2024年中考化学分类练习：科学探究题

2024年中考化学分类练习：科学探究题 1．（1）探究影响锌与稀硫酸反应快慢的因素。反应过程中，用前10min内收集的氢气体积比较反应的快慢。控制其他条件相同，进行下表四组实验，获得数据如下表。 实验编号 试剂 前10 min 内产生的氢气体积(mL) 不同纯度的锌 不同体积和浓度的稀硫酸 a 纯锌 30 mL 30 % 564.3 b 含杂质的锌 30 mL 30 % 634.7 c 纯锌 30 mL 20 % 449.3 d 纯锌 40 mL 30 % 602.8 ①比较实验a和实验b，可以得到的结论是 。 ②为了研究硫酸浓度对反应快慢的影响，需比较实验 和实验 （填编号）。 ③控制其他条件相同，需控制的条件是 （例举一种条件即可）。 （2）利用锌皮和稀硫酸制取氢气，并测定锌皮中锌的质量分数 制取氢气的实验操作有： a.收集气体； b.向锥形瓶里装锌皮； c.连接仪器，检查装置气密性； d.向长颈漏斗中注入稀硫酸； e.装配仪器长颈漏斗。 正确的操作顺序为 。 （3）测定锌皮中锌的质量分数：已知该锌皮中含有少量杂质铁，将该锌皮放入如下图所示的盛有稀硫酸的锥形瓶中，多次实验后，取平均值所得数据如下表：    反应前 充分反应后装置及反应剩余物质质量 装置和足量的稀硫酸质量 锌皮质量 342.2g 15.8g 357.5g 2．47中化学实验小组的同学们为了探究溶液中离子的成分进行了如下实验，如图所示。 【探究活动1】：同学们分别向装有少量氢氧化钡溶液、稀盐酸和可能变质的氢氧化钠溶液中滴加几滴酚酞溶液，发现在向氢氧化钠溶液中滴加酚酞溶液后出现红色，小超认为氢氧化钠溶液没有变质，小越不同意他的观点，原因是 ； 【探究活动2】：同学们认真观察实验后，将三支试管中的物质一起倒入同一个废液缸中，观察到溶液中先有气泡出现，后产生了白色沉淀，过滤后，同学们对所得的无色溶液中含有的离子的成分进行了探究。 【讨论与交流】：混合后产生白色沉淀的方程式为 ；无色溶液中一定不存在的离子是： ， 【提出问题】：无色溶液中含有哪些离子？(不考虑酚酞) 【猜想与假设】：甲同学猜想：只含有Na+、Cl- 乙同学猜想：Na+、Cl-、Ba2+ 【探究活动3】： 小甜取少量无色溶液于试管中，加入硝酸银溶液，观察到溶液中产生白色沉淀，于是得出“甲同学的猜想正确”的结论，你认为小甜的结论 (填“正确”或“不正确”)， 同学们继续进行实验，重新取少量无色溶液加入硫酸钠溶液出现了明显的现象，得出了溶液中的离子成分。 【反思与评价】：通过上述探究活动，确定溶液中离子成分时，可以先根据 确定一定存在的离子，再结合 确定一定不存在的离子，然后再加入合理的试剂验证可能存在的离子是否存在，就可以确定溶液中离子的成分。 3．某化学兴趣小组的同学探究木炭还原氧化铜的实验，实验装置如图。实验时a中的固体由黑色变红色，b中的试管内产生气泡和白色沉淀。    【查阅资料】氧化亚铜（）是红色固体，能与稀硫酸发生如下反应： ，铜离子在溶液中显蓝色。 【提出问题】已知实验后a中的红色固体含有单质铜，是否还含有氧化亚铜（）呢？ 【实验验证】 (1)取a中的红色固体少量于试管中，加入稀硫酸溶液，试管中出现溶液变蓝色，证明固体中确实含有 。 【提出问题】木炭还原氧化铜产生的气体是什么?   【提出猜想】 (2)猜想一：只有CO2；猜想二：只有CO；猜想三：含有 ；    【提出质疑】 (3)有同学认为猜想二错误，他们的理由是 ；   【设计实验】基于猜想3，根据CO和CO2的性质，兴趣小组同学设计了如下实验：    (4)观察到A装置中的澄清石灰水变浑浊，证明产生气体中有 气体生成，A装置中的化学反应方程式为： ；当E装置中出现 的现象时，能证明产生的气体中含有CO； 【实验结论】通过实验探究证明：猜想3成立。 