2024年中考化学备考专题：科学探究题

2024年中考化学备考专题：科学探究题 1．将一小块银白色的金属钾放置在空气中会发生下列变化: 【提出问题】常温下钾与氧气反应产物有哪些? 【查阅资料】钾的氧化物，除氧化钾(K2O)外还有过氧化钾(K2O2),氧化钾与过氧化钾都能与水发生反应，化学方程式为 ; 。 【猜想一】常温下钾与氧气反应的产物。 猜想1:K2O; 猜想2:K2O2; 猜想3: 。 【实验探究一】 实验操作 实验现象 实验结论 取少量钾的氧化物加入足量蒸馏水 猜想1正确 【继续探究】钾在空气中放置一段时间得到白色固体的成分。 【猜想二】猜想1:K2CO3; 猜想2:K2CO3和KOH。 【实验探究二】 实验操作 实验现象 实验结论 ①取少量白色固体加入足量 产生白色沉淀 白色固体成分为K2CO3和KOH ②过滤,取少量滤液加入 【实验反思】 类比氧化铁与盐酸的反应,写出氧化钾与盐酸反应的化学方程式: 。 2．化学药品的合理存放是实验顺利进行的前提。校兴趣小组同学发现实验台上摆放的药品中（如图）有一装溶液的试剂瓶瓶盖未盖且标签破损，其残缺的标签中只剩下“Na”和“10%”字样。已知它是无色液体，是初中化学常用的试剂。于是对这瓶溶液进行探究；    物质 NaCl NaOH Na2CO3 NaHCO3 溶解度/g 36 109 215 9.6 【提出问题】这瓶溶液是什么溶液？根据受损的标签判断，这瓶试剂不可能是 （填字母）。 a．酸b．碱c．盐 【查阅资料】Ⅰ．初中化学常见的含钠化合物有NaCl、NaOH、Na2CO3、NaHCO3 Ⅱ．室温（20°）时，四种物质的溶解度的数据如表1。 【初步分析】甲同学根据试剂瓶标注的溶质质量分数10%和上表中的溶解度的数据判断，这瓶试剂不可能是 ，理由是 。 【进行实验】乙同学按步骤1、2进行实验，最终得出溶液是Na2CO3溶液的结论。 步骤l：用洁净干燥的玻璃棒蘸取该溶液滴在湿润的pH纸上，测得pH=10，故判断这瓶试剂不是 。对他的操作方法、测量结果及获得的结论评价，正确的是 。 a．方法正确、结果准确、结论正确b．方法不正确、结果偏小、结论正确 c．方法不正确、结果偏大、结论不正确d．方法正确、结果准确、结论不正确 步骤2：另取样滴加稀盐酸有气泡产生，请写出反应的化学方程式 。 【实验反思】小组同学一致认为乙同学结论不够科学，理由是 。 【继续探究】丙同学另取样加入过量的X溶液，观察到有白色沉淀产生，静置后，取上层清液，滴入无色酚酞试液，溶液呈红色。实验中加入的过量X溶液是 ，目的是 。 【实验结论】这瓶溶液标签上的化学式是 。 【反思启示】由此，请写出实验室药品保存方面的启示 （任写一点） 3．在对蜡烛及其燃烧进行了探究以后，请你填写下列空格： (1)取一支蜡烛，用小刀切下一小块，把它放入水中，蜡烛会 。 结论：石蜡的密度比水 。 (2)点燃蜡烛，观察到蜡烛火焰分为三层（如图），把一根火柴梗放在蜡烛的火焰上约后取出，可以看到 （填字母）处的火柴梗最先碳化。 结论：蜡烛火焰的 温度最高。 (3)再将一只干燥的烧杯罩在蜡烛火焰的上方，烧杯内壁出现 ，片刻后取下烧杯，迅速向烧杯内倒入少量的澄清石灰水，振荡后发现 。 结论：蜡烛燃烧以后的生成物是 。 