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．空气中氧气含量测定的再认识。 【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（如图1）。该实验中选择使用汞的优点有 。 A．实验过程中没有污染 B．在汞槽中起到液封的作用 C．能将密闭装置内空气中的氧气几乎耗尽 D．生成的化合物加热分解又能得到汞和氧气 【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（如图2），当冷却至室温后，集气瓶内剩余气体的成分是 。 A．五氧化二磷 B．主要成分为氮气和氧气 C．纯净的氮气 D．主要成分为氮气的混合气体 兴趣小组的同学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测定空气中氧气的含量会偏小？ 【进行猜想】 （1）装置漏气； （2） ，装置内氧气有剩余； （3） ； …… 【实验与交流】在老师的指导下，小明分别用过量的红磷和白磷进行该实验，用测定氧气浓度的传感器测得反应后装置内氧气浓度分别为 8.85％和 3.21％。请从燃烧条件的角度分析产生上述两个结果较大差异的主要原因是： 。 【实验探究1】小华根据铁生锈的原理，探究用铁能否准确测定空气中氧气的含量。于是进行了实验（如图3）。 通过 7 天测得的数据计算出空气中氧气的含量为 19.13％。 【实验探究 2】为了加快反应速率，小华通过查阅资料，利用铁粉、炭粉、氯化钠等物质又进行了实验（装置如图 4），8 分钟后测得的数据如下表： 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 131mL 90.0mL 63.6mL 请计算出空气中氧气含量为 （计算结果保留一位小数）。 【结论与反思】通过上述实验探究，选择 （填物质名称）进行实验，可较为快速地完成实验并减小实验误差。 【拓展延伸】铜也能与空气中氧气、水、二氧化碳反应而锈蚀，生成铜绿[铜绿主要成分为 Cu2(OH)2CO3]。若将图 3 装置中的粗铁丝换成足量的铜丝进行实验，请判断能否比较准确地测定空气中氧气的含量，并说明理由 。 2．小组同学对老师演示的趣味实验“化学红绿灯”兴趣浓厚，并进行了如下探究。 【查阅资料】 靛蓝胭脂红（C16H8N2Na2O8S2），是一种生物染色剂。在碱性条件下与空气成分或葡萄糖反应，会呈现不同颜色。pH不同颜色也不同。 【实验准备】 (1)量取20mL0.05%的靛蓝胭脂红溶液和10mL15%的葡萄糖溶液时，所用仪器为 。 (2)为满足碱性条件应使用NaOH溶液 序号 1 2 3 4 NaOH溶液的质量分数/% 0.4 2 7.5 10 溶液变色 绿→紫→红→橙→黄 绿→红→黄 黄→红→黄 黄 变色总时间/s 106 43 34 pH pH<11.4 11.4<pH<13 pH>13 ①根据表中数据分析，为了能观察到“红绿灯”的实验现象，NaOH溶液的质量分数应为 。 ②实验时需使用70mLNaOH溶液（密度约为1g/mL），实验台上有如图所示的NaOH溶液（密度约为1g/mL），为了达到实验效果，应从试剂瓶中取出 mLNaOH溶液。 【进行实验】 (3)向锥形瓶中加入准备好的三种试剂，振荡锥形瓶，溶液颜色发生改变，是因为空气中的 （填“O2”或“CO2”）氧化了靛蓝胭脂红。 (4)振荡时应该注意的问题是 。停止振荡，葡萄糖将靛蓝胭脂红还原，又恢复到原来的颜色。 【交流讨论】 (5)实验进行过程中意外发现试剂瓶中出现了绿→紫→红→橙→黄的现象，小明认为是配制的NaOH溶液质量分数偏低，其原因是实验台上的NaOH溶液放置时间过长，已经变质，该反应的化学方程式为 ，为了证明NaOH溶液已经变质，可采用的方法是 。 (6)小红认为NaOH溶液变质，不一定会影响溶液的碱性，其理由是 。若想证明氢氧化钠变质是否对“红绿灯”实验有影响，我们还应该知道的信息是 。 【拓展延伸】 (7)“红绿灯”实验变色时间除了受NaOH溶液浓度影响外，还可能存在的影响因素是 。 3．在浓硫酸的催化作用下，固体草酸(H2C2O4)受热分解生成碳的氧化物和水，某化学课外兴趣小组对生成物中碳的氧化物种类进行了如下实验探究： 【提出问题】生成物中有哪种碳的氧化物？ 【猜测】 猜想1 猜想2 猜想3 只有 只有CO2 含有CO和CO2 【设计实验】基于猜想3，依据CO和CO2的性质，兴趣小组同学设计了如下实验： （1）观察到A装置(填字母)中的澄清石灰水变浑浊，证明草酸分解有 气体生成； （2）有两种实验现象都能分别证明草酸分解的气体中含有CO：①C装置中澄清石灰水不变浑浊，F装置中 ；②E装置中出现 的现象； 【实验结论】通过实验探究证明：猜想3成立，将草酸分解的化学方程式补充完整H2C2O4 。 【问题讨论】 （1）将玻璃管末端制成玻璃球泡的目的是 。 （2）装置末端酒精灯的作用是 。 4．某同学对蜡烛(主要成分是石蜡)及其燃烧进行探究 (1)在“蜡烛及其燃烧的探究”实验中，用小刀从蜡烛上切下一小块石蜡放入水中，石蜡浮在水面上，说明石蜡的密度 (填“大于”“小于”或“等于”)水的密度，石蜡 (填“不”或“易”)溶于水。 (2)点燃蜡烛，把一根火柴梗迅速平放入火焰中(如图1)，约1 s后取出，可以观察到火柴梗的a处最先炭化，此现象说明了： 温度最高。 (3)如图2所示，同学们进行了如下实验，请完成下列实验报告 实验步骤 实验现象 实验结论 点燃蜡烛，并在火焰上方罩一个冷而干燥的小烧杯(如图2) ①烧杯内壁有 生成 ②石蜡燃烧后的产物有 。 迅速倒转小烧杯，向其中加入少量澄清石灰水，振荡 ③澄清石灰水 蜡烛燃烧后的产物有二氧化碳 (4)写出蜡烛燃烧的文字表达式 。 (5)蜡烛熄灭时会出现一缕白烟，用火柴点燃白烟，发现蜡烛复燃，说明白烟具有 性。 由此推测，白烟的成分是 。 (6)婷婷在探究蜡烛燃烧的过程中，发现罩在火焰上方的烧杯内壁被熏黑，你认为她的以下做法中不合适的是________。 A．反复实验，并观察是否有相同现象 B．查找资料，探究生成的黑色固体是什么 C．认为与本次实验目的无关，不予理睬 D．询问老师或同学，讨论生成黑色物质的原因 5．装品牌苏打饼干的配料和营养成分如下表，研究性学习小组对其成分进行了探究。 配料 营养成分（每100g） 小麦粉，食用植物油、洋葱粉、食用盐、碳酸钙、食品添加剂（碳酸氢钠）、香葱、酵母、麦精、食用香精 能量 蛋白质 脂肪 碳水化合物 钠 钙 2017千焦 8.5g 21.0g 63.5g 500毫克 280毫克 说明饼干制作的烘焙过程中，配料中的碳酸氢钠的全部受热分解转化为碳酸钠，而碳酸钠不分解。 Ⅰ.定性判断饼干中有关成分的确认。 取一小包饼干。研碎后放入烧杯，加入适量蒸馏水，用玻璃棒搅拌，得到待检液。 实验操作和现象 实验结论 ①淀粉的检验 取少量待检液于试管中，滴入2滴碘 水，观察到溶液 饼干中含有淀粉 ②碳酸盐的检验 另取少量待检液于试管中，加入足量稀盐酸，有气泡产生；将产生的气体通入澄清石灰水，澄清石灰水变浑浊 饼干中含有 (填离子符号) 【交流讨论】 （1）饼干中的 元素可减少人体骨质疏松、畸形、佝偻病的发生，有利于人体健康。 （2）饼干中的碳酸钙与稀盐酸反应的化学方程式为 。 【深入探究】如何进一步确认饼干中含有两种碳酸盐？ 将剩余待检液过滤，用蒸馏水洗涤固体2至3次；将 与稀盐酸反应，根据反应的现象，则证明讲干中既有碳酸钙，又有碳酸钠。 