2024年中考化学核心素养专题--科学探究题

2024年中考化学核心素养专题--科学探究题 1．在学习了常见的酸和碱后，某化学兴趣小组的同学围绕“酸碱中和反应”，在老师引导下开展实验探究活动，请你参与下列活动。 【实验探究】将氢氧化钾溶液与稀硫酸混合，观察不到明显现象，为证明氢氧化钾溶液与稀硫酸发生了反应，三位同学进行了以下实验。 (1)测定溶液pH变化的方法 甲同学在实验过程中测得pH变化如图1所示，则该同学是将 （填字母序号）。 a．氢氧化钾溶液滴入稀硫酸中       b．稀硫酸滴入氢氧化钾溶液中 (2)测混合过程中的温度变化 乙同学在实验过程中测得反应混合溶液的温度变化如图2所示，说明稀硫酸与氢氧化钾溶液发生的反应是 （填“放热”或“吸热”）反应。图2中B点表示的含义是 。 (3)借助于酸碱指示剂 丙同学通过图3所示实验，他观察到溶液由红色变成无色，也证明氢氧化钾溶液与稀硫酸发生了化学反应，反应的化学方程式为 。 (4)【提出问题】针对反应后溶液中溶质的成分，大家纷纷提出了猜想。 【猜想与假设】猜想一：只有K2SO4；猜想二：有K2SO4和H2SO4；猜想三：有K2SO4和KOH 【进行实验】为了验证猜想，学习小组选用Fe2O3粉末，进行如下探究： 实验操作 实验现象 实验结论 取少量反应后的溶液于试管中，加入Fe2O3粉末 猜想二正确 【实验结论】通过探究，同学们一致确定猜想二是正确的。 【评价与反思】 (5)同学们经过反思与讨论，最后认为Fe2O3粉末可以用下列的某些物质代替，也能得到同样的实验结论，你认为还可以选择下列哪些物质______。 A．Mg B．CuO C．KCl D．Na2CO3 (6)分析反应后所得溶液中溶质的成分时，除了考虑生成物外，还要考虑 。 2．物质发生化学变化的前后，总质量是否发生改变？是增加、减小还是不变呢？甲、乙、丙三位同学按下面的步骤进行探究： 【提出假设】物质发生化学变化前后总质量不变． 【设计并进行实验】甲设计的实验装置和选用药品如图A所示，乙设计的实验装置和选用药品如图B所示，他们在反应前后都进行了规范的操作，准确的称量和细致的观察。    （1）写出实验A发生反应的化学方程式： 。 （2）丙进行了图C所示的实验，在一根用细铜丝吊着的长玻璃棒两端，分别绕上粗铜丝，并使玻璃棒保持水平．然后，用酒精灯给a端铜丝加热数分钟．停止加热后冷却，他观察到的现象是 ， 。 【实验结论】 （3）甲认为：在化学反应中，生成物的总质量与反应物的总质量相等；乙、丙认为：在化学反应中，生成物的总质量与反应物的总质量不相等。你认为 的结论正确，请从原子的角度分析，结论正确的理由： 。 （4）导致其他实验结论错误的原因是 ， ，因此，如果 的反应，则一定要设计反应在密闭装置中进行。 3．水是生命之源，是人类宝贵的自然资源。 （1）自来水生产过程如图所示。 回答下列问题： ①明矾[KAl（SO4）2•12H2O]中含有的金属元素是 。 ②清水池中盛放的清水属于 。 A纯净物      B．单质      C．混合物      D．氧化物 ③长期饮用硬水对人体健康不利。区分硬水和软水的试剂是 。 （2）兴趣小组利用如图所示的装置探究水的组成。 ①写出如图中发生反应的化学方程式 。 ②电解水过程中没有发生改变的微粒是 （填微粒名称）。 ③电解开始时，正极和负极产生气体的体积比小于1：2，可能原因为 （写一条即可）。 （3）某校科学兴趣小组的同学在阅读资料时发现，18世纪末，法国科学家拉瓦锡曾经做了这样一个实验：让水蒸气通过一根烧红的铁管，生成了一种气体。同学们对这个实验很感兴趣。 【问题】红热的铁与水蒸气反应生成的气体是什么？ 【猜想】猜想一：生成的气体可能是氧气。 猜想二：生成的气体可能是氢气。 