对蜡烛燃烧实验的再探究： 【发现问题】燃着的蜡烛在刚熄灭时，总会有一缕白烟冒出，白烟的成分是什么呢某同学对此很感兴趣，提出了如下猜想，并设计实验进行探究。 【猜想与假设】①白烟是蜡烛燃烧时生成的二氧化碳 ②白烟是蜡烛燃烧时生成的水蒸气 ③白烟是石蜡蒸气凝结成的石蜡固体小颗粒 【实验验证】 (4)熄灭蜡烛，并立即用一个沾有澄清石灰水的烧杯罩住白烟，其目的是为了验证假设 填序号，此实验能否得出正确结论 ，原因是 。 (5)熄灭蜡烛，并立即用一块干而冷的玻璃片放在白烟上，发现玻璃片上没有出现水雾，说明白烟不是 。 (6)熄灭蜡烛，并立即用燃着的木条伸到白烟处不接触烛芯，发现蜡烛重新被点燃，这说明白烟可燃，为假设③提供了证据。同时可排除假设①②，因为 。 4．沼气工程正成为农业增效、农民增收的重要渠道之一。沼气的应用能有效缓解农村生活用能与环境保护之间的矛盾，实现国家要生态、农民要致富的目标。化学社团的同学用排水法收集一瓶沼气池中气体，可能含有CH4、CO、CO2等，为了弄清它的成分，进行了下列有关实验。 对气体成分的猜想： I、CH4、CO2                                 II、CH4、CO III、CH4、CO、CO2                         IV、CO、CO2 (1)若要将A装置中的气体通入后面的装置中，应选①②③中的 （填序号）作为注水装置。 (2)若B中澄清石灰水变浑浊，则说明A中的气体中含有 。 (3)在C装置右侧导管上方点燃气体，在火焰上方罩一个干而冷的烧杯，杯内出现水雾，则有同学认为猜想IV不成立，另有同学认为此现象不足以证明样品气体中一定含有CH4，理由是 ；在 位置，增加一个上图中的 （填标号）装置，才能证明猜想IV不成立。 (4)为了进一步证明气体中是否含有一氧化碳，小明将C处气体完全燃烧后的产物依次通过装置D、E，经实验测定装置D质量增加3.6g，装置E质量增加4.4g，则证明猜想 成立。 5．小艾同学用如图所示的自制装置进行“人体吸入和呼出气体成分”的探究。    【提出假设】人体呼出气体中二氧化碳的含量高于吸入气体中二氧化碳的含量。 【进行实验】 步骤 操作 现象 I 在饮料瓶中装水至没过长吸管底端， 对着短吸管缓慢吹气 水从长吸管端快速流出 Ⅱ 将饮料瓶中装满水，对着短管吹气， 用排水法收集呼出气体；将燃着的小 木条快速伸入饮料瓶中 饮料瓶中木条熄灭 Ⅲ 将水倒掉，向饮料瓶中加入澄清石灰 水至没过长吸管底，从短吸管端吸气 30秒，观察石灰水的变化；再从长吸 管端吹气30秒，观察石灰水的变化 (1)步骤I说明自制装置的气密性 （选填“良好”或“不良”）。 (2)步骤Ⅱ中的现象 （选填“能”或“不能）证明呼出气体中二氧化碳的含量高于吸入气体中二氧化碳的含量，原因是 。 (3)步骤Ⅲ中，观察到 （填现象），证明假设成立。 6．研究性学习小组选择“过氧化氢生成氧气的快慢与什么因素有关”的课题进行探究，以下是他们探究的主要过程： 【假设】过氧化氢生成氧气的快慢与催化剂种类有关 【实验方案】常温下，在两瓶同质量、同浓度的过氧化氢溶液中，分别加入相同质量的二氧化锰和水泥块，测量各收集一瓶（相同体积）氧气所需的时间。 