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．碳单质在生产生活中有着重要的用途。某学习小组以碳单质为主题，开展项目式学习。 【任务一】认识碳单质的性质与用途 (1)金刚石、石墨都是常见的碳单质，其物理性质差异很大的原因是 。 (2)中国制造的高铁走在了世界的前列。高铁动车与电路连接的石墨电刷没有用到的石墨性质是______(填字母)。 A．可燃性 B．滑腻感 C．还原性 D．导电性 【任务二】利用碳的可燃性探究可燃物燃烧的条件 (3)同学们利用木炭按下列实验步骤展开探究： 步骤1：组装好仪器，在Ⅰ处放入木炭，从Ⅱ处通入气体X。 步骤2：在Ⅰ处点燃酒精灯加热，观察现象。 步骤3：将Ⅱ处通入的气体换为N2，观察现象。 ①气体X为 。 ②对比步骤1和步骤2中现象可知，可燃物燃烧的条件之一是 。 ③实验过程中观察到Ⅲ处澄清石灰水变浑浊，则步骤2试管中一定发生的反应是 (用化学方程式表示)。 【任务三】碳还原氧化铜实验的探究 (4)实验室在真空密闭容器内、相同温度下，按照表中的数据进行碳还原氧化铜实验，利用数字化仪器绘制出的密闭容器中气体的质量随反应时间变化的曲线如图所示。(备注：“目数”是指固体的粗细度，目数越大，颗粒越小) 实验编号 碳粉质量/g 目数规格 氧化铜粉质量/g 对应曲线 1 3 200目 40 a 2 3 1000目 40 b 3 6 1200目 80 c(待画) ①分析a、b两条曲线，在所用碳粉质量相同的情况下，碳粉“目数”与反应速率之间的关系为 。由图像可知实验I和实验2最终生成气体的质量相等，原因是 。 ②请在图中画出曲线c的大致位置及变化趋势。 2．为比较相同浓度的FeCl3溶液和CuSO4溶液对H2O2分解的速率影响效果，某研究小组进行了如下探究： 【定性研究】 （1）如图甲，可通过观察 来定性比较两者的速率影响效果。 【定量研究】 （2）如图乙，要定量比较两者的速率影响效果，可测量生成等体积气体所需的 。 【深入研究】 （3）在FeCl3溶液中，究竟是哪种粒子影响过氧化氢的分解速率？ 猜想：水分子影响过氧化氢的分解速率； 猜想：Fe3+影响过氧化氢的分解速率； 猜想：Cl-影响过氧化氢的分解速率； 你认为上述 （填猜想、猜想、猜想）是错误的不需要验证。 请设计实验，验证另外2个猜想 实验操作 实验现象 实验结论 分别取同温度同体积同浓度的H2O2溶液于2支试管中，再分别加入等质量的FeCl3和NaCl。观察现象。 加入FeCl3的试管中产生的气体快，另一支试管中无明显现象。 证明是 影响过氧化氢的分解速率 （4）【反思与讨论】若要证明FeCl3是过氧化氢分解的催化剂，还需要通过实验证明FeCl3在反应前后 。请写出FeCl3催化H2O2分解的化学方程式 。 3．科学探究是学习化学的重要方法，化学兴趣小组的同学对空气中氧气的体积分数测定做了如下探究。 实验I：化学兴趣小组A为提高测定空气中氧气含量实验的精确度，兴趣小组对课本实验进行了创新改进。改进后的实验装置如图1所示，根据图1回答下列问题：    (1)粗铜丝的作用是 。 (2)白磷从燃烧到熄灭的过程中，图中左侧玻璃管内液面的变化情况是 。 (3)与课本上的实验相比较，该装置的优点是 。（写一条） 实验Ⅱ：化学兴趣小组B用如图2所示装置（夹持装置已略去）测定空气中氧气的含量。    已知①着火点是可燃物燃烧所需的最低温度，白磷的着火点为40℃；②带刻度玻璃管读数从上往下增大 【实验步骤】 ①检查图甲装置的气密性：往管B中加适量水，塞紧管A上端的橡皮塞，调整管B的高度，使管B内液面高于另一侧液面，过一段时间，当观察到液面差没有变化说明装置气密性良好。 ②如图乙所示，将稍过量的白磷放入燃烧匙，塞紧橡皮塞，调整管A与管B内液面处于同一水平线，读取管B内液面读数V0。 ③用激光笔点燃白磷，可观察到管A内白磷燃烧，待冷却至室温，调整管A与管B内液面处于同水平线，读取管B内液面读数V1（如图丙所示） ④如图丁所示，打开管A上端橡皮塞，将管A位置下移，管B上移，至管A中充满水，立即再塞紧上端橡皮塞，调整管A与管B内液面处于同水平线，读取管B内液面读数V2。 【数据记录与处理】 (4)某次实验记录数据如下表，请根据数据计算并填写表中空格。 V0/mL V1/mL V2/mL 管A中氧气所占的 体积（mL） 管A中空气的 体积（mL） 空气中氧气含量 （用数值列式即可） 1.87 8.03 31.61 。 。 。 重复3次实验，计算出空气中氧气含量的平均值。 4．气体的制取是初中化学的重要内容。    实验一：研究氧气的制取 (1)写出有标号的仪器名称：② 。 (2)实验室用双氧水和二氧化锰制氧气选用的发生装置是 (填序号)，反应的化学方程式为 。 实验二：研究二氧化碳的制取 (3)选用药品。按如表进行实验，取等质量的同种大理石加入足量酸中(杂质不与酸反应)，产生二氧化碳的体积随时间变化曲线如图2所示 实验编号 药品 Ⅰ 块状大理石、7%稀硫酸 Ⅱ 块状大理石、7%稀盐酸 Ⅲ 粉状大理石、7%稀盐酸 如表中实验Ⅰ对应如图曲线 (选填“甲”、“乙”或“丙”)。小组同学决定用实验II的药品制取二氧化碳气体，不用实验Ⅲ药品制备二氧化碳的原因是 。 (4)选择发生装置。实验小组同学在制取二氧化碳时想要控制反立的发生和停止，应选择图1中的 作发生装置。 (5)选择收集方法。已知:二氧化碳在不同溶剂中的溶解度如表。 物质种类 水 酒精 饱和NaHCO3溶液 每毫升液体中溶解二氧化碳的体积 1mL 3.6mL 几乎不溶 利用图3装置收集一瓶纯净的二氧化碳，对集气瓶中的液体(水、酒精、饱和NaHCO3溶液）进行选择，选择 效果最好。 5．蔗糖是生活中常见的一种物质，某兴趣小组对“蔗糖的组成”进行了探究。 【猜想】小组同学认为绿色植物通过光合作用将二氧化碳和水转化成葡萄糖和氧气，葡萄糖进一步转化为蔗糖，故蔗糖中一定含有碳、氢元素，可能含有氧元素。 【实验探究】 方案一：小明将蔗糖放在氧气中燃烧，检验生成物中有水和二氧化碳得出结论“蔗糖是由碳、氢、氧三种元素组成的”。小刚认为该方案不合理，实验只能说明蔗糖中一定含有 元素。 方案二：用如图所示装置进行实验，实验开始先通入一会儿氮气，然后关闭弹簧夹，点燃酒精灯给蔗糖加强热。 （1）先通入一会儿氮气的目的是 。 （2）实验中酒精灯加网罩的目的是 。 （3）观察到 出现，说明蔗糖中含有氢元素和氧元素。 （4）观察到硬质玻璃管中残留有黑色固体，他猜测该黑色固体是单质碳，并继续利用如图所示装置，另选试剂进行了验证单质碳的实验。实验过程和现象如表： 实验过程 实验现象 往硬纸玻璃管中通入氧气，点燃酒精灯，小烧杯中加入足量的 。 ①硬纸玻璃管中的黑色固体剧烈燃烧，发出白光； ② 。 写出上述实验过程中小烧杯中发生反应的化学方程式 。 【实验结论】蔗糖是由碳、氢、氧三种元素组成的。 6．催化剂在科研、医药生产和电子工业等前沿领域有着广泛应用。 (1)为探究二氧化锰对氯酸钾分解的催化作用。在相同条件下，同学们按下表进行实验并记录相关数据。（其他影响实验的因素均相同） 编号 KClO3质量/g 其他物质质量/g 待测数据 实验1 2.0 实验2 a MnO2 0.5 ① 表中a的数值应是_______。 ② 表中的待测数据指_______（填字母序号）。 A．氧气的质量 B．反应后固体的质量 C．氧气的体积 D．单位时间内产生氧气的体积 ③ 设计“实验1”的目的是_______。 (2)同学们继续探究二氧化锰是否参与了氯酸钾的分解反应。 氯酸钾和二氧化锰混合加热的化学方程式为：。已知氯酸钾与二氧化锰混合加热时连续发生如下反应，试分析后按要求填空。 （I）； （II） （用化学方程式表示）； （III）。 