2024年中考化学冲刺——科学探究题

2024年中考化学冲刺——科学探究题 1．学习了“过氧化氢制氧气的反应中二氧化锰的作用”后，化学社团在寻找新的催化剂的活动中，对“硫酸铜能否作过氧化氢分解的催化剂”进行了以下探究。 【实验探究】 (1)甲同学按如下方案进行实验。 实验步骤 实验现象 实验结论    步骤a木条不复燃。步骤b产生气泡，溶液变蓝色。步骤c 。 硫酸铜能作过氧化氢分解的催化剂，反应的化学方程式为 。 【评价改进】 (2)大家认为甲同学的实验结论不严谨。若要确定该实验结论正确，还需证明硫酸铜的 ，在反应前后都没有发生改变。 【继续探究】乙同学进一步探究了影响双氧水分解速度的某种因素，实验数据记录如表： 双氧水的质量 双氧水的浓度 CuSO4的质量 相同时间内产生O2的体积 Ⅰ 50.0g 1% 0.1g 9mL Ⅱ 50.0g 2% 0.1g 16mL Ⅲ 50.0g 4% 0.1g 31mL 【数据处理及结论】 (3)本实验中，测量O2体积的装置是 (选填图1中“A”“B”“C"编号)。    (4)实验结论： 。 (5)丙同学用如图2装置进行实验，通过比较 也能达到实验目的。 2．在野外生存训练中可通过如图所示“钻木取火”的方法取得火种。同学们对用手快速转动取火棒就能使火引子产生火苗的现象提出质疑，并在实验室和老师一起展开如下探究。    【提出问题】燃烧的条件是什么？ 【作出猜想】 (1)猜想一：燃烧需要可燃物 猜想二：燃烧需要可燃物和氧气 猜想三： 。 【进行实验】 (2)   实验步骤 实验现象 实验结论 步骤一：分别在酒精灯火焰上同时加热片刻蘸有酒精和水的棉球 猜想三正确 步骤二：将乒乓球和滤纸片放在一块薄钢板的两侧，加热钢片中部，如图所示：    步骤三：在老师指导下，组装了以下装置。其操作方法是先关闭止水夹K1，打开止水夹K2，将乙装置注射器中盐酸推入锥形瓶，再向烧杯中倒入80℃的热水，进行第一次观察现象。然后关闭止水夹K2，打开止水夹K1，将甲装置注射器中的过氧化氢溶液推入锥形瓶，进行第二次观察现象。    能说明可燃物燃烧需要氧气的现象是               　 【实验反思】 (3)步骤一中，若加热时间足够长，观察到的现象是 。 (4)“钻木取火”时适合做“火引子”的材料应具备的性能是 。 (5)野外用火结束后，你认为应采取的灭火措施是 。 3．干电池在生活中十分常见。某中学化学兴趣小组在老师的指导下展开了关于干电池的项目化学习之旅。 任务一：查阅资料，模拟干电池的反应 （1）干电池属于化学电源中的原电池。小郭通过查阅资料，组装了一个原电池装置（如图1），观察到锌片溶解，碳棒上有气泡产生，同时电流表的指针发生偏转，说明有电流产生。收集一试管气体，点燃后可听到爆鸣声，则该气体是 。 任务二：观察和拆解废旧干电池，在实验室中回收利用 （2）小明用钳子和剪刀将废旧电池拆解（如图2），将锌皮和碳棒取出。拆下来的锌皮可与稀硫酸反应制氢气，该反应的化学方程式为 ，碳棒可以继续做电极，是因为其具有 性。 任务三：探究黑色固体A的成分 【猜想假设】黑色固体A可能是炭黑、铁粉、氧化铜、四氧化三铁或二氧化锰等物质。 【查阅资料】四氧化三铁有磁性；二氧化锰不溶于稀盐酸且不与稀盐酸反应。 【探究实验】小周向装有黑色固体A的烧杯中加入适量的水搅拌，静置后过滤，得到滤渣和滤液。取滤渣进行以下实验，请完成下列实验报告： 实验步骤 实验现象 实验结论 ①将干燥的滤渣与磁铁接触 没有物质被磁铁吸引 （3）滤渣中不含 ②取少量滤渣于试管中，加入足量稀盐酸 溶液无色；仍有黑色不溶物 （4）滤渣中不含 ③另取少量滤渣于试管中，加 入适量的过氧化氢溶液，同时 插入带火星的木条 （5） 滤渣中含有二氧化锰 【交流讨论】 （6）小杜同学认为，只需做步骤③就可以得出滤渣中含有二氧化锰的结论。