2024年中考化学专项攻略：科学探究题

2024年中考化学精练册专项攻略：科学探究题 1．某兴趣小组的同学对分解过氧化氢制氧气的实验进行如下探究。 探究一：探究氧化铁能否作为过氧化氢分解的催化剂(实验过程如图所示)。 甲乙 (1)实验现象与结论： 实验现象 结论 甲中带火星的木条不复燃 乙中产生大量气泡，带火星的木条复燃 (2)图中实验能否证明氧化铁是过氧化氢分解的催化剂?并说明理由： 。 (3)请写出过氧化氢溶液用二氧化锰作催化剂制取氧气： 。 探究二：探究过氧化氢分解快慢的影响因素，实验过程如下表所示。 实验 编号 过氧化氢 溶液浓度/% 过氧化氢 溶液质量/g 温度/℃ 二氧化锰 粉末用量/g 氧气 体积/mL 反应所 需时间/s ① 5 12 20 0.2 125 20 ② 30 12 20 0.2 125 2 ③ 30 12 (4) 40 无 125 148 实验①和实验②中的变量是 ，得出的结论是 。 (5)小明对比实验②和实验③得出结论：温度越高，过氧化氢分解速率越慢。你认为该结论是否可靠? (填“是”或“否”)，理由是 。 探究三：探究带火星的木条在不同体积分数的氧气中复燃的情况，部分实验数据记录如下表所示。 氧气体积分数/% 30 40 60 70 带火星的木条 不变 稍亮 复燃 复燃 (6)根据上述实验数据得出的结论是 。在集气瓶中注入占其容积50%的水，用排水法收集氧气，将瓶内的水排尽，并用带火星的木条在该集气瓶中进行实验。推测实验现象，并说明理由： 。 2．为检验久置的NaOH固体是否变质，有小组进行如下探究。 (1)取少量样品于试管中加水配成溶液，逐滴滴加稀盐酸，观察到 ，说明原样品中有 （填物质类别），该固体已变质。变质的原因是 （填化学方程式）。 (2)取少量样品放入烧杯中，加水溶解后再加入足量澄清石灰水，出现白色浑浊，发生的反应是 （填化学方程式），此时溶液中存在的阳离子有 （填离子符号）。 (3)分别取固体与水混合并测量，实验记录如下表。 编号 物质 混合前 混合后 温度/℃ 温度/℃ 溶液稀释到50g时的pH I 氢氧化钠1.0g 水10.0mL 26.01 57.53 13.69 II 碳酸钠1.0g 水10.0mL 26.01 36.04 11.92 III 样品1.0g 水10.0mL 26.01 41.72 x ①综合这三组实验前后的温度变化可以推出，该样品 （填“完全”“部分”或“没有”）变质。 ②第Ⅲ组实验记录中的“x”可能是 （填标号）。 A．14.13        B．12.45        C．11.92        D．10.86 3．某校化学兴趣小组的同学需要制取一瓶氧气，请与他们一起进行实验之旅。 【选择药品】小组同学查阅文献资料，获得下列信息：过氧化氢、氯酸钾、高锰酸钾等在一定的条件下分解都可以产生氧气。其中过氧化氢溶液价格最低，常温时，在二氧化锰的催化作用下能够迅速分解放出氧气；氯酸钾固体加热时，能分解生成氧气，生成的副产物会污染环境；高锰酸钾固体价格较高，加热即可快速分解生成氧气。 （1）过氧化氢、氯酸钾、高锰酸钾都能产生氧气，是因为 （填序号）。 ①三种方法所需仪器相同 ②反应都需要加热 ③都利用含氧元素化合物分解达到目的 （2）在选择制氧气的药品时，除了要含有所需的元素外，往往还需要考虑 等因素（填写一条即可）。 