2024年中考化学三轮复习重难点提分专训：科学探究题

2024年中考化学三轮复习重难点提分专训：科学探究题 1．小晨同学从课外读物中得知：在加热条件下，钠与CO2反应的产物可能有C、CO、Na2CO3、Na2O。于是设计实验对产物成分进行探究。 【查阅资料】①BaCl2溶液呈中性；②；③；④；⑤CO通入PdCl2溶液中有黑色沉淀生成。 【提出问题】在加热条件下，钠与CO2反应的产物有哪些？ 【猜想假设】猜想一：产物中一定有C； 猜想二：产物中一定有CO； 猜想三：产物中一定有Na2CO3； 猜想四：产物中一定有Na2O。 【实验验证】用下图所示装置（夹持装置已略去）进行实验探究。    装置A中发生反应的化学方程式为 ；装置C的作用是 。 序号 实验操作 实验现象 实验结论 （1） 待钠完全反应后，将装置D中的固体置于烧杯中，加蒸馏水溶解 有黑色不溶物 猜想 正确 （2） 将实验（1）所得混合物过滤，取滤液加入过量BaCl2溶液 猜想三正确 （3） 将D中产生的气体通入E中 猜想二正确 【反思与评价】小晨同学向实验（2）所得溶液中滴入几滴酚酞溶液，溶液呈红色。于是得出结论：在加热条件下，钠与CO2反应一定产生Na2O。该结论是否严谨？ （填“是”或“否”）理由是 。 2．化学兴趣小组的同学们对“烧不坏的滤纸”实验进行探究。 【实验过程】将浸泡于适宜浓度的酒精溶液中的滤纸取出后点燃，发现酒精发生燃烧，而滤纸不燃烧且完好无损。 （1）酒精（C2H6O）完全燃烧的化学方程式为 。 （2）从燃烧条件分析，滤纸未燃烧的原因是 。 【提出问题】该实验中，酒精溶液适宜的溶质质量分数范围是多少？ 信息提示： 【探究步骤】 Ⅰ、按下表配制不同溶质质量分数的酒精溶液 实验编号 ① ② ③ ④ ⑤ 无水酒精的质量/g 8 8 8 8 8 水的质量/g 5 10 15 20 30 Ⅱ、用不同溶质质量分数的酒精溶液浸泡滤纸。 Ⅲ、用温度传感仪测定酒精燃烧时滤纸的温度数据，绘成图像如图。 （3）在20s后，曲线①突然上升的主要原因是 。 （4）实验③大约在 s时酒精燃尽，火焰熄灭。 【实验结论】 （5）根据图中信息分析：为确保实验成功，所用酒精溶液的溶质质量分数（ω）合理的范围是 <ω< （计算结果取整数）。 3．实验室存放盐溶液的柜子里，有一瓶无色溶液的标签因受到腐蚀而破损，如图，某兴趣小组的同学对其成分进行探究。 提出问题：这瓶是什么溶液呢？ 猜想与假设：经了解得知，这瓶无色溶液可能是碳酸钾、硫酸钾、氯化钾、硝酸钾中的某一种溶液。 推理分析： (1)为了确定该溶液的成分，该小组的同学对该溶液进行了分析。认为一定不可能是氯化钾溶液和硝酸钾溶液，他们的依据是 。 (2)为了确定该溶液究竟是剩余两种溶液中的哪一种，请同学们设计实验证明： 。 4．在测定质量守恒定律时，某同学设计了如下两个实验，根据质量守恒定律回答下列问题： （1）通过实验知道，实验A中反应前后质量总和相等，在该实验中气球变化的现象是 ，实验B中测得反应前后质量减小了，质量减小的原因是 ，若要使该实验测得的质量相等，需要将实验装置改为 容器。 （2）以上两个实验中，满足（可以验证）质量守恒定律的是 。 （3）某学生在课外研究性学习活动课上用如下图所示的装置做实验，瓶内放了足量的硫酸，气球内放有一定量的镁粉将它紧紧栓在瓶口上，放在托盘天平上称量，质量为W1，然后将气球内的镁粉全部倒入瓶内，反应的方程式为（Mg+H2SO4=MgSO4+H2↑），观察到立即产生大量的气泡，气球逐渐胀大，充分反应后最终再次称量，质量为W2，结果W1>W2。