2024年中考化学三轮复习重难点提分专训：科学探究题

2024年中考化学三轮复习重难点提分专训：科学探究题 1．为了探究金属与酸的反应，某兴趣小组进行了以下实验： （1）A小组研究影响金属与酸反应剧烈程度的因素，如图时20℃时相同质量的铁粉、铁片、铝片分别与足量稀盐酸完全反应，产生氢气的质量与时间的关系图。    由此分析，归纳出影响金属与酸反应速率的因素有：金属的种类、 和 。 （2）金属铬（Cr）越来越受到人们的关注，B小组对Cr、Al、Cu的金属活动性顺序进行了探究，过程如下： 【提出假设】对三种金属的活动性顺序提出假设 a．Al＞Cr＞Cu   b．Cr＞Al＞Cu   c． 【设计实验】同温下，取大小相同的金属薄片，分别投入到等体积、等浓度的足量稀盐酸中，观察现象，记录如下： 金属 Cr Al Cu 现象 反应缓慢，金属逐渐溶解 反应激烈，金属迅速溶解 无明显现象 【实验条件】实验前，打磨三种金属发生的是 （填“物理”或“化学”）变化；上述实验使用等浓度的盐酸溶液的理由是 。 【得出结论】原假设中正确的是 （填假设中a、b或c），写出铬（铬与盐酸反应后显+2价）与盐酸反应的化学方程式 。 2．某兴趣小组在学习酸的化学性质时进行了如下探究活动，请按要求回答问题： (1)上述六个反应中有溶液颜色改变的是 (填字母)。E试管中若将铝片换成铜片，反应 (填“能”或“不能”)发生。 (2)在不同的酸溶液中都含有H+，所以，酸有一些相似的化学性质。上述反应不能体现酸的相似化学性质的是 。(填字母) (3)【查阅资料】Ag2CO3不溶于水但能溶于酸，AgCl不溶于水也不溶于酸。 【继续探究】小组同学将反应后B和C试管中的废液倒入一只洁净的烧杯中，只观察到烧杯中的白色沉淀增加，烧杯中一定发生的反应的化学方程式是 。小组同学将烧杯中的混合液过滤，然后对滤液中的溶质成分进行探究。 【提出问题】滤液中的溶质成分是什么？ 【作出猜想】猜想一：HNO3、NaNO3、HCl； 猜想二：HNO3、NaNO3、AgNO3； 猜想三：HNO3、NaNO3； 猜想四：HNO3、NaNO3、NaCl； 猜想五： 。 【实验验证】小组同学取少量滤液于两支试管中，向其中一支试管中滴加足量KCl溶液，观察到无明显现象；向另一支试管中滴加足量 (填化学式)溶液，观察到 ，则证明猜想三成立。 【总结拓展】小组同学总结了酸的化学性质，又联想到碱的化学性质。下列物质不能跟Ba(OH)2溶液反应的是 (填字母)。 A Na2SO4溶液 B SO2 C 稀硝酸 D AlCl3溶液 E Ca(NO3)2溶液 3．为验证燃烧的三个条件，某化学兴趣小组设计了如下实验，请你一起参加探究。 (1)如图在试管1、3、4中放入等质量白磷，试管2中放入红磷，试管3和4中加有与烧杯中的水等温的热水。实验可观察到的现象为 ，同学们讨论认为通过比较试管 (填试管编号)中的现象，可以得出燃烧条件“可燃物的温度达以着火点”；通过试管1、3、4中的现象对比，可得出燃烧的另一条件为 。 (2)为了验证上述结论，小组同学向试管3中通入空气，试管4中通入氧气，看到的现象为 。通过该现象，还能得出一条结论：影响燃烧剧烈程度的因素之一是 。 (3)要验证燃烧燃烧的第三个条件，小组同学决定选择下列物品的两种直接在酒精灯火焰上灼烧对比，你认为应该选择的两种物品是 (填序号)。 ①小煤块    ②水泥块     ③小木条    ④细铁丝 (4)破坏燃烧条件，燃烧就会停止。小组内某同学设计了如图实验，一段时间后蜡烛熄灭。生活中下列灭火方法，与如图灭火原理相同的是 (填序号)。 A 废纸筐着火用水扑灭        B 炒菜时油锅着火用锅盖盖灭 C 草场着火用大型机械开挖隔离带 D 柴油泄露着火用沙土掩埋 4．