2024年中考化学三轮复习专题特训：科学探究题

2024年中考化学三轮复习专题特训：科学探究题 1．某化学兴趣小组进行草酸亚铁晶体（FeC2O4•2H2O）分解的实验探究。 【猜想】草酸亚铁晶体分解会产生CO、CO2和H2O三种气体。 【查阅资料】无水硫酸铜遇水变蓝；碱石灰主要含有氧化钙和氢氧化钠等固体。 【实验方案】按照图1装置进行实验（夹持装置未画出）。 （1）实验开始前需要先鼓入一段时间的N2，该操作的目的为 ； （2）C中氢氧化钠溶液的作用是 ； （3）定性分析： ①试管B中出现浑浊，证明产物中有 存在；证明分解产物中存在CO的现象是 。F中反应的化学方程式 。 ②小明认为应增加H装置，则H装置应放在 两个装置之间，若观察到 ，则证明有水生成； 2．化学兴趣小组的同学为了探究氢氧化钠的化学性质，做了如图所示实验。 【查阅资料】a．硫酸钠溶液呈中性；b．氢氧化镁是难溶于水的白色固体。 （1）甲实验试管中观察到的现象是 ，此实验不足以证明氢氧化钠和二氧化碳发生了化学反应，因此需补充一个对比实验，请简要写出补充的实验： 。 （2）乙实验试管中发生反应的化学方程式是 ，其中酚酞溶液的作用是 。 （3）丙实验观察到试管中有蓝色沉淀生成，上层溶液为无色。证明氢氧化钠和硫酸铜发生了化学反应。 （4）实验结束后，小组同学对丙实验试管中无色溶液中溶质的成分展开了探究。 【提出问题】试管中无色溶液溶质的成分是什么？ 【猜想假设】猜想一：硫酸钠和氢氧化钠； 猜想二： 。 【设计实验】要证明猜想一成立，下列试剂中能达到实验目的是 （填字母序号）。 A 石蕊溶液            B 氯化钡溶液            C 氯化镁溶液 【拓展延伸】小组同学总结了氢氧化钠的化学性质，又联想到学过的氢氧化钙，发现二者化学性质相似，原因是在它们的溶液中都含有相同的 （用符号表示） 3．袋装食品中常用一种“双吸剂”保持干燥，主要成分是铁粉和生石灰，同学们对一久置的双吸剂固体样品很好奇，设计了如下实验进行探究。 【提出问题】久置“双吸剂”的成分是什么？ 【做出猜想】久置“双吸剂”中可能有Fe、Fe2O3、CaO、Ca(OH)2和CaCO3 【实验探究1】取固体样品研磨，用磁铁吸引，磁铁上沾有黑色粉末，说明“双吸剂”中一定有 。再用磁铁反复吸引后，残留固体用于后续探究活动。 【实验探究2】 实验操作 实验现象 实验结说 取少量探究实验1的残留固体放入试管中，加入蒸馏水 试管外壁不发烫 固体中一定没有 【实验探究3】 【实验结论】 （1）步骤②产生白色沉淀，说明久置的“双吸剂”中含有 。 （2）步骤③有气泡冒出，溶液变为黄色，说明久置的“双吸剂”中含有 。所涉及的两个反应的化学方程式为： ； 。 4．有一包从海水获得的粗盐，已经经过初步的提纯。课外活动小组对它的成分进行探究，并将粗盐进一步提纯。 【提出问题】1、这包粗盐中还有什么杂质？ 【做出猜想】根据海水的成分和初步提纯的实验操作，估计该粗盐可能还含有的杂质是氯化钙、氯化镁。 【实验验证】 (1)取样并加适量水溶解，加入数滴氢氧化钠溶液，无明显现象。加入氢氧化钠溶液的目的是检验样品中有没有 (填化学式)，接着再加入数滴碳酸钠溶液，有白色沉淀生成。 【做出结论】这包粗盐样品含有的杂质是氯化钙。 【提出问题】2、这包粗盐样品中氯化钠的质量分数是多少？ 【实验操作】 (2)①称取111g样品，加入足量水溶解，制成粗盐溶液； ②向粗盐溶液中加入过量的碳酸钠溶液，充分反应后过滤；所加入的试剂质量与生成的沉淀质量关系绘图，如下图所示。 ③沉淀洗涤后小心烘干，称量得到1.0g纯净固体M。 ④将滤液加入适量或过量的 (填试剂名称)后，移入蒸发皿蒸发，得到纯净固体N。 