2024年中考化学冲刺专项攻略——科学探究题

2024年中考冲刺化学精练册专项攻略——科学探究题 1．研究性学习小组选择“过氧化氢生成氧气的快慢与什么因素有关”的课题进行探究，以下是他们的探究过程： 【假设】过氧化氢生成氧气的快慢与催化剂的种类有关。 【实验方案】常温下，在两瓶相同体积的过氧化氢溶液中分别加入形同质量的二氧化锰和氧化铁，测量各生成一瓶（相同体积）氧气所需的时间。 【进行实验】 (1)此实验中宜采用的气体收集方法是 【实验记录】 试验编号 反应物 催化剂 时间 1 5%过氧化氢溶液 ag二氧化锰 2.0min 2 5%过氧化氢溶液 ag氧化铁 16.0min 【结论】 (2)该探究过程得出的结论是 。写出实验1中反应的文字（或符号） 。 【反思】 (3)若要证明二氧化锰和氧化铁是该反应的催化剂，还需要增加验证它们在化学反应前后 和 是否改变的实验。 【拓展】 (4)加热分解氯酸钾也需要催化剂，请写出二氧化锰催化氯酸钾反应的文字（或符号） 。 2．宏微结合、定性与定量思想是研究化学的重要思想方法。某研究小组以“酸和碱之间能否发生反应”为课题进行探究。 【任务一】宏观初探 小爱同学按图甲进行实验，将 NaOH 溶液滴人滴有酚酞的稀硫酸中。 (1)实验中玻璃棒的作用是 。 (2)小爱通过实验证明了 NaOH 与稀硫酸发生了化学反应，她依据的实验现象是 ，该反应的化学方程式为 。 【任务二】微观探析 小华同学绘制的 NaOH 溶液与稀硫酸反应过程的微观示意图如图乙。 (3)写出微粒A的化学符号： 。 (4)判断小华绘制的微观示意图能否表示小爱的实验过程，并说明理由： 。 【任务三】定量再探 小夏同学称取 8.0 g5%的 NaOH 溶液于烧杯中，再加入一定量的盐酸，搅拌。一段时间后将混合溶液加热蒸干，所得固体至恒重，称量，记其质量为 m。 实验原理分析：盐酸具有挥发性，NaOH 溶液与盐酸若不发生反应，则加热蒸干后，所得固体只有 NaOH。 (5)固体质量m的理论取值范围是 时，说明 NaOH 与盐酸发生了化学反应。 (6)小夏同学实验后最终得到固体的质量为 0.4lg，其他同学认为该数据不能说明 NaOH 与盐酸发生了化学反应，其理由是 。 3．青竹湖湘一的小青同学在老师的指导下就“碳酸钠、碳酸氢钠和稀盐酸反应产生二氧化碳的速率是否相同”进行了如下探究。请你结合所学知识分析并回答下列问题： 【方案及现象】如图1所示，分别取等体积、含碳元素质量相同的碳酸钠和碳酸氢钠的稀溶液（各滴2滴酚酞试液），以及等体积、等浓度的足量稀盐酸进行实验。实验时，溶液颜色变化记录如下表，广口瓶内压强随时间变化如图2所示。 滴入酚酞溶液 滴入稀盐酸，溶液颜色变化 碳酸钠溶液 红色 红色----浅红色----无色 碳酸氢钠溶液 浅红色 浅红色----无色 【分析及结论】 ①图1所示装置中连通器的作用是 。 ②分析图2所示的实验数据可得到的结论是：相同条件下， 和稀盐酸反应产生二氧化碳速率较慢。 ③结合图2及上表所记录的现象，分析这种物质与稀盐酸反应产生二氧化碳较慢的原因是 。 【拓展探究】取等体积、含碳元素质量相同的碳酸钠和碳酸氢钠溶液，分别逐滴加入相同浓度的盐酸，得到pH变化与时间的关系如图3、图4所示。 ④将图4中阴影部分和图3进行叠加，发现两条曲线基本重合，则c点的溶液中溶质为 （填化学式）。 ⑤下列选项中，说法正确的是 。 A 碳酸氢钠俗称小苏打，可以用作发酵粉 B 碳酸钠俗称苏打，可广泛用于玻璃、造纸、纺织和洗涤剂的生产 C 图3中b点的溶液中，溶质只有氯化钠 D 等体积、含有碳元素质量相等的碳酸钠和碳酸氢钠溶液中，碳酸钠溶液的碱性较强 【反思及交流】 ⑥小青同学的两次实验都用的是“等体积、含有碳元素质量相等的碳酸钠和碳酸氢钠溶液”，为什么不能用“等质量、等浓度的碳酸钠和碳酸氢钠溶液”呢？请说明理由 。 4．“五一”假期，某化学兴趣小组对“锌与硫酸反应快慢的影响因素”进行了探究。 【提出问题】锌与硫酸反应的快慢受哪些因素的影响呢？ 【猜想与假设】A．可能与硫酸的质量分数有关；B．可能与锌的颗粒大小有关 【设计并实验】用不同质量分数的硫酸和不同颗粒大小的锌进行如下实验。 实验编号 硫酸的质量分数 （均取20mL） 锌的颗粒大小 （均取1g） 氢气的体积（mL） （均收集3分钟） ① 20% 锌粒 31.7 ② 20% 锌粒 50.9 ③ 30% 锌粒 61.7 ④ 30% 锌粉 (1)写出稀硫酸与锌反应的化学方程式 。 (2)【收集证据】要比较不同质量分数的硫酸对反应快慢的影响，应选择的实验编号是 。 (3)【得出结论】完成①②③三组实验后得出的结论是 。 (4)【评价与反思】下表是第①组实验的详细数据。 时段（均为1分钟） 第1分钟 第2分钟 第3分钟 第4分钟 第5分钟 第6分钟 氢气的体积 3.1mL 16.7mL 11.9mL 9.6mL 7.6mL 6.0mL 从上述表格可知，从第3 分钟开始反应的速度减慢，其原因是 。 (5)由于没有及时记录数据，导致第④组实验数据丢失，经同组同学回忆，得到以下数据，你认为可能的是______。 A．45.7 B．54.7 C．75.4 5．土壤的质量直接影响农作物的产量和品质。某校化学社会实践小组的同学在老师的帮助下，对当地土壤酸碱度、成分、适宜种植的农作物以及土壤改良等，展开项目式学习的探究。 任务一：测定当地土壤酸碱度 【实地检测】同学们征得当地农田主同意，走进农田，分别从不同位置取得3份土壤样品，设计了如下检测方案，并完成了实验。 【小组交流】 (1)测得溶液的pH为5。测定溶液酸碱度最简单的方法是 。 任务二：探究土壤所含成分 【调查咨询】向农田主了解到，该片农田施用的化肥是硫酸铵或氯化铵。 【猜想假设】Ⅰ.硫酸铵  Ⅱ.氯化铵  Ⅲ.硫酸铵和氯化铵 【教师指导】AgCl和均为不溶于酸的白色沉淀。 【进行实验1】 (2)小组同学为探究土壤中含有硫酸铵，还是氯化铵，设计了如下实验方案，并进行了实验。 实验步骤 实验现象 实验结论 1.取少量任务-滤液于试管中，滴加足量氯化钡溶液，静置 含有硫酸铵 2.向步骤1上层清液中滴加 产生白色沉淀 含有氯化铵 【反思评价】 (3)步骤1发生反应的化学方程式为 ； (4)小明对步骤2的结论产生质疑，理由是 。 任务三：探究适宜种植的农作物 【查阅资料】不同植物适宜生长的酸碱度不同，选择错误会严重影响农作物长势，减产减收。不同农作物适宜生长土壤的pH范围如下表： 农作物名称 花生 小麦 地瓜 土豆 玉米 适宜范围(pH) 5.6~6.0 5.5~6.5 5.0~7.0 5.5~6.5 6.5~7.0 【分析讨论】 (5)当地土壤适宜种植的农作物是 。 