2024年中考化学专题复习：科学探究

2024年中考化学专题复习：科学探究 1．某校兴趣小组对氢氧化钠溶液与稀盐酸混合后的有关问题，进行了如下探究，请同学们一起参与此次探究之旅。 (1)探究一：判断氢氧化钠溶液与稀盐酸混合后是否恰好完全中和？ 【方案设计】小丽、小林两位同学设计了如下方案进行探究： 方案设计者 方案步骤 方案预估现象 方案预估结论 小丽 用一根洁净的玻璃棒蘸取反应后的溶液沾在pH试纸上，把试纸呈现的颜色与标准比色卡对照 pH=7 恰好完全中和 小林 取少量反应后的溶液于一支试管中，并向试管中滴加稀硝酸和硝酸银溶液 有白色沉淀生产 盐酸过量，没有完全中和 【方案评价】请判断以上设计的两个方案中， 同学的方案是正确的。 【方案反思】请分析另一个方案错误的原因： 。 (2)探究二：氢氧化钠溶液与稀盐酸混合后，所得溶液中溶质的成分是什么？ 【作出猜想】小亮猜想：溶质有NaCl、HCl、NaOH 小丽猜想：溶质只有NaCl 小林猜想：溶质有NaCl、HCl 你的猜想：溶质有 (填化学式) 小丽认为小亮的猜想是错误的，她的理由是 。 【实验设计及验证】请你将下列实验报告填写完整： 实验操作 实验现象 实验结论 取反应后的溶液于试管中，加入碳酸钠溶液 小林猜想正确 有蓝色沉淀生成 你的猜想正确 2.化学兴趣小组设计实验探究氢氧化钠的性质，请你参与他们的探究。 【实验一】氢氧化钠与硫酸铜溶液反应 甲组同学在做氢氧化钠与硫酸铜溶液反应时，发现氢氧化钠与硫酸铜反应有时得到绿色沉淀。 （1）小明对此异常现象产生的原因提出了以下两种猜想。 猜想1：与硫酸铜溶液过量有关。 猜想2：______。 小明进行如下两组实验进行探究。 （2）实验中观察到______（填“A”或“B”）组中生成绿色沉淀，证明猜想1成立。 【实验二】氢氧化钠与二氧化碳反应 乙组同学将二氧化碳通入氢氧化钠溶液中，发现无明显现象。 【提出问题】二氧化碳是否与氢氧化钠发生了化学反应？ 【实验设计】同学们写出该反应的化学方程式______，并根据该反应原理分别设计了图一、图二两个实验。 【实验验证】 （1）小西同学按图一所示，将氢氧化钠溶液全部推入集气瓶中，过一会儿观察到气球鼓起，认为二者发生了反应。小林同学认为该实验不严谨，理由是______。于是同学们将该装置中氢氧化钠溶液换成______，做了对比实验，证明二者发生了反应。 （2）小林同学按图二所示，先将氢氧化钠溶液全部推入集气瓶中，过一会儿打开止水夹，观察到______，也证明二者发生了反应。 3.母亲节前夕，阳阳对妈妈给外婆购买的“XX牌”苏打饼干及其配料表产生了浓厚的兴趣．在化学课上，阳阳听老师说过，苏打是碳酸钠（Na2CO3）的一个俗名，她再仔细阅读该饼干的配料表如下：小麦粉、小苏打…．她思考：配料中小苏打有何作用？如何鉴别苏打（Na2CO3）和小苏打（NaHCO3）？ 下面是阳阳进行的研究性学习过程，请你参与并回答相关问题． 【资料获悉】 （1）相同条件下，Na2CO3溶液比NaHCO3溶液的碱性强； （2）20℃时，Na2CO3、NaHCO3的溶解度分别为21.3g和9.6g； （3）NaHCO3在270℃时能发生如下分解反应： 2NaHCO3加热Na2CO3+H2O+CO2↑，而Na2CO3受热不易分解． 【实验过程】 实验一：验证Na2CO3和NaHCO3热稳定性的差异．在老师的指导下，你们按如图所示进行实验若实验现象为 ，则能得出NaHCO3受热易分解，Na2CO3受热不易分解． 实验二：用酸碱度的差异鉴别Na2CO3和NaHCO3．你们若用广泛pH试纸测定相同条件下两种溶液的pH，则pH较大的是 ． 实验三：用20℃时溶解度的差异鉴别Na2CO3和NaHCO3 请完成下表：（忽略溶解过程中热量的变化） 实验操作 预期的现象和结论 （3） （4） 【交流总结】 （1）配料中小苏打主要起发泡作用． （2）可以通过溶解度、酸碱度等差异来鉴别Na2CO3和NaHCO3． 