2024年中考化学三轮复习专项训练：科学探究题

2024年中考化学三轮复习专项训练：科学探究题 1．某化学学习小组在学习常见的盐的性质后，完成了如下实验。该学习小组对废液杯上层清液的溶质的成分进行了探究。请完成以下探究过程，并将答案填入空白相应位置。 【提出问题】上层清液中含有什么溶质？    【作出猜想】Ⅰ溶质仅为 （填化学式）；Ⅱ溶质为KCl和BaCl2；Ⅲ溶质为KCl和 （填化学式）；Ⅳ溶质为KCl和K2CO3；Ⅴ溶质为KCl、K2SO4和K2CO3；Ⅵ溶质为KCl、K2SO4、BaCl2和K2CO3。 【交流讨论】小强同学认为猜想Ⅵ一定是错误的，他的理由是 。 【设计方案】 实验操作 现象 结论 取少量废液缸中上层清液，分装于甲、乙两支试管中 先向甲试管中滴加盐酸至过量 无明显现象 猜想Ⅳ、Ⅴ不正确 再向乙试管中滴加 溶液（填化学式） 猜想Ⅱ正确 【交流反思】学习小组经过讨论认为：实验过程中无须使用AgNO3溶液，其理由是 （用文字表述）。 2．某小组同学在协助老师整理化学试剂时，发现一瓶标签残缺的无色液体（如图）（温馨提示：标签上的5%表示该混合物中主要成分所占的质量分数）。他们对此瓶无色液体是什么产生了兴趣，于是进行了如下探究。 【大胆猜想】猜想一：水 猜想二：稀硫酸 猜想三：过氧化氢溶液 小组同学对标签又进行了仔细的观察、分析，他们一致认为猜想一不合理。理由是 。 【设计方案】同学们结合所学知识设计出如下探究方案：向盛有少量二氧化锰的试管中加入适量的该液体，并将带火星的木条放在试管口。 【实验与事实】按上述方案进行实验，发现有大量气泡产生，带火星的木条复燃。 【结论与解释】 （1）以上事实证明猜想 是正确的； （2）产生气体的反应可用化学方程式表示为 。 【反思与评价】（1）为避免在今后的实验中出现标签残缺的情况，在倾倒液体时应注意 。 【拓展与迁移】根据探究结果，重新贴好标签。标签上化学式中氧元素的合价为 价（已知氢元素显+1价）。 3．茶叶中的咖啡因（C8H10N4O2）具有提神功效，用乙醇提取咖啡因的流程如下。同学们对咖啡因提取质量的影响因素进行探究。 实验1：分别取10g粉碎后的茶叶，用140mL体积分数为95%的乙醇提取，得到咖啡因并称量其质量，实验记录如下： 茶叶种类 红茶 白茶 绿茶 咖啡因质量/mg 51.16 20.02 45.31 【解释与结论】 (1)咖啡因（C8H10N4O2）属于 （填“有机化合物”或“无机化合物”）。 (2)设计实验1的目的是 。 实验2：分别取10g粉碎后的绿茶，用140mL乙醇提取，进行下列实验，得到咖啡因并称量其质量， 实验记录如下： 序号 乙醇体积分数/% 提取时间/min 升华时间/min 咖啡因质量/mg ① 75 60 5 36.69 ② 85 60 5 41.24 ③ 95 60 5 45.31 ④ 95 x 8 48.16 ⑤ 95 60 10 55.07 ⑥ 95 60 12 52.95 【解释与结论】 (3)由①~③得出的结论是 。 (4)③~⑥中为控制茶叶提取时间相同，④中x应为 。 【反思与评价】 (5)依据实验数据，不能得出“乙醇体积分数和提取时间等条件分别相同时，升华时间越长，绿茶中咖啡因的提取质量越多”的结论，其证据是 。 (6)继续实验，证明“提取时间对绿茶中咖啡因提取质量有影响”，实验操作：取10g粉碎后的绿茶，用140mL体积分数为95%的乙醇提取， ，得到咖啡因并称量其质量，与实验2中③作对比。 4．兴趣小组在研究溶液的酸碱性时发现，Mg与NH4Cl溶液（酸性）反应有气泡产生。为确定气体的成分，进行下列实验探究： 【提出猜想】气体可能是HCl，NH3，H2中的一种或几种。 