2024年中考化学三轮复习重难点提分专训：科学探究题

2024年中考化学三轮复习重难点提分专训：科学探究题 1．“氧立得”家用制氧机选择过碳酸钠做制氧剂，具有产氧量足、易携带、操作简单等特点，某兴趣小组对用过碳酸钠制氧气进行探究 【设计和进行实验】 (1)定性认识过碳酸钠的制氧气原理，完成下表中的内容： 实验 加水后的现象 用带火星的木条检验 温度变化 ① 迅速有较多气泡产生 （填“能”或“不”）复燃 明显升温 ② 不复燃 几乎不变 【查阅资料】 (2)过碳酸钠制氧气原理：将过碳酸钠和二氧化锰加入水中，发生如下两个反应 ①2Na2CO3﹒3H2O2=2Na2CO3+3H2O2； ②生成的H2O2发生分解反应的化学方程式 ； 【实验分析】 (3)如图所示操作，过碳酸钠溶于水会缓慢产生氧气，若要加快反应速率，需加 （填化学式）； (4)对比过氧化氢溶液制取氧气，该家用制氧机制氧剂的优点是______（多选题）； A．过碳酸钠是固体且较稳定，易于携带 B．过氧化氢溶液不稳定，易分解，不易存放 C．过氧化氢溶液浓度较大时具有一定的腐蚀性 【设计和进行实验】定量比较过碳酸钠与某浓度过氧化氢溶液的制氧气效率 【查阅资料】经计算产生150mL氧气，若用过氧化氢溶液制氧气，则需9.11mL5%的过氧化氢溶液和0.2g二氧化锰；若用过碳酸钠制氧气，则需1.41g过碳酸钠和0.2g二氧化锰，并加水至9.11mL。运用控制变量法进行实验，测得前20分钟数据如图； 【数据分析】 (5)从制氧气效率分析，前 min两者制氧气效率相当；2~20min内，曲线变化趋势是： ①两种制氧剂产生的气体体积随着时间的增加而 。 ②相同时间内， （填“过碳酸钠”或“5%过氧化氢溶液”）产生氧气的量较多； (6)已知某鱼缸养鱼需氧气流速在7.5mL/min左右更适合，依据图中信息判断选用 （填“过碳酸钠”或“5%过氧化氢溶液”）作为制氧剂可达到以上要求。 2．生态富民是我国实现高质量发展的重要路径。近年来，我国一些地区创新采用了“渔光互补”发展模式，化学实践小组的同学们对渔光互补的工作模式、鱼塘水的成分等产生了浓厚的兴趣，他们在老师的指导下展开了项目式学习活动。 任务一：了解渔光互补模式 【信息检索】同学们上网查阅资料，了解到“渔光互补”是在水面上方架设光伏板发电，下方的水域则用于水产养殖，形成“上可发电，下可养鱼”的发展模式。 【分析交流】 (1)光伏发电过程中能量的转化为：太阳能→ 。 任务二：检测分析鱼塘水质 【听取介绍】同学们来到“××渔光互补示范园”参观，据专家介绍，水产养殖过程中需保证合适的水温、溶氧量和酸碱度。 【检测水质】 (2)同学们用pH试纸对鱼塘水的酸碱度进行了检测，具体操作是 。 【小组讨论】 (3)同学们继续测定了不同时间段内鱼塘水的pH，并根据测定结果绘制了相应图像。同学们分析，鱼塘水中溶有鱼呼吸产生的二氧化碳，所以pH应该减小、但从清晨到中午，鱼塘水的pH却逐渐增大，其原因可能与水中藻类的 作用有关。 任务三：探究鱼塘水的成分 【教师指导】老师告诉同学们：①鱼塘底部塘泥中的有机物分解易使水质酸性增强；②该鱼塘养殖鱼虾，需定期投入为鱼虾补充钙质。 【猜想假设】同学们猜想：该鱼塘水呈酸性，且含有。 【进行实验】 (4)请完善下面表格。 实验步骤 实验现象 实验结论 ①取少量鱼塘水于试管中，向其中滴加几滴 。 溶液变成红色 鱼塘水呈酸性、且含有 ②另取少量鱼塘水于试管中，向其中滴加足量溶液。 先有气泡产生，一段时间后产生 沉淀 【反思评价】 (5)实验步骤②中产生沉淀所发生反应的化学方程式为 。 (6)有同学对实验结论提出了质疑，理由是 ，同学们改进方案后重新进行实验、得出了正确的结论。 