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．科学探究是学习化学的重要途径之，请你参与以下探究活动．某同学家有一敞口并久置的炉具清洁剂，标签如图所示（假设表面活性剂对探究过程无影响）． 探究一：初步了解清洁剂 (1)获取信息 图中获取的一条信息是 ． (2)通过实验获知该清洁剂显碱性，pH 7（填“”或“”）． 探究二：该久置炉具清洁剂是否变质 (3)第一组同学先取少量久置炉具清洁剂于烧杯中，直接倒入足量稀硫酸，观察到有气泡产生，获得的结论是全部变质，你是否赞同第一组同学的结论并说明理由： ． (4)第二组同学们取少量该久置炉具清洁剂于烧杯中，逐滴加等量相同的稀硫酸，通过观察到的现象，能获得该久置炉具清洁剂部分变质，那么第二组同学获得此结论的证据是 ． (5)第三组同学分析了前两组同学实验结论不同的原因后，决定重新设计实验，结论是该久置清洁剂部分变质，第三组同学实验的操作及观察到的现象是 ． 探究三：氢氧化钠的变质程度探究 【定量研究】 (6)第四组同学们用如图实验装置完成探究实验，（实验过程中不考虑氢氧化钠再与空气中的任何成分发生反应，装置气密性良好），实验结束后，通过计算，该炉具清洁剂中碳酸钠的质量是，试分析第四组同学实验的操作、现象以及记录的数据是 ． 【反思与总结】 (7)若没有装置E，则会导致碳酸钠质量分数的测定结果 （填“偏大”、“偏小”或“无影响”）． 【反思评价】 (8)通过以上实验获知，该炉具清洁剂保存方法是 ． 2．小明同学在商店买到一种“果冻蜡烛”。他想对“果冻蜡烛”进行探究。 【提出问题】：“果冻蜡烛”是由什么元素组成的？ 【查阅资料】：①“果冻蜡烛”主要成分是石蜡；②“果冻蜡烛”能与空气中的氧气发生反应，燃烧时无烟尘，燃烧过程和熄灭时无异味；③二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊。 【探究实验】： (1)(请完成下列实验报告) 步骤 现象 分析 点燃“果冻蜡烛”，并在火焰上方罩一个干燥而冷的小烧杯 烧杯内壁有无色小液滴生成 “果冻蜡烛”燃烧后的产物有 。 迅速倒转小烧杯，向其中加入适量 ，振荡 。 “果冻蜡烛”燃烧后的产物有二氧化碳。 【实验结论】： (2)石蜡燃烧的文字反应表达式为 ； 该同学分析：二氧化碳(CO2)是由碳元素和氧元素组成，水(H2O)是由氢元素和氧元素组成，因此“果冻蜡烛”含有碳、氢、氧三种元素。 【反思】： (3)你认为该同学得出的实验结论是否正确？ (填“正确”或“不正确”)。请说明原因 。 3．CO2通入NaOH溶液中没有明显现象，CO2与NaOH是否发生了化学反应呢？某化学兴趣小组的同 学们对此进行了探究。 【查阅资料】通常情况下，1体积水溶解1体积的CO2。 【实验探究】小红同学设计了如图所示的实验装置(锥形瓶内充满CO2)，并进行实验。 (1)打开瓶塞和活塞，使NaOH溶液快速滴入锥形瓶中，立即关闭活塞(漏斗中仍有溶液剩余)，观察到U形管左侧的红墨水液面 (填“升高”、“降低”或“不移动”)，小红根据现象判断CO2和NaOH发生了反应，理由是 ；请根据初中化学知识写出CO2与NaOH 溶液反应的化学方程式： (2)小明认为小红的实验方案不严密，理由是 ， 【问题讨论】用图所示装置进行实验： 兴趣小组的同学们为此又设计了检验生成物的方法来证明。