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．某兴趣小组同学以“探究CO2与NaOH溶液的反应”为主题开展项目式学习，进行了如下实验探究。 (1)探究一：小明同学将CO2通入NaOH溶液发现无明显现象，向溶液中滴加几滴酚酞，发现变红，他认为CO2没有与NaOH溶液发生反应。小组同学讨论后一致认为小明的结论不正确，理由是 。小华向上述混合液中加入足量的稀盐酸，观察到 现象，证明CO2与NaOH溶液发生了反应。 (2)探究二：小强同学用如图装置进行数字化实验，测定瓶中CO2浓度变化如图所示，也证明了CO2与NaOH溶液发生了反应。若将注射器中溶液换成足量的澄清石灰水，请在图甲的曲线图中画出CO2浓度变化的大概情况。 (3)探究三：小兰同学在查阅资料的基础上又进行了如下的实验探究： 【查阅资料】①已知两种指示剂的pH变色范围： 指示剂 紫甘蓝汁 酚酞 颜色 紫色 蓝色 深绿 黄绿 黄色 无色 浅红色 深红色 pH 4-8 8-9 9-11 11-12 ＞12 ＜8 8-10 ＞10 ②饱和碳酸钠溶液pH=10.5，饱和碳酸氢钠溶液的pH=8.3 【进行实验】打开分液漏斗瓶塞，旋开活塞，慢慢滴下稀硫酸，向上述滴入紫甘蓝汁、pH=13的氢氧化钠稀溶液中持续通入二氧化碳气体，用pH传感器测得溶液pH随时间变化如图： 【交流讨论】选择稀硫酸而不用盐酸的原因是 。实验中，溶液颜色由黄色最终变为 ，从而证明二氧化碳与氢氧化钠发生了化学反应。 实验中，选紫甘蓝汁指示反应的进行过程而不选酚酞的原因是 。 (4)AB段溶液pH无明显变化的原因是 。 (5)BC段溶液pH明显变小的主要原因是 (用化学方程式表示)。 (6)CD段P点溶液中的溶质有 (填化学式)。 2．创新能力是现代经济社会发展对学生提出的最迫切要求。如图一是教材探究燃烧的条件的原型实验，图二、图三是某学生的创新实验： 图一中热水在此实验中的作用有下列说法，其中正确的是 。 ①隔绝空气     ②加热使铜片温度升高 A．只有①    B．只有②    C．是①和② (2) 欲使图二中的红磷燃烧，可将试管从水中取出，擦干后进行加热；红磷燃烧的化学方程式为 。 (3) 将装有某气体的大试管口朝下垂直插入水中，使试管罩住白磷(如图三)，结果观察到了“水火相容”的奇观，则大试管所装气体可能是 。 (4) 下列是同学们对该创新实验的判断和评价，你认为合理的是 。 A、改进后实验(图二)可防止生成物污染空气，更环保 B、改进后实验(图三)可防止白磷四处移动，实验效果更好 C、图二中气球没有任何作用 3．暖宝宝是一种防寒用品，打开包装袋，撕开一层明胶贴在衣服上即可发热。小明想知道暖宝宝中的主要成分有哪些？暖宝宝发热的原因是什么？ 【任务一】 (1)小明探究：暖宝宝中的主要成分是什么？ 剪开内包装袋，倒出其中的粉末，发现呈黑色。 【提出猜想】该黑色粉末可能含有木炭粉、铁粉、氧化铜中的一种或几种。 【初步验证】将磁铁靠近黑色粉末，部分被吸引。 【得出结论】该黑色粉末中一定含有 。 【查阅资料】木炭与稀硫酸不反应，氧化铜与稀硫酸反应能产生蓝色溶液。 【进行实验】 实验编号 实验操作 实验现象 实验结论 ① 取少量黑色粉末于试管中，加足量稀硫酸 固体部分溶解，有气泡产生，溶液未变蓝色 黑色粉末中肯定不含有 ② 取实验①的残渣灼烧，将内壁涂有澄清石灰水的小烧杯罩在上方 固体逐渐变少，发红光放热 黑色粉末中含有木炭粉 写出实验②中现象的化学反应方程式 。 【任务二】 (2)小明探究：暖宝宝发热的原理是什么？ 【查阅资料】暖宝宝中除含有铁粉、木炭外，还含有食盐、水、蛭石、吸水性树脂等物质。 