2024年中考化学专项复习——科学探究题

2024年中考化学专项复习——科学探究题 1．化学实践小组的同学运用数字化技术对人体呼出的气体进行如下实验探究。根据题意回答问题。 (1)对人体呼出气体中水蒸气含量的测定（测定相对湿度）。向保鲜袋内吹气体，测得数据如图所示，已知实验当天气温较低，当人体吹出气体以后，相对湿度很快上升到100%，然后又缓慢降低，相对湿度降低的原因可能是 。    (2)对人体呼出气体中二氧化碳含量的测定。 【实验设计】取两支试管，分别装入相同浓度的澄清石灰水，一支试管缓慢通入空气，另一支试管连接电导率传感器，并通过吸管缓慢向试管中的澄清石灰水吹气。 【实验现象】当观察到 ，说明人体呼出的气体中的二氧化碳含量比空气中的二氧化碳含量高。 【数据分析】如图为向石灰水中吹气后溶液电导率（溶液导电能力）的变化情况。已知溶液的导电能力与溶液中离子数目和离子所带电荷有关。0~32s电导率逐渐下降的原因是 。    【交流讨论】在持续向石灰水吹气的情况下，32s以后，溶液电导率逐渐上升直至稳定，其原因是二氧化碳能与生成的碳酸钙反应，生成Ca2+和，离子浓度变大。根据质量守恒定律，写出该反应的化学方程式： 。 (3)对人体呼出气体中氧气含量的测定。 人体吸入气体和呼出气体成分含量如下表： 气体成分 吸入气体/% 呼出气体/% 氧气 20.77 17.17 二氧化碳 0.056 3.67 水蒸气 1.98 2.5 氮气和稀有气体 未测定 ①甲同学认为，人在呼吸过程中，吸入的氧气完全转化为二氧化碳，所以人体呼出气体中不含氧气。结合上表可知，甲同学的观点 （选填“正确”或“不正确”），理由是 。 ②乙同学认为，人在呼吸过程中，参与呼吸作用的氧气，基本转化成了二氧化碳，其理由是 。 ③丙同学认为，如果将空气中的氧气除去，可以保护金属。现有木炭、蜡烛、红磷，其中可以让空气中氧气含量明显降低且不增加其他空气成分的是 ；将铁丝放入反应后的气体中，铁丝不容易生锈，原因是 。 2．实验小组同学对密闭体系中影响蜡烛燃烧时间的因素进行探究。 (1)猜想与假设：蜡烛高度，蜡烛 ，烛芯长度，等均会影响蜡烛燃烧时间。 【探究活动一】探究蜡烛高度，烛芯长度对燃烧时间的影响。 实验操作：小组同学分别将下列点燃的蜡烛放置于玻璃片上，将集气瓶倒扣在玻璃片上，记录从倒扣集气瓶至蜡烛熄灭的时间。 实验序号 蜡烛高度/cm 烛芯长度/cm 燃烧时间/s ① 1 0.5 17.58 ② 3 0.5 11.40 ③ 5 0.5 8.99 ④ 2 0.2 16.01 ⑤ 2 0.5 x ⑥ 2 0.7 11.06 解释与结论： (2)为了得到正确结论，该小组同学在设计实验方案、进行实验操作时还注意了 的问题。 (3)表中x的取值范围是 。 (4)实验①②③的目的是 。 (5)该小组同学认为比较实验①④没有价值，他们的理由是 。 【探究活动二】探究氧气的浓度对燃烧时间的影响。 实验操作：用高度均为3cm、烛芯长度均为0.5cm的蜡烛进行实验，集气瓶中的气体用不同体积比的氧气和氮气填充，操作时同样注意（1）的问题，实验结果如图2所示。 解释与结论： (6)图中a点对应实验与探究活动一中实验②中蜡烛燃烧时间接近，原因是 。 