向反应后溶液中加入足量的BaCl2溶液，若有 的现象，则说明两者确实反应生成了碳酸钠。为了进一步确认反应后 的溶液中是否有氢氧化钠剩余，可以向其中加入 ，若出现 现象则说明氢氧化钠仍有剩余。 (3)用气体压力传感器也可以研究二氧化碳与氢氧化钠的反应。 图Ⅰ表示的该实验的设计方案，图Ⅱ中曲线1和曲线2分别表示瓶1和瓶2内气压随时间的变化趋势。 ①从曲线 1 可以看出添加20mL水之后，瓶中压强没有发生任何变化，请解释原因 ；曲线1 (能/不能)说明水和二氧化碳发生化学反应。 ②对比曲线1和曲线2可知，二氧化碳和氢氧化钠一定发生了化学反应。 4．探究影响锌与稀硫酸反应快慢的因素。可选用的实验仪器与装置如图： 实验过程中，控制其他条件均相同，进行4组实验，获得数据如下表。 实验编号 不同纯度的锌 试剂/相同体积和不同浓度的稀硫酸 收集前10min内产生的氢气体积(mL) a 纯锌 30mL35% 626.5 b 纯锌 30mL30% 564.3 c 含杂质的锌 30mL30% 634.7 d 纯锌 30mL20% 449.3 (1)设计能控制H2制备、测量H2体积的装置，应选的仪器为 (填编号)。 (2)比较实验b和实验c，可以得到的结论是 。 (3)为了研究硫酸浓度对反应快慢的影响，需比较实验是 (填编号)。 (4)a和c比较，比较影响锌与硫酸反应的快慢各因素的间大小关系 。 5．兴趣小组同学在做镁与盐反应的实验时，不小心将镁条加到饱和的碳酸氢钠溶液中，意外发现溶液中有白色不溶物生成。同学们对白色不溶物的成分产生了浓厚兴趣，于是在老师的帮助下进行了如下的探究。 【提出问题】白色不溶物是什么物质？ 【猜想与假设】 (1)猜想① 是 Mg(OH)2；猜想② 是 MgCO3；猜想③ 是 。 【查阅资料】 ①MgCO3、Mg(OH)2加热易分解，分别生成两种氧化物。 ②白色无水硫酸铜遇水变蓝。 ③碱石灰是固体氢氧化钠和氧化钙的混合物。 【实验验证】取适量干燥的白色不溶物，充分加热，并使分解产生的气体依次通过如图1所示装置。 【实验现象】 (2)装置A中 ，装置B中 。 【实验结论】 (3)猜想③ 正确。请写出Mg(OH)2受热分解的化学方程式 。 【拓展探究】 (4)直接向白色不溶物中滴加足量 ，也能检验MgCO3的存在。 同学们为了进一步测定白色不溶物中各组分的质量关系，继续进行了下列探究。 称取干燥的白色不溶物36.8g，充分加热至不再产生气体，并使分解产生的气体全部被如图2所示装置C和D吸收。 【实验数据】实验后装置C增重3.6g，装置D增重13.2g。 【实验结论】 (5)若上述白色不溶物的组成用xMg(OH)2·yMgCO3表示，则x：y= 。 【反思评价】 (6)实验后，同学们经过讨论交流，发现实验方案可进一步优化，下列优化方案错误的是 （填序号）。 ① 只称量装置C、D增重的质量，不称量白色不溶物的质量 ② 去掉装置D，只称量白色不溶物和装置C增重的质量 ③ 去掉装置C，只称量白色不溶物和装置D增重的质量 6．氧化铜是一种黑色固体，可溶于稀硫酸，小明同学想知道是稀硫酸中的哪种粒子(H2O、H＋、)能使氧化铜溶解。请你和他一起通过下图中的实验来完成这次探究活动。 (1)你提出的假设是 ； (2)通过实验Ⅰ可以证明 ； (3)要证明另外两种粒子能否溶解氧化铜，还需要进行实验Ⅱ和实验Ⅲ，在实验Ⅲ中应该加入 ； (4)实验结果为 。 