2024年中考化学复习专题：科学探究题

2024年中考化学复习专题：科学探究题 1．生石灰常用作食品干燥剂，它价格便宜，其包装袋上除了标明主要成分为生石灰外，还提醒人们注意：不可食用，不可浸水，不可开袋，儿童勿碰。 Ⅰ．小明同学探究某食品包装袋中生石灰干燥剂的变质情况。他取少量样品于试管中，加入少量水，用手触摸试管外壁，有明显的放热现象。 Ⅱ．甲、乙同学想知道该干燥剂的成分，又进行了如下探究： 【提出问题】生石灰干燥剂中含有哪些物质？ 【猜想与假设】猜想1：含有氧化钙、氢氧化钙 猜想2：含有氧化钙、碳酸钙 猜想3：含有氧化钙、氢氧化钙、碳酸钙 【活动与探究】甲、乙同学为了验证猜想，进行了如下实验： 甲同学实验：取少量样品于试管中，加入适量水充分反应后，再滴加几滴无色酚酞溶液，可观察到溶液呈红色。 乙同学实验：取少量样品于试管中，加入足量的稀盐酸，有无色无味的气体产生，该气体能使澄清的石灰水变浑浊。　　 【结论与反思】 (1)猜想 错误(填“1”或“2”或“3”)． (2)甲同学实验中，溶液呈红色的原因是 。 (3)乙同学实验中产生气体的化学方程式是　 。 (4)乙同学认为甲同学的实验是多余的，因为　 。 【总结与提升】 (1)实验Ⅰ中加入的水必须是少量的，理由是 。 (2)打开食品包装袋后，生石灰干燥剂不宜继续与食品放在一起，因为 ，会加速食品变质。 (3)查阅资料后知道，硅胶干燥剂是一种高微孔结构的含水二氧化硅，无毒、无味、无嗅，化学性质稳定，具有强烈的吸湿性能。现在食品中的生石灰干燥剂逐步被也不能食用的硅胶干燥剂取代，它也是目前被欧盟认可的唯一干燥剂。相比较生石灰干燥剂，你认为它的主要优点是 (只要答一点即可)。 2．化学实验是科学探究的重要途径。 (1)下列说法不正确的是_____。 A．点燃可燃性气体前要检验纯度 B．稀释浓硫酸把水沿烧杯内壁慢慢注入浓硫酸中，并用玻璃棒不断搅拌 C．密封在塑料袋里的少量干冰在室温下塑料袋很快鼓起，说明温度升高分子体积变大 D．白磷通常保存在水里 (2)探究小组的同学设计如图1所示的微型实验装置来探究二氧化碳的制法和性质。 ①A装置可以控制制取气体时的发生与停止，请简述反应物需要满足的条件为 。 ②打开弹簧夹，将加液器的盐酸推入制气管。当图A制气管中的盐酸消耗完，反应停止一段时间后，可观察到的现象是 。 ③用A制取的CO2含有杂质，要得到较纯净的CO2，可将制气管与B、C、D相连，仪器接口连接顺序是：从A中导出的气体→ → → → →i．请把D装置导管补画完整 。 (3)向盛有一定量的硝酸银、硝酸铝和硝酸铜混合溶液的烧杯中加入足量的锌粉，所得溶液的质量与反应时间的关系如图2，请回答下列问题。 ①写出a点时发生反应的化学方程式 。 ②b点时烧杯底部的金属固体有： 。 3．实验室常用加热氯酸钾与二氧化锰的混合物的方法制取氧气。 写出反应的文字表达式： 。 小芳发现：氯酸钾与氧化铜混合加热，也能较快产生氧气，于是进行如下探究： 【提出猜想】： 除二氧化锰、氧化铜外，氧化铁也可以作氯酸钾分解的催化剂。 【完成实验】 按下表进行实验，并测定分解温度（分解温度越低，催化效果越好）。 实验编号 实验用品 分解温度 1 氯酸钾 580 2 氯酸钾和二氧化锰 350 3 氯酸钾和氧化铜 370 4 氯酸钾和氧化铁 390 【分析数据，得出结论】 （1）由实验 与实验4对比，证明猜想合理 （2）实验所用的三种物质中，催化效果最好的是 。 