2024年中考化学三轮冲刺专项训练：科学探究题

2024年中考化学三轮冲刺专项训练：科学探究题 1．某兴趣小组对“测定蛋壳中碳酸钙含量”进行探究。 【提出问题】如何设计装置进行测定？ 【查阅资料】蛋壳的主要成分是CaCO3，其它成分对实验的影响忽略不计，不考虑稀盐酸中氯化氢挥发。 实验室制取二氧化碳的反应化学方程式是 。 【进行实验】 实验一：设计装置一通过测量生成的CO2体积来计算蛋壳中碳酸钙含量。 （1）图③装置中连通管的作用是： ，若无“植物油”，测定的碳酸钙含量 (填“偏大”“偏小”或“不变”)。 （2）若图③中量气管起始读数为V1mL，加入稀盐酸的体积为V2mL；待反应结束后，量气管最终读数为V3mL，则反应生成CO2的体积为 mL。 实验二：设计装置一通过测量生成的CO2质量来计算蛋壳中碳酸钙含量(装置B、C和D中药品均足量且反应充分)。 （3）该实验中反应前后均需通一段时间氮气，反应后通入氮气的目的是 。 （4）D装置的作用是 。 【数据处理】 （5）图④中，通过称量反应前后装置 (填字母序号)的质量可达到实验二的目的。 【反思与交流】 该兴趣小组的同学认为实验一的方法测量蛋壳中碳酸钙含量更准确，原因是 。 2．在探究金属与酸的反应时，发现铜片与20%的硫酸溶液不反应。有同学提出疑问“在一定条件下铜与硫酸能否发生反应”，并进行了系列实验。 【查阅资料】SO2能让红色的品红溶液褪色，能被NaOH溶液吸收。 【进行实验】（夹持仪器略） 实验1：初步实验（所用溶液均为硫酸溶液） 实验序号 1﹣1 1﹣2 1﹣3 1﹣4 1﹣5 装置 主要现象 铜片a附近溶液逐渐变蓝，铜片b附近产生无色气泡。 无明显现象 无明显现象 无明显现象 铜片溶解，溶液变蓝，生成有刺激性气味的无色气体 经检验实验1﹣1中产生的气体是氢气。 实验2：在实验1﹣5的基础上深入探究，装置如图。 【解释与结论】 （1）实验1﹣1中，能证明铜发生反应的现象是 。 （2）实验1中，欲得出“升高温度可使铜与硫酸反应”需对比的实验是 （填实验序号）。 （3）补全实验1﹣5和实验2中铜与硫酸反应的化学方程式： （4）与实验1﹣5相比，实验2的优点有 （写出一条即可）。 （5）通过上述实验能得出的结论是 。 【反思与评价】 （6）下列说法不正确的是 。 A 对比实验1﹣2和1﹣5，可得出“增大浓度可使铜与硫酸反应” B 通电可促进一些化学反应的发生 C 铜与硫酸只能发生一种化学反应 3．兴趣小组的同学们以“稀盐酸与氢氧化钡溶液能否反应”为课题进行了科学探究。他们做了下列所示的实验。    (1)20℃，配制100g溶质质量分数为17.1%的氢氧化钡溶液。用图1中仪器完成实验，还缺少的仪器是 。用量筒量取水时，俯视读数会导致所配溶液的溶质质量分数 17.1%（填“大于”或“小于”）。 (2)如图2，同学们在烧杯中加入10mL17.1%氢氧化钡溶液，然后滴加无色酚酞试液，继续向烧杯中滴加稀盐酸，边滴边搅拌，观察到 ，从而得出稀盐酸与氢氧化钡能发生反应的结论。在滴加稀盐酸的过程中，图3中A表示的微粒是 （填离子符号）。 (3)他们继续向溶液M中滴加碳酸钠溶液，发现只有白色沉淀产生，无其它实验现象。 【提出问题】反应最终所得溶液N的溶质成分是什么？（不考虑酚酞） 【查阅资料】BaCl2溶液呈中性，碳酸钠溶液能使酚酞变红 【猜想与假设】甲同学猜想：NaCl、BaCl2 乙同学猜想：NaCl  丙同学猜想：NaCl、Na2CO3 【分析交流】①上述猜想中不合理是 同学的猜想。 【活动探究】②同学们取少量溶液N，向其中滴加 ，观察到 ，可确定乙同学猜想正确。 【计算】③要将上述溶液的Ba2+沉淀完全，至少需要滴加20%的Na2CO3溶液的体积 mL（实验所用氢氧化钡溶液、碳酸钠溶液的密度近似看做1g/mL） 【总结提升】通过上述探究可知：一般我们都是从生成物和反应物两个角度对反应后溶液中的溶质成分做出猜想，并结合实验现象排除不合理猜想，然后再设计实验验证猜想。 