2024年中考化学三轮复习专项训练：科学探究题

2024年中考化学三轮复习专项训练：科学探究题 1．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组成有什么不同？ 【查阅资料】（1）通常条件下，白磷与氢氧化钠溶液不反应。 （2）白磷在有氧气的情况下，燃烧所需的最低温度约为40℃。 （3）二氧化碳可以被氢氧化钠溶液完全吸收，其与氢氧化钠反应生成易溶于水的碳酸钠和水。 【实验操作、记录、分析】 实验一：探究吸入的空气    （1）先检查装置的 ，装入试剂，在医用输液袋中装入VmL空气，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，氢氧化钠发生反应的符号 。 （3）关闭弹簧夹K1、K2，再 （填操作方法），以促使白磷迅速燃烧。待瓶中气体冷却至室温，打开K2。读出量筒中液体体积为V2mL，其数值等于已反应的 外的气体总体积。 实验二：探究呼出的气体    （4）如图所示，把氧气、二氧化碳、水蒸气（测湿度）探头放入袋中，开始采集数据，然后向袋内呼出气体，采集的数据经处理如图所示，表示二氧化碳体积分数变化的是 （填“X”或“Y”或“Z”）。Y的体积分数在60s之后逐渐减小的原因是 。 【数据处理】 （5）实验一中，人体吸入的空气中二氧化碳的体积分数是 ，氧气的体积分数是 。（用含有字母的式子表示） （6）实验二中，200s时没有被测定的气体所占的总体积分数为 。 【实验结论】 （7）通过实验探究，可知人体吸收的空气与呼出气体组成有何不同？（任写一条即可） 2．科学探究是个奇妙的过程，请你参与下面的实验探究。 [提出问题] 在一个门窗紧闭刚上完课的教室内空气中的二氧化碳的含量，与教室外操场上空气中二氧化碳的含量有什么不同？ [提出猜想] 小青认为：刚上完课的教室内空气中二氧化碳的含量应该比教室外操场上空气中二氧化碳的含量低。 小红认为：刚上完课的教室内空气中二氧化碳的含量应该比教室外操场上空气中二氧化碳的含量高。 [查阅资料]1 空气中的二氧化碳含量很少，只占空气体积的0.03%，但当空气中二氧化碳含量超过正常值时，会对人体产生有害的影响。 2 二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊[实验探究] 用排水集气法分别收集教室内和操场上的气体各两瓶。进行如下探究： 比较项目 实验操作 实验现象 结论 二氧化碳的含量 将等质量等浓度的 分别滴入盛有教室内的空气和操场上的空气的集气瓶中 盛有教室内的空气的集气瓶中 ；盛有操场上的空气的集气瓶中 教室内的空气中二氧化碳含量比操场上的空气中二氧化碳含量高 [实验结论] 猜想正确。 [实验反思] 同学们还想继续探究，在一个门窗紧闭刚上完课的教室内空气中的氧气的含量， 与教室外操场上空气中氧气的含量有什么不同？ 比较项目 实验操作 实验现象 结论 氧气的含 量 将燃着的蜡烛分别放 入盛有教室内的空气 和操场上的空气的集 气瓶中，盖上玻璃片 盛有教室内的空气的集气瓶 中蜡烛很快熄灭；盛有操场 上的空气的集气瓶中蜡烛过 一会儿才熄灭 教室内的空气中 氧气含量比操场 上的空气中氧气 含量 [拓展应用] 根据实验探究结果，你认为我们在教室里学习时应注意什么？ 