2024年中考化学冲刺二轮复习训练：科学探究题

2024年中考化学冲刺二轮复习训练：科学探究题 1．化学教师在课堂上做了一个小魔术：吹气生火，只见老师通过一根细长的玻璃管，对着蒸发皿中的一团棉花吹气，不一会，棉花就燃烧起来。同学们觉得很好奇：通常情况下，嘴中呼出的气体是不会使棉花燃烧的。为什么老师对着棉花吹气就能使其燃烧？ 同学们已经知道：可燃物的燃烧需要两个条件① ② 。 小娟同学课下询问老师后知道了其中的道理：吹出的气体中含有一定量的CO2，棉花中包裹着过氧化钠(NaO2)粉末，CO2与Na2O2反应生成碳酸钠和氧气，同时放出大量的热，最终使棉花燃烧起来。请帮助小娟同学完成下列问题： (1)写出Na2O2与CO2反应的化学方程式： 。 (2)小娟同学通过查阅资料得知： ①Na2O2不仅能与CO2反应也能够与H2O反应。 ②碱石灰中的成分既能吸收水蒸气，又能吸收二氧化碳。 她设计了如图所示装置，来验证Na2O2与CO2反应生成了O2，并测定某过氧化钠样品中Na2O2的质量分数(杂质不参加反应)。 实验步骤如下： ①连接装置并检查气密性； ②向A~C装置中加入相应的药品，其中B装置内加入过氧化钠样品的质量为9.0g。 ③缓慢通入CO2，充分反应后，称得B装置中固体药品的质量为11.8g。 回答下列问题： a 检验D装置中收集到的气体是氧气的操作是 。 b A装置的主要作用是 。装置A中干燥剂能否使用碱石灰？ (填“能”或“不能”)，原因是是 。 c 装置C的作用是 。 d 实验测得该过氧化钠样品中Na2O2的质量分数约为 (精确到0.1%)。 2．我校某班同学想探究红砖粉末是否也可做过氧化氢分解的催化剂。请你一起参与他们的探究过程，并填写下列空白： 【提出问题】红砖粉末能不能做过氧化氢分解的催化剂呢 过氧化氢分解的催化剂用红砖粉末，催化过氧化氢分解的文字表达式为： 。 【猜想】红砖粉末能做过氧化氢分解的催化剂。 【实验验证】 实验步骤 实验现象 实验结论。 实验一 木条不复燃 常温下过氧化氢不分解 实验二 在装有过氧化氢溶液的试管中加入红砖粉末，然后将带火星的木条伸入试管中 【结论】红砖粉末能加快过氧化氢的分解速率，故红砖粉末能做过氧化氢分解的催化剂。 【讨论与反思】有同学认为：仅凭上述两个实验还不能证明红砖粉末能做过氧化氢分解的催化剂，还需要增加一个探究实验。 实验三：【实验目的】探究 。 【实验步骤】 ①准确称量红砖粉末的 ； ②完成实验二； ③待反应结束，将实验二试管中的物质进行过滤、洗涤、干燥、 ； ④对比反应前后红砖粉末的质量。 【分析】如果反应前后红砖粉末质量不变，则说明红砖粉末可做过氧化氢分解的催化剂。但也有同学认为：要证明猜想，上述三个实验还是不够，还需要再补充一个探究实验：你认为还需要探究： 。 3．学校化学兴趣小组的同学知道二氧化锰能做过氧化氢(H2O2)分解的催化剂后，想再探究其他一些物质如氧化铝是否也可作过氧化氢分解的催化剂。请你一起参与他们的探究过程，并回答下列问题： 【提出问题】Al2O3能不能做过氧化氢分解的催化剂呢？ 【作出猜想】Al2O3能做过氧化氢分解的催化剂。 【实验验证】 实验方案 实验步骤 实验现象 实验结论 实验一 将带火星的木条插入装有过氧化氢溶液的试管中 有少量气泡，木条不复燃 常温下过氧化氢溶液分解速率很慢 实验二 在装有过氧化氢溶液的试管中加入少量Al2O3，然后将带火星的木条伸入试管中 产生大量的气泡，木条复燃 Al2O3能加快过氧化氢的分解速率 【得出结论】Al2O3能加快过氧化氢的分解速率，故Al2O3能做过氧化氢分解的催化剂。 