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．在一次研学旅行活动中，小红同学开某雪饼包装袋，发现袋内有一包干燥剂（如图）。同学们对干燥剂的作用及有效成分等产生了极大兴趣，于是他们将这包干燥剂密封带回学校，到实验室进行相关实验活动。回答下列问题： （1）同学们看到干燥剂袋上的文字马上明白干燥原理。其原理是 （用化学方程式表示）。 （2）小明同学用一支试管进行实验就证明了该包干燥剂仍然有效，其实验方法是 。 （3）成分探究：这包干燥剂中是否含有碳酸钙？小亮和小芳分别进行如下实验探究； 实验操作 实验现象 实验结论 小亮 取少量干燥剂于试管中，加水溶解、过滤 滤纸上留有白色固体 含有碳酸钙 小芳 取少量干燥剂于试管中，滴加足量稀盐酸 无气泡产生 不含碳酸钙 两位同学实验结论截然相反，你认为 同学结论可靠，另一同学结论不可靠的理由是 。 （4）思维拓展：这包干燥剂（假定都是含钙物质）含有哪些物质？小文同学在前面同学的实验基础上，认为其成分有两种可能，即Ⅰ：CaO，Ⅱ：CaO、Ca(OH)2，为探究其成分，小文同学设计如下方案，请完成表格中填空内容。 实验方案 实验依据 若bg沉淀所含钙元素质量等于ag氧化钙所含钙元素质量 猜想Ⅰ成立 若bg沉淀所含钙元素质量 （填“大于”“小于”或“等于”）ag氧化钙所含钙元素质量 猜想Ⅱ成立 几位同学按此方案各自进行实验，对所得数据进行分析，都得出猜想Ⅱ成立，即该包干燥剂的成分为CaO、Ca(OH)2。 2．某化学兴趣小组的同学在老师指导下，通过在饱和Na2CO3溶液中通入CO2来制备NaHCO3晶体。 【查阅资料】 ①饱和的Na2CO3溶液中通入CO2的化学方程式为。 ②同温度下 NaHCO3溶解度比Na2CO3小，在饱和碳酸钠溶液中通入CO2会析出 NaHCO3晶体而使溶液变浑浊。 【提出问题】影响 NaHCO3晶体产生速率的因素有哪些？ 【猜想与假设】 NaHCO3晶体产生速率的影响因素有温度、试管内径、CO2流速、饱和碳酸钠溶液的体积。 【进行实验】通过不同条件下出现浑浊的时间不同，来探究影响 NaHCO3晶体产生速率的因素，实验装置如下图所示。每次实验时均在试管中加入1mL饱和Na2CO3溶液并在试管后放置一张写有黑色字迹的白纸，从垂直于试管的方向观察白纸上字迹的清晰程度，记录时间，用于判断NaHCO3晶体的产生速率。部分实验记录如下表所示。    序号 温度 试管内径 CO2流速（个/秒） 产生不同现象的时间 字迹变淡 字迹模糊 自己消失 ① 25 10mm 5~8 5′17″ 7′19″ 8′17″ ② 32 10mm 5~8 3′50″ 4′09″ 4′28″ ③ 40 10mm 5~8 3′48″ 4′06″ 4′18″ ④ 25 14mm 5~8 6′36″ 7′38″ 8′28″ ⑤ 25 25mm 5~8 X 9′43″ 10′22″ ⑥ 25 10mm 10~13 5′02″ 6′40″ 7′58″ ⑦ 25 10mm 2~5 5′40″ 10′45″ 12′36″ 【分析与结论】 （1）锥形瓶中是利用碳酸氢钠与稀硫酸反应来制取二氧化碳，该反应的化学方程式为 ，其基本反应类型是 。 （2）实验①④⑤研究的影响因素是 。 （3）表中X应该是 。 