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．小明在家清洗餐具时发现下水道堵塞，小明爸爸请来的家政师傅拿出几包白色粉状管道疏通剂（如图），取部分投入管道并倒入适量水，只见管道中的水上下翻滚，并产生大量泡沫，用工具在管道内搅动几下，管道即通。好奇的小明与化学兴趣小组同学利用剩余的管道疏通剂开展探究活动： [查阅资料] 该管道疏通剂中过碳酸钠的化学式为2Na2CO3•3H2O2，白色晶体，加入水中，剧烈反应并产生气体；香精只起除臭作用。 [理论推测]兴趣小组的同学们根据所学知识和资料信息推测该气体为氧气。 [实验验证]同学们选择下列实验装置开展验证实验。 [深入探究] (1)为检验疏通剂与水反应后剩余溶液中溶质成分，兴趣小组开展了下表所示的探究实验。（提示：氯化钙溶液呈中性） 实验步骤 实验现象 实验结论 （1）取适量该疏通剂于烧杯中，加少量水，触摸烧杯外壁。 烧杯外壁发烫 疏通剂加入水中会 （填“放热”或“吸热”） （2）取少许实验（1）的溶液于试管中，滴加过量的氯化钙溶液，静置，观察现象。 溶液中溶质含有Na2CO3 （3） 溶液变红 溶液中溶质含有NaOH (2)讨论与分析：实验步骤（2）中不能使用氢氧化钙溶液的原因可能是： 。 [交流反思] (3)下面是管道疏通剂的作用原理，你认为正确的是______。 A．氢氧化钠溶于水放出热，促进管内油脂与其反应 B．氢氧化钠能使有机残渣快速腐蚀，加快管道疏通 C．管道疏通剂与水反应产生大量氧气，疏散堵塞物 2．某化学兴趣小组，在学习碱的化学性质时，进行了如图所示的实验。    （1）写出A实验中盐酸和氢氧化钠反应的化学方程式 ． （2）B实验用于确认二氧化碳与氢氧化钠能发生化学反应（实验前K1、K2均处于关闭状态）．请写出实验中K2处于关闭状态下打开K1时发生反应的化学反应方程式 ；B实验全过程(先关K2开K1，再关K1开K2)观察到的现象 （3）实验结束后，同学们将A、B两个实验的废液倒入同一个烧杯中，观察到液体呈红色，由此产生疑问． （提出问题）烧杯的废液中含有哪些物质？ （交流讨论）一定含有的物质：酚酞、水和 ，还含有能使酚酞变红的物质．同学们猜想能使酚酞变红的物质是什么？ （查阅资料）碳酸钠溶液呈碱性，氯化钙溶液呈中性， CaCl2+Na2CO3=CaCO3↓+2NaCl （猜    想）废液中能使酚酞变红的物质是： A．只有氢氧化钠       B．只有碳酸钠     C． （设计实验）兴趣小组的同学用氯化钙溶液来验证猜想． （实验验证）同学们对废液中还可能含有的物质进行确定：取一定量的废液，逐滴加入氯化钙溶液． （结论解释）通过实验，同学们得出了确切的结论．（下图为同学们根据部分实验现象绘制的关系曲线）．    猜想中一定不成立的是 （填序号） 3．一瓶敞口放置的氢氧化钠固体，同学们想探究其是否变质，请你一同参与并回答有关问题。 (1)写出氢氧化钠在空气中变质的化学反应方程式 。 【提出猜想】 猜想1：这瓶固体的成分是NaOH； 猜想2：这瓶固体的成分是 ； 猜想3：这瓶固体的成分是NaOH和Na2CO3的混合物。 【查阅资料】①Na2CO3+HCl=NaCl +NaHCO3；NaHCO3+HCl=NaCl +CO2↑+H2O；②BaCl2溶液呈中性；③酸与碱和盐共同反应时，酸碱中和反应优先进行。 【实验与探讨】 取少量样品于烧杯中，加入适量蒸馏水，振荡，样品全部溶解。 (2)取少量溶液于试管中，向其中加入无色酚酞溶液，溶液由无色变为红色。甲同学认为猜想1正确。乙同学认为甲同学的结论不正确，其理由是 。 (3)向(2)溶液中加入过量的BaCl2溶液，若有 现象，则猜想3正确。发生反应的化学方程式为 。 (4)丙同学另取少量溶液于试管中，加入少量稀盐酸，没有看到气泡产生，错误地排除了猜想2和猜想3，若猜想2或猜想3正确，加入稀盐酸发生反应的化学方程式分别为 ； 。 【深入讨论】 (5)丁同学认为BaCl2溶液也可以用Ba(OH)2溶液替代进行实验，同学们一致认为丁同学的做法是错误的，其错误的理由是 。 (6)通过氢氧化钠变质的研究可知，凡吸收空气中的H2O、O2或CO2等物质能够变质的药品必须密封保存，请列举另一类需要密封保存的药品的例子，如 。 (7)取9.3g部分变质的NaOH样品，加入足量的水配成溶液，往溶液中不断加入7.3%的稀盐酸，实验中加入稀盐酸与生成气体的质量关系如图所示： ①P点溶液中溶质的成分是 (写化学式)； ②该样品的变质率为 (变质的NaOH与原NaOH的质量百分比)。 4．某化学兴趣小组对如下两个实验进行了探究： 【实验一】某兴趣小组的同学利用图1所示装置对氯酸钾制氧气进行了深入的探究学习。 查阅资料：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如图3。    (1)分析图2，氯酸钾熔点 （填“高于”、“等于”或“低于”）其分解温度。 (2)在老师的指导下，该小组同学继续进行深入探究。以氧气的体积分数为纵坐标，温度为横坐标，得到图3所示曲线（图中的“1：2”、“1：1”、“2：1”、“3：1”、“4：1”、“5：1”指氯酸钾和二氧化锰的质量比）。根据图3，在上述氯酸钾和二氧化锰的质量比中，两者质量比为 ，氯酸钾分解温度最低。氯酸钾分解温度随物质配比变化的规律是 。 (3)为证实二氧化锰的催化作用，小组同学利用图4装置进行实验，步骤如下：    步骤Ⅰ： ； 步骤Ⅱ：按照图4装入药品； 步骤Ⅲ：加热右侧支管，用带火星的木条在导管口 检验生成的气体； 步骤Ⅳ：冷却后，将装置倾斜，使左侧支管中的药品进入右侧支管， 再加热右侧支管，用带火星的木条在导管口检验生成的气体。 【实验现象】步骤Ⅲ和步骤Ⅳ中，一段时间后都能观察到带火星的木条复燃，但木条复燃更快的是 （选填“步骤Ⅲ”或“步骤Ⅳ”）。 【交流反思】要想确认分解氯酸钾制取氧气的反应中二氧化锰是催化剂，还需通过实验证明二氧化锰的 和 在反应前后都没有发生变化。 【实验二】该兴趣小组还利用压强传感器，对二氧化锰、氧化铜、氧化铁、氧化铬四种金属氧化物中哪一种更适宜作过氧化氢制取氧气的催化剂，做了如下数字化实验探究。 实验方案如下： Ⅰ、用二氧化锰、氧化铜、氧化铁、氧化铬四种催化剂分别与海藻酸钠溶液混合，滴入氯化钙溶液制成含等质量催化剂、大小相同的海藻酸钠微球备用。 Ⅱ、取30粒含有二氧化锰海藻酸钠微球，采用图3装置进行实验。改用其他三种微球，分别重复上述实验，得到锥形瓶内压强随时间变化的曲线图如图5。    (4)每次实验时，海藻酸钠微球数应相同的原因是控制 相同。 (5)从实验曲线看，催化效果较好、反应温和的催化剂是 。 5．某化学兴趣小组在一个充满O2的密闭容器中加入一定量的碳粉，在高温条件下使其充分反应，待反应结束后，容器中的碳粉已完全消失。该小组成员对容器中反应后的气体成分进行如下探究： 【查阅资料】①： ②浓硫酸能吸收气体中的水分 【知识回顾】碳充分燃烧和不充分燃烧的产物是不同的。