2024年中考化学综合练习科学探究题

2024年中考化学综合练习—科学探究题 1．实验是科学探究的重要途径。 （1）如图是实验室中制取气体常用到的仪器，请回答下列问题： ①请写出用D装置制取氧气的化学方程式： 。 ②实验室可用碳化钙（CaC2）固体和水反应来制取乙炔（C2H2）气体，该反应必须严格控制加水的速率，以免剧烈反应放热引起发生装置炸裂，则制取乙炔的最适合发生装置是 ；若用E装置采用排水法来收集乙炔，请简述操作步骤 。 （2）某化学兴趣小组设计了如图所示的微型实验。 ①在制气管中加入碳酸钙，推压加液器活塞加入适量稀盐酸，请用化学方程式表示其反应原理 。 ②当制气管中的反应停止后，试管中溶液倒吸进制气管中，请解释产生上述现象可能的原因 。 ③如何检验试管中剩余溶液还有氢氧化钠？请简要写出实验步骤、现象和结论 。 （3）乙炔（C2H2）是一种重要的化工原料，常用碳化钙（CaC2）与水反应制取乙炔，同时生成氢氧化钙。若要制取7.8g乙炔气体，理论上需要碳化钙的质量是多少 ？ 2．小明用如图装置完成木炭还原氧化铜的实验，并对生成的红色固体成分进行探究。 【提出问题】木炭和CuO反应生成的红色固体中含有什么物质？ 【查阅资料】①铜和稀硫酸不反应②木炭和氧化铜反应也可能生成氧化亚铜(Cu2O)。氧化亚铜是红色固体，能与稀硫酸反应：。硫酸铜溶液为蓝色； 【进行猜想】木炭与氧化铜反应生成的红色固体： ①全部是铜；②全部是 (写名称)；③是两者的混合物 【实验探究】试管冷却后，观察到黑色固体全部变为红色，对生成的红色固体成分进行探究： 实验步骤和操作 实验现象 步骤1：取充分反应后生成的少量红色固体，加入到足量稀硫酸溶液中，观察现象； 步骤2：将充分反应后的溶液过滤。 a、溶液变为 色 b、过滤后有红色固体 【结论】小明认为木炭和CuO充分反应后得到的红色固体中一定含有氧化亚铜和铜。 【反思】（1）该装置中网罩的作用是 。 （2）小红同学认为以上实验探究不能证明木炭和氧化铜反应生成的红色固体中一定含铜，她的理由是 。 3．自然界有很多咸水湖，人们通过“冬天捞碱，夏天晒盐”的方式获得湖盐，其中就含有Na2CO3。小明同学为进一步确定某湖盐样品中Na2CO3的质量分数，取该湖盐样品10.0g做了如图所示的补充实验。（注：所用药品均足量） ①反应结束之后打开止水夹并通入空气的目的是 。 ②装置D中的反应方程式是 。 ③实验中碱石灰（含氧化钙和氢氧化钠）的作用是 。 ④实验结束后，测得装置D增重0.44g，则该湖盐样品中Na2CO3的质量分数为多少？ 4．化学兴趣小组为验证质量守恒定律，做了镁条在空气中燃烧的实验（如图1），同学们观察到镁条在空气中剧烈燃烧，发出耀眼的强光，产生的大量白烟弥漫到空气中，最后在陶土网上得到一些白色固体。 【实验分析】镁条燃烧的化学方程式为 ，通过称量，发现镁条完全燃烧后，陶土网上的燃烧产物质量比反应前镁条质量小，其主要原因是 。 【改进实验】小组同学按图2装置改进实验，验证了质量守恒定律，却发现产物中还有一些黄色固体。 【提出问题】黄色固体是什么呢？ 【查阅资料】①氧化镁为白色固体。 ②镁条能在氮气中燃烧生成黄色的氮化镁（Mg3N2）固体。 ③氮化镁可与水反应生成氨气，氨气能使酚酞溶液变红。 【作出猜想】黄色固体为Mg3N2。 【实验探究】按照图3所示，取燃烧产物于烧杯B中，加入适量水，然后用大烧杯罩住小烧杯A和B，观察到现象 ，得出结论是燃烧产物中含氮化镁。 【交流反思】空气中N2的含量远大于O2的含量，而该实验中镁条在空气中燃烧生成的氧化镁却远多于氮化镁，请给出合理的解释 。 【拓展延伸】（1）同学们查阅资料镁条在二氧化碳气体中燃烧生成碳和一种氧化物，该氧化物为 。 （2）通过这次探究活动，请你写出一条对利用二氧化碳灭火的新认识： 。 5．金属铝具有密度小、抗腐蚀等优良性能。某兴趣小组同学在实验室进行Al与溶液的反应时发现除了生成红色固体以外，还产生无色气体并放出大量热，过一段时间后有白色沉淀产生。