2024年中考化学突破热点训练营专题——科学探究题

2024年中考化学突破热点训练营专题——科学探究题 1．初三某化学兴趣小组同学。依据教材实验对化学反应前后质量变化进行了探究。 【查阅资料】碳酸钠和稀盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳气体。 【实验装置设计】甲、乙、丙小组同学分别设计如图装置：    【讨论与探究】 (1)甲小组实验中，白磷燃烧时，在锥形瓶底部加入少量水，其目的是： 。 (2)请根据乙组和丙组设计的“质量守恒定律”的实验装置进行探究，并按要求完成乙组和丙组。 ①乙组实验结束后可观察到天平 （是或否）平衡；此反应 （填“遵守”或“不遵守”）质量守恒定律。 ②丙组过氧化氢溶液分解反应前后各物质质量总和的测定，得出参加化学反应的各物质的质量总和 （填“大于”、“等于”或“小于”）反应后生成的各物质的质量总和，该反应中二氧化锰起 作用。 【实验结论】 (3)由质量守恒应律可知，化学反应前后，一定不变的是 （填序号）。 ①原子种类        ②原子数目        ③分子种类        ④分子数目        ⑤元素种类        ⑥物质总质量 2．质量守恒定律是自然界的基本定律之一，化学兴趣小组以“探究质量守恒定律”为主题开展实验探究。 【提出问题】化学反应前后各物质的质量总和是否相等？ 【猜想与假设】猜想1：不相等；猜想2：相等。 【实验探究】 (1)甲、乙两组同学用托盘天平分别称量反应前后装置的质量。 实验方案 方案一 方案二 实验装置 实验过程 分别将反应物及反应容器放在托盘天平上用砝码平衡 取下烧杯并将其倾斜，将两种溶液混合，观察到烧杯中 ，一段时间后再放回托盘天平 取下烧杯并将其倾斜，使小试管中的盐酸倒入烧杯中，充分反应后再放回托盘天平，天平的指针 (填“向左”或“向右”)偏转 (2)方案一中发生反应的化学方程式为 ，请讨论分析导致方案二实验结果的原因： 。 【得出结论】 (3)同学们经过讨论分析，得出猜想2正确。请从微观角度解释原因： 。 【反思评价】 (4)通过以上实验，在选有气体参加或生成的化学反应来验证质量守恒定律时应在 进行。 【拓展延伸】 (5)小华同学设计了下图实验来验证质量守恒定律，小刚同学认为该实验设计是不正确的，其原因是 。 3．某化学兴趣小组为探究分子的性质，进行如下实验探究，请你参与探究并回答相关问题。 【实验探究】在试管中的滤纸条上A、B、C三处各滴上1～2滴无色酚酞溶液，向试管口的脱脂棉上滴一些浓氨水，再用橡胶塞将试管口塞住（如图所示）。 【实验结论】实验可以观察到的现象是 ，说明了 。 【反思评价】相比于教材中的实验设计，同学们的改进实验的优点有 （写一条）。 【继续探究】用长柄V形玻璃管进行实验，向左，右两端的V形玻璃管内分别同时滴入等量的浓氨水和浓盐酸，塞紧橡胶塞（如图所示）。 【查阅资料】①浓盐酸会挥发出氯化氢气体，浓氨水会挥发出氨气（NH3），两种气体反应生成白色固体氯化铵。 ②气体的相对分子质量越小，分子运动速率越快。 【讨论交流】过一会儿后，实验中观察到有白烟产生，白烟最浓厚的位置在 （选填“a”、“b”或“c”）处。 【拓展延伸】实验中产生白烟的化学方程式为 。 4．酒精灯是实验室中常用的加热仪器，某小组同学对酒精灯火焰温度进行如下探究。 （I）定性研究：甲同学取一根火柴梗，拿住一端迅速平放入酒精灯火焰中，l～2s后取出，观察到位于外焰的部分明显碳化。 (1)由上述现象得出结论：外焰温度最高，你认为原因是 。 火焰层 平均温度/℃ 乙 丙 焰心 432 598 内焰 666 783 外焰 520 667 （Ⅱ）定量研究：乙和丙同学在老师指导下，分别利用高温传感器测得酒精灯各层火焰平均温度如表。 (2)由表得出结论： （填“焰心”、“内焰”或“外焰”）温度最高。 (3)结合定量研究结论，下列图示中的加热方法（试管夹未画出）最合理的是 （填字母序号）。 （Ⅲ）交流反思：不仅酒精灯的各层火焰温度不同，而且相同火焰层温度也有差异。 (4)造成乙、丙两同学所测相同火焰层温度差异的原因可能是（请找出三点） ① ； ② ； ③ 。 5．同学们学习了复分解反应发生的条件后，利用所学知识对稀盐酸与如图中的三种物质之间能否发生反应作出判断，并进行实验验证： 组别 甲 乙 丙 实验示意图 能否反应 能 能 能 实验现象 无明显现象 有气泡产生 产生白色沉淀 同学们判断Ca(OH)2溶液和稀盐酸能发生化学反应的依据是生成物中有 生成。 【提出问题】怎样证明Ca(OH)2溶液与稀盐酸发生了反应？ 【分析讨论】同学们经过讨论后认为，如果盐酸和氢氧化钙减少(或消失)，或者有新物质生成，都能证明反应已经发生。 【查阅资料】CaCl2溶液呈中性。 【实验探究】 方案 实验操作 实验现象 实验结论 方案一 小羽取少量 Ca(OH)2溶液于试管中，先滴入 2~3 滴无色酚酞溶液，再加入稀盐酸 反应物消失，二者发生了反应 方案二 小美向甲组反应后的溶液中加入适量 AgNO3溶液和稀硝酸 产生白色沉淀 有新物质生成，二者发生了反应 【实验评价】小凯认为小美的结论不正确，理由是 (用化学方程式解释)。 【总结归纳】 （1）Ca(OH)2溶液与稀盐酸发生了化学反应，其反应的化学方程式为 。 （2）对于无明显现象的反应，我们可以分析比较反应物和生成物的性质，从多个角度设计实验进行证明。 【拓展延伸】将少量CO2通入NaOH溶液中也无明显现象，请你设计一个实验方案证明二者发生了反应 (写出操作方法和现象)。 6．“水精灵”(如图)的主要成分为过碳酸钠(2Na2CO3·3H2O2)、碳酸钠等，用热水溶解能迅速产生活性气体，除去衣物、地毯、厨房用具等物品上的顽固污渍。某兴趣小组对过碳酸钠产生了兴趣，在老师的指导下进行如下探究。       【查阅资料】 ①过碳酸钠不稳定，受热、遇水易分解，兼具Na2CO3与H2O2的双重性质。 ②碳酸钠在1744℃时才能分解产生CO2。 （1）如上图说明书的部分内容中碳酸钠的俗称有误，应改为 。 探究Ⅰ：“水精灵”遇热水产生气体的成分 【作出猜想】（2）小组同学经讨论一致认为“水精灵”遇热水产生的气体为O2，不可能为CO2，理由是 。 【实验验证】（3）取样于试管中，加入适量热水，将带火星的木条伸入试管中，观察到 ，证明猜想正确。写出实验室用过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气的化学方程式 。 探究Ⅱ：（4）写出验证“水精灵”遇水产生碳酸盐的实验操作： 。 探究 III：不同物质对过氧化氢分解速率的影响 【实验过程】相同温度下，向过氧化氢溶液中分别加入氯化钠、碳酸钠、氢氧化钠，一段时间后用传感器测定溶液中溶解氧浓度(一定体积水中所溶解氧气的质量)。 实验序号 ① ② ③ ④ 试剂 100g4%H2O2溶液 100g4%H2O2溶液、1g 氯化钠固体 100g4%H2O2溶液、1g 碳酸钠固体 100g4%H2O2溶液、1g氢氧化钠固体 溶解氧浓度 /(mg。