2024年中考化学重点专题提分训练：科学探究题

2024年中考化学重点专题提分训练：科学探究题 1．某项目小组用块状石灰石和稀盐酸制取二氧化碳，并探究二氧化碳的性质。 实验一：制取二氧化碳 （1）项目小组制取二氧化碳的化学方程式为 。 测得氧气含量 推算出 CO2 含量 结 论 排空气法 6.6% 69% 排水法收集到的二氧化碳更纯净 排水法 4.0% _______ 为了比较装置I和装置Ⅱ收集到的二氧化碳纯度大小，小组同学分别用氧气传感器测出收集气体中残留的氧气（来自于空气），推算出空气的含量，再求出 CO2 的含量 （计算结果精确到 1%）。 实验中，小组同学仔细观察，当锥形瓶中不再有气泡产生时，固体仍有剩余。 【提出问题】锥形瓶内溶液中含有的溶质有哪些？ 【猜想假设】 （2）一定有的溶质是 CaCl2，可能有的溶质是 （填化学式）。 【查阅资料】 CaCl2 水溶液呈中性，Na2CO3 水溶液呈碱性。 【实验探究】 （3）王明取锥形瓶中少量溶液于小试管中，滴加几滴紫色石蕊溶液，溶液显 色，说明溶液呈酸性。 【交流讨论】 （4）张宏另取适量反应后溶液，逐滴滴入碳酸钠溶液，并用pH数字探测仪连续监测，得曲线如图 2。CD段上升的原因是 。 （5）块状石灰石和稀盐酸，不再有气泡产生时，固体有剩余，溶液显酸性。可能的原因是 。 实验二：探究二氧化碳的性质 项目小组同学利用三只收集满二氧化碳气体的烧瓶，按如图 3 所示的装置，利用传感器对二氧化碳性质进行探究。三支注射器内各装入水、饱和石灰水、氢氧化钠浓溶液，并迅速将注射器内85mL液体全部注入烧瓶中，关闭活塞，振荡烧瓶，冷却至室温。三只烧瓶内气压变化如图4所示。 （6）导致曲线1中CD段压强发生变化的操作是 。曲线3所代表的实验中发生反应的化学方程式为 。 （7）对比曲线1、2、3，能得出的结论是 。 A NaOH 浓溶液比饱和石灰水更适合吸收二氧化碳 B 该温度下，1体积水约溶解1体积CO2、C、CO2能与水发生反应 （8）图3所示实验中，用“注射器”而不用“长颈漏斗”的原因是 。 2．用过氧化氢进行相关实验，回答下列问题： 【实验I】探究MnO2、CuO对过氧化氢分解的催化效果，实验装置和数据如下图所示。 实验序号 过氧化氢溶液 催化剂 收集50mLO2所用时间 实验1 30mL 2% 粉末状MnO2 0.2g 21s 实验2 30mL 2% 粉末状CuO mg 47s (1)表格中m值为 。 (2)实验1中制取氧气的文字表达式为 。 (3)结论：MnO2对过氧化氢分解的催化效果比CuO好，得出该结论的依据是 。 【实验Ⅱ】探究过氧化氢溶液浓度对分解速率的影响（二氧化锰均为0.5g，过氧化氢溶液均为5mL，三颈瓶容积为250mL），采用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、丙的图像：    (4)图乙说明过氧化氢溶液浓度越高，反应速率越 （填“快”或“慢”），以10%H2O2溶液为例，三颈瓶内气压由高缓慢降低的原因是 。 (5)从图丙可得出过氧化氢溶液分解时，浓度与温度的关系是 。 【实验反思】在设计上述实验时，都只改变一个影响因素，保持其他因素不变。 3．高锰酸钾在生产、生活中有广泛的应用。实验小组同学查阅资料得知，草酸（H2C2O4）可使滴有硫酸的高锰酸钾溶液褪色，但不同条件下褪色时间不同，即反应的速率不同。小组同学进行了如下探究。 