【反思提高】经过讨论，有的同学认为只有上述两个证据，不能证明Al2O3能做过氧化氢分解的催化剂，还要补充一个探究实验： 实验三： 【实验目的】探究 。 【实验步骤】①准确称量Al2O3(少量)的质量；②完成实验二；③待反应结束，将实验二试管里的物质进行过滤，洗涤， ，称量；④对比反应前后Al2O3的质量。 【交流讨论】如果Al2O3在反应前后质量不变，则说明Al2O3可以作过氧化氢分解的催化剂。 【提出新的问题】但小华认为，要证明猜想，上述三个实验还不足够，还需要再增加一个探究实验：探究 。 4．某同学发现，上个月做实验用的氢氧化钠溶液忘记盖瓶盖。对于该溶液是否变质，某兴趣小组进行如下探究： 【分析讨论】NaOH溶液变质的原因： 。（用化学方程式表示） 【猜想与假设】 猜想①：NaOH溶液没有变质；猜想②：NaOH溶液部分变质；猜想③：NaOH溶液全部变质。 【设计并进行实验】 小张提出，可以用pH试纸测定，若pH大于7，则证明氢氧化钠溶液没有变质，小王否定了他的方案，理由是 。 小王设计好方案，进行了如下实验来验证自己的猜想，请你协助小王完成实验现象的填写： 实验步骤 实验现象 实验结论 ①取一定量NaOH溶液样品于试管中，滴加适量Ca（OH）2溶液 猜想②成立 ②取经过①反应后的滤液，向其中滴加无色酚酞溶液。 溶液变成红色 【反思与评价】 （1）在反思交流环节中，有同学提出小王设计的实验不足以得出猜想②成立，其理由是 （用化学方程式解释）。经讨论后，大家一致认为将步骤①中的Ca（OH）2溶液换成过量的 （填化学式）溶液，重复实验，即可以得出NaOH部分变质。 （2）如果NaOH溶液中混有少量Na2CO3杂质，除选用Ca（OH）2溶液之外，还可以选择 （填化学式）溶液。 5．一男孩在排污井盖上燃放鞭炮，点燃了排污井内的气体，井盖被炸飞，男孩被井盖击伤． 【提出问题】排污井内气体的主要成分是什么？ 【查阅资料】排污井内的有机物在一定的条件下发酵产生了气体，其成分可能含有CO、CO2、CH4等． 【提出猜想】某兴趣小组同学对排污井内气体含有上述气体中最少2种成分的猜想如下： 猜想Ⅰ：有CO2、CH4猜想Ⅱ：有CO、CH4 猜想Ⅲ：有CO、CO2猜想Ⅳ：有CO、CO2、CH4 【实验方案】小组同学共同设计了下图所示的装置并经行探究．    【问题讨论】 （1）装置A出现浑浊，证明猜想 不正确． （2）小明通过装置C处 的现象，证明猜想Ⅲ不成立．小芳对此提出了疑义，小芳认为要在 位置，再增加一个上图中 （填序号）装置，才能证明猜想Ⅲ不成立． （3）为了进一步确认气体中是否含有一氧化碳，小明将装置C处气体完全燃烧后的产物依次通过装置D、E，经实验测定装置D增重1.8g，装置E增重2.2g，由此证明猜想 成立． （4）小明认为要证明排污井内气体是否含有CO，可以不用装置B，小芳则认为需要使用装置B，你认为装置B的作用是 ．    6．某化学兴趣小组做镁在空气中燃烧的实验时，发现生成物中有少许黑色固体，针对这一现象，他们开展了以下探究，请仔细阅读并完成探究报告： 【探究目的】探究黑色固体是镁与空气中什么物质反应产生的？ 【分析猜想】分析空气中各种成分，寻找猜想依据： 空气成分一：氧气；空气成分二：水蒸气；空气成分三：氮气；空气成分四：二氧化碳；空气成分五：稀有气体 小组同学认为不可能是稀有气体，因为 。 【实验一】镁带与氧气的反应 (1)请写出镁带与氧气反应的符号表达式： 。 (2)将打磨光亮的镁带点燃后伸入盛满氧气的集气瓶中，镁带剧烈燃烧，发出耀眼的白光，生成白色固体。 实验结论：镁与氧气反应生成白色的氧化镁。 