2024年中考化学重难点专题突破—科学探究题

2024年中考化学重难点专题突破—科学探究题 1．1.某化学兴趣小组的同学对“测定空气中氧气含量”的实验进行了如下探究。 (1)【实验准备】连接好如图 1 的装置后， ， 说明装置气密性良好。 (2)【进行实验】点燃燃烧匙内的红磷，伸入瓶中迅速塞紧塞子，观察到 ，发生反应的化学方程式为 ；待红磷熄灭并冷却后，打开弹簧夹，水进入瓶中的量明显小于瓶内空气体积的。 (3)【质疑猜想】测定结果偏小的原因是什么?小组同学依据猜想又进行了如下探究： 活动一：小红猜想可能是实验所用红磷的量不足。于是进行了如图 2 所示实验：将燃烧匙内剩余物质加热，观察到 ，由此判断红磷过量。 活动二：小明认为瓶内可能还有氧气残留。资料显示：红色的铜粉可以和氧气反应生成黑色的氧化铜固体。于是他设计如图 3 所示的实验：将集气瓶内残余气体通入装置后开始加热，观察到红色的铜粉变黑，结论是 。 【交流研讨】当瓶内的氧气浓度过低时就不能支持红磷持续燃烧，无法将氧气耗尽。 (4)【实验改进】脱氧剂是一种食品保鲜剂，主要成分是铁粉它能通过化学反应除去密闭包装袋中的氧气，使食品处于无氧状态。同学们采用脱氧剂进行如图 4 所示实验测定空气中氧气的含量。 下表是实验过程中记录的有关数据： 实验所需的时间/min 0 5 10 30 35 45 量筒中液面的刻度/mL 50 35 27.5 19.7 19.7 19.7 ①分析表中数据得知，至少经过 分钟后，量筒中的液面不再下降。 ②根据表中实验数据进行推算，广口瓶中氧气的体积分数约为 (结果精确到 0.1%)。 (5)【能力发展】与燃烧红磷法相比，用脱氧剂测定空气中氧气含量的缺点是 。 2．为测定空气中氧气的含量，小华同学打算设计如下方案：选用实际容积为40mL的试管作反应容器．将过量的白磷放入试管，用橡皮塞塞紧试管，通过导管与实际容积为60mL且润滑性很好的针筒注射器组成如图的实验装置．假设此实验能按照小华的设想正常进行，且白磷所占体积与导管内的气体体积忽略不计，请回答下列问题： （1）实验前，打开弹簧夹，将注射器的活塞前沿从20mL刻度处推至15mL刻度处，然后松开手，若活塞仍能返回至20mL刻度处，则说明 ； （2）若先夹紧弹簧夹，用酒精灯加热白磷，燃烧结束，等到试管冷却后再松开弹簧夹．可观察到的现象为 ； （3）若不使用弹簧夹，用酒精灯加热白磷，充分反应直至燃烧结束，试管冷却．可观察到的现象为 ； （4）试管中发生的反应的文字表达式： ． 3．2022年1月30日，汨罗市人民政府再次倡导春节期间禁止燃放烟花爆竹，提倡“绿色”过年。某化学兴趣小组的同学针对烟花展开了如下探究： 探究一：了解烟花颜色的原理 【查阅资料】烟花是在火药（主要成分为硫磺、炭粉、硝酸钾等）中按一定配比加入镁、铝、锑等金属粉末和锶、钡、钠等金属化合物制成的。由于不同的金属和金属离子在燃烧时会呈现出不同的颜色，所以烟花在空中爆炸时，便会放出五彩缤纷的火花。 所含金属元素 钠 钾 钙 铜 钡 呈现颜色 黄 浅紫 砖红 绿 黄绿 【交流讨论】 (1)若在烟花燃放时呈现 色的火焰，则可能是加入了硝酸铜。 探究二：探究燃放烟花爆竹对空气的污染 【提出问题】烟花爆竹燃烧后生成了哪些气体？ 【查阅资料】 ①烟花爆竹的主要成分黑火药中含木炭粉、硝酸钾、硫磺，有的还含氯酸钾。 ②SO2不但能使澄清石灰水变浑浊，而且能使紫红色的酸性高锰酸钾溶液和品红溶液褪色，酸性高锰酸钾溶液常用于吸收SO2。 