通过上述研究性学习过程．你们认为小苏打（NaHCO3）除用于食品工业外，在日常生活及实验室中还有哪些应用，试举一例： ． 4.艾依钟同学查阅资料后得知氯化钾也可作氯酸钾分解的催化剂，为了探究影响催化剂催化效果的因素，用下图装置进行了以下实验。 实验目的 实验 试剂 收集100mL氧气 所需时间/s （1）实验乙和丙探究催化剂种类的影响； （2）实验乙和 探究催化剂接触面积的影响； （3）实验乙和 探究催化剂质量的影响。 甲 10g氯酸钾 342 乙 10g氯酸钾、0.5g粉末状二氧化锰 98 丙 10g氯酸钾、 g粉末状氯化钾 308 丁 10g氯酸钾、0.5g块状二氧化锰 157 戊 g氯酸钾、1.0g粉末状二氧化锰 45 (1)为了较为精确地测定出排出水的体积，C框内应选用的装置为 （填序号）。 (2)表格中空白的数据依次应填 （填序号）。 A．丁  戊  1.0  10 B．戊  丁  0.5  10 C．丁  戊  0.5  10 (3)实验丙中发生的化学反应式为 。 (4)实验甲中，维持其他条件不变，再继续收集100mL氧气，所需时间明显少于342s，其原因可能是 。 (5)结合表格中数据在下图中绘制出实验乙和戊中产生氧气的体积随反应时间的变化关系 。 (6)已知化学反应前后各物质的总质量不变，本实验中不可根据 作为判断反应速率的依据（填序号）。 A．测定相同时间内收集到的气体体积 B．测定相同时间内A装置中试管内物质质量的变化 C．测定相同时间内A装置中试管内压强的变化 D．测定相同时间内A装置中试管内温度的变化 5.兴趣小组的同学利用提供的试剂：稀硫酸、澄清石灰水、氯化钠溶液、硫酸铜溶液和紫色石蕊溶液，探究酸碱盐的性质，小清同学将氯化钠溶液加入到稀硫酸中没有观察到明显现象，而将混合溶液加热一段时间后，意外地得到无色、有刺激性气味的气体. 【提出问题】刺激性气味的气体是什么？ 【猜想与假设】猜想1.可能是二氧化硫；猜想2.可能是氯化氢；猜想3.可能是氨气 大家讨论后认为猜想3不合理，依据是 . 【查阅资料】SO2和CO2的化学性质相似都能使澄清石灰水变浑浊，写出二氧化硫和氢氧化钙反应的化学方程式 ； 【实验探究】如图所示，小诚将产生的气体通入紫色石蕊溶液中，观察到 ，他认为猜想2正确. 【评价与改进】小煜认为小诚的结论不科学，于是他利用提供的试剂通过实验确认了猜想2正确. 实验操作 实验现象 如图所示，将产生的气体 无明显现象 为进一步证明结论正确，他们又将该气体通入 溶液中，观察到了预期的白色沉淀. 【结论】加热氯化钠和硫酸的混合物溶液得到的气体是氯化氢. 6.化学兴趣小组同学发现实验台上按如图所示顺序摆放着6瓶不同的无色溶液（如图所示：A、B、C、D、E、F代表对应的溶液）．其中E溶液的试剂瓶标签破损．为此，他们做了如下探究： 【提出问题】E溶液的成分是什么？ 【初步判断】根据受损标签及实验室药品分类摆放原则，E溶液不可能是　 　 （填序号）．①酸；②碱；③盐． 【提出猜想】猜想Ⅰ：NaOH溶液；猜想Ⅱ：Na2CO3溶液；猜想Ⅲ：Na2SO4溶液；猜想Ⅳ：　 　溶液（任写一种）． 【设计并实验】兴趣小组的同学为验证“猜想Ⅱ”是否正确，设计并完成如下表所示实验． 实验方案 实验一 实验二 实验三 实验操作 实验现象 试纸变色，对照比色卡，pH＞7 有无色无味气体产生 　有白色沉淀产生　 实验结论 猜想Ⅱ正确 【分析与推理】 ①完成“实验一”后，李成同学即认为“猜想Ⅰ”正确，张平同学认为“猜想Ⅰ”不一定正确，他的理由是　 　． ②何刚同学认为只需要完成“实验二”即可得出“猜想Ⅱ”正确的结论，你认为该说法　 　（填“合理”或“不合理”），理由是　 　． ③请写出“实验三”中发生反应的化学方程式　 　． 