2024年中考化学冲刺专项突破：科学探究题

2024年中考化学冲刺专项突破：科学探究题 1．可燃冰的外观像冰，主要成分是甲烷水合物（甲烷分子和水分子组成）。某化学兴趣小组的同学对甲烷燃烧的产物产生了兴趣，设计了如下实验进行探究： 【提出问题】甲烷燃烧后生成哪些物质？ 【查阅资料】①含碳元素的物质完全燃烧生成CO2，不完全燃烧生成CO；②白色无水硫酸铜粉末遇水变蓝色；③CO与人体内的血红蛋白结合，会造成人中毒缺氧。 【猜想与假设】猜想一：CO2、H2O； 猜想二： 猜想三：CO2、CO、H2O。 【实验探究】将甲烷在一定量的纯净氧气中燃烧的产物依次通过如图所示的A~E装置（部分夹持、固定装置省略）进行验证：    （1）甲烷的化学式： 。 （2）根据题设信息和查阅的资料推测猜想二的物质可能有 。 （3）实验过程中观察到A中白色粉末变成蓝色，证明甲烷燃烧产物中有 。稍后观察到B、E中澄清石灰水均变浑浊，D中红色粉末变成黑色，由此推断猜想 成立。 （4）装置C的作用是 ；实验过程中A、B的装置顺序不能颠倒，原因是 。 2．某些铜制品在空气中久置，表面生成绿色的铜锈（又称铜绿）。某化学实验小组设计并进行实验，探究铜锈的组成和铜生锈的条件。 I探究铜锈的组成 【查阅资料】①铜锈受热易分解②硫酸铜粉末遇水由白色变为蓝色 【进行实验】小组同学从铜器上取下适量的干燥铜锈，按如图所示装置实验（部分夹持装置已略去）。观察到B中白色粉末变为蓝色，C中澄清石灰水变浑浊。 【解释与结论】（1）依据以上现象分析，铜锈中一定含有的元素：Cu和 。 Ⅱ探究铜生锈的条件 【提出猜想】根据铜锈的组成推测，铜生锈可能与CO2、H2O和O2有关。 【进行实验】实验小组同学取直径、长度均相同的铜丝，并打磨光亮。设计了如下图所示的5个实验并持续观察。 编号 ① ② ③ ④ ⑤ 实验 现象 无明显现象 无明显现象 铜丝表面 有绿色物质 无明显现象 无明显现象 【解释与结论】 （2）实验中使用“经煮沸迅速冷却的蒸馏水”，其目的是 。 （3）对比实验②和③，得出的结论是 。 （4）为验证猜想，请在图中将实验⑤补充完整。 （5）由上述实验可推知，铜生锈的条件是 。 3．同学们知道KClO3分解用MnO2作催化剂，于是想研究氧化铜能否对KClO3分解起催化作用，进行了以下实验： 【实验一】氧化铜能否在氯酸钾制取氧气的实验中加快反应速率。 实验编号 氯酸钾（g） 氧化物 产生气体（mL） 耗时（s） ① 1.5 —— 50 1800 ② 1.5 0.3gMnO2 50 40 ③ 1.5 XgCuO 50 85 (1)实验③中加CuO的质量X应该为 g，以上实验采用了对照实验的探究方法，其中①和③对照，说明的结论是 ； (2)写出实验③反应的化学方程式 ； 【实验二】为了证明CuO是KClO3的催化剂，同学们完成以下实验： 【资料】KClO3和KCl都溶于水，CuO难溶于水。 Ⅰ、将实验③反应后的剩余固体加足量的水溶解，过滤得到黑色粉末，洗涤干燥称得质量为0.3g。 Ⅱ、将过滤得到的黑色粉末按下面进行实验： 实验装置 实验现象 实验分析         玻璃管中黑色粉末逐渐变红 有铜产生 锥形瓶中澄清的石灰水变浑浊 产生了CO2 (3)写出玻璃管中发生的反应的化学方程式 ；说明滤出的固体是 ； 【实验结论】 (4)通过上述实验，得出的结论是 ； 【实验反思】 (5)在实验Ⅱ的实验装置设计中存在一定的缺陷，改进的方法是 。 4．中和反应是一类重要的化学反应，某同学利用图1装置研究浓盐酸与NaOH溶液的反应，并用pH传感器测绘出pH曲线如图2，图3为两者反应的微观示意图。请根据图示回答下列有关问题。 (1)如图1所示，将无色酚酞溶液滴入盛有NaOH浴液的左管，再将浓盐酸滴入右管，一段时间后，发现左管 ，说明NaOH与HCI发生了化学反应。