内容正文:
2024年中考化学专题训练:科学探究题
1.学习小组在进行镁带与酸反应的实验时,发现足量镁带与稀盐酸反应后出现了灰白色沉淀,而与稀硫酸反应后,未有此现象,化学小组对这一异常现象开展探究。
【探究一】:探究灰白色沉淀中是否含有过量的镁或反应生成的氯化镁。
(1)①取灰白色固体样品,加入 ,无气泡产生,灰白色固体不含镁。
②取等质量的灰白色固体和 MgCl2晶体分别放入同温、等量水中,灰白色固体不溶解而 MgCl2晶体全部 ,灰白色固体不含 MgCl2。
【探究二】:探究灰白色固体产生的原因。
用如图 1 所示装置(平底烧瓶已固定)分别进行镁带与稀盐酸、稀硫酸反应的实验,其中镁带与稀盐酸反应的实验现象如表所示。
足量镁带和稀盐酸反应的实验现象:
时间/min
2
4
6
8
12
16
18
20
放置过夜
溶液 pH
5.8
7.4
8.0
8.6
9.3
9.8
10.0
10.0
10.2
实验现象
大量气泡、无沉淀生成
镁带慢慢溶解,气泡量减少,烧杯底部灰白色沉淀逐渐增加
(2)实验时,使镁条与稀盐酸、稀硫酸反应的操作是 。
(3)根据实验现象推测:①产生灰白色沉淀需 (填“酸性”、“碱性”或“中性”)条件;②灰白色沉淀产生和 (填离子符号)有关。
(4)为证实灰白色沉淀中含有 ,小赵同学设计了如下实验:过滤,取少量灰白色沉淀,加入足量稀硝酸使其完全溶解,继续滴加 ,出现白色沉淀,他得出结论:灰白色沉淀中含有,
【结论】:镁与稀盐酸反应产生灰白色沉淀与溶液中的氯离子有关。
(5)图 2 是两个实验反应过程中烧瓶内压强的变化情况。根据图示可得出:实验中盐酸生成的氢气体积 稀硫酸反应生成的氢气体积(填“>、=、<”);反应结束后,烧瓶内压强减少的原因是 。
(6)资料显示:灰白色沉淀为碱式氯化镁,它存在多种组成,受热后分解生成 MgO、H2O 和 HCl,为进一步探究灰白色沉淀 Mg2(OH)xCly • nH2O 组成,小组同学设计如下实验。
【实验步骤】
①组装仪器, ;
②取 20.65g Mg2(OH)xCly • nH2O 于 A 中,按图示装入其他药品(均足量);
③打开止水夹,缓缓通入一段时间 N2后,关闭止水夹;
④称量 C 质量并记录数据为 120.0 g;
⑤点燃酒精灯加热至 A 中固体完全分解,继续通入一段时间 N2;
⑥称量 C 质量并记录数据为 123.65 g,称量 A 中残留固体质量并记录数据为 8.0 g;
⑦数据处理。
【交流讨论】
(7)步骤 5 通 N2的目的是 。
(8)D 的作用是 。
(9)根据计算结果,请完整写出该碱式氯化镁的化学式 。
2.摩擦剂是牙膏的重要成分,能有效去除牙垢。化学学习小组围绕“牙膏摩擦剂”展开项目探究,请结合任务回答问题。
【任务一】探究牙膏中摩擦剂成分
某品牌牙膏的摩擦剂中可能有碳酸钙、氢氧化铝中的一种或两种。
【提出问题】该牙膏中的摩擦剂是什么?
