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．某实验小组利用如图所示装置测量空气中氧气体积分数并取得成功。    【查阅资料】白磷的着火点40℃；硫酸铜溶液能与白磷反应，从而化解白磷的毒性。 【提出问题】氧气体积约占空气总体积的多少？ 【实验准备】锥形瓶内空气体积为230mL，注射器中硫酸铜溶液的体积为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，白磷很快被引燃，然后将锥形瓶从热水中取出。 【现象分析】 （1）将锥形瓶底部放入热水中，白磷被引燃；化学方程式为： 。足量的白磷在锥形瓶中未能全部燃烧，说明瓶内剩余气体 （填“支持”或“不支持”）燃烧。 （2）在整个实验过程中，可观察到气球的变化是 （“填膨胀”，“变瘪”，“先膨胀后变瘪”） （3）待白磷熄灭、锥形瓶冷却到室温后，打开弹簧夹，还可观察到的现象：注射器里的硫酸铜溶液会 ，以弥补氧气的体积。如果实验比较成功，最终注射器里的液面约停留在 mL刻度处。 【得出结论】氧气约占空气总体积的。 【反思与评价】此装置与课本上的实验装置相比，有不少优点，请你写出一条： 。 2．据新闻报道，每年因燃气热水器中毒意外身亡的事故不在少数，由于天然气燃烧不充分，从而产生煤气中毒事故。某中学兴趣小组对煤气的成分产生了兴趣，化学老师提示他们，此煤气的成分可能是CO2、CO和H2O中的一种或几种。于是他们设计了如下实验来进行探究： （1）A装置的作用是： ； （2）在实验前，应先通一段时间的混合气体再加热，目的是： ； （3）D装置在实验中所起的作用是： ； （4）在实验的过程中，观察到D中的澄清石灰水无变化，E中黑色粉末变成红色，B、F中变浑浊的现象后，大家一致得出结论，该煤气的组成为 ； （5）小刚却指出，该实验中存在不足，请你指出不足之处：① ；② 。 3．研究氢气的燃烧实验是人们认识水的组成的开始。实验室中常用锌粒和稀硫酸反应来制备氢气。查阅资料：浓硫酸可以吸水。 （1）仪器①的名称是 ；实验室制取氢气的发生装置是 （填字母），要收集干燥的氢气，则氢气要从C装置中 （填“a”或“b”）管口进入。 （2）某化学兴趣小组的同学用“电解法”证明了水的组成，如图D所示，该装置中发生反应的基本类型是 。打开活塞b，用燃着的木条在玻璃管尖嘴口检验反应产生的气体，看到的现象是 。 （3）同学们查阅资料得知拉瓦锡用另一实验证明了水的组成。他让水蒸气通过一根高温烧红的铁质枪管，结果得到了氢气，同时枪管表面有黑色固体（四氧化三铁）生成。该反应的化学方程式为 。 【继续探究】该兴趣小组的同学决定用氢气继续进行探究，他们取7支试管，依次盛水90%（体积分数）、80％……再用排水法收集氢气，而后分别把试管口移近酒精灯火焰，实验结果如表所示： 序号 1 2 3 4 5 6 7 氢气体积分数（%） 90 80 70 50 20 10 5 空气体积分数（%） 10 20 30 50 80 90 95 点燃现象 安静燃烧 安静燃烧 弱的爆鸣声 强的爆鸣声 强的爆鸣声 弱的爆鸣声 不燃烧不爆鸣 分析表中信息，完成下列问题： （4）在混合气体爆炸范围内，氢气的体积分数范围约为 。 （5）你对燃烧或燃烧条件的新认识是 。 4．某兴趣小组同学对实验室制备氧气的条件进行如下探究。 【提出问题】氧化铜是否也能作氯酸钾分解的催化剂？ 