A 6′05″ B 8′45″ C 9′55″ （4）通过对数据的观察和分析，小明认为“二氧化碳流速越快，碳酸氢钠晶体产生速率越快”，得到该结论的依据是 （填实验序号）。 （5）结合实验①②③，可得出的结论是 。 （6）若要探究饱和碳酸钠溶液的体积对碳酸氢钠晶体产生速率是否有影响，利用题中实验装置，写出你的实验方案： 。 3．某化学兴趣小组通过测定相同时间内收集氧气体积的多少来探究影响双氧水分解速率的影响因素。 探究1： (1)小组同学设计了如下的实验方案，请完成下表 实验目的 编号 温度/℃ 催化剂 双氧水用量及浓度 氧气的体积/mL 探究 对双氧水分解速率的影响 I 25 二氧化锰 20mL；5% 25 II 25 二氧化锰 20mL；15% 40 实验结论： 。 探究2：探究催化剂种类对双氧水分解速率的影响，实验数据如下表： 编号 双氧水质量/g 催化剂种类 氧气的体积/mL Ⅲ 35 二氧化锰；1.2g V1 IV 35 红砖粉末；Xg V2 问题： (2)表中X的数值为 。 (3)若V1 V2（填“>”“<”“=”），则二氧化锰的催化效果优于红砖粉末，还可以通过测量 ，也能达到实验目的。 4．为了激发鲁巴学生学习化学的兴趣，某化学老师表演了“吹气生火”的魔术，用棉花将淡黄色的过氧化钠（Na2O2）固体包在其中，将一根长玻璃管插入棉花团中吹气，棉花团剧烈燃烧起来。为了揭开魔术的秘密，鲁巴初三同学们进行了如下探究。 【提出问题】过氧化钠与人呼出的哪种气体发生反应？ 【查阅资料】 ①人呼出的气体中主要成分是N2、O2、CO2和水蒸气等。 ②CO2不能燃烧，也不能支持燃烧。 ③氢氧化钠溶液能与CO2反应但与O2不反应。 【作出猜想】 ①过氧化钠与人呼出的N2反应并生成O2 ②过氧化钠与人呼出的水蒸气反应并生成O2 ③过氧化钠与人呼出的CO2反应并生成O2 【进行实验】 序号 实验装置 实验现象 实验1 实验2 带火星的木条复燃 实验3 带火星的木条复燃 【解释与结论】 (1)实验1中，观察到的实验现象是 ，可判断猜想①不成立。 (2)实验2中，装置A试管中发生的是 （“物理”或“化学”）变化；该实验中的现象可以推测出水能与过氧化钠反应。同学们对生成物进行了激烈的讨论，小明认为有碳酸钠生成。老师否认了小明的猜想，请写出老师的理由 。 (3)实验3中，B装置所盛试剂是 ，其作用为 （填序号）。 A．吸收多余的CO2 B．吸收生成的O2 (4)二氧化碳和过氧化钠反应生成碳酸钠和氧气，则反应方程式为 。工业生产中，过氧化钠可以用来吸收空气污染物NO2，发生化合反应生成硝酸钠，请写出该反应的反应方程式 。 (5)实验3中的装置B被称多功能瓶，实验室常用其收集气体。若利用该瓶，盛有空气且正放在实验桌上，收集氧气时应该从 （填“长”或“短”）导管通入，若瓶中装满水，通入氧气后，水应该从 （填“长”或“短”）导管被排出。 5．化学兴趣小组的同学们在实验室发现一些黑色粉末，是做“碳还原氧化铜”的实验时剩余的药品，于是对其成分进行探究。 【猜想与实验设计】：小红猜测：黑色粉末是CuO，她设计了如下图所示的实验装置。 实验步骤取适量该粉末放入玻璃管中，打开K通入CO，排尽空气后加热。 【实验现象】 现象 A装置 黑色粉末逐渐变成红色 B装置 澄清石灰水变浑浊 【实验结论】该黑色粉末是CuO，B装置中反应的化学方程式为 。 【评价与反思】 （1）小芸认为该实验装置存在安全隐患，需要改进的是 ；小芸还认为小红的实验结论是有欠缺的，她认为该黑色粉末的成分是 ，理由是 。 （2）小红经过反思，改进了实验并确认了黑色粉末的成分。请填写下表： 实验步骤 实验现象 实验结论 ①关闭K，②取适量该粉末放入玻璃管中，③加热 6．火星承载着人类征服宇宙的梦想， 科学探索发现：火星地表因覆盖赤铁矿(主要成分氧化铁)而呈橘红色，地下湖中富含镁元素，大气以二氧化碳为主。某化学小组据此展开有关探究。 Ⅰ.火星上可利用镁在二氧化碳中燃烧提供能量。设计实验装置如图，模拟该反应的发生。 （1）在集气瓶底铺一层细沙的目的是 。    （2）镁在二氧化碳中燃烧发生置换反应，观察到的现象是生成一种 和一种白色固体。 （3）通过该实验，你对燃烧或灭火的新认识是 。 Ⅱ.火星上可利用镁粉还原氧化铁来制备铁。 设计实验装置如图，对该反应的最佳实验条件展开探究。实验步骤如下：    a.将镁与氧化铁分别按表格中的实验条件混合均匀； b.烘干试管并装入药品，按装好装置； c.先通氩气一段时间，再点燃酒精灯充分加热； d.反应结束时，继续通氩气至试管冷却； e.将磁铁靠近试管，从下往上缓缓移动，吸引反应后固体，记录实验现象如下表。 实验组别 实验条件 实验现象 m(Mg)∶m(Fe2O3)(每组总质量均为2g) 药品颗粒大小/目 药品烘干 中部试管内壁 试管底部 1 1∶1 200 是 有极少量黑色固体 有极少量白色固体 2 1∶2.5 200 是 有较多量黑色固体 有较多量白色固体 3 1∶2.5 200 否 有极少量黑色固体 有极少量白色固体 4 1∶2.5 140 是 有较少量黑色固体 有较少量白色固体 5 1∶2.5 60 是 有极少量黑色固体 有极少量白色固体 6 1 ∶ 4 200 是 有少量黑色固体 有少量白色固体 （4）实验分析： ①对比实验2和3，保证该实验成功的重要条件之一是 。 ②对比实验2、4、5的药品颗粒，实验效果最好的是 目的药品。 ③探究镁和氧化铁反应的最佳质量比，应对比实验1、 和6。 （5）镁粉还原氧化铁的化学方程式为 。 （6）本实验始终处于氩气的环境中进行，原因是 。 7．今年我市的化学实验操作考试有“制取并收集一瓶二氧化碳”的考题． （1）指出标号①的仪器名称 ； （2）实验室制取二氧化碳选用的发生装置和收集装置为 （填序号），反应的化学方程式为 ． （3）化学兴趣小组的同学对反应后废液中溶质的成分进行进一步探究． 【提出问题】：废液中的溶质含有哪些物质 【猜想与假设】：猜想Ⅰ：溶液中的溶质只有CaCl2；猜想Ⅱ：废液中的溶质有 ． 【进行实验】：兴趣小组的同学取废液进行了以下实验，请你与他们一起完成下列实验报告． 实验操作 实验现象 实验结论 取少量反应后的废液于试管中，向其中加入Na2CO3溶液至过量 只有 猜想Ⅰ正确 先 后 猜想Ⅱ正确 如果猜想Ⅰ正确，有关反应的化学方程式为： ． 【反思拓展】：如果猜想Ⅱ正确，要是废液中只含有CaCl2，正确的处理方法是加入过量的 ． 8．关于催化剂的研究是一项重要的课题，某小组以“探究催化剂的奥秘”为题展开了项目式学习。 【任务一】认识催化剂 (1)催化剂在化工生产中起着重要作用，下列说法正确的是______（填字母）。 A．不加入催化剂化学反应就不能发生 B．在化学反应前后催化剂的化学性质不发生改变 C．用作催化剂的物质不可能是其他反应的反应物或生成物 【任务二】探究催化剂 查阅资料发现氧化铜也可以作为过氧化氢分解的催化剂，于是进行相应探究。