2024年中考化学三轮复习专题特训科学探究题

2024年中考化学三轮复习专题特训：科学探究题 1．甲、乙两同学帮助老师整理实验室时，发现有一瓶试剂标签残缺，只剩下“Na”和“10%”字样（如图）。已知它是无色液体，是初中化学常用的试剂。甲、两同学决定对其成分进行探究： 【提出问题】这瓶试剂可能是什么溶液呢？ 【交流讨论】甲根据受损标签的情况判断，这瓶试剂不可能是 。 A．酸 B．碱 C．盐 【查阅资料】Ⅰ．初中化学常见的含钠化合物有NaCl、NaOH、Na2CO3、NaHCO3。 Ⅱ．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】乙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）甲取该溶液少量于试管中，加入紫色石蕊，溶液变蓝，这瓶试剂不可能是 。 （2）乙为了确定该溶液是哪种溶液，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 产生大量的气泡 该溶液是 ，反应的化学方程式 【拓展与应用】甲确定该溶液，选择了与乙不同的试剂，甲选择的试剂是 （要求类别不同）。 【反思与评价】老师指出该结论不严密，其理由是 。 2．某化学兴趣小组在实验室探究人体吸入的空气和呼出的气体有什么不同，请你一起完成实验探究。 【活动一】收集呼出的气体    (1)兴趣小组利用图1所示 法收集一瓶呼出的气体，标上A。 【活动二】探究吸入的空气和呼出的气体中的二氧化碳含量高低 (2)小明取一个同样装有空气的集气瓶，标上B．将两根同样的小木条点燃后同时伸入A瓶和B瓶，A瓶中的木条先熄灭。这个实验现象 (填“能”或“不能”)说明呼出的气体中二氧化碳更多。 (3)小红用大针筒将100mL人体呼出气体压入20mL澄清石灰水中(如图2)，澄清石灰水变浑浊，写出该反应的化学方程式： ；用同样的方法将100mL空气压入另一瓶20mL澄清石灰水中，澄清石灰水 (填“会”或“不会”)变浑浊，原因是 。 3．某化学兴趣小组利用蜡烛进行如图实验。 I．初探：蜡烛燃烧受何条件影响？ 实验序号 1-1 1-2 1-3 操作          现象 燃烧的蜡烛持续燃烧 燃烧的蜡烛熄灭 剧烈反应,有大量气泡和水雾生成，燃烧的蜡烛熄灭 （1）实验1-2中，从灭火原理看，蜡烛熄灭的原因是 。 （2）实验1-3中，生成氧气的化学反应方程式为 。 II．再探：实验1-3中燃烧的蜡烛为何熄灭？ 实验序号 2-1 2-2 2-3 操作          现象 有气泡产生,火焰无明显变化，温度升高不明显 有较多气泡和少量水雾产生，燃烧更旺，火焰明亮，温度升高较明显 剧烈反应,有大量气泡和水雾生成，蜡烛熄灭，温度升高明显。 （3）在Ⅱ的实验中温度计示数最大的实验是 （填序号，下同），最适合说明氧气有助燃性的实验是 。 （4）实验2-3中蜡烛熄灭的原因是 。 4．我国作为全球汞使用量和排放量最大的国家。果果科学小组为了解决日常生活中水银污染问题，对此进行如下探究： 【提出问题】水银体温计打破后，水银泄露如何处理才能消减污染？ 【查阅资料】①水银的化学名称为汞（Hg），致人死亡的剂量为0.3g，水银易挥发，若泄露便会污染空气、水源和土壤，引发安全事故。 ②水银体温计中1g水银全部挥发后，可使45m3密闭空间的水银浓度达到22.2mg/m3,如果待在水银浓度为1~3 mg/ m3环境2小时，就会出现头痛、发烧、腹部绞痛、呼吸困难等症状。 