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．草酸（H2C2O4）又名乙二酸，是一种有机酸，易溶于水，广泛存在于植物源食品中。草酸不稳定，在浓硫酸的催化作用下，草酸固体受热分解生成碳的氧化物和水，某化学课外兴趣小组对生成物中碳的氧化物种类进行了如下实验探究： 【温馨提示】氢氧化钠和氢氧化钙一样都可以与二氧化碳反应，氢氧化钠是易溶物质，氢氧化钙是微溶物质。 【提出问题】生成物中有哪几种碳的氧化物？ 【实验猜想】猜想1：只有CO；猜想2：只有 （填化学式）；猜想3：含有CO和CO2。 【设计实验】基于猜想3，根据CO和CO2的性质，兴趣小组同学设计了知下实验： 【实验探究】 （1）观察到A装置中的澄清石灰水变浑浊，证明草酸分解有CO2气体生成，请写出A装置中的化学反应方程式： ； （2）有两种实验现象都能分别证明草酸分解的气体中含有CO； ①C装置中澄清石灰水不变浑浊，F装置中出现 的现象； ②E装置中出现 的现象； 【实验结论】通过实验探究证明：猜想3成立。 （1）B装置的作用是 ； （2）该实验装置的设计还有一处明显不足（实验前已排尽装置内的空气），请提出改进措施 （任写一条）。 2．氢化钙（CaH2）是一种白色细颗粒状固体，能与水发生剧烈反应，有气泡冒出，其反应的化学方程式为：CaH2+2H2O= Ca(OH)2+ （请补充完整），常用作登山运动员的能源提供剂。某化学实验小组为探究氢化钙的性质，将一定量的CaH2加入到碳酸钠溶液中，立即产生大量气泡，且溶液变浑浊。充分反应后过滤，得到滤渣和滤液，滤渣中一定有的物质是 （填名称）。为进一步确定滤液中所含溶质的成分，他们进行了以下实验探究。 【提出猜想】猜想一：NaOH    猜想二：NaOH和Ca(OH)2 猜想三：NaOH和Na2CO3；猜想四：NaOH、Na2CO3、Ca(OH)2 经过讨论，大家一致认为猜想四不合理，理由是（用化学方程式表示） 。 【实验验证】 实验 现象 结论 （1）取少量滤液，向其中滴入少量碳酸钠溶液 无明显现象 猜想 不成立 （2）另取少量滤液，向其中加入① ② 猜想三成立 【反思与拓展】 （1）若向NH4Cl的溶液中加入一定量的CaH2，充分反应，产生的气体有 。 （2）若NaH的化学性质与CaH2相似，则NaH与水反应的化学方程式为 。 3．英国科学家法拉第曾以蜡烛为主题,对青少年发表了一系列演 讲,其演讲内容被编成《蜡烛的化学史》一书。某化学小组对蜡烛的燃烧过 程进行了再一次探究。 【查阅资料】硫酸铜( CuSO4)是一种白色粉末,具有吸水性,吸水后变为蓝色。 【进行实验】 序号 实验步骤 实验现象 实验结论 1    外焰处的铁纱窗出现红热的 环,内焰及焰心处的铁纱窗无 明显变化。 2    伸入 焰心 的 导气管 引出白烟， 焰心处有 性 气体 3    蜡烛燃烧产物中有 水和二氧化碳 （1）实验 1得到的结论是 ． （2）补全实验 2的实验现象： ． （3）实验 3中，硫酸铜粉末的作用是 ；得到“蜡烛燃烧的产物中含有二氧化碳”这一结论所对应的实验现象是 ． 【反思与评价】 （4）实验 3是该小组同学对如图所示实验的改进．与如图所示实验相比，实验 3 的优点是 ．    （5）在该实验中，蜡烛受热熔化和燃烧，这两种变化根本区别是 。 4．硬水加热时易产生水垢，很多工业用水需要对硬水进行软化处理。化学小组同学利用 1.5%的肥皂水比较水的硬度。 【查阅资料】硬水含较多可溶性钙、镁化合物；软水不含或含较少可溶性钙、镁化合物。 I．探究水的硬度、肥皂水的用量与产生泡沫量的关系 【进行实验】向蒸馏水中加入 CaCl2和 MgCl2的混合溶液，配制两种不同硬度的硬水。