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．蔗糖是生活中常见的一种物质，某兴趣小组对“蔗糖的组成”进行了探究。 【查找资料】：绿色植物能进行光合作用，有关反应的化学方程式为：6CO2+6H2OC6H12O6+XO2，则 X＝ ，生成的葡萄糖进一步转化为蔗糖。 【作出猜想】蔗糖一定含碳、氢元素，可能含氧元素，猜想的依据是 。 【实验验证】方案一：将蔗糖在空气中点燃，先用干冷玻璃片置于火焰上方，玻璃片上有水雾出现，再将蘸有澄清石灰水的玻璃片置于火焰上方，澄清石灰水变浑浊。 【质疑反思】有同学认为该方案不能确定否含有氧元素，理由是 。方案二：另选用下图装置检验蔗糖中是否含有氧元素，实验开始先通入氮气，一段时间后关闭弹簧夹，再点燃酒精灯给蔗糖加强热。 （1）观察现象：干冷的小烧杯 ，说明蔗糖中含有氢元素和氧元素。 （2）实验开始时，先通入一会儿氮气的原因是 。 （3）观察到硬质玻璃管残留有黑色固体，继续利用上图装置，设计实验证明该黑色固体是单质碳。实验过程和现象如下表： 实验过程 实验现象 实验结论 先在烧杯中加入 ，后通入氧气，点 燃酒精灯。 ①硬质玻璃管中的黑色固体剧烈燃烧， 发出 光； ② 。 该黑色固体为碳单质 写出上述实验过程中烧杯内发生的化学反应方程式： 。 【实验结论】蔗糖是由碳、氢、氧三种元素组成的。 【拓展交流】查阅资料得知蔗糖的化学式为C12H22O11.蔗糖在空气中完全燃烧生成H2O 和CO2，请写出蔗糖完全燃烧的化学反应方程式 。 2．老师配制植物生长营养液取用了一种同学们学过的氮肥。同学们对该氮肥的成分进行探究。 【猜想假设】猜想一：是尿素 猜想二：是碳酸氢铵    猜想三：是硫酸铵   猜想四：是氯化钾    猜想五：是氯化铵 【查阅资料】（1）碳酸氢铵受热易分解：（2）硫酸银微溶于水。 【讨论分析】通过讨论认为猜想四不成立，其原因是 。 【实验探究】（1）取样，加入熟石灰研磨，有刺激性气味的气体生成，则猜想 不成立。 （2）取样，加水溶解，滴入稀硝酸和硝酸钡溶液，观察到无 生成，说明猜想三不成立。 （3）取样加入试管中加热，有气体生成，将生成的气体通入澄清石灰水中，石灰水变浑浊。石灰水变浑浊的化学方程式是 ，则猜想二成立。 【反思评价】如要验证猜想五是否成立，可在实验步骤（2）所得溶液中滴入 。 【拓展应用】农田施用铵态氮肥时要避免与碱性物质混合施用，其原因是 。 3．类比法是化学研究物质的重要方法之一，草酸（C2H2O4）的化学性质与碳酸相似。草酸受热分解得到三种氧化物，某化学兴趣小组对草酸的生成物及有关性质进行了探究，请按要求回答相关的问题： 【提出猜想】猜想1.生成物是一氧化碳、二氧化碳和水蒸气的混合物。 猜想2.生成物是二氧化碳、水蒸气和二氧化硫气体的混合物 你认为不合理的猜想是 （填序号）。依据是 【查阅资料】（1）白色无水硫酸铜遇水会变为蓝色。 （2）向氯化钯溶液中通入CO产生黑色沉淀 【进行实验】为了检验兴趣小组的猜想，该小组同学将草酸的分解产物通过下图所示的装置。 【得出结论】（1）当装置中出现的实验现象是 ，证明猜想1正确 （2）草酸受热分解的化学方程式为 【实验反思】（1）装置A和B能否对调 （填“能”或“否”） （2）气球的作用是 4．《天工开物》一书中记载了池盐的制取方法。同学们对某池盐样品的成分很好奇，于是进行了探究。 【资料信息】 ①池盐的制取方法为将盐池内的清水引入旁边耕成畦垄的地里(引水入畦)。