2024年中考化学三轮复习高频考点突破：科学探究题

2024年中考化学三轮复习高频考点突破：科学探究题 1．某兴趣小组的同学将Al粉放进盛有NaOH溶液的烧杯中，发现Al粉完全消失，且有气泡产生。甲同学认为气体一定不是CO2，理由是 。 【查阅资料】 ①，M的化学式为 。 ②NaAlO2溶液呈碱性，NaAlO2与Al和Al(OH)3均不反应。 【问题1】烧杯中反应后的溶液中溶质是什么？ 猜想Ⅰ： ； 猜想Ⅱ：NaAlO2和NaOH。 甲同学：取反应后溶液少许，加入酚酞试液，溶液变红，则猜想Ⅱ正确。 乙同学：取反应后溶液少许，加少量Al粉，观察到 现象，则猜想Ⅱ正确。 反思评价：甲同学方案不合理，理由是 。 【问题2】如何从AlCl3和MgCl2的混合溶液中得到MgCl2溶液？ 【查阅资料】 步骤 操作 现象或反应 ① 取混合溶液，滴加 溶液直至过量 出现沉淀，接着沉淀部分溶解 ② 过滤，取滤渣，加适量 反应方程式为 【问题3】向AlCl3和HCl的混合溶液中滴加NaOH溶液，产生沉淀的质量随NaOH溶液体积的变化关系是 （填字母序号）。 2．某饮用水中含有较多的碳酸氢钙[Ca（HCO3）2]，属于硬水，煮沸时会有水垢生成，实验小组欲探究该水垢的主要成分。 【猜想与分析】分析Ca（HCO3）2与水的元素组成，该水垢的主要成分可能是 。 Ⅰ．CaO Ⅱ．Ca（OH）2 Ⅲ．CaCO3 IV．Ca（OH）2和CaCO3 小强同学认为该水垢中不会存在CaO，理由是 。 【实验与事实】 实验 现象 解释或结论 实验一 将适量的水垢和水装入试管中，充分振荡后静置，用滴管取上层清液于小试管中，然后再向小试管中滴入紫色石蕊溶液 紫色石蕊溶液不变色 Ca(OH)2微溶于水，其水溶液显碱性，能使紫色石蕊溶液变蓝色，不变色说明水垢中一定没有 实验二 按如图所示方案进行实验   反应一段时间后水垢消失，溶液澄清；玻璃片上澄清石灰水变浑浊 石灰水变浑浊，说明有CO2生成，则水垢中一定含有 【原理与呈现】请用化学方程式表示实验二中有关反应的化学反应原理： ， 。 【实践与应用】使用硬水会给生活和生产带来许多麻烦，长期饮用硬水对人体健康不利，在日常生活中，可使用 来检测饮用水是硬水还是软水。 3．实验室有两瓶保管不当的试剂（如图1），左瓶残缺的标签中只剩下“Na”和“10%”字样，已知它是NaCl、NaOH、Na2CO3、NaHCO3中的一种；右瓶是敞口放置的30%的NaOH溶液。同学们很感兴趣，决定对其成分进行探究：    Ⅰ．甲同学对左瓶标签残缺的溶液展开研究： 【提出问题】这瓶试剂可能是什么溶液呢？ 【交流讨论】根据受损标签的情况判断，这瓶试剂不可能是 。（填字母） A 酸 B 碱 C 盐 【查阅资料】 ①Na2CO3和NaHCO3溶液都呈碱性。 ②测定室温（20℃）时，四种物质的溶解度的数据如下 物质 NaCl NaOH Na2CO3 NaHCO3 溶解度g 36 109 215 9.6 【得出结论】根据试剂瓶标注的溶质质量分数10%和上表中的溶解度的数据判断，这瓶试剂不可能是 。 【设计实验并继续探究】 （1）用洁净的玻璃棒蘸取该溶液滴在pH试纸上，测得pH＞7，这瓶试剂不可能是 。 （2）为了检验该溶液是NaOH溶液还是Na2CO3溶液，他又进行了如下实验： 操作步骤 实验现象 结论及化学方程式 取样于试管中，滴加足量的 有气泡产生 该溶液是 相关的化学方程式 Ⅱ．