反思与评价： (7)同学们发现氧气体积分数提升至50%以上时，发现蜡烛燃烧更剧烈，烛芯长度变大和蜡烛高度变小越显著，蜡烛燃烧时间却变短。结合活动一分析蜡烛燃烧时间变短原因是 。 (8)除了探究密闭体系中影响蜡烛燃烧时间的因素外，你对蜡烛还想研究的问题是 （写出1条即可）。 3．某班同学为验证碳酸钠的化学性质，向盛有碳酸钠的试管中加入一定量的稀盐酸，迅速用带导管的橡胶塞塞紧试管口，并将导管另一端通入盛有澄清石灰水的试管中。请回答下列问题。    （1）右侧试管中澄清石灰水变浑浊 （2）实验结束后，将两支试管中的所有物质倒入同一个废液缸中，充分反应后得到澄清废液。同学们对废液中溶质的成分进行如下探究（忽略二氧化碳的影响） 【提出问题】废液中溶质的成分是什么？ 【作出猜想】 【猜想一】CaCl2、NaCl、HCl 【猜想二】CaCl2、NaCl和Na2CO3 【猜想三】 【进行讨论】经过讨论，同学们一致认为猜想 是错误的。 实验步骤 实验现象 实验结论 取少量废液于试管中，加入 【猜想一】成立 【反思拓展】最终同学们确认了废液中溶质的成分。若将废液直接排入铸铁管道引起危害，你认为该废液的处理方法是 。 4．实验小组在探究“酸与碱能否发生反应”时，进行了如图所示实验。请根据实验回答：    【探究实验一】酸能不能与可溶性碱发生化学反应 甲同学进行了实验一，能观察到的明显现象是 ，说明酸能与可溶性碱发生化学反应，同时测定反应后溶液的pH=2。 【探究实验二】酸能不能与难溶性碱发生化学反应 乙同学进行了实验二，当滴入几滴稀盐酸后，发现②试管中无明显变化，于是得出“酸不能与难溶性碱反应”的结论。 丙同学对此产生质疑，并利用实验后的物质继续探究： 【补充实验】丙同学测定②试管中上层清液的酸碱度，读出pH=12，说明上层清液中的溶质一定有 。 【解释】丙同学由此认为乙同学的结论不正确，原因是 。 【验证】丙同学利用上述实验后的废液进行实验，将②试管中物质全部倒入一大烧杯中，静置，再将实验探究一所得溶液缓慢逐滴加入，说明酸能与难溶性碱发生化学反应的现象是 。 【分析】实验探究一、二中，反应均涉及到的化学方程式是 。 5．早在春秋战国时期，我国就开始生产和使用铁器。某实验小组利用焦炭和Fe2O3模拟早期炼铁并检验可能的产物，实验装置如下∶ 【查阅资料】①铁粉为黑色；常温下，Fe、Fe3O4可被磁铁吸引； ②PdCl2，溶液可用于检验CO，原理是∶PdCl2+CO+H2O=Pd↓+CO2+2HCl； ③Fe3O4与硫酸反应∶ Fe3O4+4H2SO4=FeSO4+Fe2(SO4)3+4H2O。 【实验现象】澄清石灰水变浑浊，PdCl2溶液中产生黑色沉淀，玻璃管内粉末全部变成黑色。冷却后，用磁铁靠近黑色固体，黑色固体被部分吸引。 （1）仪器A的名称是 。 （2）为了检验气体产物，装置从左到右的接口连接顺序为a→ → → → 。 （3）澄清石灰水变浑浊的化学方程式 。 【实验结论】反应生成CO 和CO2，磁铁上的黑色固体可能是 Fe、Fe3O4。 【提出猜想】磁铁上的黑色固体是什么？ 猜想一：Fe 猜想二∶ Fe3O4 猜想三∶ Fe 和Fe3O4 【设计实验】 设计思路 操作 现象 结论 定性实验 取少量黑色固体于试管中，加入足量稀硫酸，充分反应 固体完全溶解，产生气泡 猜想 不成立 定量实验 取一定质量的稀硫酸（足量）放入烧杯中，加入5.6g黑色固体，充分反应后称量溶液的质量 固体完全溶解，产生气泡，溶液增加的质量为 猜想一成立 【归纳总结】 根据实验结论和探究结果C与Fe2O3反应的化学方程式为 。 