2024年中考化学三轮复习高频考点突破：科学探究题

2024年中考化学三轮复习高频考点突破：科学探究题 1．某兴趣小组同学对实验室制备氧气的条件进行探究实验。 （1）为探究催化剂的种类对氯酸钾分解速度的影响，甲设计对比实验： Ⅰ．将3.0g氯酸钾与1.0g二氧化锰均匀混合加热； Ⅱ．将xg氯酸钾与1.0g氧化铜均匀混合加热。 在相同温度下，比较两组实验产生氧气的快慢。 Ⅰ中反应的符号是 ，Ⅱ中x的值应为 （2）乙探究了影响双氧水分解速度的某种因素。实验数据记录如下： 双氧水的质量（g） 双氧水的浓度 二氧化锰的质量（g） 相同时间内产生氧气的体积（mL） Ⅰ 50.0 1% 0.1 9 Ⅱ 50.0 2% 0.1 16 Ⅲ 50.0 4% 31 ①取用二氧化锰的仪器是 ，实验Ⅲ中，加入二氧化锰的质量为 g。 ②实验结论：在相同条件下， ，双氧水分解得越快。 2．在学习盐酸的化学性质时，甲、乙两位同学按照图1做了稀盐酸和碳酸钠溶液反应的实验。    【实验现象】甲同学的实验中溶液有气泡冒出，乙同学的实验中溶液基本无气泡冒出。 【提出问题】乙同学的实验中溶液为什么没有气泡冒出？ 【查阅资料】①碳酸钠溶液中滴加少量稀盐酸无气泡，能生成碳酸氢钠和另一种盐。 ②碳酸氢钠溶液pH约为9.2 【实验】同学们设计并进行了如图2所示的实验(装置气密性良好)。 (1)补充完整实验现象 实验编号 实验步骤 实验现象 I ①用注射器1向小药瓶中缓慢注入少量的稀盐酸，边注入边振荡。 细玻璃管中液柱略微升高无气泡产生。 ②换注射器2从瓶中缓慢抽取气体。 澄清石灰水不变浑浊。 Ⅱ ①用注射器1向小药瓶中继续注入稀盐酸至较多气泡产生。 细玻璃管中液柱明显升高。 ②换注射器2从瓶中缓慢抽取气体。 澄清石灰水 。 (2)细玻璃管在实验中的主要作用是 ，边注入边振荡的作用是： 。 (3)实验I中细玻璃管中液柱略微升高可能的原因是 。 【实验反思】此反应说明反应物的量不同，产物可能不同，试另举一例： 。 【实验探究】向一定体积pH=12的碳酸钠溶液中加稀盐酸，在老师的帮助下，同学们利用pH传感器记录反应过程中溶液pH与加入稀盐酸体积的关系，如图3所示：    图中各线段实验现象如下表： 线段 实验现象 AB 无气泡 BC 有较多气泡产生 CD 无明显现象 (4)图3中D点溶液中溶质有 。 (5)分析图表可知，碳酸钠与稀盐酸反应分两步进行： AB段反应的化学方程式为： BC段反应的化学方程式为： 该反应总反应化学方程式为： 。 3．“双吸剂”是一种常见袋装食品的保鲜剂，能吸收空气中的氧气、二氧化碳、水蒸气等．化学兴趣小组的同学在某食品袋中发现一包“双吸剂”，其标签如图所示．同学们对这包久置的“双吸剂”固体样品很好奇，设计实验进行探究． 【提出问题】久置“双吸剂”固体的成分是什么？ 【查阅资料】铁与氯化铁溶液在常温下反应生成氯化亚铁． 【作出猜想】久置固体中可能含有Fe、Fe2O3、CaO、Ca（OH）2和CaCO3． 【实验探究1】下表是小明设计的实验方案和记录的实验报告，请你补充完整． 实验操作 实验现象 实验结论 ①取少量样品放入试管中，滴加一定量的 ，用带导管的单孔橡皮塞塞紧试管口，导管另一端伸入澄清石灰水中 试管中固体逐渐溶解，有大量气泡产生，得到浅绿色溶液，澄清石灰水变浑浊． 样品中一定含有 ， 不含Fe2O3． ②取少量样品放入试管中，加水，静置向上层清液中滴加无色酚酞试液 放出大量的热量，试管底部有不溶物，酚酞试液由无色变为红色． 样品中含有 ． 【实验质疑】小组同学通过讨论认为实验并不能得出一定不含Fe2O3的结论，理由是： 、 （用化学方程式表示）．