乙同学对右瓶敞口放置的溶液展开研究： （1）乙同学根据氢氧化钠固体及溶液在空气中很容易发生变质生成碳酸钠，对其变质情况进行了如下探究。 【猜想与假设】该氢氧化钠溶液已部分变质。氢氧化钠溶液变质的反应方程式是 。 【实验与结论】 实验步骤 实验现象 实验结论 a．取少量该溶液于一支试管中，加入足量 有白色沉淀产生 该氢氧化钠溶液已变质 b．将步骤a所得的液体静置，取上层清液于另一支试管中，滴加 该氢氧化钠溶液已部分变质 实验步骤a中加入的试剂必须足量的原因是： 【拓展探究】乙同学又尝试通过实验除去该氢氧化钠溶液中含有的碳酸钠，方案如下： 向该溶液中加入适量的 溶液，充分反应后，经 操作，即可除去该氢氧化钠溶液中含有的杂质。 Ⅲ．丙同学查阅资料得知：碳酸钠与稀盐酸反应分两步进行：Na2CO3+HCl＝NaHCO3+NaCl，NaHCO3+HCl＝NaCl+H2O+CO2↑，他取14.6g变质的氢氧化钠固体样品（不含水）于锥形瓶中，加入50.0g水，充分溶解，再向锥形瓶中滴加的溶质质量分数为7.3%的稀盐酸。实验测得加入稀盐酸的质量与锥形瓶中物质的总质量关系如图2所示。下列说法正确的是 。 A N点的溶液表示氢氧化钠被恰好完全反应 B PQ段（不含P点）溶液的pH＜7 C NP段表示产生气体的过程，a的值为210.2 D 该固体样品中氢氧化钠的质量为8.0g。 4．将一小块银白色的金属钾放置在空气中会发生下列变化: 【提出问题】常温下钾与氧气反应产物有哪些? 【查阅资料】钾的氧化物，除氧化钾(K2O)外还有过氧化钾(K2O2),氧化钾与过氧化钾都能与水发生反应，化学方程式为 ; 。 【猜想一】常温下钾与氧气反应的产物。 猜想1:K2O; 猜想2:K2O2; 猜想3: 。 【实验探究一】 实验操作 实验现象 实验结论 取少量钾的氧化物加入足量蒸馏水 猜想1正确 【继续探究】钾在空气中放置一段时间得到白色固体的成分。 【猜想二】猜想1:K2CO3; 猜想2:K2CO3和KOH。 【实验探究二】 实验操作 实验现象 实验结论 ①取少量白色固体加入足量 产生白色沉淀 白色固体成分为K2CO3和KOH ②过滤,取少量滤液加入 【实验反思】 类比氧化铁与盐酸的反应,写出氧化钾与盐酸反应的化学方程式: 。 5．某中学化学兴趣小组的同学查资料知道，乙醇（化学式为C2H5OH）俗称酒精，通常情况下化学性质稳定，在一定条件下能与金属氧化物反应。醋酸具有酸性，能使紫色石蕊溶液变红。无水硫酸铜固体遇水变蓝。现对乙醇与金属氧化物反应进行探究。 【探究活动一】同学们把绕成螺旋状的红色铜丝在酒精灯的外焰上灼烧到通红，取出铜丝，发现表面变黑，趁热插入装有无水乙醇的试管中（如图），铜丝很快又变回红色，并闻到刺激性气味。重复上述操作多次，得到A溶液；铜丝灼烧后生成的黑色物质的化学式是 。 【提出问题】生成的刺激性气味的气体是什么？ 【猜想与假设】有同学提出刺激性气味的气体可能是：猜想一：SO2 猜想二：CO2 猜想三：醋酸（C2H4O2） 【讨论与结论】同学们讨论后发表看法： ①小兵认为猜想一不正确，判断的依据是 。 ②小周认为猜想二也不正确，判断的依据是 。 ③小华认为猜想三有可能正确，原因是醋酸具有挥发性，并有刺激性气味。 【探究活动二】小兰同学设计实验验证后，发现猜想三也不正确。请补充完成小兰的实验操作和现象：取少量A溶液加入试管中，然后 。