2024年中考化学题型强化提升之科学探究题

2024年中考化学题型强化提升之科学探究题 1．化学兴趣小组为验证质量守恒定律，他们在老师指导下，做了镁条在空气中燃烧的实验。 （1）写出镁条与氧气反应的化学方程式： 。 （2）小华发现燃烧所得固体的质量大于消耗的镁条质量，他据此认为该反应不遵循质量守恒定律。你 （同意”或“不同意”）小华的观点，理由是 。 （3）小红按如图装置进行实验，验证了质量守恒定律，却发现产物中还有少量黄色固体。 【提出问题】黄色固体是什么物质？ 【查阅资料】①镁与氮气反应生成黄色的氮化镁（Mg3N2）固体；②氮化镁可与水剧烈反应产生氨气。 【做出猜想】黄色固体为氮化镁。 【实验探究】请你设计实验，验证猜想： 实验操作 实验现象 实验结论 取足量的黄色固体加入试管，然后滴入适量的 ，并将 放在试管口 猜想正确 【反思与交流】 ①通过上述探究活动，你对燃烧有什么新认识： 。 ②空气中氮气的含量远大于氧气的含量，而镁条在空气中燃烧生成的氧化镁却远多于氮化镁，这是因为 。 2．学校附近有一家造纸厂，造纸过程中用到了氢氧化钠，排放的废水会污染环境。化学小组同学通过以下探究活动制定相应的治理方案。 实验一：探究废水成分 【实验猜想】 推测一：氢氧化钠　推测二：氢氧化钠和碳酸钠 (1)推测二中有碳酸钠的依据是 (用化学方程式表示)。 【实验探究】 (2)取废水，滴入过量的氯化钡溶液，有白色沉淀生成，静置后滴入酚酞溶液，溶液变红，推测二成立。滴入过量的氯化钡溶液的目的是 。 【实验反思】 (3)若要验证推测二成立，还可以选择的试剂有________(填标号)。 A．少量稀盐酸 B．氢氧化钙溶液＋酚酞溶液 C．硝酸钙溶液＋酚酞溶液 D．氢氧化钡溶液＋酚酞溶液 实验二：探究废水中氢氧化钠的含量 【设计实验】取100 g废水于烧杯中，逐滴滴入4.9%的稀硫酸，用pH传感器测溶液的pH，结果如图所示。(假设废水中不含其他与硫酸反应的物质)    【结果讨论】 (4)0～40 s时发生反应的化学方程式是 (写一个)。 (5)0～40 s时观察到的现象是 。 (6)a点时溶液中的溶质是 ，此时所用稀硫酸的质量为100 g，则废水中氢氧化钠的质量分数 4%(填“>”“<”或“＝”)。 (7)若用相同质量分数的稀盐酸处理相同质量的废水，所需要稀盐酸的质量比稀硫酸的质量 (填“大”“小”或“相等”)。 3．胃液中含有盐酸，常用碳酸氢钠片或铝碳酸镁片治疗胃酸过多症。某小组同学对两种药剂开展探究。 【查阅资料】 ①铝碳酸镁片主要成分化学式为[Al2Mg6（OH）16CO3·4H2O]，含有 Al3+、Mg2+、OH-和。 ③抗酸原理：药物中的部分离子和胃酸中的 H+反应，降低胃液酸性。 ④药物使用说明书，如图1。 【提出问题】1．哪种药剂治疗胃酸过多引起胃疼的效果好？ 2．每片药剂中碳酸氢钠的含量是多少？ 实验一 比较两种药剂的治疗效果 【设计实验】 小组同学各取 1.0 g 碳酸氢钠片和 1.0 g 铝碳酸镁片粉碎后放入试管中，分别加入 120 mL pH=1 的稀盐酸，利用 CO2传感器和 pH 传感器（如图 2 所示）分别测出试管内 CO2浓度和溶液 pH 随时间的变化，得到图 3、图 4 所示曲线。 【分析与表达】 （1）抗酸原理：碳酸氢钠与盐酸反应的化学方程式 。 铝碳酸镁与盐酸的反应为： 起抗酸作用的离子是 。 【结论与反思】 （2）两种药剂治疗胃酸过多症效果更好的是 ，理由是 。 （3）铝碳酸镁片需要嚼碎后服用，可能的原因是 。 实验二 测定每片药剂中碳酸氢钠的含量 方案 1：小金按如图 5 的实验方案，取药片和足量的稀盐酸进行实验，通过测量反应前后总质量的变化来采集实验数据。小金将小烧杯中的稀盐酸分几次加入到 3.0 g 碳酸氢钠片粉末中。 （4）当 时（填操作和现象），可判断碳酸氢钠完全反应。 