一定不含Fe2O3的结论，理由是 ， (用化学方程式表示)。 为进一步确定这包久置的“双吸剂”固体的成分进行如下定量实验。 【定量研究】取3g样品研碎，并用磁铁充分吸收后，得到剩余固体2.6g，按照下列流程进行实验，请回答相关问题：         ⑴ 操作二、操作三的名称是 。 ⑵ 固体I的成分是 (填化学式，下同) ⑶ 写出生成固体II的化学方程式 。 ⑷ 依据定性、定量研究中现象的分析及有关数据计算判断，这包久置的“双吸剂”固体的成分中氧化钙的质量小于 。 【实验反思】结合上面的实验，下列说法正确的是 (填字母序号) a．对物质成分的研究有时需要定性和定量相结合 b．在原样品中加入足量盐酸有4个反应发生 c．定量研究烧杯C中的溶质为NaOH和Na2CO3 2．某化学兴趣小组同学欲探究：一般情况下呼出的气体中有什么物质？ 实验发现：用排水法收集一瓶呼出的气体，把一根燃着的木条伸入瓶内，很快熄灭了。据此，对呼出气体的成分，某同学提出了以下猜想： A认为是二氧化碳    B认为是氮气    C认为是二氧化碳和氮气的混合物 为了弄清它的真实成分，该同学设计了下列实验： 实验步骤与内容 实验现象 结论 ①取一瓶呼出的气体，倒入足量的石灰水后，立即盖上玻璃片振荡 石灰水变浑浊 呼出气体中有 ②把步骤①中的集气瓶倒立在水槽中，并在水下拿开玻璃片 瓶内液面上升至一定高度后便不再改变    ③把步骤②中的集气瓶取出，向瓶内插入一根燃着的木条 木条立即熄灭 呼出气体中有 （1）能否由上述实验确定呼出气体中是否含有水蒸气： （填“能”或“否”）。综上所述，你得出的结论是：猜想 正确（填“A” “B” “C”）。 （2）步骤②中看到瓶内液面上升，请解释原因： ，瓶内液面上升至一定高度后便不再改变，说明氮气具有 的性质。 3．某化学兴趣小组以“生命之源——水”为主题开展项目式学习。 【任务一】认识水的蒸发 (1)如图是两杯等体积的水在不同温度下放置时发生变化的微观示意图，已知两杯水的水温分别是20℃和50℃，则温度为20℃的水为_____（填字母）。 A． B． 【任务二】探究水的电解 如图是兴趣小组利用注射器改装的电解水实验装置。烧杯中盛有用蒸馏水配制成浓度为2%的氢氧化钠溶液，注射器排尽空气后，吸取氢氧化钠溶液20mL，接通电源。 (2)写出电解水的符号表达式 ，经检验气体成分后，可推知水是由 组成的。 【任务三】再探究影响电解水速率的因素 以收集到20mL氢气为标准，记录时间和收集氧气的体积，实验数据如下表。 实验序号 ① ② ③ ④ ⑤ 氢氧化钠溶液的温度/℃ 15 15 15 30 45 外加电压/V 6 9 12 6 6 氧气/mL 9.9 10 9.5 9.6 9.7 时间/S 54.6 23.4 15.0 46.2 35.4 (3)实验①②③可探究 因素对电解水快慢的影响；欲探究氢氧化钠溶液的温度对电解水快慢的影响，应选择的实验是 （填实验序号）。 (4)根据表中实验现象得出的结论是 。 (5)影响电解水快慢除上述因素外，可能还有 （写出1点即可）。 (6)请设计实验方案验证你的猜想 。 4．检验物质保护环境化学实验课上同学们用碳酸钠溶液、稀硫酸、氢氧化钠溶液和氯化钡溶液进行实验探究。实验结束后学校环保监测小组取废液缸中废液进行如下探究，请你和他们一起完成探究报告。 【提出问题】该废液缸中废液含有什么物质呢？ 