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．在丰富多彩的物质世界里，铁及其化合物占有重要地位。某化学兴趣小组进行了以下实验探讨铁及其化合物性质。 实验一：制备Fe3O4纳米材料：先向FeCl2溶液中加入NaOH生成Fe（OH）2，再用O2将其部分氧化为Fe（OH）3；最后将氢氧化物加热分解制得Fe3O4纳米材料。 (1)当Fe（OH）2和Fe（OH）3的质量比为 时，生成的Fe3O4的质量最优。 实验二：某工业铁红（Fe2O3）样品中可能混有一种黑色的氧化物杂质，该杂质可能是FeO或Fe3O4，为探究样品中是否含有杂质及杂质的成分，兴趣小组同学准确称取8.0g样品，进行如下实验，完全反应后E装置增重2.4g。 注：碱石灰是氧化钙与氢氧化钠固体混合物，可用作干燥剂，能与二氧化碳气体反应。 (2)实验时装置的连接顺序为A→F→C……，装置F中试剂X是 。 (3)下列实验操作步骤的合理顺序是 （填编号）。 A．加热装置D中反应管 B．检验H2的纯度 C．打开装置A中分液漏斗活塞，向圆底烧瓶中加入稀盐酸 (4)待D反应结束后停止加热，继续通A产生气体的作用是 。 (5)该工业铁红样品中混有 杂质。 实验三：探究铁锈蚀的因素 小组设计了如图一装置，检查气密性，将5g铁粉和2g炭粉加入三颈烧瓶，t1时刻加入2mL饱和NaCl溶液后，再将一只装有5mL稀盐酸的注射器插到烧瓶上，采集数据。 (6)据图二，t2时刻后反应并未停止温度却开始降低，原因是 。 (7)据图三，分析t3时刻压强突然变大的原因是 （用化学方程式表示）。 2．小明同学用“双氧水”（过氧化氢溶液）清洗伤口时，不小心将双氧水滴到水泥地板上，发现有大量气泡产生．小明联想到自己曾经用二氧化锰做过氧化氢分解的催化剂，他想水泥块能否也可以作过氧化氢分解的催化剂呢？于是他到附近建筑工地取回一些水泥块，先用蒸馏水浸泡、冲洗、干燥，并进行以下探究。 （1）【猜想】水泥块能作过氧化氢分解的催化剂。 （2）【实验验证】（按要求填写）（请在横线上写出所缺少的内容） 实验步骤 实验现象 实验结论 实验一 木条不复燃 常温时过氧化氢溶液分解速度较慢 实验二 在装有过氧化氢溶液的试管中加入水泥块，然后将带火星的木条伸入试管中 木条复燃 （3）【结论】水泥块能加快过氧化氢的分解速率，所以水泥块能作过氧化氢分解的催化剂。 （4）【讨论与反思】小芳认为，仅凭上述两个实验还不能证明水泥块为过氧化氢分解的催化剂，她认为需要增加一个探究实验：探究 。【实验步骤】①准确称量水泥块的质量；②完成实验二；③待反应结束后，将实验二试管里的物质进行过滤、洗涤、烘干、 ；④对比反应前后水泥块的质量。【分析】如果水泥块反应前后质量不变，则说明水泥块可以作过氧化氢分解的催化剂。 （5）但小华认为，要证明小明的猜想，小芳的补充实验还不够，还需要再补充一个探究实验：探究 。 （6）该反应除水泥块、二氧化锰能做催化剂外，请另外写出一种能做催化剂的物质 。 3．食用碱的主要成分是(常含有少量的NaCl)。课外探究小组为测定市售食用碱中的含量，设计了如下实验装置： 设计思路：利用装置C中的物质质量测定食用碱中的含量。 请结合实验装置和设计思路，回答下面问题： (1)装置A中滴加的最佳溶液应是___________。 A．浓盐酸 B．稀硫酸 C．