判断小杜同学的说法是否正确并说明理由 。 任务四：对环境的影响 （7）废旧电池中含有Cu、Zn、Hg、Pb等金属元素，其中 （填写一种元素名称）属于有害元素。废旧电池若直接丢弃，危害是 。 4．物质制取是化学研究的重要方面，而实验探究是获得结论的重要手段。 Ⅰ、氧气的实验室制取 (1)认识仪器和操作：图中仪器a是 。F的操作说明装置气密性好的现象是 。 (2)反应原理：用高锰酸钾制氧气化学方程式为 。 (3)会选装置：采用高锰酸钾制取氧气，选择的发生装置是 。此发生装置应做的改动是 。 (4)气体收集：采用E装置收集氧气。判断已收集满的方法是 。 (5)认知提升：下列各图所示装置的气密性检查中，漏气的是___________。 A． B． C． D． Ⅱ、有关氧气的实验探究 【发现问题】小明在实验中不小心把收集满氧气的集气瓶碰倒。立即扶起后发现：剩余氧气仍能使带火星的木条复燃。那么，使带火星的木条复燃的氧气浓度的最低值是多少呢？小明对此展开探究： 【进行实验】取5只集气瓶，编号为①、②、③、④、⑤，分别装入其总容积10%、20%、30%、40%、50%的水。用排水法收集氧气，恰好把5只集气瓶中的水排出。将带火星的木条依次插入①~⑤号瓶中，记录实验现象。 集气瓶编号 ① ② ③ ④ ⑤ 收集的占容积的体积分数(%) 10 20 30 40 50 带火星木条的状况 微亮 亮 很亮 复燃 复燃 【资料收集】集气瓶中氧气的体积分数=收集的氧气占容积的体积分数＋瓶中空气占容积的体积分数×21%。 【问题解答】 (6)氧气可以采用排水法收集是因为 。 (7)利用带火星的木条检验氧气是利用氧气的 性。 (8)通过该实验可知，使用带火星的木条验满氧气的方法是 (填“可靠”或“不可靠”)的。 5．同学们测定和探究影响反应速率的因素，设计了如下系列实验。 Ⅰ.甲同学测定室温下H2C2O4溶液与用硫酸酸化的KMnO4溶液的反应速率。实验时，先分别量取两种溶液，然后倒入试管中迅速振荡混合均匀，开始计时。该小组设计了如下的方案。 H2C2O4溶液 酸性KMnO4溶液 浓度/ 体积/mL 浓度/ 体积/mL 5.0 6.0 2.0 4.0 (1)写出H2C2O4与酸性KMnO4反应的离子反应方程式： 。 (2)实验测得酸性KMnO4溶液褪色所用的时间为10s，忽略混合前后溶液体积的微小变化，这段时间内平均反应速率v (KMnO4)= 。 (3)在实验中发现高锰酸钾酸性溶液和草酸溶液反应时，开始一段时间反应较慢，溶液变色不明显；但不久突然褪色，反应明显加快。某同学认为是反应放热导致溶液温度升高所致，重做B组实验，测定反应过程中不同时间溶液的温度，验证是否是因为温度升高所致。结果如表： 时间/s 0 2 4 6 8 10 温度/℃ 20 21 21 21.5 22 22 ①结合实验目的与表中数据，你得出的结论是 。 ②从影响化学反应速率的因素看，你认为还可能是 的影响。若用实验证明你的猜想，除了酸性高锰酸钾溶液和草酸溶液外，还需要选择的试剂最合理的是 （填字母）。 A．硫酸钾    B．水     C．二氧化锰     D．硫酸锰 Ⅱ.乙同学利用控制变量法探究影响硫代硫酸钠与稀硫酸反应速率的因素时，设计了如下系列实验： 实验序号 反应温度/℃ Na2S2O3浓度 稀硫酸 H2O V/mL c（mol/L） V/mL c（mol/L） V/mL ① 20 10.0 0.10 10.0 0.50 0 ② 40 V1 0.10 V2 0.50 V3 ③ 20 V4 0.10 4.0 0.50 V5 (4)该实验①、②可探究 对反应速率的影响，实验①、③可探究硫酸浓度对反应速率的影响，因此 。 