通过以上分析，同学们得出结论：二氧化锰参与了氯酸钾的分解反应。 【拓展】氟利昂释放出的氯原子参与了臭氧层的破坏，其微观示意图如下： 综合图中①②③的反应过程，写出臭氧层被破坏的化学方程式 7．纯碱(碳酸钠)和食盐是厨房中常用物质，现有一包白色固体，可能由Na2CO3和NaCl中的一种或两种组成，某科学小组同学展开了系列拓展性研究。 (一)定性分析： 【实验目的】确定白色固体的组成。 【实验方案】取少量样品于试管中，加入 ，有气泡产生，向溶液中继续滴加AgNO3溶液，产生白色沉淀。 【实验结论】该白色固体由Na2CO3和NaCl两种物质组成。 (二)定量分析： 【实验目的】测定该白色固体中Na2CO3的质量分数。 【查阅资料】碱石灰的主要成分为NaOH和CaO固体，可以吸收H2O和CO2。 【实验步骤】①称量F装置，质量为50.00g，按下图组装好实验装置，关闭弹簧夹。 ②将10.00g样品放入锥形瓶中，加入足量稀硫酸，D装置中观察到的现象为 。 ③待D中反应结束后， ，该步骤的目的是 。 ④称量装置F质量为53.52g(不考虑原装置内空气对实验的影响)。    【实验结论】小实利用实验中的数据，计算出了白色固体中Na2CO3的质量分数为 。 【实验反思】装置G的作用是 。 8．某化学兴趣的同学向盛有约5mL氢氧化钠溶液的试管中滴加稀硫酸，没有观察到现象，请教老师后，发现在滴加稀硫酸前忘了加入酸碱指示剂，导致无法判断反应情况，于是他们对试管中溶液的溶质成分进行探究(硫酸钠溶液呈中性)。 【实验原理】试管中发生反应的化学方程式为 。 【作出猜想】猜想1：只有硫酸钠。 猜想2：硫酸钠和氢氧化钠。 猜想3： 。 猜想4：硫酸钠，硫酸和氢氧化钠。 【讨论分析】大家一致认为上述猜想4是错误的，原因 。 【进行实验】 实验操作 实验现象 实验结论 另用试管取该溶液1~2mL，滴入1-2滴无色酚酞溶液，振荡 酚酞溶液 猜想2正确 酚酞溶液 猜想1或猜想3正确 【分析思考】为进一步确定猜想1或猜想3哪个正确，同学们提出了以下方案： 方案1 用pH试纸测其酸碱度，若pH 7(选填“>”“<”或“=”)，猜想1正确 方案2 加入金属锌，若产生的实验现象是 ，猜想3正确 9．钙元素是一种重要的金属元素，它可组成氯化钙、氢氧化钙等多种物质。 （1）氢化钙（CaH2）固体是登山运动员常用的能源提供剂。某实验探究小组的同学通过查阅资料得知，氢化钙在常温下能与水反应生产氢氧化钙和氢气，请你写出该反应的化学方程式 。 （2）该实验探究小组将Na2CO3溶液滴加到Ca（OH）2溶液中，充分反应后过滤，得到滤渣和滤液，经检验滤渣的成分是碳酸钙。 【提出问题】 滤液中溶质的成分是什么？ 【猜想与假设】 猜想一：NaOH 猜想二：NaOH和Ca（OH）2 猜想三：NaOH和 ； 猜想四：NaOH、Na2CO3和Ca（OH）2 经过讨论，大家认为猜想四不合理，原因是 。 [实验过程] 实验步骤 现象 结论 步骤I：取滤液，向其中滴入适量Na2CO3溶液 猜想二不成立 步骤II：另取滤液，向其中加入足量 溶液 产生气泡 猜想 成立 【拓展延伸】 在分析反应后所得物质的成分时，除考虑生成物外，还需考虑 。 10．催化剂在生产、生活和科研中的地位越来越重要。 探究一：验证MnO2在过氧化氢分解前后的质量没有改变。 (1)某同学用电子天平称取1.0MnO2于试管中，加入适量过氧化氢溶液，写出发生反应的文字 。 探究二：红砖粉是否也能作过氧化氢分解的催化剂？效果怎样？ 小雨以收集等体积的氧气为标准，设计了下列三组实验（其它可能影响实验的因素均忽略）。 编号 过氧化氢 其他物质 待测数据 实验1 20mL5%过氧化氢溶液 无 实验2 20mL5%过氧化氢溶液 1g红砖粉 实验3 20mL5%过氧化氢溶液 1g二氧化锰 (2)上表中的“待测数据”是 。 (3)如图可用于此实验收集O2的装置是 （填字母）。 (4)通过实验2与实验 的待测数据对比，可说明红砖粉能改变过氧化氢分解速率。 (5)如需证明红砖粉可作过氧化氢分解的催化剂，还需通过实验证明 。 11．菠菜含有多种丰富的营养素。但菠菜也是一种容易草酸含比较高的蔬菜，草酸会影响人体健康。同学们对菠菜进行不同处理，寻找去除菠菜中草酸的合理烹调方法，对如何食用菠菜提出合理化建议。 【查阅资料】 ①豆腐中含有钙盐，能与菠菜中可溶性草酸（H2C2O4）发生反应生成不被人体吸收的沉淀物草酸钙（CaC2O4）。②草酸钙是人体结石的主要成分。 【进行实验】 实验1：甲四种方法烹调，可溶性草酸去除率如下： 实验编号 菠菜质量/g 烹煮方法 可溶性草酸去除率/% a 180 冷焯：将1L水和菠菜一起煮，水沸腾后再煮1min，取出 64.7 b 180 热焯：将1L水煮沸，停止加热，放入菠菜等其变色后（约1min），取出 43.0 c 180 煮：将1L水煮沸，放入菠菜煮1min 43.0 d 180 炒：25g食用油加热至220oC，加入菠菜1min 0 实验2：取1L水煮开，加入豆腐和菠菜同煮，可溶性草酸去除率如下： 实验编号 菠菜质量/g 豆腐质量/g 时间/min 可溶性草酸去除率/% A 180 180 1 41.2 B 180 180 2 52.7 C 180 180 3 60.7 D 180 120 3 60.5 E 180 90 3 59.6 【解释与结论】 （1）草酸钙（CaC2O4）由 （写出元素名称）三种元素组成。 （2）烹调菠菜的最佳方法是 。 （3）对比实验ABC，可得出的结论是 。 （4）其他条件相同时，豆腐用量对菠菜中可溶性草酸去除率的影响不大，需要对比的实验是 （填编号）。 【反思与评价】 （5）下列关于“去除菠菜中草酸的烹调方法”，合理的是 A．焯过菠菜的水，不再食用 B．热焯菠菜时，同时加入豆腐 C． 用食用油热炒菠菜 D．烹调菠菜时，加入钙盐含量高的其他食材 12．CaCl2和NaCl是常用的融雪剂，又称“化冰盐”。小组同学对某融雪剂样品进行研究。 【查阅资料】 i、含某些金属元素的物质在火焰中灼烧时，会使火焰呈现特殊颜色。Na的焰色为黄色，Ca的焰色为砖红色。 ii、CaCl2 + Na2CO3 ＝2NaCl +CaCO3↓ 【进行实验1】按下图步骤进行实验，并记录实验现象。 【解释与结论】 （1）由实验1推知，样品中含有CaCl2，所依据的实验现象是 。 （2）小组同学认为仅通过实验1，无法确定样品中是否含有NaCl，理由是 。 【进行实验2】分别取大小、形状相同的冰块，按①～⑧所示试剂及用量进行实验；90 min时，测定冰融化所得水的质量。实验记录如下： 序号 ① ② ③ ④ ⑤ ⑥ ⑦ ⑧ 试剂及 用量 24%的NaCl溶液/g 2 4 6 8 6 4 2 0 24%的CaCl2溶液/g x 0 0 0 2 4 6 8 水/g 6 4 2 0 0 0 0 0 冰融化所得水的质量/g 3.57 6.77 9.44 14.19 12.84 11.54 9.97 9.52 【解释与结论】 （3）通过实验①～④可探究NaCl溶液的浓度对融冰效率的影响。实验①中，x＝ 。 （4）由实验①～④可得到的结论是 。 （5）实验⑥中，NaCl与CaCl2的质量 （填“相等”或“不相等”）。 （6）得到结论“其他条件相同时，24%的NaCl溶液的融冰效率高于24%的CaCl2溶液的”，所依据的两个实验是 （填实验序号）。 【反思与评价】 （7）甲同学依据实验2中⑤～⑧得到结论“CaCl2溶液的浓度越大，其融冰效率越低”。乙同学不同意他的观点，理由是 。 13．已知氨气可以与灼热的氧化铜反应得到氮气和铜，用下图装置（固定装置略去）可以实现该反应。请回答下列问题（已知碱石灰是氢氧化钠固体和氧化钙的混合物）： (1)A中加入的物质是氯化铵和熟石灰，则A中发生反应的化学方程式是 。 (2)B装置的作用是 。 (3)实验时C中观察到的现象是 ，发生反应的化学方程式是 。 (4)实验结束后向D中滴加酚酞试液，观察到的现象是 。 (5)E中的气体是 。 14．小苏打和食盐是厨房中常见物质，现有一包白色固体，可能由碳酸氢钠、氯化钠中的一种或两种物质组成，“雪融融”兴趣小组对此白色固体展开了系列研究。 (一)定性分析 【实验目的】确定白色固体的组成。 【实验方案】如图A所示：                                 A 【实验结论】墩墩同学经过上述实验得出结论：该白色固体由碳酸氢钠、氯化钠两种物质组成。 (1)步骤①发生的化学反应方程式是 。 (2)步骤②中澄清石灰水也可以用其他碱溶液代替，如 。 (3)兴趣小组认真研究后，认为此方案不能得出墩墩同学的结论。一致认为将上述方案中使用的一种试剂进行调换，若仍出现上述现象，则墩墩同学的结论正确。调换措施是 。 (二)定量分析 【实验目的】测定该白色固体中碳酸氢钠的质量分数。 【实验方案】实验装置如图B所示(固定装置已略去，装置气密性良好)，每一步均完全反应。                             B (4)称取10g该样品在装置甲中，然后进行相关实验操作，正确的顺序是 (填序号，可重复选择)。 a．称量装置丙的质量 b．打开弹簧夹，通入足量氮气，关闭弹簧夹 c．打开分液漏斗活塞，注入足量的稀硫酸，关闭活塞 (5)如果没有装置乙，会造成测定的结果 (选填“偏大”“偏小”或“不变”)。 (6)在所有操作、实验步骤均正确的前提下，若测得装置丙的质量增加2.2g，则该白色固体中碳酸氢钠的质量分数为 。 15．某化学兴趣小组在实验室用氯酸钾与二氧化锰的固体混合物，加热制取氧气时，发现制得的气体有刺激性气味，于是在老师的指导下对该气体成分进行探究。 【提出问题】氯酸钾与二氧化锰混合加热后产生的气体是什么? 【查阅资料】 ①氯酸钾与二氧化锰混合加热产生的气体只以单质形式存在； ②氯气是黄绿色、有刺激性气味的气体，能使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝，氯气能溶于水并能与水反应生成盐酸（HCl）和次氯酸（HClO），盐酸（HCl）和次氯酸不能使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝。 【猜想与假设】 (1)猜想一：该气体为O2；猜想二：该气体为Cl2；猜想三：该气体为 。 【实验探究】 (2)请完善下面表格。 序号 实验操作 实验现象 结论 ① 用排水法收集A、B两瓶气体，将带火星木条伸入A中，湿润的淀粉碘化钾试纸伸入B中 A中带火星木条复燃，B中淀粉碘化钾试纸 猜想一成立 ② 用向上排空气法收集C、D两瓶气体，将带火星木条伸入C中，湿润的淀粉碘化钾试纸伸入D中 C中带火星木条复燃，D中湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝 猜想 成立 【反思与评价】 (3)有同学认为实验①的结论不正确，原因是用排水法收集气体时，氯气会溶于水并与水发生反应，氯气与水反应的化学方程式为 。 【拓展应用】 (4)二氧化锰不仅能做催化剂，还可以做反应物，实验室常用二氧化锰与浓盐酸共热制取氯气，二氧化锰中锰元素的化合价为 。 (5)还可以用更简便的方法检验氯气存在的方法。该方法是 。 (6)通过本次探究，你认为以下说法正确的是_______（填序号）。 A．催化剂起催化作用时，可能会参加反应 B．对于实验出现的意外现象，不要去理会 C．某个化学反应可能同时伴随着多个反应 D．学习物质的性质上网查询即可，不必进行实验探究 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 $$