Ⅱ．定量检测：饼干中碳酸钠质量的测定。 【实验装置】 【实验步骤】 ①按上图连接好装置，检查气密性； ②取一小包饼干研碎后放入烧杯，加入适量蒸馏水、用玻璃棒充分搅拌后，过滤，洗涤； ③将滤液和洗涤液合并后倒入容器A，按图示装入其他药品（试剂X用于吸收挥发出来的HCl，它不与CO2反应）； ④打开止水夹，向装置中通入一段时间N2后，关闭止水夹； ⑤用电子天平称量干燥管工的质量，记录数据m1； ⑥逐滴加入稀盐酸至不再产生气泡时，停止滴加； ⑦ ； ⑧重复步骤⑤，记录数据m2。 【交流讨论】步骤③将滤液和洗涤液合并的原因是 。 【数据处理】m2—m1＝0.088g，则这包饼干中碳酸钠的质量为 g。 6．铁暴露在空气中会生锈。不知你注意了没有，将苹果切开不久，果肉上就会产生一层咖啡色的物质，也好像是生了“锈”一样。某化学活动小组对此进行了探究。 【提出问题】切开的苹果“生锈”与什么因素有关？ 【猜想与假设】猜想①：可能与空气没有关系，只是果肉内的物质自身相互反应而“生锈”。 猜想②：可能是果肉中的物质与空气中的氧气作用而“生锈”； 猜想③：可能是果肉中的物质与空气中的氮气作用而“生锈”； 猜想④：可能是果肉中的物质与空气中的二氧化碳作用而“生锈”； 猜想⑤：可能是果肉中的物质与空气中的氧气作用而“生锈”，并且苹果“生锈”的速度还可能与温度有关。 【收集证据】（一）查阅有关资料：已知苹果“生锈”是果肉里的物质（酚和酶）与空气中的一种物质发生反应，生成咖啡色的物质。 （二）实验探究：针对上面的猜想①至猜想⑤，化学活动小组依次设计了实验方案，进行了实验验证，并依次观察到下列实验现象。请你将他们设计的可行的实验探究方案，填写在下表中。 猜想 可行的实验方案 观察到的实验现象 猜想① 将一小块果肉浸入盛有蒸馏水的烧杯中，观察现象。 果肉表面不变色。 猜想② 果肉表面变色。 猜想③ 果肉表面不变色。 猜想④ 果肉表面不变色。 猜想⑤ 温度高的先变色。 【得出结论】 。 【反思与评价】（1）在②—⑤四种猜想中，你认为猜想 （填代号）最不合理，理由是 。 （2）在验证猜想①时，同学们发现，如果水不与空气隔绝，果肉放在水中时间长了也会变色，其可能的原因是 。 【应用】根据上述结论，要防止果汁变质，果品加工厂加工和保存果汁时可采取的措施是 。 7．立信的化学小达人罗成同学对氯酸钾分解反应的催化剂进行研究，在相同的加热条件下，用如图装置完成表中实验： 【查阅资料】氯酸钾是白色晶体，二氧化锰是黑色粉末，氧化铁是红棕色粉末。一般情况下，二氧化锰、氧化铁受热均不会分解。    编号 氯酸钾质量/g 催化剂 催化剂质量/g 收集50mL氧气所需时间/s 实验1 5 - - 171 实验2 5 二氧化锰 0.5 49 实验3 5 氧化铁（） 0.5 58 (1)设置实验1的目的是 (2)由上表可知，两种物质都可以作过氧化氢分解的催化剂，但是催化效果更好的是 ； (3)要比较氯酸钾分解反应中不同催化剂的催化效果，除了测量收集50 mL氧气所需时间外，还可以测量 。 【继续探究】氯酸钾和氧化铁（）的质量比会不会影响反应的快慢？ (4)调节和的质量比制备氧气，整理数据绘制出如图，从图中得出和反应的最佳质量比是 。 (5)测量气体体积时（如图1所示），读数时慢慢上下移动量筒，使量筒内外液面高度相同，目的是 ； (6)读数操作正确的情况下，测得的气体体积比理论上生成的氧气体积大，可能原因是 。 (7)如图所示，在和质量比为5∶1~5∶4之间，氧化铁质量越多，反应越快的原因： 。    8．“秸秆变宝，助力脱贫攻坚”。秸秆用于制沼气可以解决农村的燃料短缺问题。沼气的主要成分是CH4，可能含有CO2、CO。