该兴趣小组对此展开了探究： 【查阅资料】Ⅰ、能与作用生成白色、不溶于水的固体。 Ⅱ、Al与溶液反应过程中会产生CuCl白色固体，此固体不溶于水，但能溶于含浓度较大的溶液。 实验一：探究无色气体的成分 【作出猜想】小组同学对气体成分作出如下猜想： (1)猜想1： ；猜想2：；猜想3：。 【实验探究】 (2)小组同学讨论后认为不需要进行探究即可确定猜想3不成立，依据是 。 (3) 实验步骤 实验现象 实验结论 ① 带火星的木条不复燃 猜想2不成立 ②收集产生的气体，验纯后点燃 猜想1成立 实验二：探究白色固体的成分 【作出猜想】猜想1：；猜想2：CuCl；猜想3：和CuCl的混合物 【实验探究】 (4)对白色固体进行过滤、洗涤，低温烘干。然后放入饱和的NaCl溶液中，观察到 ，则白色固体为CuCl。 该兴趣小组同学在老师指导下对实验进行了深度探究。 实验三：探究CuCl的生成原理 (5)请用化学方程式表示查阅资料Ⅱ的反应原理 。 【作出猜想】小红同学认为生成的Cu与溶液反应生成了CuCl。 【实验探究】 (6)取适量铜粉与溶液混合，没有观察到白色沉淀。在老师的启发下，结合如图Al与，溶液反应的“温度-时间变化曲线”，对实验进行改进，确证了Cu与溶液反应生成CuCl。请你写出改进之处 。 【反思交流】 (7)兴趣小组同学通过以上探究得出以下结论，其中你认为合理的是______（填字母序号）。 A．溶液呈现碱性 B．科学的实验猜想要有依据，如实验现象、查阅资料等 C．在化学变化中，可能存在非主要的、不可预期的反应 D．可以通过选择合适的条件得到所需产物 6．化学是以实验为基础的科学，同学们用如下实验装置进行气体制取和性质的探究，请回答下列问题。 任务一：制取气体 (1)仪器①的名称是 。 (2)利用如图1所示装置制取气体，完成下列表格。 制取气体 反应原理(化学方程式) 常用发生和收集装置(填序号) O2 CO2 B和 【分析讨论】 (3)用图1中B装置制取气体需要满足的条件是 ； (4)装置C与B相比较其优点是 。 【拓展探究】探究二氧化锰、氧化铜对过氧化氢分解的催化效果，设计了如下对比实验： 用如图2所示的装置进行了两次实验，在试管中分别加入等质量的氧化铜和二氧化锰，分别将注射器内盛有的3mL 5%的双氧水注入试管中，利用注射器收集氧气，收集到氧气的体积和时间关系如图3所示。 (5)图2实验中观察到U形管内红墨水液面左低右高，说明此化学反应 (填“吸热”或“放热”)。 (6)分析图3可知二氧化锰催化效果比氧化铜好，此外还能得出的结论是 (写一点即可)。 任务二：探究性质 如图是探究氧气和二氧化碳性质的相关实验。 (7)为保证实验1现象明显，请写出一条有效措施 。图中集气瓶底部留有少量水的作用是 。 (8)实验2中先后观察到的现象是 ，其中体现二氧化碳化学性质的反应是 (用化学方程式表示)，该反应的基本类型是 。 7．李洋同学在实验室用木炭和氧化铜两种黑色粉末在高温下反应制取单质铜，反应的化学方程式为：C+2CuO2Cu+CO2↑ 他联想到单质碳的一些化学性质，认为在该实验中还可能会有CO产生． 查阅资料：CO气体能使湿润的黄色氯化钯试纸变蓝色． 实验验证： （1）点燃A处酒精灯，数分钟后发现试管中的黑色固体物质变红，该红色物质是 ； （2）装置B的作用是 ； （3）C装置中湿润的黄色氯化钯试纸变蓝色，说明有 气体生成，证明李洋同学的判断正确． 实验反思： （4）李洋同学对CO产生的原因进行了分析： ①原因一：木炭和氧化铜在高温条件下直接发生反应产生CO； ②原因二：反应C+2CuO2Cu+CO2↑中的一种产物和反应物木炭又发生了新的化学反应，产生了CO； ③原因三： 如果是原因一反应的化学方程式是 ； 如果是原因二，反应的化学方程式是 ． （5）从环保角度考虑，你认为该装置还需要做怎样的改进 ． 8．学习的目的是为了迁移应用，达到利用所学解决问题，进行创新创造和探究新领域的目的。学习完NaOH的性质后，某兴趣小组对KOH的性质展开了如下探究。 