任务四：探究土壤的改良剂 【进行实验2】取两种不同的土壤改良剂各0.3g于锥形瓶中，然后分别加入等量任务一滤液各40mL，按如图1所示的装置分别进行数字化实验，pH随时间的变化如图2所示。 【交流研讨】 (6)改良效果较好的改良剂是 。 【成果分享】 (7)通过探究学习，同学们认识到科学地利用土壤资源是农业可持续发展的重要保障。请你提出一条保护土壤的建议 。 6．已知草酸(H2C2O4)加热时在浓硫酸的催化作用下会发生分解反应，某化学兴趣小组对草酸分解的产物产生了兴趣，请你参与： 【提出猜想】甲：CO2，H2O；乙：CO，H2O；丙：NH3，CO2，H2O；丁：CO2，CO，H2O。 (1)某同学认为丙同学的猜想是错误的，理由是 。 【查阅资料】无水CuSO4遇水变蓝。 【进行实验】为了验证上述猜想，将草酸在一定条件下分解的产物依次通过如图所示的装置： (2)A、B装置的顺序不能颠倒，原因是 。 (3)实验中观察到A中无水CuSO4变蓝，B、E中澄清石灰水变浑浊，D中红棕色粉末变成黑色，由此推断 同学猜想成立，写出B中发生反应的化学方程式 。 【得出结论】 (4)草酸分解的化学方程式为 。 【反思与评价】 (5)从环保角度考虑，上述实验的不足之处是 。 7．化学实验社团在老师的指导下开展了“模拟酸雨形成”的相关实验。 【联想与实验】模仿二氧化碳与水反应进行如图一所示实验： 【问题与猜想】亚硫酸不稳定，为什么红色液体微热后不变为紫色？其原因可能为： (1)猜想1：加热不够充分； 猜想2：与空气中的氮气有关； 猜想3：与 有关。 【实验与验证】 (2)填写表格中的空格。 编号 操作 现象 结论 1 将图一中红色液体继续加热至沸腾 仍红色 猜想1不成立 2 如图二所示，先通入适量的SO2，然后用酒精灯微热 先变红后变紫 猜想2不成立 3 如图二所示，先通入适量的SO2，再改通入氮气后用酒精灯微热 4 如图二所示，先通入适量的SO2，再通入O2，最后酒精灯微热 猜想3成立 【分析与结论】红色液体微热后不变为紫色的原因是：H2SO3在空气中会被氧化成另一种酸，进一步实验证明是硫酸。 【应用与拓展】收集某硫酸厂（生产过程中产生SO2附近刚降到地面的雨水水样，用pH计测得每隔十分钟数据如下表： 测定时间 5:05 5:15 5:25 5:35 5:45 pH 4.95 4.94 4.86 4.85 4.85 (3)分析表中数据，5:15至5:25时间段内水样中主要酸性溶质有 。 (4)实验社团提出一种处理废气的方案如下图，利用CaCO3粉末、空气为原料在高温下SO2，写出该反应的化学方程式 。 8．用一次性塑料水杯盛鲜榨果汁时，常用带皮柠檬片作装饰。网上传育、柠檬皮可以溶解这种水杯中的聚苯乙烯，危害人体健康，这种说法是喜的吗？为了查明真相，小东用泡沫饭盒(主要成分是聚苯乙烯)和柠檬皮进行探究。 （1）探究一：柠檬皮真的能溶解聚苯乙烯吗？ 进行实验：将柠檬皮研磨成酱，取一匙涂在泡沫饭盒上，2分钟后饭盒光滑的表面变得凹凸不平，5分钟后凹凸更加明显，10分钟后出现很多小孔。 结论与解释：柠檬皮中含有柠檬烯(C10H16)，拧檬烯是一种有机溶剂，可以溶解聚苯乙烯。 反思交流：用一次性塑料水杯喝水时，聚苯乙烯不会进入人体，放了带皮柠檬片后，聚苯乙烯会被溶解而进入人体，这说明物质的溶解性与 有关。 