【探究报告】 实验步骤、操作 实验现象 实验分析 取少量废液于试管中，向其中加入足量的氯化钡溶液；过滤，得白色沉淀和滤液①，向沉淀中加入足量稀硝酸 部分白色沉淀消失，产生无色气泡 根据实验现象可知，废液中含有 取滤液①于试管中，滴加 根据实验现象可知，废 液中含有氢氧化钠 【实验结论】同学们通过分析推理，得出结论：废液中含有的溶质有 。（填溶质的化学式，有几种填几种） 【实验反思】向废液中加入足量的氯化钡溶液的目的是 。 【实验处理】应将废水 处理，检测达标后再排放。 5．小化在家里做家务，学着制作馒头。在和面时，对面碱（主要成分是碳酸钠）的成分产生了兴趣，并进行了如下探究。 【提出问题】面碱除碳酸钠外，还含有什么物质？ 【猜想假设】猜想1：碳酸氢钠猜想2：氯化钠猜想3：碳酸氢钠和氯化钠 【查找资料】①氯化银、碳酸银是白色沉淀，氯化银不溶于硝酸。 ②加热条件下，碳酸钠、氯化钠不分解，碳酸氢钠易分解。 ③碱石灰是CaO与NaOH的固体混合物。 【实验探究】 (1)实验1：甲同学按如下方案进行实验。 实验步骤 实验现象 实验结论 有白色沉淀产生，加入足量稀硝酸后， 。 面碱中还含有氯化钠 (2)实验2：乙同学按下图连接好装置，关闭弹簧夹，加热玻璃管；充分反应后，打开弹簧夹通入空气，再熄灭酒精灯，直到玻璃管冷却。测量加热前后C、D装置的质量。 根据实验中C、D装置内均有气泡产生，加热前后C装置质量增加、D装置质量 （选填“增加”、“减少”或“不变”），证明面碱中还含有碳酸氢钠。 【得出结论】猜想3正确。 【实验反思】 (3)实验1中证明面碱中含有氯化钠的反应的化学方程式为 。 (4)实验2中，C装置的作用是干燥生成的气体，则C装置中盛放的药品名称是 ，完全反应后打开弹簧夹通入空气的目的是 。 【实验拓展】丙同学利用实验2测定面碱中碳酸氢钠的含量。 (5)为了测定面碱中碳酸氢钠的含量，需要补充的操作是 。 (6)若没有装置A，则测得的碳酸氢钠的质量分数会 （选填“偏大”，“偏小”或“没有影响”）。 6．兴趣小组的同学为探究在空气中久置的某氢氧化钠样品是否变质,设计了如图所示的A、B、C、D四组探究实验。 [查阅资料]氯化钙、氯化钡溶液都呈中性。 [实验探究]取适量该氢氧化钠样品，加足量的水溶解,将得到的溶液分别加入四支试管中,再向四支试管中分别加入稀盐酸(足量)、酚酞溶液、氢氧化钙溶液、氯化钙溶液，如图所示。    [分析与结论] （1）上述四组实验中不能达到实验目的的是 (填序号)。 （2）实验A中,观察到 的现象,说明该氢氧化钠样品已经变质。实验A中反应的化学方程式是 。 （3）实验C中,证明该氢氧化钠样品已经变质的反应的化学方程式是 ,该反应属于 （基本反应类型） [继续探究]实验结束后,同学们将四支试管中反应后的混合物全部倒入一个洁净的大烧杯中,充分搅拌、静置,观察到烧杯内上层清液呈红色,下层有白色沉淀。 [提出问题]上层清液呈红色,说明溶液呈碱性。上层清液中呈碱性的物质是什么? [猜想与假设]上层清液中呈碱性的物质可能是碳酸钠、氢氧化钙和 三种物质中的一种或两种。 [设计实验]取少量烧杯中的上层清液于试管中,加入过量的氯化钡溶液,观察现象。 [现象与结论] 预测现象 结论 ①若有白色沉淀生成,溶液呈红色 上层清液中呈碱性的物质是 ②若无沉淀生成,溶液呈红色 上层清液中呈碱性的物质是氢氧化钙 [实验反思]同学们认为上述预测现象②所得结论不严密,原因是 。 7．兴趣小组的同学对铝的某些特殊性质进行相关探究。 【提出问题】铝能否与水反应生成氢气？ 