用蒸馏水和两种硬水完成三组实验，记录如下： 组别 第 1 组 第 2 组 第 3 组 实验操作 实验序号 ① ② ③ ④ ⑤ ⑥ ⑦ ⑧ ⑨ 混合溶液用量/滴 0 0 0 1 x 1 2 2 2 肥皂水用量/滴 5 10 20 5 10 20 5 10 20 产生泡沫量 少 多 很多 无 少 多 无 无 少 【解释与结论】 (1)CaCl2在水溶液中完全以离子形式存在，写出其离子符号：钙离子： ，氯离子： 。 (2)对比②和⑧可知，肥皂水能区分软水和硬水，依据的现象是 。 (3)设计第 2 组实验时，为控制水的硬度相同，⑤中 x 应为 。 (4)利用上述实验可得到多个实验结论，写出其中一个结论：利用 1.5%的肥皂水和 5ml 蒸馏水进行实验， 。 II．比较不同水样的硬度 【进行实验】用四种水样完成实验，记录观察到泡沫产生时所需肥皂水的用量。 实验操作 水样 肥皂水用量/滴 市售纯净水 2 煮沸后的自来水 6 自来水 9 湖水 14 【解释与结论】 (5)硬度最大的水样是 。 (6)由上述实验可知，能将自来水硬度降低的方法有 。 (7)继续其他水样实验，发现山泉水的硬度大于自来水的硬度，其实验方案为 。（提示：完整的实验方案应包含实验操作、所得现象及相应结论） 5．工业烧碱具有较好的杀菌消毒作用且廉价易得，但工业烧碱中常含有杂质碳酸钠。某科学学习小组同学围绕工业烧碱样品纯度测定问题，展开了讨论与探究。 【原理思路】利用Na2CO3与稀H2SO4反应产生CO2，通过CO2质量的测定，确定样品中碳酸钠的质量，从而计算样品纯度； 【实验方案】小科同学根据以上思路，设计了如图甲的实验方案（固定装置省略），装置中，仪器A的名称 ； 【交流讨论】小明认为图甲实验方案的设计有缺陷，若按该方案进行测定会导致难以避免的误差。你认为下列哪些因素会导致难以避免的误差（填序号） ； ①加入的稀硫酸量不足 ②装置内空气中的CO2没有排出 ③反应产生的CO2未被完全吸收 ④干燥管与空气直接相通 【方案改进】为减少误差，使CO2质量的测定更准确，该小组同学根据以上讨论，对图甲方案进行改进，设计了如图乙的实验方案（固定装置省略）。图乙中A装置的作用是： ；图乙中E装置的作用是 ； 图乙B装置中样品在与稀硫酸反应前和停止反应后，都要通过量的空气，反应前通空气的作用是 ；反应停止后通空气的作用是 ；反应前通空气时a、b、c三个弹簧夹的控制方法是 ； 【数据分析】若撤去图乙中的C装置，则测得工业烧碱的纯度将 （填“偏高”、“偏低”或“无影响”）。 6．一包白色粉末，由CuSO4、NaOH、Na2CO3、CaCO3、NaCl中的两种或两种以上的物质组成。为了探究其组成，进行如下实验： （一）取少量白色粉末，向其中加入足量的水，充分搅拌，得到无色透明的溶液。则原白色粉末中一定不含有 。 （二）为了进一步探究原白色粉末的组成，请你和小欣同学一起完成下列探究。 [小欣同学作了以下猜想]： 猜想I：白色粉末为Na2CO3和NaOH混合物； 猜想II：白色粉末为Na2CO3和NaCl混合物 猜想III：白色粉末为 ； 猜想IV：白色粉末为Na2CO3、NaOH和NaCl的混合物 [设计实验] 实验操作 现象 结论 ①取上述无色透明溶液于试管中，加入 。 产生白色沉淀 猜想IV成立 ②过滤，取滤液少量于试管中，加入过量的Cu（NO3）2溶液 ③静置，再向试管中滴加 。 产生白色沉淀 [反思与评价] （1）步骤②中Cu（NO3）2溶液能否用CuCl2溶液代替，为什么？ 。 （2）写出步骤③反应的化学方程式 。 7．请你参与某学习小组的下列探究活动，并回答问题。 【发现问题】小明将一支燃烧正旺的蜡烛轻轻吹灭后，发现烛芯处产生一缕白烟。 【提出问题】小明想：这缕白烟的成分是什么呢？ 【猜想与假设】大家展开了激烈的讨论。