澄清石灰水 D．氯化钡 (2)为了更精确的实验，反应后应该控制通入氮气的流速为 (填“慢速”或“快速”)。若把实验中的氮气换成空气，对食用碱中碳酸钠的质量分数的测量产生 (填“偏大”、“偏小”或“不变”)的影响。 (3)该小组的同学称取食用碱样品的质量为，充分通入氮气后把C装置中得到的沉淀经过滤、洗涤、干燥，称得质量为，据此可计算出食用碱中碳酸钠的质量分数为 。 4．“茶垢清洁剂”能快速清洁茶具上附着的茶垢等污渍。使用时，将产品倒入茶具中，加入60～70℃的热水，立即产生大量气泡。某研究小组对其进行了探究。 【提出问题】产生的大量气泡可能含有什么物质？ 【查阅资料】过碳酸钠（）外观为白色固体，具有和的双重性质，过碳酸钠易溶于水，遇水。受热易分解。 【提出假设】 (1)华雪研究小组认为不可能含有CO，从环境友好的角度说明原因 。 (2)研究小组认为产生的大量气泡可能含有： 猜想Ⅰ：；猜想Ⅱ： ；猜想Ⅲ：和 【实验探究1】 (3)研究小组取少量该茶垢清洁剂于试管中，向其中加入适量60～70℃的热水，塞上带导管的橡皮塞。 序号 实验操作 实验现象 实验结论 实验1 先打开橡皮塞，立即将带火星的木条伸入试管 猜想Ⅰ成立 实验2 将生成的气体通入澄清石灰水 澄清石灰水未变浑浊 【实验探究2】同样的产品价格不同，可能是因为产品的纯度不同。包装不同等。研究小组设计了如下装置测定某品牌茶垢清洁剂的纯度（过碳酸钠的质量分数）。（注：碱石灰是NaOH和CaO的固体混合物，可吸收二氧化碳和水蒸气）    (4)向A中加入稀H2SO4时 （填“需要”或“不需要”）打开分液漏斗上端玻璃塞； (5)装置B中的试剂是 。 【讨论分析】 实验探究1中： (6)向试管中加入60～70℃的热水，而不是室温水，原因可能是 ； 实验探究2中： (7)反应前后都要通入，反应前通入足量的目的是 ； (8)装置C中发生的反应方程式是（写一条即可） ； (9)装置D的作用是 ； (10)A中所取样品质量为ag，C装置在第一次通N2后和第二次通N2后质量分别为bg、cg，则样品的纯度为 。 5．科学探究题 初三某化学兴趣小组同学，依据教材实验对化学反应前后质量变化进行了探究。 【查阅资料】1、碳酸钠（）和稀盐酸（HCl）反应生成氯化钠、水和二氧化碳气体。2、白磷在空气中燃烧现象和化学方程式与红磷燃烧相同。 【实验装置设计】甲、乙、丙小组同学分别设计如下图装置： (1)甲组实验，白磷燃烧时，除了看到白磷燃烧产生大量白烟这一明显现象外，还观察到气球 ，该反应的化学方程式 。 (2)请根据乙组和丙组设计的“质量守恒定律”的实验装置进行探究，并按要求完成乙组和丙组实验。 ①乙组实验结束后可观察到天平 （填“是”或“否”）平衡，产生这种现象的原因是 ，此反应 （填“遵守”或“不遵守”）质量守恒定律，此反应的化学方程式 。 ②丙组实验过氧化氢溶液（少量）分解反应前后各物质质量总和的测定，得出参加化学反应的各物质的质量总和 （填“大于”、“等于”或“小于”）反应后生成的各物质的质量总和。 【实验结论】 通过甲、乙、丙实验探究，我们可以得出一切化学反应都要遵守质量守恒定律。 【实验分析】 (3)化学反应的过程是参加反应的原子重新组合的过程。从微观角度分析，化学反应前后一定改变的是 （填数字序号）。 ①原子种类②分子种类③原子数目④原子质量 6．过碳酸钠（化学式：）是茶垢清洁剂和爆炸盐的主要成分。