2024年中考化学复习分项专练---科学探究题

2024年中考化学复习分项专练---科学探究题 1．纯碱是一种重要的化工原料，广泛用于玻璃、造纸、纺织和洗涤剂的生产。某化学兴趣小组对纯碱的制备、性质等开展项目式学习。 任务一    了解纯碱的制备——“侯氏制碱法” 侯德榜发明的“侯氏制碱法”涉及的主要化学反应有： ① ② (1)下列有关“侯氏制碱法”的说法中不正确的是______（填字母代号）。 A．副产物X的化学式为NH4Cl B．“侯氏制碱法”中的“碱”指的是氢氧化钠 C．NaHCO3受热易分解 D．二氧化碳可以循环使用 任务二    探究纯碱的性质 (2)【实验1】Na2CO3溶液呈碱性 【查阅资料】 ①溶液呈碱性，是因为溶液中存在较多的。 ②Na2CO3在水中全部解离出Na+和。 ③CaCl2溶液呈中性，Ca2+、Cl-对溶液的酸碱性没有影响。 【提出猜想】 猜想一：H2O单独起作用，产生较多的，使溶液呈碱性。 猜想二：Na+与H2O作用，产生较多的，使溶液显碱性。 猜想三： 。 【实验探究】 实验操作 实验现象 实验结论 （1）向试管中加入一定量的蒸馏水，滴入2滴酚酞溶液 溶液无明显变化 猜想一不成立 （2）向试管中加入一定量的NaCl溶液，滴入2滴酚酞溶液 。 猜想二不成立 （3）①向试管中加入一定量的Na2CO3溶液，滴入2滴酚酞溶液②往①所得溶液中逐滴加入CaCl2溶液至过量 ①溶液由无色变红色 ② 。 猜想三成立 【解释与结论】同学们和老师交流，得知和H2O作用，产生较多的和另一种阴离子。 【拓展与延伸】结合任务二的所有信息和结论，运用初中化学所学知识，经过分析推理可得出：Na2CO3溶液中含有的阴离子是 。 (3)【实验2】碳酸钠能与稀盐酸反应 兴趣小组同学将碳酸钠加入盛有稀盐酸的试管中（如图所示），观察到试管中立即有大量气泡产生，澄清石灰水变浑浊，请写出石灰水变浑浊的反应化学方程式 ，说明碳酸钠能与稀盐酸反应。 (4)【继续探究】小明向盛有碳酸钠溶液的烧杯中，逐滴加入一定浓度的稀盐酸并充分搅拌，测得pH变化与时间的关系如图1所示。观察到ab段无气泡产生，从b点开始产生气泡。 【查阅资料】 碳酸钠与盐酸的反应是分两步进行的，第一步反应的化学方程式为： 【实验结论】b点溶质有 ，bc段溶液中发生反应的化学方程式为 。 2．制氧机在生产、生活中有重要应用。化学兴趣小组的同学们利用相关知识，对家用制氧机的工作原理、制氧方法以及自制设备等展开了项目式学习活动。 活动一：了解家用制氧机的工作原理 【查阅资料】目前市场上常见的家用制氧机的工作原理有两种：分离空气法和化学试剂法。 (1)【讨论交流】化学试剂法制取氧气时可供选择的反应物较多。以下物质中，有可能用作制取氧气的反应物的是 (填字母序号)。 a.过氧化钠   b.稀有气体   c.汞 活动二：分析家用制氧机的制氧方法 (2)【回忆旧知】实验室中常用如图所示装置制取氧气，试管口放一团棉花的作用是 。 (3)【分析判断】同学们讨论后认为，这种制氧方法不适用于家用制氧机，理由是 (写一条)。在家庭中制取氧气时应该考虑的因素是 (写一条)，因此在已学习过的制取氧气的方法中，可用于家用制氧机的是 。 活动三：制作简易的家用制氧机 (4)【设计制作】制作简易的家用制氧机时，除需考虑反应原理、方法选择外，还需考虑很多方面的因素，例如： (写一条)。同学们在充分思考与交流的基础上，利用家庭中常见材料，设计并制作了简易家用制氧机(如图所示)，其中A瓶的作用是 (写一条)。 