2024年中考化学三轮冲刺专项训练：科学探究题

2024年中考化学三轮冲刺专项训练：科学探究题 1．小军从试剂柜中拿出一瓶标签破损的无色溶液，发现只能依稀看到“SO4”的字样。 【提出问题】这瓶试剂到底是什么溶液呢？标签受损的原因可能是 。 【做出猜想】同学们根据药品柜中保存的药品，做出如下猜想： 猜想一：可能是H2SO4溶液        猜想二：可能是BaSO4溶液 猜想三：可能是Na2SO4溶液        猜想四：可能是CuSO4溶液 【讨论交流】经过讨论，大家一致认为猜想二、四不成立，理由是 。 【查阅资料】Na2SO4溶液呈中性 【实验探究】分别取少量瓶内试液于试管中进行如下实验： 实验操作 实验现象 实验结论 取适量液体与试管中，向其 中加入紫色石蕊试液 猜想三不成立，该溶液 不是Na2SO4溶液 取适量液体与试管中，向其 中加入铁粉 有 产生 猜想一成立，该溶液 是H2SO4溶液 为进一步证实猜想一是否成立，同学们又取两份瓶内试液进行了下列实验： 实验操作 实验现象 实验结论 加入少量 （不能是单质） 有气泡产生 猜想一成立，溶液 是硫酸溶液 加入一根生锈的铁钉 用硫酸来处理化工厂烧碱废液的化学反应方程式为： 。 2．兴趣小组的同学们在“对蜡烛及其燃烧的探究”实验中，发现蜡烛刚熄灭时有白烟产生，于是他们进行了下面的思考与实验。（提出问题）蜡烛刚熄灭时产生的白烟是什么？ （猜想与假设）小亮：白烟是蜡烛燃烧时产生的二氧化碳； 小光：白烟是蜡烛燃烧时产生的水蒸气； 小明：白烟是石蜡蒸气冷凝成的石蜡固体颗粒。 （查阅资料） ①烟是由固体颗粒形成的，雾是由小液滴形成的。 ②石蜡的熔点和沸点都很低，很容易液化或汽化。 ③二氧化碳是无色且能使澄清石灰水变浑浊的气体。 （设计实验） （1）吹灭蜡烛，立即用一个内壁蘸有澄清石灰水的烧杯罩住白烟，其目的是验证 的猜想是否成立，但是这样做并不能得出正确结论，原因是 。 （2）吹灭蜡烛，立即将一块干而冷的玻璃片放在白烟上方，玻璃片上没有水雾出现，说明白烟不是水蒸气， 猜想不成立。 （3）吹灭蜡烛，立即用燃着的火柴去点白烟，发现蜡烛重新被点燃，说明白烟具有可燃性，这为 的猜想提供了证据。同时可排除 的猜想，因为 。 （得出结论）蜡烛刚熄灭时产生的白烟是 。 （反思评价）小光同学的反思是：蜡烛燃烧产生水，由于温度高于100℃而呈气态，不会凝结成雾状所以不应该猜测白烟是水蒸气。 3．蜡烛(主要成分是石蜡)及其燃烧的探究。实验过程： (1)一组的同学经过探究发现他们小组的蜡烛是：①白色圆柱形固体②有轻微的气味③质地较软④密度比水小⑤有可燃性⑥受热易熔化⑦燃烧的火焰分为三层：外焰、内焰、焰心，上述描述中属于蜡烛的物理性质的是 (填序号)。 (2)二组同学将一根木条放到蜡烛火焰中，2秒后取出，发现从焰心到外焰木条碳化程度逐渐增大，这说明 。 (3)三组同学对蜡烛燃烧的产物进行了探究，请你帮他完成实验方案 实验步骤 实验方案 实验现象 实验结论 1 有水生成 2 有二氧化碳生成 写出蜡烛燃烧的化学方程式 ，在这个过程中能量的转化形式是能转化为 能和 能。小敏发现蜡烛燃烧时还流烛泪，蜡烛“流泪”属于 变化。 (4)四组同学在熄灭蜡烛后，发现有一股白烟产生，立即用火柴去点燃，结果看到白烟燃烧并沿着烛芯将蜡烛引燃。 【提出问题】这股白烟是什么物质？ 【做出猜想】①白烟是蜡烛燃烧生成的水蒸气。 ②白烟是蜡烛燃烧生成的二氧化碳。 ③白烟是石蜡蒸汽凝结成的固体石蜡小颗粒。 经过讨论后，排除了①②两种猜想，他们的依据是 。 