某实验小组欲通过数字化实验探究过碳酸钠作为清洁剂的原理，大家共同参与，共同学习。 源于活氧激泡技术，瞬间释放活性氧分子，自动分解多种污渍（如果汁、咖啡渍、茶渍、红酒渍、油渍、酱渍、尿渍等多种顽固污渍），使白色衣物更洁白。并有效分解衣物霉味、烟味、油烟味、烧烤味等异味，并达到杀菌功效。 主要成分：过碳酸钠（内置量勺） 查阅资料： Ⅰ、过碳酸钠为白色粉末，能与水迅速反应生成碳酸钠和过氧化氢。 Ⅱ、过碳酸钠加入水后产生的气体能使茶垢分解、脱落，也可以去除油污，且使用时加入热水效果更好。 【实验探究一】探究产生气体 (1)过碳酸钠俗称固体双氧水。因此，产生的气体应该是氧气。老师利用氧气传感器测得爆炸盐溶于水前后容器内的浓度变化如图1所示，证明该气体中 （填“有”或“没有”）氧气。 (2)产生的气体还可能是 ，你的检验方法是 。 结果交流一：过碳酸钠加水后产生的气体是氧气。 【实验探究二】探究溶液的酸碱性 (3)由资料可知，茶垢清洁剂的溶液显 性。取少量茶垢清洁剂在烧杯中，加入蒸馏水至全部溶解，滴加几滴无色酚酞试液，溶液先变成红色后褪色。大家对酚酞溶液红色消失做出了多种猜想：①溶液的碱性太强使酚酞试液转化为无色；② …… 结果交流二：利用过碳酸钠溶于水后的反应，爆炸盐在使用过程中可以去除衣物上的油渍及有色污染物。 【实验探究三】探究影响过碳酸钠使用和生产效果的因素 (4)为何使用热水能提高茶垢清洁剂的使用效果？同学们向两个装有茶垢清洁剂的抽滤瓶中，分别注入的冷水、热水，实验装置如图2所示，氧气浓度传感器采集的数据如图3所示。 加入药品前，要 。通过 可知热水的效果更好。 (5)在工业流程中实验测定反应温度对产物的影响如表1所示： 查阅资料：工业上常以所含活性氧的质量分数（过氧化氢的质量与样品的质量的百分比）来衡量过碳酸钠产品的优劣。 表1 活性氧百分率/% 产率/% 13.94 85.49 14.02 85.78 15.05 88.38 14.06 83.01 表2 碳酸钠与过氧化氢的质量比 过碳酸钠的产率/% 活性氧的含量/% 78.91 12.70 81.08 12.71 79.53 12.67 76.02 12.68 ①根据表中1数据，你认为反应最佳的温度范围是 。尝试分析温度越高或越低，得到过碳酸钠的产率都会偏低的原因 。 ②在工业生产中碳酸钠与过氧化氢的质量比不同，会直接影响过碳酸钠的产率，进而影响活性氧的质量分数。请根据过碳酸钠的化学式，计算过碳酸钠生产过程中理论上需要碳酸钠与过氧化氢的质量比为 。实际生产中碳酸钠与过氧化氢的质量比与产物过碳酸钠的产率关系如表2所示，请根据表中数据说明碳酸钠和过氧化氢的最佳投料的质量比为 。 结果交流三：使用或储存茶垢清洁剂或爆炸盐时，需要注意的事项是 （写一点即可）。 7．草酸（H2C2O4）是一种有机酸，广泛分布于植物、动物和真菌体中，并在不同的生命体中发挥不同的功能。在浓硫酸的催化作用下，固体草酸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： 【提出问题】生成物中有哪几种碳的氧化物？ 【收集资料】 a.浓硫酸有吸水性，可用于干燥某些气体。 b.氢氧化钠溶液与CO2反应，可除去CO2气体 【提出猜想】 (1)猜想1：只有CO    猜想2： 。猜想3：含有CO和CO2。 