2024年中考化学重点专题提分训练：科学探究题

2024年中考化学重点专题提分训练：科学探究题 1．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。 猜想Ⅱ：氧化铜参与反应，反应前后质量和化学性质发生了改变。 (1)猜想Ⅲ： 。 (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，实验过程如下： (2)步骤①的目的是 。 (3)步骤③现象是 。 (4)证明猜想Ⅲ成立的现象除开(3)中的现象，还有 。 (5)过氧化氢被氧化铜催化分解放出氧气的化学反应的文字表达式为 。 (6)有同学想验证氧化铜与二氧化锰的催化效果谁更好，请你帮他设计实验探究并简要写下实验方案 。 2．为完成“分解过氧化氢制氧气的反应中二氧化锰的作用”的探究内容，设计如下探究方案： 【提出问题】二氧化锰在过氧化氢分解的过程中的作用是什么呢？ 【做出猜想】猜想一：可能起催化作用；猜想二：与过氧化氢反应，生成氧气。 【查阅资料】 催化剂定义：在化学反应里改变化学反应速率，而本身的 没有发生变化的物质叫做催化剂，在化学反应中所起的作用叫做催化作用。 【进行实验】 实验I：试管中加入5mL 5%的过氧化氢溶液，把带火星的小木条伸入试管，观察到木条不复燃； 实验II：在实验I的试管中加入a克二氧化锰，把带火星的小木条伸入试管，观察到 ； 实验III：待实验的试管中没有现象发生后，再加入5mL过氧化氢溶液，把带火星的小木条伸入试管，观察到小木条复燃；重复试验多次，都得到相同的实验现象； 实验IV：对实验的试管中物质进行过滤，对得到的黑色固体物质进行洗涤、干燥，再进行称量，得到固体质量为 克； 【总结反思】 （1）依据以上实验现象可以得出猜想 是正确的； （2）二氧化锰催化过氧化氢分解制取氧气的文字或符号表达式为 。 3．某实验小组的同学用氢氧化钙溶液和盐酸进行酸碱中和反应的实验，向烧杯中的氢氧化钙溶液滴加一定量的稀盐酸后，发现忘记滴加指示剂，此时，他们停止滴加稀盐酸，并对烧杯内溶液中溶质的成分进行探究。 （1）写出该中和反应的化学方程式 。 （2）探究烧杯内溶液中溶质的成分： 【作出猜想】 （A）溶质可能是CaCl2与Ca（OH）2 （B）溶质可能是CaCl2 （C）溶质可能是 【查阅资料】CaCl2溶液呈中性 【实验设计】 ①取少量烧杯中的溶液于试管中，并向试管中滴加几滴无色酚酞试液，振荡，观察到酚酞试液不变色。于是排除了猜想（A），你认为排除猜想（A）的理由是 。 ②小华想用碳酸钠溶液来验证后两种猜想，请你帮他完成实验，填写以下表格： 实验步骤 预计现象 预计结论 取少量反应后的溶液于试管中，逐滴加入碳酸钠溶液 猜想（B）正确 猜想（C）正确 【交流反思】 为确定猜想（C）正确，下列几种实验方案不合理的是 （填字母）。 A 取反应后的溶液于试管中，滴加紫色石蕊试液变红色 B 取反应后的溶液于试管中，加入锌粉冒气泡 C 用洁净的玻璃棒蘸取反应后的溶液，涂抹在pH试纸上，测溶液的pH<7 D 取反应后的溶液于试管中，加入硝酸银溶液，生成白色沉淀 4．人类的生存离不开空气。 一、探究空气的成分 【回顾历史】1774年，拉瓦锡通过用金属汞在空气中加热生成氯化汞等实验，第一次明确得出空气是由氧气和氮气组成的结论。 