2024年中考化学复习专题：科学探究题

2024年中考化学复习专题：科学探究题 1．类比法是化学研究物质的重要方法之一，草酸的化学性质与碳酸相似。已知碳酸易分解，草酸在受热条件下也分解，仅生成三种氧化物。某校研究性学习小组对此展开探究： （1）小明首先根据草酸中含有 元素，可推测生成物中含有水。 （2）小明对分解生成的其他产物进行推测、验证。 【假设一】生成物中有二氧化碳。 实验一：将生成的气体通入澄清石灰水中，实验现象是 ，请写出该反应的化学方程式 。小明据此判断生成物中含有二氧化碳。 【假设二】生成物中有一氧化碳。 实验二：小明用下图装置进行实验，从而证明生成物中含有一氧化碳。 请回答：A装置中的实验现象是 。 （3）小芳认为，小明的“实验二”不需要B装置也能够推断出生成物中含有一氧化碳，你是否支持小芳的观点： （填“支持”或“不支持”），请说出你的理由： 。 （4）小红认为，从环保的角度看，“实验二”装置有一个缺陷，请你指出该缺陷： ，处理的两种方法是： 、 。 （5）为避免有毒的CO污染空气，所以含碳元素的物质燃烧必须满足的条件是 。 2．某化学兴趣小组在老师的指导下对家里久置的炉具清洁剂进行如下的探究（假设表面活性剂对探究过程无影响）。 【提出问题1】炉具清洁剂是酸性还是显碱性？ 【实验探究】 (1)小红同学用试纸测得炉具清洁剂的 （填“>”、“<"或“=”）7，说明炉具清洁剂是碱性。 【提出问题2】标签上的无机碱是指碳酸钠还是氢氧化钠？ 【实验探究】小明同学进行了如下所示的实验。 【获得结论】 (2)实验中产生的气体是 （填名称），据此实验，小明同学得出炉具清洁剂中的无机碱是碳酸钠。 【反思评价】 (3)小组同学讨论后，认为小明的结论是错误的，原因是 。 【补充实验】小明同学另取少量新开封的炉具清洁剂于试管中、向其中加入足量稀盐酸，观察到无明现象，证明该无机碱是氢氧化钠。 【深入探究】小芳同学向烧杯乙溶液中滴加无色酚酞溶液后无明显现象。 【提出问题3】烧杯乙中的溶质除酚酞外还有什么？ 【作出猜提】 (4)猜想I：含有；猜想Ⅱ：含有 。 【实验探究】 (5)小芳同学取少许烧杯乙中的溶液于试管中，向其中加入某种金属单质，观察到产生气泡，溶液变为浅绿色，得出猜想Ⅱ成立。该反应的化学方程式为 。 【反思评价】 (6)向烧杯乙中加入下列物质，也可以得出猜想Ⅱ成立的是______（填序号）。 A．紫色石蕊溶液 B．氧化铜粉末 C．氢氧化钠溶液 D．硝酸银溶液 3．教材中“分解过氧化氢制氧气的反应中二氧化锰的催化作用”，以及“寻找新的催化剂”研究性实验，引起了化学探究小组的兴趣。 【提出问题】氧化铁(Fe2O3)能否作过氧化氢溶液分解的催化剂？如果能，其催化效果如何？ 一、完成上述实验探究表格中的空格。 【实验探究】 实验步骤 实验现象 I.分别量取5mL5%过氧化氢溶液放入A．B两支试管中，向A试管中加入0.5g氧化铁粉末，并分别在A．B两支试管中插入带火星木条，观察现象。 A试管中产生气泡，带火星的木条复燃，B试管 。 II.待A试管中没有现象发生时，重新加入过氧化氢溶液，并把带火星的木条伸入试管，如此反复多次试验，观察现象 试管中均产生气泡，带火星的木条均复燃。 III.将实验II中的剩余物小心过滤，并将所得滤渣进行洗涤、干燥、称量。 所得固体质量为 g。 IV.分别量取5mL5%过氧化氢溶液放入C．