【进行实验】下图是他们进行实验的装置图，气体发生装置中A仪器名称是 ，此实验中B处宜采用的气体收集方法是 。 【实验记录】 实验编号 1 2 反应物 5%过氧化氢溶液 5%过氧化氢溶液 催化剂 1g水泥块 1g二氧化锰 时间 165秒 46秒 【结论】该探究过程得出的结论是 。 【反思】过氧化氢在常温下分解缓慢，加入二氧化锰或水泥块后反应明显加快，若要证明二氧化锰和水泥块是该反应的催化剂，还需要增加实验来验证它们在化学反应前后的 和 是否改变。 【继续探究】过氧化氢生成氧气的快慢还与哪些因素有关？请你帮助他们继续探究。（只要求提出一种影响过氧化氢生成氧气快慢的因素，并写出相应的方案） 【假设】 。 【实验方案】 。 7．某化学兴趣小组围绕“酸和碱的中和反应”的学习，进行了如下实验： 实验一：取5mL氢氧化钠溶液于烧杯中，滴入几滴酚酞溶液，可观察到现象为 ，然后加入稀硫酸，用玻璃棒搅拌，溶液褪为无色，有关的反应方程式为 ． 实验二：对实验一反应后溶液中的溶质进行探究． 【提出猜想】 猜想一：有H2SO4、Na2SO4和NaOH 猜想二：有Na2SO4和H2SO4 你认为猜想 不合理，其理由是 ． 你的猜想是： ． 【设计实验】 实验操作 实验现象 实验结论 取反应后的溶液于试管中，加入 猜想二成立 【拓展应用】我国土壤的酸碱性有“南酸北碱”之说法，你认为需向酸性土壤中加入 进行改良． 8．某化学兴趣小组同学在回收废旧电池的同时，开展了如下的实验探究。 【查阅资料】普通锌锰电池由锌、碳棒和黑色糊状物组成，其中黑色糊状物的主要成分为二氧化锰、炭粉、氯化铵和氯化锌等，其中氯化铵、氯化锌可溶于水。 【实验I】检验废干电池筒内黑色糊状物中MnO2的存在 兴趣小组同学设计了如图所示的实验：    (1)操作③灼烧黑色滤渣时，会产生一种气体能使澄清石灰水变浑浊；操作④试管中产生的气体能使带火星木条复燃，由此得出结论：滤渣中黑色固体为 。 【实验Ⅱ】将电池中提取出来的MnO2用于探究影响双氧水分解速率的因素 实验 双氧水浓度 双氧水体积 反应温度 催化剂种类 催化剂用量 1 10% 20.0mL 25℃ MnO2固体 1.0g 2 5% 20.0mL 25℃ MnO2固体 1.0g 3 10% 20.0mL 25℃ MnO2固体 2.0g 4 5% 20.0mL 25℃ CuO固体 1.0g 5 5% 20.0mL 30℃ Fe2O3固体 1.0g 已如，MnO2、CuO、Fe2O3都可以作为双氧水分解的催化剂，忽略溶液体积变化。 (2)如果以生成的氧气作为观测对象，可以通过测定 ，来定量比较双氧水在上述条件下的反应速率。 (3)你认为设计实验1和实验2对比的目的是 。 (4)若要探究催化剂种类对双氧水分解速率的影响，应选择的对比实验是 (填序号)，上述5组实验能探究影响双氧水分解速率的因素有 个。 (5)某同学进一步完成了下图实验，使用的催化剂质量、过氧化氢溶液的浓度和体积均相同，他利用压力传感器，测量锥形瓶内压强随时间变化的曲线图：    该同学用MnO2做催化剂的实验，60s时压强瞬间回落，其原因可能是 。 9．脱氧剂可以延长食品保质期。某脱氧剂的主要成分为铁粉、活性炭和氯化钠。