【查阅资料】 物质 钠与水 铝与水 汞与水 能否发生反应 能反应 能反应 不反应 【交流与讨论】 铝在空气中与氧气反应，其表面生成一层致密的氧化铝薄膜，起到保护膜的作用，如生活中可用铝壶烧水。所以要检验铝是否能与水反应，必先除去铝表面氧化铝薄膜。将铝片浸入氯化汞(HgCl2)溶液中，形成铝汞齐(铝汞合金)破坏铝表面致密的氧化膜且可以防止其重新生成。 【实验探究】 (1)将铝片完全浸入氯化汞(HgCl2)溶液中1分钟左右，取出，立即用流水冲洗干净后加入到蒸馏水中(如图)，其表面生成大量气泡、周围出现白色沉淀。写出铝与氯化汞溶液发生置换反应的化学方程式为 。 (2)在导管口a处涂肥皂水，发现导管口有气泡形成，当气泡离开导管后，气泡 (填“下沉”或“上升”)，用燃着的木条点燃气泡，发出爆鸣声。 【实验结论】铝能与水反应生成氢气。 写出铝与水反应生成氢氧化铝和氢气的化学方程式 。 【实验反思】 (1)装置内，在铝与水反应的过程中，若关闭导管上的活塞K，反应停止，其原理是 。当再次打开活塞K，反应继续，产生气泡。 (2)汞有毒，会污染环境，兴趣小组的同学用硫粉处理单质汞，用饱和硫化钠溶液处理使用过的氯化汞废液。 8．1.某饮用水中含有较多的碳酸氢钙[Ca(HCO3)2]，煮沸时会有水垢生成。一个化学实验小组欲探究该水垢的主要成分。 (1)【猜想】 Ⅰ CaO    Ⅱ Ca（OH）2 Ⅲ CaCO3 Ⅳ Ca（OH）2和CaCO3 小强同学认为该水垢中不会存在CaO，理由是 （写出化学方程式）。 【实验探究】 实验 实验操作 现象 解释或结论 实验一 将适量的水垢和水装入试管中，充分振荡后静置，用滴管取上层清液于小试管中，然后再向小试管中滴入紫色石蕊溶液 紫色石蕊溶液不变色 猜想 不成立 实验二 取适量的水垢，加入足量的 ，将产生的气泡通入澄清石灰水 变浑浊 猜测Ⅲ成立 实验三 继续向实验二中变浑浊的石灰水中通入CO2 变澄清 (2)【原理与解释】请用化学方程式表示实验二中有关反应的化学反应原理： ， 。 请写出实验三变澄清可能发生的化学方程式 ，小组同学查阅资料发现在碳酸盐地区，饮用水的硬度较大，其中的原因与实验三的原理相同。 (3)【实践与应用】使用硬水会给生活和生产带来许多麻烦，长期饮用硬水对人体健康不利，在日常生活中，可使用 来检测饮用水是硬水还是软水。 9．在化学的学习中，同学们知道：聚乙烯塑料只含C、H两种元素，如用焚烧方法处理废弃塑料会造成大气污染，化学兴趣小组对聚乙烯塑料在空气中燃烧生成的碳的氧化物组成进行探究。 【提出猜想】A．只有CO2 B．只有CO    C．既有CO2，也有CO 【查阅资料】微量CO遇到浸有磷钼酸溶液的氯化钯黄色试纸，立即变蓝，而CO2遇该试纸不变色 【设计方案】化学兴趣小组在老师的指导下，设计下图所示实验，通过观察装置B、装置C的实验现象，验证猜想。 【实验探究】 (1)请你帮助他们完成实验报告。 实验步骤 实验现象 实验结论及化学方程式 点燃酒精灯加热，随即打开弹簧夹，通入干燥的空气。观察装置B、装置C中的现象 装置B中的现象是： 装置C中的现象是： 聚乙烯塑料在空气的燃烧，生成碳的氧化物中，既有CO2，也有CO；装置C中反应的化学方程式为 【讨论】 (2)根据实验结论，从环保角度考虑，实验中应对尾气进行处理，处理方法是 。 (3)聚乙烯塑料在空气中燃烧，生成物中除了CO2、CO外，还应有的物质是 。 10．