【作出猜想】小明猜想是CO2；小红猜想是SO2； 小玥猜想是SO2和CO2。 【实验探究】兴趣小组的同学设计了如图所示的装置（假设实验中每步反应均完全进行并对实验现象和结论进行下列推测：    (2) 实验现象 实验结论 推测① 装置A、B中溶液不褪色， 装置C中澄清石灰水变浑浊 小明猜想正确 推测② 小红猜想正确 推测③ 小玥猜想正确 【反思评价】 (3)若小红的猜想正确，请补充她所观察到的现象 (4)A、C装置的顺序能否交换并说明理由 。 【知识拓展】 (5)我们将有元素化合价发生变化的反应叫做氧化还原反应，反应中化合价升高的物质叫做还原剂，化合价降低的物质叫氧化剂。黑火药爆炸就是发生了氧化还原反应，其反应方程式为：S+3C+2KNO3K2S+3CO2↑+N2↑。则在该反应中的氧化剂是 （填化学式）。 4．某化学兴趣小组的同学设计了以下实验，探究教材实验6-2中“碳还原氧化铜”的最佳实验方法。 (1)实验原理：教材实验6-2中木炭和氧化铜反应的化学方程式为 。 实验探究Ⅰ：化学兴趣小组的同学在查阅资料后提出了木炭粉和氧化铜的质量比、木炭的颗粒大小会影响实验效果。于是用教材实验装置再次进行了实验，根据实验现象对实验效果进行评分（评分越高，效果越好）。 实验组 第一组 第二组 实验序号 ① ② ③ ④ ⑤ ⑥ ⑦ ⑧ 木炭粉和氧化铜的质量比 1：10 1：11 X：Y 1：13 1：10 1：11 1：12 1：13 木炭颗粒 细 细 细 细 极细 极细 极细 极细 实验效果评分 6.3 6.9 5.1 3.8 7.8 9.2 6.8 4.0 (2)实验③中X：Y＝ 。 (3)为了得出木炭粉和氧化铜质量比为1：11时效果最好这一结论，下列关于实验组合的选择最合理的是______（填序号）。 组合一：①②③④组合二：①②⑦⑧组合三：⑤⑥⑦⑧ A．只选组合一 B．只选组合二 C．只选组合三 D．选组合一或组合三 实验探究Ⅱ：木炭还原氧化铜后的气体产物。 【查阅资料】微量的CO气体能使湿润的黄色氯化钯试纸变蓝色。 为验证产生的气体是和CO的混合物，将气体产物进行如图操作： (4)实验中观察到 现象，则证明是和CO的混合气体。 实验探究Ⅲ：木炭还原氧化铜后的红色固体的成分。 【查阅资料】 ①木炭还原氧化铜除生成铜外还可能生成氧化亚铜（）； ②Cu和均为不溶于水的红色固体； ③（的水溶液呈蓝色），Cu不与稀反应。 【猜想假设】 猜想1：红色固体中含有； 猜想2：红色固体中不含。 【实验探究】 (5)请完善下面表格。 实验操作 实验现象 取少量红色固体加入到足量 （填试剂名称）中 固体 （填“全部”“全部不”或“部分”）溶解，溶液变为蓝色 【实验结论】猜想1成立。 5．某牌子月饼盒内有一个小纸袋，上面写着“脱氧剂”，它的作用是除去袋内氧气，达到食品保鲜的目的。有三位同学打开小纸袋，看到“脱氧剂”大部分是灰黑色粉末，其中混有少量的红色粉末。 【提出问题】该“脱氧剂”中的灰黑色、红色粉末各是什么？ 【猜想】甲同学认为灰黑色粉末为CuO、红色粉末为Cu 乙同学认为灰黑色粉末为Fe粉、红色粉末为Fe2O3 丙同学认为灰黑色粉末为C粉、红色粉末为Fe2O3 【设计方案】验证乙同学猜想的实验方案如下： （1）请你参照上图的形式，将验证甲同学猜想的实验过程表示在下列图框中 。 （2）你认为 同学的猜想较合理，理由是 。 （3）请推测此“脱氧剂”除去氧气的反应原理，用化学方程式表示为 。 6．回收废旧干电池能减少对水和土壤的污染。