【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图实验： 【实验探究】 (2)小明认为点燃E处酒精灯前，必须先通一会儿气体，其理由是 。 (3)当观察到 （填序号）装置的澄清石灰水变浑浊，证明草酸分解有CO2气体生成。 (4)E装置中出现 的现象，F装置中澄清石灰水变浑浊，证明草酸分解有CO气体生成。 【实验结论】 (5)实验证明：猜想3成立，草酸分解的化学方程式是 。 【问题讨论】 (6)C装置的作用是 。 (7)小红认为该装置有一处不足之处 。 8．某班同学看到装有薯片的包装袋总是鼓鼓的，袋里面充有气体，他们进行了如下探究： 【提出问题】 ． 【建立假设】小红猜想是氮气；小明猜想是二氧化碳． 【制定计划】他们设计一个简单的实验方案，判断小明的猜想是否正确． 【进行实验】 ． 【实验现象】 ． 【得出结论】 ． 【表达与交流】你认为食品充气包装，对所充气体的要求是： ① ； ② ； ③ 。 9．小明完成酸碱中和反应实验几天后发现，实验台上有一瓶忘记盖上瓶塞的氢氧化钠溶液，请同学们帮助小明完成如下实验方案来检验氢氧化钠溶液是否变质。 【猜想与假设】 猜想一：没有变质；猜想二：部分变质；猜想三：全部变质 【查阅资料】Na2CO3溶液呈碱性，CaCl2溶液呈中性。 【进行实验】 实验步骤 操作 实验现象 结论 一 取少许该溶液于试管中，滴入过量 溶液 产生白色沉淀 猜想三正确 二 静置上述溶液，取上层清液少许于另一支试管中，滴入几滴酚酞溶液 酚酞溶液呈 色 ①请写出步骤一中发生反应的化学方程式 。 ②小明向该溶液中滴加几滴稀盐酸，没有气泡冒出，得出猜想一正确。你认为小明的实验设计是否正确？请说明理由 。 【交流反思】氧氧化钠敞口变质的原因是（用化学方程式表示） ，因此氢氧化钠必须密封保存。为了防止药品与空气中的某些成分反应而变质，实验室中必须密封保存的药品也有很多，试举一例 。（填药品名称）。 10．乙炔（C2H2）气体和氧气反应能产生高温火焰，工人师傅常用氧炔焰切割或焊接金属。乙炔由碳化钙（块状固体，化学式为CaC2）与水反应生成，同时生成一种白色固体。 【提出问题】白色固体是什么物质？ 【做出猜想】小明经过思考认为有以下几种可能： 猜想一：CaO；猜想二： ；猜想三：Ca(OH)2。 他的依据是 。 【交流反思】经过同学们交流讨论，认为猜想一不成立。否定猜想一的理由是： 。 【进行实验】 （一）取少量白色固体放入试管中，滴加稀盐酸，没有观察到 ，证明猜想二不成立。 （二）取少量白色固体加入到水中，取上层清液， ，有白色沉淀出现，证明猜想三成立。该反应的化学方程式为： 。 结论：白色固体是Ca(OH)2。 【拓展应用】已知碳化钙与水反应非常剧烈，乙炔的密度比空气略小。实验室欲制取并收集纯净的乙炔，要求做到节约、安全、随时发生、随时停止，你选择的装置是 （选填图中装置序号）。 11．实验 小组的同学们对过氧化氢溶液制氧气的实验进行了如下拓展探究。 【探究一】甲组同学探究催化剂种类对过氧化氢溶液分解速率的影响（实验中催化剂均为0.4 g，过氧化氢溶液浓度均为6%，以收集10 mL气体为准），该小组采用了下图所示装置进行实验，具体数据如下表： 催化剂种类 时间（s） CuO 140 MnO2 60 活性炭 240 (1)写出以二氧化锰作为催化剂用过氧化氢溶液制取氧气的反应方程式 ， 若用排水法收集产生的氧气，并用量筒定量测定排出水的体积，则导管口的连接顺序是 （填序号）。 ①abcd     ②acbd (2)原装置中的空气对实验结果是否有影响？ （填“是”或“否”）。 (3)分析表格中数据，可以得出相同条件下表中催化剂的催化效果依次为 。 (4)为完成此探究，实验时需要测定的数据是 。 【探究二】乙组同学探究过氧化氢溶液浓度对分解速率的影响（水浴池中水的温度控制在21℃，二氧化锰均为0.5 g，过氧化氢溶液均为5 mL，三颈瓶容积为250 mL），该小组采用了如图甲所示装置进行实验，并依据数字传感器数据绘制图乙的图像： (5)实验中，用水浴池中的热水加热比用酒精灯直接加热的优点是 （根据生活经验任填一点）。 (6)图1说明过氧化氢溶液浓度越高，反应速率越快，以10%H2O2溶液为例，三颈瓶内气压由高缓慢降低的原因是 。 (7)图2说明从温度看，过氧化氢溶液浓度越高，反应越 （填 “剧烈”或“平稳”。） 12．化学是推动人类社会可持续发展的重要力量，在应对环境污染等人类面临的重大挑战中发挥着不可替代的作用。某化学兴趣小组的同学们利用寒假时间，通过查阅资料、采访专家、实验测定等形式，对固体废弃物治理的相关知识展开了项目式学习。 任务一：认识固体废弃物及其分类 【查阅资料】 ①固体废弃物是指人类在生产建设、日常生活和其他活动中产生的污染环境的固态、半固态物质。 ②按固体废弃物的来源，可以将其分为工业固体废弃物、农业固体废弃物、生活固体废弃物。 【分析交流】生活固体废弃物有 （写一种）。 任务二：明确固体废弃物处理原则 【查阅资料】同学们在网络上查询到固体废弃物的处理原则是“三化原则”，即资源化、减量化、无害化。 【讨论交流】利用固体废弃物焚烧发电属于资源化处理，该过程中能量的转化方式是化学能→内能→ 任务三：了解山西工业固体废弃物处理方法 【采访专家】同学们聆听了专家对山西工业固体废弃物的种类和处理方法的介绍。山西工业固体废弃物主要有煤矸石、尾矿、粉煤灰、高炉渣、锅炉煤渣等，可采取充填塌陷区、发电、制砖等多种方式进行处理。 【实验准备】煤矸石经预处理后主要含（61%，已知不溶于水，也不溶于酸）、（30%）和少量的、及钙、镁的化合物等，可利用其制取，需要在煤矸石中加入过量稀盐酸进行“酸浸”，“酸浸”时发生反应的化学方程式是 （写一个）。 同学们对“酸浸”后，稀盐酸是否过量进行了验证。 【进行实验】 实验操作 实验现象 实验结论 取少量酸浸后的液体于试管中，滴加 溶液酸浸后的液体中含 【反思质疑】小亮根据上述实验得出稀盐酸是过量的。小华同学认为小亮的说法是不正确，他的理由是 。 【实验改进】为验证稀盐酸是过量的，同学们思考后改进了实验方案，其方案是 。 【成果分享】通过此次学习，同学们认识到了化学在解决环境问题中的重要作用。同学们设计了处理固体废弃物的宣传标语： ，张贴在社区宣传栏。 13．足球比赛中让意外昏迷的球员快速恢复意识会用到“嗅盐”。同学们对“嗅盐”产生了好奇，并对其成分进行如下探究。 【查阅资料】①嗅盐是由一种盐类物质和香料（不参与下列探究中的任何反应）组成，能释放出氨味气体，对人体神经会产生强烈的刺激作用，但过量吸入会危害健康。 ②氯化钙稀溶液与碳酸氢铵稀溶液不发生反应。 ③氨气能与硫酸化合生成硫酸铵。 【提出问题】嗅盐中盐类物质是什么？ 