（1）目前世界上一半以上的铜用于电力和电信工业，是因为铜具有 （填字母）。 A．导热性      B．延展性        C．导电性       D．金属光泽 （2）我国第四套人民币的硬币从1999年开始发行，一元为钢芯镀镍（Ni ）,五角币为钢芯镀铜合金，一角币为铝合金或不锈钢。在选择铸造硬币的材料时需要考虑的因素有 （选填序号）。 A．金属的导电性                      B．金属的耐腐蚀性 C．金属的硬度与耐磨性          D．金属价格与硬币面值的吻合度 ①镍能与盐酸或稀硫酸反应，生成可溶于水的正二价镍的化合物，并放出氢气。其反应没有铁与酸反应剧烈。镍与盐酸反应的化学方程式为 ； ②用镍片、硫酸亚铁溶液和 溶液做实验也能判断Ni、Fe、Cu的金属活动性顺序。三种金属的活动性顺序为 。 （3）若将一定质量的Zn放入CuCl2和MgCl2的混合溶液中，充分反应后过滤，所得滤液中一定含有的溶质(可溶性化合物)是 。 （4）活动课上小明将一枚五角币放在酒精灯火焰上加热片刻，发现表面变黑。 【假设与预测】假设I．五角币加热变黑，是因为酒精灯内焰的黑烟附着在五角币的镀铜上； 假设II．五角币加热变黑，是因为五角币上的镀铜与 发生了化学反应。 【实验与事实】 实验一：用洁净的干布擦一擦五角币上的黑色物质，黑色物质不易被擦去；再另取一枚五角币放在石棉网上，用酒精灯加热片刻，五角币也变黑。 实验二：取一块铜片放入小试管中并塞上橡皮塞，然后用酒精灯加热直至试管中铜 片变黑；再将铜片反转到另一面，加热片刻，铜片不再变黑。 【解释与结论】上述实验一和实验二证实，假设 不成立。 【表达与交流】铜片在空气中加热，发生的化学反应方程式为 。 5．不用火不用电，只需拆开发热包倒入凉水，就能享用美食的自热食品，受到消费者的追捧。 【查阅资料】Ⅰ.发热包中物质的主要成分是生石灰，碳酸钠、铝粒。 Ⅱ.铝和强碱溶液反应生成氢气。 探究一：发热包的发热原理 (1)小明买了一盒自热米饭，取出发热包加入凉水，发生剧烈反应，迅速放出大量的热，写出产生该现象的主要化学反应方程式 ；同时发热包内固体物质变硬、结块，依据观察到的实验现象，小明猜想发热包内的物质可能发生多个化学反应，写出其中一个反应的化学方程式 。 (2)小明向使用后的发热包中加入稀盐酸，并对产生的气体展开进一步探究。 探究二：确定气体的成分 【猜想与假设】小明认为该气体可能是a.H2 b. ；c.CO2和H2的混合气体。 【实验设计】小明同学设计下图实验装置，对气体成分进行探究。 【实验验证】甲装置中的实验现象是 ，丁装置中黑色的粉末逐渐变为红色，试管口有水珠产生，证明猜想c正确。若甲、乙装置交换位置， (填“能”或不能”)确定气体中含有CO2，写出化学方程式并说明理由 。 【总结与反思】通过以上探究，小明做出如下反思： a.发热包应密封防潮保存 b.使用后的发热包应包好按照垃圾分类投放 6．像科学家一样做科学——探究胡萝卜汁对过氧化氢分解的催化作用。 体育课上，小华不慎擦伤了皮肤，她用过氧化氢溶液对皮肤进行消毒时，惊奇地发现有嘶嘶的响声，并产生大量气泡。 小华通过查阅文献获得以下信息： 信息一：人体皮肤细胞中存在一种叫做过氧化氢酶的物质，能加快过氧化氢分解反应的速率。 信息二：胡萝卜等植物细胞中也含有过氧化氢酶。 信息三：酶是动植物体内活细胞产生的具有催化作用的生物大分子，其催化作用受温度影响。 信息四：在没有催化剂时，60℃以下，温度对过氧化氢的分解基本没有影响。 请你在小华的探究基础上，完成以下探究活动。 （1）胡萝卜汁对过氧化氢的分解是否有催化作用？ 