4．“五一”假期，聪聪同学和家人到安徽省博物馆去参观，发现博物馆内许多铜制品表面有一层绿色物质。绿色物质是什么？它是怎样形成的？化学活动课上，同学们设计实验对这种绿色物质进行了如下探究活动。 【查阅资料】 ①铜在空气中易生成铜锈，它为绿色，其主要成分是Cu2（OH）2CO3； ②白色的硫酸铜粉末遇水能变为蓝色。 探究活动一：验证铜锈的组成。 【进行实验1】 同学们设计了如图所示装置并进行实验。 实验操作 实验现象 实验结论 ①按如图组装仪器，装入药品。 ②加热铜锈，直至不再有气体产生，停止加热 绿色固体变为黑色；硫酸铜粉末变为蓝色；烧杯中液体变浑浊 加热铜锈生成的物质有 ； ③冷却后，向试管中固体加入适量稀硫酸，稍加热 黑色固体溶解，溶液变为蓝色 发生反应的化学方程式为： 。 探究活动二：探究铜生锈的条件。 【进行实验2】 同学们进行了下面的4个实验，每天观察一次现象，一段时间后，发现只有实验4中的铜丝生锈了，且与水接触的部分生锈更明显。 序号 实验1 实验2 实验3 实验4 实验内容 实验现象 在干燥环境中，铜不生锈 铜仅与氧气和水接触，不生锈 铜仅与二氧化碳和水接触，不生锈 铜生锈 【实验结论】铜生锈的条件是 。 【反思与拓展】 （1）实验2和3中使用的是经煮沸后迅速冷却的蒸馏水，其目的是 。 （2）如果要除去铜制品表面的铜锈，可以用稀盐酸浸泡，写出反应的化学方程式 。 5．“制氧机”在生产生活中应用广泛，兴趣小组对某款家用制氧机开展了探究。 I、制氧原理探究。 (1)制氧机工作原理如图所示，氧气能从加湿过滤仓的水中逸出主要是因为氧气 这一物理性质。观察窗的作用是 （填序号，下同），加湿过滤仓起到的作用是 。 A．洗气作用，通过洗涤确保氧气的纯度         B．降低反应温度，使反应能够平稳进行 C．使产生的氧气具有一定的湿度，适合人们呼吸 D．通过气泡观察氧气生成的速率 E．加快生成氧气的速率 (2)制氧机中的制氧剂为过碳酸钠固体，使用时通常还会加入少量二氧化锰，小组成员为探究过碳酸钠制氧为何需要加入二氧化锰，进行了如下实验： 实验操作 现象 结论 向锥形瓶a中加入适量过碳酸钠 分别加入100L蒸馏水，观察； 瓶中有少许气泡产生；带火星的木条无明显变化 使用过碳酸钠制氧，需要加入二氧化锰固体，使制氧速度变快 向锥形瓶b中加入等量过碳酸钠和少量二氧化锰，混匀 将一根带火星的木条伸入瓶中 瓶中迅速产生大量气泡；带火星的木条 (3)经过以上探究， （填“能”或“不能”）确定二氧化锰是过碳酸钠制氧的催化剂。 II、制氧剂的选择 【查阅资料】双氧水具有一定的腐蚀性；常温常压下产生150mL的氧气，以5％的过氧化氢溶液为制氧剂需要9.1mL，以过碳酸钠为制氧剂需要1.41g。 【实验方案】利用如图装置设计如下实验并记录0-20min量筒中水的体积，绘制出图。 (4) 锥形瓶中药品 注射器中药品 实验1 0.2g二氧化锰 9.1mL5%过氧化氢溶液 实验2 1.41g过碳酸钠和0.2g二氧化锰 mL水 (5)实验1中反应的基本反应类型为 。 (6)结合信息及所学知识，制氧剂不选择过氧化氢溶液的原因是______（填字母）。 A．制氧效率低 B．分解产物无污染 C．运输储存不方便 D．有一定的腐蚀性 III、自制制氧机 (7)同学们利用饮料瓶、注射器、吸管、输液管等日常用品设计并制作了四套装置如图．瓶中所装液体为水，向左侧瓶中加入制氧药品。 装置中不合理的有 （填“甲”、“乙”、“丙”或“丁”，下同），自制制氧机可据需要调节氧气流量，则 装置更适合。 6．金属与合金无论是古代还是当今，在生产生活中应用都很广泛。 (1)《吕氏春秋·别类篇》载有“金柔锡柔，合两柔则刚”，表明我们的祖先已认识到合金相较于组成它的纯金属具有的特性是 。 