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 1．2023年11月和12月，强寒潮影响我国大部地区。“暴雪”“寒冷”成为关键词，“暖宝宝”也因此成为今年冬天热销货品。化学兴趣小组利用“暖宝宝”开展了一系列探究活动。 (1)通过查阅资料，小组同学了解到暖宝宝发热原理类似于铁生锈反应时放热。从控制变量的角度推测外袋使用不透气塑料包装的原因是 。 探究活动一：收集使用过的“暖宝宝”，模拟高炉炼铁的反应回收铁粉 【设计并进行试验】化学兴趣小组的同学通过下图实验装置进行回收铁粉。 (2)观察到的实验现象：玻璃管里的粉末由红棕色逐渐变成 色，澄清的石灰水变浑浊。写出玻璃管里发生反应的化学方程式 。 (3)华雪同学提出应该在装置末端a处燃着一盏酒精灯，你认为这样做的目的是 。 探究活动二：测定本次回收实验中生成的铁单质的质量分数 (4)【方案一】根据资料和已学知识，小组同学按如上如图连接好装置，装置A中加入上面反应后得到的固体粉末mg，滴入足量稀硫酸，至不再产生气泡为止。用装置B和C收集并测量氢气的体积，氢气应从 （填“e”或“f”）管通入，量筒中有VmL水，查阅资料可知氢气的密度是，则可求出生成的铁单质的质量。 (5)【方案二】取14g固体放入烧杯，加入足量溶液，充分反应后过滤并烘干，称量得15.6g固体，原混合物中铁的质量分数是 。 2．小刚和小强用图甲和图乙所示实验来探究可燃物燃烧的条件。 经查阅资料知: 白磷着火点为40℃,红磷着火点为240℃,它们在空气中燃烧都生成有毒的白烟五氧化二磷，五氧化二磷易溶于水。 （1）小刚用图甲所示装置进行实验，观察到白磷燃烧起来，反应的化学方程式为 。 （2）小强用图乙所示装置进行实验，得到以下实验事实： ①不通空气时，冷水中的白磷不燃烧；②通空气时，冷水中的白磷不燃烧；③不通空气时，热水中的白磷不燃烧；④通空气时,热水中的白磷燃烧。 该实验中,能证明可燃物通常需要接触空气才能燃烧的实验事实是（填序号） 。能证明可燃物必须达到一定温度（着火点）才能燃烧的实验事实是（填序号） 。 （3）“化学实验的绿色化”要求实验室的“三废”排放降低到最低程度并能得到妥善处理。图甲与图乙所示实验相比 （填甲或乙）更体现了化学实验的绿色化追求。 （4）人教版新课标化学教材九年级上册（2015年6月版）“对蜡烛及其燃烧的探究”实验，下面记录了某小组的探究过程。在探究的过程中,将短玻璃导管插入焰心，发现另一端也可以点燃。 【提出问题】导管里一定有可燃性气体,气体成分可能会是什么呢? 【猜 想】甲同学认为:可能是蜡烛不完全燃烧时产生的CO 乙同学认为:可能是蜡烛受热后产生的石蜡蒸气 丙同学认为:可能以上两种情况都有 【实验方案】 换一根较长的导管,并用冷的湿毛巾包住导管,然后在导管另一端做点火实验。 【现象与结论】 如果观察到导管口同样能点燃,去掉毛巾， 现象，则甲同学的猜想正确； 如果观察到导管口 ，去掉毛巾，导管内壁可看到有冷凝的固体现象，则乙同学的猜想正确； 如果观察到 现象，则丙同学的猜想正确。 3．化学兴趣小组的同学们注意到有些食品包装内有一个小纸袋，上面写着“石灰干燥剂”，同学们非常感兴趣，决定一起进行研究同学们从家里拿来一包“石灰干燥剂”，剪开后发现纸袋里面是白色固体粉末，白色固体中的成分都有哪些呢？ 【知识回顾】 “石灰干燥剂”中的“石灰”是指 （填化学式），其能够做干燥剂的原理是 （化学方程式表示）。 