为进一步确定这包久置的“双吸剂”固体的成分进行如下定量实验． 【实验探究2】取3g样品研碎，并用磁铁充分吸引后，得到剩余固体2.6g，按照如图流程进行实验： （1）操作一、操作二为相同的操作，该操作为 ； （2）固体C的成分是 （填化学式，下同）； （3）溶液A中加入碳酸钠溶液反应方程式为 ，检验所加碳酸钠溶液是否过量的方法是：静置 ； （4）确定固体D是否洗涤干净的方法是：取最后一次洗涤液 ； （5）依据实验探究1、2中现象的分析及数据计算判断出这包久置“双吸剂”固体的成分是Fe、Fe2O3、CaO、Ca（OH）2和CaCO3． 【实验反思】下列对实验探究1、2的反思，不正确的是 （填字母序号）． A．对物质成分的探究有时需要定性与定量实验的结合 B．实验探究2溶液B中的溶质为Na2CO3和NaOH C．实验探究1、2中都有气体产生，但生成的气体成分不同 D．在原样品中加入足量稀盐酸有4个反应发生． 4．如图所示的暖宝宝是一种防寒用品。小明想知道暖宝宝中的主要成分有哪些？暖宝宝发热的原因是什么？    (1)小明探究：暖宝宝中的主要成分是什么？ 剪开内包装袋，倒出其中的粉末，发现呈黑色。 【提出猜想】该黑色粉末可能含有木炭粉、铁粉、氧化铜中的一种或几种。 【初步验证】将磁铁靠近黑色粉末，部分被吸引。 【得出结论】该黑色粉末中一定含有 ，可能含有 。 【查阅资料】木炭与稀硫酸不反应，氧化铜与稀硫酸反应能产生蓝色溶液。 【进行实验】 实验编号 实验操作 实验现象 ① 取少量黑色粉末于试管中，加足量稀硫酸 固体部分溶解，有气泡产生，溶液未变蓝色 ② 取实验①的残渣灼烧，将内壁涂有澄清石灰水的小烧杯罩在上方 澄清石灰水变浑浊 由实验①可知，该黑色粉末中一定含有 ，一定不含 。 写出实验①的化学反应方程式 。 由实验②可知，该黑色粉末中一定含有 。 (2)小明思考：暖宝宝为什么会发热? 【查阅资料】暖宝宝中除含有铁粉、木炭外，还含有食盐和水。 ①暖宝宝贴在衣服上与空气接触后会发热的原因是 。由此可见，人们可以利用化学反应放出的热量来造福人类，请你再举一例： 。 ②请你猜测暖宝宝中氯化钠的作用是 。 5．化学活动课上老师给同学们做了一个有趣的实验。 老师在200mL的烧杯中装入一定量蔗糖，加入几滴水混合均匀，然后再加入一定体积98%的浓硫酸，迅速搅拌。看到蔗糖逐渐变为黑色，随后黑色固体不断膨涨，最终变为了一块大大的、疏松多孔的海绵状固体，酷似“黑面包”（如图）。 同学们也想尝试，为了观察到更好的效果，在老师的带领下做了以下实验。 取一定量的蔗糖研磨成均匀粉末，按照下表中要求分为5份。 序号 蔗糖粉末的质量/g 98%的浓硫酸的体积/mL 加水的滴数/d “黑面包”的高度/cm 实验现象 ① 3 8 20 2.3 蔗糖颜色快速变黑，立即膨胀，黑面包均匀较松软，烧杯中有较多液体剩余 ② 5 8 20 5.10 蔗糖颜色快速变黑，随后快速膨胀，黑面包均匀疏松 ③ 7 4 15 4.8 蔗糖颜色匀速变黄变黑，随后匀速膨胀，黑面包均匀，较疏松 ④ n 6 20 8.23 蔗糖颜色变黄快速变黑，立即膨胀，黑面包均匀疏松 ⑤ 7 8 20 8.52 蔗糖颜色变黄快速变黑，随即快速膨胀，黑面包均匀疏松，烧杯内无液体剩余 【解释与结论】 (1)蔗糖变黑的主要原因是蔗糖与浓硫酸混合后生成了碳，补全这个化学反应的方程式：  C12H22O11 C+ H2O (2)实验④中蔗糖粉末的质量n= (3)从以上实验记录可知，同学们评价实验效果优劣的依据是：比较蔗糖变黑、膨胀的速度快慢，“黑面包”的疏松、均匀、坚硬程度和 。 (4)①②⑤的目的是 。 (5)观察实验后同学们提出：在实验范围内，当其他条件都相同时适当增加浓硫酸的体积能够使反应的效果更好，他们的依据是 。 【继续实验】 (6)同学们发现以上实验方案不能证明“加水的滴数”对实验效果的影响，需要补做的实验方案是： 。 6．有些食品袋里装有小袋铁粉作保鲜剂，化学兴趣小组对一包使用过且已生锈的保鲜剂进行探究。 【提出猜想】保鲜剂可能的组成：①只有Fe2O3；②Fe 和Fe2O3的混合物。 【实验探究1】保鲜剂的成份探究 （1）取保鲜剂样品少量于试管中，加入过量稀盐酸，小组同学根据观察到的现象一致认为猜想②成立，他们观察到的现象是 。 【实验探究2】保鲜剂中Fe2O3含量的探究 称取保鲜剂样品1.0g装入硬质玻璃管中，按图1所示的装置进行实验。开始时缓缓通入CO气体，过一段时间后再加热使其充分反应，待反应完全后，继续通CO气体直至玻璃管冷却。    （2）先通入CO气体一段时间后再加热的目的是 。 （3）反应前后称量相关装置和物质的总质量，其数据如下表： 反应前 反应后 玻璃管和保鲜剂的总质量为128.0g 玻璃管和固体物质的总质量127.79g ①A装置中发生反应的化学方程式为 。 ②分析装中的数据，可计算得出保鲜剂中Fe2O3的质量分数为 。 （4）实验结束后，是否要先断开A与B的连接以防止B中的石灰水倒吸？为什么？ 。 【反思评价】上述装置未进行尾气处理。于是对上地装量进行如图2改进。 （5）装置B的作用是 和 。 【实验探究3】在如图3所示，保鲜袋中装有保鲜剂，将O2、CO2、湿度（测水蒸气）传感器探头放入保鲜袋中（有少量空气），然后快速向袋内呼出气体直到吹满，再打开仪器开始采集数据。采集的数据如图4所示，纵坐标均为某气体体积分数（%），横坐标均为时间（s）据图回答下列问题：    （6）表示O2体积分数变化的曲线是 （选填“M”或“N”或“Q”），指出曲线N在0~50s内下降的原因 。 （7）查阅文献得知其他人员使用铁的缓慢氧化原理来测量封闭容器内的氧气含量时；可以将氧气消耗至大约1%，但此处氧气剩余含量明显偏高，试解释原因 （写出一条即可）. （8）实验中，没有生成二氧化碳，但它的含量仍然发生了变化，请根据图象作出解释 。    7．化学兴趣小组同学对“铁生锈的条件”进行实验探究。 (1)【进行实验】 实验 实验操作 实验现象 实验结论 1 一段时间后，A中铁丝表面有红色固体生成，B中铁丝无明显变化 2 一段时间后，C中 ，D中铁丝无明显变化 铁生锈需要与O2接触 某同学在家中发现，炒完菜的铁锅表面容易生锈。 【猜想与假设】可能是食盐对铁生锈的速率产生了影响。 【进行实验】该小组用实验装置E、F同时进行实验。其中集气瓶的容积相同，量筒内盛有等体积的水，F中集气瓶内另加入了某种物质。 实验装置 实验过程 实验结论 一段时间后，打开止水夹，记录实验过程中量筒内剩余水的体积(每次测量时间间隔不等，实验数据见下表)。E中铁丝和F中另加入的物质表面均出现红色物质。 食盐可以加速铁的生锈 实验记录表 次数 1 2 3 4 5 6 量筒中剩余水的体积/mL E 68 57 44 30 30 30 F 71 65 56 a 30 30 (2)实验装置F中，集气瓶内另加入的物质是 。 (3)实验记录表中，a的取值范围是 。 【反思与应用】结合上述实验，谈谈你对家中铁锅使用的建议： 。 8．