方案 2：小雨按照如图 6 的实验方案进行实验，通过测量反应前后乙和丙的质量变化来采集实验数据（装置气密性良好）。 【记录与处理】 实验前称量装置乙和丙的总质量。之后关闭 K1，打开 K2、K3、K4和分液漏斗活塞，将 50 mL 10%的稀硫酸加入锥形瓶中，关闭活塞。充分反应后冷却到室温，打开 K1，鼓入空气。一段时间后称量装置乙和丙的总质量。重复三次操作，实验数据如下表。 实验序号 1 2 3 碳酸氢钠片样品质量/g 3.0 3.0 3.0 反应前装置乙和丙的质量/g 493.8 494.6 493.6 反应后装置乙和丙的质量/g 492.6 493.6 492.5 （5）计算药片中碳酸氢钠的质量分数为 。 【反思与评价】 （6）方案 2 比方案 1 实验结果更准确，理由是 （至少写两点）。 4．二氧化锰可作过氧化氢分解的催化剂，兴趣小组想探究过氧化氢分解还有没有其他催化剂？影响过氧化氢分解的因素，除催化剂外，还有什么? 【提出问题】氧化铁能否作过氧化氢分解的催化剂？如果能，其催化效果如何？ 【实验探究】 实验步骤 实验现象 ①分别取5 mL 5%过氧化氢溶液放入A、B两支试管中，向A中加入1g氧化铁粉末，并分别在A、B试管中插入带火星的木条，观察现象 A试管中产生气泡，带火星的木条复燃，B试管中无明显现象 ②待A中没有现象发生时，重新加入过氧化氢溶液，把带火星的木条伸入试管，如此反复3次 试管中均产生气泡，带火星的木条均复燃 ③将步骤②中的剩余物进行处理，并将得到的固体洗涤、干燥、称量，所得固体质量为a g ④分别取5 mL 5%的过氧化氢溶液放入C、D两支试管中，向C中加入1g氧化铁粉末，向D中加入1g二氧化锰粉末，观察现象 （1）步骤②证明氧化铁的在反应前后没有发生变化。③中如果a= ，证明氧化铁的在反应前后没有发生变化，由步骤①②③可知，氧化铁可作过氧化氢分解的催化剂。 （2）写出氧化铁（Fe2O3）催化过氧化氢分解的反应表达式： 。 （3）设计实验步骤④的目的是 。 【继续探究】探究过氧化氢溶液浓度对过氧化氢分解速率的影响。 （4）可以通过测定 相同条件下不同浓度的过氧化氢溶液来探究。 A 产生相同体积氧气的时间     B 单位时间内产生氧气的体积    C 产生氧气的总体积 （5）按图1装置进行实验：水浴温度控制在21℃，二氧化锰均为0. 5 g，过氧化氢溶液均为5 mL，三颈瓶容积为250 mL，恒压漏斗（漏斗的支管与三颈瓶相连）的作用是使过氧化氢溶液自行下滴。数字传感器数据绘制图像如图2、3。 【实验结论】图2说明过氧化氢溶液浓度与反应速率的关系是 ；分析图2中用5%的过氧化氢溶液进行实验，曲线上气压达到最高点后缓慢下降的可能原因是 。 （6）图3说明从温度看，其他条件相同时，过氧化氢溶液浓度越高，反应越 填 “剧烈”或“平稳”）。 5．实验室需配制100g16%的碳酸钠溶液并进行相关实验。 Ⅰ．配制溶液 某小组同学配制过程如图所示。    (1)请指出上述实验存在错误的步骤编号并提出具体的操作方案 。 Ⅱ．性质实验 (2)测定碳酸钠溶液的酸碱性：测得溶液的pH (选填“>”“=”或“<”)7. (3)鉴别氯化钙溶液和稀盐酸： ①各取1~2mL溶液于两只试管中，分别滴加5滴碳酸钠溶液。若产生 ，则为氯化钙溶液。写出反应的化学方程式 。 ②还可以选择以下试剂进行鉴别 (填字母序号)。 A．紫色石蕊试液B．硝酸银溶液C．氧化铜粉末D．氢氧化钠溶液(含少量酚酞)E．锌粒 Ⅲ．废液处理 经分析废液中的溶质是和HCl，小组同学决定用固体除去它们。 【提出问题】如何估算固体的用量？ 【进行实验】取100mL废液样品于烧杯中，逐滴滴加16%的溶液(密度为1.1g/mL) 用pH传感器测定滴加过程中溶液的pH．实验结果如图所示。    【结果讨论】 (4)①a~b阶段，观察到烧杯中的现象是 ，反应的化学方程式为 。 ②c点时，取少量烧杯中的清液于试管中，滴加溶液，有白色沉淀生成。说明处理100mL废液，所需16%的溶液的体积 120mL。(填“大于”“等于”或“小于”) ③将烧杯中的沉淀过滤、洗涤、干燥、称重，质量为10g。若集中处理1L该废液，理论上需要固体多少克？(写出计算过程) 。 6．某兴趣小组利用老师提供的如下物品：①酒精灯②铜片③火柴头④火柴梗⑤沙土⑥三脚架，进行燃烧条件的探究，请你参与。 【设计与实验】 探究的内容 实验设计与操作 实验现象 探究一：燃烧与物质的关系 探究二：燃烧与温度的关系 火柴头先燃烧，火柴梗后燃烧 探究三：燃烧与 的关系 覆盖沙土火柴头不燃烧，没有覆盖沙土火柴头燃烧 【解释与结论】 （1）探究一得出结论是燃烧需要 。 （2）探究二说明火柴头的着火点比火柴梗的着火点 （填“低”或“高”），该实验中火柴头和火柴梗的位置相对于火焰中心 （填“对称”或“不对称”）。 【拓展与应用】查阅资料可知，纳米铁粉在空气中会自燃。“铁丝在空气中很难燃烧，纳米铁粉却可以在空气中自燃”，铁丝在空气中不燃烧，铁粉在空气中会燃烧，由此你对燃烧的新认识是 。 7．小彬同学家新买了水龙头，从说明书上了解到该水龙头是铜质镀铬的。他想起在学习金属性质时用到的金属活动性顺序中没有铬，为了解铬与铝、铜的金属活动性相对强弱关系，进行如下探究活动： 【查阅资料】 （1）铬（Cr）是银白色有光泽的金属，在空气中表面能生成抗腐蚀性的致密氧化膜。 （2）铬能与稀硫酸反应，生成蓝色的硫酸亚铬（CrSO4）溶液。 （3）铝是银白色有光泽的金属，能与稀硫酸反应，生成无色的硫酸铝溶液。 【实验过程】取大小相同的三种金属薄片，用砂纸打磨光亮。 实验一 实验二 实验三 实验方案 实验现象 铬片表面产生气泡缓慢，溶液变蓝色。 a 铝片表面产生气泡较快。 结论 铬能和稀硫酸发生反应，反应速率较慢。 铜不与稀硫酸反应 b 三种金属的金属活动性由强到弱的顺序是：c 【回答问题】 （1）上表空白处，请填写合适内容：a b c （2）用砂纸打磨金属片的目的是： 。 （3）实验一中，发生反应的化学方程式是： 。 （4）小东提出，用硫酸铜溶液代替上述实验中的稀硫酸，也能得出三种金属的相对强弱关系。小燕认为不可行，理由是 。 （5）小清认为，只要选用三种试剂或药品，两两反应进行实验，就可以比较得出三种金属的强弱关系，这三种药品可以是 （写出一组即可）。 8．做中和反应时，将稀盐酸滴入氢氧化钠溶液中，A同学意外看到有气泡产生，B同学提醒：是不是拿错了药品？A查验后确认药品没错，只是在瓶口发现有白色粉末状物质，A认为氢氧化钠溶液变质了。 (1)氢氧化钠溶液变质的原因是 （用化学方程式表示）； (2)写出上述实验有气泡产生的反应的化学方程式 ； (3)利用上述实验不同的原理，A又设计了一个实验再次确认该氢氧化钠已变质。 实验步骤：取少量药品于试管中，滴加 ； 实验现象： ； 实验结论：该氢氧化钠溶液已变质 (4)该氢氧化钠是部分变质还是全部变质？ 实验步骤：①取少量样品于试管中，滴加过量 ；②将上述浑浊的液体过滤，在滤液中加入几滴酚酞试液 实验现象：①有白色沉淀产生；② ； 实验结论：该氢氧化钠溶液部分变质 9．氢氧化钠和氢氧化钙是两种常见的碱。小红同学将两种碱的饱和溶液分别装入试管A、B中，并进行了如图所示的三组实验。 (1)实验I、Ⅱ、Ⅲ中，无法将这两种碱溶液区分开的是实验 （填“I”、“Ⅱ”、“Ⅲ”）。 (2)小红设计的实验I，证明酸和碱能发生中和反应，写出稀盐酸和氢氧化钠溶液反应的化学方程式 。 (3)实验Ⅲ中，试管B中有白色沉淀生成，说明试管B中原来装入的溶液为 溶液。 (4)试管A中无现象。为确定通入CO2后试管A中溶质的成分，小红进行了如下探究： 【提出猜想】 猜想a：溶质只有氢氧化钠； 猜想b：溶质只有 （填物质名称）； 猜想c：溶质有碳酸钠和氢氧化钠。 