【实验二】镁带与水蒸气的反应 实验装置如图所示： (1)实验开始时，应先点燃A处酒精灯，等观察到水沸腾一会后，再点燃B处酒精灯，这样做的目的是： 。 (2)将生成的气体通入肥皂液中，用燃着的木条靠近肥皂泡，有爆鸣声，稍后有肥皂泡飘到空中，说明生成的气体是 。 实验结论：镁粉能和水蒸气反应，但装置B中并没有产生黑色固体。 【实验三】镁带与氮气的反应:将打磨光亮的镁带在氮气中充分燃烧，实验结束后，集气瓶内壁附着一层淡黄色的固体。 实验结论：镁与氮气在点燃的条件下发生化合反应生成淡黄色的氮化镁， 【探究结论】根据以上信息，可以推理得出镁在空气中燃烧产生的黑色固体是镁与空气中的二氧化碳反应产生的，该黑色固体应该是： (写出化学式)。 7．化学实验课后，实验台上按照①～⑥的顺序摆放的六瓶无色试剂（如图所示，药品是按照物质所属类别摆放的），其中试剂④的标签破损，为探究试剂④的成分进行了如下探究活动。 【提出问题】试剂④的成分是什么？ 【做出猜想】根据“破损的标签”和药品的摆放顺序，对试剂④的成分进行了如下推测： 若与试剂③属同类物质 若与试剂⑤属同类物质 猜想 1： 猜想 2：Na2CO3 猜想 3：NaCl 【实验验证】小组同学进行了如下实验。 （1）小亮同学用洁净的玻璃棒蘸取试剂④中的溶液，滴到湿润的 pH 试纸上，测得 pH=11，他判断该溶液不可能是氯化钠。对小亮的操作方法、测量结果及所得结论，你的评价是 （填字母）。 A 方法正确，结果正确，结论正确    B 方法不正确，结果偏小，但结论正确 C 方法不正确，结果偏大，结论不正确    D 方法正确，结果正确，但结论不正确 （2）小红同学取少量试剂④，加入酚酞试液，溶液变红色，小红据此得出“猜想 2  正确”的结论。小组同学讨论认为小红的推断不合理，他们的理由是 。 （3）小明同学向盛有试剂④的试管中加入 （填化学式），有无色无味的气体产生，将产生的气体通入澄清石灰水中，出现的现象为 。小组同学据此得出结论：猜想 2 正确。 【拓展应用】（1）同学们向盛有试剂④的试管中加入硝酸钡溶液，出现白色沉淀，从而进一步证明猜想 2 正确，写出反应的化学方程式 。 （2）为防止试剂瓶的标签受损，在实验操作过程中应注意的是： 。 8．在学习二氧化碳时我们往盛有二氧化碳的矿泉水瓶中倒入约矿泉水瓶容积1/3体积的水，拧紧瓶盖，振荡观察到矿泉水瓶变瘪。由此可以证明 。 【提出问题】振荡之后矿泉水瓶中的水与原来烧杯中的水一样吗？ 【进行实验】答案是显而易见的，我们可以通过实验证明它们不一样，操作的步骤是 。结果观察到矿泉水瓶中的水可以使紫色的石蕊溶液变红。 【深入思考】我们又产生了疑问；究竟是矿泉水瓶中的“水"中的哪种物质使紫色石蕊溶液变红的？ 【猜想与假设】我们的猜想是：①二氧化碳使紫色石蕊变红；②水使紫色石蕊变红；③二氧化碳和水反应的生成物使紫色石蕊变红。 【演示实验】老师给大家演示了如下实验：分别向盛有稀醋酸。稀盐酸和稀硫酸的三支试管中滴加2至3滴紫色石蕊溶液，现象是紫色石蕊溶液均变红色，说明 。 【查阅资料】我们获知酸可以电离出氢离子，水呈中性。 【理论分析】由此，我们可以否定掉猜想①，理由是 。水呈中性可以否定掉猜想②。 【进行实验】用3朵石蕊溶液染成紫色的干燥小花完成下列3个实验。 【得出结论】证明猜想③正确的是以上的 实验（填序号），反应的化学方程式是 。 9．学习化学需要进行科学探究 探究活动一：利用如图所示装置进行如下实验探究。在锥形瓶中放入一小粒白磷，塞好橡皮塞后使玻璃管下端刚好能与白磷接触。