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．小明同学围绕“稀盐酸与碳酸钙反应”展开以下探究： 探究一：欲通过化学实验证明“质量守恒定律” （1）根据实验目的，小明应该测量的数据是 （填“只有反应前”“只有反应后”“反应前、后”之一）整个反应装罝（包括锥形瓶、气球和药品）的质量。 （2）实验步骤如下： ①按如图方式放好仪器，使天平平衡，记录称量数据。 ②将石灰石全部倒入锥形瓶中，观察到锥形瓶中液体里出现的现象之一是 ③当反应结束时，气球已经完全鼓起，小明发现天平的指针向右偏了。小明又重新称量，记录了数据。 他感到困惑：其他操作均正常，实验现象与数据为何与预测结果不符？你认为出现该实验现象的合理解释最应该是下列各项中的 （填序号） A．该反应前后原子的种类、数目变少 B．该反应生成物的总质量小于反应物的总质量 C．空气的浮力作用干扰了实验结果 D．生成气体的反应不遵守质量守恒定律。 探究二：探究石灰石样品中碳酸钙的质量分数 小明准确称取12.5g石灰石样品，研碎后放入烧杯中，向其中加入足量稀盐酸，（杂质不与盐酸反应）实验测得的数据如下图所示 （1）将石灰石样品研碎的目的是 。 （2）12.5g样品完全反应时消耗稀盐酸的质量为 g，生成二氧化碳的质量m= g。 （3）求该石灰石样品中碳酸钙的质量分数 （写出计算过程）。 2．为认识酸和碱的性质，甲乙丙三位同学分别借助传感器对稀溶液与稀硫酸的中和反应进行研究，实验装置如图，三颈烧瓶中盛放溶液X，用恒压漏斗匀速滴加另一种溶液。    (1)甲同学用传感器测得三颈烧瓶内溶液的变化如题图，判断溶液X是 ，实验进行到时溶液中的溶质为 。(填化学式) (2)乙同学用温度传感器测得三颈烧瓶内温度变化如图(实验过程中热量散失忽略不计)，据此可得出反应过程中 能量的结论(填“吸收”或“释放”)。 (3)丙同学为了进一步确定反应后溶液中溶质的成分，进行如下探究： [猜想与假设] 猜想一：只有；猜想二：有和；猜想三：有和 [资料]：Fe(OH)3是难溶于水的红褐色沉淀 实验操作 实验现象 实验结论 步骤一：取少量反应后的溶液于试管中，加入Fe2O3粉末 猜想二正确 步骤二：向步骤一所得溶液中滴加少量溶液 无明显现象 ①步骤一中的实验现象为 ，步骤一中发生反应的化学方程式为 。 ②步骤二反应后所得溶液中溶质的成分可能有哪几种情况，分别是 。 3．化学学习小组在学习碱的化学性质时，进行了如图所示的实验。    （1）甲实验中当酚酞溶液刚好变成无色就立即停止滴加稀盐酸，该反应的化学方程式为 。 （2）乙实验中滴加氢氧化钠溶液后，可观察到的现象是 。 （3）丙实验中观察到试管中有白色沉淀产生，该沉淀为 （写出化学式）。 （4）实验结束后，学习小组的同学们将甲、丙两个试管中的物质过滤后倒入同一个干净的废液缸中，最终看到混合后的废液呈红色，并提出了疑问。 【提出问题】是哪种物质使混合后的废液呈红色？ 【讨论交流】 猜想一：氢氧化钠和氢氧化钙 猜想二：氢氧化钠 猜想三： 。 【实验设计】同学们设计了一种实验方案来验证猜想一成立，请你帮助他们完成实验报告。 实验内容 实验现象 实验结论 取少量该废液于试管中，加入 溶液，静置。 有 生成，溶液呈红色。 猜想—正确 【反思拓展】 在分析化学反应后所得物质的成分时，除了考虑生成物外还需考虑 。 4．金属的性质和应用是化学研究的重要课题。 【知识回顾】 （1）铁丝在潮湿的空气中会慢慢锈蚀，是铁和 （填化学式）等物质作用的过 程。 【实验探究】（以下实验均在室温和 1 标准大气压的环境中进行） （2）制作暖宝宝要用到铁粉、活性炭、氯化钠等物质。 