一次性泡沫饭盒、一次性塑料水杯随意丢弃造成的环境问题被称为 ，果汁加工厂的大量柠檬皮被丢弃浪费，对此你有什么建议 。 （2）探究二：温度对柠檬皮溶解聚苯乙烯有影响吗？ 进行实验：①取一匙柠檬皮酱，与2mL热水混合均匀后涂在泡沫饭盒上； ②取一匙柠檬皮酱，与2mL冷水混合均匀后涂在泡沫饭盒上； 5分钟后观察到用热水均匀涂抹的泡沫饭盒表面的凹凸程度更小，实验结论为 。 （3）探究三：酸性、碱性溶液对柠檬皮溶解聚苯乙烯有影响吗？请将下表填写完整。 实验用品：泡沫饭盒、柠檬皮酱、稀硫酸、石灰水、食盐水、水。 实验步骤 实验现象 实验结论 溶液的酸碱性对柠檬皮酱溶解聚苯乙烯无影响。 9．化学课堂中，老师演示了“吹气生火”实验，他向包有过氧化钠(Na2O2)粉末的脱脂棉上用导管吹气，脱脂棉燃烧了起来。同学们对该实验产生了浓厚兴趣进行了如下探究。 探究一：脱脂棉燃烧的原因。 【作出猜想】根据燃烧条件分析：①脱脂棉是 ； ②吹出的气体可能与过氧化钠反应生成了氧气； ③反应放出热量，温度达到脱脂棉的 。 【进行实验】在如图所示装置中，向过氧化钠粉末中不断吹气，观察到过氧化钠粉末由淡黄色逐渐变为白色，在导管口P处放置 ，木条复燃，说明试管内生成了氧气。同时还观察到 ，说明反应还放出了热量。 【得出结论】吹出的气体与过氧化钠反应生成氧气，同时反应放出热量，满足脱脂棉燃烧的条件。 探究二：试管内残留白色固体的成分。 【查阅资料】①吹出的气体主要成分有氮气、二氧化碳和水蒸气； ②过氧化钠与氮气不反应。 【作出猜想】猜想1：CO2参加反应，试管内残留白色固体成分是Na2CO3； 猜想2： ； 猜想3：CO2和H2O均参加反应，试管内残留白色固体成分是Na2CO3和NaOH。 【实验验证】 实验步骤 实验现象 实验结论 ①取残留白色固体于试管中，向其中加入过量的稀盐酸 固体成分含有 ②取残留白色固体于试管中，向其中加入过量的氯化钡溶液。过滤后取滤液，向其中滴加酚酞 有沉淀产生。滴加酚酞溶液变红。 滴入氯化钡的方程式： 固体成分含有Na2CO3和NaOH 【实验结论】过氧化钠与二氧化碳、水蒸气都能反应。 【拓展延伸】化工厂存有过氧化钠时，一旦失火，不能选用 (填字母序号)灭火。 A．二氧化碳灭火器  B．细沙  C．水 10．某小组以“探究催化剂的奥秘”为题展开了项目式学习。 【任务一】认识催化剂 (1)下列为催化剂所能表现的性质是_______（填字母）。 A．有些催化剂也能减慢反应的速率 B．不加催化剂反应就不能发生 C．催化剂在反应前后质量和性质不变 D．催化剂能增加生成物的质量 【任务二】定量探究催化剂的催化效果 某研究小组发现，将适量淀粉放入过氧化氢溶液中，过氧化氢溶液的分解速率加快。为比较淀粉和二氧化锰对过氧化氢分解的催化效果，该小组同学进行了如下探究：    实验序号 5%过氧化氢溶液体积/mL 其他物质质量 待测数据 ① 20 / a ② 20 淀粉0.5g b ③ 20 二氧化锰0.5g c 【定性探究】 (3)如图甲，可通过观察 来定性比较二者的催化效果。 【定量探究】为了定量比较二者的催化效果，实验时小明用图乙所示装置做对照实验，以生成40ml气体为标准（其他可能影响实验的因素均已忽略）设计了三组实验（如上表所示）。 (4)实验前检查图乙装置气密性的方法是 。 (5)上述实验中“待测数据”是指 。