该实验说明浓盐酸具有酸性和 性。 (2)如图2所示，a点溶液中的溶质为 （填写化学式）；甲同学为进一步确定所得溶液属于b点还是c点，选用粉末、溶液，进行如下探究： 实验方案 实验操作 实验现象 实验结论 方案一 取少量反应后的溶液于试管中，加入粉末 溶液中有HCl 方案二 取少量反应后的溶液于试管中，滴加溶液 ②产生白色沉淀 溶液中有HCl 【实验结论】通过探究，同学们一致确定溶液成分属于c点。 【评价与反思】 ①丁同学针对上述方案提出疑问，认为方案二是不合理的，理由是 。 ②同学们经过反思与讨论，最后认为方案一中的粉末可以用下列的某些物质代替，也能得到同样的实验结论，请你选出可用药品的字母序号 。 A．Mg    B．CuO    C．    D．    E．pH试纸 ③分析反应后所得溶液中溶质的成分时，除了考虑生成物外，还要考虑 。 (3)图3是该反应的微观示意图，从图中可知反应的微观实质是 。 5．化学的视角看燃烧 Ⅰ．用科学的思维认识燃烧 (1)为了探究燃烧及其条件，小明在老师的指导下做了以下对照实验。    实验一：充分加热后，燃烧匙中的酒精(C2H5OH)燃烧，水不燃烧。 实验二：点燃酒精灯前，火柴头和火柴梗均不燃烧，点燃酒精灯后，火柴头先燃烧，火柴梗后燃烧。 实验三：试管①中充满氮气，试管②、③中充满氧气，升温至40℃，仅观察到②中的白磷燃烧。 ①由实验一可获得的结论是 ；写出酒精(C2H5OH)完全燃烧的化学方程式 。 ②由实验二可获得的结论是 、 。 ③实验三对照(填实验编号) 可知燃烧需要氧气。实验过程中红磷未燃烧的原因是 。 Ⅱ．控制燃烧 (2)满足条件，可以使燃烧发生，反之，可以让燃烧停止，写出下列事例中运用的灭火原理。 ①消防员用水灭火，其灭火原理是 。 ②妈妈关闭液化气阀门使火熄灭。其灭火原理是 。 (3)优化条件可以促进燃烧。 ①汽车化油器将汽油喷成雾状，进入内燃机汽缸，其促进燃烧的方法是 。 ②工人师傅进行金属切割或金属焊接时使用的氧炔焰是乙炔(C2H2)在氧气中燃烧产生的火焰。通过调节乙炔和氧气进气阀门，可控制氧炔焰的温度。若温度过低或燃烧产生黑烟时，应采取的措施是 ；乙炔在氧气中充分燃烧生成二氧化碳和水，请写出该反应的化学方程式 。    6．烟道气是指化石燃料燃烧时所产生的对环境有污染的气态物质，化学兴趣小组围绕烟道气展开了项目学习之旅。 【信息检索】烟道气中含有大量CO2，还含有CO、SO2、N2、水蒸气等。CO2和SO2都能使澄清石灰水变浑浊，但是SO2还能使品红溶液褪色，也能与KMnO4溶液反应。 (1)活动一：证明烟道气中含有SO2。取少量品红溶液于试管中，向其中通入足量的烟道气，观察到 。 (2)活动二：证明烟道气中含有CO2。将烟道气依次通过KMnO4溶液和澄清石灰水，观察到澄清石灰水变浑浊。通过KMnO4溶液的目的是 ，澄清石灰水变浑浊时，发生反应的化学方程式是 。 (3)活动三：寻找烟道气的利用价值。 可将烟道气中的二氧化碳转化成燃料丙烷C3H8，反应的微观示意图如图。 请写出该反应的化学方程式 。 (4)活动四：烟道气经过预处理后只含CO和CO2，一博同学取一定质量的烟道气想通过如图实验探究。 ①该实验的硬质玻璃管中的现象是 。 ②反应前称取CuO的质量为20g，充分反应后剩余固体质量为16.8g，求参加反应的CO质量为 g。 7．化学小组同学在老师的指导下，开展了以“物质的鉴别”为主题的学习活动。 活动一：气体物质的鉴别 【活动目的】鉴别空气与氧气 【操作与结论】 将带火星的水条分别伸入这两种气体中，若木条复燃，则该气体是 ；否则是另一种气体。 