实验 1：称取 2.0g 铁粉和 2.5g 活性炭，搅拌均匀，用滤纸包好．再滴入约 1mL 溶质质量分数为 5%的氯化钠溶液，迅速用温度传感器测量．实验进行到 450s 时搓揉一次滤纸包，使表面结块的混合物松散，实验过程中测得混合物温度随时间变化的曲线如图所示。 ①该过程中化学能转为 能。 ②图中 450s 后混合物温度继续升高的原因是 。 （3）无焰食品加热器（内装有镁粉、铁粉和氯化钠等化学品）常用于野外加热食物，使用时，向化学品中加入一定量的水，能迅速反应升温使水沸腾，对食物进行加热。 实验 2：向加有 100mL 水的隔热容器中分别加入下列各组物质，连续搅拌，每 50s记录一次温度，温度变化曲线如图所示。 组别 物质 Ⅰ 2.4g 的整根镁条、2.8g 铁粉、5.85g NaCl 粉末 Ⅱ 2.4g 镁条剪成 100 份、2.8g 铁粉、5.85g NaCl 粉末 Ⅲ 2.4g 镁粉、2.8g 铁粉、5.85g NaCl 粉末 ①这个实验的目的是 。 ②无焰食品加热器的成分不用于制作暖宝宝的理由是 。 ③在实验2的基础上，若要证明温度升高的主要原因是镁参与了反应，设计的方案是 。 （4）化学兴趣小组按如图所示装置进行实验，瓶中的氧气可以几乎耗尽，测得实验数据如表所示： 测量项目 实验前烧杯中水的 体积 实验后烧杯中剩余 水的体积 集气瓶（扣除内容物） 和导管的容积 体积/mL 90.0 63.6 131.0 ①根据表中数据，计算实验测得的空气中氧气的体积分数是 （计算结果 精确到0.1%）。 ②铜能与空气中氧气、水、二氧化碳反应而锈蚀，生成铜绿（铜绿的主要成分为Cu2OH2 CO3 ），若将如图 装置中的铁粉换成足量的铜粉进行实验， 能否比较准确地测定空气中氧气的含量，你的判断和理由是 。 5．学完九年级上册第七单元课题1《燃烧和灭火》后，某学习小组同学仿照课本实验原理在家里也进行“燃烧的条件”探究，请你和该小组一起完成下列问题： 【实验方案】 （1）用棉花分别蘸酒精和水，放在酒精灯上加热片刻。 ①通过此实验，得出燃烧条件之一是：燃烧需要 。 ②若该实验在酒精灯上加热时间较长，沾有水的棉花也燃烧，是因为 ，棉花能达到着火点。 （2）为探究燃烧的条件之一：温度要达到可燃物着火点．该小组进行如下实验操作： ①用小刀切取一小块乒乓球碎片和滤纸碎片，分别用坩埚钳夹住，放在酒精灯火焰上加热，都燃烧，该操作的目的是说明 （物品名称）是可燃物。 ②从乒乓球和滤纸上各剪下一小片（同样大小），如图所示分开放在一块薄铜片的两侧，加热铜片中部．可观察到 先燃烧。 （3）该小组想利用蜡烛和烧杯，设计一个简单的实验，说明燃烧的条件之一：燃烧需要有氧气（或空气）．你的设计方案是：将蜡烛点燃，待蜡烛在空气中燃烧一会儿后，再 。 6．实验室有失去标签的四瓶无色溶液，分别为Ca(OH)2、Na2CO3、稀盐酸、NaCl溶液中的一种，为鉴别它们，现将这四瓶无色溶液分别标号为A、B、C、D，某校化学兴趣小组的同学邀你一同参与： 【提出问题】A、B、C、D分别是什么溶液？ 【实验药品】失去标签的四瓶溶液和无色酚酞试液。 【实验仪器】试管、胶头滴管、烧杯等。 【收集证据】 实验操作 实验现象 实验结论 (1)分别取A、B、C、D溶液少量于试管中，两两混合 A、B混合产生大量气泡，C、D混合无明显现象 A、B分别是 溶液中的一种，A与B反应的化学方程式为 ，C、D分别是 溶液中的一种 (2)各取A、B、C、D溶液于四支试管中，分别滴加两滴无色酚酞试液，振荡 A、D变红，B、C无明显现象 A为 溶液；C为 溶液；D为 溶液 【反思与体会】鉴别物质的关键是利用物质的特征性质。 【继续探究】将实验操作(2)实验后的四支试管中的溶液，倒入一洁净的烧杯中，充分反应静置后发现，烧杯底部有白色沉淀，上层清液为无色。