称量0.2g氧化铜，取5mL5%的过氧化氢溶液于试管中，进行下图所示实验。 (2)填写下表： 步骤①现象 步骤⑥结果 步骤⑦现象 实验结论 试管中有极少量气泡产生，带火星的木条没有复燃 称得氧化铜的质量为 氧化铜是过氧化氢分解反应的催化剂 (3)步骤①③对比可以说明 。 【任务三】探究催化剂的催化效果 分别取10mL5%过氧化氢溶液、1g二氧化锰、1g氧化铜，按图1所示装置进行实验，实验时倾斜锥形瓶使过氧化氢溶液与催化剂完全接触，测得相同条件下瓶内气压的变化如图2所示。 (4)对比分析图2中的 （填字母）点，可知化学反应速率与催化剂的种类有关。 (5)请从催化剂的角度解释在实验过程中，上述两个反应虽化学反应速率不同，但完全反应后两个装置内压强相同的原因 。 9．化学实验研究小组以“过氧化氢制取氧气的最佳条件”为课题并进行实验验证。 [查阅资料] ①MnO2、FeCl3、KI都可以作H2O2分解的催化剂。 ②气压传感器能描绘出密闭容器中压强随时间的变化曲线( 如图)。曲线斜率越大，说明过氧化氢分解速度越快，则该条件对过氧化氢分解速率影响越大。    [进行实验] 连接仪器， ；将体积相同、浓度不同的过氧化氢溶液和不同质量的MnO2、FeCl3、KI分别放在耐压的密闭容器中，用气压传感器测量并采集数据: 实验号 因素 曲线斜率 催化剂种类 催化剂用量(g) 过氧化氢浓度 1 MnO2 0.1 5% 0.383 2 0.3 8% 6.367 3 0.6 10% 18.233 4 FeCl3 0.6 10% 0.099 5 KI 0.6 10% 0.163 [现象与结论] （1）写出装置中反应的化学方程式 。 （2）三种催化剂催化效果排序是 。 （3）实验3观察到瓶内反应剧烈，产生大量白雾，其他实验组中未见到白雾。根据以上信息你认为最适合实验室制取氧气的为 (填实验号)。 [验证实验]实验小组同学，不采用气压传感器和数字传感器，而是取来150mL集气瓶、水槽、秒表等，重复进行上述实验，通过 的测试，从而验证结论是否适合实际操作。 [交流与反思]若用下图仪器作为气体发生装置，请从安全角度说出.上述实验操作中的注意事项 (写1条)      10．某化学兴趣小组以“探究硫酸铜的性质”为主题开展学习活动。 【主题一】查阅资料，认识硫酸铜 （1）外观与性状：无水硫酸铜为白色粉末，易吸水变成蓝绿色的五水合硫酸铜(CuSO4·5H2O)。利用此现象，无水硫酸铜在化学实验中常用于检验 。 （2）硫酸铜溶液呈弱酸性，同石灰乳混合可制得波尔多液，用作杀菌剂。实验室可以使用 粗略测定硫酸铜溶液的酸碱度。 【主题二】实验探究，再识硫酸铜 实验1：按图1连接线路，灯泡不亮；按图2连接线路，灯泡亮了。 （3）由实验1可知，硫酸铜溶液中存在着大量 和 (填离子符号)。 实验2：如图3，取一根粗钢丝弯曲并固定在橡皮塞上，将铁丝绒缠绕在粗钢丝上。往U形管中注入溶质质量分数为6%的硫酸铜溶液，液面距管口有2-3cm，将粗钢丝插入右管中，3～5分钟后发现，铁丝绒表面覆盖一层红色固体，U形管两边出现液面差。 （4）铁丝绒表面覆盖一层红色固体的化学方程式为 。 （5）U形管两边出现液面差的原因可能是 。 实验3：取25.0g蓝绿色的五水合硫酸铜隔绝空气加热，固体的质量随温度变化的曲线如图4所示。 资料：氧化亚铜，化学式为Cu2O，鲜红色粉末状固体，几乎不溶于水，可溶于稀盐酸、稀硫酸等，在稀硫酸溶液中反应生成正二价铜的化合物和铜单质。 （6）加热至1000℃时，CuO开始分解，产物是Cu2O和 。 （7）以上整个加热过程，固体的颜色变化为 。 （8）请设计实验方案证明最终产物中含有氧化亚铜(写出实验步骤和现象) 。 11．化学兴趣小组同学将铝丝插入硫酸铜溶液中时，发现生成红色固体物质的同时有较多的气泡放出。生成了什么气体？同学们决定进行探究。 【提出猜想】放出的气体可能是SO2、O2、H2的一种或几种。 【查阅资料】SO2易溶于水，化学性质与二氧化碳有相似之处，它也能使澄清石灰水变浑浊。 【方案设计】依据上述猜想，实验小组同学分别设计了如下方案 (1)甲同学用 检验，确认放出的气体不是O2。 (2)实验小组同学合作设计了如下组合实验方案，排除和验证猜想的气体。 【实验探究】实验开始时，先将收集到的气体从a通入一段时间后，再点燃C处酒精灯：这样操作的目的是 实验过程中发现A装置中溶液不变浑浊，C装置中 反应的化学方程式是 【实验结论】铝丝与硫酸铜溶液反应时，产生的气体是 【思维拓展】SO2能与澄清石灰水反应，产物是水和 (填化学式)，反应的化学方程式是 由上述实验可以推出，硫酸铜溶液中可能含有 (填粒子符号)。 12．小王同学利用一瓶敞口放置已久的NaOH溶液进行了一些实验探究。 【提出问题】这瓶NaOH溶液变质程度如何呢？ 【提出猜想】小王的猜想：NaOH溶液部分变质。 （1）你的新猜想： 。 【实验探究】小王设计如下实验来验证自己的猜想，请根据表中内容填写 （2）小王实验时的现象： 实验步骤 现象 结论 取少量NaOH溶液样品于试管中先滴加足量的CaCl2溶液，然后再滴加酚酞溶液 ， 。 NaOH溶液部分变质 （3） 假设你的猜想正确，并按小王的实验方案进行实验，则你除了看到产生白色沉淀之外，还能看到的实验现象是 。 （4）【实验反思】下列物质①Ca(OH) 2溶液、②Ba(NO3)2溶液、③Ba(OH) 2溶液，能替代小王实验中CaCl2溶液的是 (填序号)。 （5）【拓展应用】通过实际实验，确认这瓶放置已久的NaOH溶液部分变质。现取100g待测溶液，向其中逐滴加入11.1%的CaCl2溶液。产生沉淀质量与所加CaCl2溶液质量的关系如图所示。    ①A点处所得溶液中溶质有 。 ②求待测溶液中Na2CO3的质量分数。 （ 写出计算过程） 13．当把燃着的小蜡烛放入一个集气瓶中并塞紧胶塞时，蜡烛一会儿就熄灭了。那么，蜡烛为什么会熄灭呢？某化学兴趣小组进行了如下探究，请你填答相关空格。 【提出猜想】猜想Ⅰ：蜡烛燃烧把集气瓶内的氧气耗尽，导致蜡烛熄灭。 猜想Ⅱ：蜡烛燃烧随集气瓶内氧气含量降低而变弱，放出的热量减少，使温度降至蜡烛的 以下，导致蜡烛熄灭。 猜想Ⅲ：蜡烛燃烧产生的二氧化碳能灭火，导致蜡烛熄灭。 【进行实验】小组设计如下图所示的实验装置，并进行实验来验证猜想。    实验操作 实验现象 点燃蜡烛并连同胶塞上的其它仪器药品一起放入集气瓶中，塞紧胶塞 蜡烛火焰逐渐变微弱最终 蜡烛熄灭并静置冷却后，将铜丝上提，使盛白磷的铜网勺高于试管口，试管倒下，水流出。 一会儿后，白磷着火燃烧，有大量 产生 【分析及结论】 （1）蜡烛熄灭前，要让白磷浸没在小试管所盛的水中，目的是 。 （2）集气瓶中装入一些生石灰的设计目的，是让它发生反应提高瓶内的 ，该反应的化学方程式为 。 （3）瓶内的白磷能燃烧，证明猜想 和 不能成立。