将整套装置放在托盘天平左盘上调节至平衡，取下橡皮塞，将玻璃管放在酒精灯火焰上灼烧至红热，迅速塞紧橡皮塞，将白磷引燃，待锥形瓶冷却后观察天平是否平衡。 (1)白磷燃烧反应的化学方程式 。 (2)气球的作用除了使装置密闭之外，还可以 ；实验过程中，气球的变化是 ； (3)根据白磷被引燃前后实验条件的变化，可知燃烧的条件是 ；玻璃管受热不燃烧，白磷受热能燃烧，可知燃烧的条件是 。 (4)实验前后天平保持平衡。实验后，取下橡皮塞并与原装置一起仍置于天平左盘，则天平的指针 （填“向左偏”“向右偏”或“指向中间”）。 探究活动二：小敏在观看央视农业频道的电视节目时，看到一些水产养殖基地的工作人员向鱼池中撒入一些名为过氧化钙（化学式为CaO2）的固体物质，同时发现水面出现一些气泡。这些现象激发了他进行科学探究的兴趣。 【提出问题】当把过氧化钙投入足量水中后，会生成什么物质呢？ 【进行猜想】①生成氧气；②生成二氧化碳；③生成氢氧化钙 (5)你不赞同的猜想是 （选填①或②或③），其理由是 。 【实验探究】在老师的帮助下，小敏利用吸滤瓶等仪器设计组装了如下图所示的装置 (6)打开装置中分液漏斗的活塞，观察到试管内有气泡产生，接下来的实验操作和现象是 ，证明生成的气体是氧气。 (7)实验过程中，小敏发现烧杯中也有气泡出现。产生该现象的原因是 。 (8)小敏又通过实验验证了另一种生成物是氢氧化钙，请写出过氧化钙与水反应的化学方程式 。 10．一般情况下，金属越活泼，与酸反应的速度越快。为了探究金属Mg、Zn、Fe与酸反应的快慢，某研究性学习小组设计了如下的实验。 【实验步骤】 ①取ABC三支试管，分别加入2mL浓度相同的盐酸溶液， ②分别加入足量的、大小相等的Mg、Zn、Fe，立即把三个相同的气球分别套在各试管口上。 【实验预测与分析】 （1）写出铁与盐酸反应的化学方程式： . （2）气球膨胀速度最快的是 （填试管编号），根据实验现象，你能得出这三种金属的活动性顺序为 。 （3）若用金属与化合物（盐）溶液的反应来比较Mg、Zn、Fe三种金属的活动性顺序，现已有Mg和Fe，还需用到的一种化合物（盐）溶液为 溶液。 11．实验室常用的干燥剂“碱石灰”是CaO和NaOH固体的混合物。同学们为探究一瓶久置的“碱石灰”样品的成分，进行实验如下：    【查阅资料】①Ca(OH)2、Na2CO3溶于水无温度变化。 ②CaCl2溶液呈中性。 【实验分析】（1）通过实验可知：滤渣B中一定含有 。 （2）关于滤液C中的溶质成分，有如下猜想： 甲的猜想：Na2CO3乙的猜想：NaOH 丙的猜想：NaOH和Na2CO3丁的猜想：NaOH和Ca(OH)2 【设计方案并进行实验】针对猜想，甲、乙、丙分别设计方案并探究如下： 甲：取滤液C于试管中，滴加足量稀盐酸，有气泡产生，则滤液C中的溶质是Na2CO3 乙：取滤液C于试管中，滴加酚酞溶液，酚酞溶液变红色，则滤液C中的溶质一定含有NaOH 丙：取滤液C于试管中，滴加Ca(OH)2溶液，有白色沉淀产生，向上层清液中滴加无色酚酞溶液，溶液变成红色，则滤液C中的溶质是NaOH和Na2CO3 【反思与评价】丁通过甲的实验现象，否定了自己的猜想，其理由 。丁认真分析上述三位同学的实验，认为他们通过实验获得的结论均有不足之处：甲的结论不正确的原因 。乙的结论不正确的原因 。经过大家讨论，一致认为丙的实验只要把Ca(OH)2溶液换成 (填试剂及用量)，就能得出正确的结论。有关反应的化学方程式 。 同学们还发现：向样品中加入一定量的水并搅拌，会观察到放热。综合对滤液和滤渣成分的探究，下列对样品的分析正确的是 (填序号)。 ①一定含NaOH        ②一定含Na2CO3 ③一定含有CaCO3④一定含NaOH、CaO中的一种或两种 12．下列是某实验小组对制取氧气的系列探究，根据探究结果回答问题： 【探究1】除了有无催化剂外，还有哪些因素可能影响化学反应速率呢？ 以过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气为例，每次取等体积的足量过氧化氢溶液，计算收集100mL气体所需的时间。 实验序号 H2O2溶液浓度/% MnO2的质量/g 温度/°C 反应所需时间/s ① 5 0.1 20 55 ② 15 0.1 20 36 ③ 15 0.5 20 21 ④ 15 0.5 35 16 (1)通过对比实验①和②可知，化学反应速率与 有关；比较实验 ，可知催化剂的多少也影响化学反应速率；比较实验③和④，得知温度与化学反应速率的关系是 。 (2)查阅资料：化学反应的速率与微观粒子间相互接触碰撞的几率有关。请从微观角度解释，温度影响化学反应速率的原因： 。 【探究2】排水法和向上排空气法收集的氧气浓度是否有差异？ 实验小组加热高锰酸钾制取氧气，分别采用两种方法各收集三瓶气体，并用氧气传感器测定氧气浓度。 收集方法 向上排空气法 排水法 氧气浓度% 76.2 80.3 79.3 94.3 93.8 93.7 平均浓度% 78.6 93.9 (3)写出反应的文字表达式 。 (4)由上表可知，用 法收集到的气体更纯净。 (5)向上排空气法收集到的氧气浓度波动较大，且纯度不高，可能的原因有 （多选）。 A．氧气密度比空气略大，空气不易排出 B．高锰酸钾含有杂质，产生的氧气不纯 C．收集时，外面的空气与瓶内氧气相互扩散 13．老师在讲解溶洞的形成时，告诉了同学们一个新的化学反应：CaCO3＋CO2＋H2O＝Ca(HCO3)2，兴趣小组的同学们提出一个大胆猜想：“碳酸钠溶液也能与二氧化碳发生反应”。为了确定同学们的猜想是否正确，兴趣小组同学对此进行了如下探究活动。 【实验目的】探究碳酸钠溶液能否与二氧化碳反应 【实验药品】大理石（所含杂质不溶于水，也不参加反应）、生石灰 、碳酸钠溶液、饱和的碳酸氢钠溶液、氯化钙溶液（溶质质量分数为5%）、浓盐酸、稀硫酸、浓硫酸、澄清石灰水、无色酚酞。 【查阅资料】①2NaHCO3 + Ca(OH)2 = CaCO3↓ + Na2CO3 + 2H2O ②2NaHCO3 + CaCl2 = CaCO3↓+ 2NaCl + H2O + CO2↑ ③氯化钙溶液的pH=7，碳酸氢钠溶液和Ca(HCO3 )2溶液的pH＞7。 ④二氧化碳几乎不溶于饱和碳酸氢钠溶液。 ⑤Ca(HCO3 )2易溶于水。 【实验装置】如图所示。 【实验操作步骤与现象】 （1）制取二氧化碳时应选用上述的 （请从以上给出的药品中选择并填药品的名称）。 （2）装置乙中盛放的饱和碳酸氢钠溶液的作用是　 （3）使过量二氧化碳通过装置丙，充分反应后，将所得溶液取出3mL于试管中，然后向试管中加入 （请从以上给出的药品中选择，并填药品的名称）。当试管中出现 现象时，证明碳酸钠溶液与二氧化碳发生了化学反应，其反应的化学方程式为： 。 【结论】通过实验探究，同学们的猜想是正确的。 14．空气中氧气含量测定的再认识。 【经典赏析】教材中介绍了拉瓦锡用定量的方法研究了空气的成分（实验装置如图1）。 （1）该实验中选择使用汞的优点有 。 A．实验过程中没有污染 B．在汞槽中起到液封的作用 C．生成的化合物加热分解又能得到汞和氧气 D．