【实验与结论】 实验操作 实验现象 结论 ①取试管A中溶液少量于试管中，逐滴滴加澄清石灰水 猜想c成立 ②待①中反应恰好完全时静置，取上层清液少许于试管中，滴加几滴酚酞试液 溶液呈红色 请写出实验操作①中发生反应的化学方程式 。 【反思与评价】 教师评价小红得出的结论不正确，如果要验证“猜想c”成立，需将上述实验中的澄清石灰水换成 （填化学式）溶液。 10．小兰用图示装置验证CO2能与NaOH发生化学反应。推注射器活塞向充满CO2的集气瓶（甲）中注入过量的NaOH溶液，振荡集气瓶后打开止水夹. （不考虑微溶物） （1）向甲中注入NaOH溶液发生的化学反应方程式为 。 （2）打开止水夹后观察到： 。上述现象证明CO2能与NaOH发生化学反应。 （3）反应后将甲中混合物过滤，得到白色沉淀和无色滤液。 小兰欲探究无色滤液中的溶质成分：小兰分析得出无色滤液中一定含 。（填化学式） [提出问题]无色滤液中还含有哪些溶质？ [做出猜想]①Na2CO3     ②CaCl2；     ③CaCl2和Na2CO3；      ④无其他溶质。 小兰认为猜想 一定不正确。（填序号） [进行实验] 实验步骤 实验现象 实验结论 I.取少量滤液于试管中，滴加少量 溶液 无明显现象 猜想④成立 Ⅱ.另取少量滤液于试管中，滴加足量稀盐酸 无明显现象 [实验交流] 小梅将步骤II中盐酸由“足量”改为“少量”进行实验，没有观察到气泡（其他步骤和现象不变），小梅认为猜想④成立，小梅的实验错误的原因是 （用化学方程式表示）。 11．天然气的主要成分是甲烷(CH4)，某学兴趣小组的同学对甲烷燃烧的产物产生了兴趣，请你参与： 【提出问题】：甲烷燃烧后生成哪些物质？ 【查阅资料】：含碳元素的物质完全燃烧生成CO2，不完全燃烧生成CO；无水CuSO4遇水变蓝。 【猜想与假设】：甲 CO2 、H2O ；乙 CO 、H2O；丙NH3 、CO2 、H2O；丁CO2 、CO 、H2O。你认为 同学的猜想是错误的，理由是 。 【实验探究】：为了验证上述猜想与假设，将甲烷在一定量的O2中燃烧的产物依次通过下列装置：    (1)实验中用纯净O2而不用空气的原因是 。 (2)实验中观察到A中无水CuSO4变蓝，B、D中澄清石灰水变浑浊，C中红色粉末变成黑色，由此推断 同学猜想成立。 【反思与交流】：为避免有毒的CO污染环境，所以含碳元素的物质燃烧必须满足的条件是 。 12．利用数据传感技术可以形象地比较过氧化氢溶液在有无催化剂条件下的分解速率。某兴趣小组同学利用下列装置，在甲、乙两锥形瓶中都放入10mL30%的过氧化氢溶液，在甲瓶中再放入少量二氧化锰粉末，测得甲、乙两瓶内气压随时间的变化如图所示： (1)甲锥形瓶内发生反应的化学方程式为 。 (2)由图分析可知：曲线 （填“①”或“②”）表示无二氧化锰条件下发生的反应。 (3)请从催化剂的角度解释，在实验过程中，上述两个反应虽化学反应速率不同，但完全反应后两个装置内压强相同的原因是 。 (4)兴趣小组设计了如图所示装置对比淀粉与二氧化锰的催化效果，实验均以生成25mL气体为准，其他的影响因素忽略不计。相关数据见下表。 实验编号 3%过氧化氢溶液的体积 其他物质质量 待测数据 I 20mL 淀粉0.5g a Ⅱ 20mL 二氧化锰0.5g b ①上述实验中的“待测数据”指 ；最后，结果表明二氧化锰的催化效果较好，则a b（填“<”、“>”或“=”）。 ②小明用坩埚夹取少量光亮的铜丝，放在酒精灯火焰上灼烧至表面变黑后，迅速插入一只装有20mL3%过氧化氢溶液的试管中，观察到试管内迅速产生大量气泡，且变黑的铜丝质量和化学性质不发生改变，于是得出结论：氧化铜可以加快过氧化氢分解。有同学认为这个结论不可靠，原因是过氧化氢分解速率加快，还可能与 有关。请你再设计一个实验方案进行验证： 。 