6．完成下列小题 (1)硝酸铵和碳酸钾是两种常见的化肥。某校实验室中有两瓶失去标签的白色固体，已知是硝酸铵和碳酸钾中的各一种，小雪和小童同学想用化学方法确定各是哪种物质，并进行了实验探究。 ①小雪各取两种白色固体少量，分别加入AB两支试管中，分别滴加足量的水溶解，振荡，观察到AB试管中的白色固体都逐渐全部溶解，用手触摸试管外壁，感觉A试管外壁温度明显低于B试管外壁。则可判断A试管中加入的白色固体是 (填化学式)。 ②小童选取了下列四种试剂，分别进行鉴别实验，其中有一种试剂不能根据明显现象进行鉴别。则这种试剂是 (填选项序号之一)。 A．溶液    B．稀盐酸    C．溶液    D．溶液 (2)已知某无色溶液A中的溶质可能是和或两者之一，另有一固体混合物B，其中可能含有三种物质中的两种或多种。按如图所示进行探究实验，出现的现象如图中所述。(设过程中所有发生的反应都恰好完全反应)    试根据实验过程和和图示提供的信息，进行分析推理，回答下列问题： ①气体C的化学式为 ，沉淀E的化学式为 。 ②滤液F中一定大量存在的阳离子为 (填离子符号)。 ③写出步骤Ⅲ中可能发生反应的化学方程式 。 ④根据上述实验现象判断，在无色溶液A里，还不能确定存在的物质是 (填化学式)。为进一步确定其是否存在，可取少量滤液D进行再实验。请简要说明实验操作步骤、发生的现象及结论： 。 7．研究性学习小组选择“过氧化氢生成氧气的快慢与什么因素有关”的课题进行探究，以下是他们探究的主要过程： 假设：过氧化氢生成氧气的快慢与催化剂种类有关 实验方案：常温下，在两瓶相同体积的过氧化氢溶液中分别加入相同质量二氧化锰和红砖粉，测量各生成一瓶（相同体积）氧气所需要的时间。 进行实验：如图是他们进行实验的装置，此实验中B处最宜采用的气体收集方法是： 。 实验记录： 实验编号 1 2 反应物 6% 过氧化氢溶液 6%过氧化氢溶液 催化剂 1g红砖粉 1g 二氧化锰 时间 152s 35s 结论：该探究过程得出的结论是 。 反思：过氧化氢在常温下分解缓慢，加入二氧化锰或红砖粉后反应明显加快，若要证明二氧化锰或红砖粉是该反应的催化剂，还需要增加实验来验证它们在化学反应前后的 和 是否改变。 8．某化学兴趣小组对“空气中氧气含量的测定”展开学习。 【经典赏析】 (1)二百多年前，法国化学家拉瓦锡用图1装置定量研究了空气的成分，得出了空气是由氧气和 (填物质名称)组成的，其中氧气约占空气总体积的 。 【实验探究】同学们按照图2所示装置，进行了分组实验。 实验结束后，同学们整理数据如下。(注：集气瓶中空气体积为100mL) 组别 1 2 3 4 5 进入水的体积/mL 20 21 19 20 22 (2)请选择其中一组数据，计算空气中氧气的含量： (写出计算过程)。 (3)红磷足量的目的是 ，写出红磷燃烧的化学方程式 。通过实验还可以推断出集气瓶中剩余气体的主要化学性质是 。 (4)若将红磷换成碳粉则实验不能成功，你分析原因是 。 【实验改进】兴趣小组同学设计了图3所示装置，选用容积为40mL的试管作反应容器，注射器活塞初始位置在20mL刻度处，活塞与内壁摩擦力及连接管空间容积忽略不计。 (5)实验前，该兴趣小组的同学打开弹簧夹，将注射器活塞从20mL刻度处向左推至15mL刻度处，然后松开活塞，观察到活塞返回至20mL刻度处。该操作的主要目的是 。 (6)开始实验时，先将弹簧夹松开，给足量的红磷加热，红磷燃烧后，一开始活塞的运动方向为 。反应完全并冷却至室温后，注射器活塞最终将停留在约 (填整数)mL刻度处。 9．