2024年中考化学三轮冲刺专项训练：科学探究题

2024年中考化学三轮冲刺专项训练：科学探究题 1．某化学学习小组同学通过实验探究物质发生化学变化前后物质质量的变化． 【提出问题】反应前后物质的总质量是否发生改变？若发生改变是增加还是减小？ 【提出假设】化学反应中，参加反应的物质质量与生成物的质量相等． 【设计实验】甲同学设计实验如A图所示，乙设计的实验如B、C、D所示，他们反应前后都进行了规范的操作、准确的称量和细致的观察；甲同学观察到白磷燃烧时的现象是 ．气球的变化是 ． 【实验结论】甲认为：在化学反应中，生成物的总质量与反应物的总质量相等；乙认为：在化学反应中，生成物的总质量与反应物的总质量不相等．你认为 结论正确，请谈谈导致另一种结论错误的原因是 ；若要选择有气体参与和生成的反应必须要选择 的装置． 【结论分析】请从原子的角度，简要分析你认为正确的结论 【反思拓展】应用质量守恒定律解释为什么不能“点石成金”（石头主要成分是CaCO3） 2．铜及其化合物有着优良的物理和化学性质，在生产、生活中有广泛的用途。 （1）某同学将铜片加入稀硝酸中，发现开始时反应非常慢，一段时间后反应速率明显加快。 该同学通过实验探究其原因。 ①配平该反应的化学方程式：： = ②提出合理假设：该实验中反应速率明显加快的原因可能是 。 A 反应放热导致温度升高                            B 压强增大 C 生成物的催化作用                                D 反应物接触面积增大 ③初步探究：测定反应过程中不同时间溶液的温度，结果如表所示： 时间/min 0 5 10 15 20 25 35 50 60 70 80 温度/℃ 25 26 26 26 26 26 26.5 27 27 27 27 结合实验目的和表中数据，你得出的结论是 。 （2）0.80 g 样品受热脱水过程的热重曲线（样品质量随温度变化的曲线）如图所示。 ①试确定105℃时固体物质的化学式为 。 ②取270℃所得的样品在570℃灼烧，得到的主要产物是黑色粉末和含+6价元素的非金属氧化物。该反应的化学方程式为 。把该黑色粉末溶解于稀硫酸中，经浓缩、冷却，有晶体析出，其存在的最高温度是 。 3．某实验小组模拟高炉炼铁的化学反应原理进行实验探究，其装置如图所示，试根据探究过程回答问题： 【知识在线】Fe3O4是黑色固体物质，能够被酸溶解；氧化亚铁（FeO）是黑色固体，不稳定，在空气中加热时迅速被氧化成四氧化三铁。 【实验原理】CO还原Fe2O3的化学方程式为 ； 【实验现象】实验过程中A、B处的实验现象分别是 ； 【反思交流】C导气管口放置点燃的酒精灯的目的是 ； 【提出问题】实验结束后一个小组成员先停止通CO，再熄灭酒精灯，他担心空气进入影响铁粉的纯度，这黑色固体杂质是什么？ 【猜想假设】（1）可能是 ；（2）可能是FeO。 【实验验证】查阅资料可知，猜想（2）不成立。原因是高温条件下， 。 4．重庆市实验学校化学兴趣小组的同学们在学习了木炭燃烧实验后，对木炭燃烧需要的条件产生了兴趣，他们用如图装置进行了探究。 【实验原理】锥形瓶中发生反应的化学反应式为 。 【实验步骤】 实验步骤 实验现象 ①保持弹簧夹关闭，将纱布袋伸入双氧水中 木炭不燃烧 ②提起纱布袋，打开弹簧夹，挤压氮气袋 目的是 ③关闭弹簧夹，点燃酒精灯 木炭不燃烧 ④保持酒精灯燃烧，再将纱布袋伸入双氧水中 木炭立即燃烧，澄清石灰水变浑浊 【分析并得出实验结论】 对比 结论 步骤 说明木炭燃烧需要氧气助燃 步骤 说明木炭燃烧需要温度达可燃物着火点 【实验反思】 小兵发现将布袋中二氧化锰换为氧化铁也能较快地产生氧气，若要证明它能作该反应的催化剂还需补做的实验有 （填序号）。 ①测量反应前后氧化铁质量是否不变         ②检验氧化铁物理性质是否不变 ③检验氧化铁化学性质是否不变             ④观察能否改变反应速率 5．我国实施“醉驾人刑”的规定，引起某中学化学探究小组的注意，并设计如图实验，对人酒后呼出的气体与空气组成进行比较（不比较水蒸气）。 【查阅资料】重铬酸钾溶液与酒精反应，溶液由黄色变成浅绿色。 