小霞与小明采集了某沼气池中的气体样品，探究该沼气中是否含有CO2和CO。 【查阅资料】①CH4+4CuO4Cu+CO2+2H2O；CuO+COCu+CO2②CH4、CO均不与碱溶液、浓硫酸发生反应③CO2不与浓硫酸反应 【设计实验】小霞与小明设计并进行了如图所示的实验。（装置气密性良好；忽略装置内空气中的水蒸气）    （1）为确保实验的安全性，小霞和小明一致认为：实验前要先通一会儿气体样品，然后再点燃D处的酒精灯，其目的是 。用装置F收集尾气，导管口的连接顺序是a接 （填“b”或“c”）。 （2）小霞想通过装置D中固体减少的质量（即参加反应的CuO中氧元素的质量）和装置E增加的质量来判断混合气体中是否含有CO。小明表示同意并提出：停止加热后，要继续通入一会儿气体样品，以排出装置D内残留的反应生成的气体。 【现象与结论】（1）观察到装置A中的澄清石灰水变浑浊，说明沼气中含有 。 （2）反应结束后，测得装置D中固体减少的质量是3.2g，装置E增加的质量是1.8g。说明沼气中 （填“含”或“不含”）CO。 【拓展与延伸】秸秆不仅可制沼气，还可以造出板材制作家具。对比焚烧秸秆，这样做的意义在于 （答一条即可）。 9．飞飞同学发现上个月做实验用的氢氧化钠溶液忘记了盖瓶盖。对于该溶液是否变质，飞飞邀约几个喜欢探究的同学对此进行了探究，请你一起完成下列实验报告。 【提出问题1】 该溶液是否变质？ 【实验探究1】 实验步骤 实验现象 解释与结论 取少量该溶液于试管中，滴加足量稀盐酸 有 产生 说明该溶液已变质。变质的原因是 。（请用化学方程式表示） 【提出问题2】 该溶液变质程度怎样？ 【提出猜想】 猜想一：已完全变质，该溶液中只含Na2CO3 猜想二：部分变质，该溶液中溶质含有 。 【查阅资料】 氯化钡溶液呈中性。 【实验探究2】 实验步骤 实验观象 结论 先取少量该溶液于试管中，加入过量氯化钡溶液 有 生成 猜想 成立 静置，取上层清液于另一支试管中，加入2-3滴酚酞溶液 上层清液变红 【提出问题3】 怎样提纯该样品得到纯净的氢氧化钠固体？ 【实验探究3】 为得到纯净的氢氧化钠固体，同学们取该样品并设计了如下实验方案。 请回答下列问题： （1）操作a和操作b中都需要用到玻璃棒，其中操作a中玻璃棒的作用为 。 （2）根据实验流程可知，最终所得氢氧化钠固体质量 变质后样品中氢氧化钠的质量（填“大于”、“小于”或“等于”）。 【反思交流】 在【实验探究2】中加入过量的氯化钡溶液的目的是将碳酸钠完全除去，其反应的化学方程式为 。 10．化学是以实验为基础的一门学科，某校化学兴趣小组的同学进行了如下实验探究：对蜡烛（主要成分是石蜡）及其燃烧进行了如下探究． （1）取一支蜡烛，用小刀切下一小块，把它放入水中，蜡烛浮在水面上．结论：石蜡的密度比水 ． （2）点燃蜡烛，观察到火焰分为外焰、内焰、焰心三层．把一根火柴梗放在火焰中（如图）约1s后取出可以看到火柴梗的a处最先变黑．结论：蜡烛火焰的 温度最高． （3）下列不属于蜡烛燃烧实验现象的是 ． A．火焰分为三层，外层最亮 B．燃烧时有少量黑烟产生 C．生成二氧化碳和水 D．罩在火焰上的烧杯内壁出现白雾 （4）燃着的蜡烛在刚熄灭时，总会有一缕白烟冒出，白烟的成分是什么呢？同学们对此很感兴趣，提出了如下猜想，并设计实验进行探究 [猜想与假设]：a、白烟是蜡烛燃烧时生成的二氧化碳； b、白烟是蜡烛燃烧时生成的水蒸气； c、白烟是石蜡蒸气凝结成的石蜡固体小颗粒； [实验验证]：熄灭蜡烛，并立即用一个沾有澄清石灰水的烧杯罩住白烟，其目的是为了验证假设 （填序号），此实验能否得出正确结论 ，（填“能”、或“不能”）原因是 ． 11．请设计一个探究实验，说明燃烧必须同时具备的两个条件 (可画图说明) 12．