2024年中考化学核心素养专题提升：科学探究题

2024年中考化学核心素养专题提升：科学探究题 1.某化学研究小组在利用课本上的实验装置测定空气中氧气含量时，多次实验后发现集气瓶内上升的水体积始终小于瓶内原有空气体积的五分之一。为了找出原因，他们继续进行探究。 【提出问题】足量的红磷燃烧能否耗尽空气中的氧气? 【查阅资料】白磷能与氧气发生反应，生成物为五氧化二磷。 【设计实验】在老师的指导下，研究小组的同学利用如图1装置进行实验(红磷和白磷均过量)。他们利用高能激光笔照射燃烧匙上的红磷，红磷被点燃。待装置完全冷却后，将装有白磷的燃烧匙提出水面，再次用高能激光笔照射，白磷被点燃。    【记录数据】研究小组同学从开始实验到最后装置冷却后的整个实验过程中，氧气传感器与数显设备相连，测量的容器内氧气浓度变化曲线图如图2。 【实验分析】 (1)图2中BC段发生反应的化学方程式为 。 (2)图2中DE段氧气浓度变化的主要原因是 。 【实验结论】 (3)红磷燃烧 (选填“能”或“不能”)耗尽空气中的氧气。 【再次探究】研究小组的同学再次查阅资料发现，食品脱氧剂(以铁粉为主的物质组成)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。他们尝试用图3装置进行实验来测定空气中氧气的含量(量筒中装有50mL水)，记录相关数据如下表所示：    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 (4)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)若实验结束时，俯视读取量筒中液体的体积，则测得的氧气的体积分数会 (选填“偏大”、“偏小”或“不变”)。 2.水产养殖的速效增氧剂“鱼浮灵”的主要成分是过氧碳酸钠（aNa2CO3·bH2O2）。某化学研究小组对“鱼浮灵”的制备、成分测定及增氧原理进行了如下探究。 【查阅资料】①过氧碳酸钠有Na2CO3和H2O2的双重性质：50℃开始分解；②过氧碳酸钠在异丙醇（有机溶剂）中的溶解度较低。 I.“鱼浮灵”的制备， 实验室用Na2CO3与稳定剂的混合溶液和30％的H2O2溶液反应制备过氧碳酸钠，实验装置如图所示。 (1)反应温度不能超过20℃的原因是 。 (2)反应结束后，停止搅拌，向反应液中加入异丙醇，静置过滤、洗涤、干燥，获得过氧碳酸钠固体。加入异丙醇的目的 。 II.“鱼浮灵”的成分测定。 【定性检测】检测过氧碳酸钠溶液中的成分。 (3)请补充完成下列实验报告中的相关内容。 实验序号 实验步骤 实验现象 解释或结论 ① 取样，加入MnO2粉末，用带火星的木条伸入试管内 木条复燃 有H2O2成分 ② 取样，加入氯化钙溶液 溶液中含有Na2CO3方程式： 。 【定量研究】测定“鱼浮灵”中过氧碳酸钠的组成。 实验③：称取一定质量的“鱼浮灵”样品于小烧杯中，加适量水溶解，向小烧杯中加入足量Ba(OH)2溶液，过滤、洗涤、干燥，得到碳酸钡（BaCO3）固体5.91g. 实验④：另称取相同质量的“鱼浮灵”样品于锥形瓶中，加入足量稀硫酸，再逐滴加入高锰酸钾溶液，充分反应，消耗KMnO4的质量为3.16g，该反应的原理是：。 (4)计算确定过氧碳酸钠（aNa2CO3·bH2O2）的化学式： 。 3.实验室有一瓶标签破损的溶液A（如图），某组同学将硫酸钠溶液与它进行反应，有白色沉淀生成，过滤后得到澄清滤液。同学们对该实验进行了一系列的探究。          已知：BaCl2溶液显中性。 探究溶液A中的溶质是什么？ 【作出猜想】猜想①：BaCl2；猜想②： 。 【设计实验1】同学们设计了如下方案并进行实验： 实验操作 实验现象 实验结论 取少量溶液于试管中，向其中滴加氯化铁溶液 猜想正确 写出加入氯化铁溶液时发生反应的化学方程式： 。 