。 3．在利用红磷燃烧测定空气中氧气含量的实验中，用传感器记录集气瓶内氧气浓度随时间变化的情况，如图所示。    【进行实验】 活动1：证明红磷熄灭后，氧气还有剩余 实验装置 实验步骤 现象 结论 Ⅰ．用高能激光笔照射燃烧匙中足量的红磷 红磷燃烧，放出大量热，一段时间后熄灭，白磷始终不燃烧 红磷熄灭后，氧气还有剩余 Ⅱ．冷却后，将装有白磷的燃烧匙提出水面，用高能激光笔照射 白磷 现象① 【解释与结论】 （1）红磷燃烧的化学方程式为 。 （2）步骤Ⅰ中白磷始终不燃烧的原因是 。    （3）步骤Ⅱ中的现象①是 。 （4）实验中气球的作用是 。 活动2：探究影响剩余氧气浓度的因素 用如图装置进行实验，得到数据如表。 可燃物 白磷 红磷 木炭 着火点/℃ 40 240 370 生成物状态 固态 固态 气态 剩余氧气浓度 3.1% 7.0% 14.0%    （5）通过对比右表中红磷和白磷的相关数据，可以得出影响剩余氧气浓度的因素可能是 。 （6）结合以上探究及实验数据，在“测定空气中氧气含量”的实验中，通常使用红磷而不用木炭的原因可能有 。 4．已知某金属材料中含有镁、锌、铁、铜中的三种。某化学兴趣小组同学在老师的指导下对该金属材料的成分进行以下探究。 【初步探究】 (1)镁、锌、铁、铜与盐酸反应的比较如图1所示，通过卡通人物的表情，结合所学知识可以得出A、B、C、D代表的金属依次是 ，请写出图中发生反应的化学方程式： 。（写一个即可）    【实验探究一】 (2)请完成下列空白处有关内容 实验步骤 实验现象 实验结论 取少量金属材料样品于试管中，加入过量稀盐酸，观察现象 固体部分溶解， 。 金属材料中一定有铁和 。 实验完成后，将废液倒入废液缸中 【实验探究二】 步骤1：另取金属材料样品少许，用砂纸打磨，称量其质量为20g； 步骤2：将打磨过的金属材料浸入过量的氯化锌溶液中，过一会儿取出，洗净，在一定条件下烘干，称量其质量仍然是20g。 步骤3：实验完成后，将废液倒入废液缸中。 【实验结论】 (3)该金属材料中除铁外，还含有 。 【实验反思】 (4)“实验探究二”的步骤2中，“一定条件”指的是 。 【拓展提高】小组同学想对废液缸（如图2）中的废液进行回收利用。 (5)请你帮他分析废液成分，废液中溶质的成分是 。（填化学式） 5．化学兴趣小组用如图装置做电解水实验时，为了增强溶液的导电性，在水中加入一些氯化钠固体。 （实验记录）实验中观察到电极两端有气泡产生，用燃烧木条检验负极产生的气体，看到 的现象，说明负极产生的气体是氢气，检验正极产生的气体时，闻到刺激性气味。 化学兴趣小组对这异常现象产生兴趣，继续进行探究： （提出问题）正极产生的刺激性气味的气体是什么? （猜想与假设）猜想 1：NH3；猜想 2：HCl；猜想 3：Cl2；猜想 4：HCl 和 Cl2。 （讨论与交流）大家讨论后认为 不合理，理论依据是 。 （查阅资料） ①带有刺激性气味的气体有：HCl、Cl2、NH3等； ②Cl2与水反应生成 HCl 和 HClO，Cl2能与 KI 反应生成 KCl 和 I2，Cl2有毒且能溶于 CCl4； ③碘能使淀粉溶液变蓝色； ④HCl 不溶于 CCl4，可以和硝酸银反应生成难溶于水的白色固体氯化银； ⑤氢氧化钠溶液显碱性。 （实验探究）如下图所示，将正极产生的气体依次通过湿润的碘化钾淀粉试纸、四氯化碳、硝酸银溶液、   浓氢氧化钠溶液。 （实验现象）观察到装置 B 中 ，装置 D 中 。 （实验结论）猜想 3 正确 （反思评价）装置 C 中四氯化碳的作用是 ；由上述实验可知， 电解氯化钠溶液的过程中发生改变的微粒是 ； （拓展应用） 实验结束，向装置 A 中的液体中滴入无色酚酞溶液，观察到溶液变红色，由此实验可知氯化钠参加反应， 电解氯化钠溶液的化学方程式为 。 6．“爆炸盐”一种新型衣物助洗剂，某化学活动小组对其产生了浓厚的兴趣，决定对其开展项目式学习。其过程如下： 【查阅资料】爆炸盐的主要成分是过氧碳酸钠(Na2CO4)，白色颗粒，溶于水会产生碳酸钠和其他化合物。 【猜想假设】猜想一：其他化合物为NaOH；猜想二：其他化合物为 ； 猜想三：其他化合物为NaOH和H2O2； 该小组同学做出以上猜想的理论依据是 。 【设计实验】探究“爆炸盐”水溶液的成分，完成下列表格。 实验步骤 实验现象 实验结论 步骤l：取少量“爆炸盐”于烧杯中，加入足量蒸馏水，充分搅拌 固体完全溶解，形成无色溶液 / 步骤2：取少量步骤1形成的溶液，测定该溶液的pH pH为10.5 说明其溶液呈 (选填“酸性”、“中性”或“碱性”)。 步骤3：取少量步骤1形成的溶液与试管中，再滴加足量的氯化钙溶液，振荡，静置 含有Na2CO3发生反应的化学方程式为 步骤4：取少量步骤3试管中的上层溶液与另一支试管中，再滴加少量 溶液，振荡 没有蓝色沉淀生成 不含有NaOH 步骤5：另取一支试管，加入少量步骤1形成的溶液加入 ，再将带火星木条伸入试管中。 含有H2O2 7．【科学探究】 某兴趣小组为验证质量守恒定律，做了镁条在空气中燃烧的实验(如图1)。 (1)实验开始前，先将镁条打磨干净，目的是 。 (2)镁条在空气中完全燃烧后其固体质量变化如图2所示，则M2与M1质量差表示 的质量。 (3)小红按图3装置改进实验，验证了质量守恒定律，却发现产物中还有一些黄色固体。 【提出问题】黄色固体是什么呢？ 【查阅资料】①镁能与氮气反应生成黄色的氮化镁(Mg3N2)固体； ②氮化镁可与水反应生成氨气。 【作出猜想】黄色固体为Mg3N2。 【实验探究】 实验操作 实验现象及结论 如图4，取少量反应后的黄色固体于烧杯B中，加入适量 ，然后用大烧杯罩住小烧杯A和B 现象： 结论：燃烧产物中含有Mg3N2 【反思与交流】 (4)写出镁在氮气中燃烧生成氮化镁的化学方程式： ，该反应属于 (填基本反应类型)。 (5)空气中的N2含量远大于O2的含量，而镁条在空气中燃烧生成的MgO却远多于Mg3N2，请给出合理的解释： 。 (6)如果用图3装置(气密性良好)和镁粉(足量)测定空气中氧气含量，该实验所测得的氧气体积分数 (填“偏大”“偏小”或“准确”)。 8．关于燃烧的研究是一项重要的课题。某小组以“探究燃烧的奥秘”为主题开展项目式学习。 【任务一】认识燃烧 (1)酒精、煤（含硫）、天然气是生活中常见的燃料，下列不属于三者燃烧共有的现象是 （填字母序号）。 A．发光 B．产生有刺激性气味的气体 C．放热 D．产生使澄清石灰水变浑浊的气体 【任务二】探究燃烧的条件及质量变化 该小组同学按下列实验步骤开展探究。 