【交流反思】 (5)根据以上探究，兴趣小组认为图1装置不够完善，原因是 。 4．某学习小组对铜丝在空气中灼烧后的产物进行探究。 实验1：甲同学将螺旋状铜丝灼烧至红热，冷却后观察到铜丝表面变为黑色，再伸入质量分数为25%的稀硫酸中，黑色固体消失，溶液出现蓝色，将铜丝取出洗净；重复上述实验2~3次，溶液蓝色逐渐加深。 【实验分析】灼烧铜丝生成黑色固体，该反应属于基本反应类型中的 反应，溶液变为蓝色的原因是黑色固体溶于稀硫酸变成硫酸铜溶液，写出生成硫酸铜的化学方程式 。 实验2：乙同学将螺旋状铜丝灼烧至红热，迅速伸入质量分数为25%的稀硫酸中，观察到溶液中有红色固体产生，将铜丝取出洗净；重复上述实验2~3次，红色固体逐渐增多，沉淀后滤出红色固体，滤液呈浅蓝色。 【提出问题】红色固体是什么? 【查阅资料1】①Cu与O2在高于900℃时会反应生成红色的Cu2O。 ②Cu2O能与H2SO4发生反应：。 ③加热条件下，Cu2O能与H2反应生成Cu和H2O。 【提出猜想】丙同学认为红色固体全部是Cu，不含Cu2O。 【实验验证1】学习小组取经过干燥的红色固体，采用如图装置验证猜想。 （1）仪器X的名称为 。 （2）装置B中浓硫酸的作用是 。 （3）实验时，应先将产生的氢气通入装置C中，待 ，再开始加热。 （4）实验中观察到 （填实验现象），说明红色固体中含有Cu2O，丙同学猜想错误。 【提出问题2】实验2中有稀硫酸存在的情况下，为什么红色固体中仍含有Cu2O? 【查阅资料2】Cu2O与H2SO4反应的快慢与稀硫酸的浓度有关。稀硫酸的浓度越大，Cu2O与H2SO4反应越快。 【实验验证2】请设计实验验证“稀硫酸的浓度越大，Cu2O与H2SO4的反应越快”这一结论。简述实验过程（包括操作和现象）： 。 （实验中须使用的试剂：Cu2O、质量分数为5%和40%的稀硫酸） 【问题解决】因实验2中稀硫酸浓度变小，Cu2O与H2SO4反应变慢，Cu2O没有反应完全，故红色固体中仍含有Cu2O。 5．为验证氢氧化钠与盐酸反应，化学小组同学用各自实验台上提供的药品做了实验探究和微观探析。 (1)甲组同学向滴有酚酞溶液的稀盐酸中滴加NaOH溶液，振荡后溶液仍为无色，此现象 (填“能”或“不能”)证明氢氧化钠与盐酸发生了反应。 (2)乙组同学进行实验时，发现试管中出现了“怪现象”有气泡产生。同学们通过讨论一致认为乙组同学所用的NaOH溶液已变质，写出产生气泡的化学方程式 。 【提出问题】变质的NaOH溶液中含有哪些溶质？ 【作出猜想】猜想一： ； 猜想二：NaOH、Na2CO3 查阅资料】1 CaCl2溶液显中性。 2 稀盐酸和氢氧化钠溶液反应的微观变化如下图所示。 【进行实验】 ①操作I所得固体物质是 (填名称)。 ②滴加酚酞溶液后的现象为 ，证明猜想二成立。 ③小丹同学用CuSO4溶液代替酚酞溶液也证明了猜想二成立，写出此反应的化学方程式 。 【反思交流】实验室的化学药品应 保存。 【微观探析】分析图中反应前后没有发生变化的微粒是钠离子和氯离子，反应的实质是： 和 离子结合生成水。 6．某班化学研究小组的同学按图做了CO还原CuO的探究实验，发现CO与CuO加热后黑色粉末变成红色粉末，请你参与该小组的研究过程并完成相关任务：    【研究课题】探究红色粉末的主要成分 【查阅资料】 ①氧化亚铜(Cu2O)是红色固体，能与稀硫酸反应：，CuSO4溶液为蓝色溶液 ②铜与稀硫酸不反应。 