2024年中考化学分类复习：科学探究题

2024年中考化学分类复习：科学探究题 1. 某化学兴趣小组同学在探究碱的化学性质时，设计并完成了如下实验： 【实验探究一】 Ⅰ、向滴加有酚酞的NaOH溶液中慢慢滴入稀盐酸（如图1所示），边滴加边振荡，测得试管①中最终溶液的pH=2。 Ⅱ、分别称取0.5g氢氧化钙粉末置于两支试管中，各滴加2mL水，振荡；再向试管②中加入2mL水、试管③中加入2mL稀盐酸（如图2所示）。振荡并观察现象。 Ⅲ、向盛有氢氧化钠溶液的试管④中加入少量硫酸铜溶液，振荡。静置后测得上层清液的pH=12,继续向其中滴加几滴稀盐酸（如图3所示），试管⑤中无明显现象。 （1）实验Ⅰ中，能证明盐酸和氢氧化钠发生了化学反应的实验现象是 。试管①最终溶液中含有的溶质有（酚酞除外） 。 （2）实验Ⅱ中用水作对照实验，其目的是 。 （3）试管④中发生反应的化学方程式是 。 【分析讨论】甲同学通过“试管⑤中无明显现象”得出“盐酸不能与Cu（OH）2发生反应”的结论。乙同学认为甲同学的结论不正确，于是继续开展如下探究。 【实验探究二】取试管①反应后的溶液逐滴滴入试管⑤中，直至过量，边加边振荡。 （4）实验探究二中依次观察到的现象有 。 【结论】盐酸能与Cu（OH）2发生反应。 【交流反思】最终试管⑤溶液中大量存在的离子有 。 2.蒸汽眼罩是我们日常生活中常见的缓解眼睛疲劳的产品，简单实用。某化学兴趣小组的同学对蒸汽眼罩开展了以下研究。 【查阅资料】 I、蒸汽眼罩由无纺布眼罩和发热体构成。发热体内含有铁粉、活性炭、氯化钠、蛭石（保温作用，可以减缓热量散失）、高吸水树脂（良好保水性能，为眼罩提供水蒸气）等。 Ⅱ、铁粉、四氧化三铁均能被磁铁吸引。 任务一 验证蒸汽眼罩发热体内含有铁粉和氯化钠 （1）甲同学用磁铁吸引了部分发热体内固体粉末，放入试管中，滴加硫酸铜溶液，观察到有红色固体析出，证明发热体内含有铁粉。该反应的化学方程式为______。 （2）乙同学另取少量发热体内固体粉末于烧杯中，加入足量水，用玻璃棒搅拌，玻璃棒的作用是______。静置后，取上层清液于试管中，加入______溶液，产生白色沉淀，证明发热体内含有氯化钠。写出该反应的化学方程式______。 任务二 探究蒸汽眼罩的发热原理 （3）根据“使用方法——打开蒸汽眼罩包装，接触空气即开始发热”，小组同学进行了以下实验：取20g发热体内固体粉末放入密闭容器中，通过数字传感器分别测得氧气和二氧化碳含量变化如下图。据图回答：发热体内的物质和空气中的______发生了反应，理由是______。 实验后，同学们观察到部分黑色固体变为红棕色，分析蒸汽眼罩的热量来源于铁粉生锈。有同学提出疑问，铁生锈是缓慢氧化放热不明显，但是蒸汽眼罩打开后会迅速升温，这是为什么呢？他们又设计了以下实验方案进行验证。 方案 药品 1分钟前后氧气 含量变化 1分钟前后 温度变化 实验1 4g铁粉、2mL水 20.1%→20.1% 16℃→16℃ 实验2 4g铁粉2mL水、（ ）g氯化钠 20.1%-20.1% 16℃→16℃ 实验3 4g铁粉2mL水、2g活性炭 20.1%→20.1% 16℃→16℃ 实验4 4g铁粉2mL水，2g氯化钠2g活性炭 20.1%→15% 16℃→55℃→26℃ （4）实验2中应取用氯化钠质量是______g。实验4中温度迅速上升的原因是铁粉与______共同作用的结果。 【拓展延伸】 （5）工厂在蒸汽眼罩密封装袋时，应确保______。 3.某兴趣小组的同学在化学老师的指导下，将一定比例的生石灰、纯碱、氯化钠加水调成糊状敷料，涂裹在鸡蛋外面，制作松花蛋，并对剩余敷料成分进行探究，过程如下。请回答下列问题：    (1)步骤②中冒出的气泡的成分是 。 (2)写出步骤⑤中出现白色沉淀的反应的化学方程式 。 (3)结合步骤③④⑤的现象判断，滤液中一定没有的物质是______（填字母）。 A．NaOH B．Ca（OH）2 C．Na2CO3 D．NaCl (4)食用松花蛋时会尝到碱涩味，可加入厨房中的 （填字母）来减轻碱涩味。 