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．在实验室有失去标签的五瓶药品，分别是硫酸铜、碳酸钙、碳酸钠、氢氧化钠、氢氧化钙五种物质（均为纯净物），它们均为白色粉末。现将药品分别标记为A、B、C、D、E，某校化学实验小组的同学们积极思考，利用所学知识设计实验，对这些物质进行鉴别。 【查阅资料】白色的硫酸铜粉末遇水变为蓝色 【实验探究】化学实验小组的同学鉴别实验过程记录如下： 步骤1：取五种白色粉末各一药匙，分别放入五支洁净的试管中，各加蒸馏水2mL，充分振荡后静置。五支试管底部均有固体存在，只有盛放E的试管中液体呈蓝色，其他均呈无色。 步骤2：取B、C、D上层清液滴加稀盐酸，只有B的试管中有气泡产生，其他无明显现象。 步骤3：取A、C、D的上层清液放入试管中，分别滴加无色酚酞，A、C显红色。 请根据该学生的实验过程，回答下列问题： （1）由步骤1可知E为 （填化学式）； （2）步骤3中，D的现象是 ； （3）通过上述步骤，除E外，该化学小组的同学还推断出的是B为 （填化学式，下同）、D为 ； （4）对尚未鉴别出来的物质，同学设计了实验进行确定，请将如表补充完整： 实验操作 实验现象及结论 取两种待测物质少量于试管①、②，加足量水配制成溶液，分别向其中滴加 溶液； 观察到①试管中有白色沉淀产生，则①中的待测物质为 （填化学式）。 2．为探究二氧化碳和氢氧化钠溶液可以发生化学反应，某实验小组的同学设计了如图所示的实验装置，请回答下列问题： (1)打开止水夹a和c，从长颈漏斗向锥形瓶中注入稀盐酸，发生反应的化学方程式为 。 (2)当观察到烧杯中有大量白色沉淀产生时，说明集气瓶中已集满二氧化碳气体。然后进行的操作是 ，关闭活塞b，轻轻振荡集气瓶，一段时间后可观察到 ，证明二氧化碳与氢氧化钠发生了化学反应，该反应的化学方程式为 。 (3)有同学认为仅做上述实验有不足之处，应利用如图装置做一个对比实验，该对比实验只需将所用的氢氧化钠溶液换成 即可。 (4)为了保证实验的成功，应在实验前对装置的气密性进行检验（不另加仪器），方法为 。 3．某兴趣小组计划对空气成分进行探究，以下是他们的实验设计方案：（已知氢氧化钠溶液能与二氧化碳、二氧化硫气体反应，浓硫酸能吸水） （1）除去二氧化碳和水蒸气：装置A、B顺序能否颠倒 (填“能”或“否”)。 （2）除去氧气：该小组根据教材中拉瓦锡研究空气成分的实验原理，除去了（1）中得到的气体中的氧气。在拉瓦锡的经典实验中(装置如图2)，下列选项不是使用汞的优点的是 （玻璃钟罩上有刻度）。 A．汞为液态，在加热的条件下只与氧气反应且生成物为固体 B．时间足够长，能将密闭装置中的氧气几乎耗尽 C．无法观察装置中气体体积的变化 D．得到的氧化汞粉末加热生成的气体体积+剩余气体体积=原空气体积 （3）分析误差：该小组按设计方案得到的氮气密度(假设要除去的气体均已除净)与氮气的实际密度有误差，产生误差的原因是 。 （4）拓展与延伸：实验室如何制取氮气呢？请阅读资料并回答下列问题： 资料： ①仪器B的名称是 。 ②利用上述仪器和重铬酸铵在实验室制取少量氮气，（氮气的密度与空气密度相差很小）其发生装置应选择的仪器有 (填序号)，还必须补充的一种仪器是 。 4．潜水艇内“氧再生剂”的主要成分是过氧化钠(化学式为Na2O2)，它为潜水员的远航提供氧气。某化学兴趣小组对人们使用“氧再生剂”后的生成物进行探究。 (一)呼出的气体中哪些物质能与过氧化钠(Na2O2)发生反应放出氧气？ [查阅资料] ①呼出的气体主要含有氮气、氧气、二氧化碳和水蒸气。 ②过氧化钠与氮气、氧气不反应。同学们在老师的指导下分别做了过氧化钠与水、过氧化钠与二氧化碳的反应。 [实验探究] (1)探究H2O与Na2O2固体的反应 步骤一 步骤二 步骤三 实验操作 实验现象 带火星的木条复燃 产生蓝色沉淀 实验结论 水与过氧化钠反应的化学方程式为 类似的方法探究CO2也能与Na2O2反应产生氧气 (二)人们使用“氧再生剂”后剩余固体成分是什么？ [作出猜想] (2)根据人体呼出的气体中含有较多的CO2和H2O。对剩余固体的成分做出猜想： 猜想1：只有氢氧化钠。 猜想2： 。 猜想3：含有氢氧化钠和碳酸钠。 [实验验证] (3)验证人们使用“氧再生剂”后的剩余固体成分 实验操作 实验现象 实验结论 取少量剩余固体溶于水后，加入过量的CaCl2溶液         含有Na2CO3 将上述反应后的混合物过滤，取滤液滴加 溶液变红 含有 结论：使用“氧再生剂”后的剩余固体成分是碳酸钠和氢氧化钠。 [交流与讨论] (4)加入过量的CaCl2溶液的目的 。 “氧再生剂”应密封保存。 5．科学探究是学习化学的重要途径，实验是科学探究的重要手段。 (1)过滤是化学常用的基本操作，其中用不到的玻璃仪器是 （填字母）。 a．玻璃棒      b．漏斗     c．烧杯      d．试管 (2)过氧化钠是一种淡黄色粉末，在常温下分别能与 HCl发生反应生成O2。为了验证 CO2跟 Na2O2反应生成O2，某化学兴趣小组同学设计了图中所示装置。已知：2。 ①写出A装置中发生反应的化学方程式。 ②反应开始后，观察到E装置中白磷不燃烧，F装置中白磷燃烧，得出燃烧的条件之一是什么？ ③看到什么现象说明过氧化钠已完全反应？ ④该装置无法验证二氧化碳和过氧化钠反应产生氧气，为了达到实验目的，请写出装置改进的方法。 ⑤如图实验后，某同学对C装置中固体成分进行分析，设计了如下实验方案： 实验步骤 实验现象 结论 实验1：取少量C中固体于试管中，加足量水溶解后，滴加无色酚酞溶液 无气泡产生，溶液变成红色 含有碳酸钠和氢氧化钠 实验2：向实验1中的试管中加入过量澄清石灰水 同学们讨论后认为该实验结论不严密，理由是 。 (3)潜水艇中常用过氧化钠与二氧化碳反应制取氧气，以供潜水员正常呼吸。若要用该方法制取6.4kg的氧气，至少需要过氧化钠的质量为多少？ 6．研究性学习小组选择“H2O2生成O2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】H2O2生成O2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H2O2溶液中，分别加入相同质量的MnO2和水泥块，测量各生成一瓶（相同体积）O2所需的时间。 【 进行实验】右图是进行实验的装置图，此实验中要准确测量出收集一瓶氧气所需要的时间，则B处宜采用的气体收集方法是 。（填“排水法”或“向上排空气法”）    【实验记录】 实验编号 1 2 反应物 5%H2O2 5%H2O2 催化剂 1g水泥块 1gMnO2 时间 165秒 46秒 【结论】该探究过程得出的结论是: 【反思】H2O2在常温下分解缓慢，加入MnO2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化学反应前后的 和 是否改变。 H2O2 生成O2的快慢还可能与哪些因素有关？请你模仿上述实验进行探究。 （只要求提出一种影响H2O2生成O2的快慢的因素以及相关假设和实验方案） 【假设】 【实验方案】 7．