L-1) 6.44 6.44 9.11 10.97 【实验结论】（5）由实验可知， 能加快过氧化氢的分解速率；由实验①②可知，Na+对过氧化氢的分解 (填“有”或“没有”)影响；综上可知， (填碱性、中性、或酸性)条件下过氧化氢的分解速率更快。 【反思总结】 茶垢清洁剂溶于水生成了碳酸钠和过氧化氢。碳酸钠溶液有较好的去污效果，过氧化氢分解生成活性氧，可深层带走污垢。 7．碘化钾(KI)保存不当会变质。实验小组进行以下实验探究KI变质的因素。 【提出问题1】 KI变质的条件是什么？ 【查阅资料】 ① KI为白色粉末，暴露在空气中或久置会被氧化为碘(I2)而泛黄变质。 ② 碘水中含较多KI时，滴加淀粉溶液显紫色或蓝紫色 【进行实验】分别取适量KI于燃烧匙中，再分别放入盛有不同物质的集气瓶中，塞紧胶塞，若干天后观察。 实验1 实验2 实验3 实验4 固体变潮、表面变微黄 固体无明显现象 固体变潮、无其他明显现象 固体变潮、表面变黄 继续实验：取实验1中少量微黄固体溶解，加入淀粉溶液，溶液变紫色。 取实验4中少量黄色固体溶解，加入淀粉溶液，溶液变紫色。 【解释与结论】 (1)实验3的目的是 。 (2)对比实验 ，可以得出KI变质一定与水有关。 (3)从上述实验可推知，KI变质的条件是 。 (4)CO2的作用是 。 8．西气东输工程是我国距离最长、投资最多、施工条件最复杂的天然气管道，其中天然气的主要成分是甲烷（CH4）。某校化学兴趣小组的同学对甲烷燃烧的产物产生了兴趣，请你一起探究。 【提出问题】 甲烷燃烧后生成哪些物质？ 【查阅资料】 含碳元素的物质完全燃烧生成CO2，不完全燃烧生成CO； 无水CuSO4遇水变蓝；NaOH溶液可以吸收大量的CO2气体。 【猜想与假设】 甲：CO2和H2O；乙：CO和H2O；丙：NH3和CO2和H2O；丁：CO2和CO和H2O (1)你认为 同学的猜想错误，理由是 。 【实验探究】 为了验证上述猜想与假设，将甲烷在一定量的纯净的O2中燃烧的产物依次通过如图所示装置： (2)实验中用纯净O2而不用空气的原因是 ； (3)实验中观察到A中无水CuSO4变蓝，B、E中澄清石灰水变浑浊，D中黑色粉末变成红色，由此推断 同学猜想成立。 (4)写出B中澄清石灰水变浑浊的化学方程式： 。 【反思与交流】 (5)装置最后连接大气球的目的是 ，为避免产生有毒的CO，含碳元素的物质燃烧必须在 的情况下进行。 9．化学是一门以实验为基础的科学，借助科学的实验方法，我们可以从不同的角度正确认识物质。 [实验一]探究物质的组成 图所示实验可用于测定水的组成。 （1）电解水反应中生成的两种物质是 ； （2）还能说明组成水的元素种类的实验是 。 [实验二]探究微粒的性质 如图和图所示，用甲、乙两支大小相同的注射器，分别吸取等体积的空气和水，用手指顶住注射器末端的小孔，用相同大小的力，将栓塞慢慢推入。请回答下列问题： （1）容易被压缩的注射器是 （填“甲”或“乙”）。 （2）通过对比上述两个实验，可以得出：在相同条件下，空气的微粒间的空隙比水的 （填“大”或“小”）。 10．兴趣小组的同学对铝的某些性质进行相关探究。 【实验回顾】 （1）铝与稀盐反应。 ①用图1所示装置制取氢气。 铝与稀盐酸反应的化学方程式为 ②273g质量分数为10％的稀盐酸与足量的铝反应，按照理论计算，最多生成氢气的质量是多少? (请写出计算过程) ③用B装置收集氢气的原因是 。 （2）在金属活动性顺序里，金属能否置换出盐酸和稀硫酸中的氢，判断的依据是 。 