【反思】 （1）若要证明氯化铁是该反应的催化剂，还要验证它在化学反应前后的质量和 不变。 （2）同种催化剂，颗粒大小可能影响催化效果，请设计实验方案进行验证： 。 4．实验室有一杯透明的废液，废液中的溶质为KOH、H2SO4、K2SO4、HCl、CuCl2 五种物质中的两种，为了确定其溶质的组成，进行如下实验（假设每一步均恰好完全反应）。请回答： （1）废液中一定含有的离子是 （写离子符号）；废液中一定不含的物质是 （写化学式）。 （2）废液中溶质的组成可能有 种情况，请写出其中的一种组成情况： 。 （3）请写出生成白色沉淀B的化学方程式： 。 5．学习酸碱中和反应时，同学们发现稀盐酸与氢氧化钠溶液混合在一起无明显现象。学习小组的同学们对其产生探究兴趣，于是他们分别从不同的角度探究酸碱中和反应。 【探究一】 通过 pH 变化的角度，证明酸碱发生中和反应。化学兴趣小组同学对稀盐酸和氢氧化钠溶液反应的发生进行了探究。 (1)利用如图 1 所示的装置进行实验探究。用 pH 传感器测得烧杯中溶液的 pH 随滴加液体体积变化的曲线如图 2 所示。 ①反应前烧杯中盛放的液体 Y 是 。 ②图中 b 点所示溶液中的溶质是 。 ③写出盐酸和氢氧化钠反应的化学方程式： 。 (2)利用如图 3 所示装置进行实验：烧杯中放入新制饱和石灰水，向试管中加入氢氧化钠溶液，将稀盐酸滴入试管。一段时间后，试管外壁附近溶液中出现浑浊，原因是 。 【探究二】通过能量变化的角度，证明酸碱发生中和反应。 (3)毛毛同学将固体氢氧化钠放入装有稀硫酸的试管中并振荡，试管壁发烫，于是他得出酸碱中和反应是放热反应的结论，牛牛同学认为毛毛同学推理不合理，理由是 。 (4)牛牛同学为了验证毛毛同学的结论，将实验加以改进：将稀硫酸慢慢滴入装有氢氧化钠溶液的烧杯中，用温度计测出氢氧化钠溶液温度随加入稀硫酸质量的变化如图①所示： ①由图知，稀硫酸与氢氧化钠溶液发生的反应是 （填“放热”或“吸热”）反应。 ②从A到B过程中，烧杯中溶液 pH 逐渐 ，到达 C 时溶液中溶质有 。 【探究三】通过溶液酸碱性变化的角度，证明酸碱发生中和反应。 (5)娇娇同学利用图②实验进行反应，证明碱与酸发生反应的现象是 。 (6)明明同学观察到实验过程中有气泡产生，他认为氢氧化钠溶液已经变质，请你分析变质的原因 （用化学方程式表示）。 【探究四】通过证明有新物质生成的角度，证明酸碱发生中和反应。 为验证中和反应有水生成，萌萌同学在老师的指导下，查阅了相关资料，进行如图所示的三个实验。 已知：①变色硅胶吸水后由蓝色变为红色。②无水醋酸与氢氧化钠反应生成醋酸钠和水。 (7)证明无水醋酸与氢氧化钠反应有水生成的现象是 。 (8)实验过程中，观察到丙的 U 形管内液面 。 【探究五】 (9)从微观角度认识酸碱中和反应的本质是 。 6．化学兴趣小组的同学进行探究实验：向一定量的澄清石灰水中持续通入二氧化碳气体，观察到的现象是：澄清溶液——变浑浊——重变澄清。 同学们仔细查看课本，找到该现象的原因：碳酸钙遇到溶有二氧化碳的水时，会变成可溶于水的碳酸氢钙［Ca(HCO3)2］，该反应的化学方程式是 。 基于以上内容，同学们进行延伸探究：碳酸钠溶液也可与二氧化碳气体反应。 【猜想】碳酸钠在溶液中与二氧化碳气体反应生成碳酸氢钠。 