任务四：展示项目研究成果 【成果分享】 (7)同学们通过实践活动，了解到“渔光互补”是一项具有发展潜力的高效生产模式，他们设计了板报进行宣传，请你与他们共同完成板报内容： 。 3．坪中化学兴趣小组的同学利用氢氧化钙溶液和稀盐酸进行酸碱中和反应实验，向烧杯中的氢氧化钙溶液滴入稀盐酸一会儿后，发现忘记滴加指示剂，因此，他们停止滴加稀盐酸，并对溶液中的溶质成分进行了探究。 【提出问题】该烧杯内溶液中的溶质是什么？ 【猜想假设】有四位同学根据所学知识，分别提出了自己的猜想。 小坪猜想：CaCl2和HCl； 小中猜想：CaCl2； 小威猜想：CaCl2和Ca（OH）2； 小武猜想：CaCl2、HCl和Ca（OH）2． 【查阅资料】CaCl2溶液显中性。 【组内交流】 （1）小组同学经过交流，一致认为小武的猜想不合理，理由是 （用化学方程式表示）。 【实验方案】 （2）小组同学分别设计了如下方案对提出的另外3个猜想进行探究 方案 实验操作 实验现象 结论 1 取少量烧杯内溶液于试管中，滴入几滴 溶液变红色 小威猜想成立 2 取少量烧杯溶液于试管中，滴加碳酸钠溶液 立即出现 小中猜想成立 3 取少量烧杯中溶液于试管中，加入镁条 冒出大量气泡 猜想成立 【交流反思】 （3）小组同学经过交流，认为第2个实验方案并不合理，原因是 。 （4）在分析化学反应后所得物质成分时，除考虑生成物外，还应考虑 。 （5）若小坪猜想正确，要处理烧杯内溶液使其溶质只含有CaCl2，可向烧杯中加入过量的 （填化学式）。 4．某化学研究小组对蜡烛(主要由碳、氢元素组成)燃烧进行了如下探究: (1)设计图1所示实验，请推测靠近三通管 (填“上口”或“下口”)的火柴火焰先熄灭，理由是 。    (2)小明用大小不同的玻璃罩罩在两组点燃的蜡烛上(如图甲)，观察发现A组实验高处烛焰先熄灭，B组实验低处烛焰先熄灭。    [提出问题]导致A组实验高处烛焰先熄灭，B组实验低处烛焰先熄灭的原因是什么? [查阅资料]物质燃烧释放大量的热，生成物受热膨胀，密度降低向上运动。 [猜想与假设] 假设1:烛焰熄灭可能与二氧化碳浓度有关； 假设2:烛焰熄灭可能与 浓度太低有关； 假设3：烛焰熄灭可能与温度有关； [设计实验] 实验一:将6个盛有等量澄清石灰水的敞口容器固定在铁丝上，点燃蜡烛，立即用小玻璃罩罩上(如图乙)。分别记下各容器内石灰水变浑浊所需的时间。多次重复实验获得数据如表。 容器编号 1 2 3 4 5 6 平均时间/秒 3.2 3.8 5.0 7.1 11.1 19.0 ①说明此时高蜡烛附近的二氧化碳浓度比低蜡烛附近的浓度 (填“高”或“低”) ，导致A组实验高处烛焰先熄灭。 ②请写出澄清石灰水变浑浊的化学方程式 。 实验二:将3支温度计分别挂在大玻璃罩内不同位置(如图丙)，点燃蜡烛，一段时间后发现温度计①示数明显增大，温度计②③示数增大不明显。 ①实验二研究的问题是 。 ②结合本实验的研究结果，对B组实验现象做出简要解释: 。 5．家里的水壶用久了，会结一层白色水垢，倒在杯子中的水也隐约可见白色的悬浮颗粒。小明对水垢的成分产生了好奇，将该白色固体带到学校实验室，与兴趣小组的同学展开如下探究。 【提出问题】水垢的成分是什么？ 【查阅资料】 ①水垢主要是水中所含钙、镁盐类受热后析出并附着在金属材料表面而形成的； ②水垢的主要成分一般是CaCO3、Mg（OH）2（其他物质不参与探究过程）； ③氯化钙与氢氧化钠的稀溶液不发生反应； ④氢氧化镁受热分解生成水和氧化镁。 【作出猜想】 猜想一：CaCO3 猜想二：Mg（OH）2。 猜想三：CaCO3、Mg（OH）2 【实验设计】 实验方案 实验现象 实验结论 ①取少量白色固体于试管中，加入过量稀盐酸 猜想二不成立 ②向①反应后的试管中加入2~3滴NaOH溶液 无明显现象 猜想一成立 【反思交流】兴趣小组的同学认为上述结论不正确，原因是 。 