2024年中考化学三轮复习专题特训：科学探究题

2024年中考化学三轮复习专题特训：科学探究题 1．实验中学小春和小玲同学在张老师的指导下，对呼吸作用是否产生CO2气体进行探究。请你一同参与： 【提出问题】人呼出的气体中是否含有CO2气体？ 【设计方案并实验】小春：在试管中加入2mL蒸馏水，用玻璃导管向其中吹气，未发现明显现象。小玲：在试管中加入2mL澄清石灰水，用玻璃导管向其中吹气，溶液变浑浊。 【解释与结论】小玲的实验结果证实了人呼出的气体中含有CO2气体。其方案中的实验原理用化学反应方程式表示为 。 【评价与反思】小春的实验若继续进行，也能得到与小玲同样的结论。请你帮助设计后续方案；实验操作 ；实验现象 。 2．某化学小组对教材中“燃烧的条件”的探究实验进行了两种创新设计。 方案一：【实验装置】实验装置如图一所示。 【实验材料】大烧杯、注射器、三只玻璃瓶、导管、80℃热水等 【实验步骤】 （1）在 1 号玻璃瓶中加少量红磷，2 号玻璃瓶中加少量白磷，3 号玻璃瓶中加少量白磷并注入适量的水。把三个玻璃瓶同时放进盛有 80℃热水的大烧杯中。观察发现 。 （2）用注射器向2号瓶中注入适量的水，目的是 。 （3）用注射器把 3 号瓶中水抽出，发现 3 号瓶中的白磷燃烧起来，并产生大量白烟。请写出白磷燃烧的化学方程式 。 （4）把注射器内从 3 号玻璃瓶中抽出来的水再次注入到 3 号玻璃瓶中。 【讨论分析】对比 1、2 号两瓶现象可知， 。对比 两瓶中的现象可知，可燃物燃烧需要与氧气接触。 方案二： 【查阅资料】红磷和白磷燃烧产生的白烟对人体有害；氢氧化钠（NaOH）溶液能和产生的白烟发生化学反应将白烟吸收；氢氧化钠溶液能使无色酚酞试液变红。 【实验装置】实验装置如图二所示。 【反思评价】 （5）写出供氧装置中制取氧气的化学反应方程式 。 （6）方案二中尾气处理装置的作用是 。 3．牙膏是一种日用必需品。某研究性学习小组对某一品牌牙膏中所含摩擦剂的成分进行了如下探究。 [查阅资料] （1）牙膏常用氢氧化铝、碳酸钙、二氧化硅等物质作摩擦剂，牙膏中其它成分遇到盐酸时无气体生成；SiO2不溶于水也不与盐酸反应。 （2）氢氧化铝是两性氢氧化物，在常温下它既能与强酸，又能与强碱反应。如与氢氧化钠可发生如下反应：Al（OH）3+NaOH＝NaAlO2+2H2O．（NaAlO2溶于水） [提出问题]该品牌牙膏的酸碱性如何？其中含有什么摩擦剂？ [实验与猜想] （1）取少量牙膏膏体于小烧杯中，加入10毫升蒸馏水，充分搅拌，静置一段时间，分离上层清液和沉淀，待用； （2）用pH试纸测定所得溶液的pH大于7，正确的操作方法是 。 （3）取少量沉淀物加入过量的稀盐酸，沉淀物全部溶解并有大量气泡产生，同时得到澄清溶液A，则该品牌牙膏中一定含有碳酸钙，一定不含有 。 （4）进行猜想：摩擦剂成分可能是a。只含碳酸钙   b． 。 [设计实验] 实验步骤 实验现象 解释与结论 取澄清溶液A逐滴滴入一定量氢氧化钠溶液 开始无明显现象，后产生白色沉淀 原因是1． ，2． 。（用化学方程式表示） 继续滴入氢氧化钠溶液直至过量 摩擦剂中还含有 [实验结论]该品牌牙膏所含摩擦剂的成分猜想b正确。 4．某研究性学习小组学习了工业“侯氏制碱法”的原理后，知道如下反应：NaCl＋NH3＋CO2＋H2O＝NaHCO3↓＋NH4Cl 【提出问题】能否在实验室模拟“侯氏制碱法”中制取NaHCO3的过程呢？ 