【知识回顾】根据氢氧化钠的性质，预测氢氧化钾的性质。 (1)预测一：氢氧化钾溶液使酸碱指示剂、pH试纸变色。 预测二：与硫酸铜反应产生的现象是 。 预测三：与稀硫酸发生中和反应。写出化学方程式为 。 【设计实验】如图所示，同学们用KOH溶液进行了下列实验： 【实验结论】 (2)第一步：实验A测得KOH溶液的pH （填“>”“=”或“<”）7。如果把pH试纸先湿润再测，测量值 （填“偏大”、“偏小”或“不变”）。 第二步：做B和C实验，并在B试管中观察到预测现象。C试管中无明显现象，为了证明二者发生反应，同学们又设计如下实验。 【探究实验】 (3)方案一：向KOH溶液中滴加两滴酚酞溶液，再逐滴滴加稀硫酸，并不断振荡溶液，当看到 现象，证明两者发生反应。 方案二：向KOH溶液中插入pH计，再逐滴滴加稀硫酸，测定反应过程中溶液的pH变化如图所示。 【得出结论】KOH与NaOH化学性质相似。 【拓展提升】通过同学们的实验探究，大家讨论后认为，对于无明显现象的化学反应，可以用两种思路探究反应是否发生。 (4)思路一：验证有新物质生成；思路二：验证 。 9．草酸(乙二酸)存在于自然界的植物中。草酸晶体(H2C2O4·2H2O)无色。熔点为101℃，易溶于水，受热脱水。升华。170℃以上分解。回答下列问题： 查阅资料：已知H2C2O4能使澄清石灰水反应变浑浊 (1)甲组同学按照如图1所示的装置，通过实验检验草酸晶体的分解产物。 ①装置A有无错误 (填“有“或”“无”。如果“有”请更正；如果“无”，请说明原因： 。 ②装置C中可观察到的现象是 ，相关化学方程式为： ，由此可知草酸晶体分解的产物中有CO2； ③装置B的主要作用是 。 (2)乙组同学认为草酸晶体分解的产物中同时含有CO2和CO，为进行验证，选用甲组实验中的装置A、B和图2所示的部分装置(可以重复选用)进行实验。 ①乙组同学的实验装置中，依次连接的合理顺序为A、B、 、F、D、G、H、 、I； ②装置H反应管中盛有的物质可能是 。 ③能证明草酸晶体分解产物中有CO的现象是 。 (3)实验证明，草酸是一种酸性物质， 受热易分解。请写出草酸晶体受热分解的化学方程式 。 10．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。    【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； ③碳酸氢钙可溶于水。 【实验探究一】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 1 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。 2 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使液体充分反应。 【实验探究二】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所示。 线段 实验现象 AB 无气泡 BC 有较多气泡产生 CD 无明显现象 (3)图3中D点溶液中溶质有 (填化学式)； (4)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：HCl + Na2CO3＝NaHCO3 + NaCl BC段反应的化学方程式为：NaHCO3 + HCl＝NaCl + H2O + CO2↑ 该反应总反应化学方程式为： 。 【实验反思】 (5)Na2CO3和稀盐酸反应的生成物受盐酸量的影响，稀盐酸 (填“足量”或“不足”)时才有气泡冒出； (6)当反应物的量不同时，产物可能不同，试另举一例： 。 【拓展延伸】 (7)鉴别碳酸钠溶液和碳酸氢钠溶液，可选用的试剂是 。 11．“有一种速度叫中国速度，有一种骄傲叫中国高铁”。高铁建设过程中用到了大量的铁合金和铝合金。