【回眸教材】实验室常用红磷燃烧的方法测定空气中氧气的含量（装置如图1），实际上用该方法测得的氧气含量常常低于理论值。 【提出问题】实验中装置内部的情况是怎样的，用红磷燃烧的方法为什么不能准确地测定空气中氧气的含量？ 【进行实验】查阅资料后，学习小组进行如下实验： (1)①将数显设备（电脑等）、三种传感器（压强、温度、O2浓度）、测量装置（反应容器为蒸馏水瓶）按图2所示进行连接。 ②打开导管中间的活塞，向烧杯内加入适量的水，双手紧贴蒸馏水瓶外壁， ，则说明装置气密性良好。 ③打开瓶口橡皮塞，加水并调节使蒸馏水瓶和烧杯内液面相平，关闭活塞，打开并调试好传感器和数显设备。用酒精灯将足量的红磷点燃，立即将燃烧匙伸入瓶中并塞紧橡皮塞。 ④燃烧结束后，装置冷却到室温，打开导管活塞，待瓶内液面不再上升后再向烧杯内加入一定量的水，使烧杯和瓶内的液面相平。在数显设备上得到的曲线图（纵坐标为O2浓度，横坐标为时间，压强和温度曲线仅表示该段时间内对应的变化情况）如图3所示。 【数据分析】 (2)①Z曲线表示 （填“温度”或“氧气浓度”）的变化趋势。 ②压强曲线cd段压强减小的原因是 。 ③d点时采取的操作是 。 【实验结论】 (3)用红磷燃烧的方法不能准确测定空气中氧气含量。其原因是 。 二、走进中国空间站 2022年10月13日，中国空间站第三次太空授课活动取得圆满成功。下面我们一起了解中国空间站内的“空气”。 (4)航天员生活的舱中的空气要与地球上的空气基本一致。已知在同温同压下，气体的体积之比等于分子个数之比。用微观示意图表示工作舱中空气的主要成分，如图4中最合理的是 （填序号）。 (5)站内O2的来源。 ①主要来源是电解水。 ②备用O2由加热分解高氯酸锂（LiClO4）获得，同时还生成氯化锂（LiCl），该反应的符号表达式为 。 三、改善空气的质量 我国力争2060年前实现碳中和，体现了中国对解决气候问题的大国担当。 (6)植树造林： 大阳山国家森林公园空气中负氧离子含量极高，被誉为天然“氧吧”。一个负氧离子（）是由一个O2分子俘获了空气中一个电子形成的微粒，每个中共含有 个电子。 (7)节能减排： 石灰石循环法可用于捕集烟气中的CO2，该方法以CaO捕集CO2，将所得产物碳酸钙在高温下煅烧可重新获得CaO和CO2。生成的CaO疏松多孔，结构与活性炭相似，在一定条件下对CO2具有良好的吸附性。试写出CaO捕集CO2的符号表达式为 。 5．某化学小组同学按下图中的图一装置对“可燃物燃烧的条件”进行探究。 【查阅资料】白磷的着火点是40℃，红磷的着火点是240℃。五氧化二磷是白色固体，会刺激人的呼吸道，能与空气中水蒸气反应，生成有毒的偏磷酸。 【交流讨论】五氧化二磷对人体健康有害，图一所示实验装置必须改进。 【改进与实验】按改进后的图二装置进行实验。 (1)白磷燃烧的化学方程式为： 。 (2)图一中：水中白磷没有燃烧的原因是 。 (3)烧杯中热水的作用是 。 【反思评价】改进后的图二装置与图一装置比较，优点是 ，瘪气球的作用是 。 6．某研究小组在学习氧气的化学性质时发现：铁丝在氧气中燃烧没有火焰，而蜡烛在氧气中燃烧却有明亮的火焰。该小组同学进行了如下探究。 （1）探究一：蜡烛燃烧产生火焰的原因是什么？ 点燃蜡烛，将金属导管一端伸入内焰，导出其中物质，在另一端管口点燃，也有火焰产生（如图所示）。