【实验验证】如图是该学习小组进行模拟实验时所用到的部分主要装置。已知浓氨水遇生石灰会产生大量的NH3。    （1）检验A装置气密性的方法是： （2）D是连接在装置A与装置C之间的气体净化装置，进气口是 （填a或b），D的作用是除去HCl气体,反应的化学方程式为 （3）实验时先向饱和NaCl溶液中通入较多的NH3(溶液显碱性)，再通入足量的CO2，其原因是 。(填写序号) ① 使CO2更易被吸收 ② NH3比CO2更易制取 ③ CO2的密度比NH3大 （4）用 的方法将生成的NaHCO3晶体从混合物中分离出来。 【得出结论】利用“侯氏制碱法”在实验室可以制取NaHCO3 5．根据化学教材中“寻找新的催化剂”研究性实验，某化学课外兴趣小组的同学们想到月饼等食品包装中的除氧剂是一种黑色粉末状的固体，失效后带有红褐色，同学们通过咨询老师得知红褐色粉末是氧化铁（Fe2O3），于是展开了探究： 【提出问题】氧化铁能否作过氧化氢溶液分解的催化剂？如果能，其催化效果与二氧化锰比较，哪个更好？ 【实验探究】 实验步骤 实验现象 Ⅰ、分别量取5mL5%过氧化氢溶液放入A、B两支试管中，向试管A中加入0.5g氧化铁粉末，并分别在A、B两支试管中插入带火星的木条，观察现象 A中有气泡产生，B中无明显现象 Ⅱ、A中不再产生气泡时继续加入过氧化氢溶液并插入带火星的木条 Ⅲ、将实验Ⅱ中的剩余物进行过滤，并将所得滤渣进行洗涤、干燥、称质量，所得固体质量仍为0.5g Ⅳ、分别量取5mL5%过氧化氢溶液放入C、D两支试管中，向C试管中加入0.5g氧化铁粉末，向D试管中加入 g二氧化锰粉末，观察现象 D中产生气泡速率比C快 【实验结论】 。 写出氧化铁催化过氧化氢分解并在括号内注明反应类型： ( ) 6．M是生活中常见的金属，MSO4溶液是无色液体，某校九（7）班化学兴趣小组的同学欲探究M与铜、铝的活动性顺序，请你和他们一起进行以下探究活动。 【提出问题】 M、铜、铝的金属活动性顺序是怎样的？ （1）【猜想与假设】小峰同学的猜想是Al＞Cu＞M；小汐同学的猜想是Al＞M＞Cu；你的猜想是 ； 【实验一】小昕同学取长短、粗细相同M丝、铜丝、铝丝和编号为①、②、③的3支试管，进行如表的实验（试管中均盛有体积相同、浓度也相同的稀盐酸）： 实验操作 M丝插入试管①中 铜丝插入试管②中 铝丝插入试管③中 刚开始的现象 有少量气泡产生 无气泡 无气泡 几分钟后的现象 有少量气泡产生 无气泡 有大量气泡产生 （2）【实验结论】 同学的猜想正确， 【交流与表达】同学们对上述实验中试管③刚开始无气泡现象进行了讨论，原因是 ； （3）【实验二】同学们取粗细相同，打磨干净的M丝铝丝及相关溶液，又进行了如图所示的实验： ①试管乙中观察到的现象是 ， ②试管丙中反应的化学方程式为 ； （4）【交流与表达】同学们经讨论后认为该实验可以优化，去掉试管 （填试管编号）中的实验，也可以得出正确的结论； （5）【解释与结论】通过以上实验，同学们得出了三种金属的活动性顺序． 【评价与反思】 ①实验一的对比实验必须控制好变量。影响金属与酸反应速率快慢的因素，除了相互反应的金属和酸的性质外，还有 （任写一种）， ②金属与酸、金属与金属化合物溶液的反应是判断金属活动性顺序的重要方法。 7．某化学兴趣小组的同学对空气中氧气的含量进行探究。 