【明确原理】经过比较，同学们选择过氧化氢作为实验室制取氧气的药品，反应式为 。 【选择装置】根据下列实验装置图，请回答问题。 （1）写出图中标号仪器的名称：① ；② 。 （2）实验室制取气体时，组装好仪器后，应先 ，再添加药品。 （3）实验室中用过氧化氢溶液与二氧化锰混合制取氧气，应选用的发生装置 （选填装置序号）。 （4）用排空气法收集气体时，导管口要接近集气瓶底部，其目的是 。 （5）因为氧气不易溶于水，所以可以利用装置 （选填装置序号）收集。 【实验方法】“化学反应条件的控制是实验的灵魂”。化学兴趣小组的同学在老师指导下，进行了“影响过氧化氢溶液分解因素”的探究实验。下表是该小组探究影响过氧化氢分解速率的因素的相关实验数据。请你分析回答： 实验 序号 H2O2溶液 浓度% H2O2溶液 体积/mL 温度℃ MnO2的用量/g 收集氧气的 体积/mL 反应所需 的时间/s ① 5 1 20 0.1 4 17 ② 15 1 20 0.1 4 67 ③ 30 5 35 2 49 ④ 30 5 55 2 11 （1）通过实验①和②对比可知，化学反应速率与 有关。 （2）从实验 和 对比可知，化学反应速率与温度的关系是： 。 4．随着生活节奏加快，自热食品越来越受到人们的欢迎。兴趣小组的同学对“自嗨锅”(自热方便火锅，工作原理如图2所示)产生了兴趣，决定对其发热包进行探究。 【查阅资料】发热包中粉末由碳酸钠、焙烧硅藻土、铁粉、活性炭、生石灰、氯化钠等物质中的一种或几种组成。 【实验探究】 (1)取出发热包加入凉水，发生剧烈反应，迅速放出大量的热，产生该现象的主要反应的化学方程式为 。 (2)取部分发热包中粉末，将磁铁靠近，发现有黑色物质被磁铁吸引，则该黑色物质为 (填化学式)。 (3)取等质量的发热包中粉末和生石灰于不同烧杯中，分别加入等质量的水，测得溶液的温度随时间变化关系如图3所示。由图3可知相比于生石灰，利用发热包给食品加热的优点是 。 取部分使用过的发热包中粉末，加入稀盐酸，有气体产生。同学们对气体成分进行探究。 【作出猜想】猜想一：只有氢气； 猜想二：只有二氧化碳； 猜想三：有氢气和二氧化碳。 【实验验证】同学们设计如图4实验，对气体成分进行探究，并记录实验现象。 (4)气体通过甲时，澄清石灰水变浑浊，证明猜想 不成立。 (5)丁中出现 的现象，证明猜想三成立。 (6)乙的作用是 。 【反思归纳】 (7)通过以上探究，兴趣小组的同学做了如下的反思归纳，你认为不正确的是________(填标号)。 A．发热包应密封防潮保存 B．使用“自嗨锅”时要注意不能遮住盖子上的小孔 C．能与水混合放出热量的物质均可用作发热包中的发热材料 5．为适应铁路高铁时代提速的要求，需把短轨连成长轨，常用反应：2Al+Fe2O3Al2O3+2Fe进行焊接，该反应称为“铝热反应”。镁和氧化铜也能发生类似的反应，写出反应方程式 某小组同学在实验室中进行镁和氧化铜反应的实验，充分反应后对于固体剩余物进行了实验探究。 【提出问题】固体剩余物是什么？ 【猜想假设】假设①铜和氧化镁；假设② ；假设③ 。(均写化学式) 【查阅资料一】大多数金属氧化物都能与硫酸发生复分解反应 【实验探究】请完成下列实验。 实验操作 实验现象 实验结论 取少量固体剩余物于试管中，向其中加入足量的稀硫酸。 