【提出问题】铝能否与水反应生成氢气? 【查阅资料】 物质 钠与水 铝与水 汞与水 能否发生反应 能反应 能反应 不反应 （1）铝在空气中与氧气反应，其表面生成一层致密的氧化铝薄膜，起到保护膜的作用。如生活中可用铝壶烧水。铝与氧气反应的化学方程式为 。 （2）除去铝表面氧化铝薄膜的方法(举一例) 。除上述方法外，还可以将铝片浸氯化汞溶液中，破坏铝表面致密的氧化膜且防止其重新生成。 【实验探究】 （1）将铝片完全浸入氯化汞(HgCl2)溶液中1min左右，取出，立即用流水冲洗干净后放入容器a，并将a放入到蒸馏水中(如图2)，其表面生成大量气泡、周围出现白色沉淀。铝与氯化汞溶液发生置换反应的化学方程式为 。 （2）在导管口b处涂肥皂水，发现导管口有气泡形成，当气泡离开导管后，气泡 (填“下沉”或“上升”)，用燃着的木条点燃气泡， 。 【实验结论】铝能与水反应生成氢气，写出铝与水反应生成氢氧化铝和氢气的化学方程式 。 【实验反思】 （1）图2装置内，在铝与水反应的过程中，若关闭导管上的活塞K，反应停止，其原理是 。当再次打开活塞K，反应继续，产生气泡，铝未能生成氧化铝，其原因是 。 （2）汞有毒，会污染环境，兴趣小组的同学用硫粉处理单质汞，用饱和硫化钠溶液处理使用过的氯化汞废液。 11．甲、乙、丙为初中常见物质，其转化关系如下图（“→”表示由一种物质转化成另一种物质，反应条件、部分反应物和生成物已略去）。    （1）若甲、乙、丙各为稀硫酸、氢氧化铜、硫酸铜溶液中的一种，则乙是 。 （2）若甲、乙、丙均为含有钙元素的化合物，甲与水反应生成乙并放出大量的热。则甲→乙的化学方程式为 ，丙可能是 （写一种）。 （3）若甲、乙、丙为氧化物，除氧元素外另一种元素均不相同，且三种物质常温下依次为固态、气态和液态，则甲可能是 （写一种）。 12．足球比赛中让意外昏迷的球员快速恢复意识会用到“嗅盐”。同学们对“嗅盐”产生了好奇，并对其成分进行了如下探究。 （查阅资料）①嗅盐是一种盐类物质和香料（不参与下列探究中的任何反应）组成，能释放出氨味气体，对人体神经会产生强烈的刺激作用，但过量吸入会危害健康。②氯化钙稀溶液与碳酸氢铵溶液不发生反应。 （提出问题）嗅盐中盐类物质是什么？ （实验探究）填写表中空格 实验 小军的实验 小英的实验 方案 嗅盐与 （填一物质名称）混合研磨 现象 闻到较浓烈刺激性气味且试纸变蓝色 结论 嗅盐中含有 右侧试管中反应的化学方程式为 ，嗅盐中含有 确认了小军的实验结论 证明嗅盐中盐类物质是碳酸铵 （质疑）小英认为小军的实验不严谨，小英通过补做一个实验（方案见上表），进而确认了小军的结论。小英的实验目的是排除嗅盐中含有 离子的可能性, （继续探究）反应原理：，其中X的化学式为 ，碳酸铵在农业上可以做 肥。 13．实验室有一瓶装满生石灰的塑料试剂瓶，已经膨胀破裂。初中化学兴趣小组的同学们对其成分产生浓厚兴趣，进行了如下实验探究： 【实验活动】 【初步结论】实验过程中没有温度变化，则该样品中没有 （填化学式）。 【提出问题】样品中究竟有哪些物质呢？同学们利用该固液混合物继续进行实验。 【进行实验】 【结论与解释】根据上述现象，同学们得出固体样品中有氢氧化钙和碳酸钙。你认为此结论 （填“正确”或“错误”）。其中氢氧化钙产生的原因是 （用化学方程式表示）。 【深入交流】实验过程中细心的同学发现了这样的现象：边滴加稀盐酸边搅拌，溶液仍为红色时，固体表面没有气泡产生，但固体却减少了。