2024年中考化学分类练习：科学探究题

2024年中考化学分类练习：科学探究题 1．在学习“镁及其性质”时，化学兴趣小组同学查阅资料发现：镁在空气中燃烧时，不仅能与氧气反应，还能与二氧化碳、氮气反应。同学们在老师指导下展开了相关探究。 【资料】① ②氮化镁()是一种淡黄色粉末，能与水反应 【实验1】镁在空气中燃烧 (1)镁在空气中燃烧，发出耀眼的甶光，生成白色粉末状固体。人们将镁粉广泛用于节日焰火．主要是该反应把化学能转化为 能。 【质疑】镁燃烧后得到白色粉末状固体，为什么几乎看不到淡黄色固体？ 【实验2】镁在二氧化碳中燃烧(如图1)    (2)实验可知：燃烧不一定需要氧气，盛放金属镁的仓库着火， (填“能”或“不能”)使用二氧化碳灭火器灭火。 【实验3】镁在氮气中燃烧 兴趣小组同学设计如图2实验，研究镁在氮气中的燃烧(假设各步反应完全，仅考虑空气中的、、和水蒸气，不考虑其他成分)。    (3)A中的现象是 ，B的作用是 。 (4)C中固体变成暗红色，有大量白烟，冷却后有淡黄色粉末；D中液体变成红色且有白色沉淀，湿润的红色石蕊试纸变蓝，冷却后D中红色褪去。写出D中反应的化学方程式 。 (5)根据以上信息，24g镁在足量空气中充分燃烧，得到固体质量可能为______(填字母序号)。 A．33.3g B．35g C．39g D．40g 2．已知某品牌膨松剂的成分是碳酸氢钠、碳酸氢铵中的一种或两种，某化学兴趣小组为确定该品牌膨松剂的成分，进行如下探究: 查阅资料: ①氨气水溶液呈碱性 ②浓硫酸和碱石灰都可做气体吸收剂:浓硫酸能吸收氨气，不能吸收二氧化碳;碱石灰是氧化钙与氢氧化钠固体的混合物，不与氨气反应。 ③碳酸氢钠受热分解生成碳酸钠、水和二氧化碳;碳酸氢铵受热分解生成氨气、水和二氧化碳 [设计实验]兴趣小组利用如下装置进行探究（装置气密性良好，各装置中气体吸收剂足量）; 依次连接A、C、D装置，点燃A处的酒精灯，将试管中的该膨松剂样品充分加热至完全反应后，通过观察到 、 现象可以证明该膨松剂中含有NaHCO3和NH4HCO3两种物质。其中装置C的作用是 。 [拓展探究]为进一步确定该品牌膨松剂中NaHCO3 和NH4HCO3的质量比，同学们取两份等质量的该品牌膨松剂样品，利用图提供的实验装置，设计并进行了如下两组实验: 序号 实验操作 测得数据 实验1 将其中的一份膨松剂样品加入A装置试管中，将A装置依次连接B、C装置，充分加热至膨松剂完全反应 装置C增重1. 98g 实验2 将另一份膨松剂样品加入A装置试管中，将A装置依次连接C、B装置，充分加热至膨松剂完全反应 装置B增重0.34g 基于以上实验数据分析，该品牌膨松剂中NaHCO3和NH4HCO3的质量比是 。 [实验反思]小明认为以上拓展探究实验存在一定误差，导致误差的原因 ， 。（答两条）。 3．兴趣小组的同学为探究在空气中久置的某氢氧化钠样品是否变质，设计了如下图所示的A、B、C、D四组探究实验。 【查阅资料】氯化钙、氯化钡溶液都呈中性。 【实验探究】取适量该氢氧化钠样品，加足量的水溶解，将得到的溶液分别加入四支试管中，再向四支试管中分别加入稀盐酸（足量）、酚酞溶液、氢氧化钙溶液、氯化钙溶液，如图所示。 【分析与结论】    （1）上述四组实验中不能达到实验目的的是 （填试管上的字母）。 （2）实验A中，观察到 的现象，说明该氢氧化钠样品已经变质，其反应的化学方程式是 。 （3）实验D中，证明该氢氧化钠样品已经变质的化学方程式是 。 【继续探究】实验结束后，同学们将四支试管中反应后的混合物全部倒入一个洁净的大烧杯中（如上图），充分搅拌、静置，观察到烧杯内上层清液呈红色，下层有白色沉淀。 