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.学习完酸碱中和反应后，某化学研究小组在老师的指导下进行了下列探究活动。    (1)按图1所示进行实验，证明了稀硫酸和溶液能发生反应，依据的实验现象是 ，该反应的化学方程式是 。 (2)图2是图1反应的微观示意图，反应后“”表示的微观粒子是 (用化学符号表示)。 (3)实验结束后得到无色溶液，研究小组的同学对溶液的成分进行了进一步探究。 【提出问题】溶液中溶质的成分有哪些？ 【作出猜想】猜想一： 猜想二：和 【查阅资料】难溶于水。 【进行实验】为了验证猜想，研究小组同学分别设计实验进行如下探究： 实验操作 实验现象 实验结论 方案1：向盛有少量碳酸钠粉末的试管中滴加待测溶液 溶液中含有硫酸 方案2：取少量待测溶液于试管中，滴加氯化钡溶液 有白色沉淀生成 溶液中含有硫酸 【实验结论】 通过实验探究，同学们认为猜想二正确。 【反思交流】 ①研究小组同学讨论交流后，认为方案二是不合理的，理由是 。 ②分析反应后所得物质的成分时，不但考虑生成物，还要考虑 。 【拓展应用】 应用中和反应，可以解决生产、生活中的实际问题。如某工厂排放的废水呈酸性，可加入 进行中和。 6.用下列实验探究Al与CuCl2溶液的反应。 实验一：将打磨后的铝片插入CuCl2溶液，铝片表面出现红色固体且产生气泡，最终溶液呈无色。 （1）生成红色固体的化学方程式为 　 　。 （2）收集气体，　 　（填操作）后点燃，产生淡蓝色火焰。该气体为 　 　。 实验二：将实验一所得无色溶液倒入水中，出现白色固体。过滤、洗涤，低温烘干。对所得白色固体作如下探究。 【资料】①AlCl3能与H2O作用生成Al（OH）3。Al（OH）3，白色固体，不溶于水，受热易分解生成Al2O3和H2O。 ②Al与CuCl2溶液反应会生成CuCl。CuCl，白色固体，不溶于水，能溶于含Cl﹣浓度较大的溶液，受热不分解。 【猜测】白色固体可能是： a.Al（OH）3；b.CuCl；C.Al（OH）3和CuCl。 【实验】取适量白色固体，利用如图装置充分加热，U型管中 　 　，则猜测b成立。 【反思】无色溶液倒入水中后出现白色固体的原因是 　 　。 实验三：CuCl在空气中被氧化成碱式氯化铜[Cux（OH）yClz]蓝绿色固体，其受热会分解生成CuO、H2O和HCl。取一定量蓝绿色固体，充分加热，将生成的气体依次用足量的吸水剂氯化钙和烧碱溶液充分吸收。 （1）实验测得氯化钙增重0.36g，烧碱溶液增重0.73g。则碱式氯化铜的化学式为 　 　。 （2）若烧碱溶液吸收了空气中的CO2，则测得的Cux（OH）yClz中x值 　 　（选填“偏大”、“偏小”或“不变”）。 7. 溶液中含有、、，能使无色酚酞溶液变红。某化学兴趣小组想探究溶液使无色酚酞溶液变红的原因，请你一起完成探究。 【提出问题】溶液中的什么成分使无色酚酞溶液变红？ 【猜想】 猜想1：溶液中的使无色酚酞溶液变红。 猜想2：溶液中的使无色酚酞溶液变红。 猜想3：溶液中的①___________（填粒子符号）使无色酚酞溶液变红。 【实验探究】 实验操作 实验现象 结论 取少量蒸馏水于试管中，滴入1~2滴无色酚酞溶液 试管内溶液不变色 结论Ⅰ：猜想1不成立 取少量KCl溶液于试管中，滴入1~2滴无色酚酞溶液 ②___________ 结论Ⅱ：猜想2不成立 ③___________，滴入1~2滴无色酚酞溶液 试管内溶液变红 ④结论Ⅲ：_______ 【讨论反思】有同学认为猜想1不需要实验验证就可以排除，你认为该同学的理由是⑤___________。 【拓展】向酒精（C2H5OH）的水溶液中滴入几滴无色酚酞溶液，酚酞溶液不变红，说明酒精溶液中⑥___________。 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.