（装置不漏气）反应后称得质量减小的原因是 。 5．某校研究性学习小组用如图装置进行镁条在空气中燃烧的实验:将镁条燃烧冷却后打开止水夹。 [发现问题]进入集气瓶中水的体积约占集气瓶容积的30%。如果镁条只和空气中的氧气反应，则进入集气瓶中水的体积应不超过其容积的 %。可现进入集气瓶中水的体积约为其容积的30%，根据空气的组成，可推出减少的气体中一定有氮气，这种推测的理由是 ；剩余约70%的气体主要成份是 。 [提出假设]镁条能与空气中的氮气发生化学反应。 [探究实验]接着上述实验，先拿开装置中集气瓶的胶塞，然后迅速把点燃的镁条伸进含有剩余气体的集气瓶中。发现镁条能在余下的气体中剧烈燃烧。 [实验结论]根据上述探究实验你得出的结论是： 。 [实验反思]通过以上探究，你对“探究空气组成”的实验有了什么新的认识： （写出一点即可） 6．某实验小组的同学用氢氧化钙和盐酸进行酸碱中和的实验时，向烧杯中的氢氧化钙溶液加入稀盐酸，实验结束后，发现忘了滴加指示剂。他们停止滴加稀盐酸，并对烧杯内溶液中的溶质成分进行探究。 （1）复分解反应的发生需要一定的条件。氢氧化钙和盐酸能发生复分解反应是因为 . （2）探究烧杯中溶液中溶质的成分。 【提出问题】该烧杯内溶液中的溶质是什么? 【猜想】猜想一：可能是Ca（OH）2和CaCl2;猜想二：可能只有CaCl2 猜想三：可能是 . 【查阅资料】CaCl2溶液显中性。 【进行实验】 实验一：取少量烧杯内溶液于试管中，滴入几滴酚酞溶液，振荡，若 ，说明猜想一不正确。 实验二：另取烧杯内的少量溶液于另一只试管中，逐滴加入碳酸钠溶液至过量，若 ，说明猜想二不正确，猜想三正确。 实验三：取少量烧杯内溶液于试管中,用下列物质中的 （填序号）不能说明猜想三正确。 A 紫色石蕊        B 氢氧化铜        C 硝酸银        D 锌 【反思与拓展】 ①在分析化学反应后所得物质成分时，除考虑生成物外还需考虑 . ②要处理烧杯内溶液,使其溶质只含有CaCl2，应向烧杯中加入过量的 . 7．碳酸氢钠是小苏打的主要成分，在生产和生活中有许多重要的用途。在化学课上，同学们为了解碳酸氢钠的性质，将一定质量的碳酸氢钠与稀硫酸混合，充分反应后，有气体逸出，该反应的化学方程式为，同学们对反应后溶液中溶质的成分进行了探究:认为除一定含有硫酸钠外，可能还含有其他成分，因此进行了猜想并做了如下实验: [实验用品] pH试纸、锌片、氧化铜粉末、稀硫酸、氢氧化钠溶液、氯化钡溶液 [猜想与假设]反应后溶液中溶质的可能组成成分 猜想一:硫酸钠; 猜想二:硫酸钠、碳酸氢钠; 猜想三: 硫酸钠、硫酸 [实验探究]同学们取反应后的物质用不同方案进行如下实验，请根据结论完成下表: 实验方案 实验操作 实验现象及解释 实验结论 A 向反应后的溶液中滴加稀硫酸 无气体放出 猜想二不正确 B 向反应后的溶液中滴加氯化钡溶液 产生白色沉淀， 其反应的化学方程式为 猜想三正确 C 用镊子取一片pH试纸浸入反应后的溶液中 试纸变色，对照标准比色卡，PH 7 猜想三正确 D 向反应后的溶液中加入锌片 猜想三正确 [得出结论]猜想三正确。 [评价反思] （1）老师对同学们能用多种方案进行探究，并且得出正确的实验结论给予了肯定，同时指出探究中存在一处明显的错误操作: 。 （2）有同学对实验方案B的结论提出了质疑，认为仅凭此现象不能得出猜想三正确，请说明理由: 。 [总结提高]依据所给实验用品，设计不同的方案确认猜想三是正确的。请写出你的实验方案的化学方程式 。 8．学习小组的同学对“塑料”的元素组成进行了探究,实验装置如图所示。