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．如图所示为实验室中常见气体制备、净化、干燥、收集和进行实验探究的部分仪器（组装实验装置时，可重复选择仪器），某化学小组的同学欲利用其进行下列各实验。    （1）以过氧化氢溶液为原料（二氧化锰作催化剂），在实验室中制取并收集干燥的氧气，按照要求设计实验装置，连接仪器，并检查装置的气密性。 ①所选装置的连接顺序为 （从左到右填写装置序号字母）； ②制取氧气所发生反应的化学方程式为 ； ③下列关于氧气制取和性质的叙述中，不正确的是 （填“A”“B”“C”或“D”之一）。 A 实验室制氧气时，应先加入药品，再检查装置的气密性 B 在此反应前后，二氧化锰的质量和化学性质都不发生改变 C 铁丝在纯氧中剧烈燃烧时，火星四射，生成黑色固体 D 氧气是一种化学性质比较活泼的气体 （2）用干燥纯净的氧气对纤维素的组成进行分析探究实验（资料显示纤维素只含C、H、O三种元素）．所选装置按“气体→D→A→C→碱石灰干燥管”的顺序连接（实验前检查装置的气密性，假设所发生的化学反应都完全充分进行）．装置D的玻璃管中放入纤维素试样的质量为wg，充分反应后，测得装置A的质量增加ag，装置C的质量增加bg，则纤维素中碳元素的质量分数为 （计算结果用含字母的代数式表示）。 若实验中使用的氧气未干燥，这样测算出的纤维素中的碳元素与氢元素的质量比与实验值比较将 （填“偏大”“偏小”“基本一致”或“无法确定”之一）。 （3）用一氧化碳气体（含有少量二氧化碳和水蒸气）测定某铁的氧化物（FexOy）试样的元素组成比例，所选装置按“混合气体→A1→D→C→A2”的顺序连接（A1、A2为浓硫酸洗气瓶，实验前检验装置气密性，假设所发生的化学反应都充分反应）．进行实验并记录实验数据，如表所示： 装置编号 A1中浓硫酸 D中玻璃管内固体 C中溶液 反应前质量 150g 14.4g 200g 反应后质量 152.7g 11.2g 213.2g ①请选择合理数据计算FexOy中x：y= （填写最简整数比）； ②从环保角度考虑，该实验方案设计还存在不完善之处，你的具体改进方案是 。 2．在化学反应能量变化的实验课上，教师把写有“氧化钙”字样的白色粉末加入盛有水的中，搅拌后溶液温度基本不变。大家提出疑问，为什么会出现这种情况呢？ 有同学认为是氧化钙变质了，那白色粉末成分是什么呢？请你一起参与他们的实验探究。 【查阅资料】Ca(OH)2能使酚酞变红 【提出猜想】猜想一：白色粉末是Ca(OH)2； 猜想二：白色粉末是CaCO3； 猜想三：白色粉末是 。 【设计实验】 实验步骤 实验现象 实验结论 取适量的白色固体加入水中充分搅拌后，取上层清夜，然后滴加无色酚酞溶液 溶液变红 白色固体含有 取少量白色固体于试管中，滴加 有大量气泡产生，固体逐渐消失 白色固体含有 【实验结论】 通过实验得出：猜想 成立。有同学提出疑问，为什么氧化钙会变成碳酸钙固体呢？请你用化学方程式帮他解释 、 。 3．某同学模仿物理课上学到的“串联电路”，设计如下气体制取与性质验证的组合实验。打开分液漏斗活塞后，A中出现大量气泡，B中白磷燃烧，C中液面下降，稀盐酸逐渐进入D中。请看图回答问题。 ①装置A中发生反应的化学方程式为 ； ②装置B中白磷能够燃烧的原因是 ； ③装置E中的实验现象是 ； ④装置C中液面下降的原因是 ； ⑤用F装置收集气体的依是 。 4．金属材料在生产生活中应用广泛。化学实验小组的同学为了解Mn、Fe、Cu三种金属的活动性顺序，进行了如下探究活动。 