则上层清液中一定含有的溶质是 (指示剂除外)，可能含有的溶质是 。为验证可能含有的溶质是否存在，应补充实验的化学方程式为 。 7．若向一定量的氢氧化钙溶液中滴加稀盐酸前，忘记滴加无色酚酞溶液，实验过程中未观察到明显现象。化学兴趣小组的同学对充分反应后溶质的成分进行如下探究活动： 进行猜想：反应后溶液的溶质肯定有CaCl2，原因是 （用化学方程式表示）。 猜想1：反应后溶液中的溶质可能还有Ca(OH)2； 猜想2：反应后溶液中的溶质可能只有CaCl2； 猜想3：反应后溶液中的溶质可能还有HCl； 查阅资料：CaCl2的水溶液显中性。 进行实验：（1）取少量反应后溶液加入无色酚酞溶液，没有明显变化，则猜想 肯定不正确。 （2）该同学又对反应后溶液进行如下实验，实验过程如下，请将下表补充完整： 实验方案 1滴加石蕊试液 2加入铁钉 3滴加硝酸银溶液 实验操作 取待测液于试管中，向试管中滴加石蕊试剂。 取待测液于试管中，向试管中加入铁钉。 取待测液于试管中，向试管中滴加硝酸银溶液。 实验现象 产生白色沉淀 实验结论 溶液中含有HCl 溶液中含有HCl 溶液中含有HCl 评价反思：上述实验方案中方案 得出的结论不正确，原因是 。 8．某校学习小组进行含氟牙膏是否能有效预防龋齿的实验探究。 信息：①蛋壳主要成分是CaCO3，其他成分对实验影响忽略不计。 ②鸡蛋壳与牙齿和含氟牙膏反应的化学原理相似。 【实验一】（1）将新鲜的鸡蛋放在盛有足量稀盐酸的烧杯中，可观察到鸡蛋表面产生气泡，检验产生气泡成分的方法是 （用化学方程式表示）。 【实验二】鸡蛋壳代替牙齿探究含氟牙膏能否预防龋齿。 查资料知，含氟牙膏（含氟成分为NaF）可与蛋壳反应，在表面生成氟化钙保护层。反应的化学方程式为：CaCO3+2NaF=CaF2+Na2CO3    （2）按图一连接好装置，先检查装置气密性，方法是 ，再称取0.50g“牙膏处理过的蛋壳（用牙膏液浸泡、洗涤、晾干）”于锥形瓶中，用注射器抽取20mL稀盐酸（模拟形成龋齿的酸境），连接好装置，打开开关，将盐酸快速压入锥形瓶，关闭开关，测得压强随时间的变化如图二所示。用“未用牙膏处理的蛋壳”重复上述实验。（注：不考虑加入液体造成的压强差） （3）图二中x-y段压强增大的主要原因 。用“未用牙膏处理的蛋壳”重复上述实验的作用是 。 （4）根据实验二的数据分析，含氟牙膏 （填“能”或“不能”）预防龋齿，理由 。 9．[实验目的]探究铜、铝、银的金属活动性顺序 [实验过程] 实验内容 实验现象 解释或化学方程式 将一根用砂纸打磨干净的铝线浸入硫酸铜溶液中 铝线表面有（1） 生成，溶液颜色变浅 用砂纸打磨铝线的目的（2） （3）化学方程式 将一根用砂纸打磨的铜线浸入（4） 溶液中 铜线表面有银白色物质生成，溶液由无色变成（5） （6）化学方程式 [实验结论]铜铝、银的金属活动性顺序由强到弱为 。 10．某小组探究pH值能否影响过氧化氢溶液分解的快慢，通过探究找到合适的保存方法。 ①将注射器活塞推至零刻度，按图甲连接装置，并检查装置的气密性。 ②将质量分数为30%过氧化氢溶液调节成不同的pH值，待用。 ③取pH＝2质量分数为30%过氧化氢溶液6毫升加入分液漏斗中，调节水浴的温度为60℃，打开分液漏斗的阀门，使过氧化氢溶液在恒温环境中分解。 ④30分钟后观察并记录注射器的刻度，即测出生成的氧气体积。 ⑤分别取pH值不同 ，重复以上实验，各组数据绘制成图乙。 