固体部分溶解，溶液为无色。 假设①成立。 。 假设②成立。 。 假设③成立。 【思考】是否任何一种金属单质都能与另一种金属氧化物反应？   【查阅资料二】该小组同学通过查阅资料，获得以下几组反应信息。   实验组别 I II III IV V 药品 Al Fe Ag Al Cu CuO CuO CuO Fe2O3 Fe2O3 相同条件下是否反应 是 是 否 是 否 【总结】根据上表对比分析得出：金属单质与金属氧化物能发生反应，需满足的条件是：在金属活动顺序表中金属单质要比氧化物中的金属位置靠 。(填写“前”或“后”) 6．材料是人类赖以生存和发展的重要物质，目前使用量最多的金属材料仍然是钢铁。 （一）铁材料的有关知识 （1）钢铁材料通常分为生铁和钢。如图是我国1997年发行的纪念钢产量首次突破1亿吨的邮票。邮票通常密封保存在聚乙烯塑料袋中。 ①以上叙述中不涉及到的材料是 (选填序号)。 A 合金　　　　 B 无机非金属材料　　　　 C 有机合成材料 ②以赤铁矿为原料冶炼铁反应的化学方程式 。 ③钢铁露置在空气中易生锈，请提出防止其生锈的一种措施 。 （二）铁及其化合物的实验 （1）将Fe粉溶于稀H2SO4，用点燃法检验生成的 H2前必须 。 （2）向上述反应后的溶液中滴加NaOH溶液，生成白色Fe(OH)2沉淀，随后沉淀变为灰绿色。 ①生成Fe(OH)2反应的化学方程式 。 ②白色沉淀变为灰绿色的原因之一是部分Fe(OH)2接触空气生成Fe(OH)3，反应的化学方程式 。生成的Fe(OH)3分解为Fe2O3。 ③过滤、洗涤、低温干燥得到灰绿色固体，其组成为2FeSO4•2Fe(OH )2•Fe2O3[相对分子质量为644]。能证明固体已洗净的方法为 。 （三）灰绿色固体的热分解实验 兴趣小组称取此固体6.44g，在科研人员的指导下用下图装置进行热分解实验。 【查阅资料】①Fe(OH)2在150℃~200℃时完全分解为FeO； ②FeSO4在450℃~500℃时完全分解为Fe2O3； ③ （1）加热前后及过程中均通入N2，加热前通N2的目的是 。 （2）控制温度在不同的范围对A中样品加热，测得剩余固体质量随温度的变化如图所示。B装置中浓硫酸只能吸收SO3和H2O，当加热到t1℃时，装置C中的现象为 。 ①图中E点对应的ml= 。 ②图中F点对应物质中Fe2O3的质量为 g。 ③科研人员将F点所得剩余固体隔绝空气,在密闭容器中加热到1400℃,得到纯净的磁性Fe3O4。已知加热过程中发生两个反应，且反应前后固体总质量不变。请写出其中一个反应的化学方程式 。 7．化学兴趣小组的同学在探究碱溶液的化学性质时，对碱的有关化学性质进行梳理和总结，并预测了陌生物质的化学性质。请完成下列问题。        (1)基于宏观视角分析碱的化学性质(如图1) ①实验A中，推入NaOH溶液后，可观察到的现象是 。 ②实验C，向10g溶质质分数为20%的氢氧化钠溶液中加入足量硫酸铜溶液，生产蓝色沉淀的质量为 g。 