【猜想与假设】 白色固体中可能有氧化钙、氢氧化钙、碳酸钙中的一种或几种。 【进行实验】 为了验证他们的猜想是否正确，他们取该“石灰干燥剂”进行如下实验： （1）取少量的石灰干燥剂放入烧杯中，向烧杯中加一定量的水，用温度计测量烧杯Ⅱ中的混合液体的温度，发现温度计示数不变，于是得出结论 。 （2）图中操作①的名称是 。 （3）向烧杯中Ⅲ中的无色液体中滴加几滴酚酞，发现溶液变红，说明白色固体中一定有氢氧化钙，同学们又设计了另外一个实验也得到了相同的结论，你认为他们的方案是 。 （4）向烧杯Ⅳ中的白色固体中滴加 ，观察到有大量的气泡产生，证明白色固体中一定含有碳酸钙。 【得出结论】 白色固体中没有氧化钙，含有氢氧化钙和碳酸钙。 【拓展延伸】 碱类物质在储存时应 。 4．化学课上，某化学兴趣小组的同学们做以下实验探究分子运动。    实验Ⅰ：在盛有少量蒸馏水的小烧杯中滴入2～3滴酚酞溶液，观察到酚酞溶液不变色，再向其中滴加浓氨水，观察到酚酞溶液变成红色，由此说明酚酞溶液遇蒸馏水不变色，而遇浓氨水会变红(或变色)。 实验Ⅱ(如图甲所示)：烧杯A的现象是 ；产生这一现象的原因是 。 为使实验结论准确可靠，该兴趣小组设计实验Ⅲ(如图乙所示)作为对比实验，你认为有无必要，并简要说明理由： 。 在实验时同学们闻到了一股难闻的刺激性气味。于是小明对原实验装置进行了改进，装置如图丙。    【实验操作】 a.向B、C两支试管中分别加入5mL的蒸馏水，各滴入1～2滴无色酚酞溶液，振荡观察溶液颜色； b.在A、D试管中分别加入2mL浓氨水，立即用带橡皮塞的导管按实验图Ⅱ连接好，并将D试管放置在盛有热水的烧杯中，观察几分钟。 【分析讨论】 （1）进行操作b时观察到的现象是 。 （2）由此可以得到的实验结论是①氨分子在不断运动；② 。 【反思评价】 对比改进前的实验，改进后实验的优点是 。 【拓展延伸】小刚也对该实验的装置进行了改进，他用如图丁所示装置能和小明的实验得出同样的结论。实验时，他先将少量浓氨水滴在A试管的棉花上，观察到白色棉花变红色，再打开止水夹，几秒后观察到B试管中的棉花也变红，说明氨分子在不断运动。要想得出小明的另一点结论，小刚需要进行的操作是 。    5．某班学生在老师指导下探究铁与水蒸气的反应。 (1)按图甲装好药品，连接装置(夹持仪器已略去)。其中A装置的作用是 。 (2)加热一段时间后，灰色铁粉逐渐变黑，吹泡器连续吹出气泡，且气泡向上飞起；用燃着的木条靠近气泡，能产生爆鸣。该气体燃烧的化学方程式为 。 (3)同学们讨论后认为：铁与水蒸气反应生成的固体是“铁的一种氧化物”，玻璃管内的黑色固体中还可能含有“过量的铁”。 【查阅资料】铁有三种氧化物(FeO、Fe2O3、Fe3O4)，其中FeO接触到空气会立即由黑色变为红棕色；铁的三种氧化物都不与硫酸铜溶液反应。 【实验探究】 实验步骤 实验现象 实验结论 倒出玻璃管中黑色固体，平铺于白纸上 黑色固体不变色 黑色固体中一定没有 (填物质名称) 取上述黑色固体少许，装入试管，加入足量 溶液 ，且有红色固体出现 黑色固体中一定含有 【探究结论】铁与水蒸气发生置换反应，有关的化学方程式是 。 【拓展创新】同学们利用微型仪器“长柄V形玻璃管”改进了图甲装置，设计出图乙装置，并分别选用湿棉花、湿粉笔、芦荟叶、芭蕉茎、氢氧化镁、氢氧化铜等作为供水剂，实验都获得成功。 ①甲、乙装置相比，乙装置有很多优点，请你写出一条： 。 ②分析上述供水剂的供水原理，其中正确的是 (填字母) A．