【查阅资料】氯酸钾、氯化钾可溶于水；氯酸钾白色颗粒粉末，氧化铜黑色粉末；研究表明，许多金属氧化物对氯酸钾的分解有催化作用。分别用下列金属氧化物作催化剂，氯酸钾开始发生分解反应和反应剧烈时的温度如下表所示： 反应程度、温度种类 氧化铁 氧化铝 氧化铜 氧化镁 开始反应温度（℃） 420 515 305 490 剧烈反应温度（℃） 490 540 350 545 （1）实验室用氯酸钾制取氧气，如果不用二氧化锰作催化剂，最好选用的金属氧化物是 。 【设计并完成实验】 I、将3.0g氯酸钾放在试管中加热 Ⅱ、将3.0g氯酸钾与1.0g二氧化锰均匀混合加热 Ⅲ、将3.0g氯酸钾与1.0g氧化铜均匀混合加热 【实验现象分析】 （2）实验中均取用3.0g氯酸钾的目的是 。 （3）实验I和Ⅲ对比的目的是 。 【结论】氧化铜也能作氯酸钾分解的催化剂 （4）实验Ⅲ中反应的文字表达式为： 。 【反思与交流】小明同学认为上述实验不太严谨，还不能完全验证氧化铜可作氯酸钾分解的催化剂，小明补充设计探究实验最终得到氧化铜能作氯酸钾分解的催化剂的结论，请你把实验方案补充完整。 （5）将实验Ⅲ反应后的固体加水溶解、过滤、洗涤、干燥，然后 。 5．【探究一】利用如图所示的实验装置制备常见气体，请回答有关问题： (1)写出标有序号的仪器名称：① ② 。 (2)装置B为气体发生装置，在试管内放入一种暗紫色固体粉末制取氧气，写出有关反应的文字表达式 ，属于 反应（填基本反应类型）。 (3)用装置E收集氧气，验满时将带火星的木条放在 （选填“a”或“b”）处。 (4)装置G是用软塑料管自制的气体发生装置，利用该装置也可以制取氧气，塑料管中加入的液体药品是 ，药品加入完毕后，要使反应进行，接下来的操作是 。 【探究二】探究氧化铁是否像二氧化锰一样可作氯酸钾分解的催化剂同学们设计了三组实验（其他可能影响因素均控制相同）： 实验编号 实验药品 分解温度（℃） 实验Ⅰ 1.2g KClO3 T1 实验Ⅱ 1.2g KClO3、0.5g MnO2 T2 实验Ⅲ 1.2g KClO3、0.5g Fe2O3 T3 (5)请写出氯酸钾在二氧化锰催化下制取氧气的文字表达式 。 (6)若T3 （选填“＞”、“＝”或“＜”）T1，说明氧化铁能加快氯酸钾的分解。 (7)若要比较氧化铁与二氧化锰对氯酸钾分解的催化效果，除了可以通过用比较T3与T2的大小，还可以通过排水法收集氧气，测量 进行比较，得出结论。 6．我们每时每刻都生活在空气的“海洋”里。 一、空气及其成分探究 （1）图Ⅰ用于粗略研究空气的组成，发生反应的文字或符号表达式为 。 （2）拉瓦锡用图Ⅱ所示装置研究了空气的组成。他把少量汞放在密闭的容器中连续加热，得到了红色氧化汞粉末，同时钟罩内的汞液面上升。该反应的文字或符号表达式是： 。 （3）某学习小组用图Ⅲ装置进行镁条在空气中燃烧的实验。燃烧、冷却后打开止水夹，有水进入了集气瓶 。 【问题】实验操作正确，但实验后发现进入集气瓶中水的体积约为其容积的 70%。 【猜想】镁除了与氧气反应外，还与空气中的其他气体（X）发生了反应。对该气体提出猜想： 猜想1：只是二氧化碳      猜想2：只是氮气      猜想3：氮气和二氧化碳等 【资料】镁是一种化学性质活泼的金属，能在氮气燃烧生成氮化镁，能在二氧化碳中燃烧生成碳和氧化镁。 ①经讨论一致认为猜想1不正确，理由是 ； ②镁在二氧化碳中燃烧的文字或符号表达式 。 