【提出猜想】 (1)对红色粉末提出下列猜想：猜想①Cu；猜想② ；猜想③Cu、Cu2O。 (2) 实验步骤 实验现象 实验结论 取红色粉末少量与试管中，加入足量的稀硫酸 猜想③成立 (3)写出CO还原CuO生成Cu2O的化学方程式 【拓展延伸】为确定CO和CuO反应的最佳温度，小组同学利用原位X射线衍射仪来测定不同温度下反应4小时后的固体物质成分，实验结果如下图所示，据图回答下列问题。    (4)400℃时，反应的固体产物中含有 。 (5)用CO还原CuO制取纯净的Cu，反应温度至少要控制在 ℃以上。 【交流与反思】 (6)同学们认为上述实验装置有不足之处，改进方案是 。 (7)实验结束后，同学们发现有少量石灰水倒吸入玻璃管中，造成此现象的可能原因是 。 7．以下是某研究小组探究影响化学反应快慢的一些因素的相关数据（常温通常指20℃；“浓度”指溶质的质量分数）。 实验序号 过氧化氢溶液浓度/% 过氧化氢溶液质量/g 温度/℃ 二氧化锰用 量/g 氧气体积/mL 反应所需时 间/s ① 5 12 20 0.2 125 11 ② 30 12 20 0.2 125 2 ③ 30 12 40 / 125 148 ④ 30 12 90 / 125 82 （1）通过实验①和②对比可知，化学反应快慢与 有关； （2）通过对比实验 可知，化学反应快慢与温度的关系是 ； （3）由上述实验可知，影响过氧化氢分解速度的因素是 和 。 8．在拓展性课程活动中，小明利用以下常见物品验证酸的一些性质： 白醋（含3%的醋酸）、食品干燥剂（主要成分是CaO）、鸡蛋壳、牵牛花汁液、铁钉、苏打（碳酸钠）。 【查阅资料】牵牛花汁液在酸性溶液中显红色，在中性溶液中显紫色，在碱性溶液中显蓝色。 【实验过程】 （1）在鸡蛋壳上滴加白醋，产生无色、无味的气体，该气体能使澄清石灰水变浑浊。则鸡蛋壳中一定含有 。（用离子符号表示） （2）小明知道酸能够与铁发生反应产生氢气，但当他将足量的白醋加入放有铁钉的容器中，没有看到明显的气泡产生。小明很疑惑，于是提出猜想：气泡不明显可能与酸的浓度有关。 要验证与酸的浓度有关，应选择下列试剂中的 。（选填编号） A、3%的盐酸     B、5%的醋酸    C、5%的盐酸 （3）小明利用已有物品还想验证酸与碱的反应，请你帮助完成下列实验设计。 步骤 操作 现象 1 将食品干燥剂加入适量清水中，搅拌后静置 放出大量的热 2 取步骤1中的上层清液，先加入牵牛花汁液， 溶液由无色变为蓝色，再变为紫色，最后变为红色 【评价反思】科学来源于生活，生活中的许多事物能更好地帮助我们学习和理解科学。 9．过氧化钙（CaO2）是一种环境友好型供氧剂，可用于鱼类养殖、农作物栽培等，实验室有一瓶放置一段时间的过氧化钙样品，某兴趣小组对其成分展开了如下探究。 [查阅资料）CaO2能与水反应最终生成Ca（OH）2和O2也能与CO2反应得到 CaCO3和O2．过氧化氢溶液具有漂白性。 [提出问题]该固体样品的成分是什么？ [猜想假设]可能是CaO2、Ca（OH）2、CaCO3中的一种或几种。 [实验探究] 实验编号 实验步骤 实验现象 ① 取少量样品于试管中，加入一定量的水，一段时间后，在试管口插入带火星的木条 得到浊液，有气泡产生，木条复燃 ② 另取少量样品于试管中，滴加适量的试剂X，并将产生的气体通入澄清石灰水 得到澄清溶液有气泡产生，生成的气体使石灰水变浑浊 ③ 室温下，取①中上层清液，用试纸测定 溶液的pH pH约为12 [得出结论] （1）由实验1、2可知，白色固体中肯定有 ； （2）实验2中所加试剂X可以是 （填字母序号）。 