6．萧红中学某化学活动小组同学在一次实验中进行了酸、碱的某些化学性质的探究： [实验一]潇潇同学进行氢氧化钠的性质实验，如图实验A所示，首先潇潇取硫酸铜溶液于试管A中，观察到硫酸铜溶液的颜色为 ，向试管A中逐滴加入氢氧化钠溶液过程中又观察到有 色沉淀产生，最终溶液变为无色：实验验证了氢氧化钠溶液能与硫酸铜溶液发生了化学反应。 [实验二]红红同学观察潇潇同学的实验过程后，进行了稀硫酸性质的实验，如图实验B、C所示，请写出在试管B实验过程中发生反应的化学方程式是： ，做实验C时，观察到有白色沉淀，红红同学将C中物质过滤后与试管B中物质倒入同一烧杯中，发现有气泡产生、并有白色沉淀的现象，红红同学得出结论：试管C反应后溶液中溶质的化学式为 。潇潇同学将A试管中的滤液倒入红红实验的烧杯中，烧杯中无明显现象，为了确定烧杯中离子的成分，进行如下实验： [实验验证] 取烧杯中的废液少量于试管中，滴加几滴紫色石蕊溶液，紫色石蕊溶液变成红色。化学活动小组同学根据上述所有实验，确定溶液中一定不含有的离子有 （填离子符号）。 [反思与总结]根据上述实验探究过程可总结出：在确定溶液中一定不存在的离子时，可根据 判断得出正确的结论。 7．某兴趣小组的同学学习了碳酸钠的性质后，分别做了如下实验： (1)甲中观察到溶液变为红色，说明碳酸钠溶液呈 性。 (2)写出丙中发生反应的化学方程式： 。 将甲、乙、丙实验后三支试管中的物质全部倒入同一洁净的烧杯中，发现沉淀全部溶解，且有气泡产生，完全反应后溶液呈无色。同学们决定对烧杯内溶液的溶质成分进行探究： 【查阅资料】CaCl2溶液呈中性。 【分析讨论】 (3)烧杯内无色溶液中除酚酞外，一定含有的溶质是 (填化学式)，那么是否含有稀盐酸呢? 【设计实验】 实验 实验操作 实验现象 实验结论 ① 取少量无色溶液于试管中，加入AgNO3溶液 产生白色沉淀 溶液中含有稀盐酸 ② 取少量无色溶液于试管中，加入Fe2O3 溶液变为黄色 (4)你认为实验 根据现象得出的结论是不合理的。 【实验拓展】 (5)大家认为还可以选择其他方案来验证溶质成分。下列方案可行的是________(填字母)。 A．测溶液的pH B．向溶液中加入铜粉 C．向溶液中滴加FeCl3溶液 【废液回收】 (6)根据盐酸的性质，无需另加试剂，只要对烧杯内的溶液进行 操作，即可除去HCl，得到固体。 8．过氧化钠（Na2O2）是一种黄色固体。某次科技活动中，某化学兴趣小组的同学将包有Na2O2固体的棉花放入图1烧杯中，缓慢倒入CO2后发现处于下位的蜡烛先熄灭，上位的后熄灭，同时又惊奇地发现棉花燃烧起来。 Ⅰ、实验过程中“下位的蜡烛先熄灭，上位的后熄灭”的现象可说明二氧化碳具有的一种物理性质为 。 Ⅱ、棉花为什么会燃烧呢？小组的同学联想起物质燃烧的条件，推理出棉花要燃烧，除了已知的“棉花是可燃物”之外，还需要满足的条件是 、 。 【提出问题】在实验中是如何给棉花燃烧提供上述条件的呢？ 【查阅资料】①常温下二氧化碳与过氧化钠反应生成碳酸钠和一种气体，水能与过氧化钠反应生成氧气；②浓硫酸有吸水性，无水硫酸铜（白色）遇水后变成蓝色。 