有所学知识回答: 查阅资料: (i)“塑料”可能含有C、H、O中的两种或三种元素; (ii)碱石灰的主要成分是生石灰和氢氧化钠固体; (iii)20℃时,Ca(OH)2和扇Ba(OH)2溶解度分别为:0.165g, 2.1g。 (1)装置A中发生反应的化学方程式是 (2)装置B中浓硫酸的作用是 。 (3)“塑料”元素组成的探究  ' ①实验时,先往装置中通一段时间的O2再加热,实验中有下列变化。 变化1: D瓶增重          变化2: E中出现浑浊 根据变化 (填“1”或“2” ),可知塑料中含有C元素。 ②根据上述变化仍无法确定塑料的元素组成,还需要测定 (填序号),并进行定量分析才能得出结论。 a 实验前C中“塑料”的质量       b  D瓶增重的质量          c  E瓶增重的质量 (3)讨论与反思 ①C中用Ba(OH)2溶液而不用Ca(OH)2溶液的原因是 :  。 ②若没有F装置,会使测得的碳元素质量 (填“偏大”、“偏小”或“无影响”)。 9．煤燃烧产生的SO2是形成酸雨的主要污染物，SO2与水反应结合生成弱酸亚硫酸(H2SO3)。已知：H2SO3易分解成水和SO2，也会与空气中的氧气反应生成硫酸。H2SO3和SO2具有漂白作用，都能使品红溶液褪色。BaSO3是不溶于水的白色固体，可溶于稀盐酸和稀硫酸。亚硫酸盐遇到稀盐酸或稀硫酸均可以反应生成SO2，但不可使用具有氧化性的硝酸。 （1）酸雨的pH 。 （2）常用脱硫方法减少废气中的SO2：以生石灰为脱硫剂，高温下与废气中的SO2和O2化合生成CaSO4，化学方程式为 。 （3）实验室常用亚硫酸盐与稀盐酸或稀硫酸制备SO2，Na2SO3与盐酸反应的化学方程式为 。 （4）小明同学利用中和反应的原理，在空气中放置一段时间的酸雨（pH约为3）中加入足量的KOH溶液，并就反应混合液中的盐的成分进行分析。 猜想1： ；       猜想2：只有K2SO3； 猜想3：K2SO4 和K2SO3； 限选试剂：稀硫酸、稀盐酸、稀硝酸、氯化钡溶液、澄清石灰水、品红溶液、紫色石蕊溶液 实验操作 预期现象与结论 1. 各取2ml反应后混合溶液于A、B两支试管中 2. 向A试管中加入足量稀硫酸，加入几滴品红溶液，振荡 证明含有K2SO3 3. 向B试管加入 ；再加入 先有白色沉淀生成，后 证明含有K2SO4， 猜想3成立 10．化学反应速率是衡量化学反应进行快慢的物理量，为了探究影响化学反应速率的因素，以过氧化氢分解为研究对象进行实验。 三个小组均可采用如图装置进行实验，记录收集10mL氧气的时间，实验室可供选择的试剂有：2.5%、5%、10%三种浓度的过氧化氢溶液、红砖粉末、氧化铜、红砖粉末。 A组：探究催化剂对化学反应速率的影响 取5mL10%过氧化氢溶液，三次实验分别加入0.5g二氧化锰、红砖粉末、氧化铜进行实验，记录数据如下： 试剂 二氧化锰 红砖粉末 氧化铜 t/s 10 60 20 由此可出结论：二氧化锰、氧化铜对过氧化氢分解有催化作用，红砖粉末无催化作用，某同学对该结论提出疑问，认为还应补充对比实验，操作为 ，得到实验结果：长时间（大于100s），收集到很少量气体。 更正结论：红砖粉末 （填“有”或“无”）催化作用，三者中 催化效率最高。 B组：探究浓度对化学反应速率的影响 甲同学：取10mL5%过氧化氢溶液，加入0.5g二氧化锰为催化剂，记录时间t1。 乙同学：取10mL2.5%过氧化氢溶液，加入0.5g氧化铜为催化剂，记录时间t2。 得到实验结果：t1 t2（填“＞”或“＝”或“＜”）。 