【查阅资料】氢氧化铝能与氢氧化钠反应生成可溶性的偏铝酸钠和水。牙膏中除了摩擦剂外,其它物质均不与酸、碱反应。
【实验探究】取少量牙膏样品,加入足量水,搅拌、过滤,得到沉淀。
(1)请完善下面的表格。
操作
现象
结论
①取少量沉淀于试管中,加入足量稀盐酸
产生无色气泡
该牙膏摩擦剂中含有 。
②将步骤①中产生的气体通入澄清石灰水
澄清石灰水变浑浊
③另取少量沉淀于试管中, 。
该牙膏中还含有另一种摩擦剂。
【任务二】测定牙膏中碳酸钙含量
【实验测量与计算】为测定牙膏样品中碳酸钙的含量,小组同学又进一步设计了如图所示的实验方案(装置气密性良好),准确称取10.0g牙膏样品加入锥形瓶中,其他各装置中试剂皆足量,每步均完全反应或吸收。
(2)反应开始前先通入一段时间的空气,反应结束后继续通入一段时间的空气,测得反应前后装置C增重0.88g,请计算该牙膏样品中碳酸钙的质量分数 。
【实验分析与反思】
(3)装置A的作用是 。
(4)有同学指出,该装置会导致测定结果偏大,请分析结果偏大的可能原因是 (写出一条即可)。
【任务三】探秘牙音摩擦剂碳酸钙的生产
(5)步骤①中,还可得到另外一种生成物,写出该物质的一种用途 。
(6)写出步骤②反应的化学方程式 。
(7)步骤③中,还可以选择另一种类别的物质,该物质可以是 。
3.图甲是冬天常用的暖贴,暖贴发热是利用了铁粉生锈放出热量的原理,小明设计并进行实验,探究铁生锈的条件及影响生锈速率的因素。
【原材料名】:还原铁粉、水、活性炭、食盐、水等
I.探究原材料中含有铁粉
方法1:小明打开包装根据观察固体为黑色,认为含有铁粉,其他同学不同意,理由是 。
方法2:他用的物理方法是 。
方法3:将少量原料固体放入硫酸铜溶液中,反应的化学方程式是 。
Ⅱ.探究原材料中活性炭和食盐对铁生锈速率的影响
【猜想】1 活性炭能加快铁粉生锈的速率
2 食盐能加快铁粉生锈的速率
3 活性炭与食盐同时存在会大幅度加快铁生锈的速率
【实验】下表是2g铁粉、5g水与不同量活性炭、食盐均匀混合后,在10分钟内温度变化的实验记录。
实验编号
活性炭质量/g
食盐质量/g
温度上升值/°C
①
0
0
0.1
②
0.3
0
2.1
③
m
0.2
3.2
④
0.3
0.2
56.5
【解释】
(1)表中m的值为 。
(2)对比实验①和②是对猜想 的验证。
(3)欲得出猜想3正确,需要对比 (填实验编号)。
【拓展】小明利用铁粉进行了其他实验和思考
(4)取少量分离出的铁粉洒在酒精灯火焰上,看到了 的现象。铁丝在空气中不能燃烧,而铁粉却能,原因是 。
(5)下列说法正确的是 (填字母序号)。
A.暖贴在使用前要密封保存
B.暖贴使用后剩余物可以回收用于其它实验
C.利用铁生锈的原理,铁粉还可用于食品保鲜
4.化学反应中的能量变化在生产生活中有广泛的应用,其中食品发热包是一个常见的例子。如表为某食品发热包的标签,化学兴趣小组为解密发热包展开项目式学习活动。
【品名】食品发热包
【主要成分】氧化钙、铝粉、碳酸钠
【净含量】50g
【使用方法】撕开塑料袋后加常温水发热
【注意事项】使用时有气体产生,要远离明火,严禁在密闭场所中使用
【任务一】探究发热剂使用过程中产生的气体
小组同学猜想气体中除水蒸气外,还可能含有H2、O2、CO2等气体,设计如下图装置并进行实验。
锥形瓶注入水后,澄清石灰水无明显现象,过一会儿,加热铜丝无明显变化,在a处点燃气体,出现淡蓝色火焰,在火焰上罩一个内壁涂有澄清石灰水的烧杯,无白色浑浊现象产生。
(1)装置中浓硫酸的作用是 。
(2)根据实验现象推知:气体中除水蒸气外,还含有 。
【任务二】探究发热剂的化学反应
(3)发热剂加水后引发了一个复分解反应,写出此反应的化学方程式 。
【查阅资料】铝能与氢氧化钠溶液反应生成氢气。
【任务三】探究发热剂发热原理