写出木碳不充分燃烧的化学方程式： 。 【提出猜想】 （1）小红对容器中气体的成分是提出如下四种猜想。你认为猜想不合理的有 （填字母）。 A．C和CO B．只有CO C． CO和O2的混合气体 D．只有CO2 （2）小明猜想容器中的气体可能是CO和CO2的混合气体：小强猜想可能是CO2和O2的混合气体。小明和小强均开展了以下实验探究来验证自己的猜想是否正确。 【实验探究1】小明为了验证自己的猜想，按如图所示装置进行究。    请回答下列问题： ①装置B中NaOH溶液的作用是 。 ②若小明的猜想成立，则装置D玻璃管中的实验现象是 ，反应的化学方程式是 。 【实验探究2】小强把小明实验中的氧化铁换成了铜丝网，并去掉E装置验证其猜想。 若小强的猜想成立，则装置D中的实验现象是 。 【反思交流】有同学认为，小强应先通入容器中气体一段时间后方可加热，你认为这样修改的原因是 。 【拓展延伸】若反应前容器中碳粉的质量为6g且小明的猜想成立，则容器中氧气质量的取值范围是 。 6．某兴趣小组对纯碱的制备、性质及用途等开展项目式学习。 任务一：了解纯碱的制备——“侯氏制碱法” “侯氏制碱法”主要是利用饱和氯化钠溶液吸收两种气体，生成碳酸氢钠和氯化铵(NH4Cl)，再加热碳酸氢钠制得纯碱。 (1)纯碱属于 (填“酸”“碱”或“盐”)。 (2)“侯氏制碱法”中饱和氯化钠溶液吸收的两种气体可能是 。 a．Cl2        b．NH3        c．SO2        d．CO2 任务二：探究纯碱的性质——Na2CO3溶液呈碱性的根本原因 【查阅资料】①溶液呈碱性，是因为溶液中存在较多的OH-。 ②Na2CO3在水中能解离出Na+和。 ③CaCl2溶液呈中性，Ca2+、Cl-对溶液的酸碱性没有影响。 【提出猜想】 (3)猜想一：Na+与H2O作用，产生较多的OH-，使溶液呈碱性。 猜想二： 。 【实验探究】 (4) 实验操作 实验现象 实验结论 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 猜想一不成立 ①向试管中加入一定量的Na2CO3溶液滴人2滴酚酞溶液 ②往①所得溶液中逐滴加入CaCl2溶液至过量 ①溶液由无色变红色 ②产生白色沉淀，溶液 。 猜想二成立 【解释与结论】同学们和老师交流，得知和H2O作用，产生较多的OH-和。 【拓展与延伸】 (5)结合任务二的所有信息和结论，经过分析推理可得：Na2CO3溶液中含有的阴离子有 、 和。 任务三：探究纯碱的用途——用于生产洗涤剂 【查阅资料】Na2CO3溶液呈碱性，可消洗油污，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。 配制溶质质量分数分别为2%、6%和10%的Na2CO3溶液，并测定溶液不同温度下的pH，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% 10% 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】 (6)实验①、②、③对比，可得出的结论是 。 (7)实验 对比，可证明Na2CO3溶液的pH随溶质质量分数的变化趋势。 (8)如要达到最佳去污效果，使用Na2CO3时应 。 【拓展与应用】 (9)下列物质也可用于去油污的是 。 a．NaCl        b．