2024年中考化学三轮达标巩固题：科学探究题

2024年中考化学三轮达标巩固题：科学探究题 1．每年因腐蚀而损失的金属材料相当于其年产量的1/4左右。铁的腐蚀分为吸氧腐蚀和析氢腐蚀两种。 实验Ⅰ：探究铁吸氧腐蚀的条件（如图1）。 实验Ⅱ：探究影响析氢腐蚀速率的因素。 【查阅资料】铁在强酸性条件下发生析氢腐蚀。 【设计实验】小组同学用图2所示装置进行实验。 【实验记录】20℃时，每组实验加入铁炭总质量为36g，酸的体积为10mL，30秒后读出U形管右液柱上升的高度值。（温馨提示：mol/L是一种浓度单位）。 铁碳质量比 酸的种类 酸的浓度（mol/L） 反应时间/s 高度值/cm ① 6:1 稀盐酸 2.0 30 8.5 ② 8:1 稀盐酸 2.0 30 13.0 ③ 10:1 稀盐酸 2.0 ＜30 14.0 ④ 8:1 稀醋酸 2.0 30 3.0 ⑤ 8:1 稀硫酸 2.0 ＜30 14.5 ⑥ 8:1 稀盐酸 1.0 30 6.5 ⑦ 8:1 稀盐酸 4.0 ＜30 15.5 【解释与结论】 (1)探究铁吸氧腐蚀的条件（如图1）实验中，证明铁生锈与氧气有关的实验现象为 。 (2)铁与盐酸反应的化学方程式为 。 (3)本实验探究了 种可能影响反应速率的因素。 (4)对比实验①②③，得出的结论是 。 (5)分析酸的浓度对铁析氢腐蚀速率的影响应对比实验 （填序号）。 【反思与评价】 (6)在实验Ⅱ的基础上继续研究，设计实验，证明当其他条件相同时，温度对铁的析氢腐蚀速率有影响，实验方案为 ：铁碳总质量36g，质量比8:1，使用2.0 mol/L稀盐酸10 mL， 。 2．化学课后，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] 实验操作 实验现象 实验结论 取少量该溶液于试管中，向溶液中滴加稀盐酸，并不断振荡。 有 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] （1）氯化钙溶液呈中性。 （2）氯化钙溶液能与碳酸钠溶液反应：CaCl2+Na2CO3=CaCO3↓+2NaCl [实验探究2] 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] 该氢氧化钠溶液 （填“部分”或“全部”）变质。 [反思与评价]（1）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： 。 （2）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，你认为该方案 （填“可行”或“不可行”）。 3．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生成物中碳的氧化物种类进行了如下实验探究： 猜想1 猜想2 猜想3 只有CO 只有 含有CO和CO2 【提出问题】生成物中有哪几种碳的氧化物？ 【猜想】 【设计实验】基于猜想3，依据CO和CO2的性质，兴趣小组同学设计了如下实验：    【实验探究】 （1）观察到 （填序号）装置中的澄清石灰水变浑浊，证明草酸分解有CO2气体生成。 （2）有两种实验现象都能分别证明草酸分解的气体中含有CO： ①C装置中澄清石灰水不变浑浊，F装置中 。 ②E装置中出现 的现象。 【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）D装置的作用是 。末端酒精灯的作用是 （2）对装置E中玻璃管内的产物成分探究 【查阅资料】 Ⅰ.