活动二：固体物质的鉴别 【活动目的】鉴别硝酸铵与氯化钾 【操作与结论】 实验操作 实验现象 实验结论 取少量固体于研钵中，分别与熟石灰混合研磨，闻气味 该固体为硝酸铵 无明显现象 该固体为氯化钾 【交流与讨论】经讨论后，小组同学认为只用水也可以鉴别两种物质，依据是：硝酸铵溶于水，溶液温度 (填“升高”或“降低”)，氯化钾溶于水，溶液温度无明显变化。 【生产应用】硝酸铵属于铵态氮肥，不能与 (填“酸性”或“碱性”)物质混合施用。 活动三：液体物质的鉴别 【活动目的】鉴别NaOH与溶液 【实验操作】将两种溶液编号为甲溶液、乙溶液，并分别取样于两支试管中，分别滴加稀硫酸。 【实验现象】甲溶液中无明显现象，乙溶液中有气泡产生 【实验结论】甲溶液为 溶液，乙溶液为另一种溶液。乙溶液中产生气泡的化学方程式为 。 【拓展延伸】下列物质还可以鉴别NaOH与溶液的是 (填序号)。 A．酚酞溶液       B．CaCl2溶液       C． Cu        D．Ba(OH)2溶液 8．市场上热销的蒸汽眼罩如图1所示，小组同学打开一个眼罩，剪开后发现有一些黑色固体粉末和一些白色固体。于是对蒸汽眼罩展开了以下探究。 【查阅资料】蒸汽眼罩采用自发热温控技术，让空气中的水分与眼罩内的物质发生反应，形成发热体，产生细微温润的水蒸气，缓解眼疲劳。 任务一：探究黑色粉末的成分 【作出猜想】同学们利用所学知识，结合眼罩在空气中与水分反应的发热原理，作出如下猜想： 猜想I：活性炭    猜想Ⅱ：铁粉    猜想Ⅲ：炭粉和铁粉 【实验1】 (1) 实验步骤 实验现象 实验分析与结论 步骤1：取少量黑色粉末于试管中，加入一定量 （填试剂名称）。 观察到黑色粉末部分溶解，产生气泡，溶液变为浅绿色。 黑色粉末中含有铁粉，反应的化学方程式 。 步骤2：另取少量黑色粉末用磁铁吸引，将剩余固体与一定质量的氧化铜粉末混合，用图2所示的装置进行实验。 观察到 。 黑色粉末中含有活性炭。 【实验结论】猜想Ⅲ正确，蒸汽眼罩是利用铁粉生锈发热的原理工作的。 【实验反思】 (2)步骤2中，实验结束后应 （填操作过程），避免因操作不当引起试管炸裂。 任务二：探究蒸汽眼罩的发热原理 【提出问题】蒸汽眼罩利用的是铁生锈放出热量的反应原理，同学们发现蒸汽眼罩成分中的白色固体含有氯化钠，活性炭和氯化钠的作用是什么呢？ 【实验2】小组同学利用实验室的器材和药品，设计了如图所示的实验装置，进行如下5组实验。测得实验开始后内瓶中温度均呈上升趋势。 实验所用试剂X的组成及部分数据如表： 实验序号 试剂X的组成 600s时的温度/℃ 活性炭粉 食盐g ① 6 3 35.1 ② 6 0 27.9 ③ 0 3 23.3 ④ 0 0 21.1 ⑤ M N 待测 【实验分析】 (3)由实验①②③④得出的结论为 。 (4)若想通过实验比较活性炭和食盐的用量对铁粉生锈速率的影响大小，可补充实验⑤，则实验中分别为 。 【反思】 (5)蒸汽眼罩虽能缓解疲劳，但也不能长时间佩戴。下列有关蒸汽眼罩的相关说法中，正确的是________（选填字母）。 A．可以循环使用 B．戴的越久，效果越好 C．开封后立即使用，以保证效果 9．铜片久置于空气中表面会变绿，某同学设计并进行实验，探究铜变绿的条件。 【查阅资料】1 铜绿的成分是碱式碳酸铜(Cu2(OH)2CO3)，碱式碳酸铜能与盐酸反应。 2 浓硫酸具有吸水性，可以作为某些气体的干燥剂。 【猜想与假设】常温下，铜片变绿可能与O2、CO2、水蒸气有关。 【进行实验】利用下图1装置分别制取并收集气体于试管中，制取气体原理及收集气体等操作见下表。将收集好的气体，用图2所示装置进行4个实验，通过控制与铜片接触的物质，进行实验并持续观察实验现象。    