【设计实验】经过讨论后，小组的同学设计了图2所示的实验进行探究。 【实验步骤】 ①按图2所示装配好装置，并检查其气密性； ②将相关的试剂放入对应的仪器中； ③推动注射器的活塞，将稀盐酸注入锥形瓶中，并固定活塞位置； ④一段时间后，在a处放置一根带火星的小木条，观察现象。 【实验现象】 ①装置C中干燥管内没有出现蓝色； ②a处带火星的小木条复燃； ③装置D中烧杯内水的温度升高。 【实验分析】 ①装置B的作用是 。 ②装置C的作用是 。 【实验结论】 ①根据实验现象分析写出二氧化碳与过氧化钠反应的化学方程式： 。 ②棉花之所以会燃烧是因为过氧化钠与二氧化碳反应生成了 并 （填“吸收”或“放出”）热量，满足了棉花燃烧的条件。 9．某化学实验小组的同学们学习了复分解反应发生的条件之后，设计并进行了以下探究实验： 【观察与记录】A试管中发生反应的化学方程式为 。A、B试管中产生的相同现象是 。 【实验探究】实验结束后，同学们将A、B试管中的物质充分混合后进行了过滤，对过滤后得到的滤液C产生了兴趣。于是，甲同学取少量滤液C于试管中，向其中滴加无色酚酞溶液，观察到溶液变为红色，通过此现象同学们直接得出滤液C中一定含有 (填一种离子符号)，并由此可以推测出滤液C中一定不含有 (填离子符号)。 【提出问题】滤液C中还含有哪些离子？ 【继续探究】同学们讨论后，乙同学针对可能存在的离子做了如下图所示实验： 现象：溶液中产生白色沉淀 结论：溶液中含有钡离子，不含有硫酸根离子 【交流与反思】甲同学对乙同学的实验和结论提出了质疑，质疑的理由是 。经过讨论后，同学们改进了乙同学实验，换了一种与乙同学所选溶液中溶质类别不同的溶液 (填溶质的化学式)，观察到了明显的实验现象，得出了与乙同学相同的结论。 【归纳与总结】结合以上实验探究过程可以总结出：①在证明了溶液中的一种离子确定存在后，则可以推测出 一定不存在；②一般证明反应后溶液中的离子成分时，要针对可能存在的离子设计实验进行证明，但是要注意所选试剂不能 ，否则不能得出正确结论。老师对同学们的探究意识和钻研精神给予了充分肯定！ 10．实验是科学探究的重要方式。“敏雪”化学兴趣小组对常见碱NaOH和Ca(OH)2的部分化学性质进行了以下探究，请你根据要求回答问题：    (1)实验一：烧杯①中发生的相关化学方程式为 。该实验可鉴别NaOH和Ca(OH)2两种溶液，观察到的现象为： 。 (2)实验二：以“探究二氧化碳与氢氧化钠是否反应”为主题展开化学反应可视化的项目式学习。 烧杯③中装有一定量的氢氧化钠溶液，不断通入二氧化碳气体，利用pH传感器采集到的数据如图1所示，该反应的化学方程式为 ，可推测出反应后减少的微粒为 (填微粒符号)。 (3)烧杯④中装有一定量的水，不断通入二氧化碳气体，请在图2中画出pH传感器采集到的数据图像 。    (4)实验三：拓展探究。如图3所示，用3个250mL的烧瓶收集满CO2，注射器中分别装有等体积的水、同温下的饱和澄清石灰水和40%氢氧化钠溶液进行实验。同时迅速将注射器内液体全部注入各自烧瓶中，关闭活塞；一段时间后，同时振荡三个烧瓶，得到如图4所示的烧瓶内压强与时间的关系曲线图。    ①图4中，曲线 (填“1”、“2”或“3”)表示二氧化碳与氢氧化钙溶液的反应。 ②根据图4所示，可以得出的结论是 (填序号)。 A．开始一瞬间压强迅速增大，是因为注入了液体 B．对比曲线1和3，可证明CO2能与NaOH发生反应 C．1体积水中溶解CO2的量约为1体积 D．CO2能与水发生反应生成碳酸 (5)实验四：绿色化实验。查阅资料：氢氧化钠易溶于乙醇，碳酸钠微溶于乙醇；    如图所示进行实验，取2mL8%的氢氧化钠的乙醇溶液于试管中，向试管中通入CO2约30秒，观察到的现象为 。实验结论：氢氧化钠与二氧化碳反应了。 11．皮蛋是中国特色美食。兴趣小组以“皮蛋的制作”为主题开展研究性学习。 I.配制皮蛋液 (1)将生石灰(CaO)、纯碱(Na2CO3)和食盐固体按照一定比例混合后，加入适量水，充分反应后过滤，所得滤液即为皮蛋液。配制过程中发生了两个反应，化学方程式分别为、 。 【提出问题】皮蛋液中溶质的成分有哪些？ 【作出猜想】猜想1：NaCl、NaOH；猜想2：NaCl、NaOH和Ca(OH)2；猜想3：NaCl、NaOH和Na2CO3 【进行实验】 (2)实验一：取适量皮蛋液于试管中，向其中滴加过量稀盐酸，试管内无明显现象，说明猜想 不成立。 (3)实验二：另取适量皮蛋液于试管中，向其中滴加Na2CO3溶液，观察到试管中 ，说明猜想2成立。 【讨论与交流】 (4)据复分解反应发生的条件，实验一中除可用稀盐酸外，选用___________(填字母)也能达到同样的实验目的。 A．氯化钾溶液 B．氢氧化钾溶液 C．氯化钡溶液 (5)实验二中换作通入二氧化碳气体也可得到相同的结论，请写出相关反应的化学方程式 。 Ⅱ.浸制皮蛋 将鸭蛋洗净后放入盛有皮蛋液(pH约为14)的容器中，密封保存。鸭蛋内物质的pH、皮蛋液的pH与浸泡时间的关系如图。 (6)浸制皮蛋时容器需“密封”，目的是防止空气中的 (填化学式)与皮蛋液中的溶质反应，影响浸制效果。 (7)浸制至17.5天时，皮蛋液的pH (填“>”“=”或“<”)蛋内物质的pH.整个浸制过程中，蛋内物质的pH变化趋势是 。 Ⅲ.品尝皮蛋 除去浸制好的皮蛋蛋壳，发现皮蛋表面有“松花状”晶体出现，食用时口感发涩。经仪器检测知，皮蛋表面“松花状”晶体系浸制过程中形成的难溶物，构成难溶物的金属离子及其含量见下表： 离子种类 Mg2+ Ca2+ Cu2+ Fe2+ Al3+ 含量/% 40.3 0.15 0.08 0.04 0.12 (8)综合以上信息可知，“松花状”晶体中难溶物的主要成分是 (填化学式)。 (9)为去除涩味，食用时可蘸取少许食醋。从微观角度分析其化学反应的实质是 。 12．小思同学在实验室用大理石和稀盐酸反应制取二氧化碳完毕后，对废液中溶质的成分产生了兴趣。请你一同参与探究并回答下列问题： 【提出问题】废液中的溶质是什么物质？ 【作出猜想】小思同学认为废液中溶质只有氯化钙。你认为还可能有的溶质是 （填化学式）。 【查阅资料】氯化钙溶液呈中性。 【实验与结论】 （1）小思同学取少量废液与试管中，滴入几滴无色酚酞试液后，酚酞不变色。于是小思同学认为自己的猜想是正确的。 （2）你认为小思同学的实验 （填能或不能）证明他的猜想，理由是 。 （3）如果要证明你的猜想是正确的，你选择的试剂是 ，实验中可以看到的现象是 。 