某化学兴趣小组决定回收干电池，并以电池锌皮为原料制取氢气及相关探究实验：用锌和稀硫酸制取氢气。已知氢气密度比空气小且难溶于水，提供装置如图。 (1)用排空气法收集氢气装置应选择 （填编号）。 (2)若用排水法收集并测定气体的体积，气体从C装置导管口 （填“a”或“b”）进；选用仪器D的作用是 。 【探究】探究影响锌与稀硫酸反应快慢的因素。 【提出问题】锌与硫酸反应快慢受哪些因素影响？ 【猜想与假设】I、可能与锌的纯度有关；II、可能与硫酸的浓度有关。 【设计方案和实验】 该小组同学用不同纯度的锌和不同浓度的稀硫酸进行如下实验。 实验编号 试剂 H2体积（mL）（均收集10分钟） 不同纯度的锌（均取1g） 不同浓度的稀硫酸（均取30mL） ① 纯锌 30% 564.3 ② 含杂质的锌 30% 634.7 ③ 纯锌 20% 449.3 【分析、得出结论】 (3)比较实验①和实验③，可以得到的结论是 。 (4)为了研究杂质对反应快慢的影响，需比较实验 （填编号）。 【反思】 (5)与同浓度的硫酸反应，锌的形状可能影响反应快慢。请设计实验方案进行验证 。 (6)还有什么因素会影响锌与硫酸的反应快慢呢？请提出猜想并设计实验验证： 。 7．在探究二氧化锰在过氧化氢分解的作用的活动中，发现将二氧化锰加入过氧化氢溶液后，产生大量气体，并有白雾产生，伸入带火星的木条，木条未复燃，稍等一会，再伸入带火星的木条，木条复燃。 【分析】向过氧化氢溶液中加入二氧化锰，反应的化学方程式为 ，该反应属于放热反应，放出的热量导致试管中产生白雾，开始带火星木条不复燃的原因是水蒸气含量较大。 【知识回顾】氧气既可用浓硫酸干燥，也可用生石灰干燥，其原因是 。 【查阅资料】氯化钙也是一种常见的干燥剂，可用于干燥氧气等：相对湿度越大，水蒸气含量越高。 【提出问题】相同条件下，浓硫酸、生石灰、氯化钙三种物质，哪种物质的干燥效果更好？ 【设计实验】实验I：在老师指导下，兴趣小组同学按图1实验，测定所收集气体的相对湿度，然后将装置中盛浓硫酸的洗气装置撤去，将干燥管中的生石灰换成氯化钙，利用相同浓度的过氧化氢溶液重新进行实验，测定结果如图2所示。    【讨论】 （1）实验时，两次所用过氧化氢溶液的浓度相同，其目的是 。 （2）三种干燥剂中，相同时间内，浓硫酸的干燥效果最好，浓硫酸的干燥效果较其余两种固体干燥剂的干燥效果都好，其原因可能是 。 【继续探究】由图2可知，即使用浓硫酸干燥，所收集的氧气中仍然含有一定量的水蒸气，为此，小组同学继续进行如下探究： 实验Ⅱ：利用同浓度的过氧化氢与二氧化锰作用，将产生的气体连续两次通过浓硫酸，然后收集并测定收集气体的相对湿度。测得收集到氧气的相对湿度为20%。 实验Ⅲ：利用同浓度的过氧化氢溶液与二氧化锰作用，将产生的氧气通过多孔球泡（如图）导入浓硫酸中，然后收集并测定收集气体的相对湿度，观察到气体由多孔球泡进入浓硫酸中，气泡多且细小，收集到的氧气的相对湿度为16%。    【分析】对比实验I，实验Ⅱ、Ⅲ处理后的气体较干燥，实验Ⅱ采取的措施是 ，实验Ⅲ采取的措施是 。 【拓展】媒体曾报道，小孩将生石灰干燥剂放入保温杯中，加水后引起爆炸，试分析发生爆炸的原因： 。 8．兴趣小组同学对“氢氧化钠溶液与稀硫酸混合是否发生了化学反应”进行了如下探究: 【提出问题】氢氧化钠溶液与稀硫酸混合是否发生了化学反应？ 【猜想与假设】 a：二者混合发生了化学反应； b：二者混合没有发生化学反应。 