【作出猜想】对Mn的活动性提出了三种猜想： 猜想一：Mn>Fe>Cu； 猜想二：； 。 猜想三：Fe>Cu>Mn 【实验验证】 实验步骤 实验方案 实验现象 实验结论 Ⅰ 猜想三错误 Ⅱ 将锰加入硫酸亚铁溶液中 有黑色固体析出 猜想 正确 （1）步骤Ⅰ的实验方案中，a的数值是 。 （2）已知Mn在生成物中显+2价，则步骤Ⅱ中反应的化学方程式为 。 【反思与应用】活动性越强的金属，越容易在空气中发生化学变化。铁生锈的条件是 。 5．某活动小组的同学通过标签得知，传统腌制松花蛋的主要配料是生石灰、纯碱和食盐．小组同学将这三种物质混合后加入适量的水搅拌、过滤得滤潭和滤液，对滤液中溶质的成分进行探究： 【猜想与假设】甲同学认为：可能是NaCl、Na2CO3、Ca(OH)2 乙同学认为：可能是NaCl、NaOH、Na2CO3 丙同学认为：可能是NaCl、NaOH、Ca(OH)2 丁同学认为：可能是NaCl、NaOH 【交流与评价】经过讨论，大家一致认为 同学的猜想不合理，理由是 ． 【活动与探究】（1）乙同学取原滤液向若中倾倒一定量的稀硫酸观察到有大量气泡产生，证实了自己的猜想． （2）丙同学取原滤液向其中加入Na2CO3溶液无现象，据此否定了自己的猜想．他又重新取原滤液，向其中加入 （填序号）溶液观察到有白色沉淀生成，得出了和乙同学相同的结论． A．AgNO3 B．CaCl2 C．CuSO4 D．Ba(NO3)2 （3）丁同学为了验证上述结论也取原滤液向其中滴加了少量稀硫酸，却发现无气泡产生． 【解释与结论】大家经过分析找出了丁同学所用试剂与乙同学相同，却没有看到气泡的原因．你认为可能的原因 是（写出化学方程式） ．经过上述四位同学的共同努力，大家终于对滤液中溶质的成分得出了正确结论． 【拓展】（1）实验后的残液可进行以下处理，其中合理的是 ．（填序号，下同） ①直接排放    ②加入适量的盐酸中和至中性后排放    ③适当稀释后用于除去油污 （2）以上实验可知松花蛋具有较强的碱性，从维持躯体酸碱平衡的角度考虑，食用时，最好蘸取 ． A．食盐        B．食醋        C．香油        D．白糖 6．某化学探究小组用盐酸与大理石的反应来研究影响反应速率的因素。实验温度为、；大理石有细颗粒与粗颗粒两种规格，每次实验取用含碳酸钙的大理石10g；所用盐酸的质量分数为、，每次实验盐酸的用量为假设、的盐酸的密度均为；大理石中杂质不与盐酸反应。 【提出假设】盐酸与大理石反应的反应速率与所用盐酸的质量分数、大理石规格、反应温度有关。 【实验设计与实施】完成以下实验设计方案并实验 实验 编号 大理石 规格 盐酸的 质量分数 完全反应 的时间 实验目的 25 粗颗粒 160 实验和探究同体积下盐酸质量分数对该反应剧烈程度的影响。 实验和探究温度对该反应剧烈程度的影响。 Ⅲ实验和探究大理石规格对该反应剧烈程度的影响。 210 35 粗颗粒 60 100 从实验和可以得出的实验结论是： 。 含碳酸钙的大理石中，含有碳酸钙的质量为 g。 碳酸钙与盐酸反应的化学方程式为 ；若中的大理石与过量稀盐酸充分反应，能生成二氧化碳的质量为 只列计算式，已知碳酸钙的相对分子质量为100，二氧化碳的相对分子质量为。 7．水产养殖的速效增氧剂“鱼浮灵”的主要成分是过碳酸钠。学习小组对“鱼浮灵”的制备、成分及增氧原理进行了探究。 【查阅资料】①过碳酸钠具有和的双重性质，50℃开始分解； ②溶液中能与稀硫酸反应生成；也能与发生反应：； ③过碳酸钠在异丙醇中的溶解度较小； ④等含的物质可作过氧化氢分解的催化剂。 