【查阅资料】NH3和HCl常温下会生成NH4Cl固体；NH3、HCl极易溶于水。 【实验探究】 为确定是否含有HCl，将气体通入含有硝酸的硝酸银溶液中，观察到 ，说明该气体中无HCl。 为了探究NH3和H2是否存在，又设计如下实验装置（假设每步反应均完全）： Ⅰ. A中观察到 ，证明有NH3； Ⅱ. B中玻璃管内观察到 ，证明有H2； 【实验结论】Mg与NH4Cl溶液反应产生的气体是NH3和H2 。 【实验反思】综合以上信息和实验结论，有同学认为无需单独检验HCl，就能证明HCl不存在。请评价这种说法是否合理并阐述理由 。 5．化学实验是学习化学的基础,请根据下列装置图回答问题。    （1）铁丝在氧气中燃烧的化学方程式为 。 （2）铁丝绕成螺旋状的原因是 。 （3）小明按图示进行实验时,集气瓶炸裂了,其可能的原因是 。 （4）图中螺旋状铁丝的末端系一根火柴的作用是 。 （5）为延长铁丝燃烧的时间，向盛有氧气的集气瓶中插入铁丝的方法是 。 （6）小明对铁丝在氧气中燃烧为什么会火星四射进行探究。下表是他将纯镁条和不同含碳量的铁丝(镁条和铁丝直径均为0.4 mm)放入氧气中燃烧时的实验现象的记录。请你分析后回答问题: 物质 镁条 含碳0.05%的铁丝 含碳0.2%的铁丝 含碳0.6%的铁丝 燃烧时的现象 剧烈燃烧，发出耀眼白光，无火星 剧烈燃烧，极少火星 剧烈燃烧，少量火星 剧烈燃烧，… ①你认为表中未填的实验现象是 。 ②造成铁丝在氧气中燃烧时火星四射的主要原因是 。 6．在学校的元旦联欢会上，默默同学表演了“水能生火”的魔术。他向包有过氧化钠 (Na2O2)粉末的脱脂棉上滴水，脱脂棉燃烧起来。这是什么原因呢？请你和小明同学进行实验探究。 [提出问题]过氧化钠与水反应生成了什么物质？为什么脱脂棉会燃烧？ [猜想]①可能有一种气体和另种物质生成；②反应过程中可能有能量变化 [实验探究]设计了如图所示的装置进行探究 [已知]碳酸钠同碳酸钙一样能与盐酸发生类似的化学反应。 实验一：探究反应后生成的气体是什么？ (1)打开如图装置中分液漏斗的活塞，控制滴加水的速率，观察活塞到试管内有气泡产生，用带火星的木条靠近P处，木条复燃。说明生成的气体是 。 (2)实验中，还观察到伸入烧杯中的导管口有气泡冒出，请解释产生该现象的原因是： 实验二：探究反应后生成的另一种物质是什么？ ①千贺同学猜想另一种物质可能是Na2CO3，为了证实千贺同学的猜想，请你设计一个实验：证明生成物中没有Na2CO3 实验操作 实验现象 实验结论 ②暖心同学认为不做上述实验也可以从理论上说明千贺同学的猜想是错误的，请你说出暖心同学的理由： 。 ③飞舟同学猜想另一种生成物为氢氧化钠 (NaOH)，老师告诉飞舟同学：你的猜想是正确的，请你试着写出该反应的化学方程式： 。 7．当空气中的CO2含量超过一定量时会影响人体健康。 【查阅资料】空气中CO2的体积分数为1%时，人会有心跳加快、困乏、注意力不集中、轻度恶心等症状；体积分数为5%时，会有呼吸不畅、头晕、耳鸣、血压升高等症状；体积分数为10%时，会有严重缺氧、丧失意识、昏迷等症状。 【提出问题】在没有专业测量仪器的情况下，如何检验空气中CO2的含量已经达到影响人体健康的程度？ 【设计实验】依据CO2的性质，设计检验方法。 CO2性质 检验方法 预期现象 方法1 用燃着木条检验 燃着木条熄灭 方法2 与水反应 用X溶液检验 溶液由紫色变为红色 方法3 与石灰水反应 用澄清石灰水检验 溶液中产生白色浑浊 （1）方法1依据的CO2性质是 。 （2）根据方法2的预期现象推断，所需试剂X是 溶液。 （3）用化学方程式表示方法3的原理： 。 【配制样品】常温常压下，配制CO2体积分数不同的气体样品。 