【反思】小明发现罩在蜡烛火焰上方的烧杯内壁被熏黑了，你认为他应该 4．化学小组同学发现氢氧化钠溶液与碳酸氢钠溶液混合后无明显现象，产生疑问：两种物质是否发生了化学变化？在老师的帮助下，他们通过以下探究过程证明氢氧化钠溶液与碳酸氢钠溶液发生了反应。 查阅资料： （1）用一定量溶质质量分数的碳酸氢钠、氢氧化钠和碳酸钠三种溶液进行如图实验。 甲实验：试管1中产生的现象为 。 乙实验：试管1中溶液变浑浊，试管3中发生的化学方程式为 。 丙实验：试管1中无明显现象，试管2、3中溶液变浑浊。 丁实验：分别加热a、b、c内的溶液至沸腾，d内的澄清石灰水变浑浊，e、f内的澄清石灰水无明显变化。 （2）【实验一】证明氢氧化钠溶液与碳酸氢钠溶液反应生成了碳酸钠。 选用上述实验中的药品进行实验：在碳酸氢钠溶液中加入A溶液，无明显现象，然后滴加氢氧化钠溶液，溶液变浑浊，则A溶液是 。有同学提出了这个实验不足以证明有碳酸钠的生成，其理由是 。为了证明有碳酸钠生成，需要继续进行的操作是 。 【实验二】证明氢氧化钠溶液与碳酸氢钠反应后碳酸氢钠不存在。 参考上述实验，又设计了一个实验，虽然观察不到明显的实验现象，但可以证明反应发生了，该实验方案是 。 【反思】通过实验1和实验2说明，对于没有明显现象的化学反应，可以从两个不同角度证明反应的发生，这两个角度是 。 5．某化学兴趣小组为探究空气中氧气的含量，设计了下图所示的实验装置。实验探究如下： 【实验原理】 (1)该实验中发生反应的化学方程式为 。 【实验操作】按图连接装置并确认装置气密性良好，点燃红磷，迅速深入集气瓶中，待充分反应后冷却至室温打开弹簧夹。 【实验现象】 (2)实验中集气瓶内可观察到的现象是 。 【实验结论】 (3)该实验测得空气中氧气的体积分数为 。 (4)根据实验现象可以得出：集气瓶内剩余的气体主要的化学性质是 。 【反思交流】 (5)某同学测得的实验结果小于的原因可能是（任写一点） 。 (6)小明同学提出 （选填“能”或“不能”）用木炭代替红磷进行该实验。 (7)如图所示，铜片上的白磷燃烧而水中的白磷没有燃烧的原因是 铜片上的白磷燃烧而红磷没有燃烧的原因是 。 (8)根据该实验同学们分析认为，灭火原理是 （任写一条）。 6．在学习了常见的酸和碱后，某化学兴趣小组的同学们围绕着“酸和碱的中和反应”，在老师的引导下开展了实验探究活动，请你参与下列活动。 【实验探究】将氢氧化钾溶液与稀硫酸混合后，观察不到明显的实验现象，为了证明氢氧化钾溶液与稀硫酸发生了反应，同学进行了以下实验。 (1)甲同学通过图1所示实验，他观察到溶液由红色变为无色，也证明了氢氧化钾溶液与稀硫酸发生了化学反应，反应的化学方程式为 。 【提出问题】针对反应后溶液中溶质的成分，大家纷纷提出了猜想。 【猜想与假设】猜想一：只有K2SO4；   猜想二：有K2SO4和H2SO4；   猜想三：有K2SO4和KOH 【分析与交流】 (2)乙同学认为根据实验现象可直接判断上述猜想 一定是错误的。 【进行实验】 (3)为了验证其余猜想，学习小组的同学们选用Fe2O3粉末、BaCl2溶液，进行了如下探究实验： 实验方案 实验操作 实验现象 实验结论 方案一 取一定量反应后的溶液于试管中， 加入Fe2O3粉末 （现象答完整） 猜想二正确 方案二 取一定量反应后的溶液于试管中， 滴加BaCl2溶液 溶液中产生白色沉淀 猜想二正确 【实验结论】通过探究，同学们一致确定猜想二是正确的。 【评价与反思】 (4)丙同学针对上述方案提出了疑问，认为方案二是不合理的，理由是 。 (5)同学们经过反思与讨论，最后认为方案一中的Fe2O3粉末可以用下列的某些物质代替，也能得到同样的实验结论，请你选出可替代氧化铁的药品______（填字母）。 A．Mg B．Ba（OH）2 C．NH4NO3 D．Na2CO3 (6)上述方案二中，在“取一定量反应后的溶液于试管中，滴加BaCl2溶液”的过程中溶液中某离子数目变化的趋势图像如图2所示，其中表示阴离子是 （填字母）。 7．实验室有一瓶久置的氢氧化钠固体，已经变质。为了检验里面是否还存在氢氧化钠，某同学取出少量该固体样品进行以下实验： 第一步：向样品中加入过量的氯化钙溶液，过滤，得到白色沉淀和无色溶液。 第二步：向无色溶液中滴加酚酞溶液，溶液变成红色。 （1）根据上述实验，可以推断样品的成分是 。“白色沉淀”中一定含有的物质是 ，可能含有的物质是 （2）要想知道上述“可能存在的物质”是否存在，可以设计实验来检验。请你写出实验操作步骤、预期的实验现象和结论。 实验操作步骤 预期现象 对应的结论 8．探究一：工业铁红的主要成分是Fe2O3，还含有少量的FeO、Fe3O4．某兴趣小组用草酸晶体制取CO，并进行了如图所示实验。 试回答： 【查阅资料】草酸晶体(H2C2O4•2H2O)在浓H2SO4作用下受热分解生成CO2和CO。 (1)实验前应先 。 (2)进入D中的气体是纯净、干燥的CO，则A中试剂是 、C中的试剂是 (填字母)。 a 浓硫酸 b 澄清的石灰水 c 氢氧化钠溶液 (3)F装置的作用是 ，若缺少该装置，则所测氧元素的质量分数将 (填“偏大”“偏小”或“不变”) (4)某同学认为图示装置有不足之处，改进的方法是 。 (5)写出装置D中氧化铁与CO反应的化学方程式： 。 探究二：求某草酸样品中草酸晶体(H2C2O4•2H2O)的质量分数。 称取8.75g草酸晶体样品配制50.00g溶液，取10.00g溶液加适量的稀硫酸，然后滴加25.00g3.16%KMnO4溶液，恰好反应完全。(已知：2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4＝K2SO4+2MnSO4+10CO2↑+8H2O) 则KMnO4溶液显 色，25.00g3.16%KMnO4溶液中KMnO4的质量 g．请计算样品中草酸晶体(H2C2O4•2H2O)的质量分数 。[写出计算过程，M2(H2C2O4)＝90，M2(H2C2O4•2H2O)＝126，M2(KMnO4)＝158]。 9．碳酸钙可用于预防和治疗钙缺乏症。某实验小组要测定一种钙片中碳酸钙的含量。 【查阅资料】 ①补钙剂中常加入糖类、维生素D等，这些物质不与稀盐酸反应产生气体。 ②氢氧化钠溶液能与二氧化碳发生反应。 【方案设计】根据资料和已学知识，该小组同学设计如下方案进行测定。（装置见图）将钙片粉碎，加入足量的稀盐酸充分反应，根据放出气体的量计算碳酸钙的含量（不考虑盐酸的挥发）。    （1）写出图中B装置中发生反应的化学方程式： 。记录数据如下（锥形瓶质量为100g，加入钙片质量为25g）； 实验编号 ① ② ③ ④ 加入稀盐酸的质量 100g 200g 300g 400g 充分反应后锥形瓶及杯内物质总质量 222.8g 320.6g 418.4g 518.4g 【分析和评价】 （2）要使测定结果更准确，反应前、后都要通入空气，目的是 。 （3）经过计算，该钙片中碳酸钙的质量分数是 。 【交流反思】碳酸钙除了可以补钙外，还有很多用途，请你再写出一种它的用途 。 10．