13．【探究活动一】为探究催化剂的种类对氯酸钾分解速率的影响，甲同学设计如表对比实验： 氯酸钾的质量 催化剂的种类 MnO2的质量 反应条件 收集45.0mLO2所需的时间（s） Ⅰ 3.0g MnO2 1.0g 混合加热 21 Ⅱ xg CuO 1.0g 混合加热 48 （1）表中x的值应为 ；通过分析上表数据，可以得出的实验结论是：在相同的条件下，KC1O3在MnO2作催化剂比CuO作催化剂的分解速率 （选填“快”或“慢”）。 【探究活动二】为探究双氧水浓度对过氧化氢分解速率的影响，乙同学设计以下实验： 【进行实验】 室温下，选用50.0g不同溶质质量分数的双氧水（1%、2%和4%）分别与0.1g二氧化锰进行实验（如图1，固定夹持仪器略去）。 （2）写出双氧水分解的化学方程式 ，MnO2在H2O2分解前后其质量和 没有发生改变。 （3）按下图装置图1进行实验，在装药品前应检查该装置的气密性，具体做法是关闭分液漏斗活塞，加热锥形瓶，如果注射器活塞外移（右移），停止加热后 则证明该装置气密性良好。 【数据处理】 （4）乙同学进行实验后，获得的相关实验数据记录如表所示： 双氧水的质量 双氧水的浓度 MnO2的质量 温度 相同时间（10s）内产生O2体积（mL） Ⅰ 50.0g 1% 0.1g 20℃ 9 Ⅱ 50.0g 2% 0.1g 20℃ 16 Ш 50.0g 4% 0.1g 20℃ 31 ①本实验中，测量O2体积的装置也可以选用如图2的哪套装置来代替 （填编号）。 ②分析上表数据，可以得出不同浓度的双氧水对过氧化氢分解速率影响的结论是： 。 （5）丙同学认为用图3装置进行实验，通过比较 也能探究双氧水浓度对过氧化氢分解速率的影响。 14．探究甲醇的合成 【查阅资料】一氧化碳能使湿润黄色氯化钯试纸变成蓝色。 （1）合成装置中 CO2 与 H2 生成甲醇的同时还产生一种相对分子质量最小的氧化物，写出反应的化学方程式 。 （2）受实际反应条件的影响，合成装置中可能含有二氧化碳与一氧化碳。  某同学设计如下图装置，抽取合成装置中的混合气体进行证明，若含有 CO 则 A中的现象是 ，为证明含有 CO2 则 B中的试剂为 。 15．将氢氧化钾溶液与稀硫酸混合，观察不到明显现象，为证明氢氧化钾溶液与稀硫酸发生了反应，三位同学进行了以下实验。 (1)测定溶液pH变化的方法甲同学在实验过程中测得pH变化如图1所示，则该同学是将 （填字母序号）。 a．氢氧化钾溶液滴入稀硫酸中    b．稀硫酸滴入氢氧化钾溶液中 (2)测混合过程中的温度变化乙同学在实验过程中测得反应混合溶液的温度变化如图2所示，说明稀硫酸与氢氧化钾溶液发生的反应是 （填“放热”或“吸热”）反应。 (3)借助于酸碱指示剂丙同学通过图3所示实验，他观察到溶液由红色变成无色，也证明氢氧化钾溶液与稀硫酸发生了化学反应，反应的化学方程式为 。 【提出问题】针对反应后溶液中溶质的成分，大家纷纷提出了猜想。 【猜想与假设】 (4)猜想一：只有；猜想二： ，猜想三：有和KOH 【进行实验】 (5)为了验证猜想，学习小组选用CuO粉末进行如下探究： 实验操作 实验现象 实验结论 取少量反应后的溶液于试管中，加入CuO粉末 ， 猜想二正确 【评价反思】 (6)同学们经过反思与讨论，最后认为实验方案中的CuO粉末可以用下列的某些物质代替，也能到同样的实验结论，请你选出可用药品______（多选，填字母） A．Mg B． C． D．紫色的石蕊 (7)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 。 【拓展应用】 (8)我因土壤的酸碱性有“南酸北碱”之说法，你认为需向酸性土壤中加入 进行改良。 第1页 共4页 ◎ 第2页 共4页 第1页 共4页 ◎ 第2页 共4页 学科网（北京）股份有限公司 $$