D两支试管中，向C试管中加入0.5g氧化铁粉末，向D试管中加入0.5g二氧化锰粉末，观察现象。 二、继续完成以下问题： 【实验结论】 （1）A中产生的气体是 。 （2）实验II、Ⅲ证明：氧化铁的 和 在反应前后均没有发生变化，可以作过氧化氢分解的催化剂； （3）写出氧化铁催化过氧化氢分解的化学方程式 。 【实验评价】 （4）若实验IV观察到D试管中产生气泡的速率更快，由此你可以得到的结论是 。 4．许多物质燃烧都伴随发光、放热的现象，王刚同学认为有发光、放热现象的变化不一定是化学变化，王刚和小组的同学对此展开了探究。 【知识回顾】 (1)化学变化的本质特征是 。 【提出问题】有发光、放热现象的变化都是化学变化吗? 【猜想与假设】猜想1：都是化学变化；猜想2：不一定都是化学变化 【实验与分析】同学们设计了下列实验来验证自己的猜想： (2)将干冷的烧杯罩在燃烧的蜡烛火焰上，观察到：烧杯内壁出现 ；手摸烧杯壁有发烫的感觉。 (3)将烧杯迅速倒置，向其中加入少量澄清石灰水，振荡。观察到 。 (4)分析：蜡烛燃烧产生的新物质是 ，蜡烛燃烧为 (填“化学”或“物理”)变化。 (5)观察白炽灯(灯丝为钨丝)： 通电前 通电中 通电后 灯丝为银白色固体 发出白光，手摸灯泡有 感觉 灯丝为银白色固体 (6)分析：通电前后，钨丝本身没有发生变化，灯泡通电发光、放热属于 (填 “化学”或“物理”)变化。 【实验结论】 (7)猜想 (填“1”或“2”)正确。 5．小茗同学在学习完酸、碱、盐的化学性质后，进行了如图所示的实验，，请你来参与她的探究活动并回答下列问题。 （1）甲试管中的化学反应前后数目没有减少的离子是 ，当小茗同学观察到试管中出现 的现象时，得出了氢氧化钠溶液和稀盐酸恰好完全反应的结论。 （2）乙试管中两种溶液不能发生反应，理由是 。 （3）实验结束后，小若同学将三支试管内的物质全部倒入同一个干净的废液缸中，观察到白色沉淀明显增多，废液缸中液体始终呈红色，为了得出废液缸中废液的溶质成分，小茗同学进行了以下的实验探究。 【提出问题】 （4）丙试管中一定有剩余的物质是 。 （5）废液缸中废液的溶质成分有哪些？(酚酞除外) 【进行猜想】 猜想一：NaC1、NaOH、BaCl2；猜想二：NaCl、NaOH；猜想三： 。 【设计实验】请你帮助小茗同学设计实验方案，证明猜想一成立。 实验步骤 实验现象 实验结论 取少量废液缸中的废液于试管中加入 溶液，充分反应。 猜想一成立 【反思拓展】废液缸中的白色沉淀成分是 。(写出化学式) 6．某兴趣小组在实验室里探究常见酸、碱、盐的性质时，发现实验台上摆放的药品中，有一瓶未盖瓶塞且标签破损的溶液(如图)，他们决定对这瓶溶液的成分进行探究。    【提出问题】这瓶溶液的溶质是什么？ 【已知信息及查阅资料】 （1）老师告诉，初中阶段酸、碱、盐的性质实验中常用到含钠元素的物质有氯化钠、硫酸钠、硝酸钠、氢氧化钠、碳酸钠、碳酸氢钠。 （2）碳酸氢钠溶液与氯化钙溶液不反应：氯化钙溶液呈中性。 （3）氯化钠溶液、硫酸钠溶液以及硝酸钠溶液均显中性，氢氧化钠溶液、碳酸钠溶液以及碳酸氢钠溶液都显碱性。 小组同学首先测定了溶液的pH，进而排出了溶质是氯化钠、硫酸钠和硝酸钠的可能，他们的根据是 。 【提出猜想】猜想一：氢氧化钠       猜想二：碳酸钠       猜想三：碳酸氢钠 【设计并进行实验】 ①小军取少量溶液于试管中，向其中滴加过量的 ，发现有气泡产生，于是他认为猜想一是错误的。 ②小军另取少量溶液样品于试管中，向其中加入过量的氯化钙溶液，观察的现象是 ，进而推测出猜想二正确。该反应的化学方程式为 。 ③小刚认为该溶液的溶质不一定是只有碳酸钠，也可能是原溶液为氢氧化钠，在空气中发生了变质。氢氧化钠变质的化学方程式为 。 ④小组认真讨论了方案以后，将小军实验后的混合物过滤，然后向滤液中加入了几滴酚酞溶液，根据现象断定溶液中确实还存在氢氧化钠。观察到的现象是 。 【实验结论】这瓶溶液的原溶质是氢氧化钠，瓶内溶液已经 (选填“完全变质”或“部分变质”)。 7．实验室有一瓶长期暴露在空气中的氢氧化钠固体样品，观察发现，样品表面有白色粉末。某兴趣小组的同学对该样品的成分及含量进行了探究。 【提出问题1】该样品中含有哪些物质？ 【做出猜想】通过分析，做出如下猜想： 猜想Ⅰ：已完全变质，该样品中只含Na2CO3； 猜想Ⅱ：部分变质，该样品中含有NaOH和Na2CO3。 【查阅资料】 ①碱性的Na2CO3溶液可以与中性的CaCl2溶液发生复分解反应； ②CO2在饱和的碳酸氢钠溶液中几乎不溶解。 【实验探究1】 为确定该样品的成分，小明设计了如下实验方案请你一起完成下列实验报告。 实验操作 实验现象 实验结论 ①取少量样品溶于水，加入 有白色沉淀产生 该反应的化学方程式为 ②将上述反应后的混合液过滤，取滤液加 入 猜想Ⅱ成立 【提出问题2】如何测量该部分变质样品中碳酸钠的质量分数？ 【实验探究2】 小红同学设计了如图所示的装置（铁架台略去），实验在27℃，101kPa下进行，步骤如下： ①按图连接好装置； ②用托盘天平准确称取该样品2g，放入A中试管内，向B集气瓶中倒入饱和的碳酸氢钠溶液至瓶颈处； ③向分液漏斗中加入稀硫酸，打开活塞，让稀硫酸滴入试管中至过量，关闭活塞。反应结束后，量筒中收集到饱和的碳酸氢钠溶液220mL。 请回答下列问题： （1）在实验步骤①和②之间，还缺少一实验步骤，该实验步骤是 。 （2）B中集气瓶盛装的饱和的碳酸氢钠溶液不能用水代替，其理由是 。 （3）试管中原有的空气对实验结果是否有明显影响？ （选填“有”或“没有”）。 【提出问题3】怎样提纯该样品得到纯净的氢氧化钠固体？ 【实验探究3】 为得到纯净的氢氧化钠固体，小亮设计了如下图所示的实验流程。 （4）该实验最终所得氢氧化钠固体质量 （选填“大于”“等于”或“小于”）变质后样品中氢氧化钠的质量。 注意：若答对第（5）（6）小题奖励3分，化学试卷总分不超过40分。 【实验反思】 （5）通过本题，你学会了定性检验氢氧化钠的变质、定量测定变质后某成分的含量，以及除杂提纯物质。为了得到可靠的实验结果，探究过程中你需要思考问题有 （填数字序号）。 ①选择试剂种类②确定试剂用量③试剂产地④实验装置与步骤的设计⑤实验安全环保⑥测量中减少误差 （6）实验探究1中的检验和实验探究3中的除杂都将碳酸钠进行了转化，但二者目的不同，分别是 、 。 8．化学兴趣小组的同学们开展了如下两个探究活动： 活动一：探究金属锰在金属活动性顺序表中的位置 【查阅资料】锰是一种灰白色金属，氯化锰(MnCl2)溶液呈浅粉色 【猜想假设】将Mn与Al、Cu做对比，提出如下猜想： 猜想1：Mn>Al>Cu    猜想2：     猜想3：Al>Mn>Cu 【实验探究一】 编号 操作 现象 1    A试管中锰丝表面有气泡产生，溶液由无色变为浅粉色；B试管中一直无明显现象 2 C试管中铝丝表面有固体析出，溶液由浅粉色变为无色；D试管中锰丝表面有固体析出，且溶液由 (填颜色变化) 【实验结论】猜想3成立。 