最后结果表明二氧化锰的催化效果较好，则b c（填“<”、“>”或“=”）。 【拓展与延伸】继续探究发现硫酸铜溶液也能显著加快过氧化氢的分解速率。于是同学们根据下面提供的药品继续探究实验。（供选择的试剂：5%过氧化氢溶液、15%过氧化氢溶液、30%过氧化氢溶液；5%的硫酸铜溶液、10%的硫酸铜溶液、20%的硫酸铜溶液） 在常温下，向a、b、c三支试管中分别加入等量5%的过氧化氢溶液，在其他条件相同时，各滴2滴5%、10%、20%的硫酸铜溶液。绘制了产生的氧气体积随时间变化的曲线a、b和c如图所示。    (6)请你写出两条规律性结论 、 。 (7)若根据提供的药品重新实验，得到的曲线如图中虚线所示，请推测其可能的原因 。 11．某化学兴趣小组在实验室发现了一瓶标签受到腐蚀(如图所示溶液)，他们对此产生了兴趣。 [提出问题]这瓶溶液究竟是什么? 经过询问实验老师平时的药品保管得知，这瓶无色溶液应该是碳酸钠、碳酸氢钠、氯化钠、硫酸钠、硝酸钠中的某一种。为了确定该药品，他们首先进行了理论分析： (1)小明根据标签上的组成元素认为一定不可能是 。 (2)小英提出，碳酸氢钠、硝酸钠也不可能，你认为她的依据是 。 为了确定该溶液究竟是剩余两种盐的哪一种，他们设计了如下实验。 [设计实验] 实验操作 实验现象 取少量样品于试管中，慢慢滴加BaCl2溶液，静置一段时间，倾去上层清液，向沉淀中继续滴加稀盐酸 先出现白色沉淀，后产生大量气泡 [实验结论] (3) 该瓶无色溶液是 。生成白色沉淀过程的化学方程式是 。 [实验反思] (4)小强认为上述设计实验还可简化，仍能达到目的。小强的实验操作是 。经查阅资料得知上述五种盐里碳酸钠、碳酸氢钠的溶液呈碱性，其余三种盐的溶液呈中性，请你再设计一种实验方法，确定该溶液究竟是哪种盐。简述实验操作和现象 。 12．某化学兴趣小组同学做了实验后在整理实验室时，得到白色固体药品，查阅药品记录单可知，可能是碳酸钠、碳酸氢钠和硫酸钠中的两种物质的混合物。为探究其成分，进行如下探究活动： 【猜想与假设】针对其组成： 猜想一：含有Na2CO3和 Na2SO4； 猜想二：含有Na2SO4和 NaHCO3； 猜想三：含有 。 【实验探究】 实验Ⅰ：取白色固体于试管中加热，将产生的无色无味气体通入澄清石灰水，澄清石灰水变浑浊。 实验Ⅱ：取加热后的白色固体于试管中加足量的盐酸后，再滴加氯化钡溶液，立即产生白色沉淀。 【实验分析及结论】 （1）实验Ⅰ中，产生无色无味气体反应的化学方程式为 。实验Ⅱ中，滴加氯化钡溶液产生白色沉淀反应的化学方程式为 。 （2）实验Ⅰ中可判断猜想 不成立。 综合实验Ⅰ、Ⅱ，可判断猜想 不成立。 【拓展延伸】 若Na2SO4溶液中混有少量的NaHCO3，提纯Na2SO4溶液的实验方案是 。 13．在化学兴趣小组的活动中，老师让甲同学给大家表演了一个小魔术：“清水变红酒，红酒变牛奶”。A、B、C三种溶液分别是氯化钙溶液、酚酞溶液、碳酸钠溶液中的某一种。 【实验活动】 【交流讨论】同学们根据新奇的现象展开了热烈的讨论。 乙同学：“清水变红酒”就是无色溶液变红。 丙同学：“红酒变牛奶”就是红色褪去，溶液中产生白色浑浊。 大家都点头认同。 【提出问题】甲同学：A、B、C分别是什么？为什么能出现上述现象呢？ 【解释结论】丁同学：根据步骤2的现象可确定C为 (填名称)。 戊同学：产生步骤1的现象还无法确定A、B各是什么。 