同学们再取少量A溶液加入试管中，加少量无水硫酸铜固体，振荡，变蓝色（已知：乙醇遇无水硫酸铜不显蓝色）。老师告诉同学们该反应生成的刺激性气味的气体为乙醛（C2H4O）。请写出由乙醇生成乙醛的化学反应方程式 。 6．某学习小组对人体吸入的空气与呼出的气体，进行了如下探究． 【提出问题】 人体吸入的空气与呼出的气体在组成上有什么不同？ 【查阅资料】 ①通常条件下，白磷与澄清石灰水不反应；白磷燃烧和红磷燃烧相似，且更易燃烧； ②澄清石灰水可以吸收二氧化碳。 【实验操作、记录、分析】 实验一： （1）先检查装置的 ，装入试剂，在医用输液袋中装入VmL气体，连接装置。 （2）打开弹簧夹 ，缓慢将袋中的气体全部排除。读出量筒中液体体积为V1mL。锥形瓶中澄清石灰水的作用是 。 （3）关闭弹簧夹K1、K2，再向烧杯中加入沸水，以促使白磷迅速燃烧。待瓶中气体 ，再打开K2，读出量筒中液体体积为V2mL。测量值V1－V2是 的体积（填物质名称）。 【数据处理】 （4）二氧化碳气体的测量值是 （用字母表示，下同），根据实验算出氧气的体积分数是 。 实验二： （5）把氧气、二氧化碳、水蒸气（测湿度）探头放入有少量空气的袋中，开始采集数据，然后向袋内呼出气体。呼出气体中各气体体积变化趋势如图3，表示氧气体积分数变化的曲线是 （填“X”或“Y”或“Z”），曲线Z的体积分数逐渐增大的原因是 。曲线Y在80s后略微下降的原因是 。 【评价与反思】 （6）有人认为教材中空气成分的“其它气体和杂质”主要是指水蒸气，由实验二数据判断此说法是 （填“正确”或“错误”）的。 7．请你一起参与完成以下两个实验. [实验一]探究“锡纸”中金属的成分:“锡纸”中的金属是锡吗? [查阅资料] ①“锡纸”是锡箔或铝箔和纸黏合而成； ②锌粉是一种深灰色固体； ③锡(Sn)与酸或金属化合物溶液反应生成+2价的锡的化合物。 [提出猜想] 猜想I:“锡纸”中的金属是锡； 猜想II:“锡纸”中的金属是铝。 [进行实验]设计方案并进行实验 实验操作 实验现象 实验分析与结论 取打磨后的“锡纸”片放入试管中，滴加氯化锌溶液 “锡纸”表面有深灰色固体析出 根据实验现象，结合金属活动性顺序可知猜想 (选填“Ⅰ”或“Ⅱ”)成立；反应的化学方程式为 ； [交流讨论] ①  实验中打磨“锡纸”的目的是 ； ②下列物质的溶液可以替代氯化锌溶液完成上述实验的是 .(填序号) A 氯化铜 B 硫酸亚铁 C 硫酸钠 [实验二]甲、乙两位同学利用图中的装置,围绕“用称量的方法验证化学反应是否遵守质量守恒定律并分析实验条件”这一探究目的开展活动. [实验分析] (1)请你仿照示例,完成实验现象的记录和分析 实验现象 是否遵循质量守恒定律 甲同学 白磷 ；气球 ；托盘天平 ； 该反应遵守质量守恒定律 乙同学 烧杯内有气泡产生，反应前后托盘天平不平衡 该反应不遵守质量守恒定律 通过对上述实验的对比分析,你认为 ； (填“甲”或“乙”)的结论是错误的.在实验操作完全正确的情况下,请分析实验结论错误的原因 ； [实验结论]化学反应都遵守质量守恒定律。 [实验反思](2)请从微观角度分析化学反应遵守质量守恒定律的原因是 。 8．学习了二氧化锰对过氧化氢有催化作用的知识后。某同学想：氧化铜能否起到类似二氧化锰的催化剂作用呢？于是进行了如下探究。 【猜想】Ⅰ.氧化铜不是催化剂、也不参与反应，反应前后质量和化学性质不变； Ⅱ.氧化铜参与反应产生氧气，反应前后质量和化学性质发生了改变； Ⅲ.