NaOH        c．K2CO3        d．CaCO3 7．英国科学家法拉第曾为少年儿童做过一个有趣的“母子火焰”实验，如图所示。回答下列有关问题。 (1)子火焰的可燃物是 ，蜡烛能产生母子火焰这一现象是由组成蜡烛的物质的重要物理性质决定的，该物理性质是 。 (2)该实验成功的关键是导气管不宜太长，且导气管的起端必须插在蜡烛母火焰的中心部位，原因是： ① ； ② 。 (3)某研究小组由法拉第的实验又联想到：在学习氧气的化学性质时发现：铁丝在氧气中燃烧没有火焰，而蜡烛在氧气中燃烧却有明亮的火焰。该小组同学进行了如下探究。 ①探究一：蜡烛燃烧产生火焰的原因是什么？ 点燃蜡烛，将金属导管一端伸入内焰，导出其中物质，在另一端管口点燃，也有火焰产生(如下图所示)。由此可知：蜡烛燃烧产生的火焰是由 (填“固态”或“气态”)物质燃烧形成的。 ②探究二：物质燃烧产生火焰的根本原因是什么？ 【查阅资料】 物质 熔点╱℃ 沸点╱℃ 燃烧时温度╱℃ 石蜡 50∽70 300∽550 约600 铁 1535 2750 约1800 钠 97.8 883 约1400 由上表可知：物质燃烧能否产生火焰与其 (填“熔点”或“沸点”)和燃烧时温度有关。通过上表中石蜡、铁的数据对比，你认为物质燃烧时，什么情况下能产生火焰 。由此推测：钠在燃烧时， (填“有”或“没有”)火焰产生。 ③ 根据硫在空气或氧气中燃烧的实验事实，请你推测硫沸点 硫燃烧时的温度(填“＞”或“＜”或“＝”) 8．质量守恒定律是自然界的基本定律之一，化学兴趣小组开展了如下实验探究。 【提出问题】化学反应前后各物质的质量总和是否相等 【猜想与假设】猜想 1：不相等              猜想 2：相等 【查阅资料】碳酸钠与稀盐酸反应的化学方程式：Na2CO3+2HCl=2NaCl + H2O + CO2↑ (1)【现象记录】甲、乙两组同学用托盘天平分别称量反应前后装置的质量。 甲组 乙组 实验方案 实验现象 有气泡产生，天平指针最终会 向 偏转。 瓶内 ，天平指针 没有偏转 实验结论 猜想1正确 猜想2正确 (2)【分析讨论】同学们经过讨论分析，认为甲组实验需要在 中进行才能验证质量守恒定律，故得出猜想 2 正确。 (3)【微观解释】化学反应前后肯定没有发生变化的有______（填序号）。 A．分子的数目 B．分子的种类 C．原子的种类 D．原子的质量 E．原子的个数 (4)如图是红磷燃烧时，装置内固体质量的变化曲线。参加反应的氧气的质量为 g，该实验结束之后发现气球更瘪了，其原因是 。 9．一次化学实验中，某小组的同学将稀盐酸滴入紫色石蕊溶液后，发现产生了紫色石蕊溶液变红，他们欲对稀盐酸中哪种成分使石蕊溶液变红进行探究： 【提出问题】究竟稀盐酸中哪种成分使石蕊溶液变红？ 【查阅资料】HCl在水中能够全部解离成离子 【猜想假设】小明认为：可能是H2O使紫色石蕊溶液变红 小华认为：可能是Cl- 使紫色石蕊溶液变红 小桐认为：可能是 (填化学符号)使紫色石蕊溶液变红 经过讨论，大家一致认为 的猜想不合理，理由是 。 【实验探究】 实验操作 实验现象 实验结论 加入 无明显现象 Cl-不能使紫色石蕊溶液变红 加入硫酸溶液 紫色石蕊溶液变红 【实验结论】大家经过实验并分析得出的结论是稀盐酸中的H+能使紫色石蕊溶液变红。 【拓展应用】实验后的溶液不能直接倒入下水管道，同学们想通过加入熟石灰的方法改变溶液的酸碱性，以达到直接排放的要求，请写出反应的方程式： （写出一个即可）。 