一氧化碳还原氧化铜。除生成铜外还可能生成氧化亚铜（Cu2O）； Ⅱ.Cu2O为不溶于水的红色固体；Ⅲ。Cu2O+H2SO4═CuSO4+Cu+H2O。 【提出问题】红色固体含有什么物质？ 【猜想假设】 假设一：红色固体只含Cu。假设二：红色固体只含Cu2O。假设三：红色固体为Cu，Cu2O 【实验验证】该小组为验证上述假设，取少量红色固体，加到足量稀硫酸中，观察到溶液变为蓝色，红色固体部分溶解。 【实验结论】根据上述实验结果，可知红色固体中一定含有 。 【数据处理】为进一步确定红色固体的成分，甲、乙两同学分别称取各自实验后的一定质量的红色固体，加到足量稀硫酸中使其充分反应，经过滤、洗涤、干燥后，称量剩余红色固体质量如表，请完善表中内容。 实验人员 红色固体/g 剩余红色固体/g 实验结论 甲 7.2 3.2 ① 乙 4.08 2.48 ② 4．某兴趣小组阅读课外资料得知，双氧水分解除了用二氧化锰作催化剂，还可以用氧化铜等物质作催化剂，于是对氧化铜产生了探究兴趣。 【提出问题】氧化铜是否也能作双氧水分解的催化剂？它是否比二氧化锰催化效果更好？ 【设计实验】该同学以生成等体积的氧气为标准，设计了下列三组实验；（其它可能影响实验的因素均忽略） 实验序号 3%双氧水体积 其他物质质量 待测数据 ① 20mL / ② 20mL CuO 0.5g ③ 20mL MnO2 0.5g （1）上述实验测量的“待测数据”是 。 （2）若实验②比实验①的“待测数据”更 （填“大”或“小”），说明氧化铜能加快双氧水的分解速率。 （3）对实验②反应后的固体加水溶解、过滤、洗涤、干燥，称量得到0.5g黑色粉末，经进一步实验证实过滤所得的黑色固体粉末为氧化铜。 【预期结论】氧化铜也能作双氧水分解的催化剂 【评价设计】你认为该同学设计实验③和实验②对比的目的是 。 【实验拓展】该小组同学从课外资料上还获得下列信息：氧化铁、硫酸铜、猪肝、马铃薯等也可以作过氧化氢分解的催化剂，下列有关催化剂的说法正确的是 A 二氧化锰一定是催化剂      B 同一个反应可能有多种催化剂   C 催化剂一定是加快反应速率     D 也存在减慢反应速率的催化剂   E 对一定量的反应物来说，催化剂能改变生成物的质量。 （4）大家熟知：带火星的木条在氧气中可以复燃。那么，是不是只有纯净的氧气才能使带火星的木条复燃呢？为此，小组同学们又开展了相关探究实验。实验主要步骤如下：先制取一定量的氧气备用，再测得集气瓶实际容积为317毫升，然后采用某种方法得到5瓶含氧量不同的空气，最后用带火星的木条来试验，观察是否复燃。相关的数据见下表： 集气瓶编号 瓶内预装水 体积/毫升 充入氧气 体积/毫升 瓶内空气 体积/毫升 瓶内空气里氧气 体积的百分比 木条能否 复燃 1 120 120 197 50.9% 能 2 97 97 220 % 能 3 90 90 227 43.4% 能 4 84 84 233 41.9% 能 5 81 81 236 41.2% 不能 ①请指出得到5瓶含氧量不同的空气的具体方法 ； ②上表空白处应为 %（保留1位小数）； ③由该实验可得到的结论是 。 5．我县某学校化学兴趣小组在学习金属的化学性质实验操作时，发现几支试管中产生气泡有快有慢，于是该兴趣小组的同学们一起合作进行了如下探究。 【提出问题】金属与酸反应的快慢受哪些因素影响? 【猜想与假设】猜想1：可能与酸的浓度有关； 猜想2：可能与金属的种类有关； 猜想3：可能与金属的形状有关。 