小亮猜测白烟是蜡烛燃烧时产生的二氧化碳；小光猜测白烟是蜡烛燃烧时产生的水蒸气；小明猜测白烟是石蜡蒸气冷凝成的石蜡固体颗粒。 【收集证据】 （1）查阅资料：烟是由固体颗粒形成的，雾是由小液滴形成的。石蜡的熔点和沸点都很低，很容易液化或汽化。二氧化碳是无色且能使澄清石灰水变浑浊的气体。 （2）实验探究：①吹灭蜡烛，立即用一个蘸有澄清石灰水的烧杯罩住白烟，观察到澄清石灰水 。小亮由此得出结论：白烟是二氧化碳。②吹灭蜡烛，立即用一块干而冷的玻璃片放在白烟上，玻璃片上没有水雾，而是出现了一些白色固体物质。小光由此得出结论：白烟不是 。③吹灭蜡烛，立即用燃着的木条靠近白烟，发现蜡烛重新被点燃，说明白烟具有可燃性，这为 同学的猜测提供了证明，同时排除了 同学的猜测。 【结论与解释】 （3）由以上探究结果可知： 同学的猜测是正确的。 （4）小亮在实验时确实看到了石灰水变浑浊，但他获得的结论不正确，原因可能是 。 【反思与评价】 小光同学的反思是：蜡烛燃烧产生水，由于温度高于100℃而呈气态，不会凝结成雾状，所以不应该猜测白烟是水蒸气。 （5）小亮同学的反思是： 。 8．某化学兴趣小组的同学在做酸碱中和反应的实验时，向盛有氢氧化钙溶液的烧杯中加入一定量的稀盐酸后，忘了滴加酚酞溶液，不知道盐酸是否过量。于是他们停止滴加稀盐酸，对烧杯内溶液中的溶质成分进行了探究。 （1）【提出问题】该烧杯内溶液中的溶质是什么？ （2）【猜想与假设】猜想一：溶质只有CaCl2；猜想二： ； 猜想三：溶质中含有CaCl2和Ca（OH）2；猜想四：溶质中含有CaCl2、HCl和Ca（OH）2。 （3）【交流讨论】同学们讨论后一致认为猜想四不合理，理由是 （用化学方程式表示）。 （4）【查阅资料】氯化钙溶液呈中性。 （5）【实验设计】同学们设计了如下不同的实验方案，请完成下列表格。 方案 操作步骤 实验现象 实验结论 一 取少量烧杯内的溶液于试管中，滴入几滴无色酚酞溶液 酚酞不变色 猜想一正确 酚酞变红色 猜想三正确 二 取少量烧杯内的溶液于试管中，加入氧化铜粉末 猜想二正确 （6）【反思交流】方案一不能证明猜想一是否正确，理由是 。若要完善此方案，可将酚酞溶液换成 。将方案二中氧化铜粉末换成生锈的铁钉刚开始反应的化学方程是 。 （7）【拓展与应用】实验证明猜想二是正确的，要使烧杯内溶液的溶质只含有CaCl2，需要除去杂质，其中的一种方法是向烧杯中加入过量的 （填化学式），然后过滤。 （8）【拓展延伸】在发生化学反应的过程中还伴随着温度的变化。室温下，将稀盐酸慢慢滴入装有氢氧化钙溶液的烧杯中，利用温度计测出烧杯中溶液的温度，溶液的温度随加入稀盐酸的质量而变化的曲线如图所示： ①由图可知，盐酸与氢氧化钙溶液发生的中和反应是 （填“吸热”“放热”或“无热量变化”）反应。 ②向A点对应的溶液中加入紫色石蕊溶液，溶液呈 色。 ③B点对应的溶液中的溶质是 （填化学式）。 ④B到C的过程中溶液的pH逐渐 （填“增大”“减小”或“无变化”）。 9．某化学小组在实验室做实验时发现有一瓶没盖瓶盖的氢氧化钠，于是老师组织同学们一起探究该瓶氢氧化钠是否变质。 【提出问题】没盖瓶盖的氢氧化钠是否变质？ 【作出猜想】猜想1：没有变质； 猜想2：部分变质； 猜想3： 。 【设计实验】老师让小王和小军分别组成小组，用两种方法探究该瓶NaOH溶液是否变质。 （一）小王组的实验如下： 实验步骤 实验现象 实验结论 ①取一定量的NaOH溶液于试 管中，滴加无色酚酞溶液 溶液变红 猜想2成立 ②向①中的试管中滴加过量的 稀硫酸 （二）小军组的实验如下： 实验步骤 实验现象 实验结论 ①取一定量的NaOH溶液于试管 中，滴加过量的CaCl2溶液 猜想2成立 ②实验①结束后进行过滤，向得 到的滤液中滴加紫色石蕊溶液 溶液变蓝 【实验结论】该瓶NaOH溶液部分变质的化学方程式 。 