【反思与评价】 经过讨论，同学们认为“实验一”存在明显操作错误，该错误是　 　；观察发现D、E试剂瓶的瓶塞是橡胶塞，使用橡胶塞的原因是　 　． 7.某校化学兴趣小组就空气中氧气的含量进行实验探究： 【收集资料】硫是一种淡黄色固体，在空气中点燃时能与氧气发生反应生成二氧化硫(表达式：S + O2=SO2)。SO2是一种有刺激性气味的气体，易溶于水。 【设计实验】第一小组同学选择的药品是足量的红磷，设计了如下图装置。 (1)红磷在燃烧时的主要现象是 。 (2)燃烧完毕，冷却至室温后打开止水夹，看到的现象是 。 (3)一般不用木炭的原因是 (4)集气瓶中红磷燃烧的文字表达式是 。 【改进实验】第二小组同学选择的药品是硫 ，步骤和现象是： 步骤现象 用燃烧匙将硫点燃后伸入到大试管中，立即密封，硫燃烧，待硫熄灭后，将试管倒立于盛有冷水的水槽中，并在水中将橡皮塞取下。如图一段时间后，试管中上升了一段稳定的水柱，水约占试管容积的1/5    (5)你认为水上升的原因是 。 (6)最终水约占试管容积的1/5，该实验的结论是： (7)如果不足1/5，可能是下列原因中的 (填字母)。 A．硫用量不足    B．未冷却至室温     C．气密性不好 (8)取试管中液体放入另一支试管中，在空气中放置一段时间，然后加入紫色石蕊试液，紫色石蕊试液变为红色，说明其中生成了酸性物质——硫酸。请写出硫酸的化学式 给它加热，发现它不变为紫色，请你推测硫酸的一个化学性质 8.几位同学对蜡烛燃烧火焰的焰心进行了以下探究。 向焰心斜向插入一支细短玻璃管，发现玻璃管中无明显现象（如图）。在玻璃管的上口点燃，上口产生火焰。 【猜想和假设】导管导出的气体可能由二氧化碳、一氧化碳和石蜡蒸气中的一种或几种组成。 【设计实验】 检验气体 操作 现象 结论 二氧化碳 在未点燃的短玻璃管上口罩一个涂有澄清石灰水的玻璃片或烧杯 不含二氧化碳 石蜡蒸气 含有石蜡蒸气 一氧化碳 含有一氧化碳 9．化学兴趣小组在实验室用氯酸钾和二氧化锰混合加热制取氧气 (1)该反应的化学方程式为 。 某次实验时偶然发现制得的气体有刺激性气味，这一现象引起了同学们的兴趣，于是在老师的指导下对该气体成分进行探究。 【提出问题】 氯酸钾与二氧化锰混合加热后产生的气体成分是什么？ 【查阅资料】 ① 氯酸钾与二氧化锰混合加热产生的气体只以单质形式存在； ② 氯气(Cl2)是有刺激性气味的气体，能溶于水，能使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝。 【猜想假设】 (2)猜想一：该气体为 O2； 猜想二：该气体为 ； 猜想三：该气体为 O2和 Cl2的混合物。 【实验探究】 (3)完成下列表格 序号 操   作 现   象 结  论 方案Ⅰ 用排水集气法收集甲、乙两瓶气体，将带火星的木条伸入甲瓶，将湿润的淀粉碘化钾试纸伸入乙瓶。 木条复燃，淀粉碘化钾试纸不变色 猜想 成立 方案Ⅱ 用向上排空气法收集甲、乙两瓶气体，将带火星的木条伸入甲瓶，将湿润的淀粉碘化钾试纸伸入乙瓶。 ，淀粉碘化钾试纸变蓝色 猜想三成立 【反思评价】 (4)为什么两种方案得出的结论不一致？哪个是正确的？ ①同学：方案Ⅰ结论不正确，其操作不合理，不合理之处是 。 ②老师：不需要进行实验，可通过直接闻样品气体气味就能排除猜想一，理由是 。 【拓展应用】 (5)实验结束后，该组同学可通过过滤操作分离固体剩余物中的不溶物二氧化锰，过滤操作中玻璃棒的作用是： 。 10.我区境内有很多溶洞。溶洞都分布在石灰岩组成的山洞中，石灰岩的主要成分是碳酸钙，当遇到溶有二氧化碳的水时，会反应生成溶解性较大的碳酸氢钙：CaCO3+CO2+H2O=Ca(HCO3)2。 某化学兴趣小组同学思考：若向碳酸钠溶液中通入一定量二氧化碳，是否能生成了碳酸氢钠(NaHCO3) ？于是他们开始实验探究(不考虑二氧化碳和碳酸作为溶质情况) 【提出问题】所得溶液中所含溶质成分是什么? 