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．纯碱是一种重要的化工原料，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、性质及用途开展了一系列探究活动。 【活动一】了解纯碱的制备 —— “侯氏制碱法” “侯氏制碱法”主要化学原理是利用饱和氯化钠溶液吸收氨气和二氧化碳，生成碳酸氢钠和氯化铵(NH4Cl)，再加热碳酸氢钠即可制得纯碱。 (1)纯碱属于 (填“酸”“碱”或“盐”) 。请写出“侯氏制碱法”反应原理中第一步反应的化学方程式 。 【活动二】探究纯碱的性质 —— Na2CO3溶液呈碱性 查阅资料：① 溶液呈碱性是因为存在较多的 OH⁻。 在水中全部解离出Na+和 ； K2CO3与 Na2CO3化学性质相似。 ③ CaCl2溶液呈中性， Ca2+、Cl-对溶液的酸碱性没有影响。 提出猜想： (2)猜想一：H2O单独起作用，产生较多的OH⁻，使溶液呈碱性。 猜想二： ，使溶液呈碱性。 猜想三: 与H2O 作用，产生较多的OH-，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向试管中加入一定量的Na2CO3溶液，滴入2滴酚酞溶液。 ②往①所得溶液中逐滴加入 至过量。 ①溶液由无色变红色 ② 。 猜想三 成立 解释与结论： (4)同学们和老师交流，得知和 H2O作用，产生较多的OH⁻和另一种阴离子。 拓展与延伸：结合活动二的所有信息和结论，运用初中化学所学知识，经过分析推理可得出：Na2CO3溶液中含有的阴离子是 。 【活动三】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。 Na2CO3溶液呈碱性，可清洗油污，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 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% X 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)表格中X表示的数据是 。 (6)实验①、②、③对比，可得出的结论是 。要证明Na2CO3溶液的溶质质量分数与pH变化的关系，可选择的实验的编号是 。 拓展与应用： (7)依据实验结论可知，下列物质可用于去油污的是 (填字母序号)。 A．NaCl B．NaOH C．K2CO3 D． 2．在学习空气的组成时，化学兴趣小组的同学进行了“空气中氧气含量测定”的实验探究。 活动一：    (1)小明用图 1 的装置进行实验。观察到红磷燃烧的现象是 。集气瓶中水位上升约至 处。待冷却到室温，发现进入集气瓶中水的体积超过了瓶中空气体积的五分之一。 【交流讨论】 (2)同学们认为出现这一结果的原因是 （写一条）。 活动二：实验小组通过反思，又设计了图 2 所示的装置继续探究。 【查阅资料】白磷燃烧的最低温度为 40℃，且与红磷燃烧的产物相同。 【实验准备】经检查该装置气密性良好，且锥形瓶内空气体积为 230mL，注射器中水的体积为 50mL。 【实验过程】在锥形瓶中装入药品后连接好仪器，将锥形瓶底部放入 80℃的热水中，白磷很快燃烧，然后将锥形瓶从热水中取出。 【实验现象】 (3)最终停止吸入水时，注射器中的水还剩约 mL。 【实验结论】氧气约占空气体积的五分之一。 【反思评价】    (4)使用图 2 装置进行实验，气球的作用是 。 (5)该实验 （填能、或不能）将红磷或者白磷换成铁丝？为什么 。 3．将光亮铜片放在酒精灯火焰上灼烧，表面变黑。