【实验证明】乙同学：另取A于试管中，把C滴加到A中观察到产生浑浊，因此他断定A是 (填化学式)溶液，同时也确定了B。 【深入交流】甲同学：A中加入C时，溶液中离子数目变化如右图所示，b表示的离子是 (填离子符号)。 【总结归纳】 ①从生成物的角度考虑，发生复分解反应的条件是 。 ②将氢氧化钠溶液和氯化镁溶液混合，溶液中数目发生改变的离子是 。 14．研究物质会从物质的组成、结构、性质以及变化规律进行研究，小明想要知道酒精燃烧的产物，据此回答下列问题： 认识酒精的组成和构成：酒精由碳、氢、氧元素组成，由酒精分子构成。 科学探究也是我们学习化学的重要方式，由此小明和同学们对此展开了实验探究。 【提出问题】 (1) ？ 【猜想与假设】酒精燃烧会生成二氧化碳和水 【实验探究】 (2)小刚设计了下列实验来验证自己的猜想： 步骤 现象 结论 烧杯内壁有水雾出现 酒精燃烧生成水 迅速倒转烧杯，向其中加入澄清石灰水。 酒精燃烧生成二氧化碳。 15．活性炭内部有许多微细孔隙，可用于脱色，脱色原理的微观示意图如图。实验小组对活性炭使有色物质褪色进行探究。 【猜想假设】有色物质的微粒被吸附在活性炭孔隙里，从而褪色。 【查阅资料】 i．品红溶液、水果口味汽水、红墨水等溶液中均含有有颜色的有机物。有机物是指含碳元素的化合物，但不包括碳的氧化物、碳酸和碳酸盐。 ii．高锰酸钾（KMnO4）为无机物，其水溶液为紫红色。MnSO4可以与铋酸钾反应生成KMnO4。 【进行实验】 将下列5种溶液，各取20 mL，依次倒入5个相同的自制活性炭净水器中，如图，放置相同时间，打开活塞，观察溶液颜色，现象见下表。 实验编号 ① ② ③ ④ ⑤ 有色溶液 品红溶液 橙味汽水 红墨水 酸性KMnO4溶液 CuSO4溶液 现象 红色溶液褪为无色 橙黄色溶液褪为无色 红色溶液褪为无色 紫红色溶液 褪为无色 蓝色溶液 无明显变化 【结果讨论】 （1）在上述实验①~⑤中，活性炭更容易使有颜色的 （填“无机物”或“有机物”）褪色。    （2）若用紫色葡萄味汽水做上述实验，可以观察到的现象是 。 （3）已知品红溶液中有色物质微粒直径d约为1.0 nm，结合猜想推测品红溶液褪色的原因：活性炭孔隙直径D （填“≥”或“≤”）d，有色物质的微粒被吸附在活性炭孔隙里，从而褪色。 【深入探究】小组同学对酸性KMnO4溶液的褪色产生兴趣并继续探究。 （4）KMnO4是自身见光分解了吗？有同学发现高锰酸钾溶液盛放在棕色试剂瓶中，而棕色试剂瓶用于盛放见光易分解的化学药品，由此猜测高锰酸钾溶液可能在进行实验④时由于见光分解而褪色。小康同学设计了合理的对照实验证明这个猜测不成立。 实验方案：取20 mL相同浓度的酸性KMnO4溶液， ，放置相同时间，溶液颜色无明显变化。 （5）KMnO4是与活性炭发生反应了吗？ 老师查阅文献：活性炭能与酸性KMnO4溶液发生反应，生成几乎无色的MnSO4，从而使溶液褪色。小组同学设计实验：取实验④出水口的溶液于试管中，向其中加入试剂X。预设观察无色溶液是否变为紫红色。则试剂X是 。 【实验反思】 （6）活性炭使有色物质褪色时发生的变化可能有 （填“物理”或“化学”或“物理和化学”）变化。 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 $$