2024年中考化学核心素养专题--科学探究题

2024年中考化学核心素养专题--科学探究题 1．我国西晋时期张华所著的《博物志》中就有“烧白石作白灰既......”的记载，其中“白石”即石灰石(杂质不溶于水且不参与反应)。某活动小组同学在老师的指导下取“白石”用酒精喷灯加热1~2分钟，并对反应后剩余固体中“白灰”的成分进行了以下探究。 (1)煅烧“白石”的化学方程式为 。 【提出问题】 加热后剩余固体中“白灰”除杂质外，还含有的成分是什么？ 【猜想与假设】 (2)假设一：含有碳酸钙；假设二：:含有 ；假设三：含有碳酸钙与氧化钙。 【实验设计】 (3)取少量“白灰”于试管中，向其中加入少量水，搅拌、静置，观察到烧杯底部有大量不溶物，甲同学据此认为假设一成立。乙同学认为上述实验不足以证明假设一成立，其理由是 。 (4)取(2)中少许上层清液于试管中，向其中滴加无色酚酞溶液，观察到 ，取(2)中少量不溶物于试管中，滴加过量 ，观察到有气泡产生，证明假设三成立。 【实验反思】 (5)①氧化钙与水反应后的溶液，通常可以用来检验 。 ②通过上述实验，同学们认为，在判断反应后物质成分时，既要考虑反应的生成物，还需要考虑 。 2．某实验小组在探究碱的化学性质实验时，用到了氢氧化钠溶液和氢氧化钙溶液． （1）甲同学不小心将这两种溶液混合在一起，结果产生浑浊的现象，说明氢氧化钠溶液变质了．写出变质时发生反应的化学方程式 ． （2）同学们对变质的氢氧化钠溶液中溶质的成分产生了兴趣，进行如下探究： 【提出问题】氢氧化钠溶液中溶质的成分是什么？ 【做出猜想】猜想一：Na2CO3 猜想二： （写化学式） （3）【进行讨论】甲同学取少量待测液加入足量的稀盐酸，有气泡产生．认为猜想一成立．乙同学不同意甲同学的观点，理由是 ． （4）【反思评价】在实验室中，氢氧化钠应 保存． 3．某同学在常温下进行了中和反应的实验探究。向20mL0.4%的KOH溶液中逐滴滴入0.4%的稀H2SO4.反应的化学方程式为 。滴定结束后，他们没用指示剂和pH试纸，也探究出了滴定后溶液成分，下面我们来看一下他们的探究过程吧！ 【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】 猜想一：只有K2SO4； 猜想二：有K2SO4和H2SO4 ；  猜想三：有K2SO4和KOH 【进行实验】为了验证猜想，三个学习小组分别选用Fe2O3粉末、BaCl2溶液、进行如下探究： 实验方案 实验操作 实验现象 实验结论 溶液中有H2SO4猜想二正确 方案一 取少量反应后的溶液于试管中，加入Fe2O3粉末 方案二 取少量反应后的溶液于试管中， 滴加B aCl2溶液 产生白色沉淀 溶液中有H2SO4，猜想二正确 【实验结论】通过探究，三个小组同学一致确定猜想二是正确的。 【评价与反思】 （1）小明同学针对上述方案提出疑问，认为方案二是不合理的，理由是 。 （2）同学们经过反思与讨论，最后认为方案一中的Fe2O3粉末可以用下列的某些物质代替，也能得到同样的实验结论，请你选出可用药品的字母序号 。 A．Mg B．CuO C．KCl D．Na2CO3 （3）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 。 4．镍(Ni)被用于各种特定及容易认出的工业品及消费品，其中包括不锈钢、铝镍钴磁贴、硬币、蓄电池等。下面为某化学小组对镍及镍的相关化合物进行的探究： 【学习制取】查阅资料后，该小组决定使用“羰基法”提纯金属镍。以下为小组成员查阅到的资料： [注：四羰基镍的化学式为Ni(CO)4，五羰基铁的化学式为Fe(CO)5，钴的化学符号为Co] 根据上述材料，推测八羰基二钴、十二羰基四钴的化学式分别为 。 【归纳实验】该小组同学将该方法总结为以下几个步骤，请你写出第三步的反应方程式。 