疏松、多孔的物质，有良好的吸水和保水性能 B．新鲜的浮水植物，在受热时水分容易释放出来 C．本身不含水的固体物质，不能用作供水剂 6．王老师在某工厂废水处理池中提取一瓶含有、和的工业废水样品带回实验室。静置，取上层清液，加入锌粉，充分反应后过滤，得到滤液甲和滤渣乙。请你和你的化学小组完成以下探究（不考虑杂质干扰）。 ［提出问题］滤渣乙是什么？ ［作出猜想］猜想①：银；猜想②：银和铜；猜想③：银、铜和铝；猜想④：还可能是 。 ［实验探究］设计实验探究滤渣乙的成分。 实验1：取滤渣乙加入盐酸，无气体产生。据此现象和分析推理，得出猜想 （填序号）是错误的。 实验2：取滤液甲加入 溶液，没有蓝色沉淀产生。 根据实验1和实验2，得出猜想 （填序号）是正确的。 ［反思交流］通过交流，大家认为在滤液甲中加入稀盐酸，当观察到 ，也能得出实验1的结论。 7．质量守恒定律的发现经历了漫长曲折的过程。 【历史回顾】 1673年，英国化学家波义耳把金属放在密闭容器里煅烧，打开容器瓶口时，听到“嘶嘶”的声响，称量，发现金属灰的质量大于反应前金属的质量，他没有深入思考下去，与一个伟大的定律擦肩而过。 1756年，俄国化学家罗蒙诺索夫将金属锡放在密闭容器里煅烧，冷却后在密闭容器里称量，发现总质量和煅烧前没有变化。 1774年，拉瓦锡将45.0份质量的氧化汞加热分解，恰好得到了41.5份质量的汞和3.5份质量的氧气，得到了与罗蒙诺索夫相同的结论。 (1)波义尔发现金属灰的质量大于反应前金属的质量，原因是 。 【实验探究】 为了探究化学反应前后物质的总质量是否发生改变，甲同学和乙同学分别设计了下面两个实验，请根据图示回答问题： (2)甲同学设计的实验（生成硫酸锌和氢气）如图A所示，反应前，托盘天平的指针指向刻度盘的中间；两种物质反应后，托盘天平的指针 （选填“向左”、“向右”或“不”）偏转，原因是 。 (3)乙同学设计的实验（生成硝酸钠和氯化银沉淀）如图B所示，通过实验得出结论：化学反应前后物质的总质量 。 (4)两位同学通过交流反思得到启示：在探究化学反应前后物质的总质量是否发生改变时，对于有气体参加或有气体生成的反应一定要在 装置中进行。 (5)从微观角度分析，在化学反应前后一定不变的是 （选填序号）。 ①原子种类   ②分子种类   ③原子数目   ④分子质量   ⑤分子数目   ⑥原子质量 8．某兴趣小组在探究二氧化碳与氢氧化钠溶液反应的实验中，做了如图所示的实验：将足量的氢氧化钠浓溶液装入分液漏斗中，先打开阀门K1，待氢氧化钠溶液完全进入广口瓶之后立即关闭K1，充分反应后， 打开止水夹K2，请填写现象：    U 形管左侧的液体 ；广口瓶中的液体出现浑浊。广口瓶中生成沉淀的化学方程式为 。同学们将实验后的废液倒入烧杯中，过滤得到白色沉淀和红色滤液，欲对滤液中溶质的成分进行探究，其 成分除了酚酞外的猜想有如下三种： 猜想一：Na2CO3、NaOH； 猜想二： ； 猜想三：NaOH。 设计如下实验方案，请你帮助他们完成探究报告： 实验步骤 实验现象 实验结论 ①取滤液样品于试管中，加入； 若有气泡冒出，且红色消失 猜想一正确 ②另取滤液样品于试管中，加入。 若有白色沉淀出现，红色不消失 猜想二正确 【反思拓展】实验步骤①中所加的试剂可换成以下 ，也能通过观察现象得出同样的结论。 A CaCl2溶液 B Ba(OH)2溶液 C NaCl 溶液 9．