【探究】为验证生成的气体是什么，该组同学在老师的指导下，设计了如图实验装置，并收集反应产生的气体（注：装置中必要的铁架台、铁夹、铁圈、石棉网、加热设备等在图中均已略去）。 A试管内装有铁粉，B烧瓶中装有一定量的水，提供反应所需水蒸气。 ①该装置中需加热的仪器为（填字母） 。 ②该组同学对所收集的气体进一步实验发现：该气体不溶于水，并且能燃烧。请你通过分析反应物的组成，结合实验现象，判断反应生成的气体是 （填物质名称）。 ③该反应在生成气体的同时，还生成了四氧化三铁，请你写出该反应的化学方程式 。 4．每年的3月22日是“世界水日”，中国水周主题是“节约保护水资源，大力建设生态文明用所学知识回答下列问题。 （一）生活中的水． 【资料在线】我国生活饮用水的标准（摘录部分）。 感官指标：水质无色无味且澄清透明。 化学指标：pH6.5～8.5；总硬度<250mg/L（以碳酸钙计）；铜<1.0mg/L，铝<0.2mg/L。 细菌学指标：细菌总数<100个/mL等． （1）自来水厂用过滤的方法使水澄清透明，再用一种物质来吸附色素和异味，从而达到感官指标．而化学指标中的铜、铝等指的是 （选填“原子”或“元素”）。 （2）漂白粉可用于水的杀菌消毒，其有效成分是次氯酸钙[化学式为Ca(ClO)2]。试计算： ①Ca(ClO)2中钙：氯：氧元素的质量比 ； ②143gCa(ClO)2中钙元素的质量是 。 （二）探究水的组成 某校化学兴趣小组想亲自感受科学家的探究历程，他们选择了“水的组成粗略测定”为探究内容。 【查阅资料】 水难导电，在水中可加入少量氢氧化钠可以增强导电性。 【进行试验】如图装置进行实验并记录数据。    【实验分析】两个电极附近产生很多气泡，a管内气泡产生较b管快，小组成员用燃着的木条分别在两个玻璃尖嘴导管口检验产生的气体，观察到：放在b端管口燃着的木条 。分析得出：水通电的符号为 ，进而推出水是由 组成的。 【定量研究】小组经过多次试验后发现：氢气和氧气的体积比几乎都是2∶1。同学们还想进一步认识水的组成．查阅资料：氢气的密度是0.09g/L，氧气的密度是1.43g/L。同学们经过计算得出水中氢元素与氧元素的质量比为： 。 5．一种溶液X含有NaCl、NaOH、Na2CO3、Na2SO4、CuSO4中的部分物质。某兴趣小组进行探究性实验，得出如下结论。请你补充其中的部分现象和结论。 实验步骤 实验观察到的现象 结论 ①观察溶液X的颜色 溶液呈无色 溶液X中不含有 。 ②取少量溶液X于试管中，滴加2～3滴无色酚酞试液 溶液变红色 溶液X显 性。 ③另取少量溶液X于试管中，滴加BaCl2溶液 溶液X中可能含Na2CO3和Na2SO4。 ④向步骤③的试管中继续滴加稀盐酸 溶液X中肯定含有Na2CO3和Na2SO4。 6．小圳同学进行实验室制备O2的相关探究。 【查阅】他得知在KClO3分解制O2的反应中，Fe2O3可作催化剂。 【实验】他用电子秤称取0.49gFe2O3和一定量的KClO3，充分混合后加热至KClO3完全分解，冷却至室温，称得剩余固体的质量为1.98g。 【计算】该反应生成O2的质量 (根据化学方程式写出完整的计算步骤)。 【思考】他发现制备O2较慢，猜测KClO3和Fe2O3的质量比可能会影响反应的快慢。 【探究】他调节KClO3和Fe2O3的质量比制备氧气，整理数据制出如图，从图中得出KClO3和Fe2O3的最佳质量比是 ，当超出最佳质量比反应速率变慢的原因 。 7．在老师的指导下，小华和小明利用如图1所示装置对氯酸钾制氧气进行了深入的探究学习。 资料： ①氯酸钾的熔点约为356℃，二氧化锰的分解温度约为535℃。用酒精灯给物质加热，受热物质的温度一般约为400℃左右； ②不同配比是指氯酸钾和二氧化锰混合物中，氯酸钾和二氧化锰的质量比； ③氯酸钾分解时，传感器得到氧气浓度随温度的变化示意图(图2)及不同配比时氧气浓度随温度的变化示意图(图3)如下：    请回答问题： （1）二氧化锰在535℃以上分解生成四氧化三锰和氧气，其反应方程式为 。 （2）分析图2，氧气的浓度随温度升高逐渐减小，在380℃突然增大的原因是 氯酸钾分解温度 (填“高于”、“等于”或“低于”)其熔点。 （3）分析图3，氯酸钾分解温度随物质配比变化的规律是 。 步骤 实验操作 实验现象 I 检查气密性 II 分别在“Y”形管两侧支管中加入少量的二氧化锰和氯酸钾塞 紧橡皮塞 III 分别用酒精灯先后加热二氧化锰和氯酸钾，用带火星木条放在 导气管口。 加热左侧支管，可观察到？加热右侧支管，可观察到？ IV 冷却后，将“Y”形管左侧支管中部分二氧化锰混入右侧支管中，振荡“Y”形管，加热，用 带火星木条放在导管口。 加热时间短于步骤III，木条很快复燃。 （4）为证实二氧化锰的催化作用，小华利用如图4装置进行如表所示的实验：请回答： ①完善步骤Ⅲ中的填空：加热左侧支管，可观察到 ，加热左侧试管的目的是 。加热右侧支管，可观察到 。 ②步骤Ⅳ中，将二氧化锰混入右侧支管有余热的氯酸钾中的操作方法是 。 ③小华认为根据步骤Ⅳ的实验现象就能说明二氧化锰是氯酸钾分解的催化剂，但小明不同意她的观点，小明认为还需证明在此反应中二氧化锰的 和 不变。后来在老师的指导下，小华完善了实验方案，最终验证了自己的结论，则氯酸钾制取氧气的化学方程式为 。 8．小兵和小东是某校化学研究性学习小组的成员，他们在查阅资料时，发现单质碳能够在高温时与金属氧化物反应得到金属单质。于是，他们用木炭与CuO进行了如下的探究活动。请你参与他们的这次活动，并解决的关问题： 【提出问题】 木碳与氧化铜反应除生成单质铜外，另一种生成物是什么？ 【猜想与假设】 ①可能是CO。 ②可能是CO2。 【设计实验】 ⑴让CO通过灼热的氧化铜（用化学方程式表示） 。 ⑵他们在互联网上用Google收集到这样一条信息：把滤纸浸泡在磷钼酸和氯化钯的黄色混合溶液中制成的试纸遇CO立即变成蓝色，而遇CO2不变色。 【实验与结论】设计的实验装置图如下： 实验现象 实验结论 A中固体由黑色变成红色 有 生成 B中黄色试纸没有变蓝 没有 生成 C中 有CO2生成 【反思与评价】 如果A装置中的试管口高于试管底部，在实验过程中可能造成的后果是 。 9．某化学兴趣小组的同学利用一瓶久置的氢氧化钠溶液进行了如下探究： 【实验探究一】 【提出问题】氢氧化钠与稀硫酸是否能发生反应? 【实验操作】 (1)如图，在A试管中加入酚酞溶液的作用是 。    【实验反思】 (2)该化学小组同学在实验过程中还观察到：有气泡产生。该小组同学认为该瓶氢氧化钠溶液已经变质，其变质的原因是 （用化学反应方程式表示）。 针对该瓶氢氧化钠溶液的变质程度进行探究： 【实验探究二】 【提出问题】氢氧化钠溶液是否完全变质? 【提出猜想】猜想一：部分变质；   猜想二：完全变质 【查阅资料】氯化钡溶液呈中性。 【实验设计】如表 实验步骤 实验现象 结论 先取少量该溶液于B试管中，加入几滴氯化钡溶液，过滤 有白色沉淀生成 猜想一成立 取上述滤液于C试管中，加入2~3滴酚酞溶液 上层清液变为红色 【实验反思】 (3)该小组有部分同学认为该实验不能判断“猜想一”一定成立，你的理由是 。 【讨论与交流】 (4)将上述A、C试管中的废液倒入同一个烧杯中，最终只得到无色溶液。则所得溶液中的溶质（除酚酞外）一定含有 ，可能含有 。 (5)要想检验烧杯中可能含有的溶质是否存在，写出你设计的一种实验方案： 。 10．同学们对甲烷进行探究学习： 探究Ⅰ：甲烷的制取 【查阅资料】实验室通过加热无水醋酸钠和碱石灰固体混合物的方法制取甲烷，甲烷是天然气的主要成分，密度小于空气，难溶于水，具有可燃性。 (1)制取甲烷的发生装置应选 （填序号，下同），选用装置 C 收集甲烷时气体应从 端进入。 