步骤1：室温下，按如图组装装置，装入药品，称量装置总质量为m1g。 步骤2：将锥形瓶浸入80℃的热水中，观察现象。 步骤3：取出装置，恢复至室温并擦干锥形瓶；打开止水夹K1，和K2，从K1处缓慢通入约50mL氧气，再关闭K1和K2，称量装置总质量为m2g。 步骤4：将锥形瓶再次浸入80℃的热水中，观察现象。 步骤5：取出装置，恢复至室温并擦干锥形瓶，称量装置总质量为m3g。 (2)① 通过上述实验，能证明燃烧需要氧气的实验现象是 。 ② m1、m2、m3的大小关系是 。 【任务三】调控燃烧 (3)报道显示：国内外一些煤田因发生煤层自燃，带来了资源浪费和环境污染。一旦煤层自燃，请给出一条合理的灭火建议 。 【任务四】再探铁的燃烧 查阅文献：颗粒直径为20~30nm的铁粉，在空气中会发生自燃生成氧化铁。 结合已有知识，回答下列问题： (4)影响铁燃烧的因素有 、 （至少答出2点）。 9．指示剂在教材实验中运用较广，下图四个实验均运用酚酞或石蕊试液。请完成： （1）图1实验观察到烧杯A溶液变红，烧杯B溶液没有变化，证明 。 （2）图2中实验Ⅰ、Ⅱ对比证明醋酸溶液 ，实验Ⅲ、Ⅳ对比，说明 使石蕊变红。 （3）根据图3实验，填写表格的现象。 氢氧化钠溶液 盐酸 紫色石蕊 溶液变蓝 无色酚酞 没有变化 （4）图4实验证明氢氧化钠与盐酸发生反应的现象是 。反应的化学方程式是 。 10．（1）实验室常用块状大理石和稀盐酸制取气体。由于某些大理石中含少量硫化物杂质，使制得的中混有 气体查阅资料后收集到如下信息：一、能与NaOH等碱溶液、溶液反应，二、 中混有的HCl气体可用饱和溶液吸收。 ①写出实验室制取的化学方式： 。 ②欲获取纯净、干燥的，需对产生的气体进行除杂，实验装置如下： Ⅰ.装置甲中所盛试剂应选用 （填字母） A 浓硫酸 B NaOH溶液 C 澄清石灰水 D 溶液 Ⅱ.装置丙的作用是 ，该装置所盛试剂为 。 （2）某同学进行如图的两个实验，请回答以下问题： ①甲实验中反应的化学方程式为 ； ②乙实验观察到的现象是 ，溶液由蓝色变成无色； ③把甲、乙反应后的溶液倒入同一烧杯，发现有白色沉淀生成。他决定对白色沉淀的成分进行探究。 【查阅资料】硫酸钡不溶于酸 【提出猜想】白色沉淀为：Ⅰ. ； 甲 乙 Ⅱ.和；Ⅲ. 和 【实验方案】 实验操作 实验现象与结论 过滤。洗涤白色沉淀备用：向白色沉淀中加入盐酸至过量 ①若沉淀全部溶解，且无其它现象，猜想Ⅰ成立 ②若 且无气体产生，猜想Ⅱ成立。 ③若沉淀完全溶解， ，猜想Ⅲ成立。 【拓展与思考】如果猜想Ⅲ成立，产生此结果的原因是做甲实验时 ；上述白色沉淀的成分不可能出现的组合是、和 原因是 。 11．过氧化氢溶液俗称双氧水，常温下是一种无色液体，实验室常用过氧化氢溶液和二化锰制取氧气。 查阅资料：将新制的浓度5%的双氧水加热到80℃时就有较多氧气产生。 (1)小红按图1装置进行实验，当试管中有大量气泡出现时，伸入带火星的木条，木条并未复燃，为此，他利用图2装置收集气体，再用带火星的木条检验，木条复燃，那么图1实验中带火星木条未复燃的原因是 。 (2)表是某小组同学探究影响过氧化氢分解速率部分因素的相关实验数据。 