某化学探究小组在实验室做Al与CuSO4溶液反应的实验，请你和他们一起完成。 (1)小明将Al丝插入到盛有CuSO4溶液的试管中，发现无明显现象，他非常困惑。小红告诉他这是因为 ，并告诉了他处理的方法。他按照小红告诉的方法重新做了该实验，他发现Al丝表面有红色物质析出，该反应的化学方程式为 。他还发现Al丝表面析出红色物质的同时有气泡产生，这一现象激发了小组同学的探究欲望，产生的气体是什么呢？ ［提出猜想］ (2)同学们认为该气体可能是SO2、H2、N2中的一种或几种。老师说不可能是N2，理由是 。 然后同学们提出猜想：①小明认为若是H2。 ②小红认为若是SO2。 ［查阅资料］SO2的性质与CO2相似，能溶于水，能与氢氧化钠反应。 ［设计方案］同学们为验证猜想，设计了如下方案： 将产生的气体通过盛有NaOH溶液的洗气瓶中，称量在通气前后洗气瓶的质量，并将剩余气体通过灼热的CuO，观察现象，即可验证谁的猜想正确。 [实验探究］小组同学合作设计了下图所示装置来验证猜想的气体。 [实验步骤及现象]先称量装置甲的质量，再将收集的气体从A端通入，过一会儿后点燃乙处酒精灯；一段时间后，发现黑色的铜丝网变为光亮的红色；停止加热再停止通气体，再次称量装置甲的质量，发现质量无变化。 [实验结论] (3)Al丝插入到CuSO4溶液时，产生的气体是 ，CuSO4溶液中可能含有的物质是（写化学式） 。 [实验反思]若不用称量装置甲的质量，如何判断SO2与NaOH溶液发生了反应呢？ (4)小华又设计了上图所示的装置进行实验，她发现试管内液面上升了，于是他得出结论:SO2与NaOH溶液发生了反应。SO2与NaOH反应的化学方程式为 。 (5)小张认为这一方案不严谨，不足以说明SO2与NaOH溶液确实发生了反应，理由是 。 (6)要得到科学严谨的结论，小张思考后，仍用该装置，将NaOH溶液换成水做实验，只需比较 即可判断SO2与NaOH溶液是否发生了反应。 10．84消毒液是一种无色或者淡黄色具有刺激性气味的含氯消毒剂，有效成分为次氯酸(NaClO)。广泛用于医院、宾馆、旅游、家庭等的卫生清毒。某化学兴趣小组对该消毒液进行如下一系列探究。 [查阅资料] 84消毒液不稳定，其杀菌作用主要依靠有效氯，有效氯越高杀菌效果越好。 探究一：84消毒液中有效氯含量的稳定性。0.5%的84消毒液在不同温度、不同存放时间下的有效氯含量： 存放时间(h) 不同温度下，有效氯存留率 60℃ 70℃ 80℃ 90℃ 0 (对照) 100% 100% 100% 100% 3.0            94.66% 88.05% 6.0      96.66% 89.67% 74.69% 12.0 94.75%   93.32% 62.62%         [解释与结论] 综合分析探究一中数据，在其他条件不变时，0.5%的84消毒液有效氯存留率受温度和时间的影响，其影响的变化趋势是 ；存84消毒液应注意的问题是 。 探究二：84消毒液、H2O2溶液都是常用消毒剂，兴趣小组对两种消毒剂进行了如下探究活动。 [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 ， (分别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 ，具有类似分解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，并检查装置气密性。    ②向锥形瓶中加入30mL84消毒液，注射器中吸入25mLH2O2溶液。 ③将注射器中的H2O2溶液平均分5次推入锥形瓶中：每次推入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。 