编号 主要实验操作 实验现象 1 甲中盛有过氧化氢溶液和二氧化锰，收集一试管气体 铜片始终无明显变化 2 甲中盛有大理石和稀盐酸，收集一试管气体 铜片始终无明显变化 3 甲处先用过氧化氢溶液和二氧化锰反应收集半试管气体，再换盛有大理石和稀盐酸的装置，继续收集至一试管气体 一段时间后铜片绿 4 甲处先用过氧化氢溶液和二氧化锰反应收集半试管气体，再换盛有大理石和稀盐酸的装置，继续收集至一试管气体，并向气体中加入适量浓硫酸 钢片始终无明显变化 【解释与结论】（1）实验1的目的是验证 。 （2）实验2制取气体反应的化学方程式为 。 （3）得出“铜片变绿一定与O2有关”的结论，依据的两个实验是 。(填编号) （4）上述实验可推知，铜片变绿的条件是 。 【讨论与交流】（5）同学们猜想碱式碳酸铜与盐酸反应有二氧化碳生成，证明此猜想所需试剂是 。铜绿在加热条件下会分解生成三种氧化物，请写出铜绿分解的化学反应方程式 。 10．小亮在做盐酸中和氢氧化钠溶夜”的实验时，滴加盐酸前忘了加入指示剂，导致无法判断该中和反应进行的程度。于是他对所得溶液的酸碱性进行探究。 【探究目的】探究所得溶液的酸碱性。 【提出猜想】所得溶液可能呈碱性，也可能呈 性。 【验证过程】 实验操作 实验现象 实验结论 用试管取该溶液1-2mL。滴入1-2滴无色酚酞，振荡 无色酚酞溶液变 色 溶液呈碱性 无色酚酞溶液不变色 溶液呈 性 【分析与思考】 若溶液呈碱性，为避免碱性溶液污染环境，小亮对所得溶液进行了如下处理： ①向溶液中逐滴加 溶液，直到不再产生沉淀为止。然后过滤，把滤液倒入蒸发皿中加热，得到氯化钠晶体。 ②若无色酚酞试液不变色，为了进一步确定溶液的酸碱性，小亮提出了以下方案： 方案一：取样，加入金属锌，若观察到 则所取溶液呈酸性；若无明显现象，则呈中性。 方案二：取样，加入 溶液，若有气泡产生，则所取溶液呈酸性，若无明显现象，则呈中性。 11．根据下图所示的实验回答问题。    （1）A为质量守恒定律的探究实验，反应前，托盘天平的指针指向刻度盘的中间，两种物质反应后，托盘天平的指针会向右偏转，原因是 。 （2）B为铁丝在氧气中燃烧的实验，该装置进行实验时需要改进的是 。 （3）C为物质溶解性实验，由该实验可知，影响物质溶解性的因素之一是 。 （4）D为测定空气中氧气含量的实验，若白磷燃烧停止后立即打开弹簧夹，会导致的后果是 。 12．某活动小组围绕铁和铜两种金属及其化合物进行一系列学习与探究。 (1)铜锈的主要成分是铜绿[Cu2(OH)2CO3]，小宁同学利用图所示的装置探究铜在空气中生锈的条件，经过一段时间的观察，发现B中铜丝生锈，而A、C中铜丝无明显变化，小宁得出结论：铜生锈的主要原因与铁相同，即与空气中的氧气和水相互作用的结果。 ①小宁同学得出的结论正确吗？ (填‘‘正确’’或“不正确”)，根据质量守恒定律，你认为参与铜生锈的物质还可能有 。 ②为了验证只有氧气和水的条件下，铜难以生锈，小鹏同学补做了图l中D试管的实验，那么D试管中的气体应该是 。 (2)为了验证铁、铜的金属活动性，小组同学进行了图2所示实验： ①实验中观察到的现象是 ，由此得出金属的活动性：铁＞铜 ②铁片与硫酸铜溶液反应的实验，也可以得出上述结论。实验中观察到的现象是 ，有关反应的化学方程式为 。 (3)图3为老师提供的铁片与氯化铜溶液反应的微观示意图，小组同学从微观粒子变化的角度分析该反应的实质是 ，反应过程中溶液的质量变化是 (填“增大”  “减小”或“不变”)。 (4)同学们使用图4所示装置，对某种铁铜合金的成分进行测量。先取足量稀硫酸于烧杯中，再向其中加入l4.0g合金样品开始计时，并将电子天平的读数记录在下表中。 空烧杯 加入硫酸后 加入合金后5分钟 加入合金后12分钟 加入含金后21分钟 加入合金后40分钟 加入合金后3小时 读数(g) 28.5 169.7 183.6 183.5 183.4 183.3 183.3 根据小组同学得到的数据，请你回答下面问题： ①根据电子天平读数和时间的关系分析，该反应进行过程中，氢气的产生速度有什么特点？ 