【提出问题1】 影响该反应反应速率的因素有哪些？ 【作出猜想】 影响该反应反应速率的因素有温度、催化剂、流酸的浓度等。 【查阅资料]】 硫酸锰（MnSO4）可作该反应的催化剂。 【进行实验】 取 A、B、C、D 4支试管，每支试管中分别加入4mL0.08%的 KMnO4溶液、0.4mL 的硫酸、1mL0.09%的 H2C2O4溶液。 【实验记录】 序号 所滴硫酸浓度 温度 催化剂 高锰酸钾完全褪色时间 A 98% 室温 无 72s B 65% 室温 无 129s C 65% 50°C 无 16s D 65% 室温 MnSO4 112s 【解释与结论】 （1）4 支试管中作为对照实验的是 （填序号） （2）探究催化剂对该反应反应速率影响的实验是 。（填序号） （3）设计实验A和B的目的是 。 （4）对比实验 B 和 C 可得出的结论是 。 【反思与交流】 （5）影响该反应反应速率的因素除温度、催化剂、硫酸的浓度外，还可能有 。 4．研究物质的溶解性对于日常生活、工农业生产有着重要的意义。请你参与下面物质溶解性及溶液有关问题的探究。 (1)物质的溶解性。 【实验一】该实验目的是：探究物质的溶解性与 是否有关，高锰酸钾的水溶液呈 色。 【实验二】向B试管中加入 （写出一种情况），即可探究温度和固体颗粒大小都是影响冰糖溶解快慢的因素。 (2)根据下表中的数据和实验回答问题。 NaOH和Ca(OH)2溶解度（/g）列表 实验装置图 温度/℃ 10 20 40 60 80 实验A 实验B NaOH 51 109 129 174 314 Ca(OH)2 0.176 0.165 0.141 0.116 0.094 【实验A】A中的白色固体是 。 【实验B】通过溶液是否变浑浊，可以鉴别NaOH和Ca(OH)2两种饱和溶液的依据是 。 (3)在日常生活和工农业生产中，溶液有着广泛应用，如：氯碱工业用到的是饱和食盐水，医疗上使用的则是0.9%的生理盐水，请按要求设计并完成以下实验： 实验用品：氯化钠溶液、氯化钠、硝酸钾、蒸馏水、烧杯、试管、玻璃棒、药匙． 【探究实验一】澄清透明的氯化钠溶液是否是饱和溶液 取一只试管加入5mL氯化钠溶液，向其中加入少量氯化钠固体，振荡，观察到 的现象，说明氯化钠溶液不是饱和溶液。 【探究实验二】将不饱和氯化钠溶液变为饱和溶液和探究饱和溶液还能否溶解硝酸钾。 实验步骤 实验现象 实验结论 向氯化钠不饱和溶液中不断加入氯化钠固体 不饱和溶液转变为饱和溶液 ③向饱和氯化钠溶液中加入少量硝酸钾固体 5．胆矾又称蓝矾，被广泛应用于生产、生活中。化学实验小组的同学们将胆矾溶于水，得到蓝色的硫酸铜溶液后进行如下实验。 【进行实验】 (1) 序号 实验内容 现象或结果 Ⅰ 将硫酸铜溶液滴入氢氧化钠溶液中 产生 色沉淀 Ⅱ 将硫酸铜溶液滴入 (填“氯化钡或“氯化钾”)溶液中 产生白色沉淀 Ⅲ 取打磨后的铝丝放入硫酸铜溶液中 铝丝表面有少量气泡产生，析出红色固体，溶液逐渐变成无色 Ⅳ 用 测量硫酸铜溶液的pH值 pH=5 【讨论交流】 (2)小组同学讨论后认为:硫酸铜溶液的pH=5，溶液呈酸性，可推知溶液中含有 (填离子符号)，因此实验Ⅲ中产生的气体可能是氢气。 【拓展延伸】同学们又设计了如图1所示实验，对硫酸铜溶液与金属的反应展开进一步探究： 向U形管中注入硫酸铜溶液，取一根粗钢丝弯曲后固定在橡皮塞上，在粗钢丝上缠绕铁丝绒后插入右侧管中。一段时间后发现，铁丝绒和钢丝表面都有红色固体出现，最终U形管液面左低右高。 