【成果展示】在学校的科技节中，同学们将自制的简易家用制氧机进行了展示，获得了老师和同学们的一致好评。在项目式学习活动中，同学们也学到了从技术与工程、物理与数学等领域借鉴知识解决实际问题的思路与方法。 3．不少同学都被蚊虫叮咬过，感觉又痛又痒．同学们从化学课上知道：蚊虫叮咬时能在人的皮肤内分泌出蚁酸刺激皮肤．课外兴趣小组同学决定对蚁酸进行探究。 【提出问题】蚁酸的成分是什么？它有什么性质？ 【查阅资料】蚁酸是一种有机酸，化学名称叫做甲酸，化学式为HCOOH；蚁酸在一定条件下会分解生成两种氧化物。 【实验探究】探究蚁酸分解的两种产物。 （1）小芳同学根据蚁酸中含有 元素，推测出生成物中含有水； （2）另一种生成物是气体，小敏提出两种猜想：猜想①：该气体是猜想②：该气体是 他们将蚁酸分解产生的气体通过如图装置（铁架台已略去），观察现象。 I.实验时装置A中无明显变化，则猜想① （填“成立”或“不成立”）； Ⅱ.若猜想②成立，则装置C中发生反应的化学方程式为 。 【讨论交流】从环保角度看，该装置的缺陷是 。 【拓展延伸】当你被蚊虫叮咬后，在叮咬处涂抹一些物质可减轻痛痒，下列物质中，你不会选择的物质是 。（填序号） A．氨水 食醋 肥皂水 苏打水 4．某同学在实验室探究加热蓝色硫酸铜晶体是否会发生化学变化 【猜想与假设】1、发生物理变化。2、发生化学变化 【设计实验】 (1)他设计了如图所示的装置，写出图中标号仪器的名称：a． ，b． 。    【进行实验】 (2)按正确操作向试管中加入药品，其操作方法是先将试管 ，用 把药品送至试管底部，再直立试管。 (3)将装有药品的试管按正确方式固定好，试管口要 的目的是 。 (4)点燃酒精灯加热，加热的方法是 。 (5)加热一段时间后，观察到① ② 。 【获得结论】发生的是化学变化。 【反思评价】 (6)实验结束后，出现了试管破裂的现象，可能的原因是① ② 。 5．聊城市实验操作模拟训练的一个题目是：鉴别稀硫酸、稀盐酸和氢氧化钠三种无色溶液。小组的同学把标有序号1、2、3的三种溶液分别滴入标有对应序号的三支试管中，向三支试管中滴加酚酞试液，如甲图，鉴别出1号溶液。再向另两支试管中滴加BaCl2溶液，如乙图。 请回答： (1)1号试管中是 溶液。 (2)乙图中2号试管发生化学反应的实质是 (填微粒符号)结合生成白色沉淀。把该试管反应后的物质进行过滤，得到滤液。 【提出问题】除含有酚酞外，滤液中溶质的成分是什么？ 【猜想假设】 (3)猜想一：HCl 猜想二：HCl和 。 猜想三：HCl和BaCl2。 【进行实验】 (4)①取一定量的滤液于试管中，向试管中滴加Na2SO4溶液，有白色沉淀生成，猜想 正确。 ②为了验证该滤液的酸碱性，将一片pH试纸放在干燥的玻璃片上，用 蘸取该滤液，滴到试纸上，立即将试纸显示的颜色与pH标准比色卡进行对照，读出pH=5。 【交流拓展】 (5)2号试管中滤液显酸性，要将该滤液调至中性，(假设产生的气体全部放出)可向滤液中加入适量___________。(填序号) A．铁粉 B．氯化钙溶液 C．石灰石 D．氢氧化钙 6．化学兴趣小组同学在制取氧气时，将红色的氧化铁加入到5%的过氧化氢溶液（组成：含过氧化氢5%，含水95%）中，发现产生了大量气泡。 【提出问题】氧化铁是否也可作为过氧化氢分解的催化剂？ 【实验验证】 (1)请完善下面表格。 