分别取粉末5g,加入15mL水,边用磁力搅拌器充分搅拌边每分钟读取数据一次。
序号
实验内容
1
5.0g发热包粉末+15mL水
2
5.0g氧化钙+15mL水
3
2.0g氧化钙+2.0g铝粉+1.0g碳酸钠+15mL水
4
2.5g铝粉+2.5g氢氧化钠+15mL水
(4)该食品发热包使用过程中,能量转换的主要方式是 。
(5)结合实验及图像分析,可知 和水共同作用才能达到发热包的效果,发热包主要热量来自铝粉和氢氧化钠溶液的反应。
(6)分析上图可知,食品发热包不单独使用氧化钙的原因是 。
(7)根据实验探究和你的生活经验,请完善发热包说明书中的贮存条件 。
5.某化学兴趣小组进行了识别化肥的探究活动。他们对氯化铵、碳酸氢铵、硫酸钾、磷矿粉四种化肥的实验探究步骤如下:
(1)步骤一:取上述四种化肥各少量分别放入试管,观察,从外观上即可与其他化肥区分出来的是 。
(2)步骤二:在装有另外三种化肥的试管中,分别加入少量稀盐酸,有气体产生的是 ,写出该物质与稀盐酸反应的化学方程式 。
(3)步骤三:再分别取少量未区分出的另外两种化肥于研钵中,各加入少量熟石灰粉末,混合、研磨,有刺激性气味气体放出的是 。由此可知,在使用该类化肥时,要避免与 (填“酸”或“碱”)性物质混合施用,以防降低肥效。
(4)有同学提出,氯化铵、硫酸钾也可用下列某种物质进行区分,你认为可行的是_________。
A.硝酸钡溶液 B.氯化钠溶液 C.酚酞溶液 D.稀盐酸
6.“前不久,有媒体报道,武汉市一名刚出生的女婴突然连续呕吐、口唇发紫,医生紧急排查原因发现,竟是粗心家属忘记取出新保温杯里的干燥剂,宝宝误喝泡了干燥剂的水冲泡的奶粉所致”。某课外活动小组的同学对生活中常见的两种干燥剂生石灰和硅胶进行了项目式探究。
任务一:认识干燥剂
(1)生石灰作干燥剂的原理是:生石灰能与水反应。甲同学将一定量生石灰加入盛水的烧杯中,充分反应,水“沸腾”,由此可知生石灰遇水后会 (选填“放热”或“吸热”)。
(2)某硅胶的变色原理是:硅胶中含有CoCl2,CoCl2(蓝色)+6H2O=CoCl2⋅6H2O(粉红色),则该硅胶吸水饱和之后颜色变成 色。
任务二:探究生石灰与水反应后的成分
乙同学对甲同学实验后烧杯内的混合物产生了兴趣,并按下列步骤进行实验:
【实验探究一】
(3)将烧杯中的混合物过滤,得到白色沉淀和滤液,取少量滤液于试管中,滴加无色酚酞溶液,滤液呈红色,则滤液的pH 7(填“>”、“=”或“<”)。
【实验探究二】丙同学对实验探究一得到的白色沉淀的成分提出了以下猜想:
(4)猜想1:只有Ca(OH)2;猜想2:Ca(OH)2和 的混合物;
(5)为了判断上述猜想的合理性,该同学进行如下实验:
实验方案
实验现象
结论
取少量白色沉淀于试管中,加入足量稀盐酸
猜想1不成立
任务三:比较生石灰和硅胶的性价比
查阅资料:吸湿率=×100%
该小组同学准确称取生石灰和硅胶各20g,进行吸湿率测定实验,得出吸湿率如图所示:
种类
生石灰
硅胶
特点
价格便宜,在运输类别中属于危险品
透明颗粒,变色硅胶含有致癌性物质钴
(6)通过以上分析,你认为 是性价比最高而且较为安全的干燥剂。
7.小明周末在家搞卫生,发现妈妈利用“厨房重油污清洁剂”能快速清除灶台上的污垢。于是,对“厨房重油污清洁剂”产生了好奇,并将其带到学校与课外兴趣小组的同学们一起对其成分进行了如下探究。
【查阅资料】①“厨房重油污清洁剂”主要成分:表面活性剂、助剂、香精。
②表面活性剂和香精呈中性,不与其他物质反应。
③可用于配制“厨房重油污清洁剂”助剂的物质是:氢氧化钠、碳酸钠、柠檬酸钠、偏硅酸钠等。
④柠檬酸钠、偏硅酸钠水溶液呈碱性;柠檬酸钠、偏硅酸钠都能与过量的氯化钙反应生成白色沉淀。
【提出问题】这种“厨房重油污清洁剂”的助剂中是否含有氢氧化钠和碳酸钠?