针对该脱氧剂进行如下活动： 活动一：验证脱氧剂中含有铁粉和活性炭 【进行实验】 (1)①取脱氧剂样品于试管中，加入足量的稀盐酸，观察到有气泡产生，溶液变为浅绿色，说明脱氧剂中含有铁粉，写出该反应的化学方程式 。充分反应后，将试管中的固液混合物过滤、将滤渣洗涤、干燥，得到黑色固体。 ②如图所示，将黑色固体置于坩埚（耐高温容器）内，在电炉上灼烧，最终黑色固体全部消失。灼烧期间，在坩埚上方罩上烧杯，过一会儿，迅速把烧杯倒过来、向烧杯内注入澄清石灰水，振荡，观察到澄清石灰水变浑浊的现象，说明脱氧剂中含有 。 【反思与评价】 (2)用酒精灯替换电炉重复②实验，虽出现相同现象，但会影响实验结论，其原因是 。 活动二：探究脱氧剂中氯化钠的作用 【查阅资料】脱氧剂能延长食品保质期是利用了铁生锈的原理 【猜想与假设】氯化钠可能影响铁生锈的速率 【进行实验】按下图所示 A、B 装置进行实验，相同温度下，每隔一段时间测量导管中水面上升高度，实验数据如下表。 时间/h 0 10 2.0 3.0 A装置导管中水面上升高度/cm 0 1.2 5.6 9.7 B装置导管中水面上升高度/cm 0 0 0.8 3.5 【解释与结论】 (3)从化学、物理两个视角综合分析，AB 装置导管中水面上升的原因是 。 (4)结合表中数据、得出脱氧剂中氯化钠的作用是 （填“加快”或“减慢”）铁生锈的速率。 【拓展与应用】铁生锈的原理在生活中有诸多应用 (5)取暖用的“暖宝宝”主要成分与脱氧剂相同，说明铁生锈是 （填“吸热”或“放热”）反应； (6)写出一种防止铁生锈的具体方法 。 10．小红同学把做化学实验剩下的氢氧化钠溶液和氯化钡溶液放在了废液缸里露置在空气中，忘记了处理。几天后发现瓶底有白色的沉淀。你认为沉淀是 ，对于这个发现，小红和同学们对废液缸的物质进行过滤，对滤液进行了如下探究活动。 【提出问题】反应后滤液中的溶质是什么？ 【猜想与验证】①氢氧化钠、氯化钠和碳酸钠；②氢氧化钠、氯化钠和氯化钡；③碳酸钠和氯化钠；④氯化钡和氯化钠：⑤氯化钠。 【查阅资料】硫酸钠、氯化钡溶液显中性。 【进行实验】小红和同学们利用氯化钡溶液、硫酸钠溶液、无色酚酞三种试剂，设计并进行以下实验。请你补齐实验内容： 实验步骤 实验现象 实验结论 （1）取一支洁净试管，倒入反应后的溶液，然后加入适量的硫酸钠溶液，观察现象 溶液中不含氯化钡 （2） ，观察现象 溶液中含有碳酸钠 （3） 无明显现象 猜想③正确 11．预防新型冠状病毒，要养成勤洗手的好习惯。某免洗抑菌洗手液能在15秒内快速杀灭99.99%的细菌，其有效成分是之一是乙醇(C2H5OH)。实验小组发现，乙醇与金属钠反应时有气体产生，他们对该反应产生的气体产生了兴趣，于是对该气体展开了探究。    【提出问题】乙醇和金属钠反应产生的气体是什么? 【查阅资料】乙醇和金属钠反应能生成一种常见的可燃性气体。 【提出假设】对气体提出以下假设 假设Ⅰ：CO；假设Ⅱ：CH4；假设Ⅲ：H2；假设Ⅳ：CO2 以上假设中，假设 不成立，理由是 。 【实验探究】 步骤 实验操作 实验现象 实验结论 (1) 向盛无水乙醇的试管中加入金属钠，迅速塞上带尖嘴导管的胶塞(如上图所示)，在管口用一支小试管收集并检验气体的纯度。 