锰钢（含等）是具有优良金属性能的合金，锰钢常用作高铁轨道，兴趣小组同学为了了解三种金属的活动性顺序，进行了如下探究。 查阅文献得知： ①金属锰是难溶于水的灰白色固体 ②含金属锰的水溶液通常显价，溶液呈淡粉色 (2)对的金属活动性提出了三种猜想：猜想一：；猜想二：；    猜想三： 。 (3)进行实验： 实验序号 操作 现象 结论 一 将打磨过的粗细相同、质量相等的三种金属片，分别放入等体积、等浓度的稀硫酸中 放入铁片溶液呈浅绿色，放入锰片溶液为淡粉色，放入铜片溶液为无色 猜想 错误 二 将打磨好的锰片放入硫酸亚铁溶液中 ①锰片表面有黑色固体析出； ② 猜想一正确 (4)交流表达： 有同学认为实验一除了颜色的变化还应该有其它实验现象，理由是 （任选一个，用化学方程式解释）。 (5)评价反思：实验结束后，同学们对实验过程进行了如下反思： ①甲同学认为不同种金属与等体积、等浓度酸的反应速率不同，乙同学认为同种金属与等体积、等浓度的酸反应，金属与酸的接触面积不同反应速率不同；你认为影响金属与酸的反应速率快慢的因素还有 （任写一种）。 ②探究金属活动性顺序时，除了上述实验中已经用到的两种方法外，还可以根据 进行判断。 7．空气中氧气含量测定的再认识。请回忆教材用红磷燃烧来粗略测定空气中氧气含量的装置。 （1）实验原理：由于红磷燃烧消耗空气中的氧气，使瓶内 减小，烧杯中水倒吸到集气瓶。若装置的气密性良好，操作规范，用量筒测量进入瓶中水的体积，能粗略测得空气中氧气的含量。 【问题提出】有实验资料表明：燃烧过程中当氧气体积分数低于7%时，红磷就无法继续燃烧，因此通过上述实验，测量结果与理论值误差较大。 【实验改进】 Ⅰ、根据铁在空气中生锈的原理设计下图实验装置，再次测定空气中氧气含量。装置中饱和食盐水、活性炭会加速铁生锈。 Ⅱ、测得实验数据如下表 测量项目 实验前 实验后 烧杯中水的体积 烧杯中剩余的体积 集气瓶（扣除内容物）和导管的容积 体积/mL 80.0 54.5 126.0 【交流表达】 （2）铁生锈过程发生复杂的化学反应（一个缓慢氧化的过程），首先是铁与氧气、水反应生成氢氧化亚铁，写出氢氧化亚铁的符号 。然后生成氢氧化铁。最终生成铁锈。 （3）根据表中的数据计算，改进实验后测得空气中氧气体积分数是 （计算结果精确到0.1%）。 （4）从实验原理角度分析，改进后的实验结果比前者准确度更高的原因是： 。 8．小明同学欲通过实验证明“二氧化锰是过氧化氢分解的催化剂”这一命题．他设计并完成了下表所示的探究实验： 实验操作 实验现象 实验结论或总结 各步骤结论 总结 实验一 取5%的过氧化氢溶液于试管中，伸入带火星的木条， 有气泡产生，木条不复燃 过氧化氢分解产生氧气，但是 ． 二氧化锰是过氧化氢分解的催化剂 实验二 向盛水的试管中加入二氧化锰，伸入带火星的木条， 没有明显现象 实验三 二氧化锰能加快过氧化氢的分解 （1）请你帮小明同学填写上表中未填完的空格； （2）在小明的探究实验中，实验一和实验二起的作用是 ； （3）小英同学认为仅由上述实验还不能完全得出表内“总结”，她补充设计了两个方面的探究实验，最终完成了对“命题”的实验证明． 第一方面的实验操作是将实验三反应前和反应后的二氧化锰进行称量，其目的是： ； 第二方面的实验是将实验三反应后的溶液倾倒掉．向剩余的固体中继续加入过氧化氢溶液．其目的是： ． 9．某学习小组对铁锈蚀进行探究。 【提出问题】铁锈蚀与哪些因素有关？ 【查阅资料】1．氯化钙固体可作干燥剂。 2．一定条件下，碳可加快铁的锈蚀，但碳本身不参加反应。 【设计与实验】 实验一：定性探究铁锈蚀的因素 取四枚相同的洁净无锈铁钉分别放入试管，进行图 1 实验，现象如表 1。 表 1 试管 一周后现象 A 铁钉表面有一层铁锈 B 铁钉表面无明显变化 C 铁钉表面无明显变化 D 铁钉表面有较厚铁锈 （1）对比 A、B、C 试管中实验现象，说明铁锈蚀主要是与空气中的 发生反应； （2）对比 A、D 试管中实验现象，说明铁锈蚀还与 有关； （3）铁锈的主要成分是 （填化学式），铁锈蚀后应及时除锈的原因是 。 