实验 过氧化氢溶液浓度 过氧化氢溶液体积 初始温度 二氧化锰质量 收集相同体积氧气所用时间 ① 5% 5mL 20℃ 0.1g t1 ② 15% 5mL 20℃ 0.1g t2 ③ 30% 5mL 35℃ 1g t3 ④ 30% 5mL 45℃ 1g t4 从实验①②对比可得出结论： 。通过上表测量得出的时间之间的关系是 ，可知温度越高，过氧化氢分解速率越快。写出上述反应的文字 。 (3)某化学兴趣小组设计如下表所示的对比实验来比较MnO2、CuO对过氧化氢分解的催化效果。所用实验装置如图3所示。在试管中分别加入等质量的氧化铜和二氧化锰，分别将注射器内盛有的双氧水注入试管中，利用注射器收集氧气，收集到氧气的体积和时间的关系如图4所示。 ①实验中造成U形管内红墨水液面左低右高的原因是 。 ②通过图像除了能得到二氧化锰催化效果比氧化铜好，还能得出的结论是 。 ③由氧化铜催化的反应，t1﹣t2时间段反应速率逐渐变慢，原因是 。 12．45中化学兴趣小组在老师指导下进行课外实验，利用下列装置来探究磷在空气中燃烧后氧气浓度变化情况。 【提出问题】足量红磷在密闭的四颈平底烧瓶内燃烧熄灭后，容器中是否有氧气剩余？ 【猜想假设】猜想①：有氧气剩余   猜想②：无氧气剩余 【查阅资料】燃烧需要与氧气接触 【实验验证】该小组同学按图1组装好实验装置，利用高能激光笔照射燃烧匙上的红磷，红磷燃烧直至熄灭；待装置完全冷却后，将装有白磷的燃烧匙提出水面，再次用高能激光笔照射，白磷居然也被点燃。    图2是该小组同学从开始实验到最后装置冷却后的整个实验过程中，用氧气传感器测量容器内氧气浓度变化的曲线图。 (1)红磷燃烧的 。 (2)实验开始时用激光笔照射，水上的红磷能够燃烧，而水下的白磷不会燃烧的原因是 。在图2中 (填“A、B、C、D、E”)点时红磷燃烧熄灭。 【实验结论】根据上述实验，得出结论如下： (3)结论：猜想 正确，因此用燃烧法测定空气中氧气含量”时，选择 (填“红磷”或“白磷”)更合适，理由是 。 【拓展延伸】为提高测定空气中氧气含量实验的精确度，45中化学兴趣小组又对实验进行了创新改进。 ①取一根玻璃管用橡皮塞将一端密封； ②将食品脱氧剂粉末迅速装入玻璃管，立即向管口注入一滴水将玻璃管密封，水滴的下端标   为A，。弹动玻璃管使脱氧剂粉末分布均匀且紧密，脱氧剂的上端标为O，如图甲所示： ③水平滚动玻璃管，使食品脱氧剂粉末平铺在玻璃管中，静置至水滴不再移动时，水滴的右端标为B，如图乙所示； ④测量出AO段和AB段的长度，并计算出AB和AO的比值，将数据记录在表格中。 实验次数 AO/mm AB/mm AB/AO 1 523.5 109.5 0.2092 2 525.5 110.0 0.2093 3 527.0 110.5 0.2097 (4)根据表格中的实验数据，可知空气中氧气含量为 。(用百分数表示) (5)实验步骤③中，将食品脱氧剂粉末平铺在玻璃管中的目的是 。 (6)实验步骤②中，如果玻璃管内的脱氧剂粉末分布不够紧密，会使实验结果偏大，其原因是 。 13．学校化学兴趣小组在学习金属化学性质后，作了以下探究实验。 （1）小明将铜丝放入硝酸银溶液中，该反应的化学方程式为 ，其反应现象之一是： ，该反应属于 反应。 （2）小聪在思考：如果将铜粉与锌粉的混合物放入一定量的硝酸银溶液中，反应是否有先后顺序？