检验气体的纯度时， 说明气体较纯 (2) 点燃气体，在火焰上方罩一个干冷烧杯。 烧杯内壁有白雾 假设 不成立 (3) 将烧杯迅速倒转，向其中注入适量的 ，充分振荡。    假设Ⅲ成立 【反思评价】根据实验结果，请写出实验步骤(2)反应的化学方程式： 。 12．某化学兴趣小组的同学对溶液的鉴别进行探究，请你分析并填空。 [实验目的]Na2CO3溶液、NaOH溶液、Ca(OH)2溶液、稀盐酸四种溶液的鉴别。 [实验药品]未贴标签的四瓶溶液[Na2CO3溶液、NaOH溶液、Ca(OH)2溶液、稀盐酸]和紫色石蕊试液。 [实验仪器]试管、胶头滴管等。 [设计并实验] (1)甲组同学利用紫色石蕊试液鉴别四种溶液： 实验操作和步骤 实验现象与结论 用4支试管，各取少量四种溶液，分别滴加紫色石蕊试液。 一支试管中溶液由无色变红色，则原溶液是 溶液。 另取3支试管，各取少量未确定的三种溶液，分别滴加步骤(1)检验出的溶液。 一支试管溶液中有气泡放出，则原溶液是 溶液 另用两支试管 ， 一支试管溶液中有白色沉淀析出，则原溶液是 溶液，反应的化学方程式为 ，另一支试管溶液中无现象，则原溶液 溶液。 乙组同学经过讨论认为，不用紫色石蕊试液也能鉴别出四种溶液。各自分别做了如下实验： 同学 实验操作 实验现象 结论 小峰 用3支试管，各取少量三 种溶液，分别滴加另一种溶液。 一支试管溶液中有气泡放出，其余两支试管溶液中无现象。 所滴加的溶液是稀盐酸 小伟 一支试管溶液中有白色沉淀析出，其余两支试管溶液中无现象。 所滴加的溶液是Na2CO3溶液 小明 三支试管溶液中都无现象。 所滴加的溶液是NaOH溶液。 (2)乙组三位同学经过交流后发现 同学的结论是错误的，所滴加的溶液应是 溶液，由此鉴别出了四种溶液。 [反思与体会]①物质的鉴别有多种方法；②鉴别物质的关键是利用物质的特征性质； 13．在实验室开放日，为验证质量守恒定律，甲、乙两组同学分别设计了以下实验，并进行了规范的操作和细致的观察。请参与并完成相关问题。 【提出问题】 两组实验都能验证质量守恒定律吗? 【进行实验】 甲组同学在实验过程中发现，化学反应前后天平平衡，成功验证了质量守恒定律。乙组同学在实验过程中发现天平指针向右倾斜，其原因是 。 【实验结论】 在验证质量守恒定律时，对于有气体参加或生成的化学反应，一定要在密封装置中进行。 【发现问题】 实验过后，两组同学对乙组烧杯中的废液进行了探究。废液中所含溶质是什么? 【猜想与假设】 猜想Ⅰ：只有NaCl； 猜想Ⅱ：NaCl、Na2CO3和HCl； 猜想Ⅲ：NaCl和HCl； 猜想Ⅳ： 。 【交流讨论】 经过讨论，甲组同学认为，猜想Ⅱ是错误的，原因是 (用化学方程式回答)。 【实验与结论】 甲组同学先将少量废液滴入试管中，然后滴入酚酞溶液，现象为溶液变红色，原因是 ，则猜想Ⅳ正确。乙组同学将少量废液滴入试管中，然后滴入氯化钡溶液，现象为 ，则猜想Ⅳ正确。 【拓展与应用】 (1)若想验证猜想Ⅰ正确，可选择的试剂有 (填字母序号)。 A．紫色石蕊溶液         B．铁粉         C．氢氧化钠溶液        D．碳酸钾溶液 (2)若猜想Ⅲ正确，想得到废液中的氯化钠固体，根据盐酸的性质，无需另加试剂，只需对废液进行 操作即可。 