【提出假设】猜想1：呼出的气体中含有酒精； 猜想2：呼出的气体中氧气含量比空气的低； (1)猜想3：呼出的气体中 含量比空气的高。 【实验方案】 (2)按如图装置取气，吸气时先打开止水夹 ，呼气时再打开止水夹 ，得二种气体样品分别于A、C集气瓶中，取多瓶气样备用。 (3)请填写空格： 实验步骤 预期现象和结论 ①分别向A、C集气瓶中 ； ，证明猜想2成立。 ②分别向A、C集气瓶中加入等量的 ； 若C集气瓶中出现浑浊，A中没有明显 变化，证明猜想3成立。 ③分别向A、C集气瓶中加入少量 ； 若 证明猜想1成立。 6．化学小组对钢铁的锈蚀进行实验研究。 I．探究钢铁锈蚀的基本条件 (1)一段时间后，C、D、E中铁钉生锈，A、B中铁钉无明显锈蚀。由A、B、C的现象可知，铁的锈蚀是铁跟 （填化学式）等物质作用的过程。 (2)使用自来水重新进行如图实验，一段时间后发现试管B中铁钉生锈了，其可能的原因是 。 II．探究食盐水对钢铁腐蚀速率的影响 用如图装置进行实验，锥形瓶中放生铁粉末，滴管中预先加入2mL不同浓度的食盐水，并用氧气传感器测定锥形瓶内的氧气浓度，数据如下表所示： 实验组 生铁粉末质量 食盐水浓度 3min时瓶内氧气浓度 实验① 3.5g 4% 18.96% 实验② 3.5g 8% 18.56% 实验③ 3.5g 16% 18.28% 实验④ 3.5g 24% 17.99% (3)该实验探究的是 对钢铁腐蚀速率的影响，其实验结论是 。 (4)查阅资料得知，食盐水中的氯离子能破坏钢筋表面的钝化膜（其原理如图所示），并促使铁发生一系列反应得到Fe（OH）3，Fe（OH）3在空气中风化失水后变成氧化铁。 ①氯离子破坏钢筋表面的钝化膜的过程中，从阳极向阴极转移的微粒是 。 ②钢筋锈蚀过程中得到氧化铁的反应方程式为 。 III．探究水样的pH及溶解氧浓度对钢铁腐蚀速率的影响 步骤1：按如图连接好装置，检查装置气密性。 步骤2：向三颈烧瓶中放入3.5g生铁粉末，向分液漏斗内加入10mL不同浓度的稀盐酸。 步骤3：将盐酸全部注入三颈烧瓶内，关闭分液漏斗活塞，同时采集数据见下表： 序号 盐酸pH 压强p/kPa 溶解氧/mg·L-1 p反应前 p反应后 DO反应前 DO反应后 开始降低所需时间/s 实验① 2.0 90.8 91.8 5.2 4.3 131 实验② 3.0 90.8 91.5 5.0 3.7 68 实验③ 4.0 90.8 90.3 4.9 3.4 24 实验④ 5.0 90.8 90.5 4.9 3.7 98 实验⑤ 6.0 90.8 90.6 4.4 3.7 175 (5)实验1和实验2反应后压强变大的主要原因是装置内生成 。 (6)进行实验3时，观察到溶液中有气泡冒出，反应后体系内压强却变小了。其原因是 。 (7)分析表中数据，在该实验条件下，下列说法正确的有_______。 A．当pH=2时，铁粉与氧气的锈蚀速率最快 B．稀盐酸中的溶解氧含量与盐酸的pH有关 C．铁粉和盐酸，氧气的反应可以同时发生 7．茶垢清洁剂可以轻松除茶垢。在茶垢清洁剂中加水，会产生大量气泡。某化学兴趣小组对茶垢清洁剂的除垢原理、使用方法等进行了系列探究。 【提出问题】茶垢清洁剂遇水产生的气体是什么？ 【查阅资料】茶垢清洁剂的主要成分为过碳酸钠（Na2CO4）：NaOH溶液可以吸收CO2。 【猜想假设】同学们对该气体的成分提出了三种猜想。 猜想1：只有O2：   猜想2：只有 。    猜想3：既有O2又有CO2。        【实验验证】按图1装置对猜想进行实验： 操作 现象 结论 向A中加入热水，将生成的气体依次通过B、C，再将带火星的木条伸入D中 观察到B中 ，D中木条复燃 猜想1正确 【对比实验】兴趣小组同学改用冷水重复上述实验，观察到锥形瓶中有小气泡缓慢放出，带火星的木条没有复燃。 【交流讨论】老师提示：过碳酸钠与水反应生成碳酸钠和过氧化氢，因为过氧化氢不稳定会产生具有强氧化性的活性氧，使茶垢分解、剥离、脱落：使用时加入温度稍高的水，效果更好。 （1）根据过碳酸钠的性质，保存茶垢清洁剂应注意 。 （2）写出过碳酸钠与水反应的 。 （3）使用冷水时木条没有复燃的原因可能是 ，导致产生的氧气浓度低。 