等到夏末秋初刮较大的南风(热风)时，颗盐可在一夜之间凝结而成(南风结熟)。 ②如果成盐时刮的是东北风或西风，会使气温骤降，造成氯化钠的晶体中因混有硫酸钠、硫酸镁晶体而“味苦色恶”。 ③硫酸镁、硫酸钠和氯化钠在不同温度下的溶解度如下表： 0℃ 10℃ 20℃ 30℃ 40℃ 硫酸镁 22g 28.2g 33.7g 38.9g 44.5g 硫酸钠 4.9g 9.1g 19.5g 40.8g 48.8g 氯化钠 35.7g 35.8g 36.0g 36.3g 36.6g 【知识应用】 (1)“南风结熟”利用的结晶方法是 。该结晶过程在实验室进行时需要用到玻璃棒搅拌，目的是 。 (2)如果成盐时刮的是东北风或西风，造成硫酸钠和硫酸镁晶体析出的原因 。 【提出问题】将某池盐样品加水溶解后得到溶液A．溶液A中除了氯化钠还有哪种溶质？ 【做出猜想】猜想一：硫酸镁；猜想二：硫酸钠；猜想三：硫酸镁和硫酸钠。 【进行实验】同学们设计并进行了如下实验。    【解释与结论】 (3)操作I的名称是 ，加入氢氧化钠溶液后，观察到 ，依据现象得出猜想二正确。 (4)小鹏取少量溶液B于试管中，滴加过量稀硝酸和硝酸银溶液，产生白色沉淀，得出溶液B中的溶质为氯化钠。小明则认为这一结论不准确，理由是 。另取少量溶液B于试管中加入碳酸钠溶液，证明小明的观点是正确的，该过程反应的化学方程式为 。 【拓展与交流】 (1)利用不同物质在不同温度下的溶解度差异，可以提纯固体。 (2)对样品进行检验时，需要同时考虑试剂的选择和用量。 5．蚊子、蚂蚁等叮咬人体后，会向人体注射蚁酸，使皮肤红肿、瘙痒。某兴趣小组同学对蚁酸产生了兴趣，决定对蚁酸进行探究。 【查阅资料】 ①蚁酸的化学名称叫甲酸，化学式为HCOOH。 ②蚁酸隔绝空气加热时会分解生成多种氧化物。 【提出问题】蚁酸分解生成哪些氧化物呢？ 【推测与猜想】 (1)根据蚁酸中含有 元素，推测分解产物中含有水。 (2)推测分解产物中还有碳的氧化物，并提出了三种猜想，猜想一：只有二氧化碳；猜想二：只有一氧化碳；猜想三： 。 【实验探究】 将蚁酸分解产生的气体通入下图装置来验证推测和猜想，装置B中的浓硫酸能够吸收水。 (3)用装置F验证蚁酸分解产物中有水，应连接在 处。(选填“Ⅰ或Ⅱ或Ⅲ或Ⅳ”) (4)为了防止装置D中石灰水倒吸，熄灭C处酒精灯后，需要进行的操作是 。 【实验现象与结论】 (5)装置F中观察到 现象，证明分解产物中存在水。 (6)装置C中的黑色粉末变红色，装置D中澄清石灰水变浑浊，请写出两装置中发生反应的化学方程式。 装置C： ； 装置D： 。 (7)装置A中澄清石灰水无明显变化，证明哪个猜想是正确的？ 。若没有装置A也能证明该猜想是正确的，请解释原因 。 【反思要点】 (8)点燃酒精灯前先要通一段时间气体，目的是 。 (9)装置E的作用是 。 6．居里夫人发现了放射性元素镭，她把金属镭放入水中，发生猛烈反应，得到氢氧化镭[Ra(OH)2]的水溶液。氢氧化镭固体为白色粒状固体，易溶于水形成仅次于氢氧化铯的超强碱，有极强的腐蚀性，化学性质与其他可溶性氢氧化物类似。现有氢氧化镭的无色溶液，提供下列限选试剂：稀硝酸、稀盐酸、二氧化碳气体、氢氧化钠溶液、碳酸钠溶液、酚酞试液、紫色石蕊试液、镁条。请预测氢氧化镭的化学性质，说明预测依据，并设计实验验证。 注：氯化镭、硝酸镭等是可溶性盐，碳酸镭是难溶性盐。 