实验二：定量探究铁锈蚀的因素 小组设计了图 2 装置，检查气密性，将 5g 铁粉和 2g 碳粉加入三颈烧瓶，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。 （4）据图 3，铁锈蚀的过程中 （填“吸热”或“放热”）； （5）据图 4，对比 AB 段和 BC 段说明 ，分析 t3时刻后压强突然变大的原因是 。 【反思与评价】 （6）与实验一对比，实验二铁锈蚀明显更快的原因是 。 10．某化学实验小组的同学们学习了复分解反应发生的条件之后，设计并进行了以下探究实验： 【观察与记录】A试管中发生反应的化学方程式为 。A、B试管中产生的相同现象是 。 【实验探究】实验结束后，同学们将A、B试管中的物质充分混合后进行了过滤，对过滤后得到的滤液C产生了兴趣。于是，甲同学取少量滤液C于试管中，向其中滴加无色酚酞溶液，观察到溶液变为红色，通过此现象同学们直接得出滤液C中一定含有 (填一种离子符号)，并由此可以推测出滤液C中一定不含有 (填离子符号)。 【提出问题】滤液C中还含有哪些离子？ 【继续探究】同学们讨论后，乙同学针对可能存在的离子做了如下图所示实验： 现象：溶液中产生白色沉淀 结论：溶液中含有钡离子，不含有硫酸根离子 【交流与反思】甲同学对乙同学的实验和结论提出了质疑，质疑的理由是 。经过讨论后，同学们改进了乙同学实验，换了一种与乙同学所选溶液中溶质类别不同的溶液 (填溶质的化学式)，观察到了明显的实验现象，得出了与乙同学相同的结论。 【归纳与总结】结合以上实验探究过程可以总结出：①在证明了溶液中的一种离子确定存在后，则可以推测出 一定不存在；②一般证明反应后溶液中的离子成分时，要针对可能存在的离子设计实验进行证明，但是要注意所选试剂不能 ，否则不能得出正确结论。老师对同学们的探究意识和钻研精神给予了充分肯定！ 11．某校化学兴趣小组的同学在实验室整理化学药品时，发现一瓶金属铬。为了解铬与常见金属铝、铜在金属活动性顺序中的相对位置关系，他们进行了如下探究活动： 【查阅资料】铬（Cr）是银白色金属，在空气中其表面能形成致密的氧化膜。 【提出假设】考虑到铝的活动性比铜强，提出了以下三种假设： 假设①：； 假设②：； 假设③：。 【实验过程】取大小相同的Cr、Cu、Al三种金属薄片，用砂纸打磨光亮后，分别放入三支试管中，再分别加入等体积的稀硫酸。 【实验现象】 金属 Cr Cu Al 实验现象 铬片表面产生气泡缓慢 铜片表面无明显变化 铝片表面产生气泡较快 【实验结论】假设 成立（填序号）。 【问题与反思】 （1）由上述结论可知，铬可以与硫酸铜溶液发生反应。请写出该反应的化学方程式： （已知在该反应的生成物中铬元素显价）。 （2）小丽提出，按上述实验操作，用硫酸铜溶液代替稀硫酸也能得出三种金属的活动性顺序，你认为 （填“可行”或“不可行”），理由是 。 12．养鱼时，常用过氧化钙包（产品说明如图1所示），将其加入水中，会缓慢产生气泡，并得到无色溶液。兴趣小组的同学进行如下探究。 探究Ⅰ：产生的气体是什么？ 【作出猜想】 (1)根据反应物中含有 元素，猜想产生的气体可能是氢气或氧气。 【实验1】取适量过氧化钙样品和水，按图2所示方案进行实验。A中有气泡产生，充分反应后，得到无色溶液X。 (2)B装置中足量浓硫酸的作用是 。 (3)为证明过氧化钙与水反应生成的气体是氧气，需要在C处进行的操作及观察到的现象是 。 探究Ⅱ：无色溶液X中的溶质是什么？ 【作出猜想】 (4)根据反应前后元素种类不变及说明书中过氧化钙用于 的用途，猜想溶液中的溶质可能含有氢氧化钙。 【实验2】 (5)取适量无色溶液X，按图3所示方案进行实验，根据实验现象得知上述猜想正确。 