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．实验室贮存的烧碱易变质。围绕变质问题某学习小组同学取实验室放置了一段时间的烧碱固体样品进行下列探究，过程如下，请回答相关问题： 【原因分析】贮存在实验室里的烧碱为什么会变质呢？请分析后用化学方程式表示烧碱变质的原因 。 【方案讨论】 欲检验烧碱是否变质，小王建议用无色酚酞试液，小李立即否定了小王的建议，他否定的理由是 ；同时小李提出可以使用一种碱溶液来证明烧碱是否已变质，大家讨论后觉得可行，小李选择的这种碱溶液是 。 【知识链接】若已变质，请参与定量测定样品纯度： 【原理思路】利用Na2CO3与酸反应产生CO2，通过CO2 质量（C装置反应前后的质量差）的测定，确定一定量样品中碳酸钠的质量，从而计算样品纯度。通过讨论大家一致认为选用稀硫酸比稀盐酸测量结果更准确，请分析原因 。 【实验方案】小红同学根据原理思路，设计了下图实验方案（固定装置省略），其中浓硫酸的作用是 。 【交流讨论】小明认为该实验方案的设计有缺陷，若按该方案进行测定会导致难以避免的误差。你认为下列哪些因素会导致难以避免的误差 （填序号）。 ①加入的稀硫酸量不足            ②实验前，甲、乙装置内的空气没有排出 ③干燥管与空气直接相通          ④实验结束后，甲、乙装置内仍留有CO2 2．绿萝具有美化家居和净化空气的作用，适合室内摆放。养殖绿萝需要注意土壤酸性、光照强度、浇水和施肥等条件，以保证其生长良好。某项目学习小组计划水培绿萝，搜集到如下信息，请你完成水培绿萝的相关任务。 资料卡片 绿萝特征：观叶植物，喜水，不耐干旱，喜酸性环境（约为） 养护：常采用水培的方式种植，水培观赏性较高，可选用插的枝条，把切口修剪平整，放入水培液中，每隔十天施肥一次 选择水培容器：甲同学选择了一个铝制花瓶，乙同学选择了一个玻璃花瓶。 (1)检测水培溶液：某同学用计测得三种水培溶液的如表所示 序号 ① ② ③ 3.7 6.5 8.0 你认为 （填序号）溶液更适合用于水培绿萝。 (2)改良水培溶液：项目小组拟选用试剂改良的水培溶液，请写出一种你认为可行的试剂： 。 (3)探究肥料成分： 两位同学分别用所选择的花瓶和加入等量固体肥料的②号水培溶液水培绿萝，一段时间后，甲同学的绿萝生长状况不如乙同学的，通过观察发现，铝制花瓶内壁出现红色固体。甲，乙两同学对此很感兴趣，对肥料成分展开探究进行了如下实验。 【已知：硫酸钡不溶于稀硝酸】 实验 实验操作 实验现象 实验结论 实验一 取适量肥料，加足量固体研磨； 有氨味 ①根据实验现象，你认为固体肥料中一定含有的物质是 （填化学式）； 实验二 Ⅰ：将实验一所得固体加适量水溶解、过滤； Ⅱ：向无色溶液A中加入适量硝酸钡溶液、过滤； Ⅰ：得到蓝色沉淀和无色溶液A Ⅱ：得到白色沉淀B和无色溶液C 实验三 向白色沉淀B加入足量稀硝酸。 沉淀不溶解 ②根据上述实验内容和结论，甲和乙对无色溶液A中存在的离子进行了讨论，一致认为无色溶液A一定含 （填离子符号），无色溶液A中可能含有氢氧根离子，请写出检验方案： ； ③若固体肥料中还含有一种物质，下列对该物质猜想合理的是 （填“a”或“b”）。 a．KNO3        b．Na2CO3 拓展延伸知识：水培植物时选择花瓶要根据溶液性质，防止溶液中成分与花瓶反应。 3．小明在实验室进行了如下两个实验，回答下列问题。    (1)用图1装置对人体吸入的空气和呼出的气体进行探究。实验操作及现象如表。 操作 c处现象 d处现象 A．从a处缓缓吸气5次 无明显现象 石灰水不浑浊 B．从b处缓缓呼气5次 出现无色液滴 石灰水变浑浊 ①吸气、呼气时，c处现象不同的原因是 。 ②吸气、呼气时，d处现象不同，说明呼出气体中二氧化碳含量 （填“高于”或“低于”）吸入空气中的二氧化碳含量。 (2)利用图2装置探究铜和氧气在加热条件下是否生成了新物质。 在一根用细铜丝吊着的玻璃棒两端分别绕上10cm长的粗铜丝，并使玻璃棒保持水平。然后用酒精灯给m端的粗铜丝加热1~2min。 ①冷却后，观察到的现象是：m端铜丝变为 色，玻璃棒n端上升。 ②取下m端加热后的粗铜丝，将其浸没于盛有稀盐酸的试管中，加热，一段时间后，可观察到试管中的液体变为 色。（已知铜与稀盐酸不发生化学反应） 由此说明：加热条件下，铜和氧气反应生成了新物质。 4．某研究性学习小组选择“过氧化氢溶液制取氧气的快慢与什么因素有关”的课题进行探究，以下是他们探究的主要过程：    【假设】过氧化氢溶液制取生成氧气的快慢与催化剂种类有关。 【实验方案】常温下，在两瓶同质量、同浓度的过氧化氢溶液中，分别加入相同质量的二氧化锰和水泥块，测量各生成一瓶(相同体积)氧气所需的时间。 【进行实验】如图1是他们进行实验的装置图， ①此实验中B处宜采用的气体收集方法是 。 ②有同学认为也可以用如图2装置。当向里推活塞时，如果装置气密性良好，可能观察到现象是 。 ③写出实验室用双氧水和二氧化锰混合制取氧气的文字表达式 【实验记录】 实验编号 1 2 反应物 5%过氧化氢溶液 5%过氧化氢溶液 催化剂 g水泥块 1g二氧化锰 时间 165秒 46秒 【结论】根据上述实验探究过程得出的结论是 。 【反思】在过氧化氢溶液中在加入二氧化锰或水泥块后反应明显加快，若要证明MnO2和水泥块是该反应的催化剂，还需要增加实验来验证它们在该反应前后的质量和 是否改变 【拓展】你认为影响过氧化溶液分解氢速率的因素还有哪些，请设计实验验证猜想。(写出一条并设计实验验证) 影响因素 实验方案 5．小明发现，氯酸钾与氧化铜混合加热，也能较快产生氧气，于是进行如下探究。 【提出问题与猜想】除二氧化锰、氧化铜外，氧化铁也可以作氯酸钾分解的催化剂。 【完成实验】按下表进行分析：测定分解温度（分解温度越低，催化效果越好） 实验编号 实验药品 分解温度（℃） ① 氯酸钾 580 ② 氯酸钾、二氧化锰（质量比） 350 ③ 氯酸钾、氧化铜（质量比） 370 ④ 氯酸钾、氧化铁（质量比） 390 【分析数据、得出结论】 (1)由实验 与实验④对比，证明猜想合理。 (2)实验所用的三种物质，催化效果最好的是 。 【反思】 (3)若要证明氧化铁是该反应的催化剂，还要证明它在化学反应前后质量和 不变。 6．木聚糖是生产木糖醇等甜味剂的原料。实验小组利用NaOH溶液浸取玉米芯中的木聚糖，探究影响浸取效果的因素。 【进行实验】 I.将干燥的玉米芯用粉碎机粉碎，备用。 Ⅱ.配制一定浓度的NaOH溶液。 Ⅲ.分别取10g粉碎后的玉米芯，加入NaOH溶液，在不同条件下浸取，测定木聚糖得率（得率越高，代表浸取效果越好）。实验记录如下表。 序号 浸取温度（℃） 浸取时间（h） NaOH溶液的浓度（g/mL） NaOH溶液的体积（mL） 木聚糖得率（%） ① 70 3 0.20 300 17 ② 80 3 0.20 300 20 ③ 90 3 0.20 300 22 ④ 90 3 0.10 300 16 ⑤ 90 3 0.15 300 18 ⑥ 90 3 0.20 200 18 ⑦ 90 3 0.20 400 15 【解释与结论】 (1)NaOH溶液配制后应尽快使用，否则容易与空气中的CO2发生反应而变质，该变质反应的化学方程式为 。 (2)实验①②③的目的是 。 (3)探究NaOH溶液浓度对浸取效果影响的实验组合是 （填序号）。 (4)依据实验数据，不能推断NaOH溶液的体积越大，浸取效果越好，其证据是 。 (5)在实验范围内，浸取玉米芯中木聚糖的最佳条件：浸取时间为3h、 。 【反思与评价】 (6)在表中实验的基础上，继续探究浸取时间对浸取效果的影响，发现最佳浸取时间为3h。实验操作为：取10g粉碎后的玉米芯， 。 7．