【提出问题】上层清液呈红色，说明溶液呈碱性。上层清液中呈碱性的物质是什么？ 【猜想与假设】上层清液中呈碱性的物质可能是 、 和氢氧化钙三种物质中的一种或两种。 【设计实验】取少量烧杯中的上层清液于试管中，加入过量的氯化钡溶液，观察现象。 【现象与结论】 预测现象 实验结论 ①若有白色沉淀生成，溶液呈红色 上层清液中呈碱性的物质是 ②若无沉淀生成，溶液呈红色 上层清液中呈碱性的物质是氢氧化钙 【实验反思】同学们认为上述预测现象②所得结论不严密，原因是 。 4．复学后，同学们在实验室整理药品时发现NaOH溶液试剂瓶口有一些白色固体，于是产生好奇心：这白色固体是什么？为此进行了如下探究。 【查阅资料】Fe（OH）3呈红褐色，难溶于水；BaCl2溶液呈中性。 【提出猜想】猜想一：是NaOH 猜想二：是Na2CO3 猜想三 。 【实验探究】小组同学进行了下列实验探究。 实验操作 实验现象 实验结论 ①取少量白色固体于试管中，加水溶解，再加入足量BaCl2溶液 猜想二正确 ②过滤，在滤液中加入FeCl3溶液 无红褐色沉淀生成 【问题分析】实验操作①中加入足量BaCl2溶液的作用是 ，实验操作②还有其他实验方案吗？如有，请写出一种实验方案（必须指明试剂和现象） 。 为了提高实验结论的准确性，小组同学又设计了如图所示的实验对该白色固体的性质进行进一步探究： 【实验现象】A中有大量气泡产生，若没有B装置，C中实验现象是 。 【实验结论】白色固体是Na2CO3. 【分析与反思】小组同学在与老师进行交流后得知，自己所设计的实验存在一定的缺陷，他们对自己实验中存在的问题进行了反思：装置B中也能产生CO2。写出装置B中产生CO2的化学反应方程式 。改进措施：将浓盐酸换为稀盐酸。 5．化学校本课程上，同学们对认识“酸与碱”课题进行项目式探究学习。 【项目一】探究酸的化学性质，如图1： (1)试管A中发生反应的化学方程式为 。 (2)试管C中观察到溶液由红色变为无色，由此现象分析，此时溶液中除了酚酞，还含有的溶质成分的可能组合有 。 【项目二】探究碱与CO2的反应，如图2： 向充满二氧化碳的三个软质塑料瓶中分别注入等体积的饱和氢氧化钠溶液、饱和石灰水、水，立即拧紧瓶塞，振荡，观察现象。 (3)充分振荡后可观察到A、B、C三个塑料瓶变瘪的程度的大小关系是 。 (4)振荡B瓶的过程中观察到澄清石灰水变浑浊，用化学方程式表示原因 。 小华同学在进行图2B实验时：向充满CO2气体的塑料瓶中加入澄清的石灰水，拧紧瓶盖、振荡。让她吃惊的是瓶子虽然变瘪了，但是并没有看到白色沉淀。 【发现问题】沉淀哪去了？ 【查阅资料】适量的二氧化碳和氢氧化钙能发生反应生成难溶于水的碳酸钙，如果二氧化碳过量，则碳酸钙会继续和二氧化碳反应生成可溶性的碳酸氢钙：CO2+CaCO3+H2O=Ca(HCO3)2。 【提出猜想】 (5)实验中可能 ，所以没有看到沉淀。 实验 操作 实验现象 1 取少量的氢氧化钙溶液于试管中，向其中持续通入CO2气体 开始产生白色沉淀，过一会儿，白色沉淀消失 2 ①取一个软塑料瓶，集满二氧化碳气体，向其中注入少量的氢氧化钙溶液，拧紧瓶盖，振荡 ②向实验后的软塑料瓶中继续滴加氢氧化钙溶液 【实验结论】猜想成立。 6．学习酸的性质是一项重要的内容，某化学兴趣小组以“探究硫酸的性质”为主题开展项目式学习。请回答下列问题。 【任务一】浓硫酸稀释过程中的能量变化。 图1实验中，观察到用石蜡固定在铜片下的乒乓球脱落，此现象说明浓硫酸溶于水 （填“放热”或“吸热”）。 【任务二】硫酸的浓度对硫酸化学性质的影响。 