7．某化学兴趣小组在做“铁在氧气中燃烧”的实验时，进行了一系列探究活动，请你一同参与。 【探究一】铁丝燃烧是否需要纯氧。 【实验内容】取长短相同，直径均为0.38mm的铁丝，分别在体积分数为90%，70%，60%，55%的O2中实验。 【实验现象】 氧气含量 90% 70% 60% 55% 实验现象 燃烧剧烈，燃烧时间长，效果好 燃烧比90%弱，燃烧时间短，实验成功 燃烧比70%弱，燃烧时间更短，实验成功 难以燃烧，只是发红 (1)实验中所用的不同体积分数的氧气可用 收集（填“向上排空气法”或“排水法”）。 (2)若用如图装置收集一瓶（150mL）含氧气的体积分数约为60%的气体，方法是在150mL集气瓶里装满水，塞紧橡胶塞并关闭活塞b，打开活塞a通入氧气，把瓶里的水排入量筒，当量筒内的水达到设定的体积后立即关闭活塞a，然后打开活塞b通入空气，把瓶里的水全部排入量筒，则停止通入氧气时量筒内水的体积约为___________（提示空气中氧气的体积分数约为五分之一）。 A．25mL B．40mL C．60mL D．75mL 【结论】 (3)就0.38mm铁丝而言，燃烧所需氧气的最低体积分数为 。 【拓展】 (4)小明指出上述关于铁丝燃烧所需氧气最低浓度的结论不合理，理由是 。 【探究二】铁丝燃烧产生火星四射的原因 【查阅资料】 ①日常生活中的钢铁制品都含有少量碳杂质； ②含碳细铁丝燃烧时，其中的炭粒生成的CO2气体在熔融液态物质中形成气泡，熔融液态物质因气泡炸裂引起“火星四射”的现象。 【实验内容】取长短相同、直径均为0.20mm、含碳量不同的铁丝分别在足量的氧气中燃烧，观察现象。 (5)下表是他将几种铁丝放入氧气中燃烧时的实验现象的记录。请你分析完成下表： 物质 纯铁丝 含碳0.05%的铁丝 含碳0.2%的铁丝 含碳0.6%的铁丝 燃烧现象 无火星四射现象，熔断 剧烈燃烧极少火星 剧烈燃烧少量火星 (6)通过以上实验，说明铁丝燃烧产生火星四射现象和 （填元素符号）有关。 8．陈东同学在做“盐酸中和氢氧化钠”的实验时，实验前忘记向氢氧化钠溶液中滴加酚酞溶液，导致无法判断中和反应进行的程度，于是他对反应后溶液的酸碱性进行了探究。 [反应原理]盐酸和氢氧化钠溶液反应的化学方程式是 。 [探究目的]确定反应后溶液的酸碱性 [猜想与假设]反应后溶液可能呈碱性，也可能呈 。 [实验验证] 实验操作 实验现象 实验结论 取反应后溶液少许，滴加几滴酚酞溶液 溶液呈酸性或中性 [继续验证]可以设计多种方案进行验证 实验操作 实验现象 实验结论 方案1：取反应后溶液少许， 加入少量氧化铜粉末 若粉末部分或全部溶解， 溶液变为蓝色 溶液呈 ，反应 的化学方程式是 若粉末不溶解，溶液不变色 溶液呈 方案2：取反应后溶液少许， 加入少量 若有气体放出，溶液变为 浅绿色 溶液呈酸性 若无明显现象 溶液呈中性 9．纯碱是种重要的化 工原料,广泛用于玻璃造纸、纺织和洗涤剂的生产。某化学兴趣小组对纯碱的制备、性质及用途等开展项目式学习。 【任务一】了解纯碱的制备——“侯氏制碱法” (1)“侯氏制碱法”主要化学原理是利用饱和氯化钠溶液吸收两种气体,生成碳酸氢钠和氯化铵(NH4Cl)，再加热碳酸氢钠即可制得纯碱。饱和氯化钠溶液吸收的两种气体是CO2和______ (填字母序号)。 A．Cl2 B．NH3 C．