【进行实验】常温常压下，集气瓶和试管中盛有空气或气体样品，分别进行以下实验。 方法1 方法2 方法3 实验过程          空气 正常燃烧 溶液无明显变化 溶液无明显变化 1%的CO2气体样品 正常燃烧 溶液无明显变化 溶液中产生白色浑浊 5%的CO2气体样品 正常燃烧 溶液由紫色变为红色 溶液中产生白色浑浊 【解释与应用】 （4）从灭火原理分析，方法1中均没有出现“燃着木条熄灭”的原因是 。 （5）1班有部分同学在教室内出现“困乏、注意力不集中”等症状时，小林同学想用上述实验方法检测教室内CO2气体的含量，他应该选用的方法是 （填方法序号）。 （6）2班小瑜同学收集了教室中的气体，尝试用方法2进行实验，发现溶液由紫色变为红色。由此现象推测此时教室中CO2的含量可能为 （填字母序号）。 A．1%以下 B．1% C．1%~5% D．5%以上 8．过氧化钙（CaO2）是一种淡黄色固体，用途广泛，可用于改善地表水质、处理含重金属离子的废水等。实验室有一瓶放置一段时间的过氧化钙样品，某兴趣小组对其成分展开了如下探究。    【查阅资料】 ①CaO2能与水反应最终生成和O2； ②CaO2能与CO2反应得到CaCO3和O2； ③过氧化氢溶液具有漂白性。 【提出问题】该固体样品的成分是什么？ 【猜想假设】可能是CaO2、、CaCO3中的一种或几种。 【实验探究】 实验编号 实验步骤 实验现象 ① 取少量样品于试管中，加入一定量的水，一段时间后，在试管中插入带火星的木条 得到浊液，有气泡产生， ② 另取少量样品于试管中，滴加适量的试剂 ，并将产生的气体通入澄清石灰水 得到澄清溶液，有气泡产生，生成的气体使石灰水变浑浊 ③ 室温下，取①中上层清液，用pH试纸测定溶液的酸碱度 pH约为12 【得出结论】 （1）由实验①、②可知，白色固体中肯定有 。 （2）根据实验③ （填“能”或者“不能”）判断原固体样品中含有，理由是 。 【反思交流】 （3）过氧化钙敞口放置在空气中，最终会变质为 （填名称）。 （4）该兴趣小组在老师指导下，用装置甲进行少量过氧化钙样品与足量水反应的实验，实验时加入过氧化钙样品与足量水，迅速密闭装置，开始测氧气浓度。滴入几滴酚酞试液，观察到三颈烧瓶中溶液先变红后慢慢褪色。630秒时，将气球内二氧化锰加入三颈烧瓶中，瓶内氧气浓度随反应时间变化如图乙。 ①滴入酚酞试液后，三颈烧瓶中溶液变红后会慢慢褪色的原因可能是 。 ②CD段发生反应的化学方程式为 。 【拓展应用】 （5）运输鱼苗时，在水中加少量过氧化钙的主要目的是 。 9．曾有一段时间在微信上流传了一种懒人火锅。这种火锅分上下两层，食用前只需要把带底料的食材放入上层，然后将加热包放入下层，并加入一定量冷水，立即就能产生热量给上层的食材加热，使汤料沸腾，并保温1到2个小时。某化学兴趣小组对这种懒人火锅的原理及使用后加热包中的成分进行了研究。    （查阅资料）发热包的主要成分是：碳酸钠、焙烧硅藻土（难溶于水）、铁粉、焦炭粉、活性炭、氯化钠、生石灰。 （实验探究） （1）同学甲经过对发热包成分的研究后，认为发热主要原理是 （用化学方程式表示） （2）同学乙从已经使用完的发热包中取少量固体混合物于烧杯中，缓慢加入足量蒸馏水，边加边搅拌，静置，过滤得滤液。 同学丙在上述实验的基础上，对滤液中所含阴离子的种类进行探究，请帮她完成实验过程。提供的试剂：稀盐酸、稀硝酸、酚酞、AgNO3溶液、Ba(NO3)2溶液、Mg(NO3)2溶液 实验操作 预期现象 结论 步骤1：取少量滤液于试管中，加入 。 没有气泡产生 滤液中没有 步骤2：另取少量滤液于试管中，加入过量 。 滤液中含有OH- 步骤3： 产生白色沉淀 滤液中含有 10．皮蛋是我国一种传统风味蛋制品。