【设计并实验】为了验证猜想，同学们设计了如图1所示的装置进行如下实验： 实验编号 硫酸的浓度 （均取20ml） 金属 (均取2g) 金属的形状 收集50mL H2 所需时间/s ① 10% 镁 粉末 60 ② 10% 铁 片状 120 ③ 10% 镁 片状 102 ④ 20% 铁 片状 110 (1)同学们检查图1装置气密性的方法是关闭分液漏斗活塞，用力将注射器活塞外拉(右移)一段距离，停止用力后松手，若观察到活塞缓慢回到原位置，则气密性 (填“好”或“差”)； (2)实验时需将镁片和铁片进行打磨，其目的是 ； (3)写出铁与稀硫酸反应的化学方程式： ； 【收集证据】 (4)要比较金属的形状对反应快慢的影响，应选择的实验编号是 ； 【得出结论】 (5)从上述实验数据可得出的结论是 ；（任写一条即可） 【评价与反思】 (6)测得实验①反应中产生气体的速率(v)与时间(t)的关系如图2所示，你认为在t1-t2时间段内反应速率逐渐加快的原因是 ，t2-t3时间段内反应速率逐渐减慢的主要原因是 ； 【拓展与应用】 (7)铁与硫酸反应的快慢还受到温度的影响，请你设计实验验证： 。 6．金属锌与稀硫酸反应生成硫酸锌和氢气。化学课外小组的同学对“锌与硫酸反应快慢的影响因素”进行了探究。 【提出问题】锌与硫酸反应的快慢受哪些因素的影响呢？ 【猜想与假设】a、可能与硫酸的浓度有关；b、可能与锌的形状有关。 【设计并实验】小组同学用不同浓度的硫酸和不同形状的锌进行如表实验。 实验编号 硫酸的浓度(均取20mL) 锌的形状(均取1g) 氢气的体积(mL)(均收集3min) ① 20% 锌粒 31.7 ② 20% 锌片 50.9 ③ 30% 锌粒 61.7 ④ 30% 锌片 79.9 (1)锌与稀硫酸反应的化学方程式为 。 (2)要比较不同浓度的硫酸对反应快慢的影响，应选择的实验编号是 。 (3)利用如图装置进行实验时，为了较准确的测量氢气的体积，在读取量气管中液面读数的过程中，应注意 (填字母编号)。 A．读数时视线与凹液面最低处相平 B．保持水准管静止，待水准管中液面不再上升时再读数 C．读数前应上下移动水准管，待两管液面相平再读数 【得出结论】 (4)在其他条件相同情况下， 。 【反思与评价】如表是小组同学第①组实验的详细数据。 时段 第1分钟 第2分钟 第3分钟 第4分钟 第5分钟 第6分钟 H2的体积 3.1mL 16.7mL 11.9mL 9.6mL 7.6mL 6.0mL (5)锌与硫酸反应的快慢的影响因素还可能是 。 7．我国可燃冰试采创造了“产气总量、日均产气量”的世界纪录，可燃冰的主要成分是甲烷水合物。同学们设计如下实验探究甲烷燃烧产物的成分。 【提出问题】甲烷燃烧后生成哪些物质？ 【查阅资料】 ①含碳元素的物质完全燃烧生成 CO2，不完全燃烧生成 CO； ②白色无水硫酸铜粉末遇水变为蓝色； ③氢氧化钠溶液可吸收二氧化碳。 【猜想与假设】同学们对甲烷燃烧产生的气体作出猜想： 猜想一：CO2、H2O；猜想二：CO、H2O；猜想三：NH3、CO2、H2O；猜想四：CO2、CO、H2O。 (1)有同学认为猜想 一定是错误的，理由是 。 【实验探究】将甲烷在一定量的纯净空气中燃烧的产物依次通过 A-F装置（部分夹持、固定装置略）进行验证。 (2)实验时，实验过程中观察到A装置中的现象为 ，B、E装置中的澄清石灰水均变浑浊，由此可得出猜想 成立。 (3)请写出装置D中发生反应的化学方程式 。 【反思与交流】 (4)同学们从环保的角度分析，认为该实验装置中存在的不完善之处是 。 (5)生活中，使用含碳燃料一定要注意通风，防止 中毒。 8．