【实验探究】
(1)
序号
实验步骤
实验现象
实验结论
①
用洁净的玻璃棒蘸取样品,滴在pH试纸上,立即与标准比色卡比较
pH_______7(填“<”“=”或“>”)
样品呈碱性
②
a.另取一定量样品于试管中,加入适量稀盐酸;b.塞上带导管的橡皮塞,并将导管另一端通入装有澄清石灰水的试管中
a.有气泡产生;
b.澄清石灰水变浑浊
样品中含有_______;产生气体时,发生反应的化学方程式是_______
③
另取少量样品于试管中,滴加过量的氯化钙溶液,充分振荡后,静置
________
样品中含氢氧化钠
④
取步骤③静置后的上层清液,滴入几滴酚酞溶液
_______
【实验评价】
(2)由于小明带来的样品启用时间较长,小丽经综合分析后,对步骤②得出的实验结论提出质疑,其理由是___________。
【继续实验】同学们新购一瓶同品牌“厨房重油污清洁剂”,重复实验,验证了上述实验结论。
【实验拓展】
(3)“厨房重油污清洁剂”已成为许多家庭厨房去污的首选。从安全、环保的角度分析,使用时,应注意的事项是___________。
8.学习了二氧化锰对过氧化氢分解有催化作用的知识后,某同学想:氧化铜能否起到类似二氧化锰的催化作用呢?于是进行了以下探究.
【猜想】Ⅰ.氧化铜不是催化剂,也不参与反应,反应前后质量和化学性质不变.
Ⅱ.氧化铜参与反应产生氧气,反应前后质量和化学性质发生了改变.
Ⅲ.氧化铜是反应的催化剂,反应前后 .
【实验】用天平称量0.2g氧化铜,取5mL5%的过氧化氢溶液于试管中,进行如图实验.
(1)填写如表.
步骤③现象
步骤⑥现象
步骤⑦结果
结论
猜想Ⅰ、Ⅱ不成立;猜想Ⅲ成立.
(2)步骤⑥的目的是 .
(3)写出该反应的化学方程式: 。
9.某同学在老师的指导下进行了“探究质量守恒定律”的家庭小实验。实验装置如图1所示,按图2进行实验探究。
【查阅资料 】鸡蛋壳主要含碳酸钙,与白醋(主要成分为乙酸 CH3COOH)的反应原理为:
【实验数据】第一步,杯子内盛有 40g 质量分数为 4%的白醋,过滤网上放有 1.1g 鸡蛋壳,第二步,进行到无气泡生成。所得数据见下表。
质量
电子秤示数(g)
m1
223.68
m2
223.68
m3
223.24
【实验分析】
(1)有同学认为 m1 > m3,该反应不遵守质量守恒定律,你是否赞成这种说法,说明理由_________。
(2)用质量分数为 8%的白醋配制 40g 质量分数为 4%的白醋,需要加水________g。
(3)假设鸡蛋壳中除碳酸钙外,其它成分均不溶于水、且不与酸反应,请计算鸡蛋壳中碳酸钙的质量分 数,写出具体的计算过程。________(结果精确到 0.1%)
(4)有同学查资料得知鸡蛋壳中碳酸钙含量约为 95%左右,造成实验结果误差的原因是_____________。
10.某化学兴趣小组时学对家中“管道疏通剂”进行下列探究:
“管道疏通剂”包装袋上相关信息如图。