小明同学在食品包装袋内，发现有一个小纸袋，上面写着“生石灰干燥剂，请勿食用”他随手将小纸袋拿出来放在桌上，经过一段时间后发现纸袋内的白色颗粒黏在一起成为块状固体M。请你与他一起对块状固体M进行探究。 (探究任务) (1)探究固体M是否失效。 (2)探究固体M中是否含有氢氧化钙。 (探究方案) 问题与猜想 实验步骤 实验现象 实验结论 探究一：固体M是否失效 取适量固体M，加入盛有少量水的试管中，用温度计测量加入前后的温度 温度升高 探究二：固体M中是否含有氢氧化钙 将上述试管内的液体充分振荡，静置，取上层清夜，加入无色酚酞试液 M中含有氢氧化钙 (反思拓展) (1)请描述“探究二”是否严密并说明原因 ； (2)你认为固体M中除可能含有氧化钙和氢氧化钙外，还可能含有 ；设计简单实验证明是否含有该物质时你选择的药品是 ；若在固体M中加入足量该药品后观察到 的现象，则含有该物质。 8．某实验小组对“载人宇宙飞船或潜水艇中一般都要安装盛放过氧化钠（Na2O2）颗粒的装置”感到非常好奇，设计实验进行探究。 【提出问题】过氧化钠是否为一种制氧剂？与人呼出的哪种气体发生反应？ 【查阅资料】 ①人呼出的气体中主要成分是N2.O2.CO2和水蒸气等。 ②CO2 + 2NaOH ＝ Na2CO３ + H2O。 【提出猜想】过氧化钠与人呼出的N2或CO2或水蒸气反应并生成氧气。 【进行实验】 实验 Ⅰ：验证过氧化钠与氮气反应并生成氧气。 （1）实验操作如图1所示。 （2）实验现象及结论：观察到 现象 ，判断过氧化钠与氮气没有发生反应。      实验 Ⅱ：验证过氧化钠与水蒸气反应并生成氧气。 （1）同学们在老师的指导下设计了如图2所示装置。其中A装置的作用是 ，发生的变化是 变化。 （2）实验现象及结论：带火星的木条复燃；过氧化钠与水蒸气发生反应并生成氧气。 实验 Ⅲ：验证过氧化钠与二氧化碳反应并生成氧气。 （1）同学们在老师的指导下设计了如图3所示装置。（提示：C装置中的氢氧化钠溶液用于吸收可能未反应的二氧化碳） （2）实验记录 实验操作 主要实验现象 实验结论及解释 ① 检查装置的气密性。向装置中加入药品 装置的气密性良好。 ② 打开分液漏斗活塞，向A装置中缓慢加入稀盐酸 A装置中观察到的现象有 ，C装置中有气泡出现。 A装置中发生反应的化学方程式为 ； ③ 一段时间后用带火星的木条在D内进行检验。 带火星的木条复燃 过氧化钠与二氧化碳反应并生成氧气 【实验反思】 （1）根据实验Ⅱ和Ⅲ，过氧化钠与二氧化碳或水蒸气反应后，还产生了另一种物质，该物质是 （填“单质”或“化合物”）。 （2）某同学对实验Ⅲ的设计提出疑问：该实验不能证明二氧化碳与过氧化钠确实发生了反应，你认为他的理由是 。 9．某兴趣小组在实验室发现一瓶敞口放置的氧化钙，猜测该氧化钙可能变质。小明为确定该瓶氧化钙的成分进行了实验探究，如下表所示： 实验步骤 实验现象 实验结论 取少量该氧化钙样品于烧杯中，加水搅拌，静置，取上层清液滴加到红色石蕊试纸上 ①烧杯壁变热，石蕊试纸变为蓝色 样品中含有氧化钙和氢氧化钙 ②烧杯底部有白色固体 样品中含有碳酸钙 【交流讨论】小组讨论后，同学们认为：“现象”不足以证明样品中有氢氧化钙，原因是 （用化学方程式表示）；“现象②”不足以证明样品中有碳酸钙，原因是 。 兴趣小组同学为准确测定该瓶氧化钙的成分，进行了如下探究。 【提出问题】该瓶氧化钙中都有哪些成分，各成分的质量比是多少？ 【查阅资料】氢氧化钙在一定温度下能分解： 碱石灰是氢氧化钠与氧化钙的固体混合物，能吸收水和二氧化碳 【设计并实施实验】兴趣小组设计了如图所示的实验（装置气密性良好）。取该氧化钙样品放在装置B的玻璃管中，先通入一会空气，再称量C、D装置的质量，然后边通入空气，边用酒精喷灯加热（能达到高温），至固体不再发生变化，继续通一会空气，实验后测得装置增重，D装置增重。    