A 稀硫酸    B 稀盐酸     C 稀硝酸       D 水 （3）根据实验3 （填“能”或者“不能”）判断原固体样品中含有Ca（OH）2理由是 。 [反思交流] （4）过氧化钙敞口放置在空气中，最终会变质为 （填化学式），原因是 。 （5）该兴趣小组在老师指导下，用装置甲进行少量过氧化钙样品与足量水反应的实验，实验时加入过氧化钙样品与足量水，迅速密闭装置，开始测氧气浓度。滴入几滴酚酞试液，观察到三颈烧瓶中溶液先变红后慢慢褪色。620秒时，将气球内二氧化锰加入三颈烧瓶中，瓶内氧气浓度随反应时间变化如图乙。 ①AB段氧气浓度几乎不变的原因可能是 ； ②滴入酚酞试液后，三颈烧瓶中溶液变红后会慢慢褪色的原因可能是 ； ③写出BC段可能发生反应的化学方程式 。 10．大多数地下水是硬水，长期饮用会影响健康。家用饮水机的活性炭可以除异味和色素，利用了活性炭的 性。活性炭能否降低地下水的硬度呢？下面是某兴趣小组设计的探究方案。 【查阅资料】 I．水的硬度：用于衡量水体中可溶性钙镁化合物含量的数值，数值越大硬度越大，反之则越小。 II．天然硬水煮沸后常有沉淀生成，存在反应 (填化学式)。 【探究准备】 向装有足量活性炭的烧杯中倒入100mL某硬度较大的地下水，充分搅拌，静置，过滤，得到滤液。 【提出猜想】 猜想1：硬水硬度降低 猜想2：硬水硬度没有降低 【方案设计】 供选试剂：A．滤液        B．蒸馏水        C．原地下水        D．食盐水        实验仪器：自选 下表是两位同学设计的实验方案： 实验流程 实验目的 小红 分别取5mL上述两种供选试剂 (填序号)于试管中，滴加等量肥皂水，充分振荡，静置 对比两者 来验证猜想 小华 小华结合所查阅的资料，从理论上提出了可能的实验方案，请帮他完善方案设计。 【方案评价】 老师充分肯定了两位同学的方案，指出科学探究的结果固然重要，而科学思维更为可贵，并鼓励大家积极探索，勇于创新。 11．某研究性学习小组在学习金属铁的知识后，为了解铜及其常见化合物的性质，运用类比的思想提出了如下问题，并进行探究。请帮助完成下列有关研究并填写有关空白。 （1）【提出问题】 ①铁能与稀硫酸反应产生氢气，铜能吗？铜与浓硫酸会发生反应吗？ ②铁在潮湿的空气中易生锈，铜“生锈”需要什么条件？ ③氧化铁能够被一氧化碳还原，氧化铜可以吗？氧化铜能直接转化为氢氧化铜吗？氧化铜还有哪些性质？ ④有哪些途径可以由铜逐步转变为氢氧化铜？ （2）【查阅资料与问题解决】 ①铜不能与稀硫酸发生置换反应，是因为在金属活动性顺序表中，铜排在 之后。铜能与浓硫酸发生反应，其反应方程式为： Cu+2H2SO4（浓）CuSO4+2H2O+SO2↑，此反应中化合价升高的元素是 。 ②铜在潮湿的空气中也能“生锈”形成铜绿，铜绿的主要成分为Cu2 (OH)2 CO3。由此可以推测：铜“生锈”过程中，参与反应的物质有铜、氧气、水和 。 ③氧化铜可以在加热的条件下被一氧化碳等还原成铜，其与一氧化碳反应的化学方程式为 ；氧化铜不能与水反应生成氢氧化铜，但能与硫酸、盐酸等发生复分解反应形成相应的铜盐；在高温下，氧化铜能分解成砖红色的氧化亚铜(Cu2O)和氧气，反应的化学方程式为 。 ④由铜转化为氢氧化铜，从化学反应的原理看，可以是流程I： 也可以是流程II： 与流程I相比，流程Ⅱ的优点是 和 。 还可以有更多的流程。若流程Ⅲ与流程I相比，也是两步反应，但第一步与铜反应的 试剂不同，则流程Ⅲ中第一步反应的化学方程式为 。 12．暖贴的发热材料主要由铁粉、活性炭、食盐、水等物质构成。 