实验探究：小组同学利用图1所示的装置，完成下列表格中的3个实验。测得锥形瓶内温度随时间变化的图像如图2所示 实验 放入锥形瓶中的物质 1 5g铁粉、1g氯化钠 2 5g铁粉、1g氯化钠、1.5mL水 3 5g暖宝宝袋内物质    ①实验1中温度几乎不变的原因是 。 ②能证明实验2中物质发生反应的依据是 。 【得出结论】 ③结合铁生锈原理和通过实验分析可知，暖宝宝发热原理是 。 4．化学兴趣小组在实验室探究氧气的制取。请回答： 【探究一】实验原理的探究。 （1）小组甲探究在过氧化氢制取氧气的反应中二氧化锰的作用（如图1所示）通过对比 （填标号）现象的不同，说明二氧化锰能加快过氧化氢的反应速率。 Aa与b Ba与c Cb与c （2）若要说明二氧化锰是过氧化氢分解的催化剂，还需要补充有关实验来验证在反应前后二氧化锰的 都没有改变。 （3）写出用氯酸钾与二氧化锰混合制取氧气的文字为 。 【探究二】发生装置的探究（如图2所示）。 （4）在实验室中，选用装置A来制取氧气，应选用的化学药品是 。 （5）在实验室中，选用装置B来制取氧气，应选用的化学药品是 。 【探究三】收集装置的探究。如图3所示，请回答： （6）实验室选用E装置来收集氧气，是因为 （填标号）。 a氧气难溶于水 b氧气易溶于水 c氧气不易溶于水 （7）若用图3所示的F装置收集氧气，验满时，应将带火星的木条放在 （填“e”或“f”）端导口。 （8）向上排空气法收集到的氧气浓度只有80%左右的原因有 。 A氧气的密度与空气的密度接近 B加热高锰酸钾固体产生氧气的浓度只有80%左右 C当观察到带火星木条复燃时，集气瓶内还有空气 D当氧气进入集气瓶时，瓶内空气与进入的氧气相互扩散 5．纳米零价铁（单质铁）在环保领域应用广泛，以菱铁矿（主要成分为FeCO3，不考虑杂质）为原料，高温制备纳米零价铁的反应为：。反应一段时间后，某学习小组对剩余固体的成分进行探究。 【提出问题】剩余固体的成分是什么？ 【做出猜想】 (1)剩余固体的成分：猜想一：Fe；猜想二：FeCO3；猜想三： 。 【实验探究】该学习小组利用下图装置，对剩余固体成分进行探究，实验操作及现象如下。回答下列问题（已知无水硫酸铜遇水变蓝）。 (2)FeCO3的名称为 ，装置C中浓硫酸的作用是 。 (3)向装置A中加入稀硫酸后，A中产生气泡且溶液变为浅绿色，小芳同学判断猜想一正确，小刚同学认为小芳的判断不合理，理由是： 。 (4)装置B中溶液变浑浊，说明 。 (5)观察到装置D中黑色粉末变红色，反应的化学方程式是 。 【实验结论】 (6)猜想 （填序号）正确。 【反思交流】 (7)如果将装置E去掉， （填“能”或“不能”）验证剩余固体中含有Fe，理由是 。 6．3月16日沙尘暴席卷我国西北地区，次日多地又遇到降雨。该地某校环境监测实践小组的同学们，对沙尘暴的成因、危害、成分、防护、治理以及水酸碱度的异常变化产生了浓厚的兴趣，在老师的指导下，他们紧急立项，开启了项目性学习的探究之旅。 任务一：监测沙尘暴的成因 同学们参与当地环境监测。他们在10米高台上，利用“风向风速器”，测得风速为10m/s时，有大量的沙尘被卷入空中，能见度迅速降低。引发这一自然现象的根本原因是 （写1条）。 任务二：分析沙尘暴的危害 当人暴露于沙尘天气中时，含有各种有毒的化学物质、病菌等的尘土可进入到口、鼻、眼、耳中引发各种疾病。除此之外，沙尘暴还会产生的危害是 （写1条）。 任务三：探究沙尘暴的成分 【信息检索】我国西北地区，含有大量钠盐的干涸盐湖和盐碱地总面积约有50万平方公里，为沙尘暴的形成埋下隐患。 【猜想假设】此次沙尘暴中可含有碳酸钠等碱性物质。 