实验结束后，小组同学对B试管中上层清液的溶质成分产生疑问，作出猜想： 猜想一：只含有NaOH 猜想二：含有NaOH、Na2CO3 猜想三：含有NaOH、Ca(OH)2 同学取少量B试管中的清液分别置于甲、乙两支试管中，进行探究： 实验操作 实验现象 结论 在试管甲中滴加碳酸钠溶液 不产生白色沉淀 猜想三错误 在试管乙中缓慢滴加足量稀盐酸 ③ 猜想二正确 (2)基于微观视角分析碱的共性(如图2) 烧杯A和烧杯B中分别盛有氢氧化钠溶液和氢氧化钡溶液，向烧杯A和烧杯B中分别加入硝酸铁溶液，出现的相同实验现象是都产生红褐色沉淀，从微观角度分析现象相同的原因是两者都含有 。 (3)基于微观视角分析碱的差异性 向烧杯A和烧杯B中分别加入硫酸钾溶液，产生的现象不同，从微观角度分析原因是 。 【总结】通过以上分析，体现了化学学科大概念“结构决定性质”。 (4)基于“结构决定性质”预测陌生物质的化学性质：烧杯C中盛有某溶液，请根据所含的微粒，预测该溶液能与下列试剂发生化学反应的有_______。(填字母序号) A．碳酸钠溶液 B．铜片 C．硝酸钠溶液 D．稀盐酸溶液 8．在学习完“二氧化碳性质”后，某班化学兴趣小组的同学想对雪碧中逸出的气体进行探究（如图是雪碧汽水配料表） 【发现问题】打开瓶盖，逸出的是什么气体？ 【提出猜想】可能是二氧化碳 【设计方案】甲同学：倒入适量石灰水于小烧杯中，将用注射器抽取的瓶中气体注入石灰水中； 乙同学：将一支燃着的小木条放在打开的瓶口。 小组中的同学立即否定了乙同学的方案，原因是 【实验探究】小组同学按照甲同学的方案，观察到 ，说明雪碧汽水中逸出的确是二氧化碳。 【继续探究】小组中的丙同学也设计了一个实验：将加适量雪碧倒入试管中，滴加紫色石蕊试液，发现紫色石蕊变成了红色，他说这样也可以说明逸出气体是二氧化碳。 【评价】 （1）丙同学设计实验是依据二氧化碳的 （用化学方程式表示）化学性质。 （2）你认为丙同学这个设计 （“是”或“否）合理，理由是 （3）请你根据丙同学的想法进行改进设计： 。 9．木聚糖是生产木糖醇等甜味剂的原料。实验小组利用NaOH溶液浸取玉米芯中的木聚糖，探究影响浸取效果的因素。 【进行实验】 I.将干燥的玉米芯用粉碎机粉碎，备用。 II.配制一定浓度的NaOH溶液。 III.分别取10g粉碎后的玉米芯，加入NaOH溶液，在不同条件下浸取，测定木聚糖得率（得率越高，代表浸取效果越好），实验记录如下表。 序号 浸取温度（℃） 浸取时间（h） NaOH溶液的浓度（g/mL） NaOH溶液的体积（mL） 木聚糖得率（%） ① 70 3 0.20 300 17 ② 80 3 0.20 300 20 ③ 90 3 0.20 300 22 ④ 90 3 0.10 300 16 ⑤ 90 3 0.15 300 18 ⑥ 90 3 0.20 200 18 ⑦ 90 3 0.20 400 15 【解释与结论】 (1)NaOH溶液配制后应尽快使用，否则容易与空气中的 发生反应而变质。 (2)实验①②③的目的是 。 (3)探究NaOH溶液浓度对浸取效果影响的实验组合是 （填序号）。 (4)依据实验数据，不能推断NaOH溶液的体积越大，浸取效果越好，其证据是 。 (5)在实验范围内，浸取玉米芯中木聚糖的最佳条件：浸取时间为3h、 。 【反思与评价】 (6)在表中实验的基础上，继续探究浸取时间对浸取效果的影响，发现最佳浸取时间为3h。实验操作为：取10g粉碎后的玉米芯， 。 10．化学兴趣小组的同学对蜡烛（主要成分是石蜡）及其燃烧进行了如下探究。 （1）贝贝取一支蜡烛，用小刀切下一小块，把它放入水中，蜡烛浮在水面上。 