预测 预测的依据 验证预测的实验操作与预期现象 ①能够与含CO32-的 盐反应 取少量Ra(OH)2溶液于试管中，滴入少量Na2CO3溶液，如果观察到 ，则预测成立。 ②能够与 (填物质类别)反应 ， 如果观察到 ，则预测成立。 ③能够与 (填物质类别)反应 ， 如果观察到 ，则预测成立。 7．水是生命之源、万物之基，是人类宝贵的自然资源，人类从未停止过对水的研究。 (I)1783年，拉瓦锡利用如图装置探究水的组成： 往A中滴加少量的水，水通过灼热的铁管时发生汽化，水蒸气与灼热的铁反应，生成一种黑色固体四氧化三铁和“可燃空气”，将气体通过放在冷水中的铜管，在B装置中收集到纯净的“可燃空气”。最终拉瓦锡证明了水的组成。 (1)将B装置收集到的“可燃空气”在氧气中点燃，生成了水。“可燃空气”是一种气体单质，其化学式为 。 (2)将气体通过放在冷水中的铜管，目的是除去 。 (Ⅱ)1800年，英国化学家尼科尔森通过电解水得到氢气和氧气，后人不断研究和改进该实验。现有化学兴趣小组的同学设计的如图所示的电解水装置来测定水的组成。 【实验步骤】 I．按如图安装好装置，检查装置的气密性； Ⅱ．往U形管中装入水(水面略低于支管口)； III．取下注射器，打开电源一段时间后，关闭电源； Ⅳ．将注射器活塞推到顶后，连接注射器，再次打开电源。当注射器Ⅱ中活塞停留在10mL刻度线处，关闭电源； V．检验气体。 【问题讨论】 (3)电解水的化学反应方程式为 。 (4)电解水前向水中加入少量氢氧化钠的目的是 。 (5)通过电解水实验能得到的实验结论是：水是由 组成的。 (6)实验结束时注射器I中活塞停留在刻度线 处。将该注射器I接上针头，移向燃着的木条旁，推动活塞，观察到的现象是 。 (7)电解水过程有如图步骤的模拟构成(图中的表示氧原子，表示氢原子)，完整表示电解水过程的顺序是______(填标号)。 A． B． C． D． 8．人类为探索物质的组成、性质和变化，经历了漫长的历程。兴趣小组学习了探究水的组成和推导水分子的构成的知识后，追寻科学家的足迹，对蔗糖的组成和蔗糖分子的构成为主题展开了如下项目式学习。 (1)任务一：探究水的组成 水的合成：在密闭容器中将氢气和氧气的混合气体点燃，根据容器内生成了小水珠可和，氢气和氧气反应生成了水。 水的分解：水在通电的条件下分解生成了氢气和氧气。 由以上事实可以推测水是由氢元素和氧元素组成的，推测的依据是 。 (2)任务二：推算水分子的构成。 方法一：电解水时负极和正极产生气体的体积比约为2:1，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2:1，从而确定水的化学式为H2O。 方法二：已知电解水实验中氢气和氧气的体积比为2:1，要确定一个水分子中氢、氧原子的个数比。还需要的数据有_____（填字母序号）。 A．水的密度 B．氢气、氧气的密度 C．氢原子、氧原子的质量或相对原子质量 (3)任务三：归纳出的探究物质组成和分子构成的一般思路 以分子构成的物质为例，以下是小组同学归纳出的探究物质组成和分子构成的一般思路，图中“▲”表示的是 。 (4)任务四：利用探究物质组成和分子构成的一般思路探究蔗糖的组成和蔗糖分子的构成 蔗糖是生活中常见的一种物质。该兴趣小组对“蔗糖的组成和蔗糖分子的构成”进行探究。 【提出问题】 蔗糖的组成元素有哪些？ 【查阅资料】 ①蔗糖由碳、氢、氧元素中两种或三种元素组成； ②蔗糖受热时会发生分解反应； ③铜可以和氧气加热后反应生成氧化铜。 