【资料】 ①NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑ ②2NaHCO3+Ca(OH)2=CaCO3↓+Na2CO3+2H2O ③2NaHCO3+CaCl2=CaCO3↓+2NaCl+ CO2↑+ H2O ④2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑ 【实验】用5.3g碳酸钠固体配成溶液，通入二氧化碳气体一段时间，得澄清溶液R。 小益同学的实验设计如下： 操作 预计现象 结论 取少量溶液R，加入足量澄清石灰水。 溶液R中含有碳酸氢钠。 小智同学认为小益的实验设计不严谨，因为 。 重新调整后实验设计如下： 操作 预计现象 结论 取少量溶液R， 溶液R中含有碳酸氢钠。 经过实验，证明原猜想成立。 【拓展】小智同学提出，还可通过以下方式进行探究：向溶液R中加入足量稀盐酸，若精确测量得生成物 （填物质化学式）的质量大于 g，也可证明原猜想成立。 7．某小组同学在协助老师整理化学试剂时，发现一瓶标签残缺的无色液体（如图）（温馨提示：标签上的5%表示该混合物中主要成分所占的质量分数）。他们对此瓶无色液体是什么产生了兴趣，于是进行了如下探究。 【大胆猜想】猜想一：水 猜想二：稀硫酸 猜想三：过氧化氢溶液 小组同学对标签又进行了仔细的观察、分析，他们一致认为猜想一不合理。理由是 。 【设计方案】同学们结合所学知识设计出如下探究方案：向盛有少量二氧化锰的试管中加入适量的该液体，并将带火星的木条放在试管口。 【实验与事实】按上述方案进行实验，发现有大量气泡产生，带火星的木条复燃。 【结论与解释】 （1）以上事实证明猜想 是正确的； （2）产生气体的反应可用化学方程式表示为 。 【反思与评价】（1）为避免在今后的实验中出现标签残缺的情况，在倾倒液体时应注意 。 【拓展与迁移】根据探究结果，重新贴好标签。标签上化学式中氧元素的合价为 价（已知氢元素显+1价）。 8．某化学小组同学做镁条在空气中燃烧实验时，发现生成物中还有少量淡黄固体，针对这一现象及相关问题，他们开展了如下探究，请仔细阅读并参与他们的探究之旅。 【探究目的】探究淡黄固体是镁与空气中什么物质反应产生的？ 【查阅资料】Ⅰ、稀有气体一般不与其他物质反应。 Ⅱ、光亮的镁条放入沸水中，表面会附有白色固体。 Ⅲ、镁条与二氧化碳反应有黑色固体生成。 【提出猜想】分析空气中各种成分，进行猜想： （1）猜想①镁能与氧气反应 猜想② 。 【实验一】镁带与氧气的反应 （一）甲同学采用控制变量法探究了影响过氧化氢制取氧气速度的某种因素，进行了三次实验并记录各收集相同体积氧气所需要的时间如表： 实验 过氧化氢的浓度 过氧化氢溶液质量（g） 二氧化锰质量（g） 收集时间（s） 1 10% 20 1 40 2 15% 20 1 20 3 20% X 1 12 （2）实验结论：在相同条件下， ，过氧化氢分解得越快。 （二）乙同学在量筒中盛满水，倒置于水槽中，通过分液漏斗把20mL某浓度的过氧化氢溶液加入锥形瓶中，记录量筒中气体的体积（如图）。数据如表： 时间/min 1 3 5 7 9 10 量筒读数/mL 60.0 82.0 88.0 89.5 90.0 90.0 （3）请根据以上过程和实验数据综合分析，最终生成氧气的体积是 mL。 （三）燃烧镁条，观察现象 将镁条打磨光亮，点燃，伸入盛满氧气的集气瓶中，产生大量白烟，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】镁条与氮气的反应 （一）收集纯净的氮气 （二）燃烧镁条，观察现象 将镁条打磨光亮，点燃，伸入盛氮气的集气瓶中，瓶内壁附着一层淡黄色的固体，此固体是氮化镁。在氮化镁中镁的化合价是+2，氮的化合价是-3，则氮化镁的化学式为 。 【探究结论1】 （4）综上分析，关于镁在空气中燃烧产生淡黄色固体的猜想是猜想 （填序号）成立。该反应的化学反应的文字表达式是 。 【探究结论2】 （5）如果用足量的镁替代红磷进行空气组成实验，实验测得氧气体积与氧气所占空气真实比例相比较会 （填“偏大”或“偏小”）。 9．秸秆用于制沼气可以解决农村的燃料短缺问题，助力美丽乡村建设。沼气的主要成分是CH4，可能含有CO2、CO。小涵与小明采集了某沼气池中的气体样品，探究该沼气中是否含有CO2和CO。 【查阅资料】①； ②氢氧化钠溶液能够吸收CO2，浓硫酸能够吸收水。 【设计实验】小明与小涵设计并进行了如图所示的实验（装置气密性良好：忽略装置内空气中的水蒸气）。 【实验分析】 (1)实验前要先通一会儿气体样品，然后再点燃D处的酒精灯，其目的是排尽装置内的空气，从安全角度看可以防止 。 【定性分析】 (2)观察到装置A中的澄清石灰水变浑浊，小明认为沼气中含有 ，请写出装置A中发生的化学方程式 。 (3)观察到装置D中的黑色固体变红，小涵认为沼气中含有CO，小明经分析认为小涵的结论不严谨，理由是 。 【定量分析】 (4)小涵想通过装置D中固体减少的质量（即参加反应的CuO中氧元素的质量）和装置E增加的质量来判断混合气体中是否含有CO。反应结束后，测得装置D中固体减少的质量是a，装置E增加的质量是b。经分析沼气中含有CO，则a与b之间满足数学关系为 。 【问题解决】 (5)上述装置中气球的作用是 。 10．化学实验研究小组以“过氧化氢制取氧气的最佳条件”为课题并进行实验验证。 【查阅资料】 ①MnO2、FeCl3、KI都可以作H2O2分解的催化剂： ②气压传感器能描绘出密闭容器中压强随时间的变化曲线（如图2）。曲线斜率越大，说明过氧化氢分解速度越快，则该条件对过氧化氢分解速率影响越大。 【进行实验】 连接仪器， （填接下来的实验步骤）；将体积相同、浓度不同的过氧化氢溶液和不同质量的MnO2、FeCl3、KI分别放在耐压的密闭容器中，用气压传感器测量并采集数据： 实验号 因素 曲线斜率 催化剂种类 催化剂用量（g） 过氧化氢浓度 1 MnO2 0.1 5% 0.383 2 0.3 8% 6.367 3 0.6 10% 18.233 4 FeCl3 0.6 10% 0.099 5 KI 0.6 10% 0.163 【现象与结论】 （1）三种催化剂催化效果排序是 。 （2）实验3观察到瓶内反应剧烈，产生大白雾，其他实验组中未见到白雾。根据以上信息你认为最适合实验室制取氧气的为 （填实验号）。 （3）写出装置中反应的文字表达式（或符号表达式） 。 【验证实验】实验小组同学，不采用气压传感器和数字传感器，而是取来150mL集气瓶、水槽、秒表等，重复进行上述实验，通过 （填写操作方法）的测试，从而验证结论是否适合实际操作。 【交流与反思】若用图3仪器作为气体发生装置，请从安全角度说出。上述实验操作中的注意事项 （写1条）。 