某化学实验小组的同学在探究碱的性质时，将稀盐酸滴入氢氧化钠溶液中，意外地发现有气泡产生，认为氢氧化钠溶液已经变质。氢氧化钠溶液变质的原因用化学方程式表示为： 。 【提出问题】该氢氧化钠溶液中溶质的成分是什么？ 【猜想假设】经过讨论同学们对变质后的氢氧化钠溶液中的溶质成分做出了两种猜想： 猜想一：Na2CO3 猜想二： （用化学式表示）。 【设计实验】为了验证上述猜想哪个正确，甲同学设计了如下方案：取少量变质后的溶液于试管中滴加几滴无色酚酞溶液，观察到酚酞溶液变红，于是得出的结论是该溶液中含有氢氧化钠。乙同学认为甲同学的实验方案不合理，理由是 。 【实验与结论】乙同学另外设计实验方案并进行了探究，请你帮他完成下面的内容： 实验操作 实验现象 结论 步骤1：另取少量变质后的溶液于试管中，加入过量的 溶液，充分反应后过滤。 猜想二成立 步骤2：取少量步骤1过滤后的滤液，向其中加入 ，振荡。 【反思拓展】（1）步骤1中加入过量溶液的目的是 ； （2）该变质的氢氧化钠溶液转化为纯净的氢氧化钠溶液的化学方程式 ； （3）实验室中氢氧化钠要注意 保存。 13．现有一包白色粉末，其中可能含有氯化钾、氢氧化钾、硫酸钾、氯化铜中的一种或几种，化学兴趣小组的同学们进行试验探究。 【提出问题】 白色固体的成分是什么? 【实验探究1】 小组同学进行如下实验： 得到蓝色透明的溶液 【实验探究2】 小风同学取探究1所得溶液 【表达与交流】 滴加硝酸银溶液一定发生的化学反应方程式: 。 通过小风的实验能得出的结论:白色粉末中 。 【实验探究3】 为了证明白色粉末中是否含有氯化钾，小华和同学们讨论后重新取探究1所得溶液于试管中，加入适量 溶液，充分反应后过滤出蓝色沉淀，再向滤液中加入适量 溶液，至恰好不再生沉后过滤，将滤液再经过 操作，观察到有明显的现象，最终确定白色固体粉末的成分为氯化钾和氯化铜。 【反思与总结】 小组同学经过讨论后认为判断溶质成分时:与已经确定存在的物质 的物质一定不存在;含有相同阴离子的物质鉴别思路为 。 14．学完氧气的化学性质之后，老师提出一个问题：燃烧的剧烈程度与氧气浓度有什么关系？同学们讨论后，提出一种猜想。为了验证猜想，同学们利用老师所给装置，设计了如下实验，请根据下列提示，补全实验内容：    实验目的：探究燃烧的剧烈程度与氧气浓度的关系。 猜想： 。 实验步骤：将 的硫粉装在燃烧匙中，分别伸入装有空气和氧气的集气瓶中。 实验现象：硫在空气中燃烧 ，硫在氧气中燃烧 。 实验结论： 。 15．某同学要探究燃烧的条件和空气中氧气的含量，进行了如下实验： 【实验】（已知：白磷的着火点为40℃） 实验装置 实验步骤及现象 步骤1检查装置的气密性，气密性良好。 步骤2将盛有白磷的带孔燃烧匙伸入A瓶（空瓶）中，白磷不燃烧。 步骤3向A瓶中加满80℃热水，寒紧瓶塞，白磷不燃烧。 步骤4打开K1、K2，从a口向A瓶中鼓入空气，待瓶中的液面低于燃烧匙底部时，关闭K1、K2．此时进入量筒B中水的体积为100mL，观察到A瓶中的白燃烧。 （1）请写出白磷燃烧的化学方程式 。 （2）对比步骤3和4的现象可知，可燃物燃烧的条件之一是 。 （3）待装置冷却一段时间后，打开K2，如果观察到 ，说明空气中氧气的体积约占，但实验测得空气中氧气的体积分数小于，原因可能是 （答一条即可）。 【交流】为了帮助同学们更好地理解空气中氧气含量测定的实验原理，老师利用传感器技术实时测定了实验装置内的压强、温度和氧气浓度，三条曲线变化趋势如图所示。 （4）其中Y曲线表示的是 （填“温度”或“氧气的浓度”）。 【反思】 （5）解释压强曲线BC段变化的原因是 ；DE段变化的原因是 。 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 $$