【继续探究】为进一步确定水垢的成分，同学们设计了如下实验，称取mg水垢样品放入硬质玻璃管中（已知：碱石灰的主要成分是氧化钙和氢氧化钠）。 【实验与数据记录】 ①称量装置C、D的质量，连接仪器； ②打开弹簧夹，缓慢通入氮气，一段时间后关闭弹簧夹，点燃酒精喷灯； ③待硬质玻璃管中样品完全反应，打开弹簧夹通入氮气； ④实验结束后再次称量装置C、D的质量，发现装置C增重ag，装置D增重bg。 【结论与分析】（1）待硬质玻璃管中样品完全反应，打开弹簧夹通氮气目的是 。 （2）据上述探究过程可知水垢中含有氢氧化镁，装置B中发生反应的化学方程式为 （写一个）。 （3）水垢样品中氢氧化镁的质量分数为 （用含a、b、m的式子表示）。 【拓展与延伸】装置E的作用是 ；生活中，水垢过多会影响电水壶的使用寿命，需定期进行清洗，可使用厨房中的 （填物质）除去水垢。 6．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。 7．同学们在学习碱的性质时发现：二氧化碳能和氢氧化钠反应，但它们反应时没有现象。兴趣小组的同学提出能不能用实验证明二氧化碳和氢氧化钠确实发生了反应呢？ 【查资料】 二氧化碳与氢氧化钠反应，当二氧化碳量不足时生成碳酸钠，如果继续通入过量二氧化碳，二氧化碳可进一步和水及碳酸钠反应生成碳酸氢钠。 【实验（一）】设计实验直接观察现象。 【进行实验】 同学们在老师指导下，查到氢氧化钠和碳酸钠在无水酒精和水中的溶解度如下表： 氢氧化钠 碳酸钠 20℃ 40℃ 20℃ 40℃ 水 109 g 129 g 21.8 g 49 g 无水酒精 17.3 g 40 g 不溶 不溶 根据表中信息，他们选取了一种溶剂配制了饱和氢氧化钠溶液，然后向该饱和溶液中通入适量二氧化碳气体，他们看到了明显的现象，从而直接证明了二氧化碳和氢氧化钠确实发生了反应。 （1）他们选取的这种溶剂是 ，观察到的现象是 。 【实验（二）】探究二氧化碳通入氢氧化钠溶液后有新物质生成。 【进行实验】 同学们设计了如下实验装置： （2）第一步：实验时他们先关闭b，打开a、c，观察到A中有大量气泡产生，B、C中没有明显变化。写出A中发生的化学反应方程式 。 （3）第二步：接下来他们进行了一个操作，观察到C中澄清石灰水变浑浊，从而证明了第一步时B中氢氧化钠确实与来自于A中的二氧化碳发生了反应生成了新物质。他们进行的这个操作是 ，写出C中澄清石灰水变浑浊的化学方程式 。 （4）同学们讨论后发现如果把C中的澄清石灰水换成酸或盐，也能证明第一步时B中氢氧化钠与来自于A中的二氧化碳确实发生了反应生成了新物质。如果把C中的澄清石灰水换成酸，完成第二步实验时C中出现的现象是 ；如果把C中的澄清石灰水换成盐，则不能选择下列哪种盐（选填编号） 。 ①.CaCl2②.BaCl2③.K2SO4④. Ba（NO3）2 【实验（三）】同学们用pH传感器测定氢氧化钠溶液通入二氧化碳后pH的变化。 【进行实验】 如下图，瓶中装入了50g8%的NaOH溶液，均匀缓慢地通入二氧化碳气体，每100秒通入2.2g二氧化碳气体，总共通入了4.4g二氧化碳（通入的二氧化碳气体全部被瓶中溶液吸收） 从上图可得出当通入二氧化碳后，瓶中溶液的pH不断变小，这充分说明二氧化碳和氢氧化钠确实发生了反应。 （5）写出前100秒溶液中发生的化学反应方程式 。 （6）写出200秒后溶液中溶质的化学式 ，该溶质的质量是 g。 8．某研究小组发现，维C泡腾片(保健药品，主要成分见图1)溶于水，有许多气泡产生(如图2)。 探究：该气体的成分。 【猜想与假设】 (1)小华说：该气体可能是CO2、O2、CO、H2、N2。 小明说：不可能含有N2，因为 。 