氧化铜是反应的催化剂，反应前后 和 不变。 【实验】用天平称量0.2g氧化铜，取5mL 5%的过氧化氢溶液于试管中，进行如下实验： （1）填写下表： 步骤③现象 步骤⑥结果 步骤⑦现象 结论 ，带火星的木条复燃 所得氧化铜固体的质量是 g 溶液中有气泡放出， 猜想Ⅰ、Ⅱ不成立 猜想Ⅲ成立 （2）过氧化氢能被氧化铜催化分解放出氧气的化学反应的方程式为 。 9．某化学小组在学习二氧化碳的实验室制法时，发现影响二氧化碳产生的速率与与多个因素有关。于是，该小组进行如下探究： 【猜想与假设】石灰石与稀盐酸反应的快慢与哪些因素有关呢？ 猜想一：与盐酸的质量分数有关；猜想二：与石灰石颗粒大小有关。 【设计并实验】探究小组用不同质量分数的稀盐酸和不同形状的石灰石进行四次实验。通过读取电子天平的示数如图甲，记录所生成的二氧化碳质量，记录数据如下表。 实验 编号 盐酸的浓度 （均取40mL） 石灰石的形状 （均取6g） 二氧化碳质量/g （均收集5分钟） ① 10% 石灰石碎屑 1.98 ② 10% 块状石灰石 0.80 ③ 20% 石灰石碎屑 2.30 ④ 20% 块状石灰石 1.36 ①结合上述表格分析，所得出的一个结论为 。 ②为了准确比较二氧化碳产生速率，理论上可以测量收集相同时间收集到的气体体积，也可以测量 ③除上述实验室制二氧化碳时影响产生速率的因素有盐酸浓度、接触面积之外，请你还列举出影响其反应速率的一个因素为 。 10．小明同学想在实验室用NaOH溶液与CO2气体制取Na2CO3溶液。但是经过检验，发现很难得到纯净的Na2CO3溶液，在老师的帮助下查阅了相关资料，制定了计划。 【查阅资料】 ①CO2通入NaOH溶液时极易因CO2过量而产生NaHCO3，且无明显现象。 ②NaHCO3溶液煮沸时不会发生分解反应；NaHCO3溶液与CaCl2溶液不反应。 【制取步骤】 ①量取一份50mL的NaOH溶液；②向其中通入一定量的CO2气体；③小心煮沸②溶液1-2分钟； 【实验探究】制得的Na2CO3溶液中可能含有的杂质是 。为检验制得的溶液是否为纯净的Na2CO3溶液，请你与小明同学一起完成下列实验探究： 实验步骤 实验现象 实验结论 取少量制得的溶液于试管中，加入过量的显中性的CaCl2溶液 溶液中含有Na2CO3 将上步实验所得混合物进行过滤，将滤液分成两份 取其中一份加入足量的 无气泡产生 制得的溶液中不含 取另一份加入 溶液变红 制得的溶液中含NaOH 【结论】所制得的不是纯净的Na2CO3溶液。 【评价与反思】小芳同学认为可以用过量的Ca(OH)2溶液替代CaCl2溶液进行以上实验，小明同学认为不可行，小明同学的理由是： 。 11．下列是实验室制取氧气有关问题的探究，请按要求完成填空： 【探究一】小亮发现：收集的氧气占集气瓶容积的60%（空气占40%）时，能使带火星的木条复燃，那么，使带火星的木条复燃的氧气浓度的最低值是多少呢？小亮对此展开探究： 第一组实验：取5只集气瓶，编号为①、②、③、④、⑤，分别装入其总容积10%、20%、30%、40%、50%的水。用排水法收集氧气，恰好把5只集气瓶中的水排去。将带火星的木条依次插入①—⑤号瓶中，记录实验现象。 小亮在前一组实验的基础上又做了第二组和第三组实验，三组实验的数据和现象见下表。 