【进行实验】取少量盐碱地的土壤与蒸馏水按1：5的质量比在烧杯中混合，充分搅拌后静置，取上层清液，用如图装置完成如下实验。 项目 实验步骤 实验现象 实验结论 方案 ①挤压胶头滴管a，滴入 产生白色沉淀 沙尘暴中含有Na2CO3，不含NaOH ②挤压胶头滴管b，滴入几滴酚酞溶液 酚酞溶液不变色 【反思评价】 （1）步骤①中发生反应的化学方程式为 。 （2）若加入的X是 （填化学式），则只能证明沙尘暴中含有Na2CO3，而不能确定是否含有NaOH。 任务四：评价雨水pH异常的原因 【数据监测】小组同学在老师的帮助下从环保部获得了当地雨水的pH数据。 测定时间 3月5日 3月17日 3月28日 3月31日 pH 5.57 5.73 5.60 5.59 【表达交流】3月17日，雨水pH出现异常的原因是 。 【检查进度】该项目性学习还没有进行的探究项目是 。 7．氢化钙固体是登山运动员常用的能源提供剂。某探究小组的同学通过查阅资料得知，氢化钙（CaH2）遇水反应生成氢氧化钙和氢气。探究小组的同学把一定量的CaH2加入Na2CO3溶液中，充分反应后过滤，得到滤渣和滤液。经检验滤渣的成分是碳酸钙。 【提出问题】滤液中溶质的成分是什么？ 【猜想与假设】 猜想一: 猜想二:NaOH、Ca(OH)2 猜想三:NaOH、Na2CO3      猜想四:NaOH、Ca(OH)2、Na2CO3； 经过讨论，大家一致认为猜想四不合理，请用化学方程式说明原因 。 【实验探究】 实验 现象 结论 实验一:取滤液，向其中滴入少量碳酸钠溶液 无明显现象 猜想 不成立 实验二:另取滤液，向其中加入足量稀盐酸 猜想三成立 【反思与拓展】 登山运动员常用CaH2作为能源提供剂，与氢气相比，其优点是 。 8．随着人们生活水平的提高，人们对于食品不但要求营养，更要求健康．市场上出现了一些不添加防腐剂的绿色食品，这种食品中有一个单独包装的保鲜剂，不会危害食品安全．某同学找来一种在空气中放置一段时间的食品保鲜剂，对它进行探究． 【查找资料】 （1）食物腐败是因为微生物在食物上生长．微生物只要得到养分，再加上充足的氧气和水，在适当的条件下就会迅速生长．因此，只要缺少一种条件，就可以防止食物腐败． （2）常见的具有吸水性的物质有以下几种： ①生石灰     ②铁粉        ③氢氧化钠固体 ④硅胶（化学式，无色透明粒状固体，无毒无害） 【活动与探究】 （3）初步探究：你认为①④的物质中，不适合做食品干燥剂的是 ，理由是 ． （4）实验探究： 实验 操作 主要现象 结论与解释 实验初步判断 打开这种保鲜剂的包装袋，取少量样品于试管中，进行观察 该样品为黑色固体 该保鲜剂一定不是 实验对该保鲜剂的有效性进行探究 向实验的试管中加入过量的稀盐酸，振荡 有气泡产生，溶液逐渐变成浅绿色 该保鲜剂 （填“有效”或“无效”） 【活动反思】 （5）实验2充分反应后试管中所得溶液中的一定含有的溶质是 ． （6）请根据食物腐败的条件分析，我们除可以使用这些保鲜剂外，还可以采用的保鲜方法是 ．（写出一种即可） 9．化学兴趣小组的同学们在学习了与水有关的知识后，开展了以“生命之源——水”为主题的项目式学习。 活动一：参观自来水生产过程 (1)同学们在老师的带领下来到自来水厂参观自来水的生产过程，该过程主要包括：取水→加絮凝剂→过滤→吸附→ →配水。 活动二：测量自来水的硬度 【查阅资料】同学们查阅了相关资料。了解到国家有关水的硬度的标准为： 类别 极软水 软水 中硬水 硬水 高硬水 以浓度计（mg/L） 0~75 75~150 150~300 300~450 450~700 (2)同学们在实验室中取少量自来水，用便携式水硬度检测仪测得该自来水的硬度为311.2mg/L，说明本地区的自来水属于 。