2024年中考化学重点专题突破：科学探究题

2024年中考化学重点专题突破：科学探究题 1．催化剂是化学工业的“点金石”。催化剂在化学反应中能改变反应速率，而自身的质量和化学性质在反应前后均不变。常用反应快慢比较不同催化剂的催化效果，反应越快，催化效果越好。兴趣小组对氯酸钾制取氧气进行探究。 探究一：二氧化锰在氯酸钾制取氧气中的作用 设计并完成实验，实验操作及现象如下表: 实验 实验操作 实验现象 I i.加热氯酸钾至熔化，伸入带火星的木条 无明显现象 ii.再持续加热,伸入带火星的木条 木条复燃 Ⅱ 加热二氧化锰至与实验 I 相同的温度,伸入带火星的木条 无明显现象 Ⅲ 加热氯酸钾与二氧化锰的混合物,伸入带火星的木条 木条迅速复燃 (1)上述方案中，实验Ⅱ的目的是 ; (2)对比实验 I 与实验 Ⅲ，得到的结论是 ; (3)欲证明二氧化锰是氯酸钾制取氧气的催化剂，除了测定实验Ⅲ中二氧化锰在反应前后的质量外，还要补做的实验的方案是 。 探究二：制取氧气时氯酸钾与二氧化锰的最佳配比 用1g氯酸钾与不同质量二氧化锰混合加热（如图1），记录收集250mL气体所需要的时间。已知氧气难溶于植物油。 (4)用图3装置测定气体体积，与图2装置比较，其优点是 。 (5)实验过程中还要控制的变量有 、 （写出其中2个）。 (6)实验结果如图4。结合这一结果，分析此次实验中氯酸钾与二氧化锰的最佳配比是 ；谈谈你对催化剂用量的认识: 。 探究三：制取氧气时不同催化剂的催化效果 分别用二氧化锰、五氧化二磷、氧化铅（各1g）催化氯酸钾（1g）制取氧气，用“探究二”实验装置完成实验，实验结果如图5。 (7)比较三种催化剂用于氯酸钾制取350mL氧气的催化效果： 。 (8)实验室按以上配比制取氧气时，不宜采用五氧化二磷作为催化剂，结合数据说明理由 。 2．长途运输鱼苗时，人们常在水中加入少量过氧化钙(CaO2)固体。甲、乙两位同学发现往水中投入过氧化钙时产生气泡。 （1）提出问题：当把过氧化钙投入足量水中时，最终会生成什么物质呢? （2）进行猜想：甲同学认为：生成氧化钙和氧气； 乙同学认为：生成氢氧化钙[Ca（OH）2]和氧气。 你认为 同学的猜想是错误的，其理由是                        。 (3)设计实验：验证另一个同学的猜想是正确的，并填入下表空格中。 实验方法 实验现象 实验结论 ①取少量过氧化钙放入试管中，加足量水，将带火星的木条伸进试管中。 有氧气生成 ②取实验①静置后的上层清液， 。 3．某化学研究小组对蜡烛(主要由碳、氢元素组成)燃烧进行了如下探究: (1)设计图1所示实验，请推测靠近三通管 (填“上口”或“下口”)的火柴火焰先熄灭，理由是 。    (2)小明用大小不同的玻璃罩罩在两组点燃的蜡烛上(如图甲)，观察发现A组实验高处烛焰先熄灭，B组实验低处烛焰先熄灭。    [提出问题]导致A组实验高处烛焰先熄灭，B组实验低处烛焰先熄灭的原因是什么? [查阅资料]物质燃烧释放大量的热，生成物受热膨胀，密度降低向上运动。 [猜想与假设] 假设1:烛焰熄灭可能与二氧化碳浓度有关； 假设2:烛焰熄灭可能与 浓度太低有关； 假设3：烛焰熄灭可能与温度有关； [设计实验] 实验一:将6个盛有等量澄清石灰水的敞口容器固定在铁丝上，点燃蜡烛，立即用小玻璃罩罩上(如图乙)。分别记下各容器内石灰水变浑浊所需的时间。