某兴趣小组在实验室里准备常见酸、碱、盐的性质实验时， 发现实验台上摆放的药品中，有一瓶未盖瓶塞且标签破损的溶液（如图）， 他们决定对这瓶溶液的成分进行探究。 【提出问题】这瓶溶液的溶质是什么？ 【获得信息】 （1）酸、碱、盐的性质实验中用到含钠元素的物质有氯化钠、氢氧化钠、碳酸钠、碳酸氢钠。 （2）实验室里盛放碱性溶液的试剂瓶通常使用橡胶塞。 （3）碳酸氢钠溶液与氯化钡溶液不反应；氯化钡溶液呈中性。 【提出猜想】猜想一：氢氧化钠； 猜想二：碳酸钠； 猜想三：碳酸氢钠。 【实验探究】 方案 实验操作 实验现象 实验结论 1 取样滴加稀盐酸 有 产生 溶液的溶质是碳酸钠或者是 2 另取样加入过量的氯化钡溶液 有 产生 该溶液的溶质是碳酸钠 【交流讨论】（1）大家认为实验2的结论不完全正确，理由是 。 （2）小组同学讨论后一致认为还需要进行如下实验：取实验2后的上层清液， 。 【实验结论】这瓶溶液的原溶质是氢氧化钠。 【实验拓展】（1）实验中取用液体药品时，应注意 ； （2）氢氧化钠变质化学方程式 。 10．某兴趣小组在准备化学实验基本技能考查时，对以下问题进行了探究： Ⅰ．探究酸和碱能否发生反应 方案l：甲同学向盛有少量NaOH溶液的试管中滴几滴无色酚酞试液，振荡，继续加入稀硫酸，观察到溶液由 色变成无色。甲同学得出结论：酸和碱能发生反应。 方案2：乙同学取少量NaOH溶液，测得溶液pH为10，向该溶液中加入一定量稀硫酸后，测得溶液pH为9，乙同学发现溶液pH减小了，得出结论：酸和碱能发生反应。 【交流讨论】大家同意甲同学的结论，对乙同学的实验过程提出质疑，溶液pH减小的原因还可能是稀硫酸中的水稀释了NaOH溶液；大家认为，乙同学向NaOH溶液中加入稀硫酸后，测得溶液的pH必须 7(填“等于”、“小于”、“小于或等于”)才能证明酸和碱能发生反应。请写出稀硫酸和氢氧化钠溶液反应的化学方程式 。 Ⅱ．探究酸和碱反应后溶液中溶质的成分 丙同学对探究Ⅰ中甲同学实验后的无色溶液展开探究： 【提出问题】试管中无色溶液的溶质除了酚酞还有什么？ 【提出猜想】猜想一：Na2SO4；猜想二：Na2SO4、NaOH； 猜想三： 。 【交流讨论】你认为猜想 一定不正确，理由是： 。 【设计实验】 实验操作 实验现象 实验结论 方案1 向试管中加入少量锌粒，然后加入甲同学实验后的无色溶液 锌粒逐渐减少，有 产生。 猜想三成立 方案 2 向试管中加入少量甲同学实验后的无色溶液，然后慢慢滴加NaOH溶液，并不断振荡试管 开始无明显现象，过一会发现 。 【实验反思】为了验证猜想三成立，你认为还可选择的药品是 (填字母序号) A BaCl2溶液  B Cu  C Fe2O3 11．小刚在化学实验室发现，盛放NaOH溶液的试剂瓶瓶口和橡皮塞上出现了白色粉末。小刚叫来小军和小红，共同探究这种白色粉末的成分。他们依据所学的化学知识，对这种白色粉末的成分作了如下猜想： ①可能是NaOH；②可能是Na2CO3；③可能是 。为了验证猜想，他们分别做了下面的实验。 （1）小刚取少量白色粉末，滴加稀盐酸，有气体生成。由此小刚认为白色粉末是Na2CO3。请判断小刚所得结论是否正确，并简述理由。 。 （2）小军取少量白色粉末溶于水，向所得溶液中滴加酚酞溶液，溶液变为红色。由此小军认为白色粉末是NaOH。请判断小刚所得结论是否正确，并简述理由。 。 （3）小红取少量白色粉末溶于水，向所得溶液中滴加BaCl2溶液，有白色沉淀产生。由此判断白色粉末中含有 。为了验证猜想③，小红继续向溶液中滴加BaCl2溶液至不再产生沉淀，然后过滤。