实验步骤 实验现象 结论 实验① 向盛有水的试管中加入氧化铁，伸入带火星的木条 常温时水不能分解产生氧气 实验② 取5%的过氧化氢溶液于试管中，伸入带火星的木条 有极少量气泡产生， 说明过氧化氢能分解产生氧气，但是反应慢 实验③ 取5%的过氧化氢溶液于试管中，加入氧化铁，伸入带火星的木条 ，带火星木条复燃 氧化铁能加快过氧化氢分解 实验④ 当试管内不再有气泡时，继续向上述试管中加入 ，伸入带火星的木条 有大量气泡产生， 氧化铁在反应前后化学性质不变，反应文字式为 【得出结论】氧化铁也是过氧化氢分解的催化剂。 【拓展反思】 (2)实验①和实验②起的作用是 。 (3)有同学认为以上实验还不能得出氧化铁是过氧化氢的催化剂的结论。还应该补充实验证明 。 7．“氧立得”家用制氧机选择过碳酸钠做制氧剂，具有产氧量足、易携带、操作简单等特点，某兴趣小组对用过碳酸钠制氧气进行探究。 【设计和进行实验】 (1)定性认识过碳酸钠的制氧气原理。 实验 加水后的现象 用带火星的木条检验 温度变化 ① 迅速有较多气泡产生 复燃 明显升温 ② 有少许气泡产生 （填“能”或“不”复燃） 几乎不变 【查阅资料】 过碳酸钠制氧气原理：将过碳酸钠和二氧化锰加入水中，发生如下两个反应①②生成的继续分解制氧气。 (2)请写出发生分解反应的化学方程式 。 【实验分析】 (3)如上图所示操作，过碳酸钠溶于水会缓慢产生氧气，若要加快反应速率，需加入 （填化学式）：它在该反应前后的质量和 不变。 (4)对比过氧化氢溶液制取氧气，过碳酸钠做家用制氧机制氧剂的优点是______（多选题）； A．过碳酸钠是固体且较稳定，易于携带 B．过氧化氢溶液不稳定，易分解，不易存放 C．过氧化氢溶液浓度较大时具有一定的腐蚀性 【设计和进行实验】 定量比较过碳酸钠与某浓度过氧化氢溶液的制氧气效率 【查阅资料】 经计算产生150mL氧气，若用过氧化氢溶液制氧气，则需9.11mL 5%的过氧化氢溶液和0.2g二氧化锰：若用过碳酸钠制氧气，则需1.41g过碳酸钠气体120和0.2g二氧化锰，并加水至9.11mL。 运用控制变量法进行实验，测得前20分钟数据如下图： 【数据分析】 (5)从制氧气效率分析，前 min两者制氧气效率相当。2-20min内，曲线变化趋势是：两种制氧剂产生的气体体积随着时间的增加而 （填“增加”、“减小”）。 (6)已知某鱼缸养鱼需氧气流速在7.5mL/min左右更适合，依据图中信息判断选用 （填“过碳酸钠”或“5%过氧化氢溶液”）作为制氧剂可达到以上要求。 8．在某校科技节上，化学老师表演了一个魔术：将两种无色溶液倒入同一酒杯中，立即变成了“红酒”；向“红酒”中倒入另一种无色溶液，“红酒”就变成了“牛奶”；向“牛奶”中倒入又一种无色溶液，“牛奶”又变成了“发泡汽水”。 某化学兴趣小组想利用所学的化学知识再现该魔术，请你与他们一起来完成探究实验：提供的药品有：紫色石蕊溶液、无色酚酞溶液、稀HCl、NaOH浴液、溶液、NaCl溶液、溶液、溶液。 【提出问题】变成红酒的两种无色溶液分别是什么？ 【作出猜想】小明：稀HCl和紫色石蕊溶液 小红：溶液和无色酚酞溶液 小强：NaOH溶液和无色酚酞溶液 (1)大家一致认为小明同学的猜想明显不合理，其原因是 。 【实验探究】 (2)小红依据自己的猜想，利用上述药品重现老师表演的魔术： 实验步骤 实验现象 现象解释 达到效果 （1）取适量溶液于烧杯中，滴加几滴无色酚酞溶液 溶液变为红色 溶液显 性 变成了“红酒” （2）向（1）的“红酒”中加入适量无色 溶液 溶液中红色褪去并产生白色沉淀 由“红酒”成了“牛奶” （3）再向（2）的“牛奶”中加入适量稀HCl 沉淀溶解，产生大量气泡 该反应的化学方程式为 由“牛奶”变成了“汽水” 小强依据自己的猜想和利用提供的药品没能完成该魔术。 