【实验反思】得出实验结论后，同学们讨论发现小王的实验结论不严密，理由是： 。 10．某化学兴趣小组的同学在帮老师整理药品时，发现一瓶敞口放置的氢氧化钠溶液。有关这瓶试剂是否变质的问题，同学们展开了探究。 甲同学:取少量样品于试管中，滴加足量的稀盐酸，发现有气泡生成，证明氢氧化钠溶液已经变质了。 乙同学:取少量样品于试管中，滴加澄清石灰水，产生白色沉淀，也得到了同样的结论。写出生成白色沉淀的化学方程式： 。 他们将实验后的废液倒入同一烧杯中，最后只得到澄清溶液。针对澄清溶液中溶质的成分，同学们又进一步进行探究。 【提出问题】澄清溶液中溶质成分是什么？ 【猜想假设】猜想一:NaCl、CaCl2 猜想二:NaCl、CaCl2、HCl 猜想三：NaCl、CaCl2、HCl、NaOH 同学们一致认为猜想三不成立，理由是 。 【查阅资料】氯化钙溶液呈中性 【实验探究】 （1）小丽用碳酸钠溶液验证猜想，请帮她完成实验设计: 实验方案 现象 结论 取少量澄清溶液于试管中，逐滴加入碳酸钠溶液 若只产生 猜想一成立 若先 ，后生成白色沉淀 猜想二成立 同学们按以上方案进行实验，最后确定猜想二成立。 （2）其他同学还提供了以下实验方案，不能得出猜想二成立的是 （填字母）。 A．向澄清溶液中加入澄清溶液，溶液变蓝 B．向澄清溶液中加入锌粒，产生气泡 C．将紫色石蕊溶液加入澄清溶液，溶液变为红色 D．向澄清溶液中加入硝酸银溶液，有白色沉淀生成 【反思拓展】上述澄清溶液如果未经处理就直接倒入下水道，可能会腐蚀铁质管道。若要使其只含NaCl、CaCl2，应向溶液中加入过量的 ，过滤后再排放。 11．为探究过氧化氢分解反应速率的相关情况，小明和小强进行了相应的实验。 （一）小明进行了三次实验并记录了收集到相同体积氧气所需要的时间，数据如下表： 实验 过氧化氢的浓度 过氧化氢溶液质量/g 二氧化锰质量/g 收集时间/s ① 10% 20 0 40 ② 10% 20 1 30 ③ 15% X 1 20 （1）实验①和实验②的组合，其实验目的是 。 （2）实验③中，X的值应为 。 （3）得到的结论是“在相同条件下，过氧化氢溶液浓度越大，过氧化氢分解得越快”的实验组合为 （填实验序号）。 （二）小强将盛满水的量筒倒置于水槽中，通过分液漏斗把20mL某浓度的过氧化氢溶液一次性加入锥形瓶中，记录反应过程中量筒内气体体积的变化情况。 数据如表： 时间/min 1 3 5 7 9 10 量筒读数/mL 60.0 82.0 88 89.5 90 90 请回答： （4）本实验最佳收集气体的时机是 （填字母）。 A．开始实验时，即将导气管伸入量筒内 B．导气管口有气泡冒出时，即开始收集 C． 导气管口有气泡连续均匀冒出时，即开始收集 （5）根据以上实验和实验数据分析，最终生成氧气的体积是 mL。 （6）在上面的坐标图中绘制出0〜l0min生成氧气体积随时间变化的曲线 。 （7）锥形瓶内发生反应的化学符号表达式为 。 12．学校九年级化学兴趣小组对实验室用石灰石和稀盐酸制取CO2反应后的废固和废液成分产生了浓厚兴趣，进行探究实验． 【收集信息】（1）杂质不与稀盐酸反应 （2）氯化钙溶液显中性 【猜想】（1）大家一致认为，所得到的废固中除杂质之外，还可能含有 ． （2）小聪认为废液的溶质中只含有CaCl2一种． 小明认为废液中的溶质有两种，它们是 ．（填化学式） 【实验】为了证明小聪和小明的观点谁的正确，设计以下两种方案并进行实验，请你参与其中，补全下表的填空． 实验操作 实验现象 实验结论 方案一：取少许废液置于试管中，向其中加少许酚酞试液 溶液 色 小聪的观点正确 方案二：取少许废液置于试管中，向其中加入少量 产生气泡 小明的观点正确 【结论】通过对实验现象分析，你认为 的观点正确． 