【提出问题】空气中氧气的含量是多少？ 【查阅资料】①红磷和白磷都能在空气中燃烧都生成五氧化二磷，但红磷燃烧所需的最低温度为240℃，白磷为40℃； ②生石灰能与水反应放出大量的热，能煮熟鸡蛋。 【设计方案】兴趣小组的同学将一个具有刻度和可滑动活塞的玻璃管（其中有空气和白磷）放在装有生石灰的烧杯上方进行实验（如图所示）。    【进行实验】 (1)①检查图中玻璃管的 。 ②装好药品后的操作是向烧杯中加入适量的水，该操作的作用是 。 【记录现象】 (2)实验过程中，活塞最终将停在刻度线 处。 【实验结论】氧气约占空气总体积的。 【拓展与应用】 (3)该反应是 。 (4)实验结束后，玻璃管内剩余的气体主要是 。 (5) （填“能”或“否”）用铁代替白磷测定空气中氧气的体积含量？理由是 。 8．某化学兴趣小组利用下列实验来探究 CO2气体的制取和性质。 Ⅰ．实验室制取CO2气体。    ①仪器a的名称是 。 ②用于实验室制取CO2的发生装置是 （填编号），收集CO2应与E 的 处连接（选填“m”或“n”）。 ③利用C装置制取气体时，反应未停止前关闭止水夹，可观察到的现象是 。 ④D装置作气体发生装置的适用范围是 ；与B装置相比，利用D装置制取气体的优点是 。 ⑤用块状的石灰石与过量稀盐酸反应制取CO2，若参加反应的石灰石的纯度80%，质量为125g，则反应生成 CO2 的物质的量为 mol（根据化学方程式列式计算）； Ⅱ．探究CO2的性质。实验步骤如下： 步骤 1：如图1所示装置的气密性良好（图中 a 处连接气体压力传感器），甲、乙、丙三个烧瓶的容积均为250mL，分别收集满CO2，三个注射器内各装有85mL液体。 步骤 2：三位同学同时迅速将注射器内液体全部注入各自烧瓶中，关闭活塞；一段时间后，同时振荡烧瓶。 步骤 3：利用“数字化实验”测定烧瓶内的气压变化，得到如图2所示的烧瓶内压强与时间的关系曲线图，曲线 1、2、3分别表示甲、乙、丙三个烧瓶内的气压变化。      ①实验过程中，观察到烧瓶乙中有白色沉淀生成，该反应的化学方程式 。 ②图 2中AB段气压快速增大的原因是 ； 曲线1中导致CD段气压快速变小的操作是 。 ③对比曲线 1 与曲线3，能得出的结论是 （填序号）。 a CO2能溶于水 b CO2能与水发生反应 c CO2能与NaOH溶液发生反应 ④对比曲线2与曲线3，造成气压变化差异大的主要原因是 。 9．化学小组的同学们在实验室进行了如图所示实验。    【实验记录】 实验一的现象为 ； 实验二发生反应的化学方程式为 ； 同学们充分振荡试管后过滤，并将两支试管中滤液均倒入同一废液缸中，未观察到明显现象。 【探究实验】甲同学取废液少许于试管中，滴加紫色石蕊溶液，观察到溶液由紫色变成蓝色，得出结论废液中一定没有 (填离子符号)。 【提出问题】废液中含有哪几种离子？ 【猜想与假设】 甲：一定含有Na+、Cl- 乙：可能含有OH-、 丙：可能含有、 同学们经过分析得出 的猜想不正确，原因是 ； 乙同学也取废液少许于试管中，加入过量稀盐酸，依据明显的实验现象得废液中还有，则乙同学的实验过程与下列图像 (填字母)相符。    丙同学取乙同学实验后的溶液，滴加BaCl2溶液，无明显现象。于是确定了废液中的离子成分为 (填离子符号)。 【归纳与总结】在鉴别溶液中离子成分时，如果选择的试剂与两种离子都反应，并且 ，则所选的试剂必须过量。 