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．在实验室，小亮先取定量的硫酸铜溶液于烧杯中，再将少量的氢氧化钠溶液滴入硫酸铜溶液中，充分反应后过滤，得到滤液和蓝色滤渣，并对滤液的成分进行探究。 【提出问题】滤液中溶质的成分是什么？ 【查阅资料】Na2SO4溶液呈中性 【猜想与假设】猜想一：Na2SO4 猜想二：Na2SO4和NaOH 猜想三： 猜想四：Na2SO4、CuSO4和NaOH 分析：小明认为猜想 不合理，理由是 （用化学方程式表示）。 【实验与验证】 实验 实验操作 实验现象 实验结论 实验一 取少量滤液于试管中，仔细观察现象 溶液为无色 猜想 不成立 实验二 向实验一所取滤液中滴入酚酞溶液 猜想二不成立 实验三 常温下，再取少量滤液，测溶液酸碱度 pH=7 猜想 成立 【拓展延伸】我们分析化学反应后剩余物质的种类时，除了要考虑生成物，还要考虑 。 2．制作面包、饼干等食品时需要添加膨松剂，调和在面团中的膨松剂受热分解时放出大量气体，使制品体积蓬松。臭粉（碳酸氢铵）、碳酸氢钠是常用的食品膨松剂。已知某品牌膨松剂含碳酸氢铵和碳酸氢钠中的一种或两种，为确定其成分，同学们进行了如下探究活动。 【知识回顾】 (1)碳酸氢钠属于 （填“酸”、“碱”或“盐”）。 【查阅资料】 ①；。 ②常温常压下，氨气有强烈的刺激性气味，易挥发，1体积水约能溶解700体积氨气，其水溶液呈弱碱性。 【进行实验】 (2) 实验内容 实验现象 解释与结论 加热一段时间后，观察到滴有酚酞溶液的滤纸条变 色，澄清石灰水变浑浊。 生成氨气与二氧化碳。试管中反应的化学方程式为 。 【得出结论】该品牌膨松剂的成分为碳酸氢钠和碳酸氢铵。 【讨论交流】 (3)经讨论，同学们认为根据实验现象无法确定是否含有 。利用上述装置继续进行实验、充分加热后、当观察到 ，确定该物质存在。最终确定结论正确。 【拓展延伸】 (4)制作下列食品时，不适合用碳酸氢铵作膨松剂的是______（填字母）。 A．油炸食品 B．水蒸食品 C．烘焙食品 (5)请从物质组成的角度预测碳酸氢铵的其它化学性质： （写一条）。 3．同学们在老师的指导下进行“用木炭还原氧化铜”的实验。装置如图所示，完成下列探究任务。 【查阅资料】铜在温度较高时易与空气中的氧气反应。 【进行实验】同学们取固体混合物用酒精灯加热几分钟。 根据资料你认为在此实验结束时要注意：先撤出导气管，待试管 再把试管里的的粉末倒出。 【提出问题】试管内固体成分是什么? 【猜想与假设】 甲同学的猜想：铜和氧化铜 乙同学的猜想：氧化铜和碳 丙同学的猜想：铜、碳和氧化铜 丁同学的猜想：铜 你的猜想： ； 【收集证据】同学们一致认为，乙同学的猜想错误，原因是（用化学方程式表示） ，为了探究固体成分，甲同学更换澄清石灰水，把剩余的固体重新放回试管加热，实验中发现澄清石灰水变浑浊。于是甲同学确定了 同学的猜想正确。 【反思】下图是甲同学根据整个反应进程绘制的生成铜的质量（m）与加热时间（t）的关系图像。你认为同学们第一次对固体停止加热的时间点是 （填“t1”、 “t2”、“t3”或 “t4”） 4．生活中，我们偶尔会看见蔗糖在锅里加热时间过长会变成褐色，因此，猜想蔗糖中含碳元素，或许还有其他元素。 [提出问题]蔗糖是我们经常接触的一种食品，你是否想过蔗糖是由哪些元素组成的呢? [资料卡片] （1）蔗糖属于有机化合物(一般指含有碳元素的化合物)，有机化合物般可以燃烧，受热容易分解，这都属于有机化合物的 性质(填“物理”或“化学”)。 （2）化学反应前后①原子的种类，②分子的数目，③元素种类，④物质种类,⑤原子的数目，一定不变的是 ；(填序号) （3）①绿色植物吸收空气中的CO2和H2O先合成葡萄糖，再将葡萄糖转化为蔗糖。②蔗糖不易燃烧，掺入少量烟灰后，就能直接点燃(烟灰不能燃烧)。烟灰可能是起到 的作用。 [成份探究]蔗糖可能是由碳、氢、氧三种元素组成。 [实验1]点燃蔗糖与烟灰混合物，在火焰上方罩一只干冷烧杯，烧杯壁有水雾出现，则蔗糖含有 元素。倒转烧杯后迅速加入澄清石灰水，石灰水变浑浊，则蔗糖含有 元素。 [实验2]隔绝空气高温加热蔗糖，容器内壁也出现水雾，则蔗糖还含有 元素。高温加热后产生黑色固体，经实验证实是炭黑，一种碳单质。 5．化学兴趣小组的三位同学对蜡烛（主要成分是石蜡）及其燃烧进行了如下探究：    （1）芳芳点燃蜡烛，观察到火焰分为外焰、内焰、焰心三层。如图A把一根火柴梗放在火焰中约1s后取出，可以看到火柴梗的 （填“a”、“b”或“c”）处先炭化：结论：蜡烛火焰的 温度最高； （2）向焰心斜向插入一只玻璃管发现玻璃管中无明显现象（如图B），在玻璃管的上口点燃，上口产生蓝色火焰； 【提出疑问】焰心气体含有哪些成分？ 【查阅资料】一氧化碳燃烧能产生蓝色火焰。 【猜想和实验设计】 猜想 操作 现象 结论 假设①：焰心气体含二氧化碳 在未点燃的短玻璃管口上方罩一 澄清石灰水不变浑浊 假设① 假设②：焰心气体含一氧化碳 点燃玻璃管口导出的气体 假设②成立 假设③：焰心气体含 取一较长的细玻璃管，用湿冷毛巾包住中部，将玻璃管下端插入焰心，一段时间后，取下长玻璃管，打开湿毛巾 玻璃管中有白色固体 假设③成立 6．某校化学兴趣小组在探究“酸碱盐的相关性质”时，做了如图一所示的两个实验，观察到①试管中红色恰好变成无色，②试管中出现白色沉淀。实验结束后，小组同学将两支试管中的物质同时倒入一个洁净的烧杯中（如图二所示），观察到溶液呈红色，烧杯底部沉淀增多。为确认烧杯内溶液中溶质的成分，同学们进行了如下探究。    【提出猜想】 猜想1：NaOH、NaCl； 猜想2：NaOH、NaCl和CaCl2 猜想3：NaOH、NaCl和 【进行实验】 实验步骤 实验现象 实验结论 取少量烧杯中的溶液于洁净的试管中，加入 溶液 猜想2正确 小红同学认为不能使用硝酸银溶液，她的观点 （填“正确”或“错误”），理由是 。 【反思与总结】分析反应后溶液中溶质成分，除要考虑生成物外，还需考虑 。 【定量分析】已知实验中消耗碳酸钠溶液5g。小组同学将烧杯中的物质过滤，将滤渣洗涤、干燥，称量得0.25g。则实验中所用碳酸钠溶液溶质质量分数为 。（结果保留到0.1%） 7．同学们在用盐酸和碳酸钙制备CO2时，同时产生了大量废液，他们对二氧化碳的制备和废液处理等问题展开讨论交流。 (1)二氧化碳的制备： 下图是实验室中常用的仪器 ①仪器A的名称是 ，制备CO2的化学方程式 。 ②从上图中选择合适的仪器组装一套CO2发生装置，要求添加盐酸无需拆开装置，需要用到的仪器有哪些？ （填标号）。 (2)废液成分的确定 ①推测废液所含溶质    推测一： ；    推测二：CaCl2和HCl ②若要用一种药品验证哪种推测成立，可选择的有哪些？ （填标号） A．镁条B．AgNO3溶液C．石蕊溶液D．CuO粉末 (3)废液的处理 实验表明废液中的溶质是CaCl2和HCl，小组决定用Na2CO3除去它们。 【提出问题】如何估算Na2CO3固体的用量？ 【进行实验】取100mL废液样品于烧杯中，逐滴滴加5.3%的Na2CO3溶液，用pH传感器测定滴加过程中溶液的pH。实验结果如图所示。 