第一步：将镍的氧化物在200℃下被氢气还原成含有其他杂质的金属镍。杂质主要是铁和钴。 化学反应方程式为：NiO+H2Ni+H2O 第二步：将第一步中含有杂质的镍与过量的一氧化碳在50~60℃下反应生成易升华的四羰基镍，通过过滤的方法除去杂质。 化学反应方程式为：Ni+4CONi(CO)4 第三步：将四羰基镍在220~250℃下分解生成金属镍 化学反应方程式为： 【反思总结】小组中的小粤认为该实验存在一处明显的错误，请你指出该错误： 【拓展学习】镍的另一种氧化物Ni2O3是重要的电子元件和蓄电池材料。工业上利用含镍废料(镍、铁、钙、镁合金为主)制取草酸镍(NiC2O4∙2H2O)，再高温煅烧草酸镍制取Ni2O3。工艺流程图如图所示： ①若某工厂通过上述流程制得了1.83t的草酸镍，则该工厂使用这1.83t的草酸镍进行高温煅烧可制得多少千克的三氧化二镍？ (写出计算过程) ②若镍废料中镍含量为50%，用该方法处理1t镍废料得到0.56t三氧化二镍(假设不含杂质)，则产率为 (保留2位小数)。 5．空气中氧气含量测定再认识。 任务一：实验回顾 图1中集气瓶容积为150mL，预先装入了50mL的水。 (1)利用图1装置检验气密性的方法是：打开导管活塞，将导气管放入盛水的烧杯中，双手紧贴集气瓶外壁， ，则说明装置气密性良好。 (2)若实验非常成功，冷却后，打开弹簧夹，最终集气瓶中水的体积约为 mL。 任务二：寻找红磷的替代物 利用图2所示装置分别使用红磷、白磷和食品脱氧剂来测量空气中氧气的体积分数，实验采集数据见图3。 (3)根据图3提供的信息，下列说法错误的是______。 A．三个实验效果最好的是“食品脱氧剂”，因为它消耗氧气更加彻底 B．当氧气浓度减小到一定程度时，就不能再支持红磷与白磷燃烧 C．相比于红磷，用白磷测定氧气含量结果更准确 D．若用红磷与白磷做实验，测得空气中氧气含量偏高 【反思交流】 (4)在课堂上进行演示实验时，选择“白磷”比较妥当，理由是 。 【实验拓展】 (5)小组的同学做完实验后又尝试用蜡烛重新做了上述实验，认为不能选用蜡烛进行实验，其原因可能是 。 任务三：白磷与氧气反应的微观解释 图4是白磷燃烧的微观示意图。“—”表示分子中原子之间的作用力。 (6)白磷的相对分子质量为 。 (7)请用分子和原子的角度解释这一变化 。 6．某实验小组对教材内测量空气中氧气体积分数的实验进行改进，并取得成功。 【实验准备】一个具支试管50ml（小气球体积忽略不计），注射器中留下的空气体积为50mL，该装置气密性良好。 【实验探究】装入药品，按图所示连接好仪器，用酒精灯在红磷部位加热，加时不断拉注射器活塞，气球忽大忽小，并不断将气球中的气体全部挤入试管中。    【现象分析】 (1)实验开始前应检查装置气密性，连接装置后且其气密性良好，若将注射器向内推，可观察到气球变 （填“大”或“小”）。 (2)应用酒精灯的 加热试管底部，红磷被引燃，产生大量白烟，足量的红磷在试管中未能全部燃烧，说出试管内剩余气体具有的化学性质为 。写出红磷燃烧的文字表达式 ，此反应属于 （填基本反应类型）。 (3)实验结束后，停止加热，待试管冷却至室温，将气球内的气体全部挤入注射器内，待注射器活塞稳定后，读取注射器内剩下气体的体积为 mL。 【得出结论】氧气约占空气总体积的。 【反思评价】 (4)实验中，加热时不断推拉注射器的目的为 ，此实验与课本实验相比优点为 。 (5)可以用木炭代替红磷进行实验吗？ （填“可以”或“不可以”）原因是 （用文字表达式表示）。 (6)实验中若得出结论氧气体积小于占空气总体积的1/5，有可能是 原因导致的（写一条即可）。 7．2023年元宵佳节期间长沙铜官窑再现精彩的非遗技艺——打铁花表演。铁水经长板敲击后，在空中产生火花四溅的绚丽效果。化学兴趣小组的同学将打铁花后遗留的黑色固体收集起来并进行探究。 【提出问题】打铁花后遗留的黑色固体是什么？ 