【分析解释】 (3)U形管液面出现左低右高现象的原因可能是 。 【素养提升】同学们还了解到胆矾加热会分解，一定质量的胆矾隔绝空气加热，固体的质量随温度变化的曲线如图2所示。氧化亚铜(Cu2O)是一种鲜红色粉末，几乎不溶于水，可与稀硫酸反应生成+2价铜元素的化合物和铜单质。 (4)加热至1000°C时CuO开始分解，该反应的化学方程式为 。 (5)请设计实验方案证明最终产物中含有氧化亚铜: (写出步骤和现象)。 6．小西在卫生间看到一个装有无色液体的瓶子，上面写着“洁厕剂”，但没有成分说明。于是小西将洁厕剂带到实验室，与同学们一起探究其成分和性质。 【提出问题】洁厕剂有哪些性质？ 【初步探究】同学们想知道洁厕剂的酸碱性，于是在白瓷板上放一小片pH试纸， ，把试纸显示的颜色与标准比色卡比较，读出pH=2，可知洁厕剂显酸性。 同学们一致认为洁厕剂中含有H+。根据所学知识，同学们提出猜想。 【猜想与假设】猜想1：洁厕剂能与金属氧化物反应 猜想2：洁厕剂能与碳酸盐反应 猜想3：洁厕剂能与碱溶液反应 【实验活动】 实验 实验步骤 实验现象及结论 实验1 取适量的 于试管中，加入洁厕剂 溶液变为黄色，猜想1成立 实验2 取适量的碳酸钾粉末于试管中，加入洁厕剂 ，猜想2成立 实验3 取适量的氢氧化钠溶液于试管中，加入洁厕剂 无明显现象，猜想3不成立 【反思交流】小西对实验3的结论提出质疑。于是小西利用无色酚酞溶液重新设计实验，证明猜想3成立。小西的实验步骤和现象是 。 【再次提出问题】洁厕剂中含有什么成分呢？ 【提出猜想】猜想1：含有HCl           猜想2：含有H2SO4 【实验探究】 实验步骤 实验现象 ①取适量的洁厕剂于试管中，加入足量的氯化钡溶液 无明显现象 ②取适量的洁厕剂于另一试管中，加入足量的AgNO3溶液 产生白色沉淀 【结论】洁厕剂中含有的主要成分是 (填名称)。实验步骤②中发生反应的化学方程式为 。 7．四硫化钠(Na2S4)固体可代替红磷测定空气中氧气的体积分数，反应原理为：2Na2S4+O2+2H2O=8S↓+4NaOH 【实验资料】 ①四硫化钠受热时，会与空气中水蒸气反应，生成少量有毒气体硫化氢(水溶液呈酸性) ②硫代硫酸钠(Na2S2O3)可溶于水，常温下与NaOH溶液不反应 【实验过程】 ①取碳酸钠、硫粉混合后置于试管中，加热(如图1所示，夹持装置已略去)，制得Na2S4反应为：4Na2CO3+12S+X=2Na2S4+2Na2S2O3+4CO2，X的化学式为 ，蘸有浓NaOH溶液的棉花的作用是 。      ②冷却后，取下棉花，放置一段时间，再向该试管中加入10mL水，迅速塞紧橡胶塞，充分振荡，测量液面至橡胶塞下沿的距离，记录数据h1(如图2所示) ③将该试管插入水中(如图3所示)，取下橡胶塞，观察到 ，塞紧橡胶塞。 将试管取出，倒过来，测量液面至橡胶塞下沿的距离，记录数据h2，理论上h1：h2= 。 ④按照①~③再重复实验2次，3次实验数据如下表所示。 第1次 第2次 第3次 h1/cm 11.2 11.4 11.6 h2/cm 8.9 9.1 9.2 【解释与结论】根据第一次实验数据，计算空气中氧气的体积分数为 (结果精确到0.1%)。 【反思与评价】若实验过程②中，取下棉花后，未放置一段时间即进行后续操作，会影响测定结果，请说明有何影响，并阐述理由 。 8．如图是实验室的部分实验装置图，回答有关问题：    （1）写出仪器名称：a是 。 （2）用A装置制取二氧化碳时长颈漏斗插入液面以下的目的是 ，A中发生反应的化学方程式为 ；收集二氧化碳应选用的装置是 （填序号）。 （3）制取二氧化碳实验结束时，小丽同学将A装置锥形瓶中的溶液（底部没有固体）倒入烧杯中，对溶液中的溶质进行了探究。 【问题】溶液中溶质的成分有哪些？ 【猜想】小刚的猜想：溶液中的溶质是氯化钙 小华的猜想：溶液中的溶质是 。 【实验证明】小方用试管取少量溶液，分别向溶液中加入下列试剂中的 （填序号），如果没有明显现象就证明小刚的猜想正确。 ①氢氧化钙溶液 ②石蕊试液 ③酚酞溶液 ④大理石 9．为探究锌、铜、铁三种金属的性质，某兴趣小组进行了如下实验。 【实验一】将三种金属丝分别与一节干电池和小电珠连接，小电珠发光。 (1)实验一的现象说明三种金属都具有 性。 【实验二】取粗细、长短相同的锌丝、铜丝、铁丝均与50mL稀盐酸反应，实验记录如下： 锌 铜 锌 铁 铜 稀盐酸的质量分数 3% 3% 15% 15% 15% 反应现象 少量气泡 无现象 大量气询 少量气询 无现象 (2)由实验二得出锌、铜、铁三种金属活动性由强到弱的顺序： 。 (3)通过实验二请你总结出影响金属与酸反应速率快慢的因素有 。 (4)要判断三种金属活动性强弱顺序。除上述实验方案外，请你再设计一种方案，所用的药品有锌、铜外，还需要 溶液(填一种盐溶液)。 10．化学活动小组的同学在探究金属的化学性质时，发现铜与稀硫酸在常温或短时间加热的条件下均不反应。那么，铜与浓硫酸能否发生反应呢? [猜想与假设]猜想①：在常温下能反应；猜想②：在常温下不能反应，但在加热条件下能反应；猜想③：在加热条件下不能反应。 [实验与事实]  操作①：将一小块铜片放入试管中，加入足量的浓硫酸，无明显现象；操作②：加热该试管，铜片上有气泡产生，并闻到刺激性气味；操作③：检验产生的有刺激性气味的气体(检验方法及现象略)；操作④：立即停止加热；操作⑤：将试管中残液慢慢倒入少量水中，溶液呈蓝色。 [结论与解释] (1)由以上探究可知：猜想 是正确的。 (2)经检验产生的气体是SO2；立即停止加热是为了避免产生更多的SO2。 (3)铜跟浓硫酸在加热条件下反应的产物是SO2和CuSO4。 [反思与评价] (1)操作⑤中，从安全角度考虑， (填“能”或“不能”)将水倒入剩余的液体里。 (2)探究结论中对产物是SO2和CuSO4的判断是否正确? ，理由是 。 [拓展与应用]根据以上探究和已掌握的知识，同学们又设计了两个利用废铜屑、硫酸为原料制取硫酸铜的实验方案。 甲方案：利用废铜屑跟浓硫酸在加热条件下反应制取CuSO4。 乙方案：在加热条件下将废铜屑在空气中氧化成CuO，再将CuO与稀硫酸反应制取CuSO4。 请你从安全、节约、环保等方面进行评价，较好的方案是 ，理由是 (答出一点即可)。 11．蔗糖是生活中常见的一种物质，某兴趣小组对“蔗糖的组成”进行了探究。 【作出猜想】小组同学认为绿色植物通过光合作用将二氧化碳和水转化成葡萄糖和氧气，葡萄糖进一步转化为蔗糖，故蔗糖中一定含有碳、氢元素，可能含有氧元素。 【实验验证】方案一：小明将蔗糖在氧气中燃烧，检验生成物中有水和二氧化碳，得出结论“蔗糖是由碳、氢、氧三种元素组成的”。 (1)小刚认为该方案不合理，只能说明蔗糖中一定含有碳、氢元素，不能确定是否含有氧元素，理由是 。 方案二：小刚用如图所示装置进行实验，实验开始先通入一会儿氮气，然后关闭弹簧夹，点燃酒精灯给蔗糖加强热。 (2)观察到 出现，说明蔗糖中含有氢元素和氧元素。 (3)观察到硬质玻璃管中残留有黑色固体，他猜测该黑色固体是单质碳，并继续利用如图所示装置，另选试剂澄清石灰水等进行了验证单质碳的实验。实验过程和现象如表： 实验过程 实验现象 ，再点燃酒精灯。 ①硬纸玻璃管中的黑色固体剧烈燃烧，发出白光，② 写出上述实验过程中所涉及的任意一个化学方程式： 。 【实验结论】蔗糖是由碳、氢、氧三种元素组成的。 【拓展交流】方案二中，先通一会儿氮气的原因是 。 12．无论在化学世界里，还是在日常生活中，酸是广泛存在而又非常重要的物质。下面对常见的酸——硫酸的部分性 质进行探究。 (1)浓硫酸的特性 ①向一个烧杯中加入一定质量的浓硫酸，总质量为m1；敞口放置在空气中一段时间后，总质量为m2，那么，m1 m2(选填“>、=、<")。 ②如图所示，将水滴入装有浓硫酸的锥形瓶中(锥形瓶和木板用熔化的石蜡粘在一起)，观察到液滴四溅。据此分析，下列关于浓硫酸的叙述正确的是 。 A．稀释浓硫酸时， 一定要将浓硫酸缓慢注入水中 B．稀释浓硫酸时，一定要 将水缓慢注入浓硫酸中 C．浓硫酸充分溶于水后，可以将锥形瓶从木板上轻轻提离 (2)与金属反应 向装有镁、铁、铜的A、B、C三只试管中(如图)，分别加入等质量等质量分数的稀硫酸，不能观察到明显现象的是 (填序号)；请写出反应最剧烈的试管中发生反应的化学方程式 。 (3)与非金属反应 将冷的浓硫酸加入到装有碳粉的圆底烧瓶中，无明显现象；加热该混合物，有大量气泡产生，现对导出的气体成分进行验证。 【查阅资料】 ①碳与浓硫酸在加热时，除了生成水之外，还生成二氧化碳和碳的一种氧化物； ②二氧化硫和二氧化碳都能使澄清石灰水变浑浊，其中二氧化硫还能使紫红色的酸性高锰酸钾溶液褪色。 【实验验证】某化学兴趣小组在老师指导下设计了如下实验装置进行验证。 温馨提示：丁装置的A、B、C中均装有紫红色的酸性高锰酸钾溶液 ①为了完成对导出气体的验证，请将上述装置进行正确的连接：甲→ → 丙→ (填序号)。 ②请完成下表中的相关内容： 实验现象 实验结论 乙中观察到的现象 证明碳与浓硫酸加热反应生成碳的氧化物是二氧化碳而不是一氧化碳 丁装置A中溶液褪色丁装置C中溶液不褪色 证明气体中有 装置C的作用 戊中白色固体变蓝 证明气体中有水蒸气 【获得结论】碳与浓硫酸加热反应的化学方程式 。 【知识拓展】化学反应的进行与反应物的溶质质量分数、反应条件都有一定关系。酸不仅仅能与某些金属反应，还能与某些非金属单质在一定条件下反应。 13．实验室有一瓶长期暴露在空气中的氢氧化钠固体样品，观察发现，样品表面有白色粉末。某兴趣小组的同学对该样品的成分及含量进行了探究。 【提出问题1】该样品中含有哪些物质？ 【提出猜想】通过分析，提出如下猜想： 猜想Ⅰ：已完全变质，该样品中只含Na2CO3； 猜想Ⅱ：部分变质，该样品中含有NaOH和Na2CO3。 （1）则NaOH变质反应的化学方程式为 。 【查阅资料】 ①碱性的Na2CO3溶液可以与中性的CaCl2溶液发生复分解反应。 ②二氧化碳在饱和的碳酸氢钠溶液中几乎不溶解，在27℃、101kPa时的密度为1.8 g·L－1。 【实验探究1】 （2）为确定该样品的成分，小明设计了如下实验方案，请你一起完成下列实验报告。 实验操作 实验现象 实验结论 (a)取少量样品溶于水，加入 ； 有白色沉淀产生 该反应的化学方程式为 (b)静置，向 。 