。 ②该合金样品中铁的质量分数为 。 13．某同学在学习木炭和氧化铜反应的知识后，产生了疑问：木炭与氧化铜反应生成的气体有哪些？同学们带着疑问进行了下列探究： 【提出猜想】 (1)猜想一：只有CO2。 猜想二：只有 。 猜想三：既有CO2又有CO。 【查阅资料】浸有磷钼酸溶液的氯化钯试纸遇二氧化碳无变化，但遇到微量一氧化碳会立即变成蓝色。 【实验步骤】连接好实验装置，并进行实验，装置如图所示(夹持仪器已省)： 步骤一：打开弹簧夹，先通一会儿纯净干燥的氮气。 步骤二：关闭弹簧夹，点燃酒精喷灯对硬质玻璃管加热。 步骤三：实验结束后，拆洗装置和仪器。 【实验分析】 (2)若观察到氯化钯试纸 ，澄清石灰水变浑浊，则猜想三成立。 (3)若猜想一成立则B中发生反应的化学方程式 。 【实验反思】 (4)该实验开始前通一会儿N2的目的是 。实验过程中硬质玻璃管中的现象是 。 (5)实验结束时，熄灭酒精喷灯的同时停止通入N2，你认为装置D在实验过程中的作用是 。 14．镁能与NH4Cl溶液反应，不仅生成一种盐，还有气泡产生。为确定气体的成分，某化学兴趣小组的同学进行下列实验探究。 [提出问题]镁与NH4Cl溶液反应生成何种气体? [猜想与假设]小华说:生成气体可能是HCl、NH3、 H2 中的一种或几种 (1)小华作出上述猜想的理论依据是 。 [进行实验]经过该小组同学讨论研究后修正了猜想:该气体可能含有NH3和H2的一种或两种。为了一探究竟，他们设计了如下装置进行实验。    [现象与结论] (2) A中观察到 ，证明生成气体含有NH3. B装置中浓硫酸的作用:①干燥气体；② 。 C中有肥皂泡被吹出，飘到空中，用燃着的木条靠近肥皂泡，有爆呜声，说明生成的气体还含有 。 [实验反思] (3)写出Mg与NH4Cl溶液反应的化学方程式 。 (4)氨气是一种在常温下极易溶于水的气体，上述实验中有氨气逸出 ，请你分析可能的原因是 。 15．氯酸钾有多种用途，常作氧化剂、火箭推进剂等，它易溶于水，在加热时可缓慢释放氧气，但在氧化铜等催化作用下加热会快速放出氧气。小华利用氯酸钾制取氧气来验证氧化铜的催化作用，并探究反应后剩余固体的成分。 【查阅资料】①氯化钾、氧化铜加热不分解； ②硫酸铜易溶于水，溶解度随温度的升高而增大； ③KCl＋AgNO3＝AgCl↓＋KNO3 Ⅰ．催化剂的制备 工业硫酸铜（含硫酸亚铁等杂质） （1）步骤Ⅰ的目的是除去不溶性杂质，步骤Ⅰ所用到的玻璃仪器有 。 （2）步骤Ⅱ的目的是得到CuSO4·5H2O晶体，实验操作是 、降温结晶、过滤、洗涤、干燥。 Ⅱ．加热氯酸钾制取氧气并探究剩余固体的成分 小华设计了以下两组实验，在相同条件下加热，并记录产生VL氧气所需要的时间， 实验发现 t1＞t2，说明氧化铜可以加快氯酸钾的分解，相关数据如下表。 实验编号 反应前氯酸钾的质量 加入氧化铜的质量 生成VＬ氧气所用的时间 反应后剩余固体的质量 ⅰ 24.5g 0.0g t1 m ⅱ 24.5g 2.0g t2 21.7g （1）实验ⅰ中反应后剩余固体的质量m＝ 。 （2）探究实验ⅱ反应后剩余固体的成分和氧化铜的催化作用，部分数据如下表。 实验步骤 现象或结论 ①将反应后剩余固体继续加热，直至冷却后连续两次称量固体的质量保持不变。 若有气体生成，则说明含有氯酸钾，该反应的化学方程式为 。 ②将①加热后剩余固体在足量水中充分溶解，过滤、洗涤、干燥、称量。 若滤渣的质量为 ，可进一步说明氧化铜对氯酸钾分解有催化作用。 ③收集、合并②的滤液和洗涤液，加入过量硝酸银溶液，充分反应后过滤、洗涤、干燥、称量。 理论上可得到沉淀的质量为 。 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 $$