【设计并实验】 实验操作 实验现象 甲同学 向盛有10mL一定溶质质量分数的氢氧化钠溶液的烧杯中，用胶头滴管慢慢滴入1-2滴稀硫酸，振荡，同时测定溶液的pH 溶液pH减小但仍大于7 乙同学 向盛有10mL一定溶质质量分数的氢氧化钠溶液的烧杯中，先滴入几滴无色酚酞试液，然后再加入稀硫酸 溶液由红色变为无色 【得出结论】氢氧化钠溶液与稀硫酸发生了化学反应。 (1)乙同学认为甲的实验设计不合理，原因是 ，改进的方法是 ；根据改进后的实验现象说明二者混合后发生了化学反应，写出氢氧化钠溶液与稀硫酸反应的化学方程式 ；甲同学也认为乙的实验设计也不合理，你是否赞同，说出你的理由 。 【思考与交流】 丙同学在绝热装置中，向分别盛有10mL10%氢氧化钠溶液加入不同体积某浓度的稀硫酸，充分混合后溶液的温度变化曲线如图(混合前稀硫酸和氢氧化钠溶液均为18℃)。 (2)根据图示分析，稀硫酸和氢氧化钠的反应是 (填吸热、放热)反应，加入稀硫酸 mL时，二者恰好完全反应． 9．为探究过氧化氢分解反应速率受哪些因素影响，小明进行了相应的实验｡ 小明进行了三次实验并记录了收集到相同体积氧气所需要的时间，数据如下表： 实验 过氧化氢的浓度 过氧化氢溶液体积/mL 二氧化锰质量/g 收集时间/s ① 10% 20 0 40 ② 10% 20 1 30 ③ 15% X 1 20 (1)实验①和实验②的组合，其实验目的是 ｡ (2)实验③中，X 的值应为 ｡ (3)得到的结论是“在相同条件下，过氧化氢溶液浓度越大，过氧化氢分解得越快”的实验组合为 （填实验序号）｡ (4)写出反应的符号表达式为 ｡ 查阅资料：收集的氧气占集气瓶容积的 60%（空气占 40%）时，能使带火星的木条复燃｡那么，使带火星木条复燃的氧气浓度的最低值是多少呢？小组对此展开探究：取 3 只集气瓶，编号为①､②､③，分别装入 15%､30%､45%的水｡用排水法把集气瓶中的水全部排去，将带火星的木条依次伸入①~③号瓶中， 记录实验现象｡小芳在第一组实验的基础上又做了第二组实验，两组实验的数据和现象见下表｡ 第一组 第二组 实验序号 ① ② ③ ④ ⑤ ⑥ 集气瓶装水的体积分数（%） 15 30 45 34 38 42 带火星木条的状况 亮 很亮 复燃 很亮 复燃 (5)若将带火星的木条伸入编号为⑥的集气瓶，其现象为： ｡ (6)根据上述两组实验现象后，小英认为还不能确定能使带火星木条复燃的氧气含量最小值，需继续进行实验，则实验序号⑦的集气瓶装水的体积分数应该是 %，排完水后集气瓶中氧气的体积分数为 %（按氧气占空气体积的 1/5 计算）｡ 10．某化学兴趣小组同学设计了多组实验装置测定空气中氧气的含量。 【常规测定】如图1所示的是小明用红磷在空气中燃烧来测定的方法。 （1）写出红磷燃烧产生大量（现象） ，符号表达式： 。 （2）实验完毕，若进入集气瓶中水的体积小于集气瓶中原空气总体积的1/5。你认为导致这一结果的原因可能是 （写一条）。 （3）上面的实验同时证明了氮气的化学性质有 （写一条）。 【实验改进】 某探究小组为测定空气中氧气的含量做如下实验改进： 图2是利用气压传感器测定红磷燃烧时集气瓶内气压变化的实验装置。 图3是集气瓶内气压的变化情况。 图4是利用铜粉与氧气加热后反应生成氧化铜的原理，测定空气中氧气含量的实验装置。 （1）图2实验：点燃燃烧匙内的红磷后，立即伸入集气瓶中并把橡皮塞塞紧。待红磷熄灭并冷却后，打开止水夹。下列有关图3的分析不正确的是 。 