【提出问题】发热材料中各主要物质起到了什么作用？ 【猜想与假设】Ⅰ铁粉生锈，发生氧化反应，放出热量 Ⅱ活性炭能加快铁粉氧化的速率 Ⅲ食盐能加快铁粉氧化的速率 【进行实验】 实验编号 实验药品及用量 反应时间 温度上升值 铁粉 活性炭g 食盐 水 对照组 1 5 10 58 实验组1 0 5 10 0 实验组2 1 0 5 10 实验组3 1 0 10 实验组4 1 0 5 10 20 【解释与结论】 铁生锈的条件是铁与 共同作用； 分析对照组和 填“实验组编号”的数据，可说明活性炭能加快铁粉氧化的速率； 由上述实验组4可知，铁制品在海边比在内陆锈蚀得要 填“更快”或“更慢”； 小明同学认为没有必要进行实验组Ⅰ，你是否同意小明的观点，并说明理由 ； 请设计实验验证使用过后的暖贴中是否还含有单质铁： 简述方案的操作和现象结论。 13．碳酸钠是一种常见的盐，在生活和生产中都有广泛的用途。为探究碳酸钠的化学性质，同学们做了如图所示实验。    请根据实验回答问题： (1)实验一的试管中溶液变为红色，说明碳酸钠溶液的pH 7。 (2)实验三的试管中观察到的实验现象为 ，说明碳酸钠能与盐酸反应。 (3)实验结束后，同学们将三支试管中的物质倒入同一个洁净的烧杯中，静置一段时间后，观察到烧杯底部有白色沉淀，上层溶液为无色。 【提出问题】无色溶液中除酚酞外还有哪些溶质？ 【分析讨论】同学们经过讨论，确定了无色溶液中一定含有的溶质 （填化学式）和可能含有的溶质。 【实验验证】为检验无色溶液中可能含有的溶质是否存在，请你帮助他们设计实验方案（写出实验操作、现象及结论） 。 14．某学习小组在探究碳酸钠的化学性质时，做了下面所示三个实验． (1)实验一：探究碳酸钠溶液的酸碱性。观察到试管中溶液变为红色，可得出结论是 实验二：探究碳酸钠与稀盐酸的反应．试管中产生大量气泡，该反应化学方程式为 。 实验三：探究碳酸钠与氢氧化钙溶液的反应．试管中产生白色沉淀，该白色沉淀为 (2)小组同学将实验三试管内液体进行过滤，对滤液中溶质成分展开了探究． 【提出问题】滤液中溶质成分是什么？ 【猜想】 猜想一：滤液中溶质是氢氧化钠； 猜想二：滤液中溶质是氢氧化钠、氢氧化钙和碳酸钠； 猜想三：滤液中溶质是氢氧化钠、氢氧化钙； 猜想四：滤液中溶质是 【讨论】大家一致认为猜想二不成立，理由是 。 【实验验证】 小组同学通过以下实验验证了猜想三成立，请你完成实验报告． 实验步骤 实验现象 实验结论 取实验三少量滤液与试管中，通入二氧化碳气体 猜想三成立 (3)实验结束，同学对废液进行处理，将实验一、实验二溶液倒入同一洁净烧杯，得到无色溶液，则实验二试管中溶液含有溶质为 。 15．某同学设计如下实验装置探究“分子的性质实验”。 【查阅资料】①酚酞溶液遇到浓氨水会变成红色。 ②浓氨水具有挥发性，挥发出的氨气有刺激性气味、有毒，氨气还能与水反应生成氨水。 【实验设计及操作】 图I是按课本单元练习进行的一个化学实验，但是在实验时同学们闻到了一股难闻的刺激性气味，于是小明对原实验装置进行了改进，装置如图Ⅱ，并进行如下操作： 【实验操作】 a．向B、C、E三支试管中分别加入5mL的蒸馏水，各滴入1~2滴无色酚酞溶液，振荡，观察溶液颜色。 b．在A、D试管中分别加入2mL浓氨水，立即用带橡皮塞的导管按实验图Ⅱ连接好，并将D试管放置在盛有热水的烧杯中，观察几分钟。 【分析讨论】 (1)进行操作b时观察到的现象是 。 (2)由此可以得到的实验结论是① ② 。 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 $$