由此可知：蜡烛燃烧产生的火焰是由 （填“固态”或“气态”）物质燃烧形成的。 （2）探究二：物质燃烧产生火焰的根本原因是什么？ 物质 熔点/℃ 沸点/℃ 燃烧时温度/℃ 石蜡 50-70 300-550 约600 铁 1535 2750 约1800 钠 97.8 883 约1400 由上表可知：物质燃烧能否产生火焰与其 （填“熔点”或“沸点” ）和燃烧时温度有关。通过上表中石蜡、铁的数据对比，由此推测：钠在燃烧时， （填“有”或“没有”）火焰产生。 （3）根据硫在空气或氧气中燃烧的实验，请推测硫沸点 硫燃烧时的温度（填“>”或 “<”或“=”）。由此可知，气态物质燃烧一般有火焰，但木材燃烧也出现了火焰，原因是 。 7．课堂上， 同学们和老师一起通过图实验探究水在直流电作用下的变化，请完成下面问题:    （1）接通直流电，观察现象: ①两个电极上 。 ②过几分钟后，a、b两个玻璃管内生成气体的体积比约为 。 （2）气体检验: 实验方案 实验现象 实验结论 将燃着的木条放在玻璃管a尖嘴处,慢慢打开活塞.观察现象 玻璃管a内生成的气体为 放在玻璃管b尖嘴处,慢慢打开活塞，观察现象 玻璃管b内生成的气体为 （3）实验结论:水通电后发生了化学变化,写出该反应的文字表达式 。 （4）交流反思: ①该实验说明，由分子构成的物质发生化学变化时， （填“分子”或“原子”下同）的种类发生改变， 的种类不变。 ③燃着的木条验证玻璃管a中气体，根据实验现象说明该气体具有的化学性质是 写出发生反应的文字表达式 。 8．化学探究不仅激发同学们学习化学的兴趣也能提高学习能力，有助于开发同学们的智慧潜力。某化学兴趣小组在老师的指导下，对水蒸气通过灼热的焦炭后得到的混合气体进行了实验探究。 【提出问题】水蒸气通过灼热的焦炭后得到的混合气体含有哪些成分？ 【猜想与假设】 猜想一：只含有一氧化碳、氢气。 猜想二：含有一氧化碳、二氧化碳、氢气和水蒸气。 猜想三：只含有二氧化碳、氢气和水蒸气。 猜想四：只含有一氧化碳、二氧化碳和氢气。 【查阅资料】 ①无水硫酸铜遇水由白色变为蓝色。 ②碱石灰是固体氢氧化钠和氧化钙的混合物。 ③氢气与一氧化碳都具有还原性。 【收集证据】同学们在老师的指导下设计了如图1所示装置(部分夹持仪器已略去)，并进行了实验。 (1)装置A中无水硫酸铜由白色变为蓝色，装置B中澄清石灰水变浑浊，由此得出的结论为混合气体中有 。 (2)反应前装置C中的药品为 溶液，其目的为 。 (3)反应后E中红色粉末变为黑色，F中无水硫酸铜由白色变为蓝色，G中澄清石灰水变浑浊，说明混合气体中还存在的气体是 。E中发生反应的化学方程式为 。 (4)装置H的作用是 。 【实验结论】 (5)猜想 正确。 【实验反思】 (6)经过讨论，同学们将如图1装置进行了简化。只用如图2所示装置并自选必要试剂就能完成探究(假设每步都完全反应)。实验过程中干燥的凉烧杯内壁能观察到的现象是 ，应补充的最后一步实验操作及现象是 。 9．实验室使用块状石灰石（CaCO3）和稀盐酸制CO2，当观察不到有气泡产生，固体仍有剩余时，通常认为反应结束，剩余液呈中性。某兴趣小组对此进行了以下探究： 【实验操作】（1）向试管中加入5粒石灰石，倾倒约试管体积1/3的稀盐酸（1:1）；观察不到气泡后，仍有固体剩余；将试管静置。 （2）取上层清液，用pH试纸测得溶液pH=2，说明溶液显酸性； 【实验思考Ⅰ】反应剩余液中有哪些物质？其中能使溶液pH=2的有哪些？ 【实验探究Ⅰ】（1）甲同学通过实验排除了CaCl2的可能性。简述其实验方案 。 （2）乙同学将CO2通入蒸馏水中至饱和，测得pH＞5。 （3）综合甲、乙两同学实验，得出的结论是：剩余液中还含有 。 【实验思考Ⅱ】试管中剩余固体是否仍含有CaCO3？ 【实验探究Ⅱ】小组同学向试管中继续加入稀盐酸（1:1），又有大量气泡产生。 （1）由此得出的结论是 ，写出该反应的化学方程式 （2）比较稀盐酸加入前后的实验现象，解释“又有大量气泡产生”的原因： 。 【拓展延伸】（1）反应剩余液放置一段时间后，溶液pH增大，其主要原因是盐酸有挥发性，溶质氯化氢挥发了。 （2）假如用100g14.6%的稀盐酸和足量的石灰石反应，看不到气泡产生时，停止收集气体。收集到的CO2质量 （选填“＞”、“＜”、“=”）8.8g。 10．目前，铁是使用最广泛的金属，同学们对生活中的铁制品展开了项目化学习的探究。 任务一：寻找生活中废旧铁制品的一些处理方法 (1)方法1：丢弃。结合图，生锈的废旧铁制包装盒属于 (2)方法2：除锈翻新。除铁锈的常用加入稀盐酸的方法，但是如果稀盐酸过量还会腐蚀金属铁，写出铁与稀盐酸反应的化学方程式： 其基本反应类型为 反应的现象是 。 任务二：实验探究铁生锈的条件及影响因素 实验1：如下图所示进行实验，一段时间后观察到C中铁钉生锈，AB中铁钉无明显变化。 实验2：为进一步探究影响铁生锈速率的因素，小组同学设计下图所示实验，利用传感器监测该过程中氧气浓度的变化来判断铁生锈的情况。实验记录如下： 序号 其他试剂 初始时氧气浓度/% 200s时氧气浓度/% 水/滴 食盐质量/g 稀醋酸/滴 ① 0 0 0 20.8 20.8 ② 10 0 0 20.8 15.2 ③ 10 0 5 20.8 12.7 ④ 10 1.0 0 20.8 8.0 【解释与结论】 (3)由实验1能得出“与水接触是铁生锈的条件之一”的结论，依据的现象是 。 (4)实验2，中200s时氧气浓度没有发生变化的原因是 。 (5)由实验2得出“食盐能加速铁生锈”的结论，依据的实验是 （填序号）。 (6)实验2中，设计②③的目的是 。 任务三：了解防止铁生锈的方法 【实践积累】 (7)同学们通过实际观察、查阅资料，了解了自行车常用的防锈方法。请选择一种你知道的自行车构件（支架、链条、轮圈、车把等），说明其防锈方法： 。 11．小明同学发现理疗店中有一项海盐热敷项目，它对海盐能否食用产生兴趣。他取了一些海盐带回学校，与兴趣小组同学一起对海盐中含有的成分进行了探究学习。 【信息检索】a．海盐的主要成分是氯化钠，还可能含有氯化镁，氯化钙、硫酸钠等物质，海盐中含有极少量的碘元素； b．硫酸钙是微溶物。 【信息分析】人体摄入碘元素过多或过少都会引发的疾病是 。 【进行实验】兴趣小组同学设计如下实验探究海盐中除氧化钠外，还可能含有哪些成分。 实验操作 实验现象 实验结论 步骤1 取少量样品于烧杯中，加入足量水，使其充分溶解，静置 烧杯底部有少量固体，上层清液无色 海盐中含有难溶于水的物质 步骤2 海盐中含有硫酸钠 步骤3    有白色沉淀生成 海盐中含有 步骤4    有白色沉淀生成 海盐中含有氯化钙 【总结反思】 （1）小红认为上述实验步骤 得出的结论不严谨，理由是 。 （2）上述实验的废液继续处理后，可得到纯度较高的氯化钠，涉及反应的化学方程式为 （写一个）。 【实验结论】通过进一步实验，同学们确定海盐中除氯化钠外还含有氯化钙、氯化镁和硫酸钠。 12．某化学兴趣小组同学看完天宫课堂后，对“泡腾片实验”中产生的气体成分有了浓厚兴趣。他们在老师的指导下，对气体的成分进行探究。 查阅资料：（1）某泡腾片的主要成分是碳酸钠（Na2CO3）和柠檬酸（C6H8O7）。 （2）常温时，柠檬酸为白色晶体，是一种重要的有机酸，易溶于水，具有酸的通性，175℃以上时会分解，柠檬、柑橘等水果中含有柠檬酸。 （3）碳酸不稳定，易分解。 [猜想与假设] 依据质量守恒定律分析：该气体可能是CO2、O2、CO、H2中的一种或几种，但从安全角度考虑该气体中不可能含有CO和H2。 猜想一：该气体是CO2 猜想二：该气体是 。 猜想三：该气体是CO2和O2 [设计与实验] 实验序号 实验操作 实验现象 实验一 澄清石灰水变浑浊 实验二 带火星的木条没有复燃 根据上述实验现象分析判断猜想 正确。 [反思与交流] （1）实验二中饱和氢氧化钠溶液的作用是 。 （2）甲同学认为：该气体通入紫色石蕊溶液中，若石蕊溶液变红，也能确定该气体中一定含有二氧化碳。 乙同学认为：甲同学的实验方案不严谨，泡腾片中的柠檬酸可能随气流进入紫色石蕊溶液使其变红。可对甲同学实验后的溶液稍微加热，若观察到红色溶液变回紫色，才能确定使紫色石蕊溶液变红的物质不是柠檬酸，其理由是 。 13．Ⅰ.探究学习小组在实验室中用下图所示装置制取 CO2 并探究 CO2与过氧化钠(Na2O2)的反应。 【查阅资料】过氧化钠(Na2O2)是一种淡黄色固体，能与 CO2、H2O发生反应： 2Na2O2＋2CO2=2Na2CO3＋O2，2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑。 请回答下列问题： （1）装置 A 中发生反应的化学方程式为 ， 利用装置 A 制取 CO2 的优点是 ； （2）装置B的作用是吸收CO2中混有的HCl，发生反应的化学方程式 为 ； （3）装置D的作用是 ； （4）装置E中该气体还可用下图装置中 （填字母序号）收集。 （5）为探究反应后装置 C 硬质玻璃管中固体的成分，该小组同学进行了如图实验： 根据判断，反应后装置C硬质玻璃管中固体为 。 Ⅱ.冬季取暖人们常用到暖宝宝（如图），其热量来源于铁的缓慢氧化。化学小组的同学突发奇想，想利用暖宝宝测定空气中氧气的含量。 【查阅资料】 （1）暖宝宝的主要成分铁粉、木炭、食盐。 （2）暖宝宝反应的主要原理是铁粉与氧气、水共同作用生成氢氧化铁，反应的化学方程式为 。 【设计实验】化学小组的同学设计了如图1所示装置。 【实验步骤】①检查装置气密性 ②向250mL集气瓶中加入20mL水 ③读取温度计示数为18℃，撕掉暖宝宝上的贴纸，塞紧橡胶塞。 ④观察温度计示数的变化 ⑤待温度计示数为18℃时，打开止水夹。 请回答下列问题： （1）检查装置气密性的方法是 ； （2）小组同学的设计中，集气瓶内水的作用是 ； （3）实验结果如图2所示，根据图示数据计算得出氧气的体积分数约为 。 【实验反思】你认为小组同学实验产生误差的可能原因有 （写出一条即可）。