【拓展与应用】 （1）实验证明你的猜想是正确的。要想处理废液只得到氯化钙溶液，可以向反应后的溶液中加入过量的 。 A氢氧化钠             B氧化钙         C氢氧化钙          D碳酸钙 （2）通过以上探究，如果该废液未经处理直接倒入下水道，可能造成的危害是 。 【交流与反思】 在分析化学反应后所得物质的成分时，除了考虑生成物外，还需要考虑 。 13．化学实验是学习化学的基础，请根据铁丝燃烧实验，回答问题。 （1）铁丝在氧气中燃烧时为何要绕成螺旋状 。铁丝末端系火柴梗的作用是 （2）写出铁丝在氧气中燃烧的符号表达式： ，最能说明这是化学变化的一个现象是 （3）小明对铁丝在氧气中燃烧为什么会火星四射进行探究。下表是他将纯镁条、木炭和不同含碳量的铁丝（镁条和铁丝直径均为0.4m）放入氧气中燃烧时的实验现象的记录。请你分析回答： 物质 镁条 含碳0.1%的铁丝 含碳0.5%的铁丝 含碳1%的铁丝 木炭 燃烧时的现象 剧烈燃烧，发出耀眼的白光，无火星 剧烈燃烧，极少火星 剧烈燃烧，少量火星 （未填） 有白光，大量火星，生成能使澄清石灰水变浑浊的气体 ①你认为表中未填的实验现象是 ②造成铁丝在氧气中燃烧时火星四射的主要原因是 14．某次实验后，由于一同学的粗心，忘记将装有氢氧化钠固体的试剂瓶的瓶塞盖上。第二次实验时，同学们对该瓶氢氧化钠固体是否变质展开了探究。 【提出问题】氢氧化钠固体是否变质？ 【作出猜想】 猜想一；没有变质；主要成分是NaOH 猜想二：全部变质；主要成分是Na2CO3 猜想三：部分变质，主要成分是 。 【进行实验】 实验操作 实验现象 实验结论 ①取少量固体样品于试管中，加水溶解，滴加过量CaCl2溶液 有白色沉淀生成 猜想 错误 ②取①中上层清液于另一试管中，滴加无色酚酞试剂 猜想三成立 ①中产生白色沉淀的化学方程式是 。 【拓展延伸】氢氧化钠在保存中应注意： 。 15．科学的家庭氧疗可使人身心放松，因此家用制氧机成为越来越多的家庭医疗设备。化学兴趣小组的同学们对家用制氧机的原理、结构以及自制设备等展开了项目式学习活动。 任务一：了解家用制氧机的制氧原理 【查阅资料】 同学们通过查阅文献、实际调研了解到家用制氧机的制氧原理主要分为两种：空气分离制氧、化学试剂制氧。 【讨论交流】 (1)空气分离制氧利用的是液氧和液氮的 不同。 (2)化学试剂制氧可供选择的反应物较多，以下物质中，有可能用作制取氧气反应物的是 （填序号） ①CH4②CaO2③KC1O3④NH4Cl 任务二：认识家用制氧机的结构    (3)根据图示分析，制氧机的反应仓与实验室制取氧气哪种反应原理的发生装置类似？试写出该反应的文字表达式 。 (4)反应仓产生的氧气会经过加湿过滤仓，与实验室收集氧气的哪种方法类似？ ， 当观察到 时，即可开始吸氧。 任务三：设计并制作简易制氧机    (5)同学们在充分思考交流的基础上，利用家中常见的饮料瓶、吸管等设计并制作了简易家用制氧机（如图），其中A瓶的作用是 。 任务四：项目总结 (6)制作简易家用制氧机时，除需要考虑反应原理、方法选择外，还需要考虑很多方面的因素，例如： 。 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 $$