铝耐腐蚀，但是铁易生锈，某兴趣小组对高铁建设过程中铁的锈蚀进行了探究。 任务一  了解高铁建设中用到的金属材料 (1)铁合金包括生铁和钢，生铁和钢的主要区别是 。 (2)铝耐腐蚀的原因是 。 任务二  定性探究影响铁锈蚀的因素 取五枚大小相同的洁净无锈铁钉分别放入试管，进行如图实验。 一段时间后，A、D、E中铁钉生锈。B、C中铁钉无明显锈蚀。 【得出结论】 (3)对比试管A、B、C中现象，说明铁锈蚀是铁与 共同作用的过程。 (4)试管D、E中铁钉比试管A中铁钉锈蚀程度严重，通过对比，说明铁锈蚀与溶液中 （填具体微粒符号）有关。 任务三  定量探究影响铁锈蚀的因素 小组设计了图2装置，检查气密性，将5 g铁粉和2 g碳粉加入三颈烧瓶，t1时刻加入2 mL饱和NaCl溶液后，再将一只装有5 mL稀盐酸的注射器插到烧瓶上，采集数据。 (5)据图3，t2~t3这段时间反应并未停止但温度却开始降低，原因是 。 (6)根据图2、图4分析，t3时刻后压强突然变大，原因是 。 任务四  测定部分生锈的铁粉中铁的含量 甲同学提出可以按照图5装置连接，在锥形瓶中放入一定质量的生锈的铁粉，从分液漏斗中加入足量的稀盐酸，通过测量生成氢气的体积计算生锈铁粉中铁的含量。 (7)乙同学认为用这种方法测得的气体体积不够准确，会导致测得的铁的质量分数变大。乙同学给出以下原因，你认为正确的是_______（填字母序号）。 A．装置的气密性不好 B．铁与盐酸反应放热 C．生成的气体会部分滞留在锥形瓶中 D．没有扣掉加入的盐酸的体积 【反思评价】 (8)小丽同学猜测：铁锈蚀的快慢还可能与氧气的浓度有关，为判断该猜测是否正确，请你设计实验验证小丽同学的猜想： （实验方案包括操作、现象和结论）。 12．某同学利用如图1装置验证空气中氧气的体积分数，将装有足量红磷的燃烧匙置于四颈平底烧瓶内中间位置，并把装有足量白磷的燃烧匙浸没在蒸馏水下。图2表示用氧气传感器测量的容器内氧气浓度变化曲线图。 他用激光笔点燃红磷。 【提出问题】红磷在烧瓶内熄灭后，瓶中是否有氧气剩余？ 【猜想假设】猜想：①无氧气剩余：②有氧气剩余。 （1）激光笔的作用是 。 （2）实验过程中，刚开始即使用激光笔照射，燃烧匙内的白磷也不会燃烧的原因是 。 【实验验证】待装置完全冷却后，将装有白磷的燃烧匙提出水面，再次使用激光笔照射，白磷被点燃。 【得出结论】（3）分析图2得出，猜想 正确（填①或②）。 【反思交流】（4）课本上用“燃烧红磷测定空气中氧气含量”的方法是不严谨的，其理由是 。 （5）图2中曲线DE段氧气浓度变化的主要原因是 。 （6）①白磷燃烧的微观图示如图3，写出白磷燃烧的化学方程式： ，基本反应类型是 。 ②根据实验结果，你对燃烧条件的新认识是 。 13．小宝同学从饼干袋中找到一小包“脱氧剂”，与化学兴趣小组同学讨论后，对脱氧剂的成分展开探究。剪开包装袋，发现脱氧剂大部分为黑色粉末，其中混有少量白色粉末，接着同学们在老师的指导下开展探究实验： 实验活动一：探究脱氧剂中黑色粉末的成分。 【作出猜想】经过查阅资料，小组同学提出猜想 甲同学：可能含有铁粉 乙同学：可能含有炭粉 【实验探究1】 (1)小组同学设计实验方案并完成如下实验： 实验步骤 实验现象 实验结论 Ⅰ．取黑色粉末放入烧杯中，加入足量稀盐酸 有气泡产生，溶液变为 色，有黑色不溶物 甲同学猜想正确，黑色粉末中含有铁粉，步骤Ⅰ反应的化学方程式为 ，基本反应类型是 Ⅱ．将步骤Ⅰ中黑色不溶物滤出，洗涤、干燥后，将滤渣与氧化铜混合后高温加热，将产生的气体通入澄清石灰水中 ，澄清石灰水变浑浊 乙同学猜想也正确，黑色粉末中含有炭粉 【实验结论】脱氧剂中黑色粉末中含有铁粉与炭粉。 【表达交流】 (2)小钟同学提出，可以用一种简单的物理方法验证甲同学的猜想，请写出使用此方法的实验操作： 。 (3)脱氧剂利用铁生锈的原理吸收包装内 （填化学式，下同）和 ，以达到延长食品保质期的作用。 实验活动二：探究脱氧剂中白色固体作用。 