A、BC段气压增大的主要原因是燃烧放热 B、CD段气压减小的主要原因是集气瓶内氧气不断被消耗且瓶内温度逐渐冷却 C、DE段气压增大的主要原因是烧杯中的水进入集气瓶 D、若用木炭代替红磷完成此实验，集气瓶内气压变化趋势与图2基本一致 （2）图4实验的主要实验步骤如下： ①组装装置，检查装置的气密性； ②向试管中加入足量的铜粉，铜粉要足量的原因是； ③点燃酒精灯，不停地抽拉注射器的活塞，充分反应后停止加热。 试管中发生的反应符号表达式为 。实验开始时，若注射器活塞前沿停在35mL的刻度线上，完成上述三个实验步骤并等到具支试管冷却后观察，活塞前沿约停在 mL的刻度线上。用酒精灯在铜粉部位加热时，若实验过程中没有不断推拉注射器，则可能导致测定的空气中氧气的体积分数 （填“偏大”、“偏小”、“不变”）。 【实验拓展】 小军同学对实验进行反思后，提出了改进方法（如图5所示 ）， 你认为改进后的优点是： （填字母序号）。 A、避免燃烧匙伸入集气瓶过慢带来的误差 B、减少污染，保护环境 11．在学习金属时，同学们了解到镁能与铝、锌等组成很有工业价值的实用合金，在航天航空、交通运输、国防军工、光学仪器、家用电器等领域有广泛用途，于是项目小组的同学对镁开展了探究活动。 任务一：认识镁 用砂纸打磨镁条并观察，可知金属镁具有的物理性质是 。镁位于元素周期表中的第12位。如图是镁的粒子结构示意图。请你根据图中信息判断，该粒子表示的是 (填化学符号)。    任务二：分析镁在空气中的变化 同学们将打磨过的光亮镁条放在空气中，一段时间后观察到颜色逐渐变暗。查阅资料后了解到，常温下，镁在空气中会发生氧化，化学方程式为 。 任务三：探究镁、铜、铁的金属活动性顺序 为了探究镁、铜、铁的金属活动性顺序，同学们进行了如下实验。 【进行实验】 实验 实验操作 实验现象 实验分析与结论 ①    有少量气泡产生，铁片逐渐溶解，溶液由无色变为浅绿色 对比实验①②，可知金属活动性顺序：Mg>Fe；根据实验③可知金属活动性顺序： ②    ③    铁片上有红色固体析出，溶液由蓝色变成浅绿色 【反思与评价】 （1）实验①中发生反应的化学方程式为 。 （2）小红认为通过实验①②，不能比较Mg和Fe的金属活动性顺序，原因是 。 （3）如果只用三种实验药品来验证镁、铜、铁的金属活动性顺序，可以选择 。 （4）小明提出，实验结束后试管中的金属可以回收再利用，这样做的意义是 。 12．教材中很多科学家值得我们敬仰和学习。阅读图片信息，完成下题： A B C D 拉瓦锡利用汞和空气进行实验，得出空气是由氧气和氮气组成的 波义耳不慎将浓盐酸滴在花瓣上 拉瓦锡让水蒸气通过红热的枪管，证明水不是一种元素 ___________为纯碱和氮肥工业技术的发展作出了杰出的贡献 (1)D图为纯碱和氮肥工业的发展做出贡献的科学家是 ； (2)科学家进行实验研究方向有：①物质制备和制取；②物质性质；③物质组成……从实验研究方向分析，拉瓦锡进行的A、C两个实验研究方向属于 （填序号）。 (3)“爱思考”同学受到了波义耳实验的启发，对“稀盐酸中哪种粒子能使紫色石蕊溶液变红”展开了研究，设计了下列实验方案： 【实验方案】 【讨论交流】同学们指出无需进行步骤1的操作，就可以得出水分子不能使石蕊变色的结论，理由是： ； 【实验结论】稀盐酸中能使紫色石蕊溶液变红的粒子是 。 13．在二氧化锰的催化作用下，过氧化氢迅速分解生成氧气和水．哪些因素还影响着过氧化氢分解的速率？