【拓展实验】由上述实验同学们发现物质燃烧需要氧气达到一定的浓度。为了研究这个问题，同学们借助数字传感器进行实验，装置如图2。先点燃足量红磷，氧气浓度变化如图3曲线ab，等红磷熄灭后点燃足量白磷，氧气浓度变化如曲线bc。 【得出结论】 氧气的浓度范围为 时红磷不能燃烧而白磷能燃烧。据此，采用红磷燃烧测定空气中氧气含量的结果会偏小的原因为 。 8．小明同学在整理实验室时发现了一瓶敞口放置的氢氧化钠溶液，他认为该溶液可能变质了，于是邀来小琳和小可，对该溶液中溶质成分进行实验探究。 【猜想与假设】 小可认为该溶液中溶质是NaOH 小琳认为该溶液中溶质是Na2CO3 小明却认为该溶液中溶质是 （填化学式） 【查阅资料】氯化钡溶液显中性，碳酸钡难溶于水。 【进行实验】 实验 实验操作 实验现象 ① 取适量该溶液，滴入几滴无色酚酞溶液 溶液变红色 ② 取适量该溶液，滴入几滴氯化钡溶液 产生白色沉淀 ③ 取适量该溶液，滴入过量氯化钡溶液 产生白色沉淀 ④ 取适量实验③所得的上层清液，滴入几滴无色酚酞溶液 溶液变红色 【实验结论】 （1）根据实验①和②可以得出结论：该溶液中一定含有的溶质是 （填化学式）； 同学的猜想是错误的（填“小可”，“小琳”或“小明”），原因是 。 （2）根据实验③和④。你认为哪位同学的猜想是正确的 （填“小可”、“小琳”成“小明”）。 【反思与交流】 （3）氢氧化钠溶液变质的原因是（用化学方程式表示） 。 （4）实验室为了防止氢氧化钠溶液变质，正确的保存方法是 （写出一条即可）。 9．同学们在实验课上制取了少量二氧化碳，请你与他们一起完成实验报告。 实验活动 二氧化碳的实验室制取 【实验目的】练习实验室里制取二氧化碳。 【实验用品】烧杯、 、集气瓶、玻璃导管、胶皮管、单孔橡胶塞、试管、玻璃片、稀盐 酸、石灰石(其余试剂自选)。 【实验原理】 (用化学方程式表示)。 【实验步骤】 （1）按照如图所示连接装置，检查装置气密性的操作是 。 （2）向试管中加入药品。 （3）收集二氧化碳并验满，证明二氧化碳已收集满的现象是 。 【问题与交流】 实验结束后，如何回收未反应完的石灰石？ 10．某课外小组的同学想通过实验探究水的组成，请你一起参与探究过程，并填写下列空白。 【做出猜想】水中含有氢元素和氧元素。 【设计并进行实验】小组同学合作制作了如图所示的简易电解水装置。 （1）实验前往水中加入氢氧化钠的目的是 。 （2）B试管中收集到的气体是 ，燃烧会产生 色的火焰。 （3）写出氢气与氧气反应的符号： 。 【得出结论】通过实验得到的结论为水是由 组成的。 【反思与评价】 （1）研究物质组成的方法是：根据化学反应前后 不变的原理，设计实验让物质参与一个化学反应，通过分析反应物或生成物的元素组成进一步确定该物质的组成。 （2）在实验过程中，某同学发现刚开始的一段时间内阴、阳两极产生的气体体积之比大于2∶1，其可能原因是 。 11．向CuSO4溶液中加入一定量NaHCO3溶液，观察到有气泡并产生蓝绿色固体。 （一）将气体通入足量澄清石灰水，石灰水变浑浊，气体为 。 （二）固体分析 【猜想】固体可能是①Cu(OH)2②CuCO3③CuCO3和Cu(OH)2的混合物 【资料】CuCO3和Cu(OH)2受热均会分解生成对应的两种氧化物,无水CuSO4遇水变蓝 【实验】经处理得到纯净、干燥的蓝绿色固体。 （1）取适量固体，溶于 溶液，产生气泡，则猜测①不成立。 （2）另取适量固体，充分加热，产生的气体能使无水CuSO4变蓝，则猜测 （选填“②”或“③”）成立。 【延伸】经检测，该固体为xCu(OH)2·yCuCO3·zH2O，小组同学称取24.0g固体，在老师的指导下进行如下实验，确定晶体组成： （3）实验前，首先要 ； （4）装置C和D分别吸收生成的气体，则D中最好盛放 ；（填字母） a.澄清石灰水b.浓硫酸c.浓氢氧化钠溶液 （5）B中反应完全后，要通入一段时间空气的目的是 ； （6）实验后，测得C增重3.6g，D中增重4.4g，则x:y:z= 。 12．以下是老师引导学生探究“质量守恒定律”的教学片段，请你参与探究． 