2024年中考化学重点专题提分训练：科学探究题

2024年中考化学重点专题提分训练：科学探究题 1．氢化钙（CaH2）是一种储氢材料，是登山运动员常用的能源提供剂。甲、乙两位同学选用如下装置，用氢气与金属钙加热制备氢化钙。实验结束后，两位同学对硬质玻璃管中的固体进行如下探究： 【提出问题】硬质玻璃管中的Ca是否完全转化为CaH2? 【查阅资料】 ①金属钙活动性很强，遇水反应生成氢氧化钙，同时产生一种气体； ②氢化钙要密封保存，遇水反应放出氢气。 【猜想与实验】 1.固体为Ca和CaH2。 2.固体为CaH2。 （1）甲同学的探究活动如下： 实验操作 实验现象 实验结论及解释 ① 取少量硬质玻璃管中的固体于试管中，滴入少量的水，收集产生的气体，并用燃着的木条点燃 有氢气生成 ② 继续向溶液中滴加酚酞 呈红色 生成 （填化学式） 甲同学的结论：猜想1正确，固体为Ca和CaH2。 【实验反思】 乙同学认为由以上探究活动还不能得出猜想1正确，理由是 。请你帮助乙设计实验，写出主要的实验步骤、现象和相应的结论： 。 【反思讨论】 （1）写出CaH2与水反应的化学方程式 。 （2）登山运动员常用氢化钙固体作能源提供剂，与氢气相比，其优点是 。 （3）制备CaH2装置中，玻璃管a的作用是 。 2．某研究性小组对碳与水蒸气反应后生成的气体（水煤气）成分进行探究。 【提出问题】水煤气的成分是什么？ 【查阅资料】①碳与水蒸气高温生成一氧化碳和氢气。 ②一氧化碳与水蒸气高温生成二氧化碳和氢气。 ③生石灰既能吸水（干燥作用），也能吸收二氧化碳气体。 【提出猜想】猜想I：和CO         猜想II：和        猜想III： 。 【实验探究】设计的探究实验装置如下图：    实验步骤 主要现象 结论 打开止水夹，先通入一段时间N2 / / 停止通N2。通入水蒸气。点燃A、D酒精喷灯，实验一定时间 B中石灰水出现浑浊 ①说明气体中有 气体 ②D中固体 及F中石灰水出现浑浊 说明气体中有CO气体 【结论与反思】 （1）通过上述实验现象及结论，可以得出猜想 成立。 （2）在实验步骤中，先通的目的是： 以免实验中发生爆炸及影响实验结论。 （3）写出B装置中发生反应的化学方程式 。 （4）E是一个安全装置（安全瓶），从安全考虑在A、B、C、D中的 （填字母）两个装置之间应再加入一个E装置。 （5）甲同学提出，这套装置中除上述提出少一个安全瓶外，还有明显的不足之处。请你认真分析指出该装置不足的原因及改进措施 。 3．同学们对身边的空气质量开启了项目型学习的探究之旅。 任务一：查阅空气质量日报 空气质量指数（简称AQI）是定量描述空气质量状况的指数，其范围和对应的空气质量级别分别是0~50（优）、51~100（良）、101~200（轻度污染）、201~300（中度污染）和大于300（严重污染）。某日贵阳市空气质量数据如下表： AQI PM2.5 μg/m PM₁₀ μg/m 一氧化碳 μg/m 二氧化氮μg/m 二氧化硫μg/m 臭氧μg/m 48 9 30 4 7 2 2 (1)该日贵阳市空气质量属于国家空气质量标准的 级，首要污染物是 。 任务二：探究沙尘对空气中氧气体积分数的影响 【资料收集】 ①发热贴发热原理：铁粉与氧气反应生锈，放热，其中辅助成分不与氧气反应。 ②铁锈为红色固体且不能被磁铁吸引。 【装置设计】同学们将课堂实验（图1）重新设计（图2），利用生活中常见的发热贴欲测定沙尘天气中空气中的氧气含量。    【进行实验】 (2)用集气瓶（有效容积为500mL）取空气样品，塞紧胶塞，观察到温度计的示数明显增大；待冷却到室温，打开弹簧夹，观察到量筒内水面下降了90mL，由此可知该空气样品中氧气的体积分数约为 。 【得出结论】 (3)沙尘会导致空气中氧气的体积分数减少，请猜测其可能的原因是 。 【表达与交流】 (4)生活中，减少沙尘天气出现可采用 措施。 【反思评价】 (5)该反应的基本反应类型是 反应。与图1相比，图2的优点 。 (6)为证明图2中发热贴与氧气发生了反应，可在反应后进行的简单实验操作是 。 (7)结合图1和图2，在测定空气中氧气体积分数的实验中，选择反应物的依据是 。 4．某固体可能含有FeCl3、CaCO3、Na2CO3、NaOH中的一种或几种。某化学兴趣小组为探究其成分做了如下实验： (1) 步骤 现象 结论 取少量固体于烧杯中逐渐加水并不断搅拌 固体全部溶解，得到无色溶液A 固体一定没有 。 取少量溶液A于试管中，滴加过量的稀盐酸 。 固体一定含有Na2CO3 (2)为验证该固体中还未确定的物质是否存在，应采取的实验方案是 。（写出实验操作、现象及结论） 5．同学们在学习碱的化学性质时，进行的实验，如图所示： (1)实验甲中出现 现象证明酸和碱发生了反应。 (2)实验乙中注入氢氧化钠溶液，振荡后出现瘪气球胀大的现象，来证明氢氧化钠与二氧化碳反应。反思后认为该实验结论的得出不够严谨，依然利用该装置要得到严谨的结论，需要补做的实验是 。 (3)若实验结束后，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，同学们还对废液成分进行探究。 【分析】①一定含有的物质：指示剂、水和 。 ②还一定含有能使废液呈碱性的物质。 【问题】能使废液呈碱性的物质是什么？ 【假设】①只有氢氧化钠          ②只有碳酸钠       ③只有氢氧化钙      ④是氢氧化钠和氢氧化钙 【讨论】还有一种“假设⑤”为： 。 【实验】查阅资料：氯化钙溶液呈中性。通过如下实验验证假设①~⑤。 实验内容 现象 结论 取少量废液缸中上层清液于试管中，加入过量的氯化钙溶液 无明显现象 。 (4)若实验结束后，将甲、乙、丙三个实验的废液倒入另一干净的废液缸中，看到废液澄清并为无色。则废液中一定含有的物质：指示剂、水和 。 6．物质发生化学变化的前后，总质量是否发生改变?化学兴趣小组的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。 【查阅资料】（1）铁和硫酸铜溶液反应生成硫酸亚铁溶液和铜 （2）碳酸钠与稀盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳气体． 【设计并进行实验】 小明设计的实验装置和选用药品如A所示，小江设计的实验装置和选用药品如B所示，她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（反应前称好总质量后，砝码和游码都不动）。    ①他们主要观察这两个实验中天平是否平衡。 小明的实验：铁钉表面有红色物质出现，天平 （填平衡/不平衡）。 小江的实验：烧杯中产生大量气泡，天平指针向 偏（填左/右）。 【得出结论】 小明认为：在化学反应中，生成物的总质量与反应物的总质量相等； 小江认为：在化学反应中，生成物总质量与反应物总质量不相等。 ②你认为 的结论正确，导致另一个实验结论错误的原因是： 。 【反思与评价】比较两个同学的实验设计，若小江同学使用的试剂不变，应改进的是： ；由此，你得到的启示是：探究或验证反应物与生成物的质量关系时，若要用到有气体参加或有气体生成的反应，反应必须在 的容器中进行。 7．某兴趣小组活动中，同学们按图1装置对“可燃物燃烧的条件”进行探究。探究过程中，大家对磷燃烧生成的大量白烟是否危害人体健康提出疑问。 【查阅资料】白磷的着火点是40℃，红磷的着火点是240℃，燃烧产物五氧化二磷是白色固体，会刺激人体呼吸道，五氧化二磷能与空气中水蒸气反应，生成有毒的偏磷酸（HPO3），该反应的化学方程式为 。 【交流与讨论】白烟对人体健康有害，该实验装置必须改进。 【改进与实验】同学们按改进后的图2装置进行实验。请你帮助他们将下表补充完整。 现象 解释 ①a试管中的白磷燃烧 ②烧杯中的白磷、b试管中的红磷没有燃烧 烧杯中的白磷、b试管中的红磷没有燃烧的原因分别是：① ；② 。 