第一次 第二次 第三次 第四次 第五次 收集气体的总体积/mL 140 280 365 x 375 （1）分析表中数据得出“猜想一正确”，其依据是 （2）表中的数据x= [分析讨论]NaClO与H2O2溶液反应除生成氧气外，还生成氯化钠(NaCl)和水，该反应的化学方程式为 [拓展反思]生活中常用消毒剂除84消毒液、H2O2溶液外，还有75%酒精等。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 。 A．不同的消毒剂都可随意混合使用 B．使用84消毒液的温度越高效果越好 C．使用75%酒精消毒应远离明火，防止火灾 D．H2O2溶液、75%酒精等消毒剂均应密封保存 11．小晶同学利用下图装置对“久未开启的菜窖内气体成分”进行探究： 请写出白磷燃烧的化学方程式 。 【提出问题】菜窖内的气体中氧气的体积分数是多少？ 【进行实验】如图装置，注射器的活塞上预先固定足量的白磷固体（白磷固体的体积忽略不计），步骤如下： 步骤 现象 ①抽取10mL菜窖内气体，用透明胶带把活塞固定在10mL刻度处 ②连接乳胶管，关闭止水夹，用太阳凹透镜聚集太阳光加热白磷，使白磷燃烧 ③冷却至室温后，打开止水夹。 注射器内有1.9mL液体进入 依据上述数据，小晶同学得出菜窖内气体中氧气的体积分数为19%，同组的小华同学不同意此结论，理由是 。 【继续实验】小华同学将烧杯中的液体换成了 ，按照小晶同学实验②③的操作补做了实验，最终注射器内有0.9mL液体； 【结论】利用小华改进后的装置进行实验，计算出了菜窖中氧气的含量。菜窖中二氧化碳的体积分数为 （精确到1%）。 【实验反思】已知空气中二氧化碳达到1%会使人头晕、心悸，因此进入久未开启的菜窖前应该 。 12．化学实验不仅能提高同学们对化学学习的乐趣，更能提高动手能力。 （1）某化学小组用厨房里的物质进行以下实验，合理的是 。 A 用食醋浸泡除去水壶里的水垢        B 用铁刷清洗铝锅上的油渍 C 用食盐水检验自来水的酸碱性        D 用打火机检验煤气是否泄漏 （2）该小组在社会实践活动中，考察了某工厂的废水（无色）处理流程，并取该厂未经处理的废水样品进行测定分析： ①用紫色石蕊溶液检验废水的酸碱性，石蕊溶液呈红色，于是该兴趣小组确定该废水中一定含有 （填离子符号） ②另取该废水少量，滴加适量Ba（NO3）2溶液，有白色沉淀产生，说明该废水中一定含有的酸根离子是 。 ③活动后小组同学推测该厂废水处理时可以加入 ，使废水达到中性后再排放。 （3）已知该工厂废水中除含有以上离子外，还含有Mg2+，该兴趣小组继续进行探究，验证废水中含有Mg2+，进行了如下实验： 实验步骤 实验现象 实验结论 取少量废液于试管中，向试管中逐滴滴加NaOH溶液 刚开始试管中 ；一会儿可以看到试管中 。 废液中含有Mg2+ 写出有关反应的化学方程式 （写一个即可）。 （4）乙炔（C2H2）是一种重要的化工原料。常用碳化钙（CaC2）与水反应制取乙炔，同时产生氢氧化钙。若要制取1.3g乙炔气体，理论上需要碳化钙的质量是多少 ？ 13．重庆实验外国语学校网课期间举行了线上科技文化节，通过以下三个探究环节的同学可获得“化学小探究家”的称号，现邀请同学们一起争夺此项殊荣。 【环节Ⅰ】夯实基础关： (1)使用A装置制备氧气时发生反应的化学方程式为 。 (2)实验室制取纯净的氢气可选用的发生和收集装置组合为 (从A-E 中选择) (3)若用水将图F所示的氧气从瓶内排出，届时氧气会从 (填“a”或“b”)端导管口排出。 