【形成结论】该氧化钙样品中的成分是 ，它们的质量比是 。 【反思评价】装置的作用是 。如果没有装置，可能会导致氧化钙样品成分中的 测定结果偏大。 【拓展应用】为废物利用，兴趣小组打算用这瓶变质的氧化钙与足量的稀盐酸反应，再蒸发制取产品氯化钙固体，与变质前的氧化钙相比，变质后的氧化钙对产品氯化钙的产量是否会有影响，为什么？ 。 10．空气中氧气含量测定再认识。 任务一：实验回顾 图1中集气瓶容积为150mL，预先装入了50mL的水。 (1)利用图1装置检验气密性的方法是：打开导管活塞，将导气管放入盛水的烧杯中，双手紧贴集气瓶外壁， ，则说明装置气密性良好。 (2)若实验非常成功，冷却后，打开弹簧夹，最终集气瓶中水的体积约为 mL。 任务二：寻找红磷的替代物 利用图2所示装置分别使用红磷、白磷和食品脱氧剂来测量空气中氧气的体积分数，实验采集数据见图3。 (3)根据图3提供的信息，下列说法错误的是______。 A．三个实验效果最好的是“食品脱氧剂”，因为它消耗氧气更加彻底 B．当氧气浓度减小到一定程度时，就不能再支持红磷与白磷燃烧 C．相比于红磷，用白磷测定氧气含量结果更准确 D．若用红磷与白磷做实验，测得空气中氧气含量偏高 【反思交流】 (4)在课堂上进行演示实验时，选择“白磷”比较妥当，理由是 。 【实验拓展】 (5)小组的同学做完实验后又尝试用蜡烛重新做了上述实验，认为不能选用蜡烛进行实验，其原因可能是 。 任务三：白磷与氧气反应的微观解释 图4是白磷燃烧的微观示意图。“—”表示分子中原子之间的作用力。 (6)白磷的相对分子质量为 。 (7)请用分子和原子的角度解释这一变化 。 11．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，迅速用带导气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（如图所示），请回答下列问题： （1）写出右侧试管中发生的化学反应方程式 。 （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溶液。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？ 【做出猜想】 猜想一：CaCl2、NaCl和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二是错误的，理由是 。 【设计实验】请完成实验报告 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 【反思与拓展】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的危害是 。 12．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。对于此现象，该小组同学进行了如下探究。 【提出问题】淀粉能否作过氧化氢分解的催化剂？ 【作出猜想】淀粉能作过氧化氢分解的催化剂。 【实验验证】 实验编号 实验操作 实验现象 ① 向试管中加入过氧化氢溶液，再将带火星的小木条伸入试管中 小木条不复燃 ② 向盛有过氧化氢溶液的试管中加入0.5g淀粉，再将带火星的小木条伸入试管中 产生大量气泡，小木条复燃 ③ 将②中反应结束，试管中的剩余物质过滤、洗涤、干燥、称量 得固体物质0.5g ④ 将③中所得固体放试管中，重新加入过氧化氢溶液，然后将带火星的小木条伸入试管中 产生大量气泡，小木条复燃 【分析数据、得出结论】 （1）实验③④证明淀粉的 和 在反应前后均未发生变化。可作过氧化氢分解的催化剂。 （2）写出淀粉催化过氧化氢分解的文字表达式 。 