某校兴趣小组同学准备进行常见酸、碱、盐的性质实验时，发现实验台上摆放的药品中（如下图），有一装溶液的试剂瓶未盖瓶盖且标签破损，于是决定对这瓶溶液进行实验探究： 【提出问题】这瓶溶液是什么溶液？ 【获得信息】酸、碱、盐的性质实验中用到含有钠元素的物质是氯化钠、氢氧化钠、碳酸钠。 【提出猜想】这瓶溶液是：猜想一：氯化钠溶液；猜想二：氢氧化钠溶液；猜想三：碳酸钠溶液。 【实验推断】 （1）小丽取样滴加酚酞试液，溶液呈红色，得出结论：该溶液不可能是 溶液。 （2）小刚另取样滴加稀盐酸，有气泡产生，小刚得出结论：该溶液是 溶液。 （3）小青认为小刚的结论不完全正确，因为氢氧化钠在空气中易变质，理由是 （写化学方程式） 【探究启示】 （4）实验取完药品后应 才能避免药品变质。 11．如图为探究金属化学性质的两组实验。 （1）实验Ⅰ中以“金属表面产生气泡的快慢”为依据来判断锌的化学性质比铁活泼，小李同学认为该实验设计不够合理，理由是 。 （2）写出实验Ⅱ中D试管内反应的化学方程式 。 （3）实验Ⅱ中金属丝在插入试管前一般要打磨，目的是 ；请将C中的现象补充完整： ，溶液由无色变成蓝色。 （4）实验Ⅱ中要证明Cu、Fe、Ag的金属活动性顺序，小铭认为 （填字母序号）是多余的。若实验室只有铜片，小明将铜片分别放入两种化合物溶液中，也通过实验验证了三种金属的活动性顺序，所用的两种化合物溶液可能是 溶液和 溶液。 12．某兴趣小组开展“测定密闭容器中氧气的体积分数”的探究实验。 【实验1】按图1所示装置，用红磷燃烧的方法测定空气中氧气的体积分数。 【实验2】按图2所示装置，用蜡烛燃烧的方法测定空气中氧气的体积分数。 【实验3】按图3所示装置，在集气瓶内壁用水均匀涂某除氧剂，利用除氧剂和氧气反应的原理测定空气中氧气的体积分数。 （1）实验中，检查装置气密性的方法是 。 （2）实验1中，红磷燃烧的主要现象是 。红磷熄灭后，集气瓶冷却至室温，打开K，水能倒吸入集气瓶的原因是 。 （3）实验2中测得氧气体积分数偏小，其原因是 。 【查阅资料】在老师的指导下，同学们又查阅了资料。 资料1：二氧化碳因与氢氧化钠溶液发生化学反应生成碳酸钠和水，实验室常用氢氧化钠溶液来吸收二氧化碳。 资料2：蜡烛在密闭的集气瓶中燃烧，氧气浓度不断变小的同时，会有一氧化碳气体生成。常温下一氧化碳难溶于水，且不与氢氧化钠溶液反应。 【交流与讨论】根据以上信息回答下列问题： 有同学提议实验2中在集气瓶底部预先放少量氢氧化钠溶液吸收生成的二氧化碳气体，实验就能成功。该反应的化学方程式为： 。但小华觉得不可行，其主要原因是 。 （4）【实验拓展】将测定氧气含量的数字传感器插入集气瓶后再次实验，测得实验1、实验2、实验3中氧气的体积分数随时间变化的关系分别如图4、图5、图6所示。依据图4、图5、图6信息， （填“实验1”、“实验2”或“实验3”）的测定方法更准确，判断依据是 。 （5）若实验3能顺利进行，结合你的学习经验，该除氧剂在反应物和生成物两方面应满足的条件是：反应物方面： ，生成物方面： 。 13．小余阅读课外资料得知：双氧水分解除了用二氧化锰（MnO2）还可用氧化铜（CuO） 等物质作催化剂，于是他对氧化铜产生了探究兴趣。 [提出问题]氧化铜是否也能作氯酸钾分解的催化剂？它是否比二氧化锰催化效果更好？ [设计实验]小余以生成等体积的氧气为标准，设计了下列三组实验（其它可能影响实验的因素均忽略） 实验序号 氯酸钾质量 其他物质质量 待测数据 ① 1.2g / ② 1.2g CuO   0.5g ③ 1.2g MnO2 0.5g (1)上述实验 应测量的“待测数据”是 。 (2)若实验②比实验①的“待测数据”小，说明 。 (3)将实验②反应剩余的固体取出后经 、 再次精确称量得到0.5g黑色粉末，这样做的目的是证明氧化铜反应前后的质量不变，小余同学认为氧化铜肯定是氯酸钾分解的催化剂，但小淳同学对此提出了异议，小淳同学设计了如下实验：将第二次精确称量得到的0.5g黑色粉末和1.2g氯酸钾混合放入试管中，加热，伸入带火星木条，发现木条很快复燃。小淳同学这样做目的是 。 [预期结论]氧化铜也能作氯酸钾的催化剂。 [评价设计]你认为小余设计实验③和实验②对比的目的是 ，写出实验②反应的文字表达式 。 14．老师带领同学们探究铝和稀盐酸、稀硫酸的反应时发现：铝和稀盐酸剧烈反应，而和稀硫酸几乎不反应。 写出铝和稀盐酸反应的化学方程式 。 [提出问题]铝和稀硫酸为什么几乎不反应？ [猜想与假设]猜想1：稀盐酸和稀硫酸中的氢离子浓度不同； 猜想2：盐酸中的氯离子对反应起了促进作用； 猜想3：硫酸中的硫酸根离子对反应起了阻碍作用。 [进行实验] 实验序号 实验操作 实验现象 实验结论 ① 猜想1错误 ② 在两支试管中各加入5 mL氢离子浓度相等的稀硫酸，分别插入规格相同的打磨的铝丝。 向其中一支试管中加入1g NaCl晶体 猜想2正确； 猜想3错误 [实验反思] 有同学用浓盐酸代替氯化钠证明猜想2正确，他的错误之处是 。 [实验解释]老师带领同学们利用数字化手持技术探究金属铝和稀盐酸反应时容器内压强和温度随时间变化的关系（如图）。 由图可知， （填字母序号）点时铝和稀盐酸反应完全。 （1） 0~50s内AB段压强变化不明显，原因可能是 。 （2） BC段压强明显上升的主要原因是 。 （3） CD段压强下降的原因是 。 15．学小组用如图所示自制装置进行“人体吸入和呼出气体成分”的探究。 【提出假设】人体呼出气体中二氧化碳的含量高于吸入气体。 【进行实验】实验活动1 装置 实验操作 现象    ①在饮料瓶中装水至没过长吸管底端，对着短吸管缓慢吹气 水从长吸管端快速流出 ②将饮料瓶中装满水，对着短管吹气，用排水法收集呼出气体，将燃着的木条快速伸入饮料瓶中 饮料瓶中木条熄灭 ③将水倒掉，向饮料瓶中加入澄清石灰水至没过长吸管底，从短吸管端吸气30秒，观察石灰水的变化；再从长吸管端吹气30秒，观察石灰水的变化 (1)步骤①说明，自制装置的气密性 （填“良好”或“不好”）。 (2)步骤②中的现象 （填“能”或“不能”）证明呼出气体中含二氧化碳，原因是 。 (3)若假设成立，步骤③中，预期会观察到的现象是 。 实验活动2： 实验1中有同学发现，吹气一段时间后发现，浑浊的石灰水重新变得澄清。他用上述装置加入与实验1等体积的石灰水，做下列实验来研究这一问题。 实验编号 石灰水浓度 持续吹气时间 瓶底现象 ④ 0.16% 30秒 澄清石灰水变浑浊 ⑤ 0.16% 2分钟 澄清石灰水先变浑浊，后又变得澄清 ⑥ 0.08% 30秒 澄清石灰水先变浑浊，后又变得澄清 ⑦ 0.08% 2分钟 澄清石灰水先变浑浊，后又变得澄清 【反思与评价】 (4)能说明石灰水重新变澄清与石灰水浓度有关的实验是 （填实验编号）。 (5)实验1中，吹气时间均为30秒，有同学观察到石灰水变澄清，而有的学生未观察到产生现象差异的可能原因是 。 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 $$