SO2 【任务二】探究纯碱的性质——Na2CO3溶液呈碱性 【查阅资料】①溶液呈碱性，是因为溶液中存在较多的OH-；②Na2CO3在水中全部解离出Na+和；③CaCl2溶液呈中性。 【提出猜想】 (2)猜想：H2O 单独起作用，产生较多的OH-，使溶液呈碱性；猜想二：Na+与H2O作用，产生较多的OH-，使溶液呈碱性；猜想三： ，使溶液呈碱性。 【实验探究】 (3) 实验操作 实验现象 实验结论 向试管中加入一定量的蒸馏水，滴入2滴酚酞溶液 溶液无明显变化 猜想一不成立 向试管中加入一定量的NaCl溶液，滴入2滴酚酞溶液 溶液无明显变化 猜想二不成立 ①向试管中加入定量的Na2CO3溶液，滴入2滴酚酞溶液 ②往①所得溶液中逐滴加入CaCl2溶液至过量 ①溶液由无色变红色 ② 猜想三成立 【反思与交流】 (4)写出②中发生反应的化学方程式： 。 【任务三】探究纯碱的用途——用于生产洗涤剂 【查阅资料】Na2CO3可用于生产洗涤剂，用来清洗油污。Na2CO3溶液碱性越强，去油污效果越好。 【实验探究】兴趣小组继续对影响Na2CO3溶液去油污效果的影响因素进行探究。 用不同温度的水，配制溶质质量分数分别为2%、6%和10%的Na2CO3溶液，并测定溶液pH，记录数据如下表： 实验编号 ① ② ③ ④ ⑤ ⑥ ⑦ ⑧ ⑨ 溶质质量分数 2% 2% 2% 6% 6% 6% 10% 10% 10% 溶液温度(℃) 20 40 60 20 50 60 20 40 70 溶液pH 10.90 11.18 11.26 11.08 11.27 11.30 11.22 11.46 11.50 【解释与结论】 (5)实验①、②、③对比，可得出的结论是 。 (6)要探究Na2CO3溶液的溶质质量分数与去油污效果的关系，可选择的3个实验的编号是 。 (7)已知稀盐酸和石灰石反应后废液中的溶质是CaCl2和HCl，小组同学决定用Na2CO3除去它们。取100mL废液样品于烧杯中，逐滴滴加5.3%的Na2CO3溶液，用pH传感器测定滴加过程中溶液的pH。实验结果如图所示。    【结果讨论】 ①a→b阶段，观察到烧杯中的现象是 。 ②c点时，取少量烧杯中的清液于试管中，滴加CaCl2溶液，有白色沉淀生成，说明处理100 mL废液，所需5.3%的Na2CO3溶液的体积 120 mL(填“大于”、“等于”或“小于”)。 ③将烧杯中的沉淀过滤、洗涤、干燥称重，质量为4 g，若处理1 L该废液，理论上需要Na2CO3固体 g(实验所用Na2CO3溶液的密度近似看作1 g/cm3)。 10．石家庄42中化学学习小组的同学对一瓶敞口放置的氢氧化钙固体产生了兴趣，他们根据自己所学知识进行如下探究： 【提出问题】该瓶药品的化学成分是什么？ 【查阅资料】(1)氢氧化钙在空气中敞口放置易变质，请写出氢氧化钙变质的化学方程式 。 (2)氢氧化钙的溶解度曲线如图。 【猜想假设】猜想一：Ca(OH)2 猜想二：CaCO3 猜想三： 【实验验证】 实验操作 实验现象 实验结论 (1)取lg样品放入盛有50g水的烧杯中，充分搅拌后，静置 烧杯底部有较多固体未溶解 样品中含有CaCO3 (2)取实验(1)中上层清液少许于试管中，再向试管中滴加2～3滴无色酚酞试液 样品中含有Ca(OH)2 【得出结论】甲同学认为猜想三正确。 【反思交流】 (1)乙同学认为甲同学的结论不合理，他认为猜想一也可能正确，原因是 。 (2)丙同学认为要想验证猜想三正确，还需做如下实验：取实验(1)中未溶解固体于试管中，向试管中滴加适量稀盐酸，如有 ，则猜想三正确。 【拓展提升】 (1)要想验证反应后物质的成分，除需验证有生成物以外，还应考虑反应物是否 。 (2)有些药品在空气中敞口放置易变质，请再举一例 。 11．某实验小组将洁净的铁钉投入到氯化铜溶液中，发现铁钉表面生成红色固体物质的同时有较多气泡产生，生成的气体是什么呢？ 【提出猜想】从组成元素角度分析，产生的气体可能是HCl、Cl2、O2、H2。 【查阅资料】25℃时：HCl气体极易溶于水，1体积水中溶解500体积；Cl2能溶于水，1体积水中约溶解2体积；Cl2也能与NaOH溶液发生化学反应。 【讨论分析】依据猜想和资料，实验小组的同学进行了如下讨论： (1)①甲同学根据资料推理得出产生的气体不可能是 。 ②乙同学认为是O2，则检验O2的方法是 。 ③丙同学认为是Cl2，则只需将产生的气体通入盛有NaOH溶液的洗气瓶中，称量通氯气前后洗气瓶的质量进行检验。 【设计方案】实验小组的同学合作设计了如下的实验方案，排除和验证猜想的气体。 (2)如果产生的气体是O2和H2，你认为装置C中存在的安全隐患是 。 (3)丁同学认为：为确保安全，实验前应先 ，方可采用上面的装置进行实验。 【验证实验】经丁同学确认安全后，小组同学首先对装置A进行称量，再将收集到的干燥的气体从a处通入，过一会儿点燃C处的酒精灯，过一段时间后，发现玻璃管中有红色固体生成；停止通气，再称量装置A，发现质量无增减。 【实验结论】 (4)铁钉与氯化铜溶液反应时，产生的气体是 ，该氯化铜溶液显 性。 有文献报道：氢气还原氧化铜时，得到的固体产物有可能是铜和氧化亚铜（Cu2O）组成的混合物。氧化亚铜为红色固体，在空气中溶于氨水得到蓝色溶液。某兴趣小组对此开展如下探究。 (5)取反应后的红色固体于烧杯中，加入氨水并搅拌，观察到 ，证明固体产物有Cu2O。为了探究反应生成Cu2O的变化情况，称取若干份质量均为0.6000g的CuO，在相同条件下分别用氢气还原不同时间（t），检测所得固体中Cu2O的质量（m），结果如图。 (6)由图可知，在氢气还原氧化铜反应过程中，Cu2O质量的变化趋势是 。 (7)为确保氢气还原氧化铜所得固体产物不含Cu2O，应采取的措施是 。 12．兴趣小组围绕催化剂展开学习活动。 【活动1】验证二氧化锰对过氧化氢分解的催化作用：用天平称量0.2g，取5mL5%的过氧化氢溶液于试管中，进行如图实验。    (1)写出过氧化氢分解制取氧气的文字表达式 ：该反应属于 (填“化合反应”或者“分解反应”)。 (2)步骤③现象为 。 (3)步骤⑥中固体质量为 。 【活动2】比较不同催化剂对氯酸钾分解的催化效果：在相同的加热条件下，用如图装置完成表中实验，所收集的数据如下表：    (4)表中a的数值为 。 (5)表中3种催化剂的催化效果最佳的是 ，氯化钾 (填“能”或者“不能”)做氯酸钾分解的催化剂。 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 a 二氧化锰 0.5 49 实验3 5 氧化铁 0.5 58 实验4 5 氯化钾 0.5 154 (6)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50mL氧气所需时间外，还可以测量相同时间内 。 