能将密闭装置内空气中的氧气几乎耗尽 【实验回顾】（2）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2），写出红磷燃烧的化学方程式 ，其反应类型为 。 兴趣小组用该方法测出的氧气含量常常远低于21%。 【提出问题】（3）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？ 【进行猜想】① ； ② ，装置内氧气有剩余； 【实验与交流】（4）在老师的指导下，小明分别用过量的红磷（着火点240℃）和白磷（着火点40℃）进行该实验，用测氧气浓度的传感器测得反应后装置内氧气浓度分别为8.85%和3.21%。请从燃烧条件的角度回答产生上述结果的主要原因。 。 【实验探究1】小明根据铁生锈的原理，探究用铁能否准确测定空气中氧气的含量。于是进行了实验（装置如图3）。通过7天测得的数据计算出空气中氧气的含量为19.13%。 【交流与反思】（5）与用红磷燃烧的方法相比，用铁丝生锈的方法测定的主要优点。 （填字母）。 A．装置内残留的氧气更少 B．反应更彻底，实验结果更准确 C．铁丝生锈比红磷燃烧反应更快 【实验探究2】为了加快反应速率，小明通过查闻资料，利用铁粉、炭粉、氯化钠等物质又进行了实验（装置如图4） 实验前的体积集气瓶内空气 烧杯内蒸馏水 烧杯内剩余蒸馏水 131 mL 90.0mL 63.6mL （6）请计算出空气中氧气含量 （计算结果保留一位小数）。 【结论与反思】（7）通过上述实验探究，选择 （填字母）进行实验，可较为快速地完成实验并减小实验误差。 A．红磷    B．白磷    C．铁粉、炭粉、氯化钠、蒸馏水 【拓展延伸】（8）铜也能与空气中氧气、水、二氧化碳反应而锈蚀，生成铜绿[铜绿主要成分为Cu2(OH)2CO3]。若将图3装置中的粗铁丝换成足量的铜丝进行实验，请判断能否比较准确地测定空气中氧气的含量，并说明理由。 、理由 （填字母）。 a．空气中CO2含量只有约0.03％，铜不能将装置内的氧气几乎耗尽 b．铜丝反应比铁丝快 c．反应更彻底 15．工业铁红可用于生产颜料，其主要成分是 Fe2O3，还含有少量的FeO、Fe3O4。为了测定某种工业铁红样品中铁元素的质量分数，同学们进行了如下探究。 【查阅资料】 Ⅰ．草酸晶体（H2C2O4•3H2O）在浓硫酸的催化下受热分解，会生成二氧化碳、一氧化碳和水。 Ⅱ．碱石灰是固体NaOH和CaO的混合物，能吸收水蒸气和二氧化碳 Ⅲ．铁的常见氧化物中，铁元素的质量分数如下表所示： 铁的氧化物 FeO Fe2O3 Fe3O4 铁元素的质量分数 77.8% 70.0% 72.4% 【设计与实验】小组同学设计了下图所示实验装置： （1）为了保证进入E 中的气体是纯净、干燥的 CO，则 D 中的试剂名称为 。 （2）C 装置的作用是 。 （3）写出E 装置中发生反应的化学方程式（一个即可）： 。 （4）同学们称取 10.0g 铁红样品进行实验，根据资料信息推算，理论上铁红样品中铁元素质量的取值范围是 。利用上述装置进行实验（装置气密性良好），并通过以下两种方法得出测定结果。 方法一：充分反应后，称量E 中得到的铁粉的质量，经计算求出铁元素的质量分数。 方法二：分别称量实验前后 （填字母序号）装置的质量，经计算求出铁元素的质量分数。 【实验反思】 （1）如果缺少G 装置（不考虑其他因素），可能会导致利用方法二测定的样品中铁元素的质量分数偏小，原因是 。 （2）从绿色化学的角度考虑，该实验装置的不足之处是 。 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 $$