兴趣小组同学为了探究实验室中久置的氢氧化钙固体的成分，进行了有关实验。 【猜想】请你与他们一起完成以下探究活动： 猜想Ⅰ、全部是Ca（OH）2；    猜想Ⅱ、全部是CaCO3    猜想Ⅲ、 。 小明同学取固体样品于试管中，加少量水，振荡，静置，发现有白色沉淀出现，他认为氢氧化钙已发生变质。小红同学提出质疑，认为小明的实验不足以说明氢氧化钙已变质。其理由是 。 【实验过程】小雯同学设计了如下实验方案： （1）若现象a为有气泡产生，说明沉淀A中含有的物质名称是 。 （2）若X是CO2气体，现象c无白色沉淀，则说明样品中 （填“有”或“没有”）Ca（OH）2，综合（1）和（2）的结论，得出猜想 成立。 （3）若将猜想Ⅲ的废液直接倒入下水道，会污染环境。小雯同学用适量稀硫酸处理废液，但不知是否恰好完全中和。于是，小强同学设计了如下实验方案来验证： 实验步骤 实验现象 结论 取少量处理后的废液于试管中，滴入无色酚酞溶液。 若溶液变成红色 处理后的废液仍然显碱性 若没有明显现象 处理后的废液显中性 ①有同学提出质疑，认为上述实验方案不足以证明处理后的废液一定显中性，理由是： 。为此，还需要从以下选项中选择一种试剂再进行实验验证，其中可行的是 （填字母）。 A 石蕊溶液        B Ba（NO3）2溶液        C 锌粒        D 生锈的铁钉 ②氢氧化钙变质的方程式为 10.在浓硫酸的催化作用下，固体草酸(H2C2O4)受热分解生成碳的氧化物和水。某化学课外兴趣小组对碳的氧化物的成分进行了实验探究。 【提出问题】如何通过实验确定碳的氧化物的成分。 【猜想】 猜想1 猜想2 猜想3 只有CO 只有 CO和CO2都有 【设计实验】基于猜想3，兴趣小组同学设计了如下实验装置： 【实验探究】 (1)实验过程中观察到 装置(填字母)中的澄清石灰水变浑浊，证明有CO2气体。 (2)实验过程中还观察到以下实验现象：①C装置中澄清石灰水不变浑浊；②E装置中黑色粉末变成红色；③ ，证明有CO气体。 【实验结论】通过实验探究证明：猜想3成立。 草酸分解的化学方程式是 。 【问题讨论】 (1)C装置的作用是 ；D装置的作用是 。 (2)装置末端酒精灯的作用是 。 11.学校化学实践小组的同学们准备在本校的劳动基地——蔬菜大棚里种植小红薯。蔬菜大棚的土质适合种植小红薯吗？同学们在老师的指导下，对土壤的酸碱度、酸碱度的成因、改良的方法等展开了项目化学习的探究。 任务一：测定土壤的酸碱度 (1)【进行实验】实践小组同学取蔬菜大棚里的少量土壤置于烧杯中，向其中加入适量蒸馏水，充分搅拌后静置。一段时间后，小组同学测定土壤酸碱度的操作为：在干燥、洁净的玻璃片上放一片pH试纸， 。把试纸显示的颜色与标准比色卡比较，读出pH=5。 【查阅资料】小红薯最适宜种植的土壤pH为6.5～7.5。 (2)【分析交流】该土地的土壤偏 性，不适合种植小红薯。 任务二：探究土壤酸碱度的成因 【调查咨询】同学们向蔬菜大棚的管理员咨询土壤酸碱度的成因，据管理员介绍，该土地之前施用过大量氯化铵化肥，土壤中可能有氯化铵残留。 【教师指导】氯化铵的水溶液呈酸性。 【猜想假设】该土壤中可能含有氯化铵。 (3)【进行实验】 实验步骤 实验现象 实验结论 ①取少量土壤样品，向其中加入少量熟石灰，混合、研磨 土壤中含 有氯化铵 ②取少量任务一中的土壤样品浸出液，向其中滴加 产生白色沉淀 (4)【反思评价】步骤②中发生反应的化学方程式为 。 任务三：选择土壤改良剂 【查阅资料】酸性土壤的改良可以施用生石灰、熟石灰、草木灰（主要成分为K2CO3）、贝壳灰（主要成分为CaCO3）等。 【进行实验】同学们取两份土壤样品各500g，分别加入0.2g不同的改良剂和1L左右的水，充分搅拌后静置，测上层清液的pH，得到下表结果。 加入的改良剂 熟石灰 草木灰 测得的pH 11 6 【分析交流】 (5)用熟石灰改良此土壤时，需要注意的是 （写一条）。 (6)用草木灰改良土壤的优点是 （写一条）。 