【反思交流】 (3)步骤③和④中固体M需要称量，固体N不需要称量，不能通过固体N的质量计算样品中氯化钠的质量分数，原因是 。 【交流共享】 (4)在这四步操作中，都使用到同一种玻璃仪器是 (填仪器名称)；它在步骤①中的作用是 。 (5)在上述第②步当滴入碳酸钠溶液至图中B点时(如下图)，此时所得溶液的pH 7(填“大于”“小于”或“等于”之一)。 【实验结论】 (6)根据以上信息，计算原粗盐样品中氯化钠的质量分数(规范写出解题过程，计算结果精确到0.1%)。 5．将光亮镁条放入一定量的氯化铵溶液中，发现最终生成灰白色固体[Mgx（OH）yClz]外，还有气体生成。 某同学对该现象作如下探究。 （一）生成气体可能是H2、HCl、NH3中的一种或几种。 【查阅资料】①浓硫酸既可吸收水，也可吸收氨气 ②NH3+HCl═NH4Cl； ③2NH3+3CuO3Cu+N2+3H2O ④H2+CuOCu+H2O 【实验探究】收集气体，将气体通过如图装置：（各步反应均完全） ①A装置中出现红色，证明有 生成； ②A、B实验装置 （填“能”或“不能”）对调，理由是 ； ③C中玻璃管内观察到 ，证明有H2。 【反思与评价】 他认为不需要单独检验HCl，就能证明HCl不存在。 请你评价这种说法是否合理 （填“是”或“否”）。 （二）过滤、洗涤、一定温度下烘干得灰白色固体。 【查阅资料】灰白色固体Mgx（OH）yClz受热会分解，生成MgO和HCl 【实验探究】 取一定量灰白色固体样品，充分加热，得到4g白色固体和3.65g气体。 【结论】x：z= ，所得碱式氯化镁的化学式为 。 6．某学习小组在实验室制取CO2气体的过程中，不慎用到了浓盐酸，导致制得的CO2气体中混有氯化氢气体，他们设计了如下除去氯化氢气体并探究CO2与过氧化钠（Na2O2）反应的实验。 查阅资料得知：过氧化钠（Na2O2）是一种淡黄色固体，能与CO2、H2O发生反应： 2 Na2O2+ 2 CO2=2Na2CO3+ O2 2 Na2O2+ 2 H2O =4NaOH + O2 ↑ 请回答下列问题： （1）装置A的作用是 。 （2）为确定反应后装置B硬质玻璃管中固体的成分，小组同学取适量固体于试管中，加入足量的蒸馏水溶解形成溶液M，无气泡产生，则该固体中不含 ，该小组同学继续进行探究。 【提出问题】反应后硬质玻璃管中固体的成分是什么？ 【做出猜想】猜想一： Na2CO3 猜想二： NaOH 猜想三： Na2CO3和NaOH 经过讨论，大家一致认为猜想 不合理，理由是 。 【实验验证】小组同学取上述形成的溶液M于试管中，向其中加入过量的 溶液，若产生白色沉淀，过滤，向滤液中滴加几滴酚酞试液，溶液变红，则证明猜想三成立。 【交流反思】小组中有同学认为，将上述滤液中滴加的酚酞试液换成硝酸铜溶液，也能得出同样的结论，你认为该同学的观点 （填“正确”或“错误”），理由是 。 【拓展延伸】在盛有氯化铵（NH4Cl）浓溶液的试管中，加入足量的过氧化钠（Na2O2）固体，有气泡产生，产生的气体是 。 7．一种“贴身暖宝宝”的使用说明书如下图，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】 (1)磁铁吸出的粉末与稀盐酸剧烈反应产生大量气泡，溶液的颜色变为 ； 【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】 (2)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 ； (3)微孔透气无纺布袋的特点是均匀不漏、透气性好，能够维持暖宝宝发热12小时。