【实验拓展】 该小组设计了下图所示装置对比淀粉与二氧化锰的催化效果，实验均以生成25mL气体为准，其他可能的影响因素忽略不计，相关数据见下表： 实验编号 3%过氧化氢溶液的体积 其他物质质量 待测数据 Ⅰ 20mL 淀粉0.5g a Ⅱ 20mL 二氧化锰0.5g b （1）上述实验中的“待测数据”是指 ；最后结果表明二氧化锰的催化效果较好，则a b(填“<”“>”或“=”)。 （2）小明用坩埚钳夹取少量光亮的铜丝，放在酒精灯火焰上灼烧至表面变黑后，迅速插入一只装有20mL3%过氧化氢溶液的试管中，观察到试管内迅速产生大量气泡。且变黑的铜丝质量和化学性质不发生改变，于是得出结论：氧化铜可以加快过氧化氢分解。 有同学认为这个结论不可靠，原因是过氧化氢分解速率加快还可能与 有关。 13．在学校的元旦联欢会上，默默同学表演了“水能生火”的魔术。他向包有过氧化钠 (Na2O2)粉末的脱脂棉上滴水，脱脂棉燃烧起来。这是什么原因呢？请你和小明同学进行实验探究。 [提出问题]过氧化钠与水反应生成了什么物质？为什么脱脂棉会燃烧？ [猜想]①可能有一种气体和另种物质生成；②反应过程中可能有能量变化 [实验探究]设计了如图所示的装置进行探究 [已知]碳酸钠同碳酸钙一样能与盐酸发生类似的化学反应。 实验一：探究反应后生成的气体是什么？ (1)打开如图装置中分液漏斗的活塞，控制滴加水的速率，观察活塞到试管内有气泡产生，用带火星的木条靠近P处，木条复燃。说明生成的气体是 。 (2)实验中，还观察到伸入烧杯中的导管口有气泡冒出，请解释产生该现象的原因是： 实验二：探究反应后生成的另一种物质是什么？ ①千贺同学猜想另一种物质可能是Na2CO3，为了证实千贺同学的猜想，请你设计一个实验：证明生成物中没有Na2CO3 实验操作 实验现象 实验结论 ②暖心同学认为不做上述实验也可以从理论上说明千贺同学的猜想是错误的，请你说出暖心同学的理由： 。 ③飞舟同学猜想另一种生成物为氢氧化钠 (NaOH)，老师告诉飞舟同学：你的猜想是正确的，请你试着写出该反应的化学方程式： 。 14．将铁片插入硫酸铜溶液中，铁片表面有红色物质生成，同时有气泡冒出。 【提出问题】铁与硫酸铜溶液反应为什么会有气体放出呢？该气体的成分是什么呢？ 【作出猜想】该气体可能是SO2、O2、H2中的一种，提出该猜想的理论依据是 。 【查阅资料】（1）SO2有刺激性气味，有毒，能使酸性高锰酸钾溶液褪色；（2）浓硫酸有吸水性可做干燥剂。 【实验方案】陈兵将带火星的木条伸到试管中，木条未复燃，该气体不是氧气。该结论是否严密？理由是 。科学的实验排除了氧气。陈兵用如图装置先排除SO2再验证H2，装置的连接顺序是 ，B装置中的现象是③ ，化学方程式为 。    15．化学小组围绕“铁丝在氧气中燃烧现象及产物”的问题，进行了相应的探究活动。 活动1：“火星四射”的现象与铁丝含碳量的关系 实验操作 实验现象 实验结论 实验1：取直径0.20mm，含碳0.1%的铁丝，在氧气中燃烧 零星火星 “火星四射”与铁丝含碳量的关系是 。 实验2：取直径 mm，含碳0.3%的铁丝，在氧气中燃烧 较明显的火星四射 铁丝燃烧的符号表达式是 。 活动2：黑色固体中是否含有铁？ 资料：①铁粉是黑色或灰黑色粉末。四氧化三铁为黑色固体，具有磁性。 ②铁、四氧化三铁均能溶于稀盐酸（即：铁+盐酸→氯化亚铁+氢气；四氧化三铁+盐酸→氯化铁+氯化亚铁+水） ③氯化亚铁溶液为浅绿色，氯化铁溶液为黄色。 ④铁+氯化铁→氯化亚铁 小明质疑小刚用磁铁来检验黑色固体是否含有铁的方案，其理由是 ；同学们都认可了下列实验方案： 实验操作 实验现象 实验结论 取少量黑色固体于试管中，加入一定量 ，放置一段时间 黑色固体中含有铁 反思：小刚发现上述反应后的溶液呈浅绿色而不是黄色，认为原来的黑色固体中不含四氧化三铁，你同意他的说法吗？为什么？ 。 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 $$