多次重复实验获得数据如表。 容器编号 1 2 3 4 5 6 平均时间/秒 3.2 3.8 5.0 7.1 11.1 19.0 ①说明此时高蜡烛附近的二氧化碳浓度比低蜡烛附近的浓度 (填“高”或“低”) ，导致A组实验高处烛焰先熄灭。 ②请写出澄清石灰水变浑浊的化学方程式 。 实验二:将3支温度计分别挂在大玻璃罩内不同位置(如图丙)，点燃蜡烛，一段时间后发现温度计①示数明显增大，温度计②③示数增大不明显。 ①实验二研究的问题是 。 ②结合本实验的研究结果，对B组实验现象做出简要解释: 。 4．控制变量是科学探究的重要方法之一。小华同学实验中发现：把质量相等的不同物质放入同样一杯水中，有的溶解快，有的溶解多，有的溶解又快又多。是哪些因素影响着物质溶解的快慢与多少呢？ 请你参考下表硝酸钾的溶解度随温度的变化关系，以硝酸钾为例，选择一种可能影响硝酸钾溶解快慢的因素设计实验进行探究： 温度（℃） 20 30 40 50 60 70 80 溶解度（g） 31.6 45.8 63.9 85.5 110 138 168 (1)影响因素： 实验中，控制不变的因素是 。 (2)实验方案： 5．天然气的主要成分是甲烷（CH4），某校化学兴趣小组的同学对甲烷燃烧的产物产生了兴趣，请你参与： 【提出问题】：甲烷燃烧后生成哪些物质？ 【查阅资料】：①含碳元素的物质完全燃烧生成CO2，不完全燃烧生成CO；②无水CuSO4遇水变蓝． 【猜想与假设】：甲：CO2、H2O；乙：CO、H2O；丙：NH3、CO2、H2O；丁：CO2、CO、H2O． 你认为 同学的猜想是错误的，理由是 ． 【实验探究】：为了验证上述猜想与假设，将甲烷在一定量的O2中燃烧的产物依次通过下列装置（澄清石灰水足量）： （1）实验中用纯净O2而不用空气的原因是 ； （2）实验中观察到A中无水CuSO4变蓝，B、D中澄清石灰水变浑浊，C中红色粉末变成黑色，由此推断 同学猜想成立；请写出装置C中反应的化学方程式 。 （3）实验过程中装置B的作用： ，该反应的化学方程式： ； （4）为避免有毒的CO污染环境，所以含碳元素的物质燃烧必须满足的条件是 。 6．某兴趣小组对食用纯碱和食用小苏打两种粉末进行以下探究． [查阅资料] 名称 食用纯碱 食用小苏打 主要成分 Na2CO3 NaHCO3 酸碱性 水溶液显碱性 水溶液显碱性 热稳定性 受热不分解 270℃时完全分解为碳酸钠、二氧化碳、水 [实验探究] (1)探究两者水溶液酸碱性的差异： 小明分别向等浓度的两种溶液中滴入酚酞试液，发现两者都变 色，但食用纯碱溶液中颜色更深，由此推测可能 溶液碱性更强． (2)验证两种粉末的稳定性：在老师的指导下，该小组按如图所示装置进行实验操作，观察到 (填“甲”或“乙”)烧杯中澄清石灰水变浑浊，试管中发生反应的化学方程式为 ，装置中棉花的作用是 ． 7．甲、乙、丙三个实验小组围绕“酸碱中和反应”在老师引导下开展探究活动，请你参与学习。 【查阅资料】Na2SO4溶液呈中性 【演示实验】 (1)将一定量的稀硫酸加入到盛有无色酚酞试液和NaOH溶液的小烧杯中。当看到 现象，证明稀硫酸和氢氧化钠溶液发生了化学反应。 【学生板演】 (2)该反应的化学方程式为 。 【提出问题】部分同学产生了疑问：反应后溶液中溶质除了酚酞，还有什么呢？ 