做“镁带在空气中燃烧”实验时，小科同学发现生成物中有少量黑色固体．黑色固体是镁和什么物质反应所产生的？    他提出下列猜想： 猜想一：黑色固体可能是镁和氮气反应的产物； 猜想二：黑色固体可能是镁和二氧化碳反应的产物． 为了验证上述两个猜想，小科设想： （1）让空气通过A、B装置，其中A装置的作用是 ； （2）用C瓶收集通过A、B装置后的气体，并加入足量的红磷燃烧；待C瓶冷却后，再把点燃的镁带放入C瓶中． 经过思考发现，由于收集气体时相关气体的密度差异及C瓶冷却后瓶内外的气压差异，达不到预期效果． 于是，他在老师的帮助下获得了这种气体，观察到镁带在该气体中燃烧并有淡黄色的固体产生；然后用D瓶收集一瓶 气体，把点燃的镁带放入D瓶中，观察到镁带在D瓶也能燃烧，同时有白色和黑色固体生成． 通过以上实验，得出结论：猜想 正确．同时，他对燃烧有了新的认识： ． 9．在通常情况下，1L水中大约能溶解1 L二氧化碳气体，某小组为了进一步了解CO2在水和食盐水中的具体溶解情况，进行如下探究： 【探究1】CO2在水和食盐水（模拟海水）中的溶解情况 相同条件下，该小组分别用排水法、排食盐水法收集CO2，如图1，待收集100 mLCO2后，移出导管，每隔一段时间记录量筒内CO2体积。 重复实验，所测数据平均值如下表： 时间/h 0 0.5 6 12 24 48 排水法时量筒内CO2体积/mL 100 98.5 85.5 77 66 59 排食盐水法时量筒内CO2体积/mL 100 99 93 90.5 89 88 (1)图1发生装置中反应的符号表达式为 。 (2)由上表数据分析： ①能用排水法收集CO2的理由是 。 ②相同条件下，等体积水和食盐水吸收CO2更多的是 （填“水”或“食盐水”）。 【探究2】植物油隔离对CO2在水中溶解情况的影响 (3)小方设计并完成以下对照实验：用两个量筒分别收集100 mLCO2倒置于水槽中，向其中一个量筒内注入少量植物油，使CO2与水被植物油隔开（CO2与植物油不反应），如图2。测得量筒内CO2体积随时间变化曲线如图3。分析该图可得出的结论是 。 (4)为检验有植物油隔离时CO2是否会穿过油层进入水中，请设计实验方案： 。 10．为了人类共同生活的家园，垃圾分类从我做起。某校社会实践小组的同学们对垃圾的类别、分类回收及危害产生了浓厚的兴趣并开启了项目式学习之旅。 任务一：了解垃圾分类的意义 (1)学会识图分拣垃圾：塑料瓶应投入的垃圾箱是 (填字母序号)。垃圾的综合化分类具体可得到金属、塑料和纸屑等可再利用的资源。 任务二：学习垃圾分类处理的方法 【参观学习】小组同学在技术人员的指导下，了解到垃圾回收处理的过程如下：分类收集→运输→垃圾处理厂筛分→分类处理→最终处置 【小组交流】 (2)垃圾筛分时，可根据 区分铜和铁。 任务三：探究垃圾焚烧产生的气体成分 【查阅资料】 ①SO2能使品红溶液褪色，常用于检验SO2 ②紫红色酸性高锰酸钾溶液可与SO2反应而褪色，常用于除去SO2 ③SO2也能使澄清石灰水变浑浊 ④氢氧化钠溶液可以吸收二氧化碳 【提出问题】塑料垃圾焚烧后的生成物中除了CO2是否含有SO2、 CO ？同学们利用废旧矿泉水瓶燃烧后的气体设计了如图所示的实验。 【实验步骤】 ①先点燃G处的酒精灯。 ②然后向A中通入燃烧后的气体。 ③一段时间后，点燃E处的酒精灯，观察现象。 ④实验结束后，先熄灭E处的酒精灯，再停止通入气体，最后熄灭G处的酒精灯。 【实验现象】 (3)①观察到A、B中溶液均不褪色。 ②C、F处澄清石灰水均变浑浊。 ③E处 。 【实验结论】 (4)燃烧后的气体中含有 。 