Ⅰ、“鱼浮灵”的制备 步骤1将含有稳定剂的30%的溶液与溶液混合，在一定温度范围内使反应充分发生； 步骤2向反应液中加入异丙醇，静置、过滤、洗涤、干燥，获得过碳酸钠固体。 (1)“步骤1”中必须加入稳定剂，目的是除去由工业纯碱所配制的溶液中的，不加稳定剂的后果是 。 (2)“步骤2”中加入异丙醇的目的是 。 Ⅱ、“鱼浮灵”的成分测定 【定性检测】检测过碳酸钠溶液的成分 (3)请完善下列实验报告中的相关内容。 实验步骤 实验现象 解释或结论 取样，加入粉末，用带火星的木条伸入试管内 反应的化学方程式为 取样，加入 溶液 产生白色沉淀 溶液中含有 (4)加入药品前须进行的操作是 。 (5)装置A中不再产生气泡后，应继续通一段时间氮气，其目的是 。 (6)测得C装置中铜网增重2.4g，D装置增重4.4g，则过碳酸钠的化学式为 。 Ⅲ、“鱼浮灵”的增氧原理 (7)研究表明，过碳酸钠可速效增氧的原理是碳酸钠溶液显碱性，能够促进过氧化氢分解。请设计实验对“碱性物质能够促进过氧化氢的分解”这一结论进行验证，简述实验过程（包括操作和现象）： 。【实验中须使用的试剂：蒸馏水（呈中性）、质量分数为10%的溶液、质量分数为10%的NaOH溶液（呈碱性）】 8．实验课上，老师将一定量的锌粉放入一定量的硝酸银和硝酸铜的混合溶液中，充分反应后过滤，得到固体和滤液，老师让同学们对固体和滤液的组成进行探究． 探究一：滤液中含有哪些溶质同学们对滤液中所含的溶质做出了多种猜想： 【猜想一】：只有硝酸锌                  【猜想二】：有硝酸锌、硝酸铜 【猜想三】：有硝酸锌、硝酸铜、硝酸银    【猜想四】：只有硝酸银 （1）你认为猜想 不合理； （2）有同学提出不用实验就可以确定猜想一是否成立，理由是 ； （3）为了验证猜想二和猜想三是否成立，同学们经过讨论，提出了一套方案，向滤液中加入铜粉，若 ，证明猜想二成立． 探究二：固体由哪些物质组成：在确定固体组成时，小明认为可先取部分固体向其中加入稀硫酸，小明这样做的目的是 ． 9．化学小组对两瓶管道疏通剂进行探究。（A瓶未开封，B瓶用过且未盖紧瓶盖）。 【查阅资料】 ①铝能与NaOH溶液反应生成NaAlO2（偏铝酸钠）： ②NaAlO2（偏铝酸钠）易溶于水，其水溶液呈碱性。 ③NaAlO2不与BaCl2反应。 【活动一】查看标签（如图1），了解疏通剂 (1)该产品不能直接接触皮肤的原因是 ； (2)该产品不能与洁厕剂（主要成分为盐酸）混用，否则会失效。其原因之一如图2，该反应的化学方程式是 。    【活动二】模拟实验，探究疏通原理 Ⅰ：取3g铝粉与适量的氢氧化钠溶液，使铝粉完全反应，温度随时间的变化如图3所示。 Ⅱ：某同学设计方案并用如图4所示的玻璃弯管模拟家庭下水道：先用动物脂肪和毛发堵在弯管处，再取A瓶一定量的固体，从左端管口加入，并用胶塞塞住弯管左端管口。 (3)该实验可能出现的现象为_____（填字母序号）。 A．用手触摸弯管，感觉到发烫 B．产生大量气泡，堵塞物变软后被冲出，落入烧杯中    【活动三】探究B瓶中固体物质的成分 取B瓶中固体（与活动二中所用的A瓶固体等量）做实验，并未观察到类似活动二的现象，同学们认为该瓶疏通剂已经变质。为探究B瓶中固体物质的成分，他们进行了如下实验。 实验操作 实验现象 实验结论 步骤1 取B瓶中适量固体于试管中，加入适量水 没有气泡产生 B瓶固体中不可能同时含有Al和 ① 。 步骤2 取B瓶中适量固体于试管中，加入适量稀盐酸 产生气泡 产生的气体中含 ② ，不含H2 步骤3 把步骤2产生的气体通入澄清石灰水后，再通入足量氢氧化钠溶液，然后用燃着的木条检验残余气体 澄清石灰水变浑浊；残余气体不能被点燃 步骤4 取适量步骤1所得溶液，滴入酚酞溶液 溶液变红 步骤1所得溶液呈碱性 【分析与讨论】 (4)步骤1的结论①处应填 ；步骤2、3的结论②处应填 。 (5)小组同学认为B瓶中存在碳酸钠，请解释形成碳酸钠的原因是 （用化学方程式表示）。 【实验再探】 (6)取适量步骤1所得溶液于试管，加入足量的BaCl2溶液，产生白色沉淀；静置后取上层清液滴加酚酞溶液，观察到溶液变红。据此推断： B瓶中一定存在的物质是 ，可能存在的物质是 。 【实验反思】 (7)使用管道疏通剂时一定要注意安全，小组同学建议厂家在标签上增加一个注意事项——“不可用于铝制管道的疏通”，其理由是 。 10．袋装食品中常用一种“双吸剂”保持干燥，主要成分是铁粉和生石灰，同学们对一久置的双吸剂固体样品很好奇，设计了如下实验进行探究。 【提出问题】久置“双吸剂”的成分是什么？ 【做出猜想】久置“双吸剂”中可能有Fe、Fe2O3、CaO、Ca(OH)2和CaCO3 【实验探究1】取固体样品研磨，用磁铁吸引，磁铁上沾有黑色粉末，说明“双吸剂”中一定有 。再用磁铁反复吸引后，残留固体用于后续探究活动。 【实验探究2】 实验操作 实验现象 实验结说 取少量探究实验1的残留固体放入试管中，加入蒸馏水 试管外壁不发烫 固体中一定没有 【实验探究3】 【实验结论】 （1）步骤②产生白色沉淀，说明久置的“双吸剂”中含有 。 （2）步骤③有气泡冒出，溶液变为黄色，说明久置的“双吸剂”中含有 。所涉及的两个反应的化学方程式为： ； 。 11．某同学想探究二氧化锰在过氧化氢分解中作催化剂，设计了以下探究实验，请你完成实验报告和实验分析．实验报告： 实验步骤 用带火星的木条检验时的现象 结论 ．向试管中倒入的过氧化氢溶液 不复燃 几乎无氧气放出 ．给试管稍微加热 ．向试管中加入的过氧化氢溶液和一匙二氧化锰 ．待试管中无气泡冒出时再倒入的过氧化氢溶液 ．再向试管中加入一匙二氧化锰 实验分析 ①比较步骤和步骤可得出结论：过氧化氢溶液不加热几乎无氧气放出，稍加热有氧气放出． ②比较步骤和步骤可得出结论： ③比较步骤和步骤可得出结论： 该同学觉得该实验还不完美．他还想证明在反应前后质量不变，你认为他该增加什么实验 ？ 12．某化学小组对一包食品袋中的石灰干燥剂产生了探究兴趣，猜测该干燥剂的主要成分氧化钙可能已变质。为确定该干燥剂的成分进行了实验探究，如表所示(假设其他成分不参加反应也不干扰检验)。 实验步骤 实验现象 实验结论 取少量干燥剂样品于烧杯中，加水搅拌，静置，取上层清液滴加酚酞试液 ①烧杯壁变热，酚酞试液变为红色 样品中含有氧化钙和氢氧化钙 ②烧杯底部有白色固体 样品中含有碳酸钙 【交流讨论】 (1)小组讨论后，同学们认为：“现象①”不足以证明样品中有氢氧化钙，原因是CaO+H2O=Ca(OH)2，“现象②”不足以证明样品中有碳酸钙，原因是 。 兴趣小组同学为准确测定该干燥剂的成分，进行了如下探究。 【提出问题】该固体中都有哪些成分，各成分的质量比是多少？ 【查阅资料】 氢氧化钙在一定温度下能分解：Ca(OH)2CaO+H2O↑。 碱石灰是氢氧化钠与氧化钙的固体混合物，能吸收水和二氧化碳。 【设计并实施实验】兴趣小组设计了如图所示的实验(装置气密性良好)。取10.0g该氧化钙样品放在装置B的玻璃管中，先通入一会空气，再称量C、D装置的质量，然后边通入空气，边用酒精喷灯加热(能达到1000℃高温)，至固体不再发生变化，继续通一会空气，实验后测得C装置增重0.9g，D装置增重1.1g。 【形成结论】 (2)该氧化钙样品中的成分是 ，它们的质量比是 。 【反思评价】 (3)E装置的作用是 。