结论：浓度越大，反应速率越快。 丙同学：对实验设计提出疑问，并补充实验 ，记录时间t3，且t1＜t3＜t2。 更正结论为：当 时，反应物浓度越大，反应速率越快。 C组：探究 对化学反应速率的影响。 取10mL5%过氧化氢溶液和0.5g氧化铜为催化剂进行实验，两次实验分别将试管置于冰水浴和50℃热水浴记录时间t4、t5，且t4＞t5． 结论：当反应物浓度和催化剂相同时， 。 综上所述：探究发现影响化学反应速率的因素有 。 11．三草酸合铁酸钾【K3[Fe（C2O4）3]·3H2O】是一种光敏材料，可用于晒制蓝图。实验小组在老师的指导下探究K3[Fe（C2O4）3]·3H2O的热分解产物。 【查阅资料】①碱石灰可用于吸收CO2、水蒸气； ②含有Fe2+的盐溶液可与K3【Fe（CN）6】发生反应产生蓝色沉淀； ③含有Fe3+的盐溶液可与KSCN发生反应生成红色溶液。 【提出问题】样品完全分解后，除水蒸气外还生成哪些产物？ 【实验探究】 (1)探究气体产物（除水蒸气外）： 猜想I：气体产物中含有CO2；                 猜想Ⅱ：气体产物中含有CO。 为验证猜想，实验小组设计了如下图实验（夹持装置及部分装置省略）：    ①实验开始前先通一段时间N2，目的是 。 ②实验中，观察到装置B中 ，由此判断猜想I成立；观察到装置D中 ，装置E中 ，由此判断猜想Ⅱ成立。 (2)探究固体产物： 取固体产物（经实验证明无磁性）于试管中，加水充分溶解、过滤，再进行如表实验： 实验 现象 结论 ① 取滤液加入硫酸 固体产物中含有K2CO3 ② 取滤渣加入硫酸溶解后，分成两份 一份中加入K3【Fe（CN）6】 固体产物中含有FeO 另一份中加入KSCN 溶液变为红色 固体产物中含有 【交流讨论】 (3)小明从环保、安全等角度考虑，认为“探究气体产物”的实验设计存在不足，改进的方法是 。 【拓展延伸】 (4)晒制蓝图时，用K3[Fe（C2O4）3]·3H2O作感光剂，其光解反应有FeC2O4生成。FeC2O4在一定条件下受热分解得到一种具有磁性的黑色固体和两种含有相同元素的气体，请写出对应的化学方程式： 。 12．思维模型的建构既便于问题的解决，又能促进深度学习。某小组同学对解决“气体检验”类问题建构了如下五个环节的思维模型： 【提出问题】检验甲烷燃烧后的气体产物成分是什么？ 推断猜想】猜想1：SO2、H2O 猜想2：CO2、H2O 猜想3：CO、H2O 猜想4：CO、CO2、H2O 【分析讨论】“猜想1”不成立的原因是 ； 【查阅资料】 Ⅰ.白色无水硫酸铜固体遇水会变成蓝色 Ⅱ.CO2能与NaOH发生反应，而CO不能； Ⅲ.相同条件下，NaOH在水中的溶解能力比Ca(OH)2强； 【设计实验】应用模型设计如下方案(固定装置未画出)，将气体产物通过该装置进行实验。 【分析讨论】上图实验方案中，装置C属于上述思维模型中的 环节； 【操作现象】Ⅰ.向装置中通入气体产物，观察到A中无水硫酸铜变蓝，B中澄清石灰水变浑浊，E中澄清石灰水不浑浊。说明气体产物成分中一定有 ； Ⅱ.通入一段时间气体产物后，点燃酒精灯，D中有红色固体生成，E中澄清石灰水变浑浊。请写出D中玻璃管里反应的化学方程式 ； Ⅲ.关闭止水夹，熄灭酒精灯。 【得出结论】猜想 成立； 【分析讨论】装置E的作用是 (选填字母序号)。 A．检验CO2 B．防止污染环境        C．防止加热时发生爆炸 13．探究空气中氧气的含量时，常用如图1所示装置进行实验。先用弹簧夹夹住乳胶管，点燃红磷，伸入瓶中并塞上瓶塞，待红磷熄灭并冷却后打开弹簧夹，观察广口瓶内水面变化情况。 （1）写出红磷燃烧的文字表达式 ，化学基本反应类型是 反应，基本用图1方法测出的氧气含量常远低于21％。 【提出问题】用图1方法为什么不能准确地测定空气中氧气的含量？ 【进行猜想】（2） ； 红磷量不足，装置内氧气有剩余； ………… 在老师的指导下，小冰进行实验。 【进行实验】（3）在集气瓶里装进a体积的水，燃烧匙里放入红磷，按图2连接仪器,然后在阳光下用凹透镜点燃红磷，这样点燃红磷，与图1实验相比，好处是 。 【得出结论】（4）待集气瓶完全冷却至室温，打开止水夹，量出集气瓶中水的体积是b，整个集气瓶的体积是c。则测出的氧气的体积分数为 （理论计算，写出关系表达式） 【反思】为得到精确的实验结果，小冰用图3装置又进行了一次实验，并用氧气浓度传感器（传感器与电脑连接，可从图像上读出氧气的体积分数）测量容器内氧气的浓度，实验结束后，发现装置内氧气的体积分数为7.3%。 （5）小冰查阅资料，发现当空气中氧气的含量低于一定浓度时，将不能支持红磷继续燃烧。据此你认为，过量红磷燃烧时， 填（“能”或“不能”）将装置内的氧气消耗殆尽。 14．某兴趣小组设计如图装置测定空气中氧气含量。    （查阅资料）白磷在40℃时能发生自燃。 （实验准备）锥形瓶内空气体积为200mL，注射器中水的体积为50mL，该装置气密性良好。 （实验探究）装入药品，按图所示连接好仪器，夹紧弹簧夹。先将锥形瓶底部放入热水中片刻，然后将锥形瓶从热水中取出。 （现象分析）将锥形瓶底部放入热水中，白磷被引燃。 （1）在整个实验过程中，可观察到气球的变化是 。 （2）待白磷熄灭、锥形瓶冷却到室温后，打开弹簧夹，可观察到以下两个现象。 现象一：注射器中的水自动喷射出来，原因是 。 现象二：当注射器中的水还剩下约 mL时停止流下。 （实验反思） （3）将锥形瓶底部放入热水中的目的是 ； （4）白磷足量的原因 ； 15．某“自加热食品”发热包的主要成分为生石灰、活性炭、铝粉、铁粉、碳酸钠和氯化钙，某化学兴趣小组对发热包进行了如下探究： 探究I：发热包的发热原理 将发热包中固体倒入烧杯中，加入适量水，发生剧烈反应，水很快沸腾。反应结束后，烧杯底部有大量固体，继续加水搅拌，过滤、洗涤、干燥，得到固体混合物。 (1)发热包中的某成分与水反应放出大量的热，该反应的化学方程式是 。属于 反应。(填基本反应类型) 探究II：固体混合物的成分 【查阅资料】单质铝既能与盐酸反应又能与氢氧化钠溶液反应，并产生H2。 小组同学认为固体混合物的成分可能是：活性炭、铝粉、铁粉、碳酸钙和氢氧化钙。为进一步探究其成分，小组同学设计并进行如图实验： (2)取少量固体于试管中，加水振荡，静置，滴入几滴酚酞溶液，溶液变为红色，证明固体中含有 。 (3)另取少量固体于锥形瓶中，逐渐加入稀盐酸至不再产生气泡为止(如图)，反应停止后瓶底有黑色固体剩余，溶液呈浅绿色。 ①反应停止后，瓶底的黑色固体为 。 ②当观察到 现象，证明固体中含有CaCO3。 ③证明固体中含有铁粉的现象是 。 (4)设计实验方案证明固体混合物中含有铝粉。(可供选择的试剂：稀盐酸、NaOH溶液) 实验操作 实验现象 实验结论 (5)根据“性质决定用途”的思路，用“—”进行连线。 化学性质 用途 1.酸和碱溶液使酸碱指示剂变色 a.实验室制取氢气 2.酸与金属发生反应 b.处理废酸 3.酸和碱发生中和反应 c.做燃料 4.甲烷具有可燃性 d.检验酸或碱溶液酸碱性 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 $$