图一是实验室制取氧气的一些装置，请按要求回答有关问题：    (1)在学习中我们了解到常用的制取氧气的方法有如图二所示的四种： 【资料卡】绿色化学：在制造和应用化学产品时应有效利用(最好可再生)原料，消除废物和避免使用有毒的和危险的试剂和溶剂 ①图二中，实验室采用途径甲制取氧气，应选用的发生装置是 （填序号），该发生装置有何缺陷 ，用D装置收集氧气验满的方法是 ；用E装置收集氧气，若收集到的气体不纯，可能的原因有 。 ②你认为甲、乙、丙三种制取氧气的途径中， （填“甲”“乙”或“丙”）途径更能体现化学实验的绿色化追求，试写出用该途径制取氧气的符号 ；利用该途径随时制取一定量的氧气应选择的最佳发生装置是 （填序号）。 (2)小雨阅读课外资料得知：氯酸钾的分解可用二氧化锰作催化剂、也可以用氧化铜等物质作催化剂。于是他对影响氯酸钾分解的因素及催化剂的催化效果产生了探究兴趣。 【提出问题】氧化铜是否比二氧化锰催化效果更好？ 影响氯酸钾分解速率的因素有哪些呢？ 【设计实验】小雨以生成等体积的氧气为标准，设计了下列几组实验。 序号 KClO3的质量 其他物质的质量 温度 氧气的体积 反应所需时间 ① 10.0g 330℃ 100mL t1 ② 10.0g CuO  1.5g 330℃ 100mL t2 ③ 10.0g MnO2 1.5g 330℃ 100mL t3 ④ 10.0g MnO2___g 380℃ 100mL t4 Ⅰ.若t1＞t2，说明氧化铜能加快氯酸钾的分解速率。若要确定氧化铜是此反应的催化剂，还需探究反应前后，氧化铜的 和 不变。 Ⅱ.实验过程发现t2＞t3，说明氯酸钾的分解速率与催化剂的 （填“种类”或“质量”）有关。由此得出结论是： 做氯酸钾分解的催化剂效果更好。 Ⅲ.实验④中MnO2的质量为 g，若t3＞t4，则化学反应快慢与温度的关系是 。 Ⅳ.小明同学在实验室做此实验时，误把高锰酸钾当成了二氧化锰，下列说法正确的是 。 a、没有氧气生成 b、有氧气生成且质量变多 c、有氧气生成且质量不变 9．小明同学家里承包了一块土地。准备种植特色农产品芹菜。由于担心该地土壤的酸碱性不适合种植芹菜，特邀请学校化学兴趣小组的同学利用所学化学知识对土壤的酸碱性进行项目式探究。 活动一：测定土壤的酸碱性 【实验方案】 （1）取少量土壤样品，加蒸馏水充分搅拌，静置后过滤； （2）用玻璃棒蘸取少量滤液滴在试纸上，读出，进一步确定土壤酸碱性。 【记录数据】同学们分别进行了四次实验测定土壤滤液的酸碱度，实验数据记录如下： 滤液 滤液1 滤液2 滤液3 滤液4 测得的 5 6 6 5 【实验结论】该土地的土壤呈 性。 活动二：测定土壤中是否残留硫酸铵 【调查分析】经调查，该土地之前的承包者为使自己种植的农作物生长茂盛，施用了大量化肥硫酸铵，于是推测土壤的酸碱性出现问题的原因是土壤中残留了硫酸铵。 【设计实验】 实验步骤 实验现象 实验结论 步骤①：取“活动一”中的滤液于试管中，滴加 溶液 有 产生 土壤中含有硫酸根离子 步骤②：另取适量土壤样品，加熟石灰混合研磨 有刺激性气味的气体产生 土壤中含有 离子（填符号） 【实验结论】土壤中残留了硫酸铵，猜想成立。写出步骤②发生反应的化学方程式 。 【查阅资料】芹菜最适宜种植的土壤酸碱度为7.5左右，人们改良土壤酸碱性的方法如下表所示： 项目 所用物质 改良原理 改良酸性土壤 熟石灰 氢氧化钙能与土壤中的酸性物质反应 改良碱性土壤 硫酸亚铁（） 硫酸亚铁能与土壤中的碱性物质反应 【得出结论】兴趣小组的同学们通过分析确定用熟石灰改良该土壤。 【反思拓展】经过本次项目式探究，同学们也有了自己的收获，但对土壤施用化肥的利与弊产生了争执，请你选择你支持的一方并阐述自己的理由 。 