同学们又向此自来水中加入少量肥皂水，搅拌后观察到 ，也得出了相同结论。 活动三：净化水并探究水组成 【净化水】同学们取回一些没有净化的水，按照自来水厂的净水流程，进行净水实验：查资料得知：明矾作絮凝剂是因为与水反应生成氢氧化铝胶状物。 (3)氢氧化铝的化学式为 ，净水实验中明矾的作用是 。 【探究水的组成】二百多年前，法国化学家拉瓦锡利用水蒸气与高温的铁反应，生成了一种黑色固体（）和“可燃空气”，证明了水是由氢、氧两种元素组成的。化学小组同学“重温经典实验，传承科学精神”，设计了下图1所示实验装置，请回答： (4)装置A的作用是： 。 (5)请分析装置C中盛装液体的作用 ；实验观察到干燥的冷烧杯内壁有水雾生成，证明该“可燃空气”是氢气。请写出装置D中发生反应的化学方程式： 。 (6)某化学兴趣小组的同学在实验室利用如图2的电解器进行电解水实验。 ①电解时加入少量硫酸钠，目的是 ，请写出硫酸钠中阴离子的符号 。 ②写出电解水的化学方程式 ；由图可知通过导线与a管连接的是电源的 （填“正”或“负”）极。 10．某兴趣小组的同学对二氧化碳的制取和相关性质进行探究。 【实验探究】用实验证明碳酸型饮料（如汽水）中含有二氧化碳。兴趣小组同学用如图所示的装置进行实验：打开汽水瓶盖，立即塞上带导管的橡皮塞，将导管另一端伸入装有试剂的试管中、甲、乙两位同学分别用不同的试剂进行实验。 甲同学在试管中加入少量澄清石灰水，观察到试管内 ，由此得到结论：该汽水中含有二氧化碳。 乙同学在试管中加入少量紫色石蕊溶液，观察到试管内 ，乙同学认为也能得到甲同学的结论。 【评价反思】兴趣小组的同学对甲、乙两位同学的实验方案进行评价。 （1）丙同学认为甲同学的方案比较合理，其试管中发生反应的化学方程式为 。 （2）丁同学质疑乙同学的方案不够严密，认为也可能是该汽水中的柠檬酸随气体进入试管，而引起紫色石蕊溶液的变色。兴趣小组的同学针对丁同学提出的质疑进行了如下探究： ①查阅资料：柠檬、柑橘等水果中含有柠檬酸，柠檬酸通常为无色晶体，易溶于水和酒精，常温稳定，分解温度约为175°C。 ②乙同学在自己实验的基础上，未增加任何试剂，接着进行了一步实验操作是 ，可观察到 ，就可以确认不是因为柠檬酸而引起紫色石蕊溶液的变色，该反应的化学方程式为 。 11．某化学兴趣小组的同学在进行微专题复习时，围绕酸、碱中和反应这一主题展开了深度学习。请你参与其中，按要求回答问题和开展探究。 （1）下列选项的应用与中和反应的原理无关的是 。 A 使用浓硫酸干燥CO2气体 B 服用含有Al(OH)3的药物治疗胃酸过多症 C 使用熟石灰改良酸性土壤 D 利用氢氧化钠溶液洗涤石油产品中的残余硫酸 （2）做酸碱中和反应实验时，向烧杯内的氢氧化钙溶液中加入一定量的稀盐酸后，发现忘记了滴加酸碱指示剂。因此，他们停止滴加稀盐酸，并对烧杯中溶液的溶质成分进行探究。 【提出问题】该烧杯中溶液的溶质是什么？ 【猜想】猜想一：只含有CaCl2      猜想二：含有CaCl2、HCl和Ca(OH)2 猜想三：含有CaCl2和Ca(OH)2      猜想四：含有 同学们讨论后一致认为猜想二不合理，理由是 （用化学方程式表示）。 【查阅资料】氯化钙溶液呈中性。 【进行实验】同学们设计了如下不同的实验方案，证明猜想四是成立的。 请帮他们填写有关实验步骤和实验现象。 方案 实验步骤 实验现象 一 取少量烧杯中的溶液于试管中，滴加几滴紫色石蕊溶液 二 另取少量烧杯中的溶液于另一支试管中，加入 产生气泡 【反思与拓展】要使烧杯内溶液的溶质只含有CaCl2，需要除去杂质，其中的一种方法是向烧杯中加入过量的 ，然后过滤即可。 12．