第一组 第二组 第三组 集气瓶编号 ① ② ③ ④ ⑤ ① ② ③ ④ ⑤ ① 收集的O2占容积的体积分数（%） 10 20 30 40 50 31 33 35 37 39 34 带火星木条的状况 微亮 亮 很亮 复燃 复燃 很亮 很亮 复燃 复燃 复燃 很亮 根据实验回答下列问题： （1）由上述实验推测，用带火星的木条验满氧气的方法是否可靠 （填“是”或“否”）。 （2）由实验可知，收集的氧气占容积的体积分数最低为 %时，可使带火星的木条复燃，这时集气瓶中氧气的体积分数= %（结果保留整数）。（提示：瓶中氧气的体积分数=收集的氧气容积的体积分数+瓶中空气占容积的体积分数×21%） 【探究二】化学兴趣小组在老师指导下，进行了“影响双氧水分解因素”的实验。以下是探究影响化学反应快慢因素的相关数据（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）由上述实验可知，实验室用过氧化氢制取氧气的最合适的条件是：温度为 ℃，过氧化氢的浓度为 ，二氧化锰 （填“有”或“无”）。 （2）实验中除了量筒外，还需要用到的测量仪器有： 。 【探究三】二氧化锰可作过氧化氢分解的催化剂，兴趣小组的同学想探究过氧化氢分解有没有其他催化剂。 【提出问题】氧化铁能否作过氧化氢溶液分解的催化剂？如果能，其催化效果如何？ 【实验探究】 实验步骤 实验现象 Ⅰ.分别量取5mL5%过氧化氢溶液放入A、B两支试管中，向A试管中加入1g氧化铁粉末，并分别在A、B两支试管中插入带火星的木条，观察现象 A试管中产生气泡，带火星的木条复燃，B试管中无明显现象 Ⅱ.待A试管中没有现象发生时，重新加入过氧化氢溶液，并把带火星的木条伸入试管，如此反复多次试验，观察现象 试管中均产生气泡，带火星的木条均复燃 Ⅲ.将实验Ⅱ中的剩余物小心过滤，并将所得滤渣进行洗涤、干燥、称量，所得固体质量为ag Ⅳ.分别量取5mL5%过氧化氢溶液放入C、D两支试管中，向C试管中加入1g氧化铁粉末，向D试管中加入bg二氧化锰粉末，观察现象 【实验结论】 实验Ⅰ证明氧化铁可以加速双氧水的分解，实验Ⅱ证明氧化铁的 在反应前后没有发生变化，实验Ⅲ中如果a= g，则证明氧化铁的 在反应前后没有发生变化，由上述实验证明氧化铁可以作过氧化氢分解的催化剂。 【实验评价】 实验设计Ⅳ的目的是 ，其中b= g。若实验Ⅳ观察到D试管中产生气泡的速率更快，由此你可以得到的结论是 。 12．某化学课外兴趣小组成员甲、乙、丙三位同学在学习了木炭还原氧化铜的实验后，提出如下问题：“木炭与一氧化铅（化学式为PbO）反应生成铅的同时产生的气体一定全部为二氧化碳吗？”请你和他们一起对产物中气体的成分进行研究，并回答有关问题。 【猜想】：甲同学认为：反应产生的气体全部为二氧化碳。 乙同学认为：反应产生的气体全部为一氧化碳。 丙同学认为：反应产生的气体既有二氧化碳又有一氧化碳。 【设计实验】：根据各自的猜想，他们共同设计了实验（如图示），（他们在实验中进行了规范操作和细致的观察）。 【现象与结论】：（提示：CO会使新鲜鸡血变色） ①如果甲同学猜想正确，装置B、C中的实验现象 ； ②如果乙同学猜想正确，装置B、C中的实验现象 ； ③如果丙同学猜想正确，装置B、C中的实验现象 。 此实验装置有不足之处，请你对该装置进行改进，具体措施 。 13．化学实验是科学探究的重要途径。 (1)下列说法不正确的是_____。 A．点燃可燃性气体前要检验纯度 B．稀释浓硫酸把水沿烧杯内壁慢慢注入浓硫酸中，并用玻璃棒不断搅拌 C．