你认为她接下来还应进行的实验是 。 在小红所做的实验中，若把BaCl2溶液换成Ba（OH）2溶液是否可行？请简述理由。 。 12．某化学兴趣小组进行“铁丝在氧气中燃烧”的实验，并进行了一些探究活动。    【实验回顾】铁丝在氧气中燃烧实验的示意图如图，实验前要将铁丝打磨，原因是 ；图中螺旋状铁丝的末端系一根火柴的作用是 ；铁丝应由上向下缓慢伸进盛有氧气的集气瓶中，原因是 ；集气瓶中先放一些水的作用是 。铁丝燃烧的符号为 。 【探究一】铁丝燃烧是否需要纯氧？ 【设计实验1】取直径为0.38mm的铁丝，分别在体积分数为90%、70%、60%、55%的氧气中实验。实验现象如表所示： O2体积分数 90% 70% 60% 55% 实验现象 燃烧剧烈、燃烧时间长，效果好 燃烧比90%弱，燃烧时间短，实验成功 燃烧比70%弱，燃烧时间更短，实验成功 难以燃烧，只是发红 【结论】就0.38mm铁丝而言，铁丝燃烧对氧气体积分数的要求是 （“>”“=”或“<”）55%，且氧气浓度越大，燃烧现象越 （填“剧烈”或“不剧烈”）。 【讨论】实验中所用集气瓶的容积为125mL，铁丝燃烧实验时集气瓶中需留25mL水，如果需收集100mL体积分数为80%的氧气，其操作方法是先在集气瓶中装 mL水，然后用排水法收集，直到剩下25mL水（空气中氧气的体积分数计为20%）。 【探究二】兴趣小组同学又产生新的猜想，铁丝燃烧，是否和铁本身的颗粒大小有关？ 【设计实验2】他们用还原铁粉、纳米铁粉在空气中进行实验，实验操作及现象如表： 还原铁粉 纳米铁粉 粒径大小（nm） 1000 20-200 实验操作和现象 直接洒在燃着的酒精灯外焰上，有火星 直接从密封容器中洒落在石棉网上，有火星 由此实验你能得出的结论是： 。 【探究三】铁丝燃烧为什么会火星四射？ 【资料】生活中常见的铁都不是纯净的铁，都含有一定量的碳 【设计实验3】小明将直径都为0.38mm的纯镁条和不同含碳量的铁丝放入氧气中燃烧，实验现象记录如表，请你分析完成下表： 物质 纯镁条 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，无火星 剧烈燃烧，极少火星 剧烈燃烧，少量火星 【结论】通过以上实验，说明铁丝燃烧产生火星四射现象和含碳量 （填“有关”或“无关”）。 13．为探究稀硫酸与下列物质之间能否发生复分解反应，某化学小组设计并完成了如下实验。 （1）上述A、B实验均无明显现象，C、D中均有明显的实验现象。 （2）分析上述四组实验，小组同学准备探究酸碱盐之间复分解反应发生的条件。 【提出问题】A、B实验中两组物质之间是否发生反应？ 【猜想假设】猜想1：都发生反应         猜想2：都未发生反应 猜想3：A组未反应，B组反应 猜想4：A组反应，B组未反应 【实验探究】小组同学讨论后设计了如下方案进行探究，请你参与并回答问题。 A组实验方案： （1）向一定量的稀硫酸中加入过量的NaCl溶液，充分搅拌后，加入石蕊溶液，观察到溶液变红，说明溶液中含有 （写离子符号）。 （2）继续向溶液中加入BaCl2溶液，观察到 ，说明溶液中含有。 根据上述实验结论可推知，NaCl和H2SO4未发生反应。 B组实验方案： （1）向一定量滴有酚酞溶液的NaOH溶液中加入过量的稀硫酸，观察到 ，说明NaOH溶液中的OH-反应完全。 （2）向一定量的稀硫酸中加入过量NaOH溶液，充分搅拌后，加入氧化铁粉末，无明显现象，说明 。 