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：氮气；  空气成分三：水蒸气；空气成分四：二氧化碳；空气成分五：稀有气体：化学性质很稳定，一般不与其它物质反应。 【实验一】镁带与氧气的反应 （一）制取氧气并探究氯酸钾和二氧化锰制氧气的实验中反应物与催化剂的最佳质量比。 实验中采用如图1、2所示装置，取20g氯酸钾，分成10等份，每份2g，分别装入10支试管中。在10支试管中分别加入不同质量的二氧化锰，分别测量二氧化锰与氯酸钾在不同质量比时，生成200mL氧气所消耗的时间。实验记录的数据如表： 实验编号 　1 　2 　3 　4 　5 　6 　7 8 9 　10 二氧化锰的质量/g 0.1 0.2 0.33 0.4 0.5 0.66 1 1.3 2 3 二氧化锰与氯酸钾的质量比 1：20 1：10 1：6 1：5 1：4 1：3 1：2 2：3 1：1 3：2 　生成200mL氧气时间/秒 235 186 162 147 　133 117 143 160 211 244 请回答下列问题： （1）请写出该实验中发生反应的化学方程式： ； （2）为了完成本实验，方框内应选择图2气体收集装置中的 （填字母）； （3）分析上述数据，你认为利用此法制氧气，二氧化锰与氯酸钾的最佳质量比为 ； （4）催化剂能影响化学反应速度，温度、反应物的浓度（或质量分数）、反应物接触面积等也会影响化学反应速度。分析上表数据，结合影响化学反应速度的因素分析当二氧化锰与氯酸钾的质量比低于最佳质量比时，反应速度变低的原因是 。 （二）燃烧镁带，观察现象将镁带打磨光亮，点燃，伸入盛满氧气的集气瓶中，产生大量白烟，生成白色固体。 实验结论：镁与氧气反应生成白色的氧化镁。写出该反应的化学方程式 【实验二】镁带与氮气的反应 （一）获取氮气：方法1：工业上把空气液化，然后蒸发，先蒸发出来的气体就是氮气； 方法2：实验室将氨气通过红热的氧化铜，可制得纯净的氮气和铜。属于化学变化的是 （填“方法1”或“方法2”） （二）燃烧镁带，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化合反应生成淡黄色的氮化镁，其中氮元素的化合价为-3，则氮化镁的化学式为 【实验三】镁带与水蒸气的反应 实验装置如下图所示： （1）装置A中放入几粒沸石或碎瓷片的目的是 ； （2）实验开始时，应先点燃A处酒精灯，等观察到水沸腾后，再点燃B处酒精灯，这样做的目的是 ； （3）生成的气体通入肥皂液中，用燃着的木条靠近肥皂泡，有爆鸣声，稍后有肥皂泡飘到空中，说明生成的气体是 ； 实验结论：镁粉能和水蒸气反应，但装置B中并没有产生黑色固体 【探究结论】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的 反应产生的。 11．催化剂的研究是一项重要的课题，某小组以“探究催化剂的奥秘”为题展开了项目式学习。 【任务一】认识催化剂 (1)催化剂在化工生产中起着重要作用，其 在化学反应前后都不变。 【任务二】探究催化剂 (2)小组同学查阅资料发现氧化铜（CuO）也可作为过氧化氢分解的催化剂，于是设计了如图实验进行验证，请填写下表： 步骤①现象 步骤③现象 步骤⑥结果 实验结论 无明显现象 试管中有气泡产生，带火星的木条 氧化铜的质量为 g 氧化铜是过氧化氢分解的催化剂 (3)步骤 对比可以证明氧化铜能够加快过氧化氢的分解速率。 (4)步骤②中反应的化学方程式为 。 (5)步骤⑦的目的是 。 【任务三】探究不同催化剂的催化效果 小组同学以生成100mL氧气为标准，设计了下列实验。 序号 5%溶液的体积 催化剂 待测数据 ① 200mL 2g氧化铜 a ② 200mL 2g二氧化锰 b (6)表中的待测数据是 ；若a>b，，可得到的结论是 的催化效果较好。 12．某学习小组为了探究复分解反应发生的条件，利用氯离子传感器对氯化钠溶液和硝酸银溶液反应中微观粒子的变化进行如下探究。 【查阅资料】 ①硝酸钾溶液中含有K+、，硝酸银溶液中含有Ag+、。 ②当溶液中的溶质相互反应，有沉淀、气体或水生成时，溶液中各离子的浓度会发生变化。 ③当向某溶液中滴加少量浓度很稀的溶液时，可忽略因为体积变化造成的离子浓度变化。 【实验探究】 步骤I：取一个烧杯，向烧杯中加入浓度很稀的氯化钠溶液40mL，将氯离子传感器浸入烧杯，每隔10s，用胶头滴管滴加8滴浓度很稀的硝酸银溶液，测定混合过程中氯离子的浓度变化如图所示。烧杯中观察到的现象是 。 【提出问题】 氯化钠溶液和硝酸银溶液反应时，构成物质的微粒是否都参与反应？ 【做出猜想】 猜想一：步骤I的溶液中只有Na+和参与反应 猜想二：步骤的溶液中只有Ag+和C1-参与反应 猜想三： (依据步骤1合理写一点)。， 【继续探究】 步骤Ⅱ：取第二个烧杯，向烧杯中加入与步骤I相同浓度的氯化钠溶液40mL，将氯离子传感器浸入烧杯每隔10s，用胶头滴管滴加8滴蒸馏水，测定混合过程中氯离子的浓度变化如上图所示。向氯化钠溶液中滴入蒸馏水的主要目的是 。 步骤皿：取第三个烧杯，向烧杯中加入与步骤I相同浓度的氯化钠溶液40mL，将氯离子传感器浸入烧杯每隔10s，用胶头滴管滴加8滴浓度很稀的硝酸钾溶液，测定混合过程中氯离子的浓度变化如上图所示。 【数据分析】 （1）根据图像分析可知，步骤Ⅲ中K+与Cl- (选填“有”或“没有”)发生反应。 （2）在氯化钠溶液中滴加硝酸银溶液后，氯离子浓度迅速下降，其原因是 (从微观粒子变化角度分析)。 【实验结论】 猜想二正确。氯化钠溶液和硝酸银溶液发生反应的化学方程式为 。 【拓展延伸】 80s时，若要验证步骤1中硝酸银有剩余，方法是 ；取80s时的澄清溶液，向其中加入足量铜片，充分反应后溶液的质量 (选填“变大”、“不变”或“变小”)，此时溶液中含有的溶质有 。 13．硝酸（HNO3）是实验室常见的一种酸，实验小组对硝酸的某些性质进行研究。 I．挥发性 【实验1】取一瓶质量分数68%的浓硝酸，打开瓶盖，遇潮湿的空气，瓶口可以看到 。 II．不稳定性 【查阅资料1】硝酸是无色液体，见光或受热分解生成红棕色的NO2气体。 （1）硝酸分解的化学方程式为：4HNO34NO2↑+O2↑+ 。 【实验2】取3份浓度和体积均相同的浓硝酸分别放入3支试管中，塞好塞子，放置在室外阳光充足的地方（气温为26 ℃）。记录溶液上方的气体颜色随时间的变化情况。 实验编号 ① ② ③ 实验条件 实验现象 6分钟出现浅红棕色 15分钟红棕色比较明显 30分钟红棕色非常明显 60分钟无明显变化 3分钟出现浅红棕色 6分钟红棕色比较明显 10分钟红棕色非常明显 （2）实验①、②对比是研究对浓硝酸稳定性的影响 。 （3）实验①、③对比可得出的结论是 。 III．酸性 【查阅资料2】硝酸能够与金属氧化物反应生成盐和水。 【实验3】向氧化铜粉末中加入硝酸，能够观察到的现象是 。 IV．氧化性 【查阅资料3】浓硝酸在加热条件下能与木炭发生反应。C+4HNO3（浓） 4NO2↑+ CO2↑+2H2O 【实验4】如图所示，将红热的木炭伸到浓硝酸上方，观察到有红棕色气体产生。