【反思拓展】为防止标签被腐蚀，倾倒液体时应注意： 。 4．某化学兴趣小组围绕“酸碱中和反应”，在老师引导下开展实验探究活动。 【实验项目】设计实验以观察到的明显现象，证明稀硫酸与氢氧化钾溶液能发生反应。 【实验探究】将稀硫酸与氢氧化钾溶液分别按以下三种实验方案进行操作、完成实验。 方案Ⅰ：测定溶液pH的变化 (1)甲同学将___________，测定得到如图1所示的实验过程中溶液pH变化，以作证明。 A．氢氧化钾溶液滴入稀硫酸中 B．稀硫酸滴入氢氧化钾溶液中 方案Ⅱ：测量溶液混合过程中的温度变化 (2)乙同学测量得到如图2所示的实验过程中混合溶液的温度变化，以作证明、且发生的反应是放热反应。图2中B点表示的含义是 。 方案Ⅲ：借助酸碱指示剂使溶液发生的颜色变化： (3)丙同学设计如图3所示实验，观察到 ，以作证明。 【实验结论】 (4)稀硫酸与氢氧化钾溶液能发生反应，化学方程式为 。 【实验反思】研究图3所示实验(除酚酞外)，反应后溶液中溶质的成分有哪些？ 【提出猜想】 (5)猜想Ⅰ： ；猜想Ⅱ：K2SO4和H2SO4；猜想Ⅲ：K2SO4和KOH。 同学们经讨论后发现猜想Ⅲ不合理，其理由是 。 【实验操作】 (6)兴趣小组选用Fe2O3粉末进行如下探究：取少量反应后的溶液于试管中，加入Fe2O3粉末，根据观察到的 的实验现象，同学们一致确定猜想Ⅱ是正确的。 【实验讨论】 (7)同学们认为可用物质___________(填字母序号)代替选用的Fe2O3粉末，也能得到相同结果。 A．BaCl2 B．Zn C．K2CO3 D．NaOH E．紫色石蕊溶液 5.将一小块银白色的金属钠放置在空气中会发生下列变化： 【提出问题】常温下钠与氧气反应，产物有哪些？ 【查阅资料】钠的氧化物，除氧化钠（Na2O）外还有过氧化钠（Na2O2），氧化钠与过氧化钠都能与水发生反应，方程式如下：； 【做出猜想】常温下钠与氧气反应的产物可能是：猜想1：Na2O；猜想2：Na2O2；猜想3： 【实验探究一】 实验操作 实验现象 实验结论 取少量钠的氧化物加入足量蒸馏水 猜想1正确 【继续探究】钠在空气中放置一段时间得到白色固体的成分是什么？ 【做出猜想】猜想一：Na2CO3；猜想二：Na₂CO3和NaOH。 【实验探究二】 实验操作 实现现象 实验结论 1.取少量白色固体加入足量 产生白色沉淀 猜想二正确 2.过滤，取少量滤液加入 【实验反思】 （1）类比氧化铁与盐酸的反应，写出氧化钠与盐酸反应的化学方程式： 。 （2）过氧化钠也能与盐酸反应，方程式为：，X的化学式为 。 （3）与酸反应只生成盐和水的氧化物称为碱性氧化物，请判断：Na2O2 （填“是”或“不是”）碱性氧化物。 6.Vc泡腾片是一种含有大量维生素C的片状药剂，可增强机体抵抗力，用于预防和治疗坏血病等疾病。泡腾片的成分中含有崩解剂，崩解剂在崩解过程中能迅速产生大量气泡(如图1所示)。针对Vc，泡腾片投入水中迅速崩解产生大量气泡这一现象，兴趣小组的同学们对某泡腾片的发泡原理进行如下探究活动。请回答相关问题。 【查阅资料】①Vc泡腾片的主要成分有a.维生素C(C6H8O6)b.柠檬酸(C6H8O7)c.食盐d.碳酸氢钠e.淀粉f.山梨酸(C6H14O6)等。 ②泡腾崩解剂包括酸源和碱源，常用的酸源有柠檬酸等，常用的碱源有碳酸氢钠等。 ③柠檬酸是一种有机酸，碳酸氢钠俗称小苏打 ④碱石灰的主要成分为氢氧化钠和氧化钙的混合物。 (1)该泡腾片属于 (填“混合物”或“纯净物”)，其中维生素C由 种元素组成。 (2)从物质分类的角度看，该泡腾片的成分中属于有机物的是 (填序号)，其中属于高分子化合物的是 (填化学式)。 【实验探究】探究一：Vc泡腾片的发泡原理 (3)按如图2装置进行实验，将稀盐酸滴入碳酸氢钠固体中，请写出其反应的化学方程式 。图3是稀盐酸与碳酸氢钠反应的微观示意图，结合图2实验可知稀盐酸和碳酸氢钠反应的微观实质是 。 (4)Vc泡腾片中的柠檬酸(化学式简写表示为H3Ci)与盐酸有相似的化学性质，请推断下列物质能与柠檬酸反应的是 。(填序号)请写出一个能反应的化学方程式 。 A．氯化钠         B．铜       C．氧化铁        D．氢氧化镁     E.锌 【实验结论】结合资料得出该Vc泡腾片的发泡原理是柠檬酸与碳酸氢钠发生反应。 7.我校化学兴趣小组以“金属的化学性质”为主题开展项目式学习。 【任务一】金属与氧气反应 (1)“芜湖铁画”防锈工艺之一是利用烤蓝技术，高温下在铁表面形成一层四氧化三铁，从而保护了内部的铁不受腐蚀。下列选项中与四氧化三铁结构相反，较为疏松的物质是_______。 A．铝在常温下与氧气反应生成的氧化铝 B．铁在常温下与氧气、水反应生成的铁锈 C．水的净化中用于吸附颜色异味的活性炭 【任务二】金属与酸反应 取表面积大小相同的3种金属片，分别加入足量相同的三份稀盐酸中，并用温度传感器测定反应过程中的温度变化，所得温度变化曲线如左图所示。    (2)由图A可知： （填“能”或“不能”）根据金属与酸的反应放热来判断不同金属的活动性强弱。 (3)将铝片和稀盐酸放在密闭容器中，用传感器探究反应容器内的温度随时间变化如图B，50s前温度未上升的原因 （用化学方程式解释）；反应停止的时间点约在 s。 (4)锌和浓硫酸反应生成硫酸锌、水和二氧化硫，在反应过程中用燃着的木条放在试管口时，听到爆鸣声，经检验气体是氢气。为什么在反应过程中又产生了氢气，简述原因： 。 【任务三】金属和盐溶液的反应 查阅资料：一种金属加入到活动性比它弱的多种金属化合物溶液的混合液中，优先置换出最弱的金属。 向硝酸铜、硝酸银和硝酸亚铁的混合溶液中连续缓慢加入质量为m的锌粉，溶液中析出固体的质量与加入的锌粉的质量关系如图所示。    (5)①bc段（不含两端点）反应析出的金属是 。 ②c点对应的溶液中的溶质是 。（填化学式） ③若bc段和cd段析出的固体质量相等，参加反应的锌粉质量分别为m1和m2，则m1:m2= 。 8.已知在浓硫酸的催化作用下，加热草酸（H2C2O4）可以发生分解反应，产生气态物质和水。某化学兴趣小组需要检验该反应得到的气态产物. （1）甲同学首先将分解产物通过了如图所示的装置，观察到澄清石灰水变浑浊，该反应的化学方程式为 说明产物中含有CO2气体. （2）乙同学进一步思考，对草酸分解的产物成分提出了以下猜想： 猜想I CO、CO2 、H2O， 猜想Ⅱ：H2 、CO2 、H2O ， 猜想Ⅲ：CO 、 H2 、CO2 、 H2O 【查阅资料】氢氧化钠溶液可以吸收二氧化碳。无水硫酸 铜是一种白色粉末，遇水变成蓝色硫酸铜晶体，化学方程式为：CuSO4（白色粉末）+5H2O===CuSO4.5H2O（蓝色晶体）。 【进行实验】他们准备了如下装置进行实验，部分固定装置已略去。 实验现象如下：B中澄清石灰水不变浑浊，D黑色固体变红，E中澄清石灰水变浑浊，F中无水硫酸铜变蓝。 【实验结论】猜想 是正确的。 【反思评价】同学们经过讨论，认为该实验装置仍有不足之处，请指出上述装置的不足之处 。 【实验拓展】实验后，有同学对装置F中所得蓝色固体感兴趣，并对其进行实验探究。另取10.g CuSO4.5H2O样品加热分解，受热过程中固体质量随温度变化的曲线如图所示。 ①试确定200℃时固体物质的化学式 。 ②取270℃所得的样品，于570℃下加热得到的产物是黑色粉末和一种气体氧化物，该反应的化学方程式 。 9.草木灰是农家肥料。项目小组同学对草木灰浸出液的性质、成分、用途展开探究。 (1)性质：用玻璃棒蘸取浸出液滴到pH试纸上，把试纸显示的颜色与 比较读出pH=10，浸出液呈 性。 (2)成分：浸出液的溶质成分 【查阅资料】草木灰是作物秸杆、枯枝等燃烧后的灰烬，富含钾元素，可能含有碳酸钾、硫酸钾中的一种或两种。 