【猜想与假设】该小组分别对处理方案提出如下猜想： 甲同学：从源头解决水银的污染性；乙同学：从传播途径减轻危害。 【设计实验】两位同学分别设计实验验证自己的猜想： （1）甲同学设计了如下实验，请你填写下表。 实验步骤 实验目的 实验现象 实验结论 迅速用湿润的医用棉签将洒在地上的水银粘集，并装入玻璃瓶； 银白色金属变成黑色粉末 甲同学猜想 （填“正确”或不正确”） 向玻璃瓶和地面撒入足量的硫粉。 （2）乙同学收集泄露的水银后，迅速打开门窗并利用排气扇保持室内通风良好，2小时后，于是认定自己的猜想正确。请判断汞在蒸发和液化时发生了 （填“物理”或“化学”）变化。甲同学认为乙同学的操作不够严谨，理由是 。 【拓展应用】（3）该小组经过一番讨论，为了避免水银二次污染，你认为还需要注意一些安全事项？ （至少一点）。 （4）科学家发现纳米硒（Se）可将汞转化为HgSe，从而消除汞污染。HgSe中汞元素为+2价，硒元素的化合价是 。 5．某化学兴趣小组同学发现铜绿［Cu2(OH)2CO3］受热分解后，除生成CO2和水蒸气外，试管中还有一些黑色粉末状固体。他们通过实验探究，分析黑色粉末的组成。 (1)提出问题：黑色固体是什么？ (2)猜想与假设：甲、乙、丙三位同学各自提出不同的假设，分别猜想黑色固体的组成：甲认为可能是炭粉（一种碳的单质）；乙认为可能是 ；丙认为可能是炭粉和氧化铜的混合物。他们猜想的依据是 和 。以上 同学的假设不合理，不合理的原因是 。 (3)查阅资料：氧化铜和炭粉均为黑色固体，其中氧化铜可与稀酸反应而溶解，炭粉不与稀酸反应，也不溶于稀酸。 (4)设计实验方案：验证另外两位同学的假设。 向试管中的黑色固体滴加足量的 溶液，待充分反应后，观察固体的溶解情况和所得溶液的颜色。 (5)现象和结论：若现象为 ，则 同学猜想正确；若现象为 ，则 同学假设成立。 （6）分析讨论：若实验证明乙同学的猜想是正确的，请写出相应的化学方程式 6．我国提出努力争取在2060年前实现“碳中和”，化学兴趣小组以助力“碳中和”为主题，设计开展了如下学习活动。 【活动一】探究碳影响 (1)验证二氧化碳含量升高是否会导致温室效应，小组同学按图1所示装置进行实验，两个塑料瓶分别盛满同条件下的空气，二氧化碳与空气的混合物(体积比为1 : 1)并在阳光下照射，一段时间后，观察到中间封存的的红墨水会慢慢向 移动。 【活动二】调查碳循环 (2)自然界中消耗二氧化碳的途径有 。 (3)调查发现，我国的碳排放80%以上来自能源使用。要减少大气中二氧化碳的量，下列措施不可行或无明显效果的是______ (选填字母序号)； A．严禁使用化石燃料 B．对CO2进行捕集、封存处理 C．推广使用新能源 D．推广使用乙醇汽油 【活动三】探究碳“捕捉” 根据二氧化碳的性质，可以用水和某些溶液“捕捉”二氧化碳。为比较“捕捉”效果，小组同学设计如图2所示实验，装置a端连接气压传感器，测得烧瓶内压强与时间的关系曲线如图3所示。甲、乙、丙注射器内的试剂分别是水、澄清石灰水、氢氧化钠溶液； (4)X的数值为 。 (5)分析图3可知“捕捉“二氧化碳效果最好的试剂是 。写出乙中涉及的化学方程式 。 7．某化学兴趣小组分组进行探究CO2的性质实验，他们分别发挥自己的智慧设计实验进行探究。 【分组实验】甲组：如图1，向一个收集满CO2气体的软质塑料瓶中倒入约1/3体积的水，立即拧紧瓶盖，振荡，观察到 ，从而得出二氧化碳溶于水的结论。随后又向反应后的瓶中滴加紫色石蕊溶液，观察到溶液变为红色，从而又得出 的结论。