查阅资料:铝和氢氧化钠固体遇水反应放出大量的热,能加快氢氧化钠对毛发等淤积物的腐蚀,同时产生的气体能增加管道内的气压,利于疏通。该反应的化学方程式为:。(注:NaA1O2名称为偏铝酸钠,溶液显碱性,)
(1)该疏通剂与水反应产生的 在空气中遇到明火可能会引起爆炸。该疏通剂需密封保存的原因是成分中的 (填化学式)会与空气中有关物质发生反应,其中发生化合反应的化学方程式为 。
(2)小华使用该疏通剂疏通某塑料软管时发现软管变形,原因可能是 (写出一个即可),
活动二:探究成分作用
(3)小夏取少量该疏通剂加入适量水,充分反应后,无固体残留,说明疏通剂中 一定已完全反应。取少量反应后溶液,向其中滴入1滴酚酞试液,可观察到溶液呈 色。
(4)该疏通剂中含有硝酸钠,硝酸钠中氮元素的化合价为 。硝酸钠与氢氧化钠和铝粉均不反应,同学们对于疏通剂中硝酸钠的作用感到好奇。通过科学方法检验、该疏通剂与水反应前后硝酸钠的质量和化学性质均没有改变。由此,小夏猜测:硝酸钠可能是铝粉和氢氧化钠溶液反应的催化剂。为判断该猜测是否正确,请你设计一个实验方案: 。(实验方案包括操作、现象和结论。可选用的试剂有:铝粉、氢氧化钠溶液,硝酸钠粉末)
活动三:开展定量分析
(5)小文设计了图1装置测定该疏通剂样品中铝粉的质量分数。将300mg固体样品和足量水分别放在Y形管两侧,倾斜Y形管,将水倒入左侧:充分反应后,冷却到室温,利用量气管和水准管测定反应生成的氢气体积为100mL。已知该条件下氢气密度为0.09mg/mL。请计算样品中铝粉的质量分数。(写出计算过程) 。
(6)小明设计了不同的实验方案,装置如图2,精确称量了该装置在反应前后的质量,将其质量差作为生成氢气的质量,由此计算出样品中铝粉的质量分数。小明和小文测定过程均操作规范,小明测定的样品中铝粉的质量分数却比小文大,原因可能是 。
11.同学们学完合金后,知道了钢的主要成分是铁,白铜中含有铜和镍(Ni)。
(1)小明同学决定探究钢中是否含铁,他将钢放入足量的稀盐酸中,观察到的现象是 ,最后他发现溶液底部有黑色固体残留,此黑色固体的主要成分是 (化学式)。
(2)小亮同学决定探究Fe、Cu、Ni的金属活动性顺序。
①【查阅资料】镍能与稀硫酸反应生成能溶于水的NiSO4,并放出氢气。写出镍与稀硫酸反应的化学方程式 ;
②【猜想与假设】根据教材中常见金属的活动性顺序和查阅的资料,对以上三种金属的活动性做出猜想:猜想①Fe>Ni>Cu;猜想② ;
③【实验探究】把用砂纸打磨过的镍片浸入 中,过一会取出,发现镍片表面无明显变化。证明 (填“猜想①”或“猜想②”)成立。
④【拓展延伸】用铜片、NiSO4溶液和 ,通过实验探究也能判断Fe、Cu、Ni的金属活动性顺序。
12.乙醇俗称酒精,燃烧时放出大量的热,因而被用作酒精灯、火锅和内燃机等的燃料,某化学兴趣小组对乙醇燃烧的产物产生了兴趣,进行了如下探究。
【提出问题】 乙醇燃烧生成哪些物质?