【反思评价】 (5)小组同学通过一定手段，测得焚烧垃圾产生的气体中CO体积分数变化如下图所示，t1~t2时间段内CO体积分数出现异常的原因是 。 任务四：探究废旧矿泉水瓶是否含有氧元素。 同学们设计了下图所示装置进行实验，将19.2g废旧矿泉水瓶碎片在足量的干燥O2中完全燃烧后，称量B装置增重了7.2g，C装置增重了44g，回答下列问题： 已知：浓硫酸有吸水性，装置中溶液均足量。 (6)该废旧矿泉水瓶中 (填“含”或“不含”)氧元素。 11．在一次研学旅行活动中，小红同学撕开某雪饼包装袋，发现袋内有一包干燥剂（如图）。同学们就这包干燥剂原理、成分等产生极大兴趣，于是将这包干燥剂密封带回学校，到实验室进行相关实验活动：    （1）同学们看到干燥包上文字就明白干燥的原理，其原理是 。 （2）小明同学用一支试管做实验就证明了该包干燥剂仍然有效，其实验方法是 。 （3）成分探究：这包干燥剂中是否含有碳酸钙？小亮和小芳分别进行如下实验探究： 实验操作 实验现象 实验结论 小亮 取少量干燥剂于试管中，加水溶解，过滤 滤纸上留有白色固体 含有碳酸钙 小芳 取少量干燥剂于试管中，滴加盐酸 无气泡产生 不含碳酸钙 两位同学实验结论截然相反，你认为 同学结论可靠，另一同学结论不可靠的理由是 。 （4）思维拓展：这包干燥剂（假定都是含钙物质）含有哪些物质？小文同学在前面实验基础上，认为成分有两种可能：即Ⅰ：CaO，Ⅱ：CaO、Ca(OH)2，为探究其成分，小文同学设计如下方案，请完成表格中填空内容： 实验 方案    实验 依据 若bg沉淀所含钙元素质量等于ag氧化钙所含钙元素 Ⅰ成立 若bg沉淀所含钙元素质量 （大于、小于或等于）ag氧化钙所含钙元素 Ⅱ成立 几位同学按此方案各自进行实验，对所得数据进行分析，都得出猜想Ⅱ成立即该包干燥剂含：CaO和Ca(OH)2。 12．絮凝剂常用于污水处理。聚合硫酸铁（PFS）溶于水后形成多种络合物，使水中的悬浮物聚集，在重力作用下沉降。实验小组探究PFS对悬浮物的净化效果。 【进行实验】取200 mL浑浊程度相同的水样于烧杯中，调节水样pH，加入PFS，使水样中PFS达到一定浓度，搅拌，静置一段时间后，测定浊度去除率（浊度去除率越高，净化效果越好）。结果如下表： 序号 水样pH 水样中PFS浓度（mg·L-1） 静置时间（min） 浊度去除率（%） ① 7.57 50 20 90.83 ② 7.57 75 20 96.95 ③ 7.57 100 10 88.15 ④ 7.57 100 15 91.14 ⑤ 7.57 100 20 93.17 ⑥ 7.57 125 20 84.52 ⑦ 6.14 100 20 79.72 ⑧ 9.01 100 20 83.26 【解释与结论】 (1)硫酸铁是制备PFS的重要原料。补全制备硫酸铁的化学方程式：NaClO3+6FeSO4+3H2SO4=NaCl+3Fe2(SO4)3+ H2O。 (2)探究水样中PFS浓度对悬浮物的净化效果影响的实验是 （填序号）。 (3)③比④浊度去除率低的原因是 。 (4)由⑤⑦⑧得到的结论是 。 (5)PFS对悬浮物净化效果最佳的实验条件是 。 【反思与评价】 (6)明矾也是常用的絮凝剂。继续实验，发现相同条件下明矾对水中悬浮物的净化效果比PFS差，其实验方案是：取200 mL浑浊程度相同的水样于烧杯中， 。 13．硫酸亚铁可用于制颜料、净水剂、防腐剂等。请你写出一个以Fe为原料制备FeSO4的化学方程式 ，试计算FeSO4中Fe元素的质量分数 。FeSO4溶液能与空气中O2反应，溶液颜色由浅绿色变为黄色，则生成 （填离子符号）。 