【提出猜想】     猜想一：溶质为Na2CO3 猜想二：溶质为NaHCO3 猜想三：溶质为 。 【设计实验】 实验步骤 实验现象 实验结论 ①取所得溶液少许于试管中， 向其中滴加过量的CaCl2溶液 有白色沉淀生成 猜想二 (填“成立”或“不成立”) ②取实验步骤①中上层清液， 滴加适量稀盐酸 有气泡冒出 猜想一不成立。 【得出结论】猜想三成立，证明二氧化碳通入碳酸钠溶液生成了碳酸氢钠。 写出实验步骤①中发生反应的化学方程式： ；写出实验步骤②中发生反应的化学方程式： 。 11.小明将家里制作馒头用的白色粉末带到实验室与兴趣小组的同学一起进行探究。 【初步探究】取少量白色粉末于试管中加适量水，测得溶液的pH>7，说明溶液呈 性。 【提出问题】白色粉末成分是什么？ 【查阅资料】(1)碳酸钠、碳酸氢钠都可用于制作发面食品。(2)碳酸氢钠不稳定，受热易分解生成二氧化碳和水等；碳酸钠很稳定。 【猜想与假设】猜想I：碳酸钠    猜想II：碳酸氢钠 【实验探究】甲乙兴趣小组设计不同实验方案进行探究。 甲组方案：如图1，取适量白色粉末于试管中，将导管伸入澄清石灰水，加热，澄清石灰水变浑浊，猜想II正确。写出装置B中反应的化学方程式 。 乙组方案：用如图2所示装置作为反应容器，准确测量生成气体的体积以判断白色粉末的成分。分别向盛有碳酸钠、碳酸氢钠和白色粉末的锥形瓶中，注入等体积、等浓度的足量的稀盐酸，记录如表： 实验编号 锥形瓶内物质及质量 最终得到CO2体积/mL 名称 质量/g ① 碳酸钠 a V1 ② 碳酸氢钠 a V2 ③ 白色粉末 m V3 【实验分析】实验①的化学反应方程式为 ；表中m= g；根据上表中数据分析，若猜想II正确，判断的依据是 。 【反思应用】甲组方案中，无法判断白色粉末是否为碳酸钠和碳酸氢钠的混合物；乙组方案可以判断，如果是两者的混合物，应该满足的条件是 。 12.在学习了酸碱中和反应后。同学们进行了如下探究实验。 【提出问题】以氢氧化钠溶液与盐酸为例，如何证明它们发生中和反应了呢？ 【设计实验】 方案一：甲同学利用酸碱指示剂的变色来证明两者反应，进行了下列操作。 步骤一：取一定量的氢氧化钠溶液于小烧杯中，滴加2~3滴无色酚酞溶液； 步骤二：用胶头滴管吸取稀盐酸，逐滴滴入烧杯中、边滴边用玻璃棒搅拌。 (1)直至看到溶液恰好由 色变为无色现象时，甲同学认为两者恰好完全反应，写出氢氧化钠溶液与稀盐酸反应的化学方程式 。 【实验反思】 (2)乙同学取适证甲同学实验后的溶液于试管中继续探究，下列操作及现象能用来判断两者是否恰好完全反应的是______（填字母）。 A．再滴一滴稀盐酸，溶液呈无色 B．再滴一滴氢氧化钠溶液，溶液呈无色 方案二：有同学认为，可以通过检验是否有氯化钠生成来证明氢氧化钠溶液与盐酸的反应，于是用玻璃棒蘸取氢氧化钠溶液和稀盐酸反应后的溶液放在酒精灯上蒸干，发现有白色固体析出，从而得出结论：氢氧化钠溶液确实与盐酸反应生成了氯化钠。 【提出质疑】 (3)同学们立即表示反对，因为白色固体也有可能是 。 【拓展延伸】 (4)酸碱中和反应在生产生活中应用广泛，请你列举一例 。 13.空气中氧气含量测定的再认识。 【实验回顾】 I.写出红磷燃烧的文字表达式 ，该反应的现象是 。 II.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。 【问题提出】 I.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，测量结果应该比理论值 （填偏大或偏小）。 II.如果用气压传感器测瓶内气压的变化， （选填：AB、BC、CD、DE、EF）段表示水倒吸的过程。 【实验改进】 I.铁生锈原理：铁与氧气、水作用生成铁锈。