【反思与评价】 （1）改进后的图2装置与图1装置比较，优点是 。 （2）小林同学指出图2装置仍有不足之处，并设计了图3装置，其中气球的作用是 ，欲使图3装置中的红磷着火，可将试管从水中取出并 后对试管加热。 8．钠是一种活泼的金属,常温下能与氧气、水等物质发生反应。钠与水反应的化学方程式为2Na+2H2O=2NaOH+H2↑。在实验室,某同学先取一定量的硫酸铜溶液于烧杯中,再取一小块钠投入硫酸铜溶液中,充分反应后过滤,得到滤液和蓝色滤渣,并对滤液成分进行探究。 【提出问题】滤液中溶质的成分是什么? 【查阅资料】硫酸钠溶液呈中性。 【猜想假设】猜想一:Na2SO4； 猜想二:Na2SO4和NaOH；猜想三: ；猜想四:Na2SO4、CuSO4和NaOH。 分析:小明认为猜想 不合理,理由是 (用化学方程式表示)。 【实验与验证】 实验 实验操作 实验现象 实验结论 实验一 取少量滤液于试管中,仔细观察现象 滤液为无色 猜想 不成立 实验二 向实验一所取滤液中滴入酚酞试液 猜想二不成立 实验三 常温下,再取少量滤液,测溶液酸碱度 pH=7 猜想 成立 9．某化学兴趣小组对某品牌牙膏中摩擦剂的成分及其含量进行如下探究： 查阅资料，获得如下信息： 1.该牙膏摩擦剂由碳酸钙、氢氧化铝组成；牙膏中其余成分遇到盐酸无气体生成。 2.氢氧化铝性质：白色固体、难溶于水也难溶于氨水，存在如下反应：Al（OH）3+NaOH=NaAlO2+2H2O；NaAlO2溶液与过量二氧化碳发生如下反应：NaAlO2+CO2+2H2O=NaHCO3+Al（OH）3↓。 探究Ⅰ：验证该品牌牙膏摩擦剂中含有氢氧化铝部分实验过程如图： （1）步骤②中，加入的试剂A是 ，目的是 。 （2）步骤③中，往滤液Ⅱ先通入过量二氧化碳，再加入过量稀盐酸，先后观察到的现象为 。 探究Ⅱ：测定该品牌牙膏摩擦剂中碳酸钙的含量 利用如图所示装置（图中夹持仪器略去）进行实验，充分反应后，测定C中生成的沉淀质量，以确定样品中碳酸钙的质量分数。 （3）A装置的目的是 。 （4）B装置中加入酸碱指示剂的目的是 ，写出该装置中发生反应的其中一个化学方程式 。 （5）实验过程中需持续缓缓通入空气，其作用除了可搅拌B、C中的反应物外，还有： 。 （6）实验中准确称取16.00g样品三份，分别进行三次测定，测得C中沉淀的平均质量为4.00g。则样品中碳酸钙的质量分数为 。 （7）有人认为不必测定C中生成的沉淀质量，根据质量守恒定律，只要测定装置C在吸收气体前后的质量差，同样可以测定碳酸钙的质量分数。你认为该观点是否正确？ ，理由是： 。 10．某化学兴趣小组的同学做中和反应实验，往烧杯中的氢氧化钙溶液中滴加一定量稀盐酸时，发现未加指示剂，也没有看到明显现象，于是他们停止滴加盐酸并对烧杯内溶液中的溶质成分进行探究。 （1）你认为此反应用什么指示剂效果最明显？ （选填“石蕊溶液”或“酚酞溶液”） （2）写出该中和反应的化学方程式 。 【提出问题】该烧杯内溶液中的溶质是什么？ 【提出猜想】猜想一：可能是CaCl2和Ca（OH）2；猜想二：可能只有CaCl2；猜想三： 。 【查阅资料】氯化钙溶液呈中性 【实验设计】小文同学设计了如下实验方案，请你帮他完成实验报告。 实验步骤 实验现象 实验结论 步骤1：取烧杯内少量液体，向其中滴加几滴无色指示剂 溶液颜色无明显变化 猜想 不成立 步骤2：另取少量液体，向其中加入氧化铜粉末 猜想三成立，猜想二不成立 【反思与拓展】 小明同学想测定烧杯中剩余液体所含CaCl2的溶质质量分数，他取液体20.0克，向其中逐滴加入碳酸钠溶液至恰好完全反应，他共收集到二氧化碳气体2.2克，反应后将液体过滤洗涤干燥得到沉淀5.0克； （3）根据下图，对此过程说法中描述正确的是 。 A 图中bc段表示实验中气体质量的变化情况 B 图中oa段表示实验中沉淀质量的变化情况 C 图中ab段表示混合物中氯元素的质量逐渐减少 D 图中c点表示上述混合溶液与碳酸钠溶液恰好完全反应质 （4）洗涤沉淀的目的是 。 （5）则通过计算求出烧杯中剩余液体所含CaCl2的溶质质量分数 。（写出计算过程） 11．某化学小组进行系列实验（装置气密性良好，各步骤均反应完全）。    步骤1：如图1，注入一定质量的稀盐酸，观察到澄清石灰水变浑浊。 步骤2：如图2，轻轻慢慢地推动注射器活塞，将80mL的二氧化碳注入氢氧化钠溶液中，始终未看到澄清石灰水变浑浊。 (1)写出澄清石灰水变浑浊的化学方程式 。 (2)轻轻慢慢地推动注射器活塞的目的是 ，该实验能否证明氢氧化钠与二氧化碳发生化学变化，试说明原因 。 (3)处理废液时，将两个锥形瓶的剩余液体混合，观察到有气泡产生且得到溶液X。利用步骤 （填1或2）小烧杯中的剩余物质，可鉴别溶液X的溶质成分，若观察到明显的现象，则溶质成分是 。 12．化学学习小组在老师的指导下对氢氧化钠的性质进行探究，如图所示。 (1)实验1、2验证了氢氧化钠能与某些 （选填“酸”、“碱”或“盐”）发生反应。实验2中发生反应的化学方程式为 。 (2)实验3中滴入氢氧化钠浓溶液后观察到的现象是 。 (3)实验4的现象为溶液由红色褪为无色。此时溶液中的溶质为：猜想1－氯化钠；猜想2－ （填化学式） 为了验证实验猜想，同学们设计并进行了如下实验，请完成下列实验报告单。 实验操作 实验现象 实验结论 取少量实验4反应后的溶液于试管中，向其中 加入适量 （酸碱指示剂除外）。 。 猜想2正确 13．某兴趣小组的同学探究分子的运动，实验如图所示。图中试管A和装置D的试管中装有体积和浓度相同的浓氨水，试B和C中装有体积和浓度相同的酚酞溶液。    （1）实验①和实验②都会出现的现象是 。出现不同的现象是 。 （2）请从微观的角度解释产生上述现象快慢不同的原因是 。 （3）由此得到的实验结论是：① ，② 。 （4）如图是课本上研究分子运动的实验，该小组设计的实验设计和课本实验相比的优点是 。    14．兴趣小组对教材中的分子运动实验进行了再探究。 【实验一】如图甲所示，向盛有20mL蒸馏水的小烧杯A中加入5滴酚酞溶液，搅拌均匀，观察到烧杯A中溶液呈 色。 【实验二】另取一个小烧杯B，加入约5mL浓氨水。用一大烧杯把A、B两个烧杯罩在一起(如图乙)。过一段时间，观察到烧杯A中溶液变红色，该实验说明分子具有的性质是 。 【提出问题】是什么物质使A烧杯中酚酞变红色？ 【作出猜想】 猜想Ⅰ：B烧杯中挥发出的蒸馏水使酚酞溶液变红。 猜想Ⅱ：B烧杯中浓氨水挥发出氨气使酚酞溶液变红。 猜想Ⅲ：B烧杯中浓氨水挥发出的氨气与A烧杯中水反应的生成物使酚酞溶液变红。 【实验探究】 （1）经过讨论，同学们认为猜想1肯定不成立，理由是 。 （2）限选试剂：氨气(收集在带橡胶塞的试管中)、浓氨水、蒸馏水。 小红取一张滤纸，用酚酞溶液全部润湿，待晾干后制成若干条条状酚酞试纸备用。小明利用小红的“条状滤纸”和“限选试剂”继续如下实验： 步骤 实验操作 实验现象 实验结论 1 试纸不变色 猜想 不成立 2 猜想Ⅲ成立 【交流讨论】请举一个能说明分子具有题中性质的生活事例 。 15．三位同学选用如下装置，探究物质的化学性质。（实验中连接的装置气密性均良好）    【甲同学】依次连接A、B、C、D装置，探究碳的化学性质。 ①反应中观察到的现象是：C中黑色固体变成光亮的红色，D图广口瓶中的现象是 。 ②A中发生反应的化学方程式是 。 ③C中发生反应的化学方程式是 。若生成6.4g铜，则实际需要提供CO质量为 。（填序号） A 大于2.8g    B 小于2.8g       C 等于2.8g     D 无法确定 【乙同学】依次连接A、D装置，探究碳的化学性质。 ④装置D图中酒精灯的作用是 。 【丙同学】利用甲同学连接的装置及其所用到的物质，探究一氧化碳与氧化铜的反应。 ⑤该实验中两次用到石灰水，请分析石灰水作用的不同之处 。 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 $$