任务四：制作小红薯种植区域的标牌 (7)【成果交流】同学们按自己的选择改良了土壤的酸碱度，几周以后，同学们再次来到蔬菜大棚，在改良后的土壤中种植了小红薯，并在种植区域周边设立了小红薯的标牌，请你与同学们共同完成标牌的制作（如下图）。 小红薯 适宜土壤pH：6.5～7.5。 肥料需求：以 肥为主，氮、磷肥为辅。 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.某同学在课外阅读中得知，过氧化钠会与水反应，方程式为：2Na2O2+ 2H2O=4NaOH+O2↑。在实验室中该同学把一定量的Na2O2加入CuSO4溶液中，充分反应后过滤，得到滤渣和无色滤液，并对滤液的成分进行探究。 【提出问题】滤液中溶质的成分是什么? 【猜想与假设】猜想一：Na2SO4 猜想二：Na2SO4、NaOH 猜想三：Na2SO4、CuSO4 有同学提出猜想三不正确，理由是 。 【设计并实验】 实验操作 实验现象 实验结论 取少量滤液于试管中，向其中滴入适量 猜想二成立 【拓展延伸】 (1)CuSO4溶液中加少量Na2O2会产生蓝色沉淀，产生蓝色沉淀的原因是 (用化学方程式表示)。 (2)若向FeCl3溶液中加少量Na2O2反应产生的实验现象是 。 14.某兴趣小组探究CO2与NaOH溶液的反应。 (1)如图，打开A中活塞，使A中产生的CO2缓慢通入B中，发现B、C中都没有明显现象产生，证明CO2能与NaOH 溶液的反应，B中反应的化学方程式是 。 (2)继续向B中通入CO2，一段时间后发现B中有“白色沉淀”产生的异常现象。同学们将B中物质进行过滤，得到白色固体和无色溶液。 【提出问题】白色固体是什么物质？ 【查阅资料】Na2CO3溶液能与CO2反应产生NaHCO3；NaHCO3溶液、Na2CO3溶液都呈碱性，NaHCO3溶液不能与BaCl2溶液反应产生沉淀；Na2CO3、NaHCO3的溶解度曲线如图所示。 【提出假设】猜想Ⅰ：白色固体是Na2CO3 猜想Ⅱ：白色固体是NaHCO3 猜想Ⅲ：白色固体是 。 【进行实验】 同学们将白色固体洗涤、干燥后，分别置于编号为①②的试管中 序号 实验步骤 实验现象 结论 实验1 向试管①中加入稀盐酸。 固体全部溶解，有气泡产生。 白色固体中含有Na2CO3. 实验2 向试管②中加入较多量的水，振荡。 固体全部溶解，得到无色溶液。 白色固体能溶于足量的水中。 实验3 向加水后的试管②中先加入过量的BaCl2溶液，再滴入无色酚酞试液。 ； 。 猜想Ⅱ成立。 【反思和拓展】 (3)实验1的结论不正确，理由是 。 (4)NaOH溶液刚通入CO2时没有沉淀产生的可能原因是 ，通入过量CO2产生白色沉淀的原因是(用化学方程式表示) 。 15.过氧氢溶液分解可以制取氧气，为了探究过氧化氢溶液分解制氧气速率的与哪些因素有关，王老师带领化学兴趣小组做了5组实验，具体实验数据如下表，请你一同参与他们的探究，并回答下列问题 实验编号 过氧化氢溶液的质量分数/% 过氧化氢溶液的用量/mL 催化剂（二氧化锰）的用量g 反应温度/°C 收集气体体积/mL 所需时间/S ① 20 5 0.1 85 20 3.8 ② 15 2 0.2 20 20 2.8 ③ 5 2 0.2 20 20 7.4 ④ 20 5 0.1 55 20 10.5 ⑤ 15 2 0.1 20 20 21.6 数据如上表，请你一同参与他们的探究，并回答下列问题。 【提出问题】过氧化氢溶液分解制氧气速率与哪些因素有关？ 【猜想与假设】兴趣小组中三位同学分别作出如下猜想： A同学：与过氧化氢溶液的质量分数有关 B同学：与催化剂的用量有关 C同学：与反应温度有关 【实验与结论】 （1）请写出该实验涉及的反应的化学方程式： 。 （2）实验 （填序号）证明A同学的猜想是正确的，B同学的猜想的依据是实验 （填序号）。 （3）C同学得出的结论是 。 【拓展探究】请你再设计出一个方案，进一步探究其它影响过氧化氢溶液分解制氧气速率的因素（写出猜想、方法） 学科网（北京）股份有限公司 $$