材料 不锈钢 pp塑料 铁 铜 氧气体积/mL 282.2 0 69.4 520.6 （60℃时，6mL浓度为30%过氧化氢分解30分钟所得的氧气） （1）本试题中涉及过氧化氢（H2O2）分解的化学方程式 ； （2）补充完成操作步骤⑤ ； （3）实验中测定的氧气的体积比理论值要偏大些，其可能的原因是 ； （4）查阅资料，过氧化氢的分解还与容器的材料有关，请结合本实验数据和下列资料，说明实验室如何保存过氧化氢溶液 。 11．化学老师交给某学校研究性学习小组一个任务：测定实验室里一瓶久置的固体是否变质．该小组的同学进行了如下实验探究： 提出问题：猜想：没变质，全部是； 猜想：部分变质， ； 猜想：完全变质，全部是． 查阅资料：部分溶液在常温下的如下： 盐溶液 等于 大于 等于 设计方案并进行实验：请你与他们一起共同完成，并回答所给问题． 实验步骤 实验现象 实验结论 ①称取上述氢氧化钠固体样品溶于水配成溶液，向溶液中滴加氯化钡溶液至过量，充分反应后，静置． 产生白色沉淀 说明久置固体中，一定含有 （填化学式）． ②用玻璃棒蘸取少量①中充分反应后的上层清液滴在一小块试纸上，与标准比色卡对比，测出． 说明久置固体中，还一定含有 （填化学式）． 上述步骤①中，称量氢氧化钠固体样品用到的玻璃仪器名称是 ，滴加过量溶液的目的是 实验结论：通过实验，说明上述猜想中 是正确的． 拓展：该小组同学为测定出该固体的变质程度，继续将上述白色沉淀过滤、洗净、干燥，称得其质量为，则原样品中的质量分数为 （保留一位小数）． 反思：久置的氢氧化钠变质的原因是 （用化学方程式表示）． 12．某校化学实验小组的同学们在实验台上发现了一瓶敞口放置的氢氧化钠溶液，同学们对该溶液是否变质展开合作探究。探究过程如图所示： 初步探究 继续探究 废液处理 【交流与讨论1】甲同学通过实验一无色酚酞溶液变红色，得出结论：氢氧化钠溶液没有变质。请你评价甲同学的实验结论（1） 。 【交流与讨论2】乙同学设计并进行了实验二，观察到（2） 的现象，证明氢氧化钠溶液已变质。 【提出问题】变质后的溶液中是否含有氢氧化钠呢？ 【活动与探究】甲同学受乙同学实验的启发，设计了实验三：将乙同学实验二所得混合物过滤，向滤液样品中滴加酚酞溶液，观察到无色酚酞溶液变红，于是得出实验结论：变质后的溶液中含有氢氧化钠。 【反思与评价】丙、丁两位同学对甲同学的实验及结论提出质疑，理由是（3） 。 同学们对实验进行了改进，最终得出实验结论：变质后的溶液中含有氢氧化钠。 【表达与交流】实验结束后，同学们将上述三个实验所得废液倒入同一个废液缸中，废液中定含有的溶质（除酚酞外）是（4） （填化学式），处理该废液的方法是：加入适量（5） （填“水”或“稀硫酸”或“熟石灰”），观察到（6） 的现象，即可排放。 【总结与提升】由上述探究可知，在选择试剂对溶质成分进行探究时，试剂的种类可能对实验结论产生影响，（7） 也可能对实验结论产生影响。 13．空气中氧气含量测定的再认识。 【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1)，写出红磷燃烧的化学式表达式 。 兴趣小组用该方法测出的氧气含量常常远低于21%。 【提出问题】用红磷燃烧的方法为什么常常测得空气中的氧气含量小于21%？ 【进行猜想】（1） ；（2） ，装置内氧气有剩余。 【实验与交流】在老师的指导下，小明用过量的红磷，用数字化测氧气浓度的传感器测得反应后装置内氧气含量为8.85%，说明红磷并不能耗尽装置内的氧气。 【实验探究】小明根据铁生锈原理(铁在潮湿空气中与氧气反应生成铁锈)，探究铁能否准确测定空气中氧气的含量，于是进行了实验(装置如图2)。(提示：炭粉与氯化钠的作用是加快反应速率)，反应8分钟后测得的数据如表： 实验前的体积 实验后的体积 集气瓶内空气 烧杯内蒸馏水 烧杯内剩余蒸馏水 200mL 190.0mL 150.2mL 请计算出空气中氧气含量为 。