【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． 【实验探究】甲、乙两组同学用托盘天平分别称量反应前后物质的质量． 甲组 乙组 实验方案（反应后略）       实验现象 有气泡产生 天平指针向右偏转 铁钉表面有红色物质析出，天平指针没有偏转 结论 猜想1正确 猜想2正确 【反思评价】经过反复讨论最后得出：在探究化学反应前后各物质的质量总和是否相等时，凡有气体参加或生成的反应，都应在 中进行． 【优化装置】同学们对甲组左盘中的反应装置进行了如图所示的三种改进．经过反复交流，一致认为：A的改进会因 从而产生误差；B的改进会因反应产生气体使瓶内压强太大，使塞子蹦出而产生危险；C的改进最为科学，那么C的锥形瓶中盛放的NaOH溶液的作用是 ．    【得出结论】利用C装置进行再次探究，均得出猜想2正确的结论． 进一步分析发现，反应体系中器材和未参加反应的物质的质量在反应前后保持不变，最终得出结论： 的各物质的质量总和等于反应后生成的各物质的质量总和． 【微观解释】化学反应前后， 均不变，所以质量守恒． 【应用】某固体物质受热发生分解反应，生成氧化铜、水和二氧化碳三种物质，则该固体物质一定由 组成． 13．金属及其化合物用途广泛。 （1）家庭常用铜质插头，是利用金属铜的 性。 （2）工业上用赤铁矿石炼铁的反应化学方程式是 。 （3）某学习小组设计了如图所示实验（夹持装置省略），探究铁的锈蚀条件。 ①检查装置气密性：连接好装置，关闭分液漏斗活塞，将C导管接入到装有水的烧杯中，微热甲装置，说明气密性良好的现象是 。 ②甲装置内发生反应的化学方程式为 。 ③一段时间后观察到，A处铁丝依然光亮，B处铁丝表面灰暗，D处铁丝依然光亮，A、B处实验现象对比，可得出铁生锈与 有关，B、D处实验现象对比说明，决定铁生锈快慢的一个重要因素是 。 14．某化学兴趣小组的同学将铜丝绕成螺旋状后，在酒精灯火焰上加热，铜丝变黑后，趁热插入疏松的氯化铵(NH4Cl)固体里，变黑的铜丝又变回紫红色。它们对此产生了兴趣，于是在老师的指导下进行了如下探究： 【查阅资料】(1)氯化铵受热易分解，反应的化学方程式为： (2)无水硫酸铜为白色固体，遇水会变成蓝色 【提出问题】使氧化铜还原为铜的是什么物质？ 【作出猜想】猜想一：CO        猜想二：HCl        猜想三：NH3 小晶认为猜想一不合理，理由是 。 【实验探究】兴趣小组同学按如图装置进行实验(夹持装置已省略)： 操作 实验现象 实验结论 实验一 将氯化氢气体通入装置，点燃酒精灯加热 硬质玻璃管中固体不变色 猜想二 实验二 将氨气通入装置，点燃酒精灯加热 硬质玻璃管中固体 猜想三成立 【反思与评价】 (1)实验二中，观察到乙中固体变蓝，同时生成一种化学性质不活泼的气体。则玻璃管中发生反应的化学方程式为 。氨气有强烈的刺激性气味， 对人体有害，该装置存在的不足之处是 。 (2)小林认为实验室可以用加热氯化铵的方法制取氨气，你认为该方法     (选填“合理”或“不合理”)。 15．某无色溶液X是碳酸钠、碳酸氢钠、氢氧化钠溶液中的一种或两种溶液的混合溶液。某兴趣小组的同学为探究无色溶液X的成分，开展了如下的探究活动，请你一同参与完成： 【查阅资料】获得如下信息： 1 氯化钙溶液呈中性，与碳酸氢钠溶液混合不发生反应。 2 NaHCO3溶液呈碱性，与澄清石灰水反应生成白色沉淀。 【猜想与假设】针对无色溶液X中的溶质成分： 猜想一：含有Na2CO3 猜想二：含有 NaHCO3 猜想三：含有 ； 猜想四：是其中两种成分的混合溶液 【实验方案设计】 序号 实验步骤 预设实验现象 预设实验结论 ① 取样于烧杯中，滴入过量的氯化钙溶液，过滤 产生白色沉淀 猜想一 ② 取①的滤液于试管中，滴入适量的氢氧化钙溶液 猜想二不正确 ③ 取①的滤液于试管中，滴入 溶液 溶液变红色 猜想三正确 【综合结论】通过以上实验，得出无色溶液X是 。 【实验反思与拓展】 类比资料信息，NaHCO3与NaOH反应生成质量比为53：9的两种化合物，请写出反应的化学方程式 。 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 $$