【讨论交流】同学们认为，只用一只盛有少量稀硫酸的试管，合理安排金属丝(金属丝一次性消耗完稀硫酸)插入顺序，也能证明三种金属的活动性。如下方案设计正确的是 。 方案一：依次插入Mn、Cu、Al     方案二：依次插入Al、Mn、Cu 活动二：探究废液缸中溶液的溶质成分 同学们进行了如下图所示的两个实验，甲试管中反应的化学方程式为 。    实验结束后，将甲、乙试管反应后的溶液倒入废液缸，观察到溶液呈红色。 【提出问题】废液缸中溶液的溶质成分是什么？ 【查阅资料】硝酸钡溶液呈中性 【实验探究二】 编号 操作 现象 3 取少量废液于试管中，加入过量的硝酸钡溶液 ，溶液仍为红色 4 向上一步操作后的试管中加入足量稀硝酸 白色沉淀不溶解，溶液呈无色 【实验结论】废液中含有Na2SO4和NaOH 【拓展迁移】若实验3中观察到的现象不变，实验4的现象为“白色沉淀部分溶解并产生气泡，溶液呈无色”，则原废液中含有的溶质为Na2SO4、NaOH和 (填化学式)。 9．“制氧机”在生产生活中的应用非常广泛，如保健、急救、大型化工生产等都需要制氧，使用时通过试剂发生反应产生氧气，某兴趣小组对家用制氧机开展了项目化学习。 【任务一】：认识便携式富氧机 市场上一些便携式富氧机是使用膜分离技术，在一定压力下，利用高分子膜的选择透过性功能来分离空中的氧气和氮气，滤透速率快的分子富集在膜的另一端，从而得到含氧量较高的富氧空气，工作原理如图1所示。 (1)空气通过氧气分离膜时，氮分子渗透速率 (填“大于”或“小于”)氧分子滤透速率。上述便携式制氧机富集氧气的过程属于 (填“物理变化”或“化学变化”)。 【任务二】：了解家用制氧机的工作原理 【信息检索】市面上常见的一种简易制氧机的工作原理如图2所示。A剂的主要成分是过碳酸钠，过碳酸钠是一种易溶于水的白色固体，受热易分解，溶于水生成碳酸钠和过氧化氢，B剂是一种难溶于水的固体。在反应仓内加入适量的水，先放A剂，再放B剂，即可分解产生氧气。 【表达交流】 (2)氧气能从加湿过滤仓中逸出，是因为氧气具有 的性质；根据已知信息推测，A剂的保存方法是 。 【交流讨论】 (3)学习小组在实验室中了解到双氧水和二氧化锰也可以用类似家用制氧机的固液不加热装置制取氧气，则该化学反应的化学方程式为 。 (4)某兴趣小组对双氧水制取氧气的催化剂进行研究，外界相同条件下，用如图装置完成表中实验： 编号 浓度相同的双氧水溶液质量/g 催化剂 催化剂质量/g 收集50mLO2所需时间/s 实验1 200 —— —— 500 实验2 200 MnO2 0.5 49 实验3 200 Fe2O3 0.5 58 实验4 200 KCl 0.5 154 ①表中所列3种催化剂的催化效果最佳的是 。 ②由实验1和实验4可知，KCl (填“有”或“无”)催化作用。 ③要比较氯酸钾分解反应中不同催化剂的催化效果，除了可以通过测量收集50mLO2所需时间这种方法外，还可以测量相同时间内 。 【任务三】：测定家用制氧机制得氧气的纯度 该兴趣小组为测定某家用制氧机制得氧气的纯度，设计了图3所示装置。实验时，打开止水夹a和b，向A中缓慢鼓入制氧机中导出的气体，至露出固体白磷后，关闭止水夹a和b。此时，A中水进入到B中200mL。然后用凸透镜聚光照射白磷，白磷开始燃烧：待白磷熄灭且装置冷却后，打开止水夹b，B中的水倒吸入A中，测得此时B中剩余水的体积变为30mL。 (5)该制氧机导出的气体中氧气的体积百分数是 。 10．化学兴趣小组课外实验时，取出镁条，发现久置的镁条有一层灰黑色的“外衣”他们把该镁条放入试管中，倒入一定浓度的盐酸，观察到有气泡产生，试管壁发烫。同学们对此气体成分产生了兴趣。 【提出问题】产生的气体是什么？ 【查阅资料】（1）灰黑色“外衣”中含有 （2）无水遇水由白色变为蓝色 【猜想假设】猜想一： 猜想二：和水蒸气 猜想三：、水蒸气和气体 (1)猜想三中有气体的理由是 。 【设计实验】为检测产生的气体成分，同学们设计如图所示装置进行实验（部分固定装置略去）    (2)B装置中出现白色沉淀，证明产生的气体中含有 ，写出有关的化学方程式 。 (3)C装置的作用是 。 (4)甲同学观察到装置中无水由白色变为蓝色，于是得出结论：产生的气体中一定含有。乙同学对此提出质疑，理由是 。 (5)若颠倒装置和C装置的安装顺序， （填“能”或“不能”）达到实验目的，原因是 。 【反思与评价】 (6)从安全角度考虑，你认为实验时应注意 。 11．某兴趣小组同学在进行“金属的物理性质和某些化学性质”的实验活动时，发现了一些“异常现象”，请你参与探究活动并回答有关问题： 探究活动一： 小明同学将铝丝插入硫酸铜溶液中，未发现明显的实验现象。 （1）请分析出现上述实验现象的原因： ； （2）为顺利完成实验，你建议如何操作？ 。 探究活动二： 兴趣小组根据你的建议重新进行实验，观察到溶液蓝色逐渐变浅至无色，铝丝表面有红色固体析出，同时有少量气泡产生。 【提出问题】生成的气体是什么？ 【查阅资料】硫酸铜溶于水中会生成微量的稀硫酸。 【猜想与假设】小华同学对生成的气体作出如下猜想： Ⅰ：SO2 Ⅱ：O2 Ⅲ：H2 【实验探究】验证猜想： 实验操作 实验现象 结论 1．招气入鼻法闻气体的气味 猜想Ⅰ不成立 2． 带火星的木条不复燃 猜想Ⅱ不成立 3．用小试管收集产生的气体，用拇子堵住试管口，移近火焰点火 试管内产生火焰，并伴有轻微的爆鸣声 猜想Ⅲ成立 【讨论与交流】根据以上探究，经过小组讨论后一致认为生成的气体是氢气。写出反应中生成氢气的化学方程式： 。 【拓展与反思】盐溶液的酸碱性是由盐的组成决定的。有的呈中性，如NaCl、K2SO4等溶液；有的呈酸性，如CuSO4、FeCl3等溶液；有的呈碱性，如 等溶液（请根据已有知识任举一例，写出其化学式）。 12．乙炔(C2H2)气体和氧气反应能产生高温火焰，工人师傅常用氧炔焰切割或焊接金属。乙炔由碳化钙(块状固体，化学式为CaC2)与水反应生成，同时生成一种白色固体。 【提出问题】白色固体是什么物质? 【做出猜想】小明经过思考认为有以下几种可能： 猜想一：CaO；猜想二： ；猜想三：Ca(OH)2。 他的依据是 。 【交流反思】经过同学们交流讨论，认为猜想一不成立。否定猜想一的理由是： 。 【进行实验】 (1)取少量白色固体放入试管中，滴加稀盐酸，没有观察到 ，证明猜想二不成立。 (2)取少量白色固体加入到水中，静置后取上层清液， ，有白色沉淀出现，证明猜想三成立。该反应的化学方程式为： 。 结论：白色固体是Ca(OH)2。由碳化钙与水反应制取乙炔的化学方程式为 【拓展应用】已知碳化钙与水反应非常剧烈，乙炔的密度比空气略小。实验室欲制取并收集纯净的乙炔，要求做到节约、安全、随时发生、随时停止，你选择的发生装置是 ，收集装置是 (选填图中装置序号)。 