氮化镁是一种应用范围非常广泛的无机化合物，它可用于制备高硬度、高热导、抗腐蚀、抗磨损和耐高温的其它元素的氮化物，制备特殊的陶瓷材料等．某校化学研究小组用镁与氮气反应制备氮化镁（Mg3N2），并用实验方法测定氮化镁的纯度． Ⅰ：制备氮化镁 【查阅资料】 ①(NH4)2SO4+2NaNO22N2↑+Na2SO4+4H2O，该反应为放热反应． ②饱和硫酸亚铁溶液能吸收氧气；稀硫酸能吸收氨气． ③在常温下或温度不高的条件下镁几乎与水不反应． 【实验】 制备氮化镁的装置示意图如图甲（A﹣G）：    （1）D装置的作用是 ，G装置的作用是 。 （2）E装置中发生反应的化学方程式为 。 （3）实验时先进行 （选填“A”或“E”）处加热，理由是 。 Ⅱ：测定氮化镁的含量 氮化镁是浅黄色粉末，极易与水反应生成Mg(OH)2沉淀和NH3，反应的化学方程式为 ，氮化镁（Mg3N2）中氮元素的化合价是 。 【定性分析】 步骤一：取少量氮化镁样品于试管中，加足量蒸馏水，试管底部有沉淀生成，试管口闻到有刺激性气味的气体生成． 步骤二：弃去上层清液，加入稀盐酸，观察到沉淀全溶且冒气泡．该步骤中产生气泡的化学方程式为 ． 【定量测定】 按图乙（H﹣I）实验装置进行实验：    8．小明同学发现，实验室中澄清的石灰水试剂瓶口处有许多白色物质生成。若敞口放置的氢氧化钙固体，它的化学成分会发生怎样的变化？小明学习小组根据所学知识，对一瓶敞口放置的氢氧化钙固体进行了如下探究： 【提出问题】该瓶药品的化学成分是什么？ 【查阅资料】氢氧化钙能与空气中的二氧化碳发生化学反应， 【猜想假设】猜想一：Ca(OH)2 猜想二： 猜想三：CaCO3 【实验验证】 实验操作 实验现象 实验结论 (1)取2g样品放入盛有100g水的烧杯中，充分搅拌后，静置 烧杯底部有较多固体未溶解 样品中含有CaCO3 (2)取实验(1)中上层清液少许于试管中，再向试管中滴加3-4滴碳酸钠溶液 样品中含有Ca(OH)2反应的化学方程式 【得出结论】小明同学认为猜想二正确。 【反思交流】 （1）小丽同学认为小明的结论不合理，她认为猜想一也可能正确，原因是烧杯底部较多未溶解的固体也可能是氢氧化钙。 （2）小琳同学认为要想验证猜想二正确，还需再进行如下实验：取实验(1)中未溶解的固体于试管中，向试管中滴加适量稀盐酸，如有 ，则猜想二正确。 【拓展提升】要想验证反应后物质的成分，除需验证有生成物以外，还应考虑反应物是否 。 9．学习小组开展了“设计和制作简易供氧器”的实践活动。 某品牌制氧机的制氧剂为过碳酸钠（化学式，相对分子质量为314，白色固体）和二氧化锰。制氧过程的反应为：，该反应为放热反应。    【活动一】认识制氧机 (1)观察窗的作用是 。 (2)加湿仓的作用是 。 【活动二】选择制氧剂 实验一：过氧化氢 小组设计了图2实验装置，用表中溶质质量相等的四组过氧化氢溶液进行实验。在集气瓶中加满水，锥形瓶中加入，注入溶液，记录并处理内数据如图3。 编号 浓度/% 体积/mL ① 5 9.11 ② 15 2.89 ③ 25 1.66 ④ 30 1.37    (3)检查图2装置气密性的操作是 。 (4)反应的化学方程式为 。 (5)④比③产氧量少，可能的原因是 。氧 10． 84消毒液、H2O2溶液都是常用消毒剂，兴趣小组对两种消毒剂进行了如下探究活动。 【查阅资料】84消毒液的有效成分是次氯酸钠（化学式为NaC1O）。 【实验探究】取少量84消毒液于试管中，滴加H2O2溶液，发现有大量气泡产生；然后将带火星的木条伸入试管，观察到 的现象，证明产生的气体是氧气。 【提出问题】在上述反应中，NaClO的作用是什么? 