结论：石蜡的密度比水 ； （2）芳芳点燃蜡烛，观察到火焰分为外焰、内焰、焰心三层。把一根火柴梗放在火焰中（如图）约1s后取出可以看到火柴梗的a处最先碳化。 结论：蜡烛火焰的 温度最高； （3）婷婷在探究蜡烛燃烧的过程中，发现罩在火焰上方的烧杯内壁被熏黑，你认为她的以下做法中不合适的是 ； A 反复实验，并观察是否有相同现象 B 查找资料，探究生成的黑色固体是什么 C 认为与本次实验目的无关，不予理睬 D 询问老师或同学，讨论生成黑色物质的原因 （4）用火柴去点蜡烛刚熄灭时产生的白烟，蜡烛 （填“能”或“不能”重新燃烧）。 11．硝酸铜为蓝色固体，水溶液为蓝色。某小组用图1装置加热硝酸铜，观察到固体由蓝色逐渐变黑，产生红棕色气体，带火星的木条复燃。               图1 【问题】加热硝酸铜生成的固体和气体是什么？ 【资料】 ①CuO和稀硫酸反应：CuO+H2SO4CuSO4+H2O ②含氮氧化物中，只有NO2是红棕色气体。 【猜想】对Cu(NO3)2受热分解的产物有如下猜想： 猜想1：CuO、N2 、O2猜想2：CuO、NO2猜想3：CuO、NO2、O2 【分析】小组同学经讨论，认为： ①猜想1不成立，理由是 。 ②猜想2不成立，理由是 。 【实验】 实验1：取加热后的固体加水无现象，说明Cu(NO3)2 (选填“是”或“否”)分解完全。 实验2：另取加热后的固体，加入适量的稀H2SO4，观察到 现象，说明生成了CuO。 实验3：在图1装置的试管和集气瓶之间连接图2装置，重新实验，             图2 观察到U型管内有深红棕色液体，集气瓶中气体变为无色，带火星木条仍复燃。则： Cu(NO3)2分解生成了O2。 ②NO2具有 的物理性质。 【结论】猜想3正确。Cu(NO3)2受热分解的化学方程式为 。 【反思】 已知相同状况下，气体的分子个数比等于其体积比。有同学根据【结论】和图1中“带火星的木条复燃”的实验现象，推出NO2也具有助燃性。理由是 。 12．为了探究稀硫酸的化学性质，某化学兴趣小组的同稀硫酸学做了如图甲所示实验。 【观察现象】 试管①中的液体呈蓝色；试管②中 ，实验结束后，发现试管①中没有剩余固体，小明同学将试管①、②内的物质全部倒入同一烧杯中，充分反应后静置，结果如图乙所示，溶液仍为蓝色，固体呈红色。该化学兴趣小组对图乙烧杯内混合物中的固体和溶液产生浓厚兴趣，进行了如下探究活动。 【实验分析】 剩余固体中肯定含有 ，请写出生成该物质的化学方程式： 。 【猜想假设】 小明同学对剩余溶液中的溶质，作出了猜想： 猜想Ⅰ：硫酸锌、硫酸铜、硫酸；猜想Ⅱ：硫酸锌、硫酸铜；猜想Ⅲ：硫酸铜、硫酸 小组同学一致认为猜想Ⅲ是错误的，理由是 。 【实验验证】 小明同学取烧杯中少许溶液于试管中，再向其中不断加入氢氧化钠溶液，发现刚开始没有沉淀生成，一段时间后才出现沉淀，从而得出猜想I正确，他判断的理由是 。 【拓展应用】 为了回收剩余溶液中的硫酸锌，应向该溶液中加入过量的 ，然后过滤、蒸发即可。 13．在实验室中做实验时，某同学将稀盐酸加入到氢氧化钠溶液中看到有气泡产生，查验标签后确认药品没有拿错。 探究活动一：为什么会看到气泡？ 【提出猜想】氢氧化钠溶液变质了。 【原因分析】氢氧化钠溶液与空气中的 反应生成碳酸钠，碳酸钠与稀盐酸反应有气体生成。 【结论】氢氧化钠溶液已经变质。 