你证明这确实是造成误差原因的方案是 。 14．某化学兴趣小组在学习化学时，发现氨气这种有刺激性气味的气体在教材中多次出现，于是查阅资料，了解氨气的制备及用途。试回答下列问题： [I]氨气的制备（下图是工业合成氨工艺的主要流程） (1)氨分离器能将氨气与氢气、氮气分离开来，利用的原理与工业上分离液态空气制取氧气相同，也是利用气体的 不同； (2)从微观上来看，氨气从气态变为液态的过程中，微粒间空隙在 （选填“变大”或“变小”）； (3)合成塔中的反应必须在高温、高压并使用催化剂的条件下进行。该反应的符号表达式 为 ，该反应所属的基本反应类型是 ； (4)观察下图，写出符合在催化剂表面合成氨反应过程的顺序：⑤→ →③（排序）； (5)使用催化剂改变了反应途径，加快了反应速率，但是催化剂本身的质量与 没有改变； [II]氨气的用途 NH3可用于降低黄曲霉的毒性，黄曲霉是世界卫生组织癌症研究机构划定的一类天然存在的致癌物质，存在于花生、玉米等粮油及其制品中、使用 NH3熏蒸法降低食物中滋生的黄曲霉素是食品工业中常用的方法之一，该方法是利用 NH3与食品中的水反应生成新物质一水合氨。一水合氨再与黄曲霉素反应，从而有效的降低黄曲霉的毒性。实验人员通过实验寻找氨气熏蒸法的最佳条件。将 50g 花生破碎成粉末，包裹密封并注入氨气，置于恒温箱进行熏蒸。实验结果如图： (6)氨气熏蒸法中，NH3与食物中的水发生化合反应生成的一水合氨中应含有 （填元素符号）这几种元素； (7)为保证实验结果的准确性，在实验中必须控制的变量有 （填序号）； ①熏蒸时间  ②NH3浓度  ③花生含水量  ④花生的颗粒大小 (8)依据实验结果图像回答： ①在 25℃～45℃的范围内，随着熏蒸温度的升高，黄曲霉素的降解率逐渐 （填“增大”或“减小”）； ②当温度为 40℃和 45℃时，测得降解率分别为 84.34%和 84.35%，基本相同，考虑到经济性原则，应选取的最佳熏蒸温度为 。 15．化学社团小组同学在探究金属和溶液反应规律时分别在①②两个试管中做了如图A的两个实验。    (1)写出试管②中发生反应的化学方程式： 。 (2)实验后将两个试管中的混合物倒入同一个烧杯中，如图B所示，看到有白色沉淀产生，并测定混合后烧杯中溶液的pH为1，由此判断试管②中固体残渣成分的化学式为 。    同学们对烧杯中反应后的溶液溶质的成分产生了兴趣，几位同学纷纷做出猜想： 猜想一：含有AgNO3、Zn(NO3)2、ZnCl2、HNO3、HCl。 猜想二：含有AgNO3、Zn(NO3)2、HNO3。 猜想三：含有Zn(NO3)2、ZnCl2、HCl、HNO3。 猜想四：含有Zn(NO3)2、HNO3。 …… (3)你认为上述猜想不合理的是 ，从离子角度分析，其理由是 。 (4)同学们继续进行探究，进行如下实验。 实验方案 实验操作 实验现象 实验结论 一 ①取烧杯中混合溶液少量于试管中，加入 若有白色沉淀产生 猜想二正确 二 取烧杯中混合溶液少量于试管中，加入碳酸钠溶液 ②若有 产生 猜想三正确 (5)实验方案一发生反应的化学方程式为 ，同学们经过讨论后一致认为实验方案 是错误的。 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 $$