10．如图是化学兴趣小组测定空气中氧气含量的改进实验。(已知：铜丝导热性好、白磷在40℃时即燃烧，其燃烧现象与产物与红磷一致) 【实验步骤】 (1)测量试管的容积。(2)检查装置气密性(3)将足量白磷置于试管底部，将注射器活塞调整到合适位置，粗铜丝连接好仪器。(4)用弹簧夹夹紧胶皮管，加热粗铜丝，观察现象。(5)燃烧结束后，打开弹簧夹，观察注射器活塞的移动情况。 【反思交流】 (1)该装置气密性检查的方法是 。 (2)经测量试管容积为40mL，实验结束后注射器活塞至少应移动到 mL。 (3)加热粗铜丝一段时间看到试管内的现象是 。 (4)该装置相对于课本实验的优点是 。 11．在今年化学实验操作考试“探究纯碱的性质”中，同学们做了如图所示的四组实验，并将A、B、C、D四支试管中的废液全部倒入一个干净的大烧杯中。考试结束后，某兴趣小组发现大烧杯底部有沉淀，上层溶液呈红色。 为了探究上层溶液的成分，进行了以下实验。 【提出问题】大烧杯中的上层溶液中除了含有水和酚酞外，还含有哪些离子？（假设难溶物质、水和酚酞均不会解离出离子） 【猜想假设】小明认为上层溶液中一定含有Na+、CO32﹣、H+、Cl﹣、Ba2+、Ca2+、OH﹣七种离子，你认为上层溶液中含有的离子最多可能有 种。 【分析讨论】小红认为上层溶液中一定不含有H+，因为上层溶液呈红色。小李取一定量的上层溶液于试管中，滴加几滴稀盐酸，发现无气泡产生，认为上层溶液中一定不含有CO32﹣，小红认为他的结论不正确，原因是 。 【设计实验】为进一步确定上层溶液中是否含有CO32﹣，请你和小红一起参与下列探究： 实验操作 实验现象 实验结论 取大烧杯中上层溶液少许于一支试管中，滴加过量的BaCl2溶液，静置 试管中的上层溶液仍是红色 大烧杯中上层溶液中一定含有CO32﹣，发生的化学反应方程式为   ； 同时还能得出大烧杯中的上层溶液中一定含有阴离子是 （填离子符号） 【实验结论】大烧杯中的上层溶液中一定含有的离子是 （填离子符号）。 12．下图是制取二氧化碳并进行有关物质的性质实验的装置。请根据要求回答有关问题。 查阅资料可知：氢氧化钠可以吸收二氧化碳，反应的方程式为：CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O （1）写出下列装置中的化学方程式：装置A： ，装置G （2）实验过程中装置B中的现象是 装置F的作用是 （3）将A中的稀盐酸不断滴入大理石后，应先点燃 （选填D或G处）的酒精灯。 （4）充分反应前后G装置的质量分别表示于右下表中，则样品中氧化铁的的质量为 g G 反应前（g） 57.8 反应后（g） 55.4 （5）该装置有一处明显的不足，请你给出改进的具体措施 13．某学习小组同学对碱的化学性质进行了如下探究实验。    Ⅰ．探究碱的化学性质 (1)实验甲，当观察到溶液恰好由红色变为无色，即刻停止滴加稀盐酸。实验乙，观察到试管内有白色沉淀产生，发生反应的化学方程式为 。 (2)实验丙，观察到的现象是气球变大，有同学认为该现象不足以证明二氧化碳与氢氧化钠发生了反应，他提出：可以向混合后的溶液中加入 ，若产生气泡，证明二氧化碳与氢氧化钠确实发生了反应。 Ⅱ．探究废液成分 (3)实验结束后，同学们将甲、乙、丙三个实验的废液倒入同一个干净的废液缸中，最终看到废液浑浊并呈红色，由此产生疑问。