【结论】猜想3正确 （4）【改进实验】小明同学利用如图装置测定空气中氧气含量，步骤如下（装置气密性良好，部分操作已略去，因导管产生的误差忽略不计）： Ⅰ．打开止水夹a、b，向集气瓶中通入一定量的空气，使盛有白磷的燃烧匙在水面上方，测得进入量筒中水的体积为V1。 Ⅱ．关闭止水夹a，用强光照射引燃白磷。白磷熄灭并冷却至室温，至液面不再变化，测得量筒内水的体积是V2。 根据实验记录V1、V2，得出空气中氧气的体积分数的计算式是 。 二、氧气的制备和性质 实验一：用高锰酸钾制取一瓶氧气，做细铁丝燃烧实验。 （5）铁丝在氧气中燃烧的文字或符号表达式 。 （6）用B收集到的氧气做细铁丝燃烧的实验时，发现瓶壁炸裂，分析原因： 。 （7）小组同学改进了实验一（如图E），优点是 。 A氧气无需提前制备和收集，操作更方便。 B塑料瓶代替集气瓶，防止集气瓶炸裂，更安全。 C装置集氧气的制取、干燥、性质于一体，实验更优化。 （8）潜水艇要配备氧气的再生装置，以保证长时间潜航。有以下几种制氧气的方法： ①加热高锰酸钾；     ②双氧水催化分解； ③常温下用过氧化钠固体与二氧化碳反应生成碳酸钠和氧气。 写出方法③反应的文字表达式 。同学们认为③最合适在潜水艇里制氧气，与其他两种方法相比，这种方法的优点是 。 实验二：粗略测定加热2.0g高锰酸钾所收集到的氧气体积。 （9）装置正确连接顺序是：(填接口字母 )a →( ) →( ) →( ) （10）收集氧气的最佳时机是 （填“加热后立刻收集”或“加热一段时间后”）。 实验三：小江为了研究用向上排空气法和排水法收集的氧气浓度是否有差异，做了如下实验：加热高锰酸钾固体，分别用两种方法各收集三瓶氧气，并使用传感器则定收集到的氧气浓度，数据见表。 收集方法 向上排空气法 排水法 氧气浓度% 79.6 79.7 79.9 90.0 89.8 89.3 氧气平均浓度% 79.7 89.7 ①小江用向上排空气法收集氧气时，以能使在集气瓶瓶口带火星木条复燃为氧气集满的标准；用排水法收集氧气时，以观察到 为氧气集满的标准。 ②向上排空气法收集到的氧气浓度只有80%左右的原因有 。 A 当观察到带火星木条复燃时，集气瓶内还有空气 B 氧气的密度略大于空气的密度 C 加热高锰酸钾固体产生氧气的浓度只有80%左右 D 当氧气进入集气瓶时，瓶内空气与进入的氧气相互扩散 ③不考虑操作因素，排水法获得的氧气体积分数不能达到100%的主要原因是 。 7．用氢气还原氧化铜的方法测定某氧化铜样品的纯度（杂质不与氢气反应），同学们设计了以下实验装置，准确称取15．0克干燥样品进行实验： （1）写出氢气还原氧化铜的化学方程式 （2）在实验中，乙装置的作用是 ． （3）准确称取完全反应前后装置丙和丁的质量如下表： 装置丙 装置丁 反应前 48.8克 161.2克 反应后 46.5克 163.9克 某学生甲根据装置丙的质量变化进行计算，得到氧化铜样品的纯度为 ，某学生乙根据丁的质量变化同样可以计算，得到氧化铜样品的纯度比甲的结果 （填“大”、“小”或“相等”）。 （4）比较两种计算结果，有的同学认为学生甲结果较合理准确；有的同学认为学生乙结果较合理准确。经讨论分析，最后达成共识：学生乙结果存在不合理之处，原因是 。 学生甲结果只有达到下列条件才足够准确：装置乙现象是 、装置丙现象是 ，出现这些现象后移去酒精灯，要继续通往氢气，直到丙中试管冷却。 8．某校化学研究学习小组的同学在一次活动中查阅资料时发现，单质碳能够在高温时与金属氧化物反应得到金属单质。