【结果讨论】 ①a→b阶段，观察到烧杯中的现象是 。 ②b点后曲线平缓阶段，反应的化学方程式为 。 ③c点时，取少量烧杯中的清液于试管中，滴加CaCl2溶液，有白色沉淀生成，说明处理100mL废液，所需5.3%的Na2CO3溶液的体积 120mL。（填“大于”“等于”或“小于”） ④将烧杯中的沉淀过滤、干燥、称重，质量为4g。若处理10L该废液，理论上需要Na2CO3固体 g。（实验所用Na2CO3溶液的密度近似看做1g/cm3） 8．化学小组利用图1装置探究物质在空气中燃烧后氧气浓度的变化。 （已知：白磷着火点为40℃，红磷着火点为240℃） 【提出问题】足量红磷燃烧熄灭后，烧瓶内是否有氧气剩余? 【猜想假设】猜想1：有氧气剩余      猜想2：无氧气剩余 【进行实验】 步骤Ⅰ.组装仪器，检查装置的气密性。 步骤Ⅱ. 用高能激光笔照射燃烧匙中足量的红磷。红磷燃烧，一段时间后熄灭；白磷始终不燃烧。 步骤Ⅲ. 冷却。 步骤Ⅳ.将装有白磷的燃烧匙提出水面，用高能激光笔照射，白磷燃烧。 【解释与结论】 （1）高能激光笔的作用是 。   （2）步骤Ⅱ中，白磷不燃烧的原因是 。 （3）图2是用传感器测量整个实验过程中烧瓶内氧气浓度变化的曲线。图2中 （填字母序号）点表示燃烧的红磷刚好熄灭，DE段氧气浓度变化的主要原因是 。   【反思与评价】 （4）通过探究可知，课本上用“红磷燃烧测定空气中氧气含量”的方法不够严谨，其理由是 。 （5）查阅资料可知，测定空气中氧气含量较好的药品是铁丝绒，利用的原理是铁与氧气、水发生缓慢氧化。用图3所示装置完成测定空气中氧气含量的实验，最终观察到的现象是 。 9．劳动实践课上同学们用草木灰给农作物施肥。课后同学查阅资料，得知草木灰是一种重要的农家肥，碳酸钾含量高。 【提出问题】如何测定草木灰中碳酸钾的含量？ 【查阅资料】①常见草木灰钾含量(以碳酸钾表示)如下表： 草木灰种类 小灌木灰 稻草灰 小麦秆灰 棉壳灰 棉秆灰 向日葵秆灰 K2CO3(%) 8.66 2.63 20.26 32.28 16.44 51.97 ②提取碳酸钾主要过程是：秸秆→草木灰→滤液→固体 (1)表格中钾含量最高的草木灰是 ，同学们选用这种秸秆灰提取碳酸钾。 【设计与实验】 实验一：提取碳酸钾      第一步：燃烧秸秆，收集草木灰，称取20.00g。 第二步：用60℃水浸洗草木灰(如图1)并过滤，浸洗滤渣2次，合并滤液。 第三步：蒸发滤液，烘干得到9.90g固体。 (2)图1实验中，用60℃的温水而不用冷水浸洗的原因是 。 (3)根据图2，搅拌器转速控制在每分钟500转，浸取时间为 分钟，比较适宜。 实验二：测定碳酸钾含量 取实验一中所得固体3.30g进行图3实验。 (4)装置B的作用是 。 【反思与评价】 我国秸秆产量巨大，可作为生物质发电的原料，还可利用其燃烧发电产生的草木灰提取碳酸钾，其优点有资源综合利用，减少污染。 10．在化学课上，老师带来一瓶未知溶液A。 【提出问题1】A是哪一类物质？ 【实验探究1】进行如下实验： 观察到烧杯中的现象是(1) ，说明A是一种酸。 【提出问题2】A是哪一种酸？ 老师要求甲、乙同学利用反应后的溶液B分别展开探究。 【猜想假设】甲同学：A是稀硫酸；乙同学：A是稀盐酸。 【实验探究2】        【评价交流】(2) (填“甲”或“乙”)同学的实验得出正确结论，另一位同学的结论错误原因是(3) 。 【实验探究3】将实验1实验3反应后的废液倒入同一烧杯中，充分反应后过滤，所得滤渣中一定含有(4) ，所得溶液中一定含有的离子是(5) 。 