图2实验中，观察到很快变黑的是 （填“滤纸A”或“滤纸B”），由此可知硫酸的浓度不同，硫酸的腐蚀性不同。 【任务三】稀硫酸的化学性质。 小组同学按图3进行实验，分别将稀硫酸滴加到各个试管中。 （1）试管1中发生反应的化学方程式为 。 （2）试管2中可观察到的现象是 。 （3）该小组同学利用数字化传感器测得试管3中不断滴加稀硫酸时溶液pH的变化图像如图4所示，硫酸和氢氧化钠恰好完全反应的微观示意图如图5所示。 ①图4中a点所示溶液中含有的溶质是 （填化学式）。 ②该反应的微观实质是 。 （4）小组同学对试管4中反应后的溶质成分产生了兴趣，他们继续进行实验。 【提出问题】试管4中反应后的溶液中溶质成分是什么？ 【作出猜想】猜想一：可能是K2SO4； 猜想二：可能是 （填化学式）； 猜想三：可能是K2SO4、H2SO4。 【实验与结论】某同学用洁净干燥的玻璃棒蘸取试管4中反应后的溶液滴到湿润的pH试纸上，测得pH=4，他认为猜想三正确。 【反思与评价】对该同学的操作方法、测量结果及结论进行评价，正确的是 （填字母）。 A．方法不正确，结果偏小，结论正确          B．方法正确，结果偏大，结论不正确 C．方法不正确，结果偏大，结论正确          D．方法正确，结果偏小，结论不正确 【任务四】废液回收处理。 实验结束后在老师指导下，同学们将四支试管中的液体倒入废液缸，并对废液缸中的固体物质进行了回收。在检验废液时发现硫酸过量，为防止其污染环境，从实验成本的角度考虑，应向该废液中加入适量的 （填物质名称），处理后再排放。 7．某化学课外活动小组的同学在学习《化学》下册77页的资料卡片“石笋和钟乳石的形成”时，发现当难溶于水的CaCO3遇到溶有CO2的水时，会反应生成溶解性较大的。联想到实验室检验CO2时，是将气体通入澄清石灰水中，若长时间往澄清石灰水中通入CO会产生么样的现象呢？小组头定用外烧杯盛装定量的氢氧化钠溶液并不断通入二氧化碳气体进行探究。 【提出问题】氢氧化钠溶液中通入二氧化碳一段时间后，溶液中会有什么溶质？ 【查阅资料】 （1）通入少量的二氧化碳时，NaOH与CO2反应的化学方程式： 。 （2）通入过量的二氧化碳时，反应的化学方程为。 （3）碳酸氢盐都能溶于水即能跟酸又能跟强碱反应，BaCO3难溶于水且是白色固体。 （4）Na2CO3、NaHCO3的溶液呈减性、BaCl2溶液呈中性。 【提出猜想】 （1）溶质有NaOH、Na2CO3。 （2）溶质为Na2CO3。 （3）溶质是 （填化学式）。 （4）溶质全部是NaHCO3。 【设计实验方案】 实验步骤 实验现象 实验结论 I、用试管取少量小烧杯中反应后的溶液，滴加几滴 （填酸碱指示剂）试液 溶液变红色 该溶液显碱性 Ⅱ、向小烧杯中反应后剩下的溶液滴加过量的BaCl2溶液 有白色沉淀生成 猜想 不成立 Ⅲ、分离步骤Ⅱ中的沉淀，向得到的溶液中滴入稀盐酸 有气泡冒出 猜想（1）和（2）不成立 【得出结论】猜想（3）成立。 【讨论交流】 （1）有同学提出实验步骤I是多余的。你认为该实验设计是否需要 ？并说明理由： 。 （2）实验步骤Ⅲ分离操作（名称）是 。 【反思应用】验证二氧化碳性质时，如果长时间向澄清石灰水中通入二氧化碳会看到什么样的现象呢？请你描述一下： 。 8．小明同学在超市里看到“食用碱面”（如图所示），他想知道该“食用碱面”的成分，请教老师后得知它的主要成分是一种钠盐。    【作出猜想】 小明及其他同学猜想其主要成分可能是： ①  ②NaCl  ③  ④ 【查阅资料】 ①氯化钡溶液与碳酸氢钠溶液不反应。 ②碳酸氢钠溶液呈碱性。 