针对此现象，同学们讨论后认为原因是：随着反应的进行，固体中的 继续与稀盐酸在溶液中反应，而未与碳酸钙反应。 【分析评价】同学们根据整个过程的实验现象，又绘制了溶液中某离子数目的变化趋势图。请你结合图像分析： Ⅰ、该离子应该是 （填序号）； ①Ca2+    ②OH-    ③Cl- Ⅱ、在 b→c 的过程中，该离子数目减少的微观反应实质是： （用文字说明）。 老师对同学们认真严谨的科学态度给予了充分肯定，并鼓励他们可以尝试用更多的方法进行探究。 14．兴趣小组在课外实验中意外发现：将镁条放入Na2CO3溶液中，快速产生较多气泡，有白色沉淀生成。小组同学对此进行了系列探究活动。 探究1：反应产生的气体是什么？ 【作出猜想】小组同学经查阅资料和讨论，根据化学变化过程中元素不变，且反应物中含有 三种元素，作出如下猜想： ①氢气；②二氧化碳；③氢气和二氧化碳。 【实验1】取适量镁条、100 mL Na2CO3溶液于反应装置A中，按如图1所示方案进行实验，B中石灰水不变浑浊；C处气体燃烧，烧杯内壁有水珠。说明猜想①正确。 （1）反应装置A应选用图2中的 （填写序号）。 （2）小组同学讨论认为，上述实验中“烧杯内壁有水珠”作为“反应产生的气体是氢气”的证据不可靠。为使这一证据可靠，且仍能一次性地验证三个猜想，只需在图1所示方案的基础上加以改进完善。你的改进方案是 。 探究Ⅱ：快速产生气体的原因是什么？ 【查阅资科】镁与水缓慢反应生成氢气：Na2CO3溶液显碱性，其溶液中除Na+、CO32﹣外，还有OH-。 【作出猜想】可能是Na2CO3溶液中的某一种离子促进了镁与水的反应。 【实验2】按图3所示方案进行实验。G、I中缓慢产生气泡，H中快速产生较多气泡，说明是CO32﹣而不是Na+、OH﹣促进了镁与水的反应。 （1）G中实验的作用是 。 （2）试剂X是 。 探究Ⅲ：反应产生的白色沉淀中是否含有MgCO3？ 【实验3】取实验1反应生成的沉淀于试管中，加入试剂Y，根据实验现象说明白色沉淀中含有MgCO3．试剂Y及实验现象为 ，该反应的化学方程式为 。 反思交流：有些伟大的发现就是从异常现象中得到启发，通过深入研究而实现的。 15．人类的日常生活和工农业生产离不开水。某化学兴趣小组追寻科学家的足迹，对水进行探究。 【宏观辨识】根据实验探究水的组成 (1)水的合成：在带尖嘴的导管口点燃纯净的氢气(如图1所示)，观察到火焰呈 色，然后在火焰上方罩一个冷而干燥的小烧杯，过一会儿，观察到烧杯壁有小水珠且烧杯外壁发热。 (2)水的分解：电解水一段时间后(如图2)，观察到管a和管b中气体体积比为 ，电解过程发生的反应方程式为 。切断电源后，用燃着的木条在b玻璃管尖嘴口检验产生的气体，观察到的现象是 。 (3)由上述两个实验都能得到的实验结论是：水是由 组成的化合物。 【证据推理】结合实验现象推算水分子中氢、氧原子个数比。 (4)方法一：根据相同条件下气体的体积比等于其分子的个数比，得出电解水的产物中氢、氧原子个数比为 ，进而推算出结果。 方法二：已知电解水实验中氢气和氧气的体积比和正、负极产生气体的 ，可计算出水中各元素质量比，结合氢、氧原子的相对原子质量，可进一步推算出结果。 【活动探究】探究影响电解水速率的因素 (5)电解纯水速率较慢。为探究不同电压和不同浓度氢氧化钠溶液对电解水速率的影响，该兴趣小组进行了多次实验，测得产生20mL氢气所需时间如图3所示。可看出电解水速率最快的条件是： 。 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 $$