13．小华某天打开自己家的水龙头，发现自己家的自来水散发出刺激性气味。请教老师后得知，自来水厂用氯气来杀菌、消毒；氯气是一种有毒气体，会损伤人的喉黏膜和肺；氯气与水反应会生成酸。小华决定对氯气与水反应后的成分进行探究。 【提出问题】氯气溶于水后的生成物是什么? 【查阅资料】次氯酸（HClO）具有强氧化性，能杀死水中的细菌，起到消毒的作用，同时，次氯酸也具有漂白作用。 【猜想与假设】猜想1：反应后的生成物为HCl 猜想2：反应后的生成物为HClO 猜想3：反应后的生成物为 。 【实验探究】 实验操作 实验现象 实验结论 ①取少量反应后的溶液，滴加 溶液 产生白色沉淀 生成物中含有HCl ②取少量反应后的溶液，滴加紫色石蕊溶液 溶液先变红，后褪色 【实验结论】根据上述实验可得出猜想 正确。 【拓展与延伸】近年来有科学家提出，氯气会与水中的有机物反应，生成对人体有害的有机氯化物，因此，自来水厂采用二氧化氯（ClO2）代替氯气进行消毒。二氧化氯是一种红黄 色有强烈刺激性臭味的气体，其与水反应，生成次氯酸、氯气和一种供给呼吸的气体，其反应的化学方程式为 。 14．某化学小组在进行《蜡烛及其燃烧的探究》的活动与探究，请你帮其填写完整： 实验方法 现象 结论 (1)在蜡烛火焰上方罩一个干燥的烧杯 烧杯内壁出现水雾 (2)在蜡烛火焰上方罩一个用澄清石灰水湿润内壁的烧杯 蜡烛燃烧生成二氧化碳 (3)用火柴点燃蜡烛刚熄灭时产生的白烟 蜡烛 (填“能”或“不能”)被点燃 白烟是 固体小颗粒 15．水是生命之源，是人类宝贵的自然资源。    (1)如图1是自来水的生产过程。据图回答： ①该过程中使用的净水方法有 。 a．沉淀               b．过滤                  c．蒸馏                 d．结晶 ②现在很多家庭在家中自来水出口加装净水装置，清除水中有害物质，可直接输出符合国家标准的饮用水，该饮用水属于 。（选填“混合物”或“纯净物”） ③明矾作絮凝剂是因为与水反应生成氢氧化铝胶状物，氢氧化铝的化学式为 。 ④长期饮用硬水对人体健康不利。区分硬水和软水的试剂是 。 (2)兴趣小组利用如图2所示的装置探究水的组成。 ①电解水过程中没有发生改变的微粒是   （填名称）。 ②电解开始时，正极和负极产生气体的体积比小于1：2，可能原因为 （写一条即可）。 (3)拉瓦锡曾用水蒸气通过红热的铁制枪管制得氢气，兴趣小组利用下图装置研究水蒸气与铁的反应。    ① 取4.2g铁粉按上图进行实验，观察到A处玻璃管中灰色铁粉逐渐变黑，B处白色固体变为蓝色， B处无水硫酸铜的作用是 。 ②实验停止后，同学们对玻璃管中黑色固体的成分进行探究。 【提出猜想】黑色固体是含铁化合物。 【查阅资料】FeO和Fe3O4是常见的两种黑色含铁化合物；FeO遇空气会立即变为红棕色。 【进行实验】将黑色固体平铺与白纸上，试纸未见红棕色，可知黑色固体中不含 。 经称量，黑色固体为5.8g。 【交流反思】黑色固体中还可能含有铁粉，继续探究如下：（铁的氧化物均不与硫酸铜溶液反应） 实验操作 实验现象 实验结论 将黑色固体全部倒入烧杯并加入足量硫酸铜溶液。 黑色固体中不含铁粉 【实验结论】水蒸气与铁发生反应的化学方程式为 ，该反应 （填“能”或“不能”）证明水是一种化合物。 试卷第14页，共16页 试卷第1页，共15页 学科网（北京）股份有限公司 $$