【作出猜想】 猜想Ⅰ：作反应物，NaClO与H2O2溶液发生化学反应； 猜想Ⅱ：作 ，类似分解H2O2溶液制氧气时MnO2的作用。 【实验探究2】 （1）按如图所示组装实验装置，注射器甲向锥形瓶中注入10 mL水，若观察到注射器乙的活塞向右移动10 mL，则说明该装置气密性良好。 （2）打开瓶塞，先向锥形瓶中加入30 mL84消毒液后，再次连接装置，将注射器中的50 mLH2O2溶液平均分5次注入锥形瓶中，每次注入H2O2溶液，待注射器乙活塞不再移动后，记录每次注射器乙中气体的总体积，数据见下表（忽略其他因素对测量结果的影响）。 推入H2O2溶液次数 第1次 第2次 第3次 第4次 第5次 H2O2溶液/mL 10 10 10 10 10 收集气体的总体积/mL 40 80 100 110 x ①表中的数据x= 。 ②分析数据，完全反应后生成气体的体积V= mL。 ③分析表中数据得出猜想Ⅰ是正确的。 【分析讨论】NaClO与H2O2溶液反应除生成氧气外，还生成了氯化钠和水。该反应的符号表达式为 。 【反思评价】通过该实验说明84消毒液、H2O2溶液同时使用不仅没起到加强的作用，反而影响了消毒的效果，由此我们得到的经验是消毒剂 （填“能”或“不能”）随意混合使用。 11．某化学实验室有一瓶黑色固体粉末M(M是纯净物)，因试剂瓶标签破损无法确定其成分。为探究M的成分小军进行了以下实验，请你参与他的探究： 【猜想与假设】 (1)物质M可能是 ； 【设计与实验】取两份等量的M样品，分别进行如下图的实验； 【分析与结论】 (2)从实验一小军得出M的物理性质有 (填写一种)； (3)实验二中②发生反应的化学方程式是 。 【拓展与延伸】探究M与稀硫酸反应的本质 稀硫酸中含有水分子、氢离子、硫酸根离子等粒子； (4)小军分析实验一、二后认为：可能是稀硫酸中的某一种离子与M发生了反应。为确定稀硫酸中何种离子与M发生了反应，他继续设计了如下图的实验进行探究： 实验三中的A可选用的药品是 (填序号，下同)，实验四中的B可选用的药品是 ； ①硫酸钾溶液   ②氯化钾溶液   ③氢氧化钠溶液   ④稀盐酸 (5)小军通过上述实验证明：稀硫酸中 (用化学符号来表示)与M发生了反应； 【反思与交流】 (6)某同学优化了小军的整个实验方案，认为不需要进行实验 (填实验编号)，就能确定M的成分，也能确定稀硫酸中何种粒子与M发生了反应。 12．（1）家庭生活中制作食品经常用到碳酸钠（苏打）和碳酸氢钠（小苏打），碳酸氢钠不稳定，在潮湿空气中缓慢分解，受热至65℃以上迅速分解，270℃时完全分解为碳酸钠。某同学为探究它们的性质差异，设计了图所示装置并进行实验。请回答： ①加热一段时间后，a、b两烧杯分别看到的现象是 ；由此可得出的结论是 ； ②碳酸氢钠分解的化学反应方程式： ； ③该装置设计的优点是 ； ④实验中应注意的问题是 。 （2）在日常生活和工农业生产中，溶液有着广泛的应用。比如，氨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一下实验： 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 实验步骤 实验现象 实验结论 取一只试管倒入约5 mL氯化钠溶液，用药匙加入少量氯化钠固体，振荡，观察现象 氯化钠固体溶解 探究实验二：将不饱和氯化钠溶液变为饱和溶液并探究饱和氯化钠溶液还能否溶解硝酸钾 实验步骤 实验现象 实验结论 NaCl不饱和溶液 变为饱和溶液     13．某课外小组研究“影响过氧化氢生成O2快慢的因素”的课题。通过查阅资料，他们提出如下猜想。 