暖宝宝工作过程中由 能转化为热能。 【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： (4)用电热丝引燃红磷的进行实验的优点是 ； (5)温度传感器显示，实验过程中瓶内温度均 (填“升高”或“降低”)。 (6)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 ； (7)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 。 8．碱石灰是CaO和NaOH固体的混合物，在实验室里常用作某些气体的干燥剂。碱石灰在空气中久置会变质。某实验小组为确定一瓶久置的碱石灰样品的成分，设计了如图所示实验。 请回答： （1）干燥下列气体中，可使用碱石灰的是 （填序号）； A．HCl B．O2 C． H2 D．NH3 E. CO2 （2）写出固体A与稀盐酸反应的化学方程式 ； （3）对溶液B的成分进行如下探究： 实验步骤 实验现象 实验结论 第一步：取少量溶液B于试管中，加入过量的CaCl2溶液； 第二步：过滤，向滤液中滴加CuCl2溶液。 第一步：产生白色沉淀： 第二步：产生蓝色沉淀。 结合两步实验进行分析，推出溶液B中的溶质为 。 第一步中，需要向溶液B中加入CaCl2溶液，且要过量，这样做的目的是 ；已知BaCO3难溶于水，下列试剂中，能够用于替代CaCl2溶液的试剂有 （填序号）； A．BaCl2溶液 B．Ca（OH）2溶液 C．稀盐酸 D．Ca（NO3）2溶液 E．Ba（NO3）2溶液 （4）实验中，同学们发现向样品加水时，有热量放出；这说明，该碱石灰是 （选填“有效”或“失效”）的。 9．通过学习我们知道，在化学变化中物质发生了改变，但质量是否改变了呢?为此某校甲、乙两个兴趣小组对这个问题进行了探究，过程如下： 【提出问题】参加反应的反应物总质量与生成物总质量是否相等 【实验方案】甲、乙两个兴趣小组分别设计了如图所示的实验 【进行实验】如图所示，甲小组把盛有适量NaOH溶液的小试管放入盛有CuSO4溶液的烧杯中，乙小组把盛有适量H2O2溶液的小试管放入盛有MnO2的烧杯中；然后将烧杯放到天平上调至平衡；接着取下烧杯并将其倾斜，使物质混合发生反应，待反应后再把烧杯放到天平上，观察天平是否平衡。 【实验现象】反应后，甲小组的天平指针指向刻度盘的 (填“左边”、“右边”或“中间”)，乙小组的天平指针指向刻度盘的右边。 【解释与结论】甲小组的结论为： ， 化学方程式为CuSO4+2NaOH=Cu(OH)2↓+Na2SO4。乙小组的指针偏向右边是因为 。 【反思与与评】比较两个小组的实验设计，你得到的启发是 。 10．在研究酸和碱的化学性质时，某小组想证明稀硫酸和氢氧化钠混合后，虽然无明显现象，但确实发生了化学反应。试与他们一起完成实验方案的设计、实施和评价，并得出有关结论。 （1）探究稀硫酸和氢氧化钠溶液的反应： 当滴入几滴酚酞溶液后，溶液由无色变为 色。根据上述实验中颜色变化，可确定稀硫酸和氢氧化钠溶液发生了化学反应。 （2）探究上述稀硫酸和氢氧化钠溶液反应后烧杯中的硫酸是否过量：根据上述反应过程中溶液变成无色，不能确定稀硫酸是否过量。同学们又分别选取氯化钡溶液、紫色石蕊溶液设计实验方案，请你判断并分析：（提示：Ba2+与SO42-可形成BaSO4白色沉淀） 实验方案 实验步骤 实验现象 实验结论 方案一 取样，滴入适量的氯化钡溶液 有白色沉淀生成 稀硫酸过量 方案二 取样，滴入几滴紫色石蕊溶液 稀硫酸过量 ①上述设计的实验方案中，正确的方案是： 。 ②若请你再设计一个确定稀硫酸是否过量的实验方案，你会选用的药品是 ，实验现象及结论是 。 （3）成成同学认为稀硫酸和氢氧化钠溶液的反应没有明显现象，他提出可以对某些有明显现象产生的中和反应进行探究，如稀盐酸和氢氧化铝的反应，可观察到的现象为 ，说明中和反应已经发生，反应的化学方程式为 。。（提示：氢氧化铝是不溶于水的白色固体，化学式为Al（OH）3）。 （4）现取10g一定溶质质量分数的稀硫酸样品，将5%的NaOH溶液逐滴加入到样品中，边加边搅拌，随着NaOH溶液的加入，溶液pH的变化情况如图所示。计算恰好完全反应时所得溶液的溶质质量分数 。（结果精确到0.1%） 11．古玩市场惊现“三星堆”遗址出土的同款黄金面具。某化学兴趣小组的同学为鉴别其真假进行了如下探究活动。 【查阅资料】（1）铜锌合金（又称：假黄金）外观和黄金相似，常被不法商贩以假乱真。 （2）标准状况下，氢气密度p≈0.09g/L。 【进行实验】同学们设计了如下不同的探究方案，请帮他们完成实验报告。 方案 实验步骤 实验现象 一 截取小块黄金面具放在酒精灯上加热。 二 截取小块黄金面具于试管中，加入一定量稀硫酸。 有气泡产生 三 截取小块黄金面具于另一支试管中，加入适量氯化铜溶液。 【实验结论】该面具是假黄金。 【深入探究】为进一步定量分析黄金面具中金属锌的质量分数、小明同学利用上述方案二设计了如下实验： Ⅰ、按如图所示组装实验装置，并 。 Ⅱ、向锥形瓶中加入5.0g黄金面具样品，注射器中吸入25mL稀硫酸。 Ⅲ、将注射器中的稀硫酸平均分5次推入锥形瓶中：每次推入稀硫酸、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），如下表。 次数 第1次 第2次 第3次 第4次 第5次 收集气体的总体积/mL 200 400 515 x 525 （1）上表中的数据x= 。 （2）分析数据、完全反应后生成氢气的体积V= mL。 【数据处理】此黄金面具中锌的质量分数ω1= 。 【反思评价】 （1）小红对小明的方案和数据处理进行分析，认为求黄金面具中锌的质量分数还有更简便的方法。她将锥形瓶内反应后的剩余物经系列操作： →洗涤→干燥→称量。得到固体剩余物的质量，也可求出黄金面具中锌的质量分数ω2。 （2）鉴别黄金真假除以上化学方法外，还有许多物理方法：测密度、比较硬度等。 【表达交流】ω1和ω2有微小差异，小红对小明的方案和数据处理提出了质疑，认为自己的更准确。请说出小红质疑的理由： 。 12．五一小长假过后，小丽带着快乐的心情返回学校。当她来到实验室时，意外地发现实验桌上有一瓶敞口放置的NaOH溶液，由此，激发了她的探究欲望： 【提出问题】这瓶NaOH溶液是否变质了？ 【设计实验】小丽和兴趣小组的同学设计如下实验方案来解答自己提出的问题，请与他们一起参与完成实验： 实验方案 现象 结论 方案1：取少量NaOH溶液样品于试管中，加入过量的稀盐酸 NaOH溶液已变质 方案2：取少量NaOH溶液样品于试管中，滴加适量CaCl2的溶液 【交流讨论】通过对实验归纳、分析，大家一致认为NaOH溶液已变质。大家又提出新的问题： 【提出问题】NaOH溶液变质程度如何呢？ 【猜想假设】猜想一：NaOH溶液部分变质；猜想二：NaOH溶液全部变质。 【实验探究】为验证猜想做如下实验，请根据表中内容填写： 实验操作 现象 结论 实验1：取少量NaOH溶液样品于试管中，滴加几滴酚酞试液 溶液变红 NaOH溶液部分变质 实验2：取少量NaOH溶液样品于试管中，先滴加足量的CaCl2溶液，然后再滴加酚酞试液 实验3：取少量NaOH溶液样品于试管中，逐滴加入过量稀盐酸 开始先无气泡产生后来又有气泡产生 【反思交流】（1）小红对上述方案思考后提出实验1不合理，其理由是 。 （2）下列物质a．BaCl2溶液、b．Ca（NO3）2溶液、c．Ca（OH）2溶液、d．Ba（OH）2溶液，不能替代实验2中CaCl2溶液的是 （填序号）。 【拓展应用】NaOH溶液的变质的化学方程式： 。 13．已知某生铁合金除了含有铁、碳外，还合有硅或者铝中的一种。某化学兴趣小组对该生铁合金产生了浓厚的兴趣，于是探究到底是含有硅还是铝？ 【查阅资料】 （1）生铁能与空气中的 反应生成铁锈。 （2）硅不能与盐酸反应，但能与NaOH溶液反应：Si+2NaOH+H2O＝Na2SiO3+2H2↑。 （3）铝、氢氧化钠和水反应生成偏铝酸钠（NaA1O2）和氢气，写出其反应的化学方程式： 。 【提出猜想】 猜想一：该生铁合金除了含有铁、碳外，还含有硅 猜想二：该生铁合金除了含有铁、碳外，还含有 。 【实验步骤及现象】 ①取一定生铁合金，加入过量的 ，充分反应后。合金部分溶解，并有 产生,同时溶液由无色变成 色。 ②取步骤①中的滤渣，加入过量的 ，充分反应后，滤渣部分溶解并有气体放出。 【实验结论】猜想 正确。若步骤②中实验现象为无现象。则猜想 正确。 14．兴趣小组同学对“氢氧化钠溶液与稀盐酸混合是否发生了化学反应”进行了如下探究： 【提出问题】氢氧化钠溶液与稀盐酸混合是否发生了化学反应？ 【猜想假设】a．二者混合发生了化学反应；b．二者混合没有发生化学反应 【设计并实验】 （1）甲同学取2 mLNaOH溶液于试管中，滴入1～2滴酚酞试液，振荡，逐滴加入稀盐酸，同时不断振荡试管观察到的现象是 ，由此证明氢氧化钠溶液和稀盐酸发生了化学反应。请写出该反应的化学方程式： 。 （2）乙同学用传感器探究氢氧化钠溶液与稀盐酸混合过程中温度和pH的变化得到的曲线如图所示。 ①由图1得出氢氧化钠溶液和稀盐酸发生了反应，依据是 。 ②B点溶液中溶质为 （填化学式），该反应是将 中（填字母）。 a．稀盐酸滴入氢氧化钠溶液 b．氢氧化钠溶液滴入稀盐酸 （3）丙同学认为溶液温度升高也可能是氢氧化钠溶液或稀盐酸稀释释放的热量，不足以证明两者发生了反应，请设计合理的实验方案排除这种可能性： 。 查阅资料： ①电导率传感器用于测量溶液的导电性强弱，能反映离子浓度大小 ②相同温度下同种溶液电导率越大离子浓度越大。 （4）丁同学用电导率传感器测氢氧化钠溶液中滴加稀盐酸的电导率变化如图2。 ①M点前曲线下滑的原因是 。 ②N点时溶液中大量含有的离子是 。 15．小明和他的同学在实验室发现上一次实验后忘记塞上瓶塞的氢氧化钠溶液的试剂瓶瓶口周围有一些白色固体。他们怀疑氢氧化钠溶液已经变质，于是进行了如下实验探究。 【提出问题】氢氧化钠溶液是否变质？ 【提出猜想】 ①该氢氧化钠溶液没有变质；②该氢氧化钠溶液部分变质；③该氢氧化钠溶液全部变质。 【实验验证】 操作 现象 结论 （1） 取少量溶液于试管中，滴加无色酚酞溶液 无色酚酞变红 溶液显碱性 （2） 取少量溶液于试管中，滴加稀盐酸 有气泡产生 溶液中含碳酸钠 【讨论】小明同学认为，根据上述实验（1）（2）可推断，猜想②正确。而小张则认为猜想③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溶液至不再产生沉淀。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。 【反思】 该氢氧化钠溶液变质的原因是（用化学方程式表示）： 。所以氢氧化钠溶液应该 保存。 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 $$