(精确到0.1%) 【交流与反思】与用红磷相比，用铁丝生锈方法测定的主要优点是： 。 14．做完“铁在氧气里燃烧”的实验后，某兴趣小组有一些疑惑不解的问题，于是进行了以下探究： 【问题一】某同学实验过程中发现铁丝没有燃烧，反复实验均未成功。导致实验失败的原因可能有： ①铁丝表面有锈迹，影响了反应的进行。因此，你认为该同学进行实验前应做的实验操作是 。 ②导致该同学实验失败的原因还可能是 （任填一种）。 【问题二】铁燃烧时溅落下来的黑色物质中还有没有铁？ 【查阅资料1】①氧化亚铁在空气中极易被氧化为氧化铁，因此自然界中铁的氧化物主要有氧化铁和四氧化三铁两种；②氧化铁为红棕色固体；③铁能和稀盐酸反应生成氢气，铁的氧化物也能和稀盐酸反应，但无气体产生。 【实验探究】将冷却后的黑色物质碾碎，装入试管，加入 溶液，观察到的现象 说明铁燃烧时溅落下来的黑色物质中还含有铁。写出铁丝在氧气中燃烧的符号表达式： 。 【问题三】铁燃烧的产物为什么不是氧化铁呢？ 【查阅资料2】①氧化铁和四氧化三铁的分解温度见下表： 四氧化三铁 氧化铁 铁 分解温度/℃ 1538 1400 --- 熔点/℃ --- --- 1500 【理论讨论】根据上述实验现象，并结合数据分析，可推知铁在氧气里燃烧时氧化铁已分解。 【拓展延伸】 有些食品包装盒内放有少量黑色的氧化亚铁，若粉末的颜色 ，就说明包装盒漏气，售货员就能及时发现并处理： 实验中为了防止集气瓶炸裂，必须 。氧化铁（Fe2O3）高温分解可生成四氧化三铁和一种气体，写出该反应的符号表达式： 。 15．某兴趣小组用图1装置进行实验时发现，烧杯中饱和石灰水先变浑浊，后逐渐澄清。    为探究“饱和石灰水浑浊后变澄清的原因”，该小组同学开展了如下活动： 【查阅资料】AgCl不溶于稀硝酸。 【提出假设】假设1：假设盐酸挥发出的HCl使浑浊变澄清。假设2：CO2过量。 【设计实验】为检验并除去CO2中的HCl，小华在图1中A、B装置之间增加图2装置，则气体应从 (填“a”或“b”)通入。请选择合适试剂依次注入装置C、D中，你的选择是 (填序号)。 A．AgNO3溶液，饱和NaHCO3溶液B．饱和NaHCO3溶液，AgNO3溶液 【实验现象】饱和石灰水浑浊后，继续通入经除杂处理的CO2，沉淀完全溶解最终完全澄清。 【得出结论】由于CO2过量，所以饱和石灰水先浑浊后澄清。 【实验拓展一】为了进一步探究原因，小华进行了实验拓展一。通过询问老师，老师告诉小华Ⅲ中为Ca(HCO3)2澄清溶液，则浑浊消失所发生反应的化学方程式为 。 【实验拓展二】为了进一步探究Ca(HCO3)2澄清溶液，小华向其中滴加MgCl2溶液后锥形瓶中出现浑浊且有气泡放出。 (1)V中石灰水变浑浊，说明V中产生的气体是 。 (2)Ⅳ中反应后的混合物经过滤、洗涤、干燥得到白色固体。 【查阅资料】Mg(OH)2、MgCO3、CaCO3均为不溶性白色固体，在一定温度下均能分解生成相应的氧化物，发生分解时的温度见下表。 不同物质分解时的温度表 物质 Mg(OH)2 MgCO3 CaCO3 分解温度 260℃ 540℃ 900℃ 【探究】白色固体的组成 称取实验拓展二中固体样品3.68 g，控温加热至该温度下固体质量不再减小，测得剩余固体质量与温度关系如下表。 剩余固体的质量与温度的关系表 实验组序号 ① ② ③ 温度/℃ 280 560 1000 剩余固体质量/g 3.68 2.80 1.92 (1)根据表中第 (填序号)组数据可判断样品中无Mg(OH)2。 (2)样品中MgCO3、CaCO3的质量比是 。 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 $$