我们根据成立的猜想认为，应该把“燃烧需要氧气”这一燃烧发生的条件补充完善为“ ”。 14．皮蛋是一种我国传统美食。它是将鸭蛋浸入一种特制的料液中，再加工而成。根据题意回答 有关问题。 [查阅资料] 将纯碱、食盐加入容器中，加沸水溶解，再慢慢加入生石灰充分反应，冷却后即得到料液。 [提出问题] 料液中除含有 NaOH 和 NaCl 外，还含有那些溶质？ [作出猜想] （1）甲：只有Ca(OH)2；乙： ；丙：既有Ca(OH)2，也有Na2CO3。上述猜想中，肯定错误的是 ，其他两个还需探究。 [实验探究] 方案一 为了验证猜想，陈同学设计了如下实验： 实验步骤 实验现象 结论 取少量滤液，滴加酚酞试剂 溶液变红 甲 （2）您认为陈同学 (是或否)能验证猜想，说出你的理由 。 （3）方案二 为了验证猜想，李同学提出设计如下实验： 实验步骤 实验现象 结论 ①取少量上层料液过滤，取滤液滴加足量稀盐酸 无明显现象 正确（填甲或乙或丙） ②另取少量滤液，滴加碳酸钠溶液 有白色沉淀生成 ,写出化学方程式 [问题与思考] （4）实验①加入足量稀盐酸的目的是 。 （5）皮蛋食用时加入一些食醋，可以去除涩感，原因是: 。 15．为了人类共同生活的家园，垃圾分类从我做起。某校社会实践小组的同学们对垃圾的类别、危害及分类回收处理产生了浓厚的兴趣并开启了项目性学习之旅。 【信息检索】 垃圾分类一般是指按一定规定或标准将垃圾分类储存、分类投放和分类搬运，从而转变成公共资源的一系列活动的总称。在一些垃圾管理较好的地区，大部分垃圾会得到卫生填埋、焚烧、堆肥等无害化处理，而更多地方的垃圾则常常被简易推放或填埋，导致臭气蔓延，并且污染土壤和地下水体。 活动一：了解垃圾分类相关知识，对垃圾进行合理分类。 小组的同学们收集到该地常见的一些垃圾：废旧报纸、破损干电池、碎玻璃片、碎石渣土、发霉的大米、过期感冒药、矿泉水瓶、水银温度计、香蕉皮、布条等。请根据上图垃圾分类标志，找一找上述收集的常见垃圾中属于有害垃圾的是 （任写一种）。 活动二：探究塑料垃圾焚烧后的生成物中除了二氧化碳、氯化氢是否含有一氧化碳。同学们利用废旧矿泉水瓶燃烧后的气体设计了如图所示的实验。 【实验步骤】 ①先点燃E中的酒精灯。 ②然后向A中通入燃烧后的气体。 ③一段时间后，点燃C中的酒精灯，观察现象。 ④实验结束后，先熄灭C中的酒精灯，再停止通入气体，最后熄灭E中的酒精灯。 【实验现象】C中 ，D中溶液变浑浊。 【实验结论】燃烧后的气体中含有一氧化碳。装置A中发生反应的化学方程式为 。 【反思评价】塑料垃圾回收的好处远远大于焚烧处理。 【拓展延伸】查阅资料，废旧电池中含有Zn、Mn、Pb、Hg、Cd等金属元素，其中对人体有害元素有 。（任写一种） 【能力发展】请你联系实际填写关于垃圾处理的问卷调查表 项目 常见的垃圾处理方法 优点 不足 ① 填埋 工艺简单、处理量大 残留大量细菌、潜伏重金属污染 ② 堆肥 投资小、在一定程度上减少了化肥的使用 减容、减量、无害化程度低 ③ 焚烧 处理快捷、把垃圾转化为热能，实现了垃圾的局部资源化 其中，堆肥法处理是借助垃圾中微生物分解的能力，实现变废为宝的。厨余垃圾可以转变为有机肥以及沼气，写出沼气燃烧时发生的化学方程式 。 【检查进度】你还想进行的探究项目是 。 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 $$