13．李红同学通过调查得知，自己家庭厨房所用燃料是天然气。她对天然气主要成分甲烷燃烧后生成的气体成分产生了兴趣，进行了如下探究。 【提出问题】甲烷燃烧生成的气体成分都有哪些？ 【查阅资料】 I.无水硫酸铜是白色固体，它遇到水变成蓝色。 Ⅱ.NaOH溶液能吸收CO2气体。 【猜想与假设】 (1)猜想1：CO2和H2O 猜想2：CO和H2O 猜想3： 。 【实验探究】李红同学设计下图所示装置进行探究（夹持装置未画出）： 【现象与结论】 (2)观察到A装置中 的现象，说明甲烷燃烧产生的气体中含有水蒸气。 (3)观察到B装置中的澄清石灰水变浑浊，证明甲烷燃烧有CO2气体生成，请写出B装置中反应的化学方程式： 。 (4)观察到E中澄清石灰水变浑浊和D中 现象，说明甲烷燃烧生成的气体中含有CO。 【交流与评价】 (5)A装置与B装置位置对换 （选填“会”或“不会”）对实验造成影响，C装置的作用是 。 (6)李红认为实验装置的设计还有一处明显不足（实验前已排尽装置内的空气），请提出改进措施： （任写一条）。 (7)通过上述实验得知甲烷燃烧不充分的后果是 。 14．化学学科实践活动课上，老师拿来一包粉末。它是由长期放置在空气中的铁粉和久置的碱石灰干燥剂混合而成，让同学们设计实验进行探究。 【提出问题】固体样品的成分是什么？ 【查阅资料】①碱石灰干燥剂是CaO和NaOH的混合物。 ②BaCl2溶液显中性。 【猜想与假设】固体样品中可能含有 Fe、Fe2O3、CaO、NaOH、Ca(OH)2、Na2CO3和 等七种物质。 【进行实验】 甲组同学对滤渣B的成分进行探究，记录如下 实验操作 实验现象 实验结论及化学方程式 取少量滤渣B于试管中，加入足量稀盐酸，将生成的气体通入澄清石灰水中 ① ② 结论：滤渣B中有Fe2O3、CaCO3。盐酸和Fe2O3反应的化学方程式为 乙组同学对滤渣C的成分进行探究，记录如下： 实验操作 实验现象 实验结论 取少量滤液C于试管中，加入过量BaCl2溶液，静置，向上层清液中滴加无色酚酞试液，振荡 ①有白色沉淀生成 ②酚酞试液由无色变成红色 滤液C中有 （1）乙组同学实验中加入过量BaCl2溶液的目的是 ，写出滤液C中的反应方程式 。 （2）通过以上实验探究，该固体样品中能确定一定含有的成分是 。 15．义务教育教科书九年级化学上册课本第二单元课后作业中有“寻找新的催化剂” 的探究内容，某北城实验初中化学探究小组据此设计了如下探究方案。 【提出问题】红砖粉末能否作为过氧化氢溶液分解的催化剂？如果能，效果如何？ 【实验探究】 实验步骤 实验现象 实验结论及解释 Ⅰ、 A中无明显现象。 B中产生大量能使带火星木条复燃的气体。 ①产生的气体是 ②红砖粉末能改变过氧化氢分解速率 Ⅱ、向B试管中重新加入5％的过氧化氢溶液，反应停止后过滤、洗涤、干燥、称量滤渣 ①又产生大量能使带火星木条复燃的气体 ②滤渣质量等于ag 红砖粉末的 在反应前后均没有发生变化，能作过氧化氢分解的催化剂 Ⅲ、 两试管中均产生气泡 且 。 红砖粉末的催化效果没有二氧化锰粉末好 【拓展应用】 催化剂在化学反应中所起的作用叫做催化作用。CuSO4溶液等对过氧化氢的分解也具有催化作用。试写出此反应的文字表达式 。 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 $$