探究Ⅱ：甲烷的组成元素 (2)点燃干燥的甲烷气体，在火焰上方罩一冷而干燥的烧杯（见图 E），烧杯内壁有 生成，向烧杯中倒入少量澄清石灰水，振荡，现象为 。由此推断，甲烷中一定含 C、H 两种元素。 (3)点燃甲烷前，通常应先 。 (4)同学们通过隔绝空气对甲烷气体加强热，也得出了甲烷的组成元素，反应的化学方程式为： 。 探究Ⅲ：甲烷的化学性质 【提出问题】通过以上探究，甲烷除具有可燃性、能分解外，还具有什么化学性质？ (5)写出甲烷燃烧的化学方程式 。 【查阅资料】I 无水硫酸铜粉末遇水由白色变蓝色；Ⅱ甲烷具有还原性。 【验证实验】该同学按如图装置进行实验： 【实验现象与结论】 甲中黑色固体变为红色，乙中无水硫酸铜变为蓝色，丙中澄清石灰水变浑浊。 (6)根据实验现象，说明甲烷还原氧化铜的产物有 。 【反思与评价】 (7)实验时，要先向装置中通入一段时间的氮气，再通入甲烷加热的目的是 。 11．有一瓶标签受损、没盖瓶盖且装有无色液体的试剂瓶，如图所示。 老师告诉大家，瓶内原有的液体只能是碳酸钠溶液、氢氧化钠溶液、氯化钠溶液、蒸馏水中的一种。为了判断瓶内是何种溶质，并确定试剂瓶的标签，化学小组的同学进行了如下探究活动。 【实验探究】 (1)从受损的标签信息看，大家一致认为该液体不可能是 。 (2)甲同学设计了如下方案进行探究。 实验操作 实验现象 实验结论 取适量瓶内液体加入试管中，滴加足量的稀盐酸 该液体是碳酸钠溶液 (3)乙同学认为甲同学的结论不准确，又设计了如下方案进行探究。 实验操作 实验现象 实验结论 取适量瓶内液体加入试管中，滴加过量Ca(OH)2溶液。静置后，取上层清液，滴加酚酞溶液 该液体中的溶质为氢氧化钠和碳酸钠。 (4)丙同学认为乙同学的实验方案有不足之处，于是丙同学只改用了一种与乙同学所加物质类别不同的溶液，重新按照乙的方法进行实验，得到的实验现象和结论与乙同学的完全一致，且结论完全正确。则丙同学改用的试剂为 。 【实验结论】实验结束后，最终得到的结论是：原试剂瓶标签 。 【反思与交流】 (1)为了不使标签破损，应如何正确操作 。 (2)药品取完之后应及时密封保存。 12．某化学兴趣小组的同学在老师指导下探究铁与水蒸气的反应产物： (1)按如图装好药品、连好装置（夹持仪器已略去）。其中A装置的作用是 。 (2)加热一段时间后，灰色铁粉逐渐变黑，吹泡器连续吹出气泡，且气泡向上飞起；用燃着的木条靠近气泡，能产生爆鸣，则该气体为 。 (3)同学们讨论后认为：铁与水蒸气反应生成的固体是“铁的一种氧化物”，玻璃管内的黑色固体中还可能含有“过量的铁”。 【查阅资料】铁有三种氧化物（FeO、Fe2O3、Fe3O4），其中FeO接触到空气会立即由黑色变为红棕色，铁的三种氧化物都不与硫酸铜溶液反应。 【实验探究】实验小组同学对反应后剩余的黑色固体成分进行了探究。 实验步骤 实验现象 实验结论 倒出玻璃管中固体，平铺于白纸上 固体为黑色且不变色 黑色固体中一定没有 。 取上述黑色固体少许，装入试管，加入足量硫酸铜溶液 且有红色固体出现 黑色固体中一定含有 。 【探究结论】 (4)铁与水蒸气发生置换反应，有关的化学方程式是 。 【应用延伸】黑白复印机用的墨粉中常添加Fe3O4粉末，Fe3O4是由Fe2+、Fe3+和O2-按l：2：4的个数比构成的。如图是氧化沉淀法生产复印用Fe3O4粉末的流程简图。己知第④步反应中各元素化合价保持不变。 (5)第②步加入试剂X，生成Fe（OH）2化学方程式为 。 (6)在第③步反应中要控制通入O2的量，以使生成的Fe（OH）2和Fe（OH）3的质量比等于 ，才能确保最终生成Fe3O4。 13．鸡蛋是家庭厨房中常备食物，某化学兴趣小组同学对鸡蛋壳中的CO32﹣（以CaCO3的形式存在）及CaCO3的质量分数进行如下探究。 I．