某化学兴趣小组对黑色物质的来源产生了兴趣，铜片表面的黑色物质是什么呢？ 【猜想与假设】小明认为：铜片表面的黑色固体是烟灰。 小亮认为：铜片表面的黑色固体可能是空气中的氧气与铜反应生成的新物质。 小玲认为：铜片表面的黑色固体既有烟灰又有氧气与铜反应生成的新物质。 【查阅资料】（1）酒精不完全燃烧会产生炭黑（即黑烟）。 （2）氧气的化学性质比较活泼，在加热条件下能与金属铜反应生成黑色的氧化铜。 【实验设计】 实验步骤与方法 实验现象 实验结论 实验一：取一小段光亮的铜片放入试管内，然后用 夹持试管，放在酒精灯的 部位加热。 铜片变黑 推知 （填“小明”、“小玲”或“小亮”）猜想错误。说明黑色物质的出现可能与空气中的 有关。 实验二：取一支20mL的试管，将一小段光亮的铜片放入试管中，塞上胶塞，并用注射器抽出试管内的空气，封好胶塞并加热。加热一段时间后，趁热取下胶塞，观察现象。 ①取下胶塞前的现象： ②取下胶塞后的现象： 小亮的猜想正确 【反思拓展】 （1）实验一将铜片放入试管中加热，目的是排除 的干扰。 （2）实验二用注射器抽出试管内空气的目的是 。 （3）证明黑色物质不是烟灰，你还可以采用的实验方法是 。 4．某化学课外小组的同学在实验室制取二氧化碳，将残留的废液收集在实验室的废液缸中。他们想知道废液中溶质的成分，请你共同参与探究并回答下列问题： [查阅资料]CaCl2溶液呈中性。 [提出问题]废液中的溶质是什么物质？ [作出猜想] (1)猜想一：废液中的溶质只有 CaCl2。 猜想二：废液中的溶质有 CaCl2和 （填化学式）。 [实验与结论] (2)①甲同学取少量 CaCl2溶液和废液分别加入到 2 支试管中，并向其中分别滴加无色酚酞溶液做对比实验，结果两试管中溶液均无色，于是甲同学认为猜想一是正确的。 ②你认为甲同学的实验 （填“能”或“不能”）证明猜想是正确的，理由是 。 ③如果要证明猜想二是正确的，你做对比实验时选择加入的试剂是 ，实验时装有废液的试管中可能观察到的现象是 。 [拓展与应用] (3)通过以上探究，你认为实验室的废液未经处理直接倒入下水道，可能造成的危害是 。 5．化学兴趣小组同学对双氧水的分解速率受外界条件的影响进行探究，其中CuO也可以作为双氧水分解的催化剂。 【提出问题】双氧水的分解速率受哪些外界条件的影响？ 【猜想与假设】双氧水的分解速率受催化剂种类、H2O2溶液的浓度、反应温度等因素的影响。 【设计并实验】按如图1组装装置。 【实验一】在一定温度下，按下表添加物质，然后打开分液漏斗活塞加入全部溶液，采集数据，得到如图2所示的装置内压强时间图像。 编号 抽滤瓶盛放物质 分液漏斗盛放溶液 ① 无任何试剂 20mL4%的H2O2 ② 0.2gMnO2粉末 20mL4%的H2O2 ③ 0.2gCuO粉末 20mL4%的H2O2 (1)为确保实验成功，加药品之前应进行的操作是 。 (2)从实验一得出的实验结论：其他条件相同时，催化效果更好的是 。 (3)在实验一中，三组实验最终产生的氧气质量应相等，理由是 。 【实验二】在一定温度下，按下表添加物质，然后打开分液漏斗活塞加入全部溶液，采集数据，得到如图3所示的装置内压强－时间图像。 编号 抽滤瓶盛放物质 分液漏斗盛放溶液 ① 0.2gCuO粉末 20mL2%的H2O2 ② 0.2gCuO粉末 20mL4%的H2O2 ③ xgCuO粉末 20mL6%的H2O2 (4)实验二的目的是 。 (5)编号③中x= 。 (6)根据图像分析，反应最快的一组实验编号是 。 【实验三】将抽滤瓶分别放入不同水温的水槽中，按下表添加物质，然后打开分液漏斗活塞加入全部溶液，采集数据，得到如图4所示的装置内压强－时间图像。 