小芳说：不可能含有CO和H2，因为从药品安全角度考虑，H2易燃易爆，CO 。 该小组同学认为：该气体可能含有CO2、O2中的一种或两种 【进行实验】 实验编号 实验操作 实验现象 ① 将气体通入澄清的石灰水中 澄清石灰水变浑浊 ② 将带火星的木条伸入该气体中 带火星的木条没有复燃 【得出结论】 (2)结论一：由实验①可知，该气体中肯定含有 ，写出该反应的化学方程式 。 结论二：由实验② (填“能”或“不能”)确定该气体中不含氧气。 9．某化学兴趣小组对“空气中氧气含量的测定”展开学习 【经典回顾】二百多年前，法国化学家拉瓦锡用定量的方法研究了空气的成分(实验装置如图1) 该实验中选择使用汞的优点有 (填字母)。 A．汞俗称水银，常温下呈液态，安全无毒 B．几乎能将密闭装置内空气中的氧气耗尽 C．反应生成的氧化汞是固态，不影响压强 D．生成的化合物加热分解又能得到汞和氧气 【实验回顾】实验室常用图2所示的方法测定空气中氧气的含量。 （1）红磷燃烧的化学方程式为 。 （2）利用此装置进行实验时，在集气瓶外点燃红磷，一方面会造成空气污染，另一方面伸进集气瓶速度慢了会使实验测定结果 (填“偏大”、“偏小”或“不变”)。 （3）集气瓶中的水的作用：①加速冷却；② 。 【实验改进】利用如图3所示的改进装置进行探究。 先在容积为200.0mL的集气瓶里装进50.0mL的水，再在量筒内装入100.0mL的水，然后按图连好仪器，接通电热棒，红磷立即被点燃。 （1）实验结束时量筒内剩余水的体积是73.0mL，通过以上数据测得空气中氧气含量为 %。 （2）用图3装置进行探究，与图2装置比较，优点是 。 10．请根据图1和图2，回答下列问题：    (1)图1为自然界水循环示意图下列关于水的天然循环的说法中正确的是______（填序号，下同）。 ①水在天然循环过程中实现了水的自身净化 ②水的天然循环是通过水的三态变化实现的 ③太阳为水的天然循环提供了能量 ④水的天然循环完成了水资源的重新分配 A．只有①③ B．只有①② C．只有③④ D．①②③④ (2)分析图1可知，在水蒸发的过程中，下列说法正确的是______。 A．水分子不断运动 B．水分子之间间隔不变 C．水分子发生改变 D．水分子本身没有改变 (3)图2是电解水的示意图。实验中的能量转化方式是：由 能转化为 能。玻璃管a中产生的气体是 ，可用 检验，现象是 。 (4)玻璃管b中的气体是 ，打开活塞，在尖嘴处用火柴点燃，观察到的主要现象是 。由该实验可知，在电解水的过程中，下列说法正确的是 。 A．玻璃管a连接的是电源正极 B．水分解过程中，水分子中的氢、氧原子可以再分 C．水中最好加入少量稀硫酸或氢氧化钠以增强导电性 D．产生氢气和氧气的质量比大约为2:1 11．69 中学化学活动小组在做碱和盐的实验时，向硫酸钠、碳酸钠的混合溶液中滴加氢氧化钡溶液，此时观察到的实验现象是 。 【表达与交流】 向混合溶液中加入氢氧化钡溶液时，溶液中 OH-的数目变化趋势曲线应该是 (如图，填①或②) 。 实验后，小组同学将烧杯内的物质进行过滤,对滤液的成分产生了浓厚的兴趣，进行了进一步的探究活动。 【提出问题】滤液里含有什么溶质？ 【猜想与假设】A 同学： NaOH              B 同学： ； C 同学：NaOH 、Na2CO3                  D 同学：NaOH 、Ba(OH)2 E 同学: NaOH 、Na2SO4、Na2CO3 【活动与探究】E 同学为了验证自己的猜想，取滤液于试管中，先向其中滴加稀硝酸，有气泡产生，再向反应后的溶液中滴加氯化钡溶液，产生白色沉淀，由此 E 同学得出结论：自己的猜想成立。 【评价与交流】A 同学不同意 E 同学的结论，A 同学认为实验中还可能发生的反应的化学方程式是 。 