10．天然气的主要成分是甲烷(CH4)，某校化学兴趣小组的同学对甲烷燃烧的产物产生了兴趣，请你参与： 【提出问题】甲烷燃烧后生成哪些物质？ 【查阅资料】（1）含碳元素的物质完全燃烧生成CO2，不完全燃烧生成CO； （2）无水CuSO4遇水变蓝色。 【猜想与假设】甲：CO2 H2O 乙：CO H2O 丙：NH3 CO2 H2O 丁：CO2 CO H2O 你认为 同学的猜想是错误的，理由是 。 【实验探究】为了验证上述猜想与假设，将甲烷在一定量的O2中燃烧的产物依次通过下列装置： （1）A、B装置的顺序能否颠倒？(填“能“或“否”) 。 （2）实验中用纯净O2而不用空气的原因是 。 （3）实验中观察到A中无CuSO4变蓝，B、D中澄清石灰水变浑浊，C中黑色固体变为红色，由此推断 同学猜想成立。 （4）请写出B中澄清石灰水变浑浊的化学方程式 、C中发生的化学方程式 。 【反思与交流】为避免有毒的CO污染环境，含碳元素的物质完全燃烧必须满足的条件是 。 11．某校九年级“我们爱化学”活动小组的同学，探究了过氧化钠（Na2O2）与二氧化硫（SO2）反应后所得固体产物的成分，过程如下： 【查阅资料】过氧化钠与二氧化硫反应的化学方程式为：，；SO2能使品红溶液褪色。 【提出猜想】猜想1：固体成分为Na2SO3 猜想2：固体成分为Na2SO4 猜想3：固体成分为 。 【实验探究】用如图所示的装置进行实验。打开A中分液漏斗的活塞，反应发生（产生足量的SO2）后，用带火星的木条检验从a处导出的气体，木条复燃。实验前称得Na2O2固体的质量为m1g，充分反应后称得生成物固体的质量为m2g。    【实验结论】 （1）A是制取SO2气体的装置，反应的化学方程式与实验室制取CO2的化学方程式类似，请写出A中发生反应的化学方程式： 。 （2）由题中 的实验现象，可推测猜想2是错误的。 （3）装置B的作用是 ；装置D的作用是 。 （4）根据反应前后固体的质量，可计算出Na2SO3和Na2SO4的质量。 【总结提升】 ①m2的取值范围是 （用含m1的关系式表示） ②请另外设计一种实验方案，定性验证过氧化钠与二氧化硫反应后所得固体产物含有Na2SO3： 。 12．某化学小组同学对课本上铁丝燃烧实验产生了兴趣，他们进行了如下探究。 【提出问题】铁丝在空气中不能燃烧的原因是什么? 【猜想与假设】猜想1：氧气浓度的原因；猜想2：铁丝种类的原因。 【实验探究】 实验编号 氧气浓度 铁丝种类 燃烧现象 Ⅰ 60% 直径0.38 mm铁丝 燃烧，火星四射 Ⅱ 21% 直径0.38 mm铁丝 不能燃烧 Ⅲ 21% 铁丝绒 持续燃烧，红热，火星较快向四周扩张 (1)做铁丝燃烧实验时，铁丝必须用砂纸打磨，原因是 。 (2)铁丝燃烧的化学方程式为 。 (3)由实验Ⅰ和实验 ，可知猜想1正确;由实验Ⅱ和实验 ， 可知猜想2 正确。 (4)若用如图装置收集一瓶（150 mL） 实验Ⅰ中含氧气的浓度（体积分数）约为60%的空气气体，方法是在150 mL集气瓶里装满水，塞紧胶塞并关闭活塞b，打开活塞a通入氧气，把集气瓶里的水排入量筒，当量筒内的水达到设定的体积后立即关闭活塞a，然后打开活塞b通入空气，把集气瓶里的水全部排入量筒。则停止通入氧气时量筒内水的体积为 。（提示:空气中氧气的体积分数约为20%）。 13．如图所示，某实验小组的同学在进行酸碱中和反应的实验时，向烧杯中的氢氧化钠溶液加入稀盐酸一会后，发现忘记了滴加指示剂。