探究如下： 【提出问题】铜粉与锌粉的混合物故入一定量的硝酸眼溶液中，反应是否有先后顺序？ 【作出猜想】①铜粉先与硝酸银溶液反应②锌粉先与硝酸银溶液反应 【设计实验】①小聪取一定量铜粉和锌粉的混合物，放入少量的硝酸银溶液中，溶液的颜色没有发生变化，由此推断：铜粉与硝酸银溶液 （填“发生”或“没发生”）反应，然后再向反应后的混合物中加入稀硫酸，发现无气泡产生，由此推断：锌粉与硝酸银溶液 （填“发生”或“没发生”）反应。 ②小聪再取同样的铁粉和锌粉混合物放入较多量的硝酸银溶液中，看到溶液变成蓝色，由此推断铜粉与硝酸银溶液 （填“发生”或“没发生”）反应。 【分析并得出结论】综合上述实验现象可知，铜粉与锌粉的混合物放入一定量的硝酸银溶液中，锌粉优先与硝酸银溶液反应。 14．铁是应用最广泛的金属，但也是最容易发生锈蚀的金属材料之一、为此兴趣小组同学以“铁的锈蚀”为主题开展项目式学习。 【任务一】识锈：铁锈与铁在性质上有哪些差异 实验1：比较导电性 (1)如图所示实验，接入光亮的铁片时小灯泡发光；将光亮的铁片换成大小形状完全相同的生锈的铁片时，小灯泡不发光。由此得出结论：铁生锈前后导电性 (填“相同”或“不同”)。 (2)将表面生锈的铁钉放入盛有足量稀盐酸的试管中，先观察到 的现象，反应的化学方程式为 ；一段时间后，发现试管中有气泡产生，最终溶液变为 色，这是因为 。 【任务二】探锈：探究铁生锈的条件 通常情况下，铁生锈所需时间较长，小组同学在老师指导下设计如图所示改进实验： 步骤Ⅰ。打开弹簧夹，通入氮气，一段时间后观察到C中①②处细铁丝均依然光亮； 步骤Ⅱ。关闭弹簧夹，打开A中分液漏斗的活塞，一段时间后观察到C中①处细铁丝依然光亮，②处细铁丝表面灰暗。 (3)A中发生的反应的化学方程式为 ；对比步骤Ⅰ、Ⅱ②处细铁丝的变化，说明铁生锈与 有关；对比步骤Ⅱ中①②处细铁丝的不同现象，说明铁生锈还与 有关，从而得出铁生锈的条件。 【任务三】防锈：如何防止铁制品生锈 (4)为防止铁生锈，人们采取了很多措施。请写出一种生活中防止铁锅生锈的做法 。 【任务四】用锈：生活中铁生锈的用途 (5)合理利用铁生锈也能服务于生活，例如为防止受潮和变质，月饼盒中加入铁粉包作为双吸剂。检验某双吸剂中是否含有铁粉的物理方法是 。 15．许多物质燃烧都伴随发光放热的现象，王刚同学认为有发光放热现象的变化不一定是化学变化，王刚和小组的同学对此展开了探究： 【提出问题】有发光放热现象的变化都是化学变化吗？ 【猜想与假设】猜想1：都是化学变化；        猜想2：不一定都是化学变化。 【实验与分析】同学们设计了下列实验来验证自己的猜想： (1)将干冷的烧杯罩在蜡烛燃烧火焰上，观察到：烧杯内壁出现 ；手摸烧杯壁发烫。 (2)将烧杯迅速倒置，向其中加入少量澄清石灰水，振荡。观察到澄清石灰水变 。分析：蜡烛燃烧产生了新的物质。 (3)观察白炽灯（灯丝为钨丝）： 通电前 通电中 通电后 灯丝为银白色固体 发出白光，手摸灯泡有感觉 灯丝为银白色固体 分析：通电前后，钨丝本身没有发生变化，打泡通电发光、放热属于 变化。 【实验结论】 (4)猜想 （填“1”或“2”）正确。 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 $$