【猜想与假设】
(1)猜想一:CO2、H2O;
猜想二: ;
猜想三:CO2、CO、H2O。
【设计与实验】 小组同学充分讨论后,决定选用下列药品和装置来验证上述猜想与假设。
【查阅资料】
①无水硫酸铜为白色固体,遇水会变成蓝色。
②生石灰可用作干燥剂。
③氢氧化钠溶液可以吸收二氧化碳。
【实验步骤】
(2)先通入干燥的氮气,再将乙醇放入盛有一定量氧气的密闭容器中燃烧,并将燃烧产物依次通入如图所示装置中、实验前,先通入氮气的目的是 ,其中装置C的作用是 。
【现象与结论】
(3)实验中观察到A中无水硫酸铜变成蓝色,B中 ,E玻璃管中黑色粉末变红,由此推断猜想三成立。
【分析讨论】
(4)甲同学认为可以将装置A、B 位置调换顺序,但老师告知这样做不对,你认为原因是 。
【反思与交流】
(5)实验结束后,同学们查阅资料得知,含碳的燃料燃烧时,氧气充足才能避免有毒物质一氧化碳的产生,由此想到生活中使用含碳的燃料时应注意 ;同学们还发现该实验设计中有一个明显缺陷,该缺陷是 。
13.小明在学习化学后,对生活中常见的“84消毒液”有关性质和兴趣小组同学进行了以下探究。
【查阅资料】①“84消毒液”是一种以次氯酸钠为主的高效消毒剂。
②次氯酸钠溶液中存在的ClO—(次氯酸根离子)、HClO(次氯酸)和Cl2都具有氧化性。
③取少量含有酚酞的氢氧化钠溶液,在不断滴加“84消毒液”后,溶液红色褪去。
【提出问题】“84消毒液”漂白含有酚酞的氢氧化钠溶液的实质是什么?
【提出猜想】①可能是消毒液中的HClO、Cl2与氢氧化钠发生反应;
②可能是具有氧化性的物质将酚酞氧化;
③ 。
【设计实验】
实验步骤
实验现象
1.取30 mL,pH=13.0的氢氧化钠溶液并滴加无色酚酞溶液
酚酞变红色
2.向溶液中不断滴加“84消毒液”
红色逐渐褪去
3.采用pH传感器测量漂白过程中pH的变化情况
pH没有变化
【得出结论】
(1)根据上述实验,得出上述猜想 不正确,原因是 。
【反思交流】
(2)消毒液中的HClO属于酸,写出其与氢氧化钠溶液发生反应的化学方程式 。
(3)根据消毒液的使用注意事项(如图),小组同学探究影响“84消毒液”的漂白性的因素。请你帮助他们设计实验完成。
【你的猜想】 。
【设计实验】 。
14.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 。
15.火锅是我国独创的美食,历史悠久。火锅常用的一种燃料是固体酒精。某化学兴趣小组的同学对“固体酒精”产生了好奇,并对其成分进行了如下探究。请回答下列问题:
【查阅资料】
a.固体酒精是用酒精、氯化钙和氢氧化钠按一定的质量比混合制成的。
b.氯化钙溶液、氯化钠溶液均呈中性。
【提出问题】
①酒精中是否含有碳元素?
②固体酒精中的氢氧化钠是否变质?
【实验探究】
(1)探究乙醇燃烧的生成物:
实验方案
实验现象
烧杯内壁出现水雾
烧杯内壁
实验结论
说明酒精燃烧生成
说明酒精燃烧生成二氧化碳
从上述实验可得出酒精中一定含有 元素。
(2)取少量固体酒精于烧杯中,加足量的水充分溶解后静置,发现烧杯底部有白色沉淀,请用化学方程式表示该沉淀的形成: ,由此说明氢氧化钠已变质。
(3)为进一步确定氢氧化钠的变质程度,同学们分组进行探究。
①甲组同学取适量的烧杯上层清液于两支试管中,按如图所示进行实验。
实验方案
实验现象
溶液变红
产生白色沉淀
实验结论
清液中有氢氧化钠
清液中有
②乙组同学认为甲组同学的实验不能证明清液中一定有氢氧化钠,理由是 。于是他们另取烧杯中的上层清液,加足量的氯化钡溶液,充分反应后静置,再取反应后的上层清液,滴加酚酞溶液,酚酞溶液变红。
【反思交流】
(4)乙组同学的实验中加足量的氯化钡溶液的目的是 。
【实验结论】小组同学经过讨论,一致认为该固体酒精中的氢氧化钠部分变质。
【拓展交流】小组同学经过讨论发现,通过下列方法也可以判断固体酒精中的氢氧化钠是否变质。
(5)取该样品少量于试管中,加入适量的水,振荡,样品全部溶于水,再向其中加入足量的 ,观察到 ,说明样品真的变质了。该实验中相关反应的化学方程式为 。
学科网(北京)股份有限公司
$$