请解释生成该红棕色气体的原因可能有： ① 。 ② 。 14．乙醇（C2H6O）俗称酒精，它在点燃的条件下能与氧气发生燃烧反应，但在其他条件下能与氧气发生其他类型的化学反应。现对乙醇与氧气的反应进行探究，请你参与下列活动。 【查阅资料】石蕊是一种从常见的指示剂，遇酸性物质能变红，遇碱性物质能变蓝。 【探究活动一】同学们把绕成螺旋状的红色铜丝在酒精灯外焰上灼烧，发现表面变黑，趁热插入无水乙醇中，铜丝很快变为红色，并闻到刺激性气味。重复上述操作多次，得到A溶液；经称量，实验前后铜丝质量不变。 （1）铜丝灼烧后生成的黑色物质是 。（写化学式） （2）灼烧后的热铜丝除了给反应加热外，还起到给反应提供氧元素的作用。 （3）科学证明，铜在该反应前后 不变，是该反应的催化剂。 【提出问题】生成的激性气味的气体是什么气体？ 【猜想与假设】同学们提出刺激性气味的气体可能是：猜想一：SO2；猜想二：CO2；猜想三：醋酸（C2H4O2）。 【讨论与结论】 小吴同学根据“反应前后元素种类不变”认为猜想一错误，理由是 。 小李同学认为猜想二错误，理由是 。 小张同学认为猜想三可能正确，原因是酯酸具有挥发性，并有刺激性气味。 【探究活动二】取少量A溶液，滴入适量的 试液，液体颜色无明显变化，则猜想三错误。 【讨论与结论】老师提示，这种刺激性气味的气体来源于易挥发的乙醛，其相对分子质量为44，且含有C、H、O三种元素（它们的质量比为6：1：4），由此可推知乙醛的化学式为 。 15．兴趣小组同学分组在实验室设计用大理石和稀盐酸完成实验室制备二氧化碳并验证二氧化碳性质的实验，如图所示： (1)同学在实验中观察到：装置A中产生大量气泡，B中石灰水变浑浊，C中紫色石蕊溶液变红，D中蜡烛 。但是其中有一个小组的装置B中石灰水一直没有变浑浊。经过分析，同学们提出实验中出现异常现象的原因可能有： 猜想一：可能这组的石灰水完全变质了。 猜想二：可能这组用的稀盐酸浓度过大。 (2)【实验与事实】 ①取该组的石灰水1—2mL，滴加几滴酚酞溶液，发现溶液变红。 ②将该组实验中生成的气体通入硝酸银和稀硝酸的混合溶液，发现有白色沉淀生成。写出生成白色沉淀的方程式： 。 实验说明：猜想二正确。 ③若想获得纯净、干燥的二氧化碳，需除去氯化氢和水蒸气，要除去氯化氢，可以将B中溶液换为饱和的碳酸氢钠溶液，要除去水分，可以将C中溶液换为 (填试剂名称)。 【表达与交流】各小组整理自己小组的实验废液，将图一所示实验中所有反应后溶液倒入各自的废液缸里。同学们发现，很多小组的废液呈红色，显酸性。但是有一个小组不是红色，小红认为是蓝色，小明认为是紫色，不能区分这瓶废液到底是碱性还是中性。 (3)【实验与探究】基于上述情况，小红和小明又设计并完成了以下两个实验： 实验操作 小红：废液中加入氯化铁溶液 小明：废液中加入碳酸钠溶液 实验现象 产生 色沉淀 产生白色沉淀 实验结论 废液显碱性，应为蓝色 (4)【交流与反思】 ①同学们认为小明的实验不能证明废液为碱性，因为要检验废液显碱性，核心问题是要证明废液中是否含有 (写出离子符号)，而小明检验的是钙离子。 ②实验后的红色废液成分为氯化钙和稀盐酸，为了获得纯净的氯化钙，同学们可以向废液中加入过量的 (填序号)，过滤后蒸发结晶。 A．碳酸钙        B．氢氧化钙        C．氧化铜        D．锌 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 $$