于是，他们用木炭与CuO进行了如下的探究活动。请你参与他们的这次活动，并解决有关问题： 【提出问题】木炭与氧化铜反应除生成单质铜外，另一种生成物是什么？ 【猜想与假设】（1）可能是CO；（2）可能是CO2。 【实验准备】（1）他们在互联网上收集到这样一条信息：把滤纸浸泡在磷钼酸和氯化钯的黄色混合溶液中制成的试纸遇CO立即变成蓝色，而遇CO2不变色。 （2）CO2的检验方法是（用文字描述） 。 【设计实验】装置图： 【实验与结论】 实验现象 实验结论 A中固体由黑色变成红色 ①说明有 生成 B中黄色试纸没有变蓝色 ②说明没有 生成 ③C中 。 说明有CO2生成 【反思与评价】 （1）如果A装置中的试管口高于试管底部，在实验过程中可能造成的后果是 。 （2）假设产生的气体是CO和CO2的混合气体，能否直接用点燃的方法来检验CO？ （填“能”或“不能”），原因是 。 9．小芳在实验室用蜡烛燃烧法通过下图甲装置来测定空气中氧气的含量，经过多次实验，发现误差仍然很大。你猜想她的实验结论会 （填“偏高”、“偏低”或“不变”）。请根据蜡烛燃烧产物的特点阐述你自己的理由： ，并用图甲装置进行实验，证实了自己的结论（注：本题实验中装置的气密性良好，水槽中液体是水）。 小明认真分析了小芳的实验设计后，进行如下探究： 【提出问题】导致小芳这一实验结果还有其他原因吗？ 【实验探究】小明设计了图乙装置，进行以下操作： （1）取黄豆粒大小的白磷，用滤纸吸去表面的水分，放入捆在电烙铁下面铁片的凹槽内。 （2）将燃烧匙内的蜡烛点燃后迅速插入钟罩内，并立即塞紧橡皮塞。 （3）待蜡烛熄灭后（蜡烛有剩余），接通电烙铁电源，发现白磷先熔成液体，接着燃烧产生大量白烟，由此说明通电前钟罩内含有 ，产生白烟反应的文字表达式是 。 【得出结论】导致小芳这一实验结果的另一原因是 。 【拓展迁移】查阅资料，验证空气中氧气体积分数，可利用铁生锈的实验，将空气中氧气浓度消耗至0.2%。如图丙将足量细铁丝置于试管底部，并倒扣在装有水的烧杯中，一段时间后你将看到的现象是 。 【反思与评价】分析了上述实验后，结合你学习的“红磷燃烧法测定空气的组成”的实验设计（如图丁），寻找红磷或铁粉除氧剂等药品进行实验，该药品一般情况下应满足的条件是 （写一点即可）；在红磷燃烧法测定空气的组成的实验中，请你写一条由于不规范操作导致进入水偏少的原因 。 10．研究学习小组选择“活性炭的吸附效果和哪些因素有关”的课题进行研究，以下是他们探究的过程： 提出假设：活性炭的吸附效果和活性炭的量有关 完成实验：按下表进行实验，取容积相同的集气瓶（125ml），收集满红棕色的二氧化氮气体，并进行编号，记录颜色消失的时间。 实验编号 活性炭纯度 活性炭的用量（克） 消失时间（秒） 1 80% 1.0 60 2 9.0 45 分析数据，得出结论 要完成本实验，实验标号2中活性炭的纯度应该为 （1）该探究过程得出的结论是： 反思： （2）某品牌冰箱的除味剂主要成分是活性炭，其说明书中写道“切勿靠近高温”，原因是活性炭具 有： 写出能反映该性质的化学方程式： （3）活性炭的吸附效果还和那些因素有关？请你帮他们继续探究（只要求提出假设和实验方案）。 假设： 实验方案： （4）人们利用活性炭的吸附性还可以 11．刘莉同学要探究镁条燃烧前后质量的变化，下列仪器中她需要使用的有 ：①酒精灯②铁架台③坩埚钳④砂纸⑤试管夹⑥托盘天平填序号，在石棉网上方点燃镁条，该反应的化学方程式为 ，细心的刘莉同学发现生成物中有少量淡黄色固体生成。