【实验探究】填写表中空格。 实验 小军的实验 小英的实验 实验一： 实验二：   实验三：   现象 实验一现象：有刺激性气味产生，湿润的红色石蕊试纸 。 实验二现象： 。 溶液变浑浊 结论 嗅盐中含有 嗅盐中含 确认了小军的实验结论 证明嗅盐中盐类物质是碳酸铵 【质疑】小英认为小军的实验结论不严谨。小英通过补做一个实验（方案见上表），进而确认了小军的结论。小英的实验目的是排除嗅盐中含有 离子的可能性。 【继续探究】同学们利用如图装置进一步测定嗅盐中碳酸铵的质量分数。 反应原理：（NH4）2CO3+2NaOH=X+2NH3↑+2H2O，其中X的化学式为 。    【数据记录】实验称取样品质量为m1，反应前后装有氢氧化钠固体的球形干燥管的总质量分别为m2和m3，反应前后烧杯及烧杯内溶液的总质量分别为m4和m5。（忽略水分的蒸发和空气中水蒸气的干扰） 【数据处理】通过测得数据计算出嗅盐中碳酸铵的质量分数为 。 【反思与评价】关于该实验的说法正确的是 。 A．倒置漏斗可以增大吸收面积同时防止倒吸 B．可以用浓硫酸替代稀硫酸 C．停止加热后要通入一段时间空气，否则测定结果会偏小 14．在化学课上，甲同学将燃烧的钠迅速伸入到盛有CO2的集气瓶中，钠在其中继续燃烧，反应后冷却，瓶底附着黑色颗粒，瓶壁上粘附着白色物质。 【提出问题】黑色颗粒和白色物质是什么? 【进行猜想】甲认为黑色颗粒是 ，白色物质可能是Na2O或 或 ，乙同学还认为白色物质是氢氧化钠。 甲同学立刻认为乙同学的猜想是错误的，其理由是 。 【查阅资料】氧化钠为白色粉末，溶于水生成氢氧化钠：Na2O+H2O===2NaOH 【实验探究】甲同学对白色物质进行实验探究。 实验方案 实验操作 实验现象 结论 方案1 取样品少量于试管中，加入适量水，振荡，样品全部溶于水，向其中加入无色醉酞试液 溶液变成红色 白色物质为Na2O 方案2 ①取样品少量于试管中，加入适量水，振荡，样品全部溶于水，向其中加入过量的CaCI2溶液 出现白色沉淀 白色物质是 ②静置片刻，取上层清液于试管中，滴加无色酚酞试液 无明显现象 【反思评价】丙同学认为方案1得到的结论不正确，其理由是 。 【得出结论】钠在二氧化碳中燃烧的化学方程式为 。 15．铁和铜是生活中常用的两种金属。在学习了金属的化学性质后，兴趣小组开展了如下探究。 【活动一】探究铁生锈的条件 小组同学设计了图1所示装置探究铁钉生锈的实验。 (1)一段时间后，观察到U形管中红墨水液面的变化情况是 。 (2)对比a、b中的实验现象，可得出铁生锈的一个条件是 。 【活动二】探究铁与硫酸铜溶液的反应 小组同学将铁丝伸入盛有硫酸铜溶液的试管中，观察现象。 (3)小组同学未观察到明显现象，请你分析可能的原因： （写出1点即可）。 (4)改进实验后，小组同学观察到试管内产生的现象是 ，说明铁和硫酸铜溶液发生了化学反应，反应的化学方程式为 。 【活动三】深度探究【活动二】中铁和硫酸铜溶液反应的实质 (5)①小组同学用图2表示铁中铁原子的微观示意图，请参照图2的表示方式，在图3的方框中画出将铁丝伸人硫酸铜溶液后，恰好完全反应时溶液中的微粒。 ②将铁丝伸入硫酸铜溶液后，恰好完全反应时溶液的质量 （选填“变大”、“变小”或“不变”）。 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 $$