如果没有A装置，可能会导致氧化钙样品成分中的 测定结果偏大。 【拓展应用】 (4)为废物利用，兴趣小组打算用这包变质的干燥剂与足量的稀盐酸反应，再蒸发制取产品氯化钙固体。同学们认为与变质前的氧化钙相比，变质后的氧化钙对产品氯化钙的产量没有影响，其理由是 。 13．每年因腐蚀而损失的钢铁占世界钢铁年产量的四分之一。我们用如图所示实验装置，探究铁在酸性条件下的腐蚀情况。 【查阅资料】金属腐蚀包括金属与酸反应，也包括金属与氧气反应，两种反应经常同时发生。 【进行实验】将2g铁粉、1.5g碳粉放入自制具支锥形瓶底部，连接好压强传感器，用量筒依次量取10mL不同pH的稀盐酸分别倒入锥形瓶中，在溶液中迅速插入溶解氧传感器，采集数据。 【实验记录】不同pH溶液下体系压强及溶解氧变化情况 序号 稀盐酸pH 压强 溶解氧 溶解氧开始降低所需时间 ① 131 ② 0.7 68 ③ -0.5 24 ④ 98 ⑤ 175 【解释与结论】 (1)铁生锈的条件是 。 (2)写出铁与稀盐酸反应的化学反应方程式 。 (3)实验④可以看到溶液中有气泡冒出，反应后体系压强却变小了，解释其原因是： 。 (4)根据溶解氧的实验记录可以得出的结论是： 。 【反思与评价】(5)你认为可能会影响金属腐蚀速度的其他因素有：温度、 。 14．碳酸钠和碳酸氢钠是生活中常见的两种白色固体。同学们对鉴别这两种物质非常感兴趣，进行如下探究。 【查阅资料】 1.碳酸钠和碳酸氢钠在不同温度下的溶解度 10℃ 20℃ 30℃ 40℃ Na2CO3 12.5 g 21.5 g 39.7 g 49.0 g NaHCO3 8.1 g 9.6 g 11.1 g 12.7 g 2.碳酸钠和碳酸氢钠化学性质（部分）的比较 性质 Na2CO3 NaHCO3 性质比较 溶液的酸碱性 碱性 碱性 相同条件下，Na2CO3溶液的碱性更强 热稳定性 稳定 不稳定 NaHCO3受热分解生成Na2CO3、CO2和H2O 与盐酸反应 反应 反应 均产生CO2，但NaHCO3与盐酸的反应更加剧烈 【设计方案并实施】 实验方案 实验现象及结论 方案一： 若有白色固体剩余，样品为碳酸氢钠；否则为碳酸钠。 方案二：分别将两种白色固体溶于水制成5%的溶液， ，将其与标准比色板对照。 pH值大的为碳酸钠溶液，pH值小的为碳酸氢钠溶液。 方案三：分别取少量固体于试管中加 热，然后将产生的气体通入石灰水中。 方案四：如下图所示，分别将气球中的固体粉末全部且同时倒入装有过量盐酸的试管中，观察现象。    【实验反思】 通过上述实验，我们知道根据物质的性质设计并进行 实验，能帮助我们更好地理解和掌握相关物质的性质。 15．为探究酸、碱、盐的化学性质，某兴趣小组做了如下实验。    试回答下列问题 (1)试管A中的现象是 。 (2)试管B中反应的化学方程式为 。 (3)甲同学把反应后的C、D试管中的废液倒入一只洁净的烧杯中，观察到先有气泡产生，后有白色沉淀生成；过滤后得到白色沉淀和无色滤液。甲同学欲探究无色滤液中溶质的成分。 【提出问题】无色滤液中的溶质是什么？ 【作出猜想】 猜想Ⅰ：NaCl 猜想Ⅱ：NaCl和CaCl2 猜想Ⅲ：NaCl和Na2CO3 猜想Ⅳ：NaCl、CaCl2和Na2CO3 小明认为猜想Ⅳ定不成立，其原因是 (用化学方程式表示)。 【进行实验】 实验步骤 实验现象 实验结论 i.取少量滤液于试管中，滴加少量碳酸钠溶液 无明显现象 猜想 成立 ⅱ.取少量滤液于试管中，滴加少量 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 $$