请完成下表中的实验报告（实验步骤中应包括使用的仪器、药品和实验过程）。 实验步骤 实验现象 实验结论 胡萝卜汁对过氧化氢的分解有催化作用。反应的文字为 （2）温度如何影响胡萝卜汁的催化作用？ 药品：3%过氧化氢溶液、新鲜胡萝卜汁、不同温度的水（0℃、20℃、35℃、55℃）。 仪器：15mm×150mm试管8支、250mL烧杯4只、10mL量筒、秒表、温度计、刻度尺。 实验：如图1所示，用提供的仪器和药品，按如下步骤进行实验： Ⅰ.两支试管中分别盛有胡萝卜汁和3%过氧化氢溶液； Ⅱ将Ⅰ中的试管放入盛有0℃水的烧杯内，恒定试管及反应物的温度； Ⅲ.5min以后，把过氧化氢溶液倒入装有胡萝卜汁的试管中，稍微振荡，使胡萝卜汁跟过氧化氢溶液均匀混合； Ⅳ.将Ⅲ中的试管放回原烧杯，恒温6min； Ⅴ.用刻度尺测量试管中泡沫状混合物的高度； Ⅵ.按上述步骤进行实验，分别测定20℃、35℃、55℃时泡沫状混合物的高度。 每个温度下的实验重复3次，取平均值，得到如下数据： 实验编号 反应物的温度 混合恒温6min时，泡沫的高度（cm） A 0℃ 1.7 B 20℃ 3.8 C 35℃ 6.5 D 55℃ 2.1 请回答下列问题： ①为了测定实验准确性，该实验过程中还需要控制的条件有 。（答出一条即可） ②关于温度对胡萝卜汁的催化作用的影响，你的结论是 。 ③请你在图2的平面直角坐标系中，绘制出泡沫的高度随温度变化的曲线 。（要求：需在横坐标和纵坐标表示出数量单位及数值） 7．许多物质燃烧都伴随发光、放热的现象，王刚同学认为有发光、放热现象的变化不一定是化学变化，王刚和小组的同学对此展开了探究。 【知识回顾】化学变化的本质特征是 。 【提出问题】有发光、放热现象的变化都是化学变化吗？ 【猜想与假设】猜想1：都是化学变化；猜想2：不一定都是化学变化 【实验与分析】同学们设计了下列实验来验证自己的猜想： （1）将干冷的烧杯罩在燃烧的蜡烛火焰上，观察到：烧杯内壁出现 ；手摸烧杯壁有 感觉；蜡烛火焰逐渐 。 （2）将烧杯迅速倒置，向其中加入少量澄清石灰水，振荡。观察到 。 分析：蜡烛燃烧产生的新物质是 ，蜡烛燃烧为 （填“化学”或“物理”）变化。 （3）观察白炽灯（灯丝为钨丝）： 通电前 通电中 通电后 灯丝为银白色固体 发出白光，手摸灯泡有 感觉 灯丝为银白色固体 分析：通电前后，钨丝本身没有发生变化，灯泡通电发光、放热属于 （填“化学”或“物理”）变化。 【实验结论】猜想 （填“1”或“2”）正确。 8．食用碱的主要成分是Na2CO3（常含有少量的NaCl）。课外探究小组为测定某食用碱中Na2CO3的含量，设计如图实验装置（已知：碱石灰的主要成分是氧化钙和氢氧化钠）： 【实验原理】 Ⅰ、 Ⅱ、通过实验测定反应产生的二氧化碳的质量，即可求得原样品中碳酸钠的质量，进而求得碳酸钠在样品中的质量分数。 【实验步骤】 ①如图连接装置（除D、E外）并加入所需药品； ②称量并记录D的质量（m1）（称量时注意封闭D的两端）； ③通入空气持续约1分钟； ④连接上D、E； ⑤打开分液漏斗的活塞，将足量的稀硫酸快速加入B中后，关闭活塞； ⑥缓缓通入空气持续约1分钟； ⑦称量并记录D的质量（m2）（称量时注意封闭D的两端及C右端的出口）； ⑧计算。 （1）装置A的作用是 ；装置E的作用是 。 （2）装置C的作用是 。 （3）装置D中发生反应的化学方程式为 。 （4）步骤③中鼓气的目的是用除去CO2的空气赶走装置B和C中含CO2的空气；步骤⑥中鼓气的目的是 。 （5）若所取样品的质量为5g，m1为51.20g，m2为53.18g，样品中碳酸钠的质量分数为 （结果精确至0.1%）。 （6）本实验若用稀盐酸代替稀硫酸将导致碳酸钠的质量分数 （选填“偏大”“偏小”或“不变”）。 9．在今年我县刚刚结束的化学实验操作考试中，有一道题是“探究氢氧化钠溶液的性质”。实验结束后，某校化学兴趣小组的同学再对该实验进行了以下探究： 【设计实验】 甲同学 乙同学 实验操作       【实验解释】 (1)甲同学进行的实验中发生反应的化学方程式为 。乙同学进行实验的现象为 。 实验结束后，丙同学将两位同学实验后的废液倒入同一洁净的烧杯中，充分反应后发现烧杯中的仍有少量蓝色沉淀。小组同学将烧杯中液体过滤后，对所得滤液的成分进行了如下探究： 【猜想与假设】丙同学对混合后的现象对滤液的成分做出了如下猜想： 猜想一：滤液中的溶质是Na2SO4 猜想二：滤液中的溶质是Na2SO4、CuSO4 猜想三：滤液中的溶质是Na2SO4、H2SO4、CuSO4 【讨论与交流】 (2)通过认证讨论，小组同学排除了其中一种不合理的猜想。你认为不合理的是猜想 ，理由是 ；则你的猜想为 。 【进行实验】 (3)实验小组同学为了验证猜想，设计了以下实验方案： 实验方案 实验现象 实验结论 取少量滤液于试管中，向试管中滴加适量 溶液 溶液变为红色 你的猜想成立 【实验扩展】 (4)丁同学提出以向滤液中滴加BaCl2溶液，若产生白色沉淀，也可以验证你的猜想成立。请判断丁同学的方案是否合理且请说明理由 。 【归纳总结】 (5)通过上述实验，我们可知总结出：在确定化学反应后所得溶液中溶质成分时，除了考虑生成物外，还要考虑 。 10．常温下，小明同学在练习“金属的化学性质”实验操作时，发现几支试管中冒出气泡的速率有快有慢，于是他与小芳同学一起合作进行如下探究。 【提出问题】金属与酸反应的快慢受哪些因素影响呢？ 【猜想与假设】A．可能与酸的浓度有关；B．可能与金属的种类有关；C．可能与金属的形状有关。 【设计并实验】小明和小芳进行如下实验。 实验编号 盐酸的浓度 金属(均取2 g) 金属的形状 收集50 mL氢气所需要 的时间/s ① 10% 镁 粉状 60 ② 10% 铁 片状 120 ③ 10% 镁 片状 102 ④ 20% 铁 片状 110 (1)实验时需将镁片和铁片进行打磨，其目的是 。 (2)写出铁与稀盐酸反应的化学方程式： 。 【收集证据】 (3)要比较金属的种类对反应快慢的影响，应选择的实验编号是 。 【得出结论】通过上述四个实验，你得出的影响金属与酸反应的因素有 。 (4)实验①中试管外壁发烫，说明镁与稀盐酸反应是放热反应。实验测得镁与稀盐酸反应中产生气体的速率(v)与时间(t)的关系如图所示，你认为在t1～t2     时间段内反应速率逐渐加快的主要原因是 ，   t2～t3时间段内反应速率逐渐减慢的主要原因是 。 11．图是某小组设计的可用于制备并验证CO2性质的装置。 (1)写出仪器A名称： ； (2)写出实验室制取CO2的化学反应方程式 ； (3)小组同学对装置进行气密性检查完好后，打开K1、关闭K2时，开始制备CO2。装置Ⅰ中的现象 ；装置Ⅰ和Ⅱ组合使用能否控制Ⅰ中反应的进行，请写出理由 ； (4)实验中，同学们将 的木条放在a处，木条熄灭。关闭K1，瓶内CO2按如图操作实际不能集满，请从图装置分析原因 。为能集满CO2，你的改进方法是 ； (5)利用Ⅰ、Ⅲ装置组合，当打开K2、关闭K1时，可验证CO2的有关性质。请完成下列表格 装置Ⅲ中物质 实验现象 实验结论 与水反应 变浑浊 12．小明在家里的月饼包装盒中发现一包袋装防腐剂，品名为“504双吸剂”，其标签如图所示，同学们对这包久置的“504双吸剂”固体样品很好奇，设计实验进行探究 【提出问题】久置固体的成分是什么？ 