再将水换成浓NaOH溶液重复实验，发现瓶子变得更瘪，对比之后可得出结论： （用化学方程式表示）。 乙组：如图2甲所示，用注射器将水压入装满CO2气体并连接有压强传感器的集气瓶中，通过测定瓶内压强变化探究CO2的性质；再将水换成浓NaOH溶液重复实验。两次实验中的压强变化如图2乙所示。 作图2甲实验时，小明先堵住导管，向外拉注射器活塞，松开后活塞回到原位，其目的是： 。 【交流讨论】乙组同学通过实验得出压强随时间变化的曲线，请你对以下走势做出合理说明。 （1）AB段： ； （2）BC段： ； （3）乙组同学通过分析加水前后压强几乎不变，于是得出CO2难溶于水的结论。你同意吗？并说明理由： 。 （4）乙组同学用浓NaOH溶液进行实验时，也证明CO2能与NaOH溶液反应，但实验时压强没有下降到零，原因可能是 ； （5）甲、乙两组同学都证实了CO2能与NaOH溶液反应。请你再设计一个实验证明 。 8．某兴趣小组对面粉厂悬挂“禁止明火”的宣传感到不解。了解到面粉的主要成分是淀粉，属于易燃、易爆物，完全燃烧产物为CO2和H2O，为了进一步探究面粉的组成，该小组同学设计以下实验。 【提出问题】面粉主要由哪些元素组成？ 【作出猜想】小明猜想：面粉中一定含有C、H元素； 小红猜想：面粉中一定含有C、H、O三种元素。 （1）小明作出上述猜想的依据是 。小文认为小红的猜想错误，因为面粉中是否含有氧元素需要实验验证。 【设计实验】兴趣小组同学设计如图所示的实验验证上述猜想（浓硫酸有吸水性）。    （2）A装置中发生反应的化学方程式为 。 （3）打开分液漏斗，一段时间后点燃B处酒精灯。实验现象和结论如下： 实验现象 实验结论 ①面粉中含有碳元素 B装置硬质玻璃管内壁有水珠出现 ②面粉中含有氢元素 【反思交流】（4）有同学认为结论②不正确，原因是 。 【分析判断】（5）兴趣小组同学取面粉8.1g，使其完全燃烧后测得生成二氧化碳的质量为13.2g，生成水的质量为4.5g，由此可以判断出面粉中 （填“有”或“没有”）氧元素。 【拓展应用】（6）为避免事故发生，面粉在生产、运输过程中应采取的措施有 （填字母）。 a．密封门窗；隔绝空气b．严禁吸烟，绝火源 c．轻拿轻放，减少扬尘d．提高面粉的着火点 9．酸碱中和反应是初中阶段重要的一类反应，请你一起参与探究。 【实验探究Ⅰ】在50mL一定浓度的氢氧化钠溶液中滴加50mL一定浓度的盐酸，并用玻璃棒搅拌，观察到溶液的温度 ，由此现象小李同学得出两者能发生反应的结论。通过查阅相关资料后，小张同学发现此结论不够严谨，设计了下列3个对比实验： ①50mL一定浓度的盐酸与50mL蒸馏水混合，测量溶液温度的变化。 ②50mL一定浓度的氢氧化钠溶液与50mL蒸馏水混合，测量溶液温度的变化。 ③50mL一定浓度的盐酸与50mL一定浓度的氢氧化钠溶液混合，测量溶液温度的变化。 用数字化实验技术测得3个实验的溶液温度随时间变化的关系如图所示。    （1）由图可知，盐酸、氢氧化钠溶液稀释时均 （填“放热”或“吸热”），但它们稀释时温度的变化量远 两溶液混合时温度的变化量。 （2）从微观角度分析，此中和反应的温度变化主要是由于 （填离子符号）两种离子发生反应放出热量的缘故。 【实验探究Ⅱ】 （1）在50mL一定浓度的氢氧化钠溶液中滴加2~3滴酚酞试液，再逐滴加入一定浓度的盐酸，并用玻璃棒搅拌，溶液颜色由红色刚好变为无色时，可说明两者发生了反应。 （2）取一定量反应后的无色溶液加热蒸发，在蒸发的过程中，“意外”发现溶液由无色又变成红色。