11．为了探究铁、铜、银三种金属的活动性顺序，某同学设计了如图所示的两个装置，进行实验完成了探究活动。 你能猜测到该同学所用的溶液分别是：a 、b 。 你能推测出该同学探究铁、铜、银三种金属的活动性顺序是： 。 12．牙膏是人们生活中不可缺少的必需品，某化学小组对牙膏展开探究。 某品牌牙膏主要成分：水、水合硅石、碳酸氢钠、香精、焦磷酸四钠、珍珠粉（含蛋白质、碳酸钙、多种微量元素）等。 【摩擦剂】牙膏中摩擦剂的作用是通过摩擦去除食物残渣、牙渍、牙菌斑等。常用摩擦剂有水合硅石、碳酸钙等。 (1)根据以上信息推测水合硅石可能的物理性质有 （写1条）。 【酸碱度调节剂】研究表明，口腔中pH在6.6~7.1有利于维持口腔生态平衡，若pH过低易导致牙齿持续脱矿引发龋齿等疾病，在牙膏中添加等物质可调节口腔酸碱度。 (2)某小组同学用如图装置测定某品牌牙膏中的质量分数。结合图中数据，计算牙膏样品中的质量分数（写出计算过程） 。 (3)用该方法测得的质量分数偏大的原因可能是 。（填一点） 【美白剂】牙膏中添加过氧化钙（）可除去吸附在牙齿微孔中的有色物质，美白牙齿。 资料：①氨气极易溶于水；② I．的制备：实验室可用如图装置制备。 向溶液中加入的溶液，通入氨气，反应生成晶体，脱水后得到固体。反应原理： (4)a的仪器名称为 ，长颈漏斗的作用 。 (5)甲中发生反应的化学方程式为 。 (6)乙中反应时常用冰水浴控制温度在左右，目的可能是 。 (7)反应结束后，经过滤、洗涤、低温烘干可获得。检验是否洗涤干净的方法是：取最后一次洗涤滤液， 。 II．的变质： 提出猜想：久置样品的成分可能为、、中的一种或多种。 实验验证：小组的同学利用数字化传感器探究样品的成分。取少量样品于试管中，加入一定量的稀盐酸，测得体系中溶解氧、pH及体积分数的数据如图。 (8)小凌同学分析实验数据后认为样品固体中一定有、、。小静同学认为该结论不正确，请结合图中数据分析，结论不正确的原因是 。 (9)由于易变质影响牙膏的保质期，不慎吞服后，会对口腔黏膜、食道等造成伤害，因此现在牙膏中常加入二氧化钛、焦磷酸盐等其他美白成分。分析本题中介绍的牙膏成分，其中具有美白作用的物质可能是 。 13．某氧系茶垢清洁剂主要成分为过碳酸钠（2Na2CO3·3H2O2），兼具有Na2CO3与H2O2的双重性质，热水溶解后，能迅速产生活性气体，快速清洁茶具、咖啡器具上的茶垢与咖啡渍。同学们对该清洁剂展开如下探究。 【查阅资料】 I.该茶垢清洁剂中不含酸性物质； Ⅱ.碳酸钠在温度约1744℃左右才能分解产生CO2。 探究过程如下：    【探究一】小组同学讨论后认为该茶垢清洁剂遇热水产生的无色气体应该为O2，不可能为CO2，理由是 。 【探究二】溶液A中的溶质是什么？ 猜想一：NaOH   猜想二： 。   猜想三：Na2CO3、NaOH 小明认为，观察操作②的现象即可证明猜想一正确。小红认为此说法不正确，理由是 。 【得出结论】通过观察到 的现象，证明猜想二是正确的。 14．疫情期间，各公共场所积极进行消毒，某公共泳池用的消毒剂是漂白粉，主要成分是Ca（ClO）2和CaCl2，某化学兴趣小组对其性质产生兴趣并进行探究。 【查阅资料】①漂白粉有效成分是Ca（C1O）2，能与空气中CO2发生反应，化学方程式为 ②HClO不稳定，具有漂白性，能使品红等有色物质褪色 ③HClO在常温下分解，化学方程式为 （1）漂白粉用于漂白、消毒是利用了它的 （填“物理”或“化学”）性质。 （2）将少量漂白粉放到水中，一段时间后过滤，溶液的pH （填“增大”“减小”或“不变”）。 （3）如果在漂白粉中滴加稀盐酸，能加快漂白速率。请写出漂白粉中加入稀盐酸反应的化学方程式 。 实验室有一包长时间开口放置的漂白粉，化学兴趣小组想要知道该漂白粉是否变质，设计了如下探究步骤： 【提出问题】长时间放置的漂白粉是否变质？ 【猜想】猜想一：没有变质，固体成分为Ca（C1O）2和CaCl2； 猜想二：部分变质，固体成分为 。 猜想三：全部变质，固体成分为CaCO3和CaCl2。 【实验探究】兴趣小组老师为同学们提供了如下试剂和仪器：稀盐酸、澄清石灰水、品红溶液、试管、带导管的单孔橡胶塞。 实验操作 实验现象 实验结论 ①    取少量样品于试管 ，将生成的气体通入澄清石灰水中 澄清石灰水变浑浊 猜想二成立 ②    在上述反应后的试管中滴加少量品红溶液 【拓展】①基于以上探究，保存漂白粉应该注意 ； ②工业上生产漂白粉的原理是，氢氧化钠与氢氧化钙有类似的化学性质，请写出氯气与氢氧化钠溶液反应的化学方程式 。 15．“自热食品”中的发热包加水能加热食物。兴趣小组对网购的某食品专用发热包（部分标签如图所示）进行了探究。    I.初步探究                       将一包撕开塑料袋后的发热包平放在烧杯底部，加入200mL常温水，插入温度计。观察到温度计示数逐渐升至92℃，冒出大量白雾，液体底部产生大量气泡。 (1)甲同学认为热量来自于氧化钙和水的反应，其反应方程式为 。 (2)使用方法中要求加常温水而不是热水的目的是 。 II.深入探究 探究一：注意事项中为什么要求“远离明火，严禁在密闭场所中使用”？ 【猜想假设】生成的气体是可燃性气体。 【查阅资料】2A1＋2NaOH＋2H2O=2NaA1O2＋3H2↑，反应放热。 【进行实验】按下图中①所示进行实验，发现气体无法被点燃。思考后利用改进后的②装置进行实验，观察到预期现象。    (3)预期现象是指气体燃烧，烧杯内壁 。 (4)①所示实验中气体无法点燃的原因是 。 探究二：如何简单自制发热包？ 【实验测定】 ①实验装置如图所示。检查装置气密性。    ②称取5.0g发热剂放入锥形瓶中。通入空气一段时间，称得干燥管1的质量为m1。 ③滴加足量的稀硫酸，待锥形瓶中无气泡产生，合理操作，称得干燥管1的质量为m2，且m2-m1=0.33g。 (5)实验步骤③中划线处的合理操作是 。 (6)若需将碳酸钠充分利用，则一包（50克）的发热包中，含有的氧化钙质量至少为 。 【粗略制作】根据计算结果，将一定质量的碳酸钠粉末、氧化钙粉末（稍过量）、铝粉混合均匀，倒入无纺布袋中封口，将无纺布袋放入塑料自封袋中密封保存。 【拓展延伸】 (7)将某自制发热包加水后，反应中的温度和pH变化如图所示。下列说法错误的是 。    A．反应后溶液碱性较强，有腐蚀性，所以废液不能随意丢弃 B．0～110s内，pH上升的原因仅是氧化钙和水生成氢氧化钙 C．110～880s内，pH变化的原因是氢氧化钠被铝粉逐渐消耗 D．880s～1856s内，随着氢氧化钙溶解度逐渐变大，pH上升 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 $$