某化学课外小组的同学查阅资料后得知，腌制皮蛋的主要原料有：鸭蛋、水、生石灰、纯碱和食盐。同学们向这几种物质中加入足量水，充分搅拌，过滤。 （1）取少量滤液滴加无色酚酞试液，滤液变为 色。 （2）同学们对滤液的成分产生了兴趣，他们进行了探究活动。 【提出问题】滤液中可能含有哪些溶质？ 【作出猜想】 猜想一： （写化学式） 猜想二：NaC1、NaOH、Na2CO3 猜想三：NaCI、NaOH、Ca（OH）2 猜想四：NaCI、NaOH、Ca（OH）2、Na2CO3 通过进一步讨论，大家一致认为猜想四是错误的，理由是 （用化学方程式表示）。 【进行实验】同学们分别设计了如下两种方案并进行实验： 方案一：取少量滤液于试管中，滴加少量的稀盐酸，没有观察到气泡产生，从而得出猜想二不成立。同学们一致认为，通过该实验不足以判断猜想二不成立，理由是 。 方案二：进行了如下实验： 实验步骤 实验现象 实验结论 （1）取少量滤液于试管中，加入足量的氯化钡溶液 无明显现象 猜想 不正确 （2）继续向步骤（1）所得溶液中通入二氧化碳 有白色沉淀生成 猜想三正确 【反思评价】小组同学经过讨论，一致认为根据步骤（2）的现象不足以证明猜想三是正确的，理由是 。 同学们经过认真思考后，对步骤（2）进行了修改，并进行了如下实验，最终得出了正确的结论，记录如下： 实验步骤 实验现象 实验结论 有白色沉淀生成 猜想三正确 【知识应用】皮蛋中因为剩余一些碱性物质而有涩味，所以食用时加入一些食醋除去这些涩味，原因是 。 11．某化学兴趣小组对铜器表面生成的绿色铜锈展开如下探究，请回答有关问题． （1）探究铜锈的组成． 【实验过程】 实验一： 实验步骤 实验现象 实验结论 a．取少量铜锈于试管中，加入适量稀硫酸 固体溶解，产生气泡，溶液呈 色 铜锈中含有Cu2+ b．将生成气体通入 铜锈中含有CO32﹣ 实验二：另取少量铜锈隔绝空气加热，发现绿色粉末变黑色，试管壁上有水珠． 【实验结论】综合以上两实验，可以确认铜锈中含有 种元素． （2）探究铜生锈的条件． 【猜想】同学们对空气中有哪些物质参与了铜的生锈作出以下三种猜想：①CO2、H2O　  ②O2、H2O　  ③CO2、H2O、O2 根据铜锈的组成元素并结合铁生锈的知识，你认为上述猜想错误的是 （填序号）． 【实验设计】为验证另外两种猜想，同学们设计了下图中A、B两个对比实验，请你在方框内完成实验B的设计．（语言叙述或画图说明均可） ． 【预计结论】若A中的铜生锈，B中的铜不生锈，则正确的猜想是 （填序号）． 12．某学校化学老师指导学生开展家庭实验活动。购买小苏打（NaHCO3粉末）与醋酸进行制取二氧化碳的实验活动，并对碳酸氢钠的性质进行探究。请你参与其中。 实验一：探究碳酸氢钠与醋酸的反应 (1)醋酸（化学式为CH3COOH）类似于稀盐酸，与NaHCO3反应生成醋酸钠（CH3COONa）、水和二氧化碳气体。其反应的基本反应类型是 。 实验二：探究碳酸氢钠的热稳定性 【查阅资料】碳酸氢钠受热容易分解，生成水、二氧化碳和固体物质；白色的无水硫酸铜遇水变蓝；BaCl2溶液呈中性。 【实验方案】设计如图装置进行实验 (2)加热一段时间后，观察到 现象，说明实验过程中有水和二氧化碳生成。通过实验进一步确定充分加热后固体产物的成分。 【猜想与假设】 猜想①：可能是NaOH；猜想②：可能是Na2CO3；猜想③：可能是NaOH、Na2CO3 【进行实验】 实验操作 实验现象 实验结论 Ⅰ.将加热后的固体溶于水配制成溶液，取少量溶液于试管中，滴加足量稀盐酸 猜想①不正确 Ⅱ.另取少量溶液于试管中，滴加足量BaCl2溶液 白色沉淀生成 猜想②正确 Ⅲ.取步骤Ⅱ所得上层清液，滴加 溶液仍为无色 (3)写出Ⅱ中生成沉淀的化学方程式为 。 