根据上述实验课推知，NaOH和H2SO4发生了反应。 B组实验方案的实验（1）中发生反应的化学方程式为 。 【实验结论】同学们通过实验探究，得出猜想3成立。同时归纳得出复分解反应发生的条件是两种化合物之间互换成分，生成物中有沉淀或气体或水，否则物质之间便不发生复分解反应。 【反思交流】实验结束后同学们又从微观角度对复分解反应进行了讨论与交流，请写出D组实验中发生反应的微观本质 。 14．劳动是一种美德，在劳动中可以发现并学习新知识。小明在洗衣服时，对家里的洗涤剂产生了兴趣。他联系了项目学习小组的其他同学，对洗涤剂种类、去污原理、成分等展开了项目式学习。 任务一：认识洗涤剂种类 【查阅资料】常用洗涤剂包括肥皂和合成洗涤剂。肥皂在软水中有良好的去污作用，但在硬水中洗涤效果很差，在酸性介质中会完全失去洗涤能力。合成洗涤剂的去污作用不受水质软硬的影响。 【分析交流】 (1)在日常生活中，检验水质软硬的方法是 。 任务二：了解洗涤剂去污原理 【咨询老师】同学们咨询老师，知道了洗涤剂由助洗剂（、等）、表面活性剂和添加剂组成。表面活性剂能使油污在水中分散成无数细小的液滴并随水流动，从而使油污从衣物上分离出来。 【小组讨论】 (2)同学们讨论后一致认为：表面活性剂去油污的原理是 （填“溶解”或“乳化”）。 任务三：探究洗涤剂成分 小明拿来家里的合成洗涤剂，在实验室里与同学们对其中的部分成分进行了探究。 【猜想假设】该洗涤剂中含有和 【进行实验】 (3)请完善下面表格。 实验步骤及操作 实验现象 实验结论 步骤一 取少量水于试管中，向水中加入少量合成洗涤剂，再滴加几滴无色酚酞溶液 该洗涤剂中含有和 步骤二 另取少量水于试管中，向水中加入少量合成洗涤剂，再向其中滴加过量稀硝酸 有气泡冒出 步骤三 取步骤二的剩余液体少许于试管中，向其中滴加 产生白色沉淀 【反思评价】 (4)步骤二中所加稀硝酸“过量”的目的是 。步骤二中的稀硝酸可不可以换成稀硫酸，并说明原因： 。 15．“84”消毒液在新冠肺炎预防措施中使用较为广泛，具有漂白、杀菌、消毒功效。某化学兴趣小组对一瓶敞口久置的“84”消毒液的成分产生兴趣，在老师的指导下，展开探究。 【提出问题】该敞口久置的消毒液中溶质有哪些？ 【查阅资料】①“84”消毒液的主要成分是次氯酸钠（NaClO）和氯化钠。NaClO为有效成分，有腐蚀性，并易与空气中CO2反应：2NaClO+CO2+H2O═2HClO+Na2CO3。②NaClO溶液、HClO都具有漂白、杀菌、消毒功效。③HClO不稳定，受热或光照会发生分解。 【分析讨论】小组同学经过讨论，认为该消毒液中的溶质一定有 ，可能还有NaClO、Na2CO3、HClO中的一种或多种。 【实验过程】 实验步骤 实验现象 实验结论 Ⅰ、向装入有色布条的试管中加入适量该消毒液试样 布条长时间不褪色 消毒液不含 Ⅱ、另取适量该消毒液试样于试管中，加入足量氯化钙溶液，观察 产生白色沉淀 消毒液含有 ，反应方程式为 【交流反思】生活中，“84消毒液”贮藏时应注意 （写一条）。 【拓展延伸】①洁厕灵的主要成分是盐酸，它与“84消毒液”不能混合使用，会产生有毒气体。发生反应的化学方程式：2HCl+NaClO═NaCl+H2O+X↑，X的化学式为 。 ②次氯酸钠还会和硫酸发生复分解反应，请写出该方程式 。 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 $$