【交流反思】 (3)小强没能完成该魔术的原因是 ，若小强想重现魔术，只需将NaOH溶液换成上述药品中的 。 (4)小红的实验中用到了的哪些化学性质 （选填字母代号、可多选）。 A．与酸碱指示剂作用 B．与酸反应 C．与碱反应 D．与盐反应 (5)假设小红的实验每步都恰好完全反应，则实验完成后，溶液中的溶质（除了酚酞外）有 （写化学式）。 9．“84”消毒液、H2O2溶液都是常用消毒剂，小明对两种消毒剂进行了如下探究活动。 【查阅资料】“84”消毒液的有效成分是次氯酸钠（化学式为 NaClO）。 【实验1】取少量“84”消毒液于试管中，滴加H2O2溶液，发现有大量气泡产生，然后 （填写实验操作和现象），证明产生的气体是氧气。 【提出问题】在上述反应中，NaClO的作用是什么？ 【作出猜想】猜想一：作反应物， NaClO与H2O2溶液发生化学反应； 猜想二：作催化剂，类似分解H2O2溶液制氧气时MnO2的作用。 【实验2】 ①按如图所示组装实验装置，并 。    ②向锥形瓶中加入30mL“84”消毒液，注射器中吸入25mLH2O2溶液。 【分析讨论】NaClO与H2O2溶液反应除生成氧气外，还生成氯化钠和水。该反应的化学方程式为 。 小明将注射器中的H2O2溶液平均分5次推入锥形瓶中，每次推人H2O2溶液，待不再产生气泡后，记录收集气体的总体积（忽略其他因素对测量结果造成的影响）见下表： 第1次 第2次 第3次 第4次 第5次 收集气体的总体积/mL 140 280 365 x 375 表中的数据x= 。 【得出结论】小明分析表中数据得出“猜想一正确”，其依据是 。 【拓展反思】生活中常用的消毒剂除“84”消毒液、H2O2溶液外，还有75%酒精、过氧乙酸等。 在使用各种消毒剂时，要考虑它们的性质。切记：科学使用，注意安全！ 生活中下列使用消毒剂的做法正确的是 （填序号）。 A．不同的消毒剂可随意混合使用 B．使用“84”消毒液的浓度越高越好 C．使用75%酒精消毒应远离明火，防止火灾 D．“84”消毒液、75%酒精等消毒剂均应密封保存 10．一种“贴身暖宝宝”的使用说明书如右，某化学兴趣小组围绕袋内物质展开探究。 品名：XX牌贴身暖宝宝 成分：袋内物质：铁粉、水、活性炭、食盐等 内袋材料：微孔透气无纺布 外袋材料：不透气塑料 用法：临使用前，打开外袋取出内袋，直接贴在衣服上，打开外袋后保持温暖12小时 【提出问题】袋内是否含有铁粉？ 【进行实验】①取出袋内粉末于滤纸上，与磁铁充分接触。②将少量磁铁吸出的粉末加入足量稀硫酸中。 【收集证据】磁铁吸出的粉末与稀硫酸剧烈反应得到浅绿色溶液、同时 。 【得出结论】袋内含有铁粉。 【做出猜想】被磁铁吸出的铁粉能在空气中燃烧。 【获取事实】将少许铁粉撒在酒精灯火焰上，铁粉立即剧烈燃烧、火星四射。 【反思交流】铁粉燃烧反应的化学方程式为 。铁丝不能而铁粉能在空气中燃烧的原因是 。 【拓展探究】用不同燃料测定空气里氧气的含量：分别在图甲所示装置的燃烧匙内放置铁粉、红磷（均足量），电加热引燃。氧气含量随时间变化情况如图乙、图丙：    （1）温度传感器显示，实验过程中瓶内温度均 （填“升高”或“降低”）。 （2）待铁粉熄灭并恢复至室温后，打开弹簧夹，进入瓶内的水约占原水面上方空间体积的 。 （3）分析图乙、图丙可知，实验中消耗氧气更彻底的是 （填“铁粉”或“红磷”，下同），消耗氧气速率更快的是 。 