【提出问题】某化学兴趣小组通过未名化学教研团队的老师了解到碳和浓硫酸在加热条件下会发生反应生成水、二氧化硫和另一种气体。他们决定对这种未知气体进行探究。 【作出假设】小红认为该气体可能是CO2，她的依据是 。你认为还可能是 。 【查阅资料】 （1）SO2通入澄清石灰水会产生白色浑浊。 （2）SO2会使品红溶液褪色 （3）高锰酸钾溶液可以吸收SO2 【实验】    装置连接顺序为：A-C-D-B-E-B-F-B，D的作用是 。若F装置中无现象，请写出碳和浓硫酸反应的化学方程式： 。 13．某化学兴趣小组在一个充满O2的密闭容器中加入一定量的碳粉，在高温条件下使其充分反应，待反应结束后，容器中的碳粉已完全消失。该小组成员对容器中反应后的气体成分进行如下探究： 【查阅资料】①CO2+2NaOH═Na2CO3+H2O； ②浓硫酸能吸收气体中的水分。 【知识回顾】碳充分燃烧和不充分燃烧的产物是不同的，写出碳不充分燃烧的化学方程式： 。 【提出猜想】 （1）小红对容器中气体的成分提出如下四种猜想，你认为猜想不合理的有 （填字母）。 A C和CO B 只有CO C CO和O2的混合气体 D 只有CO2 （2）小明猜想容器中的气体可能是CO和CO2的混合气体；小强猜想可能是CO2和O2的混合气体。小明和小强均开展了以下实验探究来验证自己的猜想是否正确。 【实验探究1】小明为了验证自己的猜想，按如图所示装置进行探究。 请回答下列问题： （1）装置B中NaOH溶液的作用是 。 （2）若小明的猜想成立，则装置A中的实验现象是 ，反应的化学方程式是 ；装置D玻璃管中的实验现象是 ，反应的化学方程式是 。 【实验探究2】小强把小明实验中的氧化铜换成了铜丝网，并去掉E装置验证其猜想。若小强的猜想成立，则装置D中的实验现象是 。 【反思交流】有同学认为，小强应先通入容器中气体一段时间后方可加热，你认为这样修改的原因是 。 【拓展延伸】若反应前容器中碳粉的质量为6g且小明的猜想成立，则容器中氧气质量的取值范围是 。 14．在“质量守恒定律”的课堂教学中，教师引导学生进行“化学反应中，反应物与生成物的质量关系”探究。下图中实验装置和选用药品均为教材图示，现分别以A、B、C、D表示： A、B、C、D四个实验分别由甲、乙、丙、丁四个组的同学来完成，他们都进行了规范操作、准确称量和细致观察。 （1）A实验：白磷刚引燃，立即将锥形瓶放到天平上称量，天平不平衡，结论是质量不守恒。等锥形瓶冷却后，重新放到托盘天平上称量，天平平衡，结论是质量守恒。你认为结论正确的是 （填“前一种”或“后一种”），而导致另一种结论错误的原因是 。 （2）丙组同学认为C实验说明了质量守恒。请你从原子的角度说明守恒的原因： 。乙、丁两组同学得到的错误结论是“B、D两个实验说明质量不守恒”。教师引导学生分析了B、D两个实验的原因。你认为B实验不平衡的原因是 ；D实验不平衡的原因是 。 15．在浓硫酸的催化作用下，固体草酸(H2C2O4)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】生成物中有哪种碳的氧化物？ 【提出猜想】 （1）猜想1：只有CO；猜想2：只有CO2；猜想3： 。 【设计实验】为验证猜想，兴趣小组同学设计了如下实验： 【现象分析】 （2）如E装置中观察到固体无明显变化，F中澄清石灰水变浑浊， (填装置序号)中观察到无明显现象，则证明草酸分解的气体中含有CO。 【实验结论】 （3）通过实验探究证明：猜想3成立。草酸分解的化学方程式为 。 【问题讨论】 （4）B装置的作用是 。 （5）装置末端酒精灯的作用是 。 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 $$