【进行实验】 兴趣小组成员进行了以下实验： 实验一（如图1） 实验步骤 实验现象 实验结论 打开甲仪器的活塞：待排尽装置中空气后，加热蔗糖。 b中玻璃管右端有小液滴产生，c中现象是 蔗糖在氧气中加热，生成了水和二氧化碳。 实验二（如图2） 实验步骤 实验现象 实验结论 先用酒精灯加热铜丝处，并反复推拉注射器活塞；再将酒精灯移置蔗糖处加热 铜丝表面生成黑色的物质，蔗糖固体变少，玻璃管右侧端有小液滴生成。 蔗糖受热分解，其中一种生成物是水。 【解释与结论】 分析以上表格中的实验内容，回答下列问题： ①依据实验一的结论分析，不能确定蔗糖中一定含有氧元素的原因是 。 ②实验中铜丝需足量的目的是 。 ③综合实验一和实验二的实验探究，分析得出蔗糖是由 元素组成的。 ④老师帮助该学习小组同学用质谱仪测得蔗糖的相对分子质量为342，并已知碳元素的质量分数约为42.1%，氢元素的质量分数约为6.43%，则蔗糖的化学式为 。 9．某化学小组在学习甲烷的性质时，发现甲烷与一氧化碳在性质上有很多相似之处。他们查阅相关资料后进行以下实验，探究甲烷有没有还原性？ 【查阅资料】1.无水硫酸铜是白色固体，吸收水分后变为蓝色。 2.铁的氧化物与稀盐酸或稀硫酸反应时无气体生成。 【实验过程】小组同学组装了如图1所示的装置，并进行实验： (1) 实验操作 实验现象 实验结论 检查装置气密性后，先通入一会儿CH4气体，再点燃酒精灯，一段时间后 观察到B中白色固体变蓝色，C中澄清石灰水变浑浊 说明有 生成 继续加热一段时间后 观察到A中硬质玻璃管中的固体粉末由红棕色变成黑色 说明硬质玻璃管中有铁生成 取少量反应后的粉末于试管中，加入适量稀盐酸 观察到 ，固体全部溶解，溶液由无色变成浅绿色 【交流讨论】 (2)实验开始时先通入一会儿CH4气体的目的是 。 (3)C中澄清石灰水变浑浊，发生反应的化学方程式是 。 【实验结论】甲烷有还原性。 【反思质疑】 查阅资料得知：酒精灯加热时达不到高温，生成物中混有铁的其他氧化物FexOy，为确定黑色粉末中FexOy的化学式，继续进行如下实验： (4)称取72g黑色粉末放入烧瓶中，向分液漏斗中加入稀硫酸，打开分液漏斗活塞，逐滴加入稀硫酸至无气泡产生，通过测量量筒内水的体积得出氢气质量为0.05g。为了完成此实验，应将图2各装置按照一定顺序连接，接口顺序是 （填序号）。 (5)检查如图3所示装置的气密性，另称取上述黑色粉末7.2g放入硬质玻璃管中，加热至完全反应，称得硬质玻璃管内剩余固体为5.6g，经检验全都是铁粉。若原黑色粉末中铁的氧化物只有一种，则FexOy的化学式为 。 10．兴趣小组根据老师提供的实验装置进行如下实验(试剂均足量，假设各步反应均完全， 装置可重复使用，部分夹持装置已省略，组合装置气密性良好) 。      (1)甲组同学利用 A 中产生的氧气验证 B 中的黑色粉末是炭粉： ①A 中反应的化学方程式是 。 ②为完成此实验，装置的最佳选择除用装置 A、B 外，还需要补充的装置有 (填字母)。 ③说明黑色粉末反应的生成物是 CO2的化学方程式是 。 (2)A 中烧瓶内的气体可能含有 CO 、CO2、CH4中的一种或几种，为确定该气体的成分， 乙组同学进行如下实验： 【资料】①只有 CO2能与浓氢氧化钠溶液反应，且不生成气体； ②甲烷和氧化铜反应的化学方程式为：； I. 将 5.0 g 的浓氢氧化钠溶液滴入烧瓶中，充分反应； II．按 A→C→B→C→D 的顺序连接装置， 打开 K1，从 K1处通入氮气， 打开 K2，排尽 B 中空气， 加热 B 中足量 的氧化铜固体， 充分反应； III．