【假设猜想】 (3)针对疑问，大家纷纷提出猜想，甲组同学的猜想如下： 猜想一：只有Na2SO4溶液；猜想二：有Na2SO4溶液和 溶液 猜想三：有Na2SO4溶液和NaOH溶液；猜想四：有H2SO4溶液、Na2SO4溶液和NaOH溶液 乙组同学对以上猜想提出质疑，认为一种猜想是不合理的，不合理的猜想是 。 【实验探究】 (4)丙组同学取烧杯中的溶液少量于试管中，滴加几滴CuSO4溶液，无明显变化，溶液中一定没有 。 为了验证其余猜想，各学习小组利用烧杯中的溶液，并选用老师提供的pH试纸、铜片、BaCl2溶液、Na2CO3溶液，进行如下三个方案的探究。 实验方案 1.测溶液pH 2.滴加Na2CO3溶液 3.滴加BaCl2溶液 实验操作 实验现象 试纸变色，对比比色卡，pH<7 有气泡产生 产生白色沉淀 实验结论 溶液中有H2SO4 溶液中有H2SO4 溶液中有H2SO4 【得出结论】 (5)通过探究确定猜想 是正确的。请写出方案2的化学方程式 。 【评价反思】 (6)老师对同学们能用多种方法进行探究，得出正确结论给予肯定。同时指出实验方案中有一个是错误的，错误的原因是 。 【反思拓展】 (7)在分析反应后所得物质的成分时，除了考虑生成物，还应考虑 。 8．2021年3月20日，二星堆遗址发布最新考古成果，青铜神树、青铜面具等破土而出。“拉瓦锡”小组从生活中的铜制品上提取绿色的铜锈，开启“课外考古”探究。 【查阅资料】 ①铜锈俗称铜绿。化学式为Cu2（OH）2CO3，受热易分解； ②无水CuSO4为白色粉末，遇水变蓝； ③碱石灰是CaO和NaOH的固体混合物。能吸收二氧化碳和水蒸气； ④碳粉不与稀盐酸反应，不溶于稀盐酸； ⑤氧化铜能与稀盐酸反应，溶液变蓝色。 【发现问题】 小组同学将少量铜锈放入试管中加热，发现固体由绿色变成黑色。 探究一：生成的黑色固体成分。 【猜想与假设】 猜想一：黑色固体是C粉； 猜想二：黑色固体是CuO； 猜想三：黑色固体是 。 【设计方案】 实验操作 实验现象 实验结论 取少量样品于试管中，加入足量稀盐酸 猜想二正确 探究二：铜锈受热分解还会生成哪些物质。 【进行实验】选择如图所示装置进行验证。    步骤一：连接A和B，打开弹簧夹，通入一段时间的空气； 步骤二：关闭弹簧夹，依次连接装置A→B→ （选填“C→D”或“D→C”）； 步骤三：点燃酒精灯，观察到明显现象后，停止加热。当观察到 ，说明铜锈受热分解生成了水。 观察到装置D中澄清石灰水变浑浊，则进一步说明铜锈中一定含有 元素。 【反思与评价】 （1）装置A的作用是 ； （2）装置D中发生反应的化学方程式为 。 9．某实验室的老师准备实验药品时发现一瓶氢氧化钠固体未盖瓶塞。对该固体是否变质，老师让三位同学通过实验来探究。 【提出问题】氢氧化钠是否变质？变质程度如何？ 【猜想与假设】猜想Ⅰ：没有变质，全部是NaOH 猜想Ⅱ：部分变质，是NaOH和Na2CO3 猜想Ⅲ：全部变质，全部是Na2CO3 氢氧化钠变质的原因是 。(用化学方程式表示) 【设计并进行实验】取一定量固体溶于水配制成溶液，分成三份，三位同学按照自己方案进行如下实验。 实验操作 实验现象 实验结论 小李 向第一份溶液中加入无色酚酸溶液 溶液变红 猜想Ⅰ成立 小王 向第二份溶液中滴几滴稀盐酸 无明显现象 猜想Ⅰ成立 小陈 向第三份溶液中加入CaCl2溶液 猜想Ⅰ不成立 【分析讨论】①小王和小陈认为小李的结论不正确，理由是 。 ②经过他们讨论认为小王的结论也不正确，因为少量稀盐酸先与NaOH反应，不会与Na2CO3反应。所以不能确定Na2CO3的存在。 【得出结论】综合三位同学的实验操作和现象可以得出猜想 成立。 【反思与评价】氢氧化钠必须密封保存。 10．某校化学兴趣小组就空气中氧气的含量进行实验探究： [集体讨论]（1）讨论后同学们认为，选择的药品既要能消耗氧气，又不会跟空气中的其它成分反应，而且生成物为固体。他们应该选择 。 A．蜡烛   B．红磷   C．木炭 为了充分消耗容器中的氧气，药品的用量应保证 。 （2）小组同学共同设计了如图所示的两套装置。 你认为合理的是（填编号） 。 为了确保实验的成功，在装药品之前应该 。 [分组实验]在讨论的基础上，他们分组进行了实验. [数据分析]实验结束后，整理数据如下：（注：集气瓶容积为100 mL） 组 别 1 2 3 4 5 6 进入集气瓶中水的体积（mL） 20 21 19 20 22 18 （3）通过对实验结果的交流，大多数同学都验证出氧气约占空气体积的 。 通过实验还可以推断集气瓶中剩余气体的物理性质是 、化学性质是 。 [实验拓展]（4）已知镁在空气中燃烧可分别与氧气和氮气反应，都生成固体物质，此实验中镁 （填“能”或“不能”）代替红磷，其原因是 。 11．水蒸气通过灼热的焦炭后得到的混合气体有哪些成分？某化学兴趣小组在老师的指导下，对此进行了实验探究。 【提出猜想】 ①该混合气体只含有一氧化碳、氢气； ②该混合气体含有一氧化碳、二氧化碳、氢气和水蒸气； ③该混合气体只含有二氧化碳、氢气和水蒸气； ④该混合气体只含有一氧化碳、二氧化碳和氢气。 【查阅资料】 a.无水硫酸铜遇水由白色变为蓝色。 b.碱石灰是固体氢氧化钠和氧化钙的混合物。 c.浓硫酸具有强烈的吸水性，常用作某些气体的干燥剂。 【实验过程】同学们在老师的指导下设计了如图所示装置，并进行了实验（部分夹持仪器已略去）。 （1）装置A中无水硫酸铜变蓝，装置B中澄清石灰水变浑浊，由此得出的结论为混合气体中有 。 （2）装置C中的药品为 。 （3）装置E中氧化铜变红、装置F中无水硫酸铜变蓝、装置G中澄清石灰水变浑浊，说明混合气体中还存在的气体是 。写出E中的一个化学方程式 。 【实验结论】猜想 正确。 【实验反思】经过讨论，同学们将上图中装置进行了简化，只用如图所示装置并自选必要试剂就能完成上述研究。其中干燥管中碱石灰的作用为 ，烧杯上能观察到的现象是 。最后一步的实验操作和现象是 。 12．某研究小组同学发现，“茶垢清洁剂”（如图所示）能快速清洁茶具上附着的茶垢等污渍。它溶于热水，有许多气泡产生。该小组同学进行了如下探究:    [查阅资料]过碳酸钠外观为白色固体，具有Na2CO3和H2O2的双重性质。过碳酸钠易溶于水，遇水、受热易分解。 探究一:气泡成分的探究 [猜想与假设] 小华说：该气体可能是CO2、O2、CO、H2、N2。小明说：不可能含有N2因为 。小芳说：不可能含有CO和H2因为从药品安全角度考虑，H2易燃易爆，CO 。该小组同学认为：该气体可能含有CO2、O2中的一种或两种。 [进行实验]取少量“茶垢清洁剂”于试管中，加入一定量的热水，发现有大量气泡产生。 向试管中伸入带火星的木条，若观察到 ，证明产生的气体是氧气。 探究二:茶垢清洁剂溶于水后溶渣的酸碱性的探究测得茶垢清洁剂溶于水后溶液的pH为10.说明其溶液呈 性。 [实验拓展]使用或保存“茶垢清洁剂”时要注意 （写一条）。 13．某化学兴趣小组在实验室发现了一瓶标签受到腐蚀(如图所示溶液)，他们对此产生了兴趣。 [提出问题]这瓶溶液究竟是什么? 经过询问实验老师平时的药品保管得知，这瓶无色溶液应该是碳酸钠、碳酸氢钠、氯化钠、硫酸钠、硝酸钠中的某一种。为了确定该药品，他们首先进行了理论分析： (1)小明根据标签上的组成元素认为一定不可能是 。 (2)小英提出，碳酸氢钠、硝酸钠也不可能，你认为她的依据是 。 为了确定该溶液究竟是剩余两种盐的哪一种，他们设计了如下实验。 [设计实验] 实验操作 实验现象 取少量样品于试管中，慢慢滴加BaCl2溶液，静置一段时间，倾去上层清液，向沉淀中继续滴加稀盐酸 先出现白色沉淀，后产生大量气泡 [实验结论] (3) 该瓶无色溶液是 。生成白色沉淀过程的化学方程式是 。 [实验反思] (4)小强认为上述设计实验还可简化，仍能达到目的。小强的实验操作是 。经查阅资料得知上述五种盐里碳酸钠、碳酸氢钠的溶液呈碱性，其余三种盐的溶液呈中性，请你再设计一种实验方法，确定该溶液究竟是哪种盐。简述实验操作和现象 。 14．现有两瓶失去标签的无色溶液，其中一瓶是氢氧化钙溶液，一瓶是稀盐酸。为了鉴别它们，同学们先给两瓶溶液贴上标签A、B，然后分别取样进行实验。实验方案如下图1所示。    （1）甲试管出现 （填实验现象，下同），则A溶液为氢氧化钙溶液：乙试管出现 ，则B溶液为稀盐酸。 （2）实验结束后，小青同学进一步完成了如上图2所示的探究。滤液M和废液N混合时，可能会出现以下三种情况： ①若有沉淀产生时，则废液N中的溶质成分为： （填化学式，下同）。 ②若有气泡冒出时，则滤液M中的溶质成分为： ③若无明显现象时，混合物Q的溶质组成会有多种可能情况，请写出其中所含溶质种类最多的情况： 。 （3）能鉴别A、B两种溶液的试剂还有很多，下列试剂中能达到此实验目的有 （填字母代号） A 酚酞溶液 B 镁条 C 氯化钠溶液 D 稀硝酸 E 硝酸铜溶液 F 氧化铜 15．某兴趣小组对“CO与Fe2O3反应的产物”进行了探究(夹持仪器已略去)： 【提出问题】CO与Fe2O3反应的产物是什么? 【实验过程】 (1)步骤Ⅰ：在通风橱中。按上图连接装置并 。 步骤Ⅱ：玻璃管内装入Fe2O3粉末，试管Ⅰ中装入 。 步骤Ⅲ：从a端通入CO一段时间，再点燃酒精灯。先通入CO一段时间的目的 。 【实验现象与结论1】 (2)反应一段时间后，玻璃管内粉末由红棕色逐渐变成黑色，且均能被玻璃管上方的磁铁吸引。试管Ⅰ中的现象为 ，说明有二氧化碳生成。 【直阅资料】铁粉、Fe3O4均为黑色固体且均能被磁铁吸引；Fe3O4与CuSO4不反应。 【提出猜想】对磁铁吸引的黑色固体成分，兴趣小组的同学有以下三种猜想： 猜想Ⅰ：Fe 猜想Ⅱ：Fe3O4 猜想Ⅲ：Fe和Fe3O4 【实验验证与结论2】 (3)取少量反应后的黑色固体放入试管，加入足量的CuSO4溶液。充分反应后静置。观察到黑色固体部分溶解，则 (填“猜想Ⅰ”、“猜想Ⅱ”或“猜想Ⅲ”)是正确的，请写出该实验中反应的化学方程式 。 【拓展研究】 (4)进一步查阅资料，发现CO能溶于铜液。因此可在装置Ⅰ后再连接装置Ⅱ，其目的是 ，b管口应连接 (填“c”或“d”)。 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 $$