【作出猜想】久置固体中可能含有Fe、Fe2O3、CaO、Ca（OH）2、CaCO3． 【查阅资料】铁与氯化铁溶液在常温下发生反应生成氯化亚铁． 【实验探究】甲同学的方案： 实验操作 实验现象 实验结论 取少量固体于试管中，滴加足量的 ． 固体逐渐消失，有大量无色气体产生，得到浅绿色溶液 固体中一定含有 ，一定不含Fe2O3 乙同学认为甲同学的实验并不能得出一定不含Fe2O3的结论，理由是 ．他设计图2所示实验方案继续探究． （1）步骤①样品用磁铁吸引前需经过研碎处理，研碎的目的是 ． （2）步骤②中固体溶解时放出大量的热，由此可判断原固体中一定含有 ． （3）步骤③中反应的化学方程式是 ． （4）乙同学对滤渣B进一步探究．取少量滤渣B于试管中，滴加足量的稀盐酸，并将产生的气体通入澄清石灰水中，观察到固体逐渐消失、有气泡产生、溶液变成黄色、澄清石灰水变浑浊，由此得出结论，原固体中一定含有 ． （5）丙同学认为乙同学的实验还无法确定原固体中是否含有Ca(OH)2，他的理由是 ． 13．酒精灯是实验室中常用的加热仪器，某小组同学对酒精灯火焰温度进行如下探究。 （1）甲同学取一根火柴梗，拿住一端迅速平放入酒精灯火焰中，1～2s后取出，观察到位于外焰的部分明显碳化．由此现象得出结论：外焰温度最高，原因是 。     （2）某次探究活动中乙、丙同学利用高温传感器测得酒精灯各层火焰平均温度如下表．由此得出结论： （选填“焰心”、“内焰”或“外焰”）温度最高，产生与上述（1）不同结论的可能原因是 。 火焰层 平均温度/℃ 乙 丙 焰心 432 598 内焰 666 783 外焰 520 667 （3）结合上述研究结论，如图示中加热方法（试管夹未画出）最合理的是 （填字母）。    14．常温下没有氧气存在时，铁与水几乎不反应，但高温下，铁与水蒸气能反应生成一种常见铁的氧化物和一种气体。小明很好奇，设计如下实验探究铁粉与水蒸气反应后的产物。 （1）试管尾部放一团湿棉花的目的是 。 （2）探究生成的气体是什么？ 用燃着的木条靠近肥皂泡，有爆鸣声，稍后有肥皂泡飘到空中。说明生成的气体是 。 （3）探究试管中剩余固体成分是什么？ 【查阅资料】（1）金属氧化物能和酸反应且生成物能溶于水 （2）信息如表格 常见铁的氧化物 FeO Fe2O3 Fe3O4 颜色、状态 黑色粉末 红棕色粉末 黑色晶体 能否被磁铁吸引 否 否 能 【初步验证】试管中剩余固体为黑色，能全部被磁铁吸引。 【猜想与假设】猜想一：剩余固体是Fe与Fe3O4；猜想二：剩余固体是 。 【实验探究】 实验操作 实验现象 结论 猜想二正确 【实验结论】铁和水蒸气反应的化学方程式为 . 【反思与交流】该黑色固体不可能是Fe2O3，理由是 . 15．某化学兴趣小组在做完制取二氧化碳的实验后(用石灰石和稀盐酸制取)，对反应后反应器内的剩余溶液的溶质成分产生了兴趣，他们继续进行了以下实验探究。 【分析推断】根据制取二氧化碳的反应原理，可以确定剩余溶液中一定含有氯化钙。但其中是否含有氯化氢要通过实验来证明。若剩余溶液显酸性(含有H+)，说明含有氯化氢。 【查阅资料】碳酸钙不溶于水，氢氢化钙微溶于水，氯化钙溶液呈中性。 【实验过程】将剩余的溶液倒入烧杯中，微热后冷却到室温。 实验操作 实验现象 实验结论 甲同学 取烧杯中溶液少许于试管中，向其中滴加 现象：溶液变为红色 溶液显酸性(含有H+)；溶质中有氯化氢 乙同学 取烧杯中溶液少许于试管中，向其中加入少量锌粒 现象： 反应的化学方程式是： 丙同学 取烧杯中溶液少许于试管中，向其中加入少量石灰石 现象： 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 $$