11．同学们为提升化学实验操作技能，在实验室练习如下实验： (1)实验时，小明观察到A试管中现象是 ，B试管中的现象是 ；写出试管B中反应的化学方程式： 。 实验完毕后，小明误将A试管中的物质倒入B试管中，充分振荡后，观察到混合后溶液为无色。小明对该无色溶液的成分产生兴趣并展开探究。 【提出问题】混合后无色溶液的溶质除酚酞外还有什么？ 【查阅资料】NaCl溶液、CaCl2溶液显中性。 【猜想与假设】猜想一：NaCl、CaCl2；猜想二：NaCl、CaCl2、HCl；猜想三：NaCl、CaCl2、Ca（OH）2； (2)经分析猜想三错误，其理由是 。 【设计并进行实验】 (3)为了验证其余猜想，小明进行了如下实验： 实验操作 实验现象 解释与结论 取少量混合后的无色溶液于试管中，加入锌粒 解释实验现象： （用化学方程式表示） 得出实验结论：猜想二正确 【反思与拓展】 (4)Ⅰ、有同学提议将上表操作中的锌粒换成另一种药品或用品： （除金属外），也可得出猜想二正确的实验结论。 Ⅱ、小明误倒后，如果观察到试管底部有白色沉淀，上层清液为红色，则上层清液中一定有的阴离子是 （填写离子符号）。 12．化学兴趣小组的同学对某膨化食品包装袋内气体的成分进行探究，请你参与他们的探究，并回答下列问题。 【提出问题】包装袋内的气体成分是什么？ 【猜想与假设】包装袋内的气体为 猜想1：氧气；   猜想2：氮气；    猜想3：二氧化碳；   猜想4：二氧化硫。 (1)通过分析，大家认为猜想1是错误的，理由是氧气的化学性质 ，食品易与氧气发生缓慢氧化而变质；猜想4也是错误的，理由是 。 【进行实验】为了探究气体的成分，甲、乙两位同学分别进行了如下实验。 【查阅资料】镁能在氮气中燃烧，反应生成氮化镁固体。氮化镁可与水剧烈反应产生氨气，该气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝。 (2)甲同学收集一瓶该气体，把一根燃着的木条伸入瓶中，发现木条熄灭，由此得出该气体是二氧化碳。乙同学认为该方案不可行，理由是 。 (3)为了验证剩余猜想，乙同学设计如图所示方案 ①在装有该气体的容器（容器内压强接近大气压强）上连接一个如上图装置。向右拉动注射器活塞，经过实验后，发现澄清石灰水 ，证明猜想3不成立，猜想2成立。 ②为进一步确认猜想2成立，乙同学又进行了实验： 实验操作 实验现象 结论 a．另取一瓶气体，向其中伸入燃着的镁条，观察现象； b．取少量反应后固体于试管中，加入 ，然后将湿润的红色石蕊试纸放在试管口，观察现象。 a．镁条燃烧，发出耀眼白光； b． 湿润的红色石蕊试纸 。 猜想2成立 13．腾龙洞是国家级景区，中国已探明的最大溶洞。某化学学习小组游览后，为溶洞中形态各异的石笋和钟乳石而惊叹，决定设计简单的实验模拟溶洞的“形成”。 【资料卡片】溶洞都分布在石灰岩组成的山洞中，石灰岩的主要成分是碳酸钙，当遇到溶有二氧化碳的水时，会反应生成溶解性较大的碳酸氢钙；溶有碳酸氢钙的水遇热或当压强突然变小时，溶解在水里的碳酸氢钙就会分解，重新生成碳酸钙沉积下来，同时放出二氧化碳。 (1)他们设计并完成了模拟溶洞“形成”的实验。其实验过程如图所示，试回答：转化发生反应的化学方程式是 ；实现转化，通常采用的基本操作方法是 。 该学习小组的同学思考：向碳酸钠溶液中通入一定量二氧化碳，是否能生成碳酸氢钠？于是他们继续实验探究不考虑二氧化碳和碳酸作为溶质的情况。 【提出问题】向碳酸钠溶液中通入一定量二氧化碳后所得溶液中的溶质是什么？ 