【拓展探究】市面上购买的“小苏打”纯度如何呢？甲同学将实验装置进行改进如图，并在A装置中放入已干燥的样品粉末进行加热。（假设样品中杂质成分受热不分解，B、C、D装置中药品足量） (4)甲同学是利用装置C的质量变化探究小苏打的纯度，则装置D的作用是 。 13．某兴趣小组在参与社会调研时，发现超市中所售洁厕剂价格不一，有的几块钱、有的几十块钱。小组同学决定对某品牌洁厕剂成分进行探究，并自制家庭洁厕剂。 任务一：揭秘洁厕剂的有效成分 如图是某品牌洁厕剂说明书，主要成分为无机酸。小组同学为确定洁厕剂中有酸的存在。 (1)设计实验并进行验证。 实验方法 实验现象 结论 a.取洁厕剂，向其中滴入几滴石蕊溶液 。 该品牌洁厕剂中含有酸 b. 。 有气泡产生，点燃收集到的气体呈淡蓝色火焰 …….. ……. 探究酸的种类 【作出猜想】根据初中常见的酸作出两种猜想。 a.该酸为HCl； b.该酸为H2SO4 【进行实验】 (2)完成实验并记录 实验方法 实验现象 结论 a.取洁厕剂，向其中滴入几滴AgNO3溶液，再滴加稀硝酸 。 溶液中含有氯离子 b.取洁厕剂，向其中滴入几滴BaCl2溶液，再滴加稀硝酸 无明显现象 溶液中不含硫酸根离子 【反思提高】 (3)检验或鉴别物质时，可根据物质 的特点设计实验。 任务二：揭秘洁厕剂除垢原理及使用注意事项 【查阅资料】 厕所中需要清理的污垢主要包括水垢、尿垢（主要成分为硫酸镁和碳酸钙）、锈（主要成分为氧化铁）等。 (4)请写出洁厕剂中的有效成分与锈垢反应的化学方程式： 。 (5)从化学反应的角度来看，说明书中注意事项应补充的信息是 （填一条）。 任务三：自制洁厕剂 (6)寻找生活中替代物自制洁厕剂。为丰富自制洁厕剂的功能和产品体验，你认为可以加入的物质是 （填选项字母）。 A．醋酸 B．氢氧化钠 C．花露水 14．某校研究性学习小组在做与催化剂有关的课题，开展了以下探究，请你参与： 【探究一】验证二氧化锰能加快过氧化氢的分解 请在下表的空白处填写相应的内容 实验编号 实验操作 实验现象 实验① 取10mL5%的过氧化氢溶液于试管中，过一会儿把带火星的木条伸入试管中 有少量气泡产生，木条不复燃 实验② 取10mL5%的过氧化氢溶液于试管中,加入少量二氧化锰,把带火星的木条伸入试管中 【探究二】探究氧化铁(Fe2O3)是否像二氧化锰(MnO2)一样可作氯酸钾分解的催化剂同学们设计了三组实验(其他可能影响因素均控制相同): 实验编号 实验药品 分解温度(℃) 实验④ 1.2gKClO3 T1 实验⑤ 1.2gKClO3、0.5gMnO2 T2 实验⑥ 1.2gKClO3、0.5gFe2O3 T3 (2)若T3 (选填“>”、“=”或“<”)T1，说明氧化铁能加快氯酸钾的分解。 (3)若要充分证明氧化铁是氯酸钾分解的催化剂，在确认了氧化铁能加快氯酸钾的分解后，还要验证它在化学反应前后的 和 不变。 (4)若要比较氧化铁与二氧化锰对氯酸钾分解的催化效果，除了可以通过用比较T3与T2的大小，还可以通过排水法收集氧气，测量 进行比较，得出结论。 15．为延长食品保质期，有些食品袋内放一包“双吸剂”（主要成分是铁粉）。某同学设计了以下实验探究“双吸剂”是否失效，请你完成下列实验报告： 问题与猜想 实验步骤 实验现象 结论、化学方程式 双吸剂是否失效 取样品放入试管中，再加入 。 结论：双吸剂没有失效。有关反应的化学方程式： 。 【反思与应用】（1）写出一种防止铁等金属制品生锈的具体方法 。 （2）用盐酸可除铁锈，反应的化学方程式为 。 （3）请你提出一条延长食品保质期的建议 。 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 $$