同学们对红色溶液中溶质的成分（酚酞除外）进行再探究。 查阅资料：酚酞在pH<8.2的溶液中呈无色，在8.2<pH<14的溶液中呈红色。 作出猜想：猜想一：NaCl；        猜想二：NaCl、NaOH；        猜想三：NaCl、NaOH和Na2CO3 同学们讨论后，一致认为猜想一是错误的，理由是 。实验验证：取样，滴加足量的 ，无气泡产生，猜想三错误。 原因分析：反应后无色溶液中仍存在少量NaOH，加热蒸发，当溶液的pH在 范围内，溶液的颜色变红。 总结反思：向某碱性溶液中滴加2~3滴无色酚酞试液，振荡后溶液的颜色 （填“一定”或“不一定”）变红。 10．以下是老师引导学生探究“质量守恒定律”的教学片段，请你参与探究． 【提出问题】化学反应前后各物质的质量总和是否相等？ 【猜想与假设】猜想1：不相等；猜想2：相等． 【实验探究】甲、乙两组同学用托盘天平分别称量反应前后物质的质量． 甲组 乙组 实验方案（反应后略）       实验现象 有气泡产生 天平指针向右偏转 铁钉表面有红色物质析出，天平指针没有偏转 结论 猜想1正确 猜想2正确 【反思评价】经过反复讨论最后得出：在探究化学反应前后各物质的质量总和是否相等时，凡有气体参加或生成的反应，都应在 中进行． 【优化装置】同学们对甲组左盘中的反应装置进行了如图所示的三种改进．经过反复交流，一致认为：A的改进会因 从而产生误差；B的改进会因反应产生气体使瓶内压强太大，使塞子蹦出而产生危险；C的改进最为科学，那么C的锥形瓶中盛放的NaOH溶液的作用是 ．    【得出结论】利用C装置进行再次探究，均得出猜想2正确的结论． 进一步分析发现，反应体系中器材和未参加反应的物质的质量在反应前后保持不变，最终得出结论： 的各物质的质量总和等于反应后生成的各物质的质量总和． 【微观解释】化学反应前后， 均不变，所以质量守恒． 【应用】某固体物质受热发生分解反应，生成氧化铜、水和二氧化碳三种物质，则该固体物质一定由 组成． 11．某兴趣小组同学对买验室制取氧气的催化剂进行如下探究： [提出问题]二氧化锰常作为氯酸钾分解制取氧气的催化剂，其他氧化物是否也能催化氯酸钾分解呢？ [查阅资料]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3种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表所示： 氧化铁 氧化铝 氧化铜 开始反应（°C） 420 515 305 剧烈反应（°C） 490 540 350 （1）用氯酸钾制取氧气，若替代二氧化锰作催化剂，最佳的金属氧化物应选择 。 【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二氧化锰混合均匀加热 III.将Xg氯酸钾与1. 0g氧化铜混合均匀加热 （2）实验II与实验Ⅲ比较不同催化剂效果的差异，实验III中X的值为 。 （3）实验 和Ⅲ比较可证明氧化铜能加快氯酸钾的分解速率。 （4）某同学画出表示有、无催化剂时，生成物质量与反应时间的关系图，其中表示有催化剂的是 （填“a”“b”）。 12．为了测定某赤铁矿粉末中氧化铁的质量分数，某兴趣小组设计了图装置进行实验。（假设杂质不反应，每步反应均能完全进行） 【阅读资料】 ①氢氧化钠溶液可以与二氧化碳反应生成碳酸钠和水； ②浓硫酸可以吸收水分可作干燥剂，与CO、CO2均不反应； ③铁粉为黑色粉末。 