【环节Ⅱ】能力提升关： (4)装置A中对比 (填编号)处的现象即可证明燃烧的条件之一是温度需达到可燃物的着火点。 (5)装置B中CO2使石蕊溶液浸湿的小花变红的原因是 (用化学方程式作答)。 【环节Ⅲ】终极挑战关 为检验某氢气和二氧化碳的混合气体中是否含有CO，现将该混合气体通入下列装置进行检验，实验装置如图所示： (6)装置A中应盛放的试剂是 (填名称)；装置B的作用是 。 (7)若看到D装置中黑色粉末变红色，不能认为混合气体中一定含有CO，在整个检验过程中，还要观察到 现象时，才能证明混合气体中一定含有CO。 (8)D装置中氧化铜发生了 反应(填“氧化”或“还原”) (9)该实验探究装置有何缺陷？ 。 14．暖贴发热是利用了铁粉生锈放出热量的原理，某小组同学设计并进行实验，探究铁生锈的条件及影响生锈速率的因素。 Ⅰ.探究铁生锈的条件 某兴趣小组对实验进行了创新设计，如右图所示。 取3段光亮无锈的细铁丝，绕成螺旋状，放入3支干燥洁净的试管底部，实验保证足够的时间。 （1）实验①②无明显现象，实验③中铁丝生锈，铁生锈实际上是铁与空气中的 发生反应的结果。 （2）当铁丝足量，时间足够长，实验③进入试管内的水的液面约上升 ，若该实验用来测定空气中氧气含量则优点是 。 Ⅱ.探究影响铁生锈速率的因素 [查阅资料]暖贴的发热材料主要有铁粉、活性炭、食盐、水等物质。 [猜想假设] ①活性炭能加快铁粉生锈的速率。②食盐能加快铁粉生锈的速率。 [进行实验]下表是2g铁粉、5g水与不同量活性炭、食盐均匀混合后，在10分钟内温度上升的实验记录。 实验编号 活性炭/g 食盐/g 温度上升值/°C 1 0 0 0.1 2 0.2 0 22.0 3 0 x 3.1 4 0.2 0.1 56.3 [解释与结论] （1）表中x的值为 。 （2）对比实验1和3，得出的结论是 。 （3）欲得出结论“活性炭与食盐同时存在会大幅度加快铁生锈速率”，需要对比 (填实验编号)。 [反思与评价] （4）暖贴在使用前要注意 。 15．“固体酒精”是火锅常用的一种燃料。某化学兴趣小组的同学对“固体酒精”产生了好奇，于是对其成分进行如下探究。 【查阅资料】a．固体酒精是用酒精、氯化钙和氢氧化钠按一定的质量比混合制成。 b．氯化钠、硝酸钠、氯化钙、硝酸钙、氯化钡、硝酸钡溶液均呈中性。 【提出问题】固体酒精中氢氧化钠是否变质？ 【作出猜想】猜想一：固体酒精中含有的成分为酒精、氯化钙、氢氧化钠。 猜想二：固体酒精中含有的成分为酒精、氯化钙、氢氧化钠和 。 【实验一】（1）取少量固体酒精于烧杯中，加足量的水充分溶解后静置，发现杯底有白色沉淀，产生沉淀的化学方程式为 ，由此说明氢氧化钠已变质。 【实验二］（2）为进一步确定氢氧化钠的变质程度，小全同学取烧杯上层清液于试管中，按下图方案进行实验。 方案 现象 结论 溶液变红 溶液中有氢氧化钠 小铭同学认为小全同学的实验不能证明清液中一定有氢氧化钠，理由是 。 他们讨论后重新设计实验方案：另取烧杯中上层清液，加足量 溶液，充分反应后滴加酚酞溶液，酚酞溶液变红。该方案中加足量溶液的目的是 。 【实验结论】固体酒精中的氢氧化钠部分变质 【拓展应用】要除去部分变质的氢氧化钠溶液中的杂质，可选择适量的 。 A．Ba（OH）2溶液B．CaCl2溶液C．Ca（OH）2溶液D．Ba（NO）3溶液 【实验三】（3）小英同学将实验二的方案进行定量化处理，来检测固体酒精中氢氧化钠的变质程度，她取10g样品溶于90s水中，向其中滴加过量稀硫酸，充分反应，测得产生气体的质量为0.44g。则该样品中碳酸钠的质量分数是 。 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 $$