【做出猜想】 猜想一：黑色固体是铁。 猜想二：黑色固体是四氧化三铁。 猜想三：黑色固体是铁和四氧化三铁。 (1)根据铁水在空气中的燃烧现象，同学们一致认为猜想 不合理，可以排除。 【查阅资料】四氧化三铁能与盐酸反应，生成的物质全部可溶于水。 【实验探究】 (2)有同学提出方案：四氧化三铁能被磁铁吸引，所以把黑色固体研成粉末，用磁铁吸引。该方案立刻遭到同学的否定，理由是 。 (3)同学们继续研究，得出一致的方案并进行实验：把黑色固体研成粉末，取少许黑色粉末于试管中，加入足量稀盐酸，观察到 ，说明黑色固体中一定含有铁。 【交流讨论】 (4)实验中还发现，试管底部剩余少量黑色固体，继续加入过量稀盐酸，黑色物质也不消失。小星同学认为这种黑色物质是碳。请设计实验证明试管底部的黑色物质是碳，简要说明实验操作和现象： 。 【实验结论】 (5)打铁花后遗留的黑色固体含有 。 【反思评价】 (6)打铁花时铁水燃烧那么剧烈，还会有铁和碳剩余，可能的原因是 （写一条）。 8．在老师的指导下，小华和小明利用如图1所示装置对氯酸钾制氧气进行了深入的探究学习。 资料： ①氯酸钾的熔点约为356℃，二氧化锰的分解温度约为535℃。用酒精灯给物质加热，受热物质的温度一般约为400℃左右； ②不同配比是指氯酸钾和二氧化锰混合物中，氯酸钾和二氧化锰的质量比； ③氯酸钾分解时，传感器得到氧气浓度随温度的变化示意图(图2)及不同配比时氧气浓度随温度的变化示意图(图3)如下：    请回答问题： （1）二氧化锰在535℃以上分解生成四氧化三锰和氧气，其反应方程式为 。 （2）分析图2，氧气的浓度随温度升高逐渐减小，在380℃突然增大的原因是 氯酸钾分解温度 (填“高于”、“等于”或“低于”)其熔点。 （3）分析图3，氯酸钾分解温度随物质配比变化的规律是 。 步骤 实验操作 实验现象 I 检查气密性 II 分别在“Y”形管两侧支管中加入少量的二氧化锰和氯酸钾塞 紧橡皮塞 III 分别用酒精灯先后加热二氧化锰和氯酸钾，用带火星木条放在 导气管口。 加热左侧支管，可观察到？加热右侧支管，可观察到？ IV 冷却后，将“Y”形管左侧支管中部分二氧化锰混入右侧支管中，振荡“Y”形管，加热，用 带火星木条放在导管口。 加热时间短于步骤III，木条很快复燃。 （4）为证实二氧化锰的催化作用，小华利用如图4装置进行如表所示的实验：请回答： ①完善步骤Ⅲ中的填空：加热左侧支管，可观察到 ，加热左侧试管的目的是 。加热右侧支管，可观察到 。 ②步骤Ⅳ中，将二氧化锰混入右侧支管有余热的氯酸钾中的操作方法是 。 ③小华认为根据步骤Ⅳ的实验现象就能说明二氧化锰是氯酸钾分解的催化剂，但小明不同意她的观点，小明认为还需证明在此反应中二氧化锰的 和 不变。后来在老师的指导下，小华完善了实验方案，最终验证了自己的结论，则氯酸钾制取氧气的化学方程式为 。 9．氢氧化钠固体及溶液在空气中很容易发生变质生成碳酸钠。 （1）甲同学在实验室里发现一瓶敞 口放置的氢氧化钠溶液，对其变质情况进行了如下探究。 [猜想与假设]该氢氧化钠溶液已部分变质。 [实验与结论] 实验步骤 实验现象 实验结论 a取该溶液于一支试管中，加入 该氢氧化钠溶液已变质 b将步骤a所得的液体过滤，取滤液于另一支试管中，滴加 该氢氧化钠溶液已部分变质 （2）[拓展探究]甲同学又尝试通过实验除去该氢氧化钠溶液中含有的碳酸钠，方案如下:向该溶液中加入 ，反应后，经过滤操作，即可除去该氢氧化钠溶液中含有的杂质。 10．化学兴趣小组的同学在整理实验桌时，发现有一瓶氢氧化钠溶液没有塞橡皮塞，征得老师同意后，开展了以下探究： 【提出问题1】该氢氧化钠溶液是否变质了呢？ 【实验探究1】 (1)请完善下面的表格。 实验操作 实验现象 实验结论 取少量该溶液于试管中，向溶液中滴加足量稀盐酸，并不断振荡。 氢氧化钠溶液一定变质了。 【提出问题2】该氢氧化钠溶液是全部变质还是部分变质呢？ 