【提出猜想】催化剂的种类和反应物浓度都会影响过氧化氢生成O2的快慢 【实验过程】实验装置图如下：    实验编号 ① ② ③ 反应物 5%过氧化氢溶液100mL 5%过氧化氢溶液VmL 3%过氧化氢溶液100mL 加入固体 0.5g氯化钠固体 0.5g二氧化锰 mg二氧化锰 收集250mL气体所用的时间 165s 46s 80s 【实验操作】检查装置气密性良好。将甲装置中的过氧化氢溶液加入锥形瓶的固体中，立即收集一瓶放出的气体，实验记录见上表： (1)用过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气的化学方程式为 。 (2)实验②中加入过氧化氢溶液的体积为 mL。通过对比实验①和②可以得出的结论是 。 (3)实验③中m= g，通过对比实验②和③可以得出的结论是 。 【实验改进】 (4)用注射器代替集气瓶收集氧气(见图乙)，要定量比较两者的催化效果，除了可测量生成等体积气体所需的时间，还可以测定 。 【反思】 (5)小红提出，过氧化氢溶液在常温下分解缓慢，为了更好的证明二氧化锰和氯化钠对过氧化氢生成氧气快慢确实有影响，还应该增加一组对比实验。该实验选用的药品和用量为 。 14．某研究小组对自动充气气球[如图（1）]进行下列探究。 【查阅资料】该反应充气原理是：通过挤破液体包，使液体与白色粉末接触产生二氧化碳气体，实现气球自动充气。 （1）为检验气体是二氧化碳，可选用 （填试剂名称）。 （2）室温时，用pH试纸测得溶液的该溶液呈 性。 （3）白色粉末成分的探究： 【猜想】甲同学认为是碳酸钙；乙同学认为是碳酸钠，两同学认为是碳酸氢钠。 【实验】将少量白色粉末放入水中搅拌，固体全部溶解，说明甲同学的猜想 【实验2】室温时，分别向盛有碳酸氢钠，碳酸钠和白色粉末样品的锥形瓶中注入等体积、足量的10%盐酸[装置如图（2）]，记录如下表： 实验编号 锥形瓶内物质 最终得到体积/mL 名称 质量/g ① 碳酸氢钠 0.10 ② 碳酸钠 0.10 ③ 白色粉末 a 实验①的化学方程式为 ；表示 ； （填“>”“<”或“＝”）。 【结论】如何从上表中获取证据并得出结论？ 。 15．某些食品的包装袋内，放有装有白色颗粒状固体的小纸袋，上面写着“干燥剂，主要成分为生石灰”。某同学对一袋久置空气中的干燥剂进行了探究。他先取部分久置干燥剂倒入适量水中，充分搅拌、过滤，得到白色固体和滤液。然后对滤液的酸碱性和白色固体的组成作了探究。 【实验探究一】探究滤液的酸碱性。 该同学测定了滤液的酸碱性，你认为该滤液应显 （填“酸性”“碱性”或“中性”）。 【实验探究二】探究白色固体的组成。 该同学认为白色固体中可能含有的物质是CaO、Ca（OH）2、CaCO3 他查阅有关资料得知：CaO是一种白色固体，俗称生石灰，能与水反应生成氢氧化钙，并放出热量。氢氧化钙微溶于水。 【分析判断】该同学认为该白色固体中一定不含有的物质是 。 【实验操作】下面是该同学设计的进一步探究白色固体组成的实验方案。 （1）取少量白色固体，倒入适量水，充分搅拌、静置； （2）向上层清液中滴加无色酚酞溶液，上层清液呈现 色，白色固体中一定含有氢氧化钙，另取少量白色固体放入试管中，滴加稀盐酸， ，白色固体中一定含有碳酸钙。 【总结反思】 （1）只通过以上实验，另一同学认为还不能证明这袋久置于空气中的干燥剂中是否含有CaO。请你设计一个证明这袋干燥剂中含有较多量CaO的简易实验： 。 （2）氧化钙变质的化学方程式： 。 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 $$