因此，他们停止滴加稀盐酸，并对烧杯内溶液中的溶质成分进行探究。探究烧杯内溶液中溶质的成分： (提出问题) 该烧杯内溶液中的溶质是什么？ (猜想 )猜想① ：可能是 NaCl和 NaOH； 猜想② ：可能只有NaCl ； 猜想③ ：可能是 。 (查阅资料) 氯化钠溶液呈中性。 (进行实验) 实验方案 实验操作 实验现象 实验结论 方案一 取少量烧杯内溶液于试管中，滴入几滴酚酞溶液，振荡 溶液 色 猜想①不正确 方案二 取少量烧杯内溶液于另一支试管中，逐滴加入碳酸钠溶液至过量 猜想②不正确，猜想③正确 方案二发生反应的化学方程式是 。 (反思与拓展) （1）在分析化学反应后所得物质成分时，除考虑生成物外还需考虑 。 （2）根据所学化学知识，验证烧杯内溶液中的溶质含有HCl ，除以上方案外，下列哪些物质单独使用也能完成该实验？ (填序号) 。 A．pH试纸B．无色酚酞试液C．紫色石蕊溶液 14．某校化学兴趣小组同学利用数字化仪器对镁与盐酸反应进行研究。 【实验过程】 (1)实验前先将镁条需先打磨的原因是 。 将打磨后的镁条放入锥形瓶中，再将注射器中某浓度的盐酸压入锥形瓶中，通过数字传感器测定实验中密闭容器（气密性良好）内压强与时间的关系如图所示。 用pH试纸测定反应后溶液的酸碱度。 【结果分析】 (2)①P0为标准大气压，在反应前期，镁条表面无明显气泡，但此时压强迅速上升至P1，原因是 。 ②镁条与盐酸反应的化学方程式为 。图中a、b、c、d四个点中，产生氢气最快的为 点。 ③图中c点镁条已完全溶解，cd段容器内压强逐渐减小的原因可能是 。 【拓展研究】在小烧杯中加入一定量的盐酸和去除氧化膜的镁带，延长反应时间，观察实验现象。结果见表。 时间/min 0 2 4 8 12 16 20 24 放置过夜 实验现象 镁带溶解较快，产生大量气泡，无沉淀生成 镁带缓慢溶解，产生气泡速率减慢，溶液变浑浊，烧杯底部有灰白色沉淀 经实验分析，底部的灰白色沉淀是氢氧化镁[Mg（OH）2]和碱式氯化镁[Mg（OH）Cl]的混合物。 (3)根据信息，写出生成Mg（OH）Cl的化学方程式 。 15．根据下图所示实验，探究酸碱中和反应。 【实验一】通过溶液酸碱性变化的角度，证明酸碱发生中和反应。 （1）图①中证明碱与酸发生反应的现象是 。 （2）图②中d点溶液中的溶质为 。(填化学式) 【实验二】通过证明反应物消失的角度，证明酸碱发生中和反应。 （3）图③中的化学方程式为 。 （4）可以通过图⑤中 现象，证明图④中的酸碱发生了中和反应。 （5）要证明图④中的酸碱发生了中和反应，还可以选用的物质是 (填序号)。 A．AgNO3溶液            B．石蕊试液           C．Fe粉 【实验三】通过证明有新物质生成的角度，证明酸碱发生中和反应。为验证中和反应有水生成，小组同学在老师的指导下，进行如图所示的三个实验。 已知：①变色硅胶吸水后由蓝色变为红色： ②无水醋酸与氢氧化钠反应生成醋酸钠和水。                                                                      实验三 （6）证明无水醋酸与氢氧化钠反应有水生成的现象是 。 （7）实验过程中，观察到丙的U形管内液面左低右高，出现该现象的原因可能是无水醋酸与氢氧化钠反应时放热或 。 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 $$