【提出问题】草木灰浸出液的溶质有什么呢? 【作出猜想】猜想Ⅰ：含有碳酸钾；猜想Ⅱ：含有硫酸钾；猜想Ⅲ： 【实验探究】 实验步骤 实验现象及分析 实验结论 ⅰ.取少量浸出液于试管中，滴加足量 （填名称），并将产生的气体通入澄清石灰水中 有大量气泡产生，澄清石灰水 含有碳酸钾 ⅱ.另取少量浸出液于试管中，依次滴入足量的氯化钡溶液和稀硝酸 先产生白色沉淀然后 含有硫酸钾 【实验结论】猜想Ⅲ成立。 (3)用途： ⅰ.制碱：碳酸钾与熟石灰浊液混合制氢氧化钾的化学方程式 。 ⅱ.给作物施加草木灰能起到抗病虫害和抗 作用。 10.数字化实验设备含：传感器——数据采集器——计算机——应用软件，它可将实验过程中某些因素（酸碱性、浓度、气压等）的变化以数据、图像的形式呈现出来。 【查阅资料】在0℃，标准大气压下，1体积水可以溶解1体积的二氧化碳。 （一）探究二氧化碳与水反应    (1)图1中可观察到甲试管里的颜色变化 ，该反应的化学方程式 。 (2)某兴趣小组的同学采取图2置探究CO2能与水反应。 ①甲同学按如图2示的实验，打开瓶塞，迅速将烧杯中的水倒入瓶中并拧紧瓶塞，振荡，一会后发现软塑料瓶变瘪。得出结论：CO2能与水反应。请你解释塑料瓶变瘪的原因是 。 ②乙同学认为甲同学的实验，还不足以证明CO2能与水反应。乙同学的理由 。 （二）比较块状碳酸钙、粉末状碳酸钙与稀盐酸反应的速度    (3)图3中，乙试管里稀盐酸的溶质质量分数C%应为 。较之块状碳酸钙，碳酸钙粉末与稀盐酸的反应更为剧烈，原因是 。 (4)按图4所示进行实验，倾斜锥形瓶使小试管内的稀盐酸流入瓶中与固体接触发生反应，瓶内气压的变化如坐标图所示。对比分析坐标图中的点 （选填“a”、“b”、“c”、“d”） 可知：两个锥形瓶内达到相同的压强时，碳酸钙粉末与稀盐酸反应所需时间更短。 11.某兴趣小组开展“测定密闭容器中某种气体的体积分数”的探究实验。 （实验1）按图1所示装置，用红磷燃烧的方法测定空气中氧气的体积分数。 （实验2）按图2所示装置，在集气瓶内壁用水均匀涂附铁粉除氧剂（其中辅助成分不干扰实验），已知铁粉可以吸收水分和氧气变为铁锈，利用铁锈蚀原理测定空气中氧气的体积分数。 (1)实验1中红磷熄灭后，集气瓶冷却至室温，打开K，水能倒吸入集气瓶的原因是 。 (2)为提高实验的准确性，以上两个实验都需要注意的事项是 （写一点）。 (3)实验过程中，连接数字传感器，测得实验1、实验2中氧气的体积分数随时间变化的关系分别如图3、图4所示。依据图3、图4信息， （填“实验1”或“实验2”）的测定方法更准确，判断依据是 。 (4)结合你的学习经验，若要寻找红磷或铁粉除氧剂的替代物。用图1或图2装置测定空气中氧气的体积分数，该替代物应满足的条件是 、 （写两点）。 12.化学兴趣小组的同学们对融雪剂消除积雪的原理、融雪剂的成分、使用融雪剂对环境的影响等产生了浓厚的兴趣，他们进行了如下探究。 探究一：了解融雪剂消除积雪的原理。 【信息检索】常见的无机融雪剂中主要含有氯化钠、氯化钙、氯化钾。融雪剂溶于水后使混合物的凝固点改变，从而融雪化冰，保障道路交通安全。 【表达交流】 （1）无机融雪剂中所含化合物所属物质类别是______（选填“酸”、“碱”或“盐”）。 探究二：探究融雪剂中是否含有氯化钙。 【进行实验】 实验步骤 实验操作 实验现象 实验结论 ① 取少量融雪剂，向其中加入一定质量的蒸馏水，搅拌、静置 得到无色澄清溶液 融雪剂能溶于水 ② 取步骤①所得溶液于试管中，向其中滴加适量碳酸钠溶液，振荡 生成白色沉淀 该融雪剂中含有Ca2+ ③ 取步骤①所得溶液于另一支试管中，滴加溶液，再滴加稀硝酸，振荡。 _______ 该融雪剂中含有Cl- （2）实验中步骤②中发生化学反应方程式为______。 （3）步骤③的实验操作中滴加的试剂为______溶液。 （4）步骤③的实验现象是______。 探究三：评价使用融雪剂对环境的影响。 【反思评价】 （5）对于经常使用无机融雪剂的路段，请写出一种路边护栏（钢铁材质）的防锈方式______。 13.赖可欣同学从淘宝上购买一袋果蔬洗涤盐，网页图片说明如下图所示，她对配料表中的成分很好奇：食盐可用于杀菌消毒，为什么要加入pH调节剂，它的成分是什么？她在老师的指导下和兴趣小组的同学一起探究其成分，设计实验方案并进行下列实验。      【查阅资料】①该品牌果蔬洗涤盐pH调节剂的成分可能是碳酸钠、碳酸氢钠、酒石酸、柠檬酸中的一种或两种。pH调节剂能维持渗透压、控制酸碱平衡。 ②大多数农药是酸性的。 ③碳酸氢钠加热易分解，碳酸钠则有较高的热稳定性，二者的溶液都显碱性。 【实验初探】 (1)取少量该固体溶于水配成溶液A．用pH试纸测得该溶液的pH=10，该洗涤盐溶液显 性，则pH调节剂中一定不含的物质是 【猜想与假设】 (2)该配料表中的pH调节剂可能是①碳酸钠：②碳酸氢钠：③ 。 【实验再探】 (3) 序号 实验操作 实验现象 实验结论 ① 取5g洗涤盐加热，将生成的气体通入澄清石灰水 观察到 证明该pH调节剂中含有 ② 将步骤①加热后的固体全部溶于水，滴加足量氯化钙溶液，充分反应后过滤，干燥，称量 得到白色沉淀4.2g 猜想 正确 (4)请写出实验步骤②中发生反应的化学方程式 。 14.梧州市某中学化学兴趣小组对干电池内含有的物质及电能的产生有了浓厚的兴趣，在老师的指导下进行以下探究实验。 【实验一】 小吴按图所示连接装置，观察到锌片溶解，碳棒上有气泡放出，同时电流表的指针发生偏转，说明化学能可以在一定条件下转化为电能。装置中发生反应的化学方程式为 。    【实验二】 同学们初步了解电能产生的原理后，小周剥开一节干电池，发现除锌皮、碳棒外，还有黑色固体A。 【提出问题】黑色固体A的成分是什么？ 【猜想假设】黑色固体A可能是炭黑、铁粉、氧化铜、四氧化三铁或二氧化锰等物质。 【查阅资料】四氧化三铁俗称磁性氧化铁，有磁性：二氧化锰不溶于稀盐酸且不与稀盐酸反应。    【探究实验】 小周向装有黑色固体A的烧杯中加入适量的水搅拌，静置后过滤，得到滤渣B和滤液C．取滤渣B进行以下实验，请完成下列实验报告： 实验步骤 实验现象 实验结论 （1）将干燥的滤渣B与磁铁接触 没有物质被磁铁吸引 分可判断B中一定不含 （2）取少量滤渣B干试管中，加入足量稀盐酸 a．溶液无色 b．仍有黑色不溶物 由现象可列断B中一定不含 （3）另取少量滤渣B于试管中，加入适量的过氧化氢溶液，同时插入带火星的木条 a．有大量气泡放出 b． 。 可判断B中含有二氧化锰 【交流讨论】同学们认为，滤渣B中还可能含有 （填物质名称）。 15.某同学在家中无意将小苏打和洁厕灵（主要成分为盐酸）混合在一起，观察到有气泡产生，他对二者反应后的成分产生兴趣，于是在学校实验室将一定量的小苏打和稀盐酸混合，充分反应后对产生气体的成分和反应后溶液的溶质成分进行探究。 探究一：产生的气体是什么? (1)该同学将收集到的气体通入澄清石灰水中，观察到 该气体是二氧化碳。 探究二：反应后溶液中溶质的成分是什么? 【猜想与假设】猜想一：氯化钠；猜想二：氯化钠、碳酸氢钠；猜想三：氯化钠、氯化氢。 【查阅资料】碳酸氢钠溶液显碱性。 【实验验证】 (2)请完善下面表格。 实验 实验操作 实验现象 实验结论 1 取少量反应后的溶液于烧杯中，滴加无色酚酞溶液 猜想二不成立 2 用玻璃棒蘸取少量反应后的溶液于湿润的pH试纸上，待显色后，与标准比色卡对照读数 pH<7 猜想 成立 3 取少量反应后的溶液于烧杯，加入 。 溶液变为蓝色 实验3中发生反应的化学方程式为 。 【反思交流】 (3)有同学指出上述实验操作中存在一处明显错误是 。 (4)根据洁厕灵的主要成分，判断使用洁厕灵时应注意 。 学科网（北京）股份有限公司 $$