证明猜想Ⅱ成立 【提出问题2】如何测量该部分变质样品中碳酸钠的质量分数？ 【实验探究2】 小红同学设计了如下图所示的装置（铁架台略去），在27℃、101kPa下按下列步骤进行实验： ①按图连接好装置； ②用托盘天平准确称取该样品2g，放入A中试管内，向B中集气瓶中倒入X溶液至瓶颈处； ③向分液漏斗中加入稀硫酸，打开活塞，让稀硫酸滴入试管中至过量，关闭活塞。反应结束后，量筒中收集到X溶液220mL。 （3）在实验步骤①和②之间，还缺少一实验步骤，该实验步骤是 。 （4）B中集气瓶盛装的X溶液应为 溶液。 （5）试管中原有的空气对实验结果 （选填“有”或“没有”）明显影响。 （6）变质氢氧化钠样品中碳酸钠的质量分数为 （精确至1%）。 【提出问题3】怎样提纯该样品得到较纯净的氢氧化钠固体？ 【实验探究3】 为了得到较纯净的氢氧化钠固体，小亮明设计了如下图所示的实验流程。 （7）操作②的名称是 ，为了使样品充分溶解，操作①中还要用到的玻璃仪器是 。 （8）该实验中发生反应的化学方程式为 。 （9）最终所得氢氧化钠固体的质量 变质样品中氢氧化钠的质量（选填“大于”、“等于”或“小于”）。 【反思与交流】 （10）敞口放置的氢氧化钠溶液容易变质，所以试剂瓶要 塞密封保存。 （11）通过本题，你学会了定性检验氢氧化钠的变质、定量测定变质后某成分的含量，以及除杂提纯物质。为了得到可靠的实验结果，探究过程中你需要思考问题有 （填数字序号）； ①选择试剂种类 ②确定试剂用量 ③试剂产地 ④实验装置与步骤的设计 ⑤实验安全环保 ⑥测量中减少误差 （12）【实验探究1】中的检验和【实验探究3】中的除杂都将碳酸钠进行了转化，但二者目的不同，它们分别是 。 14．在研究酸和碱的化学性质时，某小组想证明稀硫酸和氢氧化钠溶液混合后，虽然无明显现象，但确实发生了化学反应。试与他们一起完成实验方案的设计、实施和评价，并得出有关结论。 （1）如图所示，探究稀硫酸和氢氧化钠溶液的反应。当在NaOH溶液中滴入几滴酚酞试液后，溶液由无色变为 色。根据上述实验中颜色变化，可确定稀硫酸和氢氧化钠溶液发生了化学反应，反应的化学方程式为 。 （2）探究上述稀硫酸和氢氧化钠溶液反应后烧杯中的硫酸是否过量。根据上述反应过程中溶液变成无色，不能确定稀硫酸是否过量。同学们又分别选取氯化钡溶液、紫色石蕊试液设计实验方案，请你判断并分析： 实验方案 实验步骤 实验现象 实验结论 方案一 取样，滴入适量的氯化钡溶液 出现白色沉淀 稀硫酸过量 方案二 取样，滴入几滴紫色石蕊试液 溶液变红 稀硫酸过量 方案三 取样， 稀硫酸过量 ①上述设计的实验方案中，正确的是 （填“方案一”或“方案二”）； ②另外一个实验方案错误的原因是 。 ③完成方案三中实验步骤和现象，填写到表格中。 15．某同学购得两包质量相同的A、B生石灰干燥剂，将A密封置于干燥处保存，将B放置在某食品包装袋中一段时间。 (1)请设计实验探究干燥剂B的干燥能力是否下降，完成格表，所需试剂和其他仪器任选。 实验操作 实验现象或结果 实验结论 实验分析 生石灰做干燥剂的原因，用化学方程式表示 干燥能力下降 (2)探究久置已完全失效的生石灰干燥剂的成分。 假设I：Ca(OH)2：假设II：Ca(OH)2和CaCO3：假设III： (填化学式)。 实验操作 实验现象 实验结论 假设II成立 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 $$