【归纳总结】通过实验可以得出：选择试剂鉴别溶液中的待测离子时，如果待测溶液中含有干扰离子，则应在鉴别前，另选试剂将干扰离子除去。 11．水是生命之源，某校实践小组学生在老师的指导下开展了有关“水的净化”的项目式学习活动。 【活动一】了解水的净化 如图是学生参观自来水厂后，绘制的自来水厂净水过程示意图。 (1)①吸附池内加入活性炭的作用是 。 ②过滤池可以除去水中的 （填“可溶性”或“不溶性”）杂质； ③自来水厂常用氯气消毒，该过程发生的是化学变化，其反应原理之一是，其中中氯元素的化合价为 。 (2)用如图1所示的装置进行有关实验。 ①用加热高锰酸钾的方法制取一瓶氧气的文字为 。 ②用过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气，为了便于控制反应，组装发生装置应选择 。 ③用加热无水醋酸钠和碱石灰固体混合物的方法制取甲烷（甲烷是一种无色无味的气体密度比空气的小，极难溶于水），上述装置中，能用于收集较纯净甲烷的是 。 12．早在 300 多年前，英国化学家波义耳在敞口容器中加热金属时，发现金属加热后质量增加了，而法国化学家拉瓦锡在密闭容器中加热金属时，却发现反应前后物质的总质量相等。后来科学家做了大量精密实验，确认拉瓦锡的结论是正确的，从此质量守恒定律被人们所认识。 【回忆课本】 (1)利用下图装置验证质量守恒定律时，观察到反应后托盘天平 （填“保持平衡”或“失去平衡”）。    (2)该实验必须在密闭容器中进行的主要原因是 （用化学方程式解释）。 (3)【提出问题】同学们对氢氧化钠溶液与硫酸铜溶液反应后的混合液进行过滤，得到了无色的滤液。该无色滤液中含有哪些溶质呢？ 【进行猜想】 猜想 1：仅含有硫酸钠 猜想 2：含有硫酸钠和硫酸铜 猜想 3： 。 小明认为无需实验验证，就可以判定猜想 2 是错误的，原因是 。 【查阅资料】 ①稀硫酸、硫酸钠溶液与 BaCl2溶液反应，都有 BaSO4白色沉淀产生； ②溶液的电导率越大，溶液中离子的浓度就越大，溶液的导电能力就越强。 【实验验证】 实验操作 实验现象 实验结论 （1）甲同学取无色滤液少许，装入小试管中， 滴入BaCl2溶液 产生白色沉淀 猜想1正确 （2）乙同学取无色滤液少许，装入小试管中， 滴入酚酞试液 溶液变为 色 猜想3正确 （3）丙同学用玻璃棒蘸取无色滤液少许， 滴在 上 溶液pH>7 猜想3正确 【问题讨论】小明认为甲同学的实验结论不正确，其原因是 。 【拓展探究】丁同学利用电导率传感器，实时测出滴入氢氧化钠溶液时锥形瓶内溶液电导率随时间变化的趋势如图所示。    (4)曲线 ab 段显示，反应过程中溶液的导电能力逐渐下降，其原因是 。 (5)b 是反应终点，则曲线 bc 段上升的原因是 。 13．某化学兴趣小组的同学在实验室整理化学实验药品时，发现有一瓶标签破损的无色溶液，可能是稀盐酸或者氯化钠溶液，为确定该无色溶液的成分并测定其溶质质量分数，进行如下实验探究。 Ⅰ、探究溶液的成分 (1)甲同学设计如下探究方案。 实验方案 实验现象 实验结论 方案一：将打磨过的光亮铁钉放入试管中，倒入少量该无色溶液。 该溶液是稀盐酸 方案二：另取少量无色溶液于试管中，加入少量某种盐溶液，该盐溶液中的溶质为 （填化学式） 产生大量无色气泡 (2)请你写出方案一中发生反应的化学方程式 。 (3)乙同学认为除甲同学设计的实验方案外，加入下列物质中的______（填字母序号）也能确定该溶液是稀盐酸。 A．紫色石蕊溶液 B．无色酚酞溶液 C．氧化铁粉末 D．