10．某同学发现妈妈使用某品牌的污渍爆炸盐来洗衣服，他想探究污渍爆炸盐在水中生成了什么？于是设计了下列探究方案，请你帮助他完成下表中相关实验内容。 【查阅资料】“污渍爆炸盐”的主要成分是过碳酸钠（2Na2CO3·3H2O2），它是白色结晶颗粒，与水作用会产生碳酸盐和其他化合物｡ 活动一：探究“污渍爆炸盐”水溶液的酸碱性 (1)取样于试管中，加足量水，固体全部溶解，再滴加少量紫色石蕊溶液，振荡，观察到 的现象，“污渍爆炸盐”水溶液呈碱性。 活动二：探究“污渍爆炸盐”水溶液的溶质成分 (2)步骤一：取少量固体于试管中，加足量水，再加入少量二氧化锰，将带火星木条伸入试管中，观察到有大量气泡产生，带火星的木条复燃，说明水溶液中有 。 步骤二：取少量固体于试管中，加足量水，再加入过量 溶液，产生白色沉淀，静置后，向上层清液中滴加硫酸铜， （填现象）， 说明水溶液中有Na2CO3，没有NaOH。 【交流反思】 (3)过碳酸钠溶于水产生的气泡可以带走污渍，使用该产品时应选择 （填“常温水”或“热水”）去污效果更好。 11．为探究酸的化学性质，进行如图实验： ①甲实验没有观察到明显现象，乙实验现象是 ，属于中和反应的实验 （填“甲”或“乙”） ②将反应后甲乙两试管中的溶液部分倒入烧杯中，没有观察到明显现象。由此猜想反应后乙试管中溶液的溶质只有两种可能性： a.NaCl、HClb. （可能涉及的化学反应方程式为：Ca(OH)2 + Na2CO3 = CaCO3↓+ 2NaOH；CaCl2 + Na2CO3 = CaCO3↓+ 2NaCl ③为了验证猜想a，某同学对乙试管中剩余溶液，设计了如下实验方案。 方案编号 实验操作 实验现象 结论 方案1 取样于试管中,滴加紫色石蕊试液 猜想a成立 ④下列物质代替石蕊试液,也可以达到验证目的,其中不正确的是 (填序号). A 铁粉B 酚酞溶液C 氧化铜粉末D 氢氧化钠溶液 12．金属防腐是科学研究的重大课题。某学习小组以铁的腐蚀为项目进行如下研究。 【认识铁的腐蚀】 （1）下列环境中的铁制品最容易生锈的是 （填字母序号）。 A．未擦干的铁锅                B．涂油漆的栏杆            C．盛水的不锈钢水杯 （2）铁锈的主要成分是 。（填化学式） 【探究铁的腐蚀】 （3）该小组用下图甲装置进行实验，起始时量筒内水面处于50mL刻度处，之后水面缓慢上升。几天后水面最终处于约 （填“40”或“10”） mL刻度处，原因是 。 【拓展探究】 （4）小强同学进行如下实验：取铁钉用砂纸打磨，称其质量，按上图乙安装装置，放置3天，再取出铁钉称量。在不同温度下重复上述实验，得到铁钉质量增加情况如下表。 温度/ ℃ 10 20 30 40 50 60 70 铁钉质量增加/g 0.02 0.04 0.08 0.16 0.18 0.18 0.18 小强同学的实验是探究 因素对铁钉腐蚀快慢的影响，结论是10℃到40℃ 。 （5）有同学认为小强的实验未能真实反映50℃以后铁钉腐蚀的快慢，理由是50℃以后铁钉质量没有变化。请分析铁钉质量没有变化的原因： ；改进实验方案证明你的分析： 。 13．化学反应是化学研究的重要范畴，但是有的实验会伴随明显现象，有的实验并无明显现象，某兴趣小组对某些化学变化进行研究，根据实验内容，回答问题： 【实验内容一】探究反应是否发生 （1）实验一：向装有CuO的试管中加入一定量的稀硫酸，会观察到明显的 现象，可见该反应已发生。 【实验内容二】探究某些溶液相互反应后的溶质成分 （2）实验二：为了证明氢氧化钠溶液和稀硫酸发生了反应，其反应的方程式为 ，该组同学设计了如下图一所示实验。