同学们经过讨论后将实验进行了修正后，重做了上述实验，观察到一样的现象，证明出 E 同学的猜想是正确的，同学们的修正是 。 【归纳与总结】通过上述实验，你认为在确定滤液中溶质成分时，所选试剂的 ，对某些成分的测定也会产生影响。 12．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。 (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 。（填写物质名称） ②图中a点所示溶液中的溶质是 。（填写化学式） 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)酸碱中和反应的微观实质是 。 13．为认识酸和碱的性质，甲乙丙三位同学分别借助传感器对稀溶液与稀硫酸的中和反应进行研究，实验装置如图，三颈烧瓶中盛放溶液X，用恒压漏斗匀速滴加另一种溶液。    (1)甲同学用传感器测得三颈烧瓶内溶液的变化如题图，判断溶液X是 ，实验进行到时溶液中的溶质为 。(填化学式) (2)乙同学用温度传感器测得三颈烧瓶内温度变化如图(实验过程中热量散失忽略不计)，据此可得出反应过程中 能量的结论(填“吸收”或“释放”)。 (3)丙同学为了进一步确定反应后溶液中溶质的成分，进行如下探究： [猜想与假设] 猜想一：只有；猜想二：有和；猜想三：有和 [资料]：Fe(OH)3是难溶于水的红褐色沉淀 实验操作 实验现象 实验结论 步骤一：取少量反应后的溶液于试管中，加入Fe2O3粉末 猜想二正确 步骤二：向步骤一所得溶液中滴加少量溶液 无明显现象 ①步骤一中的实验现象为 ，步骤一中发生反应的化学方程式为 。 ②步骤二反应后所得溶液中溶质的成分可能有哪几种情况，分别是 。 14．兴趣小组同学为了探究实验室中久置的氢氧化钠固体的成分，进行了有关实验。请你与他们一起完成以下探究活动： 【对固体猜想】猜想I：全部是NaOH；猜想Ⅱ：全部是Na2CO3；猜想Ⅲ：是NaOH和Na2CO3混合物。 【实验和推断】 （1）若现象a为有气泡产生，则加入的A溶液是足量的 ，说明氢化钠已经变质，有气泡产生的反应的化学方程式是 。 （2）若A是Ca(OH)2溶液，现象a有白色沉淀，现象b为无色酚酞试液变红色，则白色沉淀为 (填化学式)，该实验 (填“能”或“不能”)说明样品中有NaOH。 【反思】久置的氢氧化钠变质的原因是(用化学方程式表示) 。由此可知，氢氧化钠应 保存，以防变质。 15．在老师的指导下，某兴趣小组利用下列装置进行了“可燃物燃烧的条件”的探究实验。 【实验目的】探究可燃物燃烧的条件。 【查阅资料】碳酸钠和稀盐酸反应生成CO2；白磷的着火点是40℃。 【实验步骤】 ①将所需仪器按照装置图连接起来； ②打开K1和K2，向上拉动任意一支注射器的活塞，检查装置的气密性； ③将实验所需药品加入对应的甲、乙装置中； ④将装有过量白磷的具支试管放入冷水中，并将导管伸入澄清石灰水； ⑤关闭K2，打开K1，往装置甲中加入适量双氧水； ⑥关闭K1，打开K2，往装置乙中加入适量的稀盐酸； ⑦将烧杯中的冷水换成80℃热水； ⑧关闭K2，打开K1，往装置甲中加入适量双氧水； ⑨关闭K1，打开K2，往装置乙中加入适量的稀盐酸； 【实验现象】上述步骤中，能看到白磷燃烧的是 （填序号），白磷燃烧的化学方程式是 。 【实验结论】通过上述实验可知，可燃物燃烧必须同时满足 、 两个条件。 【反思与评价】 （1）实验步骤⑥，根据装置中 的现象可以判断具支试管中的氧气基本排尽。 （2）该实验与如图所示装置相比，优点是 （答一条即可）。 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 $$