【实验步骤】 ①连接装置，并检查气密性，向A装置玻璃管中加入5g红色的赤铁矿粉末； ②将足量氢氧化钠溶液和浓硫酸分别加入B、C装置； ③称量实验前相应装置的质量； ④向A装置中持续缓缓通入纯净CO一会儿，再点燃酒精灯； ⑤充分反应后，熄灭酒精灯，继续通CO至玻璃管冷却后，停止通CO； ⑥称量实验后相应装置的质量和玻璃管中剩余固体质量。 请回答下列问题： (1)实验时A装置玻璃管中的现象是 。 (2)B装置的作用是 ，用气球收集气体的原因是 。 (3)实验步骤④中，先通入CO一会儿，再点燃酒精灯是为了 。 (4)可以通过不同的方法计算赤铁矿粉末中Fe2O3的质量分数： 方法一：通过测定反应生成的CO2质量。为测定反应生成的CO2质量，可以通过比较实验前后 装置（填标号）的质量变化获得。 方法二：通过比较实验前后玻璃管中固体质量变化。若实验后称得玻璃管中固体的质量为3.8g，则赤铁矿粉末中Fe2O3的质量分数是 。 13．某化学学习小组的同学验证铁能与氧气发生反应的实验过程如下图所示。请根据相关提示，完成下列问题： 【实验准备】制取一瓶氧气。 (1)制取氧气的原理： (用化学方程式表示)。 【实验方案】 (2)实验步骤：点燃系在螺旋状细铁丝底端的火柴， 反应原理： (3)实验现象： 。 实验结论：铁丝能在氧气中燃烧。 【问题与交流】 (4)集气瓶底部为什么要预留少量水 ？ (5)该实验成功的关键是什么 ？(写一点) 14．某中学化学兴趣小组的同学们知道二氧化锰能作双氧水分解的催化剂后，想再探究其他一些物质如氧化铁粉末是否也可作过氧化氢分解的催化剂．请你参与他们的探究过程． 【问题】氧化铁粉末能不能作过氧化氢分解的催化剂呢？ 【猜想】氧化铁粉末能作过氧化氢分解的催化剂． 【实验验证】 实验 实验步骤 实验现象 实验结论 一 木条不复燃 常温下过氧化氢溶液分解缓慢 二 装有过氧化氢溶液的试管中加入少量氧化铁粉末，然后将带火星的木条伸入试管中 木条复燃 【结论】氧化铁粉末能加快过氧化氢的分解速率，故氧化铁粉末能作过氧化氢分解的催化剂． 【讨论与反思】经过讨论，有的同学认为只有上述两个证据，不能证明氧化铁粉末能作过氧化氢分解的催化剂，还要补充一个探究实验： 【实验目的】探究 ． 【实验步骤】①准确称量氧化铁粉末（少量）的质量；②完成实验二；③待反应结束，将实验二中试管里的物质进行 、洗涤、干燥、称量；④对比反应前后氧化铁粉末的质量． 【讨论】如果氧化铁粉末 不变，则说明氧化铁粉末可以作过氧化氢分解的催化剂．但小华认为，要证明猜想，上述三个实验还不够，还需要再增加一个探究实验：探究 ． 15．镁条在空气中久置表面会变黑，对镁条变黑条件及黑色物质成分作如下探究。 【查阅】①氮化镁是黄色固体。②可与发生化合反应生成硫酸钠。③溶液能吸收气体 【猜测】镁条变黑可能原因：①空气中使镁条变黑；②空气中的使镁条变黑；③，猜想①、②均不合理，理由分别是 、 。 【实验】用图示装置镁条长度及试管容积均相同，分别进行下列实验。20天后，前3支试管中镁条始终无明显变化，仅试管D中线条表面全部变黑。 【结论】 试管C中，溶液的作用是 用化学方程式表示。 得出“镁条变黑一定与有关”结论，依据的实验是 试管编号与D对照。 【反思与评价】 在猜想与假设时，同学们认为镁条变黑与N2无关，其理由是 。 欲进一步证明镁条表面的黑色物质中含有碳酸盐，所需要的试剂是 。 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 $$