反应结束后， 测得烧瓶中溶液的质量为 6 g ，B 中固体的质量减少了 3.2g，第二个 C 装置的质量增加了1.8g。 ①打开 K2前通入氮气的目的是 。 ②两个装置 C 中试剂相同，装置 C 中的试剂名称是 。 ③烧瓶中气体的成分是 (填化学式)。 11．为了探究金属与酸的反应，某兴趣小组进行了以下实验： （1）A小组研究影响金属与酸反应剧烈程度的因素，如图时20℃时相同质量的铁粉、铁片、铝片分别与足量稀盐酸完全反应，产生氢气的质量与时间的关系图。    由此分析，归纳出影响金属与酸反应速率的因素有：金属的种类、 和 。 （2）金属铬（Cr）越来越受到人们的关注，B小组对Cr、Al、Cu的金属活动性顺序进行了探究，过程如下： 【提出假设】对三种金属的活动性顺序提出假设 a．Al＞Cr＞Cu   b．Cr＞Al＞Cu   c． 【设计实验】同温下，取大小相同的金属薄片，分别投入到等体积、等浓度的足量稀盐酸中，观察现象，记录如下： 金属 Cr Al Cu 现象 反应缓慢，金属逐渐溶解 反应激烈，金属迅速溶解 无明显现象 【实验条件】实验前，打磨三种金属发生的是 （填“物理”或“化学”）变化；上述实验使用等浓度的盐酸溶液的理由是 。 【得出结论】原假设中正确的是 （填假设中a、b或c），写出铬（铬与盐酸反应后显+2价）与盐酸反应的化学方程式 。 12．某实验小组的同学探究氢氧化钙溶液性质的实验时，向烧杯中的氢氧化钙溶液滴加稀盐酸后，发现忘记了滴加指示剂。此时他们停止滴加稀盐酸，并对烧杯内溶液中的溶质的成分进行探究。 (1)写出该反应的化学方程式 。 (2)探究烧杯内溶液中溶质的成分： 【提出问题】该烧杯内的溶液中溶质是什么？ 【进行猜想】 Ⅰ、溶质可能是CaCl2与Ca(OH)2 Ⅱ、溶质可能只是CaCl2 Ⅲ、溶质可能是 。 【实验探究】 ①小明从烧杯中取了少量反应后的溶液于一支试管中，并向试管中滴加几滴无色酚酞试液，振荡，观察到酚酞试液不变色。于是他排除了猜想I，你认为他排除猜想I的理由是 。 ②小华想用碳酸钠溶液来验证后两种猜想，请你帮他完成实验填写以下表格： 实验步骤 实验现象 结论 取少量反应后的溶液于试管中，逐滴加入碳酸钠溶液至过量 猜想Ⅲ正确 通过以上探究，最后确定猜想Ⅲ正确。 【交流反思】 (3)你认为还可以利用下列几种物质代替碳酸钠溶液，也可以验证猜想Ⅲ正确，其中物质选择正确的是 。(填序号) A 紫色石蕊试液        B 镁条        C 硝酸银溶液         D 氢氧化钠溶液 【拓展延伸】 (4)另一组同学将碳酸钠溶液加入氢氧化钙溶液中，充分反应后，与猜想Ⅲ的溶液倒入同一废液缸，加入酚酞试液搅拌，静置后，观察到：上层为无色透明的溶液，底部有白色沉淀，则上层溶液中一定含有的溶质是 (酸碱指示剂除外)。 13．竹湖化学兴趣小组对镁条在空气中的变化进行如下实验。 【查阅资料】 ①能使湿润的红色石蕊试纸变蓝； ②均为白色固体；为黑色固体； ③部分物质的熔沸点。 熔点 651 2852 沸点 1170 3600 【实验探究】用如图1所示进行实验（镁条固定在试管塞上），并进行了一周的观察。 试管编号 实验现象 A 镁条表面无明显变化 B 镁条表面不再光亮 C 镁条表面不再光亮 D 第二天表面有少量黑斑，后不再增加 第二天表面有少量黑斑，后不再增加 第二天开始表面有黑斑产生，第7天时表面完全变黑 (1)试管中有少量黑斑的原因可能是 。 