根据铁在空气中生锈的原理设计上图实验装置，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.测得实验数据如下表： 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】 I.铁生锈过程发生复杂的化学反应，首先是铁与氧气、水发生缓慢氧化生成氢氧化亚铁。 II.根据表中数据计算，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%）。 【反思】请你分析，改进后的实验比红磷燃烧实验的优点有：I. ；II. 。 14.在一次实践活动中，某小组同学对游泳馆内清澈湛蓝的池水产生了浓厚的兴趣，他们对池水呈现蓝色的原因、池水中有哪些物质，展开了探究。 【提出问题】池水为什么呈现蓝色？ 【查找资料】①水对蓝光的反射作用使水量现蓝色，水越深蓝色越深。 ②硫酸铜，可溶于水形成蓝色溶液，能与氢氧化钠反应产生不溶于水的蓝色氢氧化铜沉淀。 【猜想假设】猜想①光反射引起池水呈现蓝色 猜想②可能往池水中加入了硫酸铜。 【实验探究】 (1) 实验 实验操作 实验现象 实验结论 1 取少量泳池水于试管中，滴加几滴 溶液 猜想②正确 2 取少量泳池水于试管中，用 照射 猜想①错误 【实验拓展】 (2)泳池水净化模拟实验装置如图，小组同学取一定量的泳池污水于水槽中，再加入适上的絮凝剂（聚合氯化铝），氯化铝化学式 ，10分钟后，打开水泵使水循环，在此过程中石英砂的作用是 。 (3)经过上述净化后的池水还应增加 步骤，才能安全使用；从爱护水资源角度分析，池水净化再利用的好处是 。 15.某学习小组同学在用高锰酸钾做实验时不慎沾到手上，导致皮肤变成了棕褐色，老师提供草酸溶液给同学洗手，棕褐色立刻消失。同学对草酸产生了兴趣，经请教老师获知，草酸(H2C2O4)在通常状况下为固体，是一种易溶于水的酸，广泛存在于植物源食品中。草酸固体在浓硫酸的催化作用下，受热分解生成碳的氧化物和水，小组同学对生成物中碳的氧化物的种类进行了如下探究。 【提出问题】草酸受热分解的生成物中有哪几种碳的氧化物？ 【进行猜想】猜想1：只有CO      猜想2：只有CO2猜想3：同时含有CO和CO2。 【查阅资料】 ①一氧化碳不能与澄清石灰水反应。 ②浓硫酸有吸水性，能吸收气体中混有的水蒸气，使气体变干燥。 【实验探究】同学设计了如图1所示装置进行实验：    (1)实验时，当观察到装置A中的现象为 ，说明草酸的分解产物中有CO2气体存在。 (2)实验过程中，观察到C中现象是 ，由此得出草酸分解产物有CO气体存在。同学甲认为，该套装置存在明显的缺陷，你的改进方法是 。 (3)装置C中直玻璃管内发生反应的化学方程式为 。 (4)装置D的作用是 ，发生反应的化学方程式为 。 【实验结论】(5)通过实验，可得到的结论是猜想3正确。请写出草酸在浓硫酸的催化下，受热分解的化学方程式： 。 【问题讨论】 (6)草酸与高锰酸钾反应的化学方程式为：3H2C2O4+2KMnO4=K2CO3+2MnO2+3H2O+5CO2↑；又知在化学反应中，有元素化合价升高的反应物为还原剂，有元素化合价降低的反应物为氧化剂，则此反应中的氧化剂是 。 【定量计算】(7)测定高锰酸钾样品中高锰酸钾的质量分数(高锰酸钾样品中含少量杂质)。同学们设计了如图2的实验装置，取1g高锰酸钾固体样品放于试管中，实验中将注射器内的草酸溶液(足量)完全注入试管中。当试管中不再产生气泡时读数得到量筒中水的体积为330mL。已知实验条件下二氧化碳的密度为2g/L。计算该样品中高锰酸钾的质量分数 。(写出计算过程)    【实验反思】(8)上图中水面上方封了一层植物油，目的是 。实验结束后，学习小组的同学对该实验进行了反思，同学乙认为用该装置测得的样品中高锰酸钾的质量分数偏高，你认为原因是 。 学科网（北京）股份有限公司 $$