同学们在老师指导下进行了下列实验探究。 【提出问题】 。 【实验探究】将该淡黄色固体投入到盛有水的烧杯中。 【实验现象】在烧杯中产生白色沉淀，并有刺激性的氨味气体产生。 【教师指导】上述反应产生的白色沉淀为，生成的气体为；此反应过程中没有任何元素的化合价发生改变。 【表达交流】若此淡黄色固体物质仅由两种元素组成，此物质与水反应的化学方程式为 ，生成淡黄色固体的原因是 。 12．为了探究影响化学反应速率（即反应快慢）的因素，化学学习小组以过氧化氢分解为研究对象进行实验。三个小组均采用如图装置进行实验，记录收集10mL氧气所需的时间。 实验室可供选择的试剂有：2.5%、5%、10%三种浓度的过氧化氢（H2O2）溶液、二氧化锰（MnO2）、氧化铜（CuO）和红砖粉末。 A组：探究催化剂种类对化学反应速率的影响 各取10mL10%H2O2溶液于三支试管中，分别加入MnO2、红砖粉末、CuO各0.5g进行如上图所示的实验，记录数据如下： 试剂 MnO2 红砖粉末 CuO 时间/s 10 60 20 由此得出结论：MnO2、CuO对H2O2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质疑，认为需要再补充一个对比实验，才能证明红砖粉末没有催化作用，其操作为 。 B组：探究过氧化氢溶液的浓度对化学反应速率的影响 甲同学：取10mL5%H2O2溶液，加入0.5gMnO2为催化剂，进行实验，记录时间t1。 乙同学：取10mL2.5%H2O2溶液，加入0.5gCuO为催化剂，进行实验，记录时间t2。 实验结果t1 t2（填“>”、“=”或“<”）。 结论：过氧化氢溶液浓度越大，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，过氧化氢溶液浓度越大，反应速率越快。 C组：探究温度对化学反应速率的影响。 取10mL5%H2O2溶液和0.5gCuO为催化剂进行实验，两次实验分别将试管置于冰水和80℃热水中，记录时间t4、t5，且t4>t5。 结论：当反应物浓度和催化剂相同时，温度越高，化学反应速率越快。 但小明同学认为该实验过程不够严谨，不能得出上述结论。他的质疑可能是 。 小聪同学认为，在上面的实验中还不能说明二氧化锰、氧化铜和红砖粉末是过氧化氢分解的催化剂，应补充实验证明这些物质在反应前后的 和 保持不变才行。 13．空气中氧气含量测定再认识． （1）【经典赏析】教材中介绍了拉瓦锡用定量的方法研究了空气的成分（装置如图 1）。拉瓦锡得出空气由氧气和氮气组成，其中氧气约占空气总体积 的结论。 关于该实验，下列说法不正确的是 。 A 实验过程中没有污染 B 在汞槽中汞起到液封作用 C 生成的物质加热分解又能得到汞和氧气 D 能将密闭装置内空气中的氧气耗尽 （2）【实验回顾】实验室常用红磷燃烧的方法测定空气中氧气的含量（装置如图 2）写出红磷燃烧的文字表达式或化学方程式 。 该实验中下列做法不正确的是 。 A 检查装置的气密性 B 燃烧匙中的红磷足量 C 点燃红磷后缓慢将燃烧匙插入瓶中，塞紧瓶塞。 D 红磷用木炭或铁丝代替 （3）【实验拓展】由于红磷在空气中点燃后才放入集气瓶内，造成的实验缺陷有:测定结果不准确;污染空气。兴趣小组同学，设计了（如图 3）所示装置。 查阅资料：白磷的着火点 40°C； 实验准备：锥形瓶内空气体积为 230mL，注射器中水的体积为 50mL，装置气密性良好。 