14．化学兴趣小组的同学在实验室做铁丝燃烧的实验，并进行了如下探究。 【学习交流】 （1）做铁丝在氧气中燃烧的实验时，集气瓶中事先要放一些水，目的是 。 （2）一般情况下，铁丝在空气中不能燃烧的原因是 。 【进行实验】探究铁丝燃烧是否需要纯氧。 为保证实验准确性，实验所用铁丝需要用砂纸打磨，打磨的目的是 。取5根粗细相同、长度相同的铁丝，分别在氧气体积分数为90%、70%、65%、60%、55%的集气瓶中进行实验。实验记录如下表所示： 氧气体积分数 实验现象 90% 燃烧剧烈，燃烧时间长，实验成功 70% 燃烧剧烈程度比90%的弱，燃烧时间比90%的短，实验成功 65% 燃烧剧烈程度比70%的弱，燃烧时间比70%的短，实验成功 60% 燃烧剧烈程度比65%的弱，燃烧时间比65%的短，实验成功 55% 难以燃烧，只是发红 【得出结论】小华同学通过分析表中数据得到结论：铁丝在氧气中燃烧，所需氧气的体积分数最低是60%。小林同学认为该实验结论不准确，并对实验进行了改进： 。 【实验反思】在做铁丝在氧气中燃烧的实验时，最好用 法收集氧气，理由是 。 15．某学习小组做镁在空气中燃烧实验时，发现生成物中有黑色固体，针对这一现象及该反应的应用，他们开展了如下探究，请仔细阅读并完成下列探究报告。 【探究目的】探究黑色固体是镁与空气中什么物质反应产生的。 【分析猜想】分析空气中各种成分，寻找猜想依据： 空气成分一：氧气 空气成分二：稀有气体；不与其它物质反应； 空气成分三：水蒸气；打磨光亮的镁带放入沸水中，表面会附有白色固体并产生大量气泡；如果将镁带放到水蒸气中，也会发生上述反应，但产生的不是黑色固体。 空气成分四：氮气； 空气成分五：二氧化碳。 【实验一】镁带与氧气的反应 （一）镁带在氧气中燃烧，观察现象 将镁带打磨光亮，点燃，伸入盛满氧气的集气瓶中， 。 实验结论：镁与氧气反应生成白色的氧化镁。 【实验二】镁带与氮气的反应 （二）镁带在氮气中燃烧，观察现象 将镁带打磨光亮，点燃，伸入盛氮气的集气瓶中，瓶内壁附着一层淡黄色的固体。 实验结论：镁与氮气在点燃的条件下发生反应生成淡黄色的氮化镁（Mg3N2），该反应是 。 【探究结论1】根据以上信息，可以推理得出镁在空气中燃烧产生的黑色固体是镁与空气中 反应产生的。 【交流与反思】能否用足量的镁替代红磷进行空气组成实验呢？ 【实验回顾】1、实验室常用红磷燃烧的方法测定空气中氧气的含量 （装置如图1），图中集气瓶底部的水的作用为 。（填字母）            图1 A 吸收有害物质　　　B 降温，快速冷却　　　C 保护瓶底 2、为了帮助同学们更好地理解空气中氧气含量测定的实验原理，老师利用传感器技术定时测定了实验装置（如图2）内的压强、温度和氧气浓度，三条曲线变化趋势如图3所示。其中X曲线表示的是 （填“温度”或“氧气的浓度”）。 结合X、Y两条曲线，解释如图3中BC段气压变化的原因是 。 【探究结论2】如果用足量的镁替代红磷进行空气组成实验，实验测得氧气体积与氧气所占空气真实比例相比较会 （偏大、偏小或相等）。 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 $$