【猜想与假设】猜想1：氢氧化钠溶液部分变质；猜想2：氢氧化钠溶液全部变质。 【查阅资料】 (2)①氯化钙溶液呈中性； ②氯化钙溶液能与碳酸钠溶液反应，写出该反应的化学方程式 。 【实验探究2】 (3)请完善下面的表格。 实验步骤 实验现象 实验结论 ①取少量该溶液于试管中，向溶液中滴加过量的氯化钙溶液，并不断振荡。 有 生成。 说明原溶液中一定有碳酸钠。 ②取步骤①试管中的少量上层清液，滴加酚酞溶液。 溶液变红色。 说明原溶液中一定有 。 【实验结论】 (4)该氢氧化钠溶液 （填“部分”或“全部”）变质。 【反思与评价】 (5)氢氧化钠溶液露置于空气中容易变质，请写出相关反应的化学方程式： 。 (6)在上述【实验探究2】中，小明提出可用氢氧化钙溶液代替氯化钙溶液。你认为小明的方案 （填“可行”或“不可行”）。 【理解与应用】 (7)氢氧化钠溶液容易变质，必须密封保存。实验室必须密封保存的药品还有很多，试另举一例： 。 11．同学们在帮老师整理实验室时发现一瓶装有金属钠的试剂瓶，观察到金属钠存放在煤油中，同学们对金属钠非常感兴趣，在老师的帮助下，进行了如下实验探究。 【查阅资料】金属钠的化学性质很活泼，常温下极易与氧气反应生成白色固体氧化钠，氧化钠溶于水生成氢氧化钠 探究一：用小刀切一颗绿豆大小的金属钠投入装有少量蒸馏水的烧杯中，观察到金属钠漂浮于水面上并四处游动，伴有嘶嘶的响声及白雾。金属钠慢慢地熔化成一个光亮的小球，产生一种具有可燃性的单质气体，用手触摸烧杯外壁，感觉发热，反应结束后往烧杯中滴入无色酚酞溶液，溶液变红。 【实验分析】金属钠能与水反应，请写出该反应的化学方程式: 。 【交流与反思】金属钠保存在煤油中的原因是 。 探究二： 【提出问题】金属钠能否与二氧化碳反应？ 【进行实验】按如图所示的装置进行实验，向盛有金属钠的硬质玻璃管中通入纯净，干燥的，当观察到澄清石灰水中刚好出现浑浊时，点燃酒精灯，同时继续缓缓通入二氧化碳，钠剧烈燃烧，产生白烟，燃烧结束后玻璃管中有黑色颗粒和白色固体生成。    【问题讨论】 (1)点燃酒精灯前，要先向玻璃管中通入一段时间的二氧化碳，其目的是 。 (2)实验中生成的黑色颗粒是碳，那白色固体可能是什么呢？ 【继续探究】同学们对燃烧结束后产生的白色固体的成分进行了如下猜想： 猜想①：氧化钠； 猜想②：碳酸钠； 猜想③：氧化钠和碳酸钠的混合物； 猜想④：氢氧化钠. 大家讨论后一致认为猜想④是错误的，理由是 。 【实验设计】为探究燃烧结束后产生的白色固体的成分，同学们设计了以下探究方案。 方案1：取少量该白色固体于试管中，加入适量的水，振荡，过滤，向滤液中加入无色酚酞溶液，观察到溶液变成红色，则白色固体中一定有氧化钠。 方案2：取少量该白色固体于试管中，滴加足量稀盐酸，溶液中有气泡冒出，则白色固体中一定有碳酸钠。 方案3：取少量该白色固体于试管中，加入适量的水，振荡，过滤，向滤液中加入过量的氯化钙溶液，出现白色沉淀，过滤，再向滤液中滴加无色酚酞溶液，无明显现象。 【实验分析】小红认为方案1的结论不合理，原因是 。方案3中加入过量溶液的目的是 。根据以上探究，你认为猜想 正确。 【实验结论】金属钠能与二氧化碳反应。 【交流与反思】结合上述探究，小金对燃烧的条件有了新的认识，燃烧 (填“一定”或“不一定”)需要氧气。 12．某化学兴趣小组在老师的帮助下对几种常见金属饰品所含的金属进行了相关的探究活动。 【提出问题】(1)怎样鉴别真假黄金？(2)怎样确定钯的金属活动性？ 【查阅资料】(1)假黄金通常是黄铜(Cu-Zn合金)； (2)钯(Pd)呈银白色有金属光泽可用作饰品。 【实验药品】钯、铂(Pt)、稀盐酸、硝酸银溶液和氯化跁(PdC12)溶液 【实验探究】 (1)鉴别黄金样品的真假 取黄金样品于试管中滴加稀盐酸后观察到黄金样品表面有气泡产生该气体是 ，说明此样品为 (选填“真”或“假”)黄金。 (2)探究跁的金属活动性 依据生活经验同学们猜想跁的活动性可能与银和铅相近于是他们利用上述药品进行如下实验： 实验步骤 实验现象 实验结论 把钯浸入硝酸银溶液中 钯的活动性比银弱 把铂浸入氯化跁溶液中 无明显现象 钯的活动性比铂 初步得出结论：钯、银、铂的金属活动性由强到弱的顺序为 。 (3)向盛有硝酸亚铁和硝酸银混合液的烧杯中加入一定量的锌粉反应停止后过滤向滤渣中加入稀盐酸有气泡产生滤液中一定含有 ，滤渣中一定有 。 13．某化学兴趣小组在做稀盐酸除铁锈的实验中，发现铁锈消失后铁表面产生气泡，一段时间后发现溶液由黄色变成浅绿色。同学们对此感到很好奇，于是设计了如下实验进行探究。 [提出问题] 问题一：为何产生气泡？ 请你根据所学知识，写出反应的化学方程式 。由此你认为在用稀盐酸除铁锈时，应注意的问题是 。 问题二：最终溶液中含有哪些物质？ 猜想1：FeCl2 猜想 2：FeCl3 猜想3：FeCl2和FeCl3 你认为猜想 是不正确的，理由是 。 问题三：溶液为何由黄色变成浅绿色？ [查阅资料] FeCl3具有氧化性，能与某些金属反应，在反应中Fe3+转变成Fe2+，如铜与氯化铁可发生如下反应：。 由此推测溶液由黄色变成浅绿色，是由于生成的氯化铁与铁反应转化成氯化亚铁的缘故，该反应的化学方程式是 。 [反思提高] 在探究铁、铜的活动性强弱时，不能选用氯化铁溶液与铜，可选择的试剂是（写出试剂的名称） 或 。 14．【探究课题】研究性学习小组中的小张同学在学习中发现：通常检验CO2用饱和石灰水，吸收CO2用浓NaOH溶液。这是为什么呢？ 【我的假设】可能饱和石灰水与CO2反应有明显现象，而NaOH溶液与CO2反应没有明显现象，但是饱和石灰水的吸收效果没有浓的NaOH溶液好。 【探究准备】集气瓶2个，针筒2只，气球2个，玻璃管2根，饱和石灰水，浓的NaOH溶液若干。 【探究过程】在体积相同盛满CO2的两集气瓶中，分别加入等体积的饱和石灰水和浓NaOH溶液。实验装置如图所示。    【收集证据】甲装置中产生的实验现象为 （用化学方程式表示），通常用石灰水而不用NaOH溶液检验CO2的原因是石灰水和CO2反应 ；乙装置中的实验现象是 ，吸收CO2较多的装置是 （填“甲”或“乙”）。 【探究结果】饱和石灰水与CO2反应有明显现象，饱和石灰水变浑浊，而NaOH溶液与CO2反应没有明显现象，所以检验CO2用饱和石灰水。但是等体积的饱和石灰水和浓NaOH溶液在吸收CO2时，浓的NaOH溶液吸收的CO2更多，吸收效果更好，所以吸收CO2用浓NaOH溶液。 【进一步思考】另一位同学小李通过计算发现，等质量的Ca(OH)2和NaOH吸收CO2的质量，Ca(OH)2大于NaOH．因此，他认为吸收CO2应该用饱和石灰水。 【思考评价】请你对小李同学的结论进行评价： 。 15．为了解CO2的水溶液使紫色石蕊纸花变红的真相，分组进行了以下实验探究活动。请在下列空格中填写相应的内容。 【查阅资料与实验准备】 （1）将滤纸浸泡在紫色石蕊溶液中、晾干后制成紫色石蕊纸花。 （2）自制的紫色石蕊纸花遇酸溶液变红色。 【提出问题】CO2水溶液中的什么物质使紫色石蕊纸花变红？ 【猜想与假设】①H2O使紫色石蕊纸花变红； ② （填化学式）使紫色石蕊纸花变红； ③H2O和CO2反应的产物使紫色石蕊纸花变红。 【实验探究】 （1）向干燥的紫色石蕊纸花上喷水； （2）将干燥的紫色石蕊纸花放入盛满二氧化碳的集气瓶内； （3）将干燥的紫色石蕊纸花喷水后放入盛满二氧化碳的集气瓶内； （4）将实验（3）中的纸花取出烘干。 ①实验（1）的现象是 ，得出的结论是 ； ②实验（2）的现象是 ，得出的结论是 ； ③实验（3）的现象是 ，得出的结论是 。 【反思交流】 实验（4）的现象是 ，发生反应的化学方程式为 。 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 $$