【实验验证】将中镁条表面的黑色物质用小刀刮下，向其中加入稀硫酸有气泡产生。 (2)乙同学提出有气泡产生并不能说明黑色物质中有碳酸盐，原因是 。 (3)要证明黑色固体中有碳酸盐，还需补充的实验为 。 (4)根据上述实验，实验室保存镁条时最需要注意的是 。 【拓展延伸】取少量除表面物质的镁条，在空气中点燃得到少量固体，将所得固体按照图2所示进行实验，观察到湿润的红色石蕊试纸变蓝。 (5)镁条燃烧属于 （选填“放热”或“吸热”）反应。 (6)湿润的红色石蕊试纸变蓝说明镁条燃烧时空气中的 （填化学式）参加了反应。 14．安多夫是一种嫩肉粉，成分是碳酸氢钠和氯化钠。小明发现将拌了安多夫粉的猪肉放到锅中加入食醋等调料烧煮时会产生大量的气体，他对此颇感兴趣，决定对其进行探究。 【查阅资料】 （1）碳酸氢钠是白色细小晶体，加热到50℃以上开始逐渐分解生成碳酸钠、二氧化碳和水，440℃时完全分解。 （2）白色无水硫酸铜遇到水会变成蓝色。 【实验探究一】对烧煮时产生大量气体的探究 （1）小明对气体的成分进行了猜测：气体中除了醋酸气体之外，还可能含有水蒸气和CO2。他设法收集了除去醋酸气体的气体样品，用右图装置验证水蒸气和CO2存在。装置导气管口正确的连接顺序是为：气体样品→ → → → 。    （2）小明对二氧化碳的来源作了两种猜测： 猜测①：二氧化碳可能是由 。 猜测②：二氧化碳可能是由碳酸氢钠受热分解产生的。 针对以上猜测，小明设计了以下实验： 实验步骤 实验现象 实验1 实验2 取安多夫样品少于加入试管中，加热使之充分反应，并把产生的气体通入澄清石灰水。 试管口出现小水珠，澄清石灰水变浑浊，试管中残留白色固体粉末。 【实验结论】：猜想①、②都正确 【实验探究二】测定安多夫样品中碳酸氢钠的含量 上述实验2中，小明发现充分反应后，试管中仍留有一些白色固体粉末，通过查阅资料发现是碳酸钠和氯化钠。小明想用测定白色固体中碳酸钠的质量来推算安多夫样品中碳酸氢钠的含量，于是称取实验2中得到的白色固体粉末6.9g，设计了如下实验方案：    （1）“操作1”中玻璃棒的作用是 。 （2）实验中加入过量氯化钙溶液的目的是 。 （3）确定沉淀A已洗涤干净的方法是 。 （4）该安多夫样品中NaHCO3的质量分数是 。 15．碳还原氧化铜的实验装置如图甲、乙所示。 【提出问题】碳燃烧时可能生成CO2也可能生成CO，那么碳与氧化铜反应生成的气体是否也有多种可能？ 【作出猜想】猜想Ⅰ：CO；    猜想Ⅱ： ；    猜想Ⅲ：CO和CO2。 【设计方案】实验装置如图乙所示。打开K，缓缓通入干燥的氮气一段时间，关闭K，点燃酒精喷灯和酒精灯，充分反应后，熄灭酒精喷灯和酒精灯，打开K，再通入一段时间氮气。 （一）从定性观察角度判断 （1）实验时装置A处的现象是 。 （2）若B中澄清石灰水变浑浊，D处无明显现象，则猜想 （填序号）成立。 （二）从定量计算角度判断： 取一定量碳粉和8g氧化铜进行实验，并测定表格中的四个数据： 反应前的质量 反应后的质量 A（玻璃管+固体） m1 m2 B+C（广口瓶+混合液） m3 m4 （1）若猜想Ⅰ成立，则理论上m1 m2，m4 m3（填“>”“<”或“=”）。 （2）若猜想Ⅲ成立且CuO全部转化成Cu，则参加反应的碳粉的质量m的取值范围是 。 【交流反思】D处酒精灯的作用是 。 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 $$