编号 抽滤瓶盛放物质 分液漏斗盛溶液 水温 ① 0.2gCuO粉末 20mL4%的H2O2 10℃ ② 0.2gCuO粉末 20mL4%的H2O2 20℃ ③ 0.2gCuO粉末 20mL4%的H2O2 40℃ (7)小明分析压强变化，得出结论：其他条件相同，温度越高，H2O2分解越快，小红认为仅凭压强不足以得出此结论，你认为小红的依据是 。 6．天然气作为燃料已进入千家万户，其主要成分是 (填化学式)。它在空气中完全燃烧生成CO2和H2O。如果它不完全燃烧会生成什么物质呢？某研究性学习小组对此展开探究。 【提出猜想】生成物中一定有 (填化学式)，可能有CO2和CO。 【实验探究】该小组同学将生成的混合气体，依次通过如图所示的装置，验证猜想。 【现象与结论】 (1)观察到A中 ，证明混合气体中含有CO2。 (2)观察到D中粉末由黑色变成 色，证明混合气中含有CO，D中反应的化学方程式为 。 【交流讨论】 (1)小武认为:从E装置中澄清石灰水变浑浊也能推断出混合气中有一氧化碳，那么B中NaOH溶液的作用是 。 (2)小文则提出:从环保的角度看，此装置有一个不足之处，你认为是 。 7．对测定空气中氧气含量的再认识。 【经典赏析】教材中介绍了拉瓦锡用定量的方法研究了空气的成分（实验装置如图 1）。 本实验中选择使用汞的优点有：①汞在加热的条件下，只和氧气反应 ②汞为液态，在汞槽中起到液封的作用，并能直接用来测定反应容器内压强的变化 ③生成的氧化汞分解又能得到汞和氧气，把得到的氧气 加到剩下的 4/5 的气体中，结果所得气体跟空气的性质完全一样。根据资料卡片，请再补充本实验使用汞 的 1 个优点： 。 【实验回顾】实验室常用红磷燃烧的方法测定空气中氧气的含量（装置如图 2），红磷燃烧的生成物为 ，化学兴趣小组用该方法测出的氧气含量常常远低于 21%。 【提出问题】该方法测出的氧气含量为什么常常远低于 21%？ 【进行猜想】（1）装置漏气；（2） ；（3） 。 【实验探究 1】在老师的指导下，小明修正了以上问题，分别用过量的红磷进行了 2 次该实验，用测氧气 浓度的传感器测得反应后装置内氧气浓度分别为 8.85%和 8.21%。 【实验探究 2】小明根据铁生锈的原理（铁能与空气中的氧气反应），探究用铁能否准确测定空气中氧气 的含量，于是进行了实验（装置如图 3），通过 7 天测得的数据计算空气中氧气的含量为 19.13%。 【交流反思】与用红磷燃烧的方法相比，用铁丝生锈的方法测定的主要优点是： ； 缺点是反应所需时间太长。 8．某实验小组利用如下图所示装置测量空气中氧气体积分数并取得成功。 【查阅资料】白磷的着火点 40℃;硫酸铜溶液能与白磷反应，从而化解白磷的毒性。 【提出问题】氧气体积约占空气总体积的多少? 【实验准备】锥形瓶内空气体积为 230mL，注射器中硫酸铜溶液的体 积为 50mL，该装置气密性良好。 【实验探究】装入药品，按图所示连接好仪器，夹紧弹簧夹。先将锥形 瓶底部放入热水中，白磷很快被引燃，然后将锥形瓶从热水中取出。 【现象分析】 （1）将锥形瓶底部放入热水中，白磷被引燃;足量的白磷在锥形瓶中未能全部燃烧，说明瓶内剩余气体 (填“支持”或“不支持”)燃烧。 （2）在整个实验过程中，可观察到气球的变化是 。 （3）待白磷熄灭、锥形瓶冷却到室温后，打开弹簧夹，还可观察到的现象:①注射器中的水 自动喷射出来，②当注射器中的水还剩约  4 mL  时停止下流。导致这些现象发生的原因是 ； 。 【得出结论】 。 【反思与评价】此装置与课本上的实验装置相比，有不少优点，请你写出一条: 。 （4）本实验装置 （填“要”或“不要”）进行气密性检查，如果需要，说出你的操 作方法： 。 9．某学习小组对实验室制取二氧化碳及二氧化碳的性质进行如下两个方面的探究。 （一）第一小组用下图一所示装置制取二氧化碳并测定生成二氧化碳的体积，实验开始时他们通过分液漏斗将20mL稀盐酸快速全部加入锥形瓶中并关闭活塞。并记录量筒中水的体积，数据如下表： 时间/min 1 2 3 4 5 6 量筒读数/ml 40 50 55 58 60 60 （1）写出图一甲中发生反应的化学方程式 。 （2）图一丙中量筒最好选 （选填：“50mL”或“100mL”或“150mL”）。 （3）图一乙中如果不加植物油会使测定结果 （选填：“偏大”或“偏小"）. （4）根据以上实验数据分析，最终生成二氧化碳的体积是 mL. （5）在图二中绘出0~6min内生成二氧化碳体积随时间变化的曲线。 （二）第二小组用下图装置验证二氧化碳有关性质。 实验步骤： ①连接好装置，向外拉动任一注射器的活塞，一段时间后松开手，活塞回到原处； ②注射器a中吸入20mL澄清石灰水，注射器b中吸入20mL盐酸，连接在如图位置，再从中间瓶口通入二氧化碳气体将瓶装满，最后塞上带压强传感器的橡胶塞； ③先后将两注射器中试剂快速全部推入三颈烧瓶中，并保持注射器活塞在注射器底部，振荡三颈烧瓶，压强传感器测得三颈烧瓶中压强变化如图四。 （1）实验步骤中第①步的目的是 。 （2）在第②步中如何检验三颈烧瓶中已充满二氧化碳气体 。 （3）在第③步中最先推入三颈烧瓶的试剂是 ，这时三颈烧瓶中发生反应的化学方程式是 。 （4）在第③步中第二次推入试剂后三颈烧瓶中出现的现象是 ，这时三颈烧瓶中压强变化对应于图四中的哪一段 。 10．901班张欣化学兴趣探究小组的同学在实验室整理化学药品时，发现一瓶金属铬。为了探究铬与常见金属铝、铜的金属活动性，他们利用金属活动顺序表和相关实验进行了如下探究活动。 【查阅资料】铬（Cr）是银白色金属，在空气中表面能形成致密的氧化膜。铬在化合物中显+2价。 【提出猜想】猜想1：Al＞Cr＞Cu；猜想2：Cr＞Al＞Cu；猜想3： 。 【实验药品】铬片、铜片、铝片、20%的稀硫酸。 【实验过程】 ①取形状、大小相同的Cr、Cu、Al三种金属薄片，用砂纸打磨光亮。 ②将Cr、Cu、Al三种金属片分别放入三支试管中，再分别加入等体积20%的稀硫酸。 【实验现象】 金属 Cr Cu Al 实验现象 铬片表面产生气泡缓慢 铜表面无明显变化 铝表面产生气泡较快 【实验结论】猜想 成立。 【问题与反思】 （1）实验前，要将金属用砂纸打磨，其目的是 。三个实验均使用等体积、等浓度的稀硫酸，其目的是 。由上述实验可知：铬能与硫酸溶液发生反应，化学方程式为： 。 （2）小静提出，选用铝片、CrSO4溶液，要探究出铝、铬、铜的金属活动性，还需要补充一种药品，该药品是 。 写出探究过程中发生反应的化学方程式， 。 11．甲、乙两位同学在学习甲烷的性质时，发现甲烷与氢气和一氧化碳在性质上有很多相似之处，如密度比空气小，难溶于水，具有可燃性等。但H2和CO都具有还原性，那么甲烷有没有还原性呢？为了验证甲烷是否具有还原性，乙同学设计以下实验装置并进行实验探究： [实验装置]    [查阅资料]白色无水CuSO4遇水变蓝，有吸水性。 [实验步骤]（假设药品都是足量的，氢氧化钠溶液的作用是防止空气中的CO2进入装置C） ①分别称量装置A、B、C的质量；②向玻璃管中装入CuO；③先通一段时间的CH4，再加热装置A，使其充分反应；④停止加热，继续通入CH4至玻璃管冷却到室温；⑤再次分别称量装置A、B、C的质量。 先通一段时间的CH4，再加热装置A的目的是 。甲同学认为还缺少一个步骤，缺少的步骤是 。 [进行实验]乙同学按照正确的步骤进行实验，并记录了实验现象和数据 装置A中的黑色粉末变红；装置B中白色粉末变蓝；装置C中石灰水变浑浊；称量数据如下表所示 装置A中玻璃管（含药品）的质量 装置B的质量 装置C的质量 反应前 150g 156.6g 256.8g 反应后 147.2g 158.4g 257.9g [现象分析与数据处理] 根据装置ABC中的现象可推知，CH4与CuO充分反应后的产物依次是 、 、 。 [实验结论] （1）CH4 （填“有”或“没有”）还原性。 （2）根据实验数据，甲同学提出甲烷与氧化铜反应的产物中还有一氧化碳，生成一氧化碳的质量为 克。 （3）装置A中发生反应的化学方程式为 。 12．长途运输鱼苗时，人们常在水中加入少量过氧化钙(CaO2)固体。甲、乙两位同学发现往水中投入过氧化钙时产生气泡。 提出问题：当把过氧化钙投入足量水中时，最终会生成什么物质呢？ 进行猜想：甲同学认为生成氧化钙和氧气； 乙同学认为生成氢氧化钙和氧气。 （1）你认为 同学的猜想是错误的，其理由是 ； （2）请你设计一个实验方案来验证另一个同学的猜想是正确的，并填入下表中： 实验步骤及操作方法 预期的实验现象 实验结论 ①取少量过氧化钙放入试管中， 加足量的水， 有氧气生成 ②向步骤1得到的溶液中通入CO2 溶液变浑浊 （3）运鱼苗时，在水中加入少量过氧化钙的目的是 。 13．实验加试中同学发现：向澄清石灰水中吹入，产生白色沉淀，再不断吹入，沉淀全部溶解。同学们对白色沉淀溶解的生成物展开如下探究： 活动一：探究白色沉淀溶解的生成物是什么？ 【查阅资料】碳酸钙、水和二氧化碳反应可生成碳酸氢钙。请完成资料里所涉及的化学方程式 。 活动二：探究碳酸氢钙具有哪些化学性质？ 请你就碳酸氢钙可能具有的化学性质提出两个猜想并设计实验加以验证。可供使用的试剂和仪器为：溶液、溶液、澄清石灰水、稀盐酸、NaOH溶液、试管、烧杯、导管、玻璃棒。 序号 猜想 操作步骤 可能观察到的现象 一 二 14．自然界并不缺少“镁”，缺少是发现镁的眼睛。某化学兴趣小组开启寻镁之旅，现邀请你参与并完成相关内容。 (1)第一站：初识金属镁。 金属镁的物理性质 (写一条)。 (2)第二站：再遇金属镁。 将打磨过的镁条放入食醋(醋酸溶液)中，反应现象是： 。 (3)第三站：制备金属镁。工业上用电解氧化镁的方法生产镁，其原理：氧化镁镁+氧气，该反应类型为 。 (4)第四站：再探金属镁。 【提出问题】镁能否与二氧化碳反应? 实验操作 实验现象 实验结论 将镁条在空气中点燃后再放入充满二氧化碳的集气瓶中 镁条剧烈燃烧发出白光，放热，产生一种白色固体和黑色固体 思考：能否用镁条代替红磷测空气中氧气含量?请说明原因 。 写出镁条与二氧化碳反应的化学方程式 。 15．酒精灯是实验室中常用的加热仪器，某小组同学对酒精灯火焰温度进行如下探究。 （Ⅰ）定性研究：甲同学取一根火柴梗，拿住一端迅速平放入酒精灯火焰中，l～2 s后取出，观察到位于外焰的部分明显碳化。 (1)酒精燃烧是 （填“物理变化”、“化学变化”）。 (2)由上述现象得出结论：外焰温度最高，你认为原因是 。 （Ⅱ）定量研究：乙和丙同学在老师指导下，分别利用高温传感器测得酒精灯各层火焰平均温度如表。 火焰层 平均温度/C。 乙 丙 焰心 432 598 内焰 666 783 外焰 520 667 (3)由上表得出结论： (填“焰心”、“内焰”或“外焰”)温度最高。 (4)结合定量研究结论，下列图示中加热方法(试管夹未画出)最合理的是 (填字母序号)。    （Ⅲ）交流反思：不仅酒精灯的各层火焰温度不同，而且相同火焰层温度也有差异。 (5)造成乙、丙两同学所测相同火焰层温度差异的原因可能是(写出两点即可) ① ，② 。 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 $$