废液呈红色，说明废液显 性(填“酸”“碱”或“中”)。废液变浑浊，是因为倾倒前乙中的溶液含有 。 【拓展问题】使废液变成红色的物质的成分是什么？ 【作出猜想】 猜想一：只有Na2CO3； 猜想二：只有NaOH； 猜想三：NaOH和Ca(OH)2； 猜想四：NaOH和Na2CO3； (4)你认为以上猜想中，不合理的是猜想 。 【查阅资料】BaCl2溶液呈中性。 【实验探究】 (5) 实验操作 实验现象 实验结论 取少量废液缸中的上层红色清液于试管中，加入过量BaCl2溶液，静置 猜想四成立 【拓展延伸】 (6)废液缸中的废液里所含有的阴离子是 (填写离子符号)。小组同学在老师的指导下对废液进行无害化处理，避免了污染环境。 14．探究影响水样净化效果的因素。 净水过程中常用到絮凝剂，是因为絮凝剂溶溶于水后能够吸附水中悬浮物井发生沉降，从而达到净水目的。兴趣小组同学在老师指导下开展探究实验。 I.配制絮凝剂溶液 (1)用100mL水和5%硫酸酸铁进行配制。用量筒量取100mL水时，如果俯视读数。实际量取水的体积 100mL(填“大于”“小于”或“等于”)。 Ⅱ.探究用絮凝剂净水时影响净化效果的因素。 取水样，向其中加入絮凝剂溶液，搅拌，测定不同时间水样静置后的浊度，并计算浊度去处率(浊度去除率越高代表净化效果越好)。实验记录如表： 实验序号 水样的体积/mL 加入絮凝剂溶液的体积/mL 静置时间/min 浊度去除率% ① 200 0 20 12.48 ② 200 0.3 20 84.60 ③ 200 0.4 10 70.85 ④ 200 0.4 20 86.02 (2)上述方案主要采用了对照实验，分析对照实验数据可以帮助我们获得结论。 a.对照①②，可以获得的结论是 。或对照 (填实验序号)也可以获得相同的结论。 b.对照③④，可以获得的结论是 。 c.除上述外，对照 (填实验序号)还可以获得的结论是 。 (3)小明猜想，硫酸铁絮凝剂对水样的浊度去除率与温度有关，为证明其猜想，你的实验方案是 。通过比较(或观察) 来获得实验结论。 15．过滤和蒸发是化学实验中分离混合物的常用方法。过滤是将难溶性固体与液体分离的一种实验操作，蒸发是将可溶性固体与液体分离的一种实验操作。在实验室制取氧气中用过滤方法回收二氧化锰，是因为二氧化锰不溶于水。化学兴趣小组在制备实验所需氧气时，进行了如下探究活动。 探究一、制备实验所需氧气 部分实验步骤： I、连接发生装置，检查装置气密性。 II、称取 3.0g 氯酸钾和 1.0g 二氧化锰，混匀置于试管中。 III、充分加热后，用排水法收集到实验所需氧气。 IV、将导管从水槽中移出，停止加热，待试管中剩余固体完全冷却。 请回答下列问题： (1)可用排水法收集氧气，原因是 。 (2)写出加热氯酸钾和二氧化锰制取氧气 。 探究二、探究剩余固体成分 将探究一试管剩余固体进行如下图所示实验。    (3)称量固体 B 的质量为 1.0g，则固体 B 的成分为 ，将其分成两等份。 (4)把其中一份固体 B 装入试管中，加入一定量的过氧化氢溶液，产生大量气泡，说明该物质 。将固体 A 装入试管中，加入另一份固体 B，混匀后加热，在试管口处放一带火星的木条，木条复燃。 (5)根据上述实验过程，得出剩余固体的成分是 。 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 $$