硝酸银溶液 Ⅱ、测定溶液的溶质质量分数 (4)常温下，向盛有 100g 溶质质量分数为 4%的氢氧化钠溶液的烧杯中逐滴加入上述稀盐酸，用 pH 传感器测得溶液的 pH与所加稀盐酸质量的变化曲线如图所示。 ①该化学反应的微观实质是 。 ②当溶液为中性时，消耗稀盐酸的质量为 g。 ③计算该稀盐酸的溶质的质量分数 （写出具体计算过程）。 14．某化学课堂围绕“酸碱中和反应”，将学生分成若干小组，在老师引导下开展探究活动。以下是教学片段，请你参与学习并帮助填写空格（包括表中空格）。 【演示实验】将一定量的稀H2SO4加入到盛有NaOH溶液的烧杯中。 【学生板演】该反应的化学方程式 。 Ⅰ．定性探究 【提出问题】实验中未观察到明显现象，部分同学产生了疑问：反应后溶液中溶质是什么呢？ 【猜   想】针对疑问大家纷纷提出猜想。甲组同学的猜想如下： 猜想一：只有Na2SO4猜想二：有Na2SO4和H2SO4 猜想三：有Na2SO4和NaOH 猜想四：有Na2SO4、H2SO4和NaOH 乙组同学对以上猜想提出质疑，认为有一种猜想是不合理的。你认为不合理的猜想是哪一种并说出理由 。 【继续实验】（1）丙组同学取烧杯中的少量溶液于试管中，滴加几滴CuSO4溶液，无明显变化，溶液中一定没有 。 （2）为了验证其余猜想，各组同学取烧杯中的溶液，并选用老师提供的pH试纸、铜片、BaC12溶液、Na2CO3溶液，分别进行如下三组探究实验。 实验方案 测溶液pH 滴加Na2CO3溶液 滴加BaCl2溶液 实验操作 实验现象 试纸变色，比照比色卡，pH＜7 产生白色沉淀 实验结论 溶液中有H2SO4 溶液中有H2SO4 溶液中有H2SO4 【得出结论】通过探究，全班同学一致确定猜想二是正确的。 【评价反思】老师对同学们能用多种方法进行探究，并且得出正确结论给予肯定。同时指出上述三个实验探究中存在两处明显错误，请大家反思。同学们经过反思发现了这两处错误： （1）实验操作中明显的一处错误是 ； （2）实验方案探究中也有一个是不合理的，不合理的原因是 。 II．定量探究 取上述【演示实验】反应后烧杯中的溶液100 g，设计如下实验： 计算反应后溶液中Na2SO4的质量分数是多少？（请列出计算过程） 15．益阳松花皮蛋是湖南益阳驰名的传统特产之一，已有500多年的历史。 (1)某化学课外小组的同学查阅资料后得知，腌制皮蛋的主要原料有生石灰、纯碱和食盐(已知纯碱溶液显碱性)。同学们向这三种物质中加入适量水，充分搅拌，过滤，对滤液中的成分进行探究。小组同学讨论后，一致认为，滤液中溶质的成分一定含有 (填化学式)。 【提出问题】滤液中还可能含有哪些溶质？ 【作出猜想】猜想1：还含有Ca(OH)2；    猜想2：还含有Na2CO3； 猜想3：还含有Na2CO3和Ca(OH)2. 【交流讨论】 (2)经过进一步讨论，大家一致认为猜想3不合理，原因是 (填化学方程式)。 【实验探究】 (3) 实验操作 实验现象 实验结论 实验1：取少量滤液于试管中，滴加 溶液 产生白色沉淀 猜想2正确 实验2：取少量滤液于试管中，滴加足量的稀盐酸 。 猜想2正确 实验3：取少量滤液于试管中，滴加几滴酚酞溶液 溶液变红 猜想1正确 【交流讨论】 (4)同学们认为，通过实验3不足以得出其结论，原因是 。 【继续探究】小明取少量滤液于试管中，滴加稀盐酸，却没有看到明显现象，小明对此深感疑惑。 【查阅资料】 (5)在碳酸钠溶液中滴加少量稀盐酸，先发生反应，继续滴加稀盐酸，再发生反应。所以小明同学实验时还应 ，才能观察到有气泡产生。 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 $$