小明与同学们进行如下实验来确认该“食用碱面”的主要成分。 【进行实验】 (1)取适量该“食用碱面”于试管中，加入蒸馏水使之完全溶解，把所得溶液分成两等份。 实验操作 实验现象 实验结论 实验①：在第一份溶液中加入氯化钡溶液 猜想①正确 实验②：在第二份溶液中加入 有气泡产生 猜想 正确 【交流讨论】 (2)同学们经过讨论，发现仅仅通过实验①不能得出该“食用碱面”的主要成分是，也可能是，原因是 （用化学方程式表示）。 (3)同学们通过对实验①②的分析得出该“食用碱面”的主要成分是，理由是 。 (4)有同学认为把酚酞溶液滴入该“食用碱面”的溶液中，溶液变红，就可得出该“食用碱面”的主要成分是。这种说法对吗？并请说明原因： 。 9．化学教材“寻找新的催化剂”研究性实验，引起了化学探究小组的兴趣。 【提出问题】（1）氧化铁能否作过氧化氢溶液分解的催化剂？ （2）氧化铁与二氧化锰催化效果哪个好？ 【实验探究】 实验步骤 实验现象 ①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ag氧化铁粉末，并分别在AB两支试管中插入带火星的木条，观察现象。 A试管中产生大量气泡，带火星木条复燃，B试管中的现象 ②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内，如此反复多次实验，观察现象。 试管中均产生大量气泡，带火星木条均复燃 ③将实验②中的剩余物小心过滤，并将所得滤渣进行洗涤、干燥、称量，所得固体质量仍为ag。 ④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ag氧化铁粉末，向D试管中加入ag二氧化锰粉末，观察现象。 (1)A中产生的气体是 ；B试管中的现象 。 (2)实验②和③证明氧化铁的 和 在反应前后均没有发生变化，可以作过氧化氢分解的催化剂；氧化铁的加入 （填“能”“不能”）增加氧气的最终质量。 (3)写出氧化铁催化过氧化氢分解的文字表达式 。 (4)实验设计④的目的是 ，若实验④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 。要比较过氧化氢分解反应中不同催化剂的催化效果，除了测量收集50mLO2所需时间外，还可以测量相同时间内 。 10．催化剂在生产、生活和科研中的地位越来越重要。 探究一：验证 MnO2能催化过氧化氢的分解。 某同学用电子天平称取 1.0gMnO2于试管中，加入适量过氧化氢溶液，写出发生反应的符号表达式 。下列混合过氧化氢溶液和二氧化锰的方法中，方法 （选填“一”或“二”）可以得到平稳的氧气流。 方法一：把二氧化锰加入装有过氧化氢溶液的试管中 方法二：把过氧化氢溶液缓缓加入盛有少量二氧化锰的试管中 探究二：温度对过氧化氢反应速率的影响。 加热过氧化氢溶液也能迅速产生氧气。经实验测定，受热液体的温度与得到氧气的体积分数之间存在一定关系（如图所示）。若能使带火星木条复燃所需氧气的体积分数最低为 49%（只考虑氧气的体积分数对实验结果的影响），现欲使带火星的木条复燃， 应将加热过氧化氢溶液的最高温度控制在 ℃以下。 探究三：红砖粉是否也能作过氧化氢分解的催化剂？效果怎样？ 小雨以收集等体积的氧气为标准，设计了下列三组实验（其它可能影响实验的因素均忽略）。 编号 过氧化氢 其他物质 待测数据 实验 1 20mL 5% 过氧化氢溶液 无 实验 2 20mL 5% 过氧化氢溶液 1g 红砖粉 实验 3 20mL 5% 过氧化氢溶液 1g 二氧化锰 （1）上表中的“待测数据”是 。 （2）如图可用于此实验收集 O2的装置是 （填字母）。一开始导管排出的气体是否收集？ 说明理由 。 （3）通过实验 2 与实验 3 的待测数据对比， 可说明 对过氧化氢分解速率的影响。 （4）如需证明红砖粉可作过氧化氢分解的催化剂，还需通过实验证明 。 11．结合如图实验装置回答问题。 (1)①图中仪器a的名称是 。 ②实验室欲用高锰酸钾制取一瓶较纯净的氧气，应选择的发生和收集装置为 （填字母）。 ③用C装置制取CO2时，其优点是 。 ④利用E装置可以完成的实验有 。 A．瓶内装有澄清石灰水，气体从c端通入，检验氧气中是否混有二氧化碳 B．气体从d端通入，收集氢气 C． 在d端接量筒，瓶内装满水，氧气从c端通入，测量气体的体积 D．瓶内装有氢氧化钠溶液，气体从c端通入，吸收一氧化碳中混有的二氧化碳 ⑤硫化氢（H2S）气体有毒，密度比空气大，溶于水形成酸，能在空气中燃烧生成SO2和水。实验室用块状硫化亚铁（FeS）和稀硫酸发生复分解反应制取H2S，该反应的化学方程式是 ，该实验需要对剩余的硫化氢气体进行尾气处理，下列方法正确的是 。 a．用稀硫酸吸收        b．用氢氧化钠溶液吸收        c．点燃 (2)某化学兴趣小组在老师的指导下对家里久置的炉具清洁剂（图1）进行如下的探究（假设表面活性剂对探究过程无影响）。 【提出问题1】炉具清洁剂显酸性还是显碱性？ 【实验探究1】小红同学用pH试纸测得炉具清洁剂的pH （填“>”、“<”或“=”）7，说明炉具清洁剂是碱性。 【提出问题2】标签上的无机碱是指碳酸钠还是氢氧化钠？ 【实验探究2】小明同学进行了如图2所示的实验。 【获得结论】实验中产生的气体是CO2，据此实验，小明同学得出炉具清洁剂中的无机碱是碳酸钠。 【反思评价】小组同学过论后，认为小明的结论是错误的，原因是可能是氢氧化钠变质了，请写出氢氧化钠变质的化学方程式： 。 【补充实验】小明同学另取少量新开封的炉具清洁剂于试管中、向其中加入足量稀盐酸，观察到无明现象，证明该无机碱是氢氧化钠。 【深入探究】小芳同学向烧杯乙溶液中滴加无色酚酞溶液后无明显现象。 【提出问题3】烧杯乙中的溶质除酸酞外还有什么？ 【作出猜想】猜想I：含有NaC1        猜想Ⅱ：含有 。（填化学式） 【实验探究3】小芳同学取少许烧杯乙中的溶液于试管中，向其中加入某种金属单质，观察到产生气泡，溶液变为浅绿色，得出猜想Ⅱ成立。该反应的化学方程式为 。 【反思评价2】向烧杯乙中加入下列物质，也可以得出猜想Ⅱ成立的是 （填序号）。 A．紫色石蕊溶液    B．氧化铜粉末 C． 氢氧化钠溶液    D．硝酸银溶液 12．做完“铁在氧气里燃烧”实验后，小冬同学有两个疑惑不解的问题，于是她进行了以下探究活动，请你一同参与。 [问题1]铁燃烧时溅落下来的黑色物质中还有没有铁呢？ [查阅资料1] (1)自然界中铁易被 氧化为Fe3O4和Fe2O3两种(FeO极易被氧化为Fe2O3)； (2)Fe3O4和Fe2O3均能溶于酸的溶液，如盐酸、硫酸等。 (3)铁与酸的溶液反应(如盐酸、硫酸等)，有气泡产生。 [实验探究] 将冷却后的黑色物质碾碎，装入试管，加入 溶液，观察到的现象是 ，说明铁燃烧时溅落下来的黑色物质中还含有铁。 [问题2]铁燃烧的产物为什么不是Fe2O3呢？ [查阅资料2] (1)Fe3O4和Fe2O3的分解温度、铁的熔点见右表： (2)Fe2O3高温时分解成Fe3O4。 (3)Fe2O3 的颜色为红棕色。 [理论探讨] Fe3O4 Fe2O3 铁 分解温度/℃ 1538 1400 — 熔点/℃ — — 1535 根据实验现象，并结合表中数据，可推知铁在氧气里燃烧时产生的高温应在 之间，在此温度范围内Fe2O3已分解，所以铁在氧气里燃烧的产物是 。 [拓展延伸] (1)实验中为了防止集气瓶炸裂，必须 ； (2)有些超市的食品密封包装盒的透明盖内放有黑色的FeO粉末，若粉末的颜色 ，就说明包装盒破损进气，这样售货员就能及时发现并处理。 13．有一瓶标签残缺的无色溶液（如图甲），化学兴趣小组的同学经过询问老师，只知道原溶液是NaCl、NaOH、Na2CO3、NaHCO3中的一种，为确认标签上标注的溶质，他们设计并进行了如下探究活动。 【查阅资料】常温下，相关物质的溶解度如下： 物质 NaCl NaOH Na2CO3 NaHCO3 溶解度/g 36 109 21.5 9.6 所有实验在常温下进行，请回答下列问题， 【进行实验】如上图乙所示： （1）在操作①后可确定溶质不是NaCl，则溶液颜色 （填“不变”或“变红”）。 （2）在进行操作②时有无色无味的气体产生，由此又可排除的物质是 。 （3）有同学根据标签上的浓度和溶解度参数分析认为：该标签中标注的溶质不可能是上述四种物质中的NaHCO3，判断的依据是 。 【得出结论】原溶液是Na2CO3溶液， 【评价反想】小明同学认为以上分析不严密，可能原溶液是NaOH溶液，且其中的溶质已部分变质。请你设计实验方案，证明小明的猜想正确 （请简要写出实验步骤、现象、结论）。 14．定性检测和定量测定是化学学习中经常用到的方法，请完成以下探究。 【定性检测】 为检测久置于空气中的氢氧化钠是否变质，某兴趣小组设计并进行了如下实验： （1）能达到实验目的的是试管 （填试管序号）中的实验。 （2）若要判断该氢氧化钠是部分变质还是全部变质，可以从上述实验后的三支试管中选择某一试管中的液体继续实验，请完成下表。 试管的编号 实验现象 实验结论 选择试管 （填试管序号），加入酚酞溶液 该氢氧化钠部分变质 【定量测定】 为了测定ag该氢氧化钠样品中碳酸钠的质量分数，设计了如下的实验方案： 【提示】碱石灰可以吸收水和二氧化碳 【实验步骤和数据】①组装装置，检查气密性；②加入药品，称量C处装置质量为bg，再向A处装置中滴入足量稀硫酸：③完全反应后通入N2；④称量C处装置质量为cg。 【实验分析】 （3）利用实验数据可得该部分变质氢氧化钠样品中碳酸钠的质量分数为 （用含字母的式子表示）。 （4）完全反应后通入N2的目的是 ，若没有装置D，则测出的碳酸钠的质量分数将 （填“偏大”、“偏小”或“不变”） 15．某同学在学习木炭和氧化铜反应的知识后，产生了疑问：木炭与氧化铜反应生成的气体有哪些？同学们带着疑问进行了下列探究： ［提出猜想］猜想一：只有CO2：猜想二：只有CO；猜想三：有CO和CO2。 ［查阅资料］没有磷钼酸溶液的氯化钯试纸遇二氧化碳无变化，但遇到微量一氧化碳会立即变成蓝色。 ［实验步骤］连接好实验装置，并进行实验，装置如下图所示(夹持仪器已省)： 步骤一：实验前先通一段时间N2； 步骤二：点燃酒精喷灯加热。玻璃管中的现象是 。 ［实验结论］ (1)若观察到氯化钯试纸不变色，澄清石灰水变浑浊，则猜想一成立，请写出澄清石灰水变浑浊的化学方程式： 。 (2)若观察到氯化钯试纸变蓝，澄清石灰水不变浑浊，则猜想 成立。 (3)若观察到氯化钯试纸变蓝，澄清石灰水 ，则猜想三成立。 (4)该实验开始前通一会儿N2的目的是： 。 (5)有同学认为该装置需要添加尾气处理装置，你认为是否需要？ 请说明理由。 。 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 $$