密封在塑料袋里的少量干冰在室温下塑料袋很快鼓起，说明温度升高分子体积变大 D．白磷通常保存在水里 (2)探究小组的同学设计如图1所示的微型实验装置来探究二氧化碳的制法和性质。 ①A装置可以控制制取气体时的发生与停止，请简述反应物需要满足的条件为 。 ②打开弹簧夹，将加液器的盐酸推入制气管。当图A制气管中的盐酸消耗完，反应停止一段时间后，可观察到的现象是 。 ③用A制取的CO2含有杂质，要得到较纯净的CO2，可将制气管与B、C、D相连，仪器接口连接顺序是：从A中导出的气体→ → → → →i．请把D装置导管补画完整 。 (3)向盛有一定量的硝酸银、硝酸铝和硝酸铜混合溶液的烧杯中加入足量的锌粉，所得溶液的质量与反应时间的关系如图2，请回答下列问题。 ①写出a点时发生反应的化学方程式 。 ②b点时烧杯底部的金属固体有： 。 14．中和反应在日常生活和工农业生产中有广泛的应用。 (1)向盛有一定量稀盐酸的密闭隔热容器中，加入氢氧化钠固体，利用数字传感器测出反应时间与溶液温度变化的图像如图所示。 ①甲同学得出结论：稀盐酸和氢氧化钠反应过程中放热。乙同学不同意他的观点，乙同学的理由是 。 ②丙同学取少量反应后的溶液于试管中，加入无色酚酞溶液，无明显现象，于是三位同学对反应后溶液中溶质的成分作出猜想： 猜想1：NaCl；猜想2：NaCl和NaOH；猜想3： 。 ③同学们经过讨论后认为猜想 不正确。 ④为了验证其余猜想，丙同学进行如下探究。 实验操作 实验现象 实验结论 方法1 另取少量反应后溶液加入适量铁粉振荡 猜想3正确 方法2 另取少量反应后溶液加入一枚带锈铁钉 (2)丁同学在试管中加入约1mL氢氧化钠溶液，滴入几滴酚酞溶液。然后边用滴管慢慢滴入稀硫酸，边滴加边不断振荡试管，至溶液颜色 为止，说明氢氧化钠和稀硫酸恰好完全反应，该反应的化学方程式为 。 15．蔗糖是我们经常接触的一种食品，生活中我们偶尔会看见蔗糖在锅里，加热时间过长会变成黑色。 【提出问题】蔗糖是由哪些元素组成的？ 【做出猜想】小明猜想蔗糖中含碳元素，或许还有其他元素，如氢元素等。 【收集资料】小明、小红在图书馆查到以下资料： (1)蔗糖属于有机化合物，有机化合物一般可以燃烧，受热易分解，这属于有机化合物的 (填“物理”或“化学”)性质。 【设计实验】小明、小红分别设计了如下方案进行实验探究： 小明：将蔗糖在空气中点燃。单独点燃蔗糖不易燃烧，但在蔗糖中掺人少量烟灰蔗糖就很容易被点燃。将干冷的烧杯罩在火焰上方，观察现象。一段时间后向烧杯中倒入澄清石灰水振荡，再观察现象。 小红：用如图装置进行实验(夹持和支撑装置略去)来测定蔗糖的组成。先用酒精灯在玻璃管铜丝处加热，使之反应后，同时不断反复推拉注射器活塞，再将酒精灯移至蔗糖处进行加热。 【现象与结论】 (2)小明的实验现象为：将干冷的烧杯罩在火焰上方时，观察到烧杯内壁有水珠。向烧杯中倒入澄清石灰水振荡，澄清石灰水 。 小红的实验现象为：玻璃管中蔗糖处留下黑色的固体，内壁有水珠。 结论：蔗糖是由碳、氢、氧三种元素组成的。 【反思与评价】 (3)小明的实验中烟灰在反应前后的质量和化学性质没有发生变化，因此烟灰可能起 作用。 (4)实验时反复推拉注射器活塞的作用是 。 (5)写出铜和氧气反应的化学方程式 。 (6)经过分析讨论，小红认为小明的实验并不能得出正确的结论，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 $$