传感器测定的pH随溶液质量变化情况如图二所示。则B溶液是 溶液，观察图二中曲线，你还能获得的信息是 (写一点即可)。 【提出问题】氢氧化钠溶液和稀硫酸反应后溶液中的溶质成分有哪些？ 【实验猜想】 猜想一：只有Na2SO4猜想二：Na2SO4和NaOH 猜想三：Na2SO4和H2SO4猜想四：Na2SO4、H2SO4和NaOH 兴趣小组成员一致认为猜想四不合理，理由是 。 【实验方案】为确认哪个猜想成立，兴趣小组进行如下实验，请填空： 分别取样于试管中 步骤 现象 结论 向其中一份中滴加酚酞溶液，振荡 猜想二不成立 向另一份中滴加Ba(NO3)2溶液，振荡 出现白色沉淀 猜想三成立 【实验反思】 （3）小组成员认为该实验方案不能得出猜想三成立，理由是 ； （4）下列物质单独使用能够检验猜想三成立的是应改用的试剂是 (填序号)。 A．pH试纸       B．铜        C．紫色石蕊试液      D．硫酸铜      E.镁条 （5）从微观角度分析，氢氧化钠溶液和稀硫酸反应的实质是： 。 14．“清明前后，点瓜种豆”，同学们在进行劳动实践的时候发现，种植时用草木灰施肥，对此产生了兴趣，于是对草木灰成分展开了实验探究： 【查阅资料】农作物秸秆、柴草等植物体燃烧后，剩余的灰烬称为草木灰，主要成分为碳酸钾，还含有少量硫酸钾和氯化钾； 【进行实验】 (1)取适量草木灰于烧杯中，加入过量稀盐酸，生成的气体可使 变浑浊，由此可以得出草木灰的主要成分是碳酸钾； (2)取适量草木灰于烧杯中，加水浸洗，过滤，得到澄清的草木灰浸出液，对草木灰中其它成分继续进行探究： 实验操作 实验现象及结论 步骤1：取少量澄清的草木灰浸出液于试管中，加入过量的硝酸钡溶液 ，说明草木灰中含有硫酸钾 步骤2：取少量步骤1反应后的上层清液于试管中，滴入几滴 产生白色沉淀，说明草木灰中含有氯化钾 【反思交流】 (3)有同学认为步骤1的结论不严谨，理由是 ； 【实验改进】 (4)为使步骤1得到的结论更严谨，你认为如何完善步骤1 。 15．某工厂利用熟石灰除去废液中残余的稀盐酸，使废液呈中性而达到排放标准。某校化学兴趣小组的同学们取了处理后的废液样品，他们对其中的溶质成分很感兴趣，作出如下猜想： 猜想①：只含CaCl2猜想②：含CaCl2和Ca（OH）2 猜想③：含CaCl2和HCl猜想④：含CaCl2、HCl和Ca（OH）2 查阅资料：氯化钙溶液呈中性。 探究过程： 同学们经过讨论直接得出猜想 不正确，理由是 。 小迪认为上述猜想中的一种物质不需要验证，理由是 。 为了验证其他猜想是否正确，同学们分组用不同方法进行实验： 实验方法 实验现象 实验结论 甲组 测定废液的酸碱度，具体操作是 pH 7（填“＞”“＜”或“＝”） 猜想③成立 乙组 取少量处理后的废液样品于试管中，加入 先产生气泡，后出 现白色沉淀 猜想③成立 丙组 取少量处理后的废液样品于试管中，加入氯化铁溶液 猜想②不成立 反思与评价： （1）你认为丙组同学能否根据所做实验得出猜想③成立？理由是 。 （2）为了验证猜想③成立，还可以选择的试剂是 。 A 紫色石蕊溶液        B 无色酚酞溶液        C 硝酸银溶液         D 铁粉 根据实验结果，同学们发现该厂处理后的废液仍然没有达到排放标准。 总结与提升： 你认为处理废液中残余的盐酸时，可以使用过量的 。 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 $$