探究活动二：该氢氧化钠溶液的变质程度？ 【提出猜想】猜想①部分变质；猜想②全部变质。 【实验验证】 实验 操作 现象 结论 化学方程式 （1） 取少量溶液于试管中，滴加无色酚酞溶液 无色酚酞变红 （2） 取少量溶液于试管中，滴加足量稀盐酸 有气泡产生 【交流讨论】小明同学认为，根据上述实验（1）（2）可推断，猜想①正确。而小张则认为猜想②也可能正确，理由是 。于是小王又设计了如下补充实验： （1）取原溶液少量于试管中，逐滴加入BaCl2溶液至 。静置，分层。 （2）取上层清液，向其中加入CuSO4溶液，若有蓝色沉淀产生，则说明氢氧化钠溶液部分变质，化学方程式： 。反之则说明氢氧化钠溶液已经全部变质。 【实验拓展】为了测定某变质的氢氧化钠样品的纯度，小红同学设计如图装置（铁架台略去）。已知饱和碳酸氢钠溶液不吸收二氧化碳。集气瓶中盛放的饱和碳酸氢钠溶液不能用水代替，理由是 。要测定出样品的纯度，需要测定的量有 。    14．某校化学兴趣小组的同学利用稀盐酸、碳酸钠、Ba（OH）2溶液三种物质探究“复分解反应发生的条件”，做了以下实验。    （1）大家一致认为在试管①中还需要加入 溶液才能证明发生了复分解反应。 （2）试管②中观察到的现象是 ，试管③中反应的化学方程式为 。 （3）通过三组实验，同学们得出复分解反应发生的条件是 。 （4）兴趣小组的同学将试管③反应后的物质过滤，对滤液中溶质的成分进一步探究。 【提出问题】滤液中溶质的成分是什么？ 【猜想假设】 猜想一：NaOH                 猜想二：Ba（OH）2、NaOH 猜想三： 。 【设计实验】验证你的猜想正确 实验操作 现象 结论 步骤一：取试管③中滤液少量于试管中，加入足量CaCl2溶液 有 产生 猜想三正确 步骤二：静置一段时间，向上层清液中滴加适量 溶液 有蓝色沉淀产生 【反思拓展】通过探究实验，同学们发现Ba（OH）2和NaOH化学性质相似，你认为Ba（OH）2的保存方法是 。 15．精还原铁粉是一种重要的化工原料，某兴趣小组对其进行下列研究： 【物质制备】利用绿矾制备精还原铁粉的工艺流程如下： 粗还原铁粉中还含有少量铁的氧化物和Fe3C杂质，可用氢气在高温下进一步还原，其反应方程式： ； 。 写出焙烧中氧化铁与CO反应的化学方程式 。 （2）焙烧中加入焦炭的作用： 、 。 【含量测定】为得到精还原铁粉并测定粗还原铁粉中氧和碳元素的质量分数，按如下装置进行实验。已知 。 （假设每步反应都完全且不考虑装置内原来有空气对测定结果的影响）。 （3）主要实验步骤如下： ①按顺序组装仪器，检查装置的气密性，称量样品和必要装置的质量； ②点燃A处酒精灯； ③缓缓通入纯净干燥的H2； ④点燃C处酒精灯； ⑤分别熄灭A、C处酒精灯； ⑥再缓缓通入少量H2； ⑦再次称量必要装置的质量。 操作的先后顺序是①→③→④→②→⑤→⑥→⑦；步骤②和③能否交换？ （填“能”或“不能”）原因是 。 （4）步骤⑤和⑥能否交换？ （填“能”或“不能”）原因是 。 （5）装置F的作用是防止空气中的二氧化碳、水蒸气进入E装置，若缺少装置F，则所测氧元素质量分数将 （选填“偏大”偏小”或“不变”下同），碳元素的质量分数将 。 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 $$