【反思】（1）小明认为实验“方案一”不严密，不足以说明小聪观点正确，理由是 ． （2）废液直接排放会污染环境，为了使废液达到中性，可向废液中加入过量的下列 物质 （填序号），若观察到 则废液达到中性． A．氢氧化钠       B．熟石灰         C．石灰石            D．生石灰． 13．学过碳与氧气反应能够生成 CO2 或 CO，小师同学联想到木炭粉与氧化铜发生反应可能有： ①；②；他想确定生成物有哪些而进行如下探究： 【提出问题】木炭与氧化铜反应后生成哪些物质？ 【猜想与假设】猜想①：Cu 和 CO；猜想②：Cu 和 CO2；猜想③：Cu、CO 和 CO2。 【实验探究】设计的实验装置如图 1 及图 2 的装置的组合： (1)组装仪器，顺序是 B→ （按所需装置出现先后顺序选择图 2 装置对应字母填空，装置可重复使用） (2)实验中观察到 ，由此推断猜想③成立。 【反思与评价】 (3)实验结束时，停止加热，待 Cu 冷却后再将试管口的胶塞取下，目的是 。 (4)小梅同学认为实验检测到了生成物有 CO，但不能说明一定是反应导致，他的理由是： 。 (5)A 中加热装置可用酒精喷灯，用酒精灯则使用金属网罩，作用是 。 (6)实验还需要改进的一点是： 。 14．载人潜艇中舱室内的空气成分需要科学调控以维持工作人员的正常呼吸，实验小组围绕该课题展开相关研究。 （1）实验小组设计如图所示的实验装置测量人体呼出的气体中二氧化碳的体积百分比。 己知：NaOH溶液可以吸收CO2。 ①实验时，用嘴对准呼吸口，先缓缓吸气再缓缓吹气。吸气时空气的进气口为 (填“E”或“F”)。 ②实验时，若瓶I溶液增加0.98g为CO2的质量，CO2的密度为1.96g/L，在E出口测得的气体总体积为13.8L，计算此次实验人体呼出的气体中二氧化碳的体积分数 (计算结果精确到0.1%)。 （2）实验小组探索用过氧化钠调控舱室内空气成分的可行性。 【查阅资料】①过氧化钠Na2O2能和二氧化碳反应生成碳酸钠(Na2CO3)和氧气。 ②CO2不可燃不助燃。 采用下列装置进行探究，实验时打开止水夹，使二氧化碳气体能够缓缓地通过两边导管。 ①过氧化钠吸收二氧化碳的符号表达式是 。 ②你预测刚开始甲、乙两个烧杯内的现象是 。 15．实验室有一瓶已变质的氢氧化钠溶液,某同学不小心洒入了一些稀硫酸,实验小组同学们对此废液产生了浓厚的兴趣。 [提出问题]废液中溶质的成分是什么? [猜想与假设] 猜想一:硫酸钠、碳酸钠 猜想二: 猜想三:硫酸钠 猜想四:硫酸钠、硫酸 [探究实验1]为了探究溶质的成分，第一小组同学先做了如下实验:取少量液体于试管中，先滴入几滴酚酞溶液，溶液由无色变为红色，继续加入足量的稀硝酸，观察到溶液A中产生气泡。 [交流讨论]废液中一定不含的溶质是 ，一定含有的溶质是 。他们得出结论:认为猜想一正确。 [探究实验2]第二小组同学不同意第一小组的实验设计和结论。于是改进了第一小组的实验:如图，取少量液体于试管中,先滴入几滴酚酞溶液，溶液由无色变为红色，继续加入足量的硝酸钡溶液，由于观察到了 现象，因此证明了第一小组的结论不正确的。 [继续实验]最后老师将溶液A和溶液B倒入同一个烧杯，观察到溶液中产生白色沉淀，过滤后，滤液中的一定存在的离子是 。(不考虑酚酞) [总结规律]经讨论我们能够总结出，在探究溶质成分时,主要是依据各物质的性质不同，设计实验，选取合适药品，通过 来加以判断的。同时还可以归纳出，在分析两种溶液混合后溶液中的离子成分时， 的离子是一定存在的。 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 $$