【查阅资料】实验所用脱氧剂中还含有氮化钠和硅藻土，氮化钠可以加快铁生锈的反应速率，硅藻土是一种填充剂，不溶于水，疏松配料，使氧气易于接触铁粉。 【实验探究2】小刘同学为了验证氯化钠的作用，用控制变量法按图1装置设计并进行实验： (4)一段时间后，观察到烧杯内左侧导管液面 右侧导管液面（填“高于”或“低于”），证明氯化钠确实可以加快铁生锈的反应速率。 【思维拓展】 (5)图2为硅藻土用量(g)与脱氧时间(h)的关系图，则硅藻土的最佳用量是 g。 14．某研究性学习小组的同学用电解水的方法测定水的组成后，提出问题：“测定水的组成还有其他的方法吗？”经过讨论后，得到了肯定的答案，邀请你一起对此展开探究。 ［设计方案］甲同学利用氢气还原氧化铜的原理和下图装置及药品进行实验（操作规范）。装置A中发生反应的化学方程式为 ，洗气瓶B中浓硫酸的作用为 ［实验探究］当玻璃管中固体由黑色转变为红色时，实验测得：①装置C的玻璃管和其中固体的总质量在反应后减少了1.6g；②装置D的干燥管和其中物质的总质量在反应后增加了1.82g，用此数据算得水中H、O元素的质量比为 ，而由水的化学式算得H、O元素的质量比为 。 ［分析交流］针对上述结果与理论值有偏差，乙同学认为：该装置存在缺陷，此观点得到了大家的认同，你对此改进的方法是 （假设生成的水完全被D中碱石灰吸收，装置内空气中的水蒸气、CO2忽略不计）。小组同学用改进后的装置重新实验得到了正确结果。 ［意外发现］丙同学不小心将反应后的少量红色固体a洒落到多量稀硫酸中了，发现除了有红色固体b以外，溶液的颜色由无色变为蓝色。 ［提出问题］铜与稀硫酸是不反应的，这里溶液的颜色为什么会变蓝呢？ ［查阅资料］①CuO被还原的过程中会有Cu2O生成，Cu2O也能被还原在Cu； ②Cu2O固体是红色的，它一稀硫酸的反应为： Cu2O+H2SO4＝CuSO4+Cu+H2O. [得出结论]红色固体a中含有Cu2O。 ［分析交流］红色固体a中含有Cu2O是否会影响水组成的测定结果 （填“影响”或“不影响”）。 ［提出猜想］针对红色固体a的成分，小组同学提出猜想①是：Cu2O和Cu；猜想②是： 。 ［拓展探究］丁同学利用改进后的装置及药品重新实验，通过测量反应前后固体质量的方法去确定哪种猜想成立，他已称得：①玻璃管的质量；②反应前红色固体a和玻璃管的总质量，完全反应后，你认为他还需要称量 的质量。 ［教师点拨］称取一定质量的红色固体a与足量的稀硫酸充分反应后，经过滤、洗涤、干燥后再称量红色固体b的质量，也可以确定哪种猜想成立。 ［定量分析］小组同学再次实验，他们开始称取质量为3.6g的红色固体a，与足量的稀硫酸完全反应后得到红色固体b为2g 。假如3.6g红色固体a都是Cu2O，请你计算出生成铜的质量（利用Cu2O+H2SO4＝CuSO4+Cu+H2O.进行计算，写出计算过程）；然后，通过与实际得到的固体2g进行比较，判断猜想 成立（填①或②）。 15．甜叶菊苷具有高甜度低热能的特点，是一种新型甜味剂，我国是全球最主要的生产国。小晴同学取适量的甜叶菊苷按下图进行操作，并分别将干冷的烧杯和蘸有澄清石灰水的烧杯倒置于火焰上方。观察到 和澄清石灰水变浑浊，由此确定甜叶菊苷中一定含有碳、氢元素。为了进一步确定其元素组成，利用下图进行实验。    （已知：①装置C中的氧化铜能确保甜叶菊苷中的碳元素完全转化为二氧化碳：②氢氧化钠可以完全吸收二氧化碳：③固体氢氧化钠和浓硫酸都可以吸收水蒸气，干燥气体）    （1）实验前要通一会儿氮气，目的是 。 （2）A装置中发生反应的化学方程式为 。 （3）4.02g甜叶菊苷在C装置中充分燃烧后，D装置增重2.7g，E装置增重8.36g。（产物被完全吸收）数据分析：4.02g甜叶菊苷中氧元素的质量为 g，由此可以确定甜叶菊苷是由碳、氢、氧元素组成。 （4）若没有F装置，对氧元素质量测定结果的影响是 （填“偏大”、“偏小”或“无影响）。 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 $$