【查阅资料】碳酸氢钠溶液呈碱性；碳酸氢钠与溶液不反应。 【作出猜想】 (2)猜想一：溶质为；猜想二：溶质为；猜想三：溶质为 。 【设计实验】 (3) 实验步骤 实验现象 实验结论 取所得溶液少许于试管中，向其中滴加过量溶液 猜想二不成立 取实验步骤中上层清液，滴加适量稀盐酸 猜想一不成立 【得出结论】 (4)猜想三成立，证明二氧化碳通入碳酸钠溶液生成了碳酸氢钠。实验步骤加入过量溶液的目的是 ，写出发生反应的化学方程式 。 【拓展应用】 (5)如果向一定量的澄清石灰水中不断通入二氧化碳，图中能正确地反映生成的碳酸钙沉淀与二氧化碳的质量之间的变化关系的是 填序号。 14．过碳酸钠(Na2CO4)是茶垢清洁剂的主要成分。已知： Ⅰ．过碳酸钠为白色粉末，能与水迅速反应生成碳酸钠和过氧化氢。 Ⅱ．茶垢清洁剂遇水后释放出的活性氧能使茶垢分解、脱落。 (1)写出过碳酸钠与水反应式为： 。 (2)探究温度对茶垢清洁剂使用效果的影响。研究小组向两个装有10g茶垢清洁剂的抽滤瓶中，分别注入的冷水、热水，实验装置如图1所示，氧气浓度传感器采集的数据如图2所示。 ①加入药品前，检查装置气密性的操作是 。 ②茶垢清洁剂清洗茶垢时，用 (填“冷水”或“热水”)的效果更好。 (3)活性氧的含量是衡量过碳酸钠产品的优劣。控制在15~20℃范围内，以碳酸钠和过氧化氢为原料制备过碳酸钠，探究反应物质量比与过碳酸钠的产率及活性氧的含量关系，数据如下表： 碳酸钠与过氧化氢的质量比 过碳酸钠的产率/% 活性氧的含量/% 106:61.2 78.91 12.70 106:57.8 81.08 12.71 106:54.4 79.53 12.67 106:51.0 76.02 12.68 (注：活性氧的含量) ①由表中数据可知，碳酸钠和过氧化氢最佳投料的质量比为 。 ②若制备过程中的反应温度偏高会造成过碳酸钠的产率偏低，其原因是 。 (4)为探究制备过碳酸钠的最佳反应温度，设计的实验方案是 。 (5)结合以上信息和探究结果，若制备的过碳酸钠样品清洗茶垢时效果不佳，可能的原因是 (写出一点即可)。 15．化学兴趣小组设计了测定空气中氧气含量的两套实验装置，请结合图示回答问题。    【实验一】用装置一测定空气中氧气含量。点燃燃烧匙内的红磷，立即伸入集气瓶中并塞紧瓶塞。待燃烧停止并冷却后，打开止水夹，发现水被吸入集气瓶中，且约占瓶中空气总体积的。 【交流讨论】 根据装置一的实验现象，可以得到的结论有 、 （答两点）。 【实验二】经过向老师请教并查阅资料后，同学们初步了解了红磷燃烧的生成物会污染环境，决定改用装置二来进行实验探究。 【反思交流】 （1）写出装置二实验过程中硬质玻璃管内的现象 ，该装置中气球的作用是 。 （2）利用装置二进行实验，记录数据如下： 盛有铜粉的仪器中空气体积 反应前注射器中空气体积 反复推拉注射器，当气球恢复原状时，停止推拉并熄灭酒精灯。观察注射器中气体体积 20mL 14mL 8mL 分析数据，实验测得空气中氧气的体积分数是 （结果保留到一位小数），实验测得的结果出现偏差的原因可能是 （答一点）。 【拓展提升】 （1）装置一和装置二相比，更环保的是 。 （2）查阅资料：镁+氧气氧化镁；镁+氮气氮化镁：根据提供的资料回答下列问题，请问镁条能否用来代替红磷测定空气中氧气的含量 （填“能”或“不能”），原因是 。 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 $$