【提出问题】影响FeSO4溶液与O2反应速率的因素是什么？ 【猜想假设】猜想1：温度；猜想2：溶液的酸碱性；猜想3： 【设计实验】 实验 温度/°C FeSO4溶液的浓度 溶液酸碱性 实验现象 0 30min 100min ① 20 10% 溶液为浅绿色 溶液略显黄色 溶液黄色略有加深 ② 20 20% 溶液为浅绿色 溶液明显变黄 溶液黄色明显加深 ③ 20 10% 5滴稀H2SO4 溶液为浅绿色 溶液为浅绿色 溶液略显黄色 ④ 40 20% 溶液立即变黄 黄色明显加深 【实验分析与结论】（1）若要探究温度对反应速率的影响，需要对比实验 （填实验编号）。 （2）对比实验①和②，你得出的结论是 。 （3）从表格数据分析，FeSO4中加入少量H2SO4对FeSO4溶液的保存 （填“有利”或“不利”）。 （4）实验结束后，同学重新将光亮的铁片伸入实验③100min后的溶液中（如图），发现溶液又变为浅绿色，老师告诉他，铁单质能与可溶性的铁盐常温下发生反应生成亚铁盐：Fe2(SO4)3+Fe=3 。 （5）同学们查阅资料，探究FeSO4溶液的保存方法，若在密封的FeSO4溶液中加少量稀H2SO4和过量Fe粉，可长时间防止Fe2+氧化，除以上原因，试分析其他原因： 。 14．通过学习碱的性质，某校化学兴趣小组的同学对实验室的“氢氧化钙是否变质以及变质的程度”展开了探究活动，请你一同参与。 （1）提出问题：氢氧化钙是否变质？ （2）猜想与假设：同学们经过讨论认为样品存在三种可能情况：没有变质；部分变质；完全变质。如果氢氧化钙变质，变质的化学方程式为 。 （3）实验探究：补充填空。 实验步骤及操作 实验现象 实验结论 ①取样于试管中，加入足量蒸馏水振荡，静置。取上层清液，滴入无色酚酞溶液；②倒去上层清液，再向试管中注入稀盐酸 ①无色酚酞溶液变红； ② 部分变质 ①无色酚酞溶液不变红； ② 全部变质 ① ； ②没有气泡产生 没有变质 （4）小结与思考： ①小蔓同学根据上述实验方案进行实验，确定该样品已部分变质，请写出实验中反应涉及的化学方程式： 。 ②氢氧化钙俗称熟石灰，农业上常用来 。 15．化学兴趣小组在实验室用氯酸钾和二氧化锰混合加热制取氧气。某次实验偶然发现制得的气体有刺激性气味，这一现象引起了同学们的兴趣，于是在老师的指导下对该气体成分进行探究。 【提出问题】 氯酸钾和二氧化锰混合加热后产生的气体成分是什么？ 【查阅资料】 氯气是有刺激性气味的气体，能溶于水，能使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝 【猜想假设】 猜想一：该气体为氧气； 猜想二：该气体为 ； 猜想三：该气体为氧气和氯气的混合物 【实验探究】 序号 操作 现象 结论 方案Ⅰ 用排水集气法收集甲、乙两瓶气体，将带火星的木条伸入甲瓶，湿润的淀粉碘化钾试纸伸入乙瓶 木条复燃， 试纸不变色 猜想 成立 方案Ⅱ 向上排空气法收集甲、乙两瓶气体， 将带火星的木条伸入甲瓶， 伸入乙瓶 木条 ， 试纸变为 色。       猜想三成立 【反思评价】 为什么两种方案得出的结论不一致？哪一个是正确的？ ①同学甲：方案Ⅰ结论不正确，其操作不合理，不合理之处是 。 ②同学乙：不需要进行实验，就能排除猜想一，理由是 。   【拓展应用】 实验结束后，该组同学准备回收剩余物中的不溶物二氧化锰，实验的主要步骤为：①加水溶解、②过滤、③ 、④ 、⑤装瓶贴标签。 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 $$