步骤①中观察到的现象是 ； 步骤②中加入的试剂Y可能是 。 【反思交流】 (6)通过实验1和实验2的分析，写出过氧化钙与水反应的化学方程式： ． 13．问题：蜡烛刚熄灭时，总会有一缕白烟冒出，它的成分是什么呢？有人提出如下假设： A．白烟是燃烧生成的二氧化碳；B．白烟是燃烧生成的水蒸气；C．白烟是石蜡蒸气凝成的石蜡固体小颗粒。 实验： (1)吹灭蜡烛，立即用一个内壁涂有澄清石灰水的烧杯罩住白烟，其目的是为了验证假设 ，但这样做并不能得出正确的结论，原因是 。 (2)吹灭蜡烛，立即将一个干冷的烧杯放在白烟上，烧杯内没有水雾，说明白烟不是 。 (3)吹灭蜡烛，立即用燃着的木条去点白烟(注意不要接触烛芯)，发现蜡烛被重新点燃，说明白烟具有可燃性，这为假设 提供了证据。 14．实验室用氯酸钾制氧气常用二氧化锰作催化剂并加热。某兴趣小组希望寻找到一种廉价易得的MnO2替代品。通过查阅资料，他们选择了一种替代品——红砖。把红砖粉碎后，分成“60目”和“30目”两种颗粒大小不同的粉末（目数越高，颗粒越小）。下表是相关实验数据记录： 编号 KClO3的质量/g 催化剂种类 催化剂质量/g 收集O2平均速率/mL·min 实验1 0.6 无 0 11.8 实验2 0.6 MnO2 0.2 28.2 实验3 0.6 红砖粉（60目） 0.2 28.8 实验4 0.6 红砖粉（30目） 0.2 21.1 (1)该实验可以比较______（填字母）对收集O2速率的影响。 A．有无催化剂 B．催化剂的质量 C．催化剂颗粒大小 (2)实验3、4可得出结论是 。 (3)表中所列催化剂的催化效果最佳的是实验 （填数字）。 (4)另一小组同学对过氧化氢制氧气也提出问题，氧化铜（难溶于水）能否也起到类似二氧化锰的催化剂作用呢？于是他们也进行了如下探究。 【猜想假设】 Ⅰ、氧化铜不是催化剂，也不参与反应，反应前后质量和化学性质不变； Ⅱ、 ，反应前后质量和化学性质发生了改变； Ⅲ、氧化铜是反应的催化剂，反应前后质量和化学性质不变。 【实验验证】称量0.2g氧化铜，取5mL5%的过氧化氢溶液于试管中，进行如图实验： 填写下表： 步骤③现象 步骤⑥结果 步骤⑦现象 结论 带火星的木条复燃 所得固体 g 溶液中有气泡放出， 。 猜想Ⅰ、Ⅱ不成立，猜想Ⅲ成立 【实验反思】步骤⑦重复实验②、③的目的是 。 15．氯化钙可用于冷冻剂、干燥剂、融雪剂、医药及冶金工业等。化学兴趣小组在完成了实验室制取二氧化碳的实验后，欲对剩余废液的组成进行探究，并制定回收氯化钙的方案。 【查阅资料】 (1)氯化钙是一种 (选填“酸”、“碱”或“盐”)，其溶液呈中性。 探究I：实验室制取二氧化碳后的废液中含有哪些溶质？ 【作出猜想】 (2)猜想一：氯化钙；猜想二： (填化学式)。 【实验1】 小丽同学取少量废液于试管中，向废液中滴加紫色石蕊溶液，观察到溶液变成红色，由此得出了猜想二成立。 小明同学取少量废液于锥形瓶中，利用图甲所示的装置进行实验，将80mL，一定质量分数的碳酸钠溶液逐滴加入废液测得数据如图乙所示。 【交流讨论】同学们对图乙中的数据进行了分析、交流、讨论，证明了猜想二成立。 (3)小明同学实验时可观察到的现象为 。 (4)b点对应发生反应的化学方程式为 。 (5)c点对应溶液中的溶质为 。 探究II：如何回收废液中的氯化钙？ 【实验2】 (6)小明同学提出直接蒸发溶剂可从剩余废液中回收纯净氯化钙，理由是 。 【反思评价】 (7)兴趣小组同学认为小明同学提出的方法会对空气造成污染。在不借助其他试剂和仪器的情况下，除去废液中对空气造成污染的物质，建议最好先在废液中加入_______(填字母序号)试剂。 A．CaO B．Ca(OH)2 C．CaCO3 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 $$