定性分析 【实验目的】验证鸡蛋壳中有CO32﹣ 【实验方案】 如图1所示： 【实验结论】鸡蛋壳中有CO32﹣ （1）基于上述实验结论，则步骤①中加入的过量稀酸应该是 （选填“稀盐酸”或“稀硫酸”）。 （2）鸡蛋壳与稀酸反应生成的无色无味的气体是 （写化学式）。 （3）写出步骤②中生成白色沉淀的化学反应方程式 。 Ⅱ．定量分析 【实验目的】测定鸡蛋壳中CaCO3的质量分数。 为了测定鸡蛋壳中CaCO3的质量分数，同学们通过交流讨论后，设计了如下方案： 取ag样品，利用CaCO3与稀酸反应产生CO2，通过测定生成CO2的质量，计算样品中CaCO3的质量分数。 【查阅资料】碱石灰能吸收水分和二氧化碳，浓硫酸能吸收水分，都常用作干燥剂。 【实验过程】化学兴趣小组的同学利用图2装置完成了本实验。 （4）实验前，先要在B装置中通入氮气，是为了排尽B装置中的 。 （5）实验装置的正确连接顺序是 （填序号）。 ①B→A→C→A ②B→C→A→A ③A→B→C→A （6）B装置中的反应完全后，仍需再次通入氮气，若不通入氮气，会导致鸡蛋壳中CaCO3的质量分数的测定结果 （选填“偏大”、“偏小”或“不变”）。 14．兴趣小组同学为了弄清即将维修的沼气池中气体的成分，进行了有关实验。请你与他们一起完成以下探究活动： 【收集气体】将不加盖的矿泉水瓶装满水，用细绳吊入池中，再用木棍拨动使瓶中的水全部倒出(见图)，然后迅速拉起矿泉水瓶，盖上瓶盖。 这种方法属于 集气法。 【对气体猜想】猜想Ⅰ：全部是CH4； 猜想Ⅱ：全部是CO； 猜想Ⅲ：全部是CO2； 猜想Ⅳ：是CH4和CO2的混合气体。 【实验和推断】 ⑴若“现象a”为石灰水变浑浊，则说明气体中含有 气体。 ⑵步骤②的目的是 ；步骤③“注水装置”应选下图中的 (填序号)。 ⑶若“现象b”为杯壁有水雾出现，有同学认为“猜想Ⅰ或Ⅳ”成立，其反应方程式为： ； 另有同学认为此现象不能证明收集到的气体中一定含有氢元素，理由是 ；要排除这种干扰可采取的措施是 。 ⑷ 采取⑶中的排除干扰措施后：若“现象a、b”为无明显现象，“现象c”为石灰水变浑浊，则证明“猜想 ”成立；若“现象a、c”均为石灰水变浑浊，“现象b”为杯壁有水雾，则证明“猜想 ”成立。 15．甲、乙两同学在学完酸的化学性质后，在老师的指导下做了如下实验： 【观察与讨论1】甲同学在做实验时观察到的明显现象是 。再滴加无色酚酞溶液，无明显现象是（已知CaCl2溶液呈中性）。 【观察与讨论2】乙同学在做实验时开始没有观察到气泡产生，于是对碳酸钠能否与盐酸反应表示怀疑。 甲同学通过查阅资料得知：在碳酸钠溶液中滴加少量稀盐酸，先发生反应，再发生反应。所以甲同学认为，乙同学实验时还应 ，才能观察到有气泡产生。 【观察与讨论3】甲同学先将废液缓慢倒入一洁净的废液杯中，乙同学在观察到气泡产生后，也将实验废液缓慢倒入该废液杯中，没有观察到明显现象。为了处理实验后产生的废液，甲、乙同学决定对废液杯中最终废液溶质的成分进行探究。 【提出问题】最终废液中含有什么溶质（除酚酞以外）？ 【查阅资料】①NaHCO3的溶液显碱性，能使无色酚献溶液变成红色 ② 【猜想与假设】 猜想1：废液中含有 （写化学式）两种溶质。 猜想2：废液中含有 （写化学式）三种溶质。 猜想3：废液中含有NaHCO3、CaCl2、NaCl三种溶质。 【活动与探究】甲、乙同学为了验证猜想，进行了如下实验： 甲同学实验：取少量废液于试管中，向其中滴加盐酸，无气泡产生。 乙同学实验：取少量废液于试管中，向其中滴加紫色石蕊试液，溶液变红色。 【结论与反思】 （1）猜想 （填“1”或“2”或“3”）正确。 （2）乙同学认为甲同学的实验没有必要，你认为乙同学的理由是 。 （3）要得到相同的结论，还有很多种方法。请你自行选择合适的药品设计实验方案并验证猜想 。 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 $$