实验探究：装入药品，按图所示连按好仪器，夹紧弹簧夹，先将锥形瓶底部放入热水中， 白磷很快被引燃，然后将锥形瓶从热水中取出。 ①整个实验过程中，气球的变化是 。 ②待白磷熄灭，锥形瓶冷却到室温后，打开弹簧夹还可观察到现象一:注射器中的水自动喷入锥形瓶。现象二;当注射器中的水还剩约 mL 时停止流下。 14．我国南海海域含有丰富的天然气水合物——可燃冰，可燃冰是甲烷与水在低温、高压的条件下形成的无色、冰状固体，是最具开发前景的能源之一。已知某种可燃冰的主要成分是CH4·8H2O，在开采过程中若甲烷泄漏，会导致严重温室效应。某校化学兴趣小组的同学对甲烷燃烧的产物产生了兴趣，请你参与。 探究一：可燃冰的组成 将可燃冰加热到20 ℃以上，发生分解，生成甲烷和水。 (1)可燃冰从物质分类的角度看，其属于 （填“纯净物”或“混合物”）。 (2)可燃冰的主要成分是甲烷，甲烷完全燃烧的化学方程式是 。 探究二：甲烷燃烧后生成哪些物质 【查阅资料】 ①含碳元素的物质完全燃烧生成CO2，不完全燃烧生成CO； ②无水CuSO4遇水变蓝； ③氢氧化钠溶液与二氧化碳反应没有明显现象，常用于吸收二氧化碳气体。 【猜想与假设】 甲：CO2、H2O；乙：CO、H2O；丙：NH3、CO2、H2O；丁：CO2、CO、H2O。 (3)你认为 同学的猜想是错误的，理由是 。 【实验探究】 为了验证上述猜想与假设，将甲烷在一定量的纯净氧气中燃烧的产物依次通过下列装置，进行验证： (4)A、B装置的顺序不能颠倒，原因是 。 (5)实验中用纯净O2而不用空气的原因是 。 (6)实验中观察到A中 ，B、D中澄清石灰水变浑浊，C中黑色粉末变成红色，由此推断 同学的猜想成立。 (7)请写出B中澄清石灰水变浑浊的化学方程式： 。 【反思与交流】 (8)燃气热水器必须安装在浴室外非密闭空间的原因是 。 15．同学们在学习完氧气的性质后，知道了“氧气能使带火星的木条复燃”，在此基础上，同学们提出了以下问题，并展开了项目化学习的探究。 任务一：带火星的木条复燃，能否证明氧气是纯氧？ 【进行实验】同学们用数字化实验探测仪进行实验（如下图），关获得了一系列数据（如下表）。 集气瓶编号 ① ② ③ ④ ⑤ 氧气浓度（体积分数） 10% 20% 30% 40% 50% 带火星的木条情况 微亮 亮 很亮 复燃 复燃 【实验结论】分析上述实验数据可知， 。 【小组讨论】上述实验中利用带火星的木条复燃来证明氧气是否是纯氧，利用了氧气的性质。密度比空气大， 。 任务二：铁丝在氧气中的燃烧与氧气浓度和铁丝粗细有关系吗？ 同学们设计并进行了下列五组实验。 实验编号 ① ② ③ ④ ⑤ 氧气浓度（体积分数） 34% 47% 60% 73% 86% 直径0.2mm的细铁丝 不燃烧 稍有燃烧 剧烈燃烧 剧烈燃烧 剧烈燃烧 直径0.5mm的粗铁丝 不燃烧 不燃烧 不燃烧 稍有燃烧 剧烈燃烧 【收集证据】⑤号实验中细铁丝燃烧的实验现象是 。 【实验解释】实验操作中，事先在集气瓶底部放少量水的目的是 。 【实验结论】（1）其他条件相同时，氧气浓度越大，铁丝燃烧越 。 （2）其他条件相同时，铁丝燃烧与铁丝粗细的关系是 。 【小组交流】（1）铁丝在氧气中燃烧的文字表达式为 。 （2）铁丝在空气中不能燃烧的原因是 。 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 $$