课外活动小组结些进行了更深入的探究： 探究实验一：浓度对化学反应速率的影响 实验步骤 现    象 结    论 取一支试管加入3～5mL5%的过氧化氢溶液，然后加入少量二氧化锰． 缓慢有少量气泡冒出 另取一支试管加入3～5mL15%的过氧化氢溶液，然后加入少量二氧化锰． 迅速有大量气泡冒出 请你设计： 实验药品：试管、烧杯、热水、冷水、5%过氧化氢溶液、15%过氧化氢溶液。 探究实验二：温度对化学反应速率的影响 实验步骤 现    象 结    论 小柯为了研究用向上排空气法和排水法收集的氧气浓度是否有差异，做了如下实验：加热高锰酸钾固体，分别用两种方法各收集三瓶氧气，并使用传感器测定收集到的氧气浓度，数据见表。 收集方法 向上排空气法 排水法 氧气浓度% 79.6 79.7 79.9 90.0 89.8 89.3 氧气平均浓度% 79.7 89.7 (1))以上两种方法中， 法收集到的氧气更纯净。 (2)向上排空气法收集到的氧气浓度只有80%左右的原因有 。 A．氧气的密度略大于空气的密度 B．加热高锰酸钾固体产生氧气的浓度只有80%左右 C．当观察到带火星木条复燃时，集气瓶内还有空气 D．当氧气进入集气瓶时，瓶内空气与进入的氧气相互扩散 14．某实验小组为探究酸的化学性质，由甲、乙同学设计并完成了如图所示的实验。 【在阅资料】CaCl2、NaCl的溶液显中性，Na2CO3溶液显碱性。 【实验探究一】确定甲、乙同学上述实验后所得溶液中的溶质。 （1）取甲所得溶液少许，加入石蕊试液，溶液显红色，甲所得溶液中一定含有的溶质是 （写化学式） （2）取乙所得溶液少许，加入酚酞试液，溶液显红色，乙所得溶液中一定含有的溶质是 。（写化学式） 【实验探究二】确定甲、乙同学上述实验所得溶液混合后的成分。 （3）甲、乙同学把上述实验所得溶液倒入同一废液缸中，观察到先有气泡产生，后有白色沉淀生成。该白色沉淀是 （写化学式）。同学们将烧杯内的物质进行过滤，对所得滤液的溶质成分进行探究。 【提出猜想】 （4）甲同学猜想：NaCl； 乙同学猜想：NaCl、CaCl2； 丙同学猜想：NaCl、CaCl2、HCl； 你的猜想： 。 【交流讨论】 （5）你认为 同学的猜想一定不正确，理由是 。 【设计实验】 （6）请设计实验证明你的猜想正确。 实验步骤 实验现象 实验结论 取少量滤液于试管中，向其中滴加 。 猜想成立。 15．学习完酸碱盐的化学性质后，同学们进行了如图所示实验：将稀盐酸分别加到氢氧化钠溶液和碳酸钠溶液中，请你和同学们一起完成下列探究。 请写出A试管中发生反应的化学方程式 。反应后，同学们将A、B试管内废液同时倒入C废液缸中，发现溶液中有气泡冒出，大家对C废液缸中的溶质成分进一步探究。 【提出问题】C废液缸中溶质是什么？ 【猜想与假设】甲同学猜想：NaCl 乙同学猜想：NaCl、HCl 丙同学猜想：NaCl、Na2CO3、HCl 【交流与评价】上述猜想中一定错误的是 同学，理由是 。 【实验探究】乙同学为了证明自己的猜想，取C废液缸中溶液少许于试管中，滴加硝酸银溶液，观察到产生白色沉淀，于是认为自己的猜想正确。乙同学的实验结论 （填“正确”或“不正确”）。同学们发现，只需加入一种试剂就能确定溶质成分，加入的试剂是 溶液。经实验最终确定甲同学的猜想正确，则加入该试剂时观察到的实验现象是 。 【归纳总结】通过上述探究可知：验证反应后所得溶液溶质成分时，只需验证 即可。 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 $$