2024年中考化学三轮复习高频考点突破： 科学探究题

2024年中考化学三轮复习高频考点突破：科学探究题 1．【科学探究】 合理处理废旧锌锰干电池既能回收资源，又能减少污染。某化学兴趣小组对干电池内物质的成分产生了浓厚的兴趣。 活动一：拆解干电池 小周剥开一节干电池后，发现干电池的构造如图1所示。    【提出问题】黑色固体是什么？ 【查阅资料】 (1)i.废旧干电池中可能含有二氧化锰、石墨、氯化锌等固体。氯化锌可溶于水，氯化锌溶液能与硝酸银溶液反应生成白色沉淀。 ii.石墨具有优良的 ，常用作干电池的电极材料，因此黑色固体中一定有石墨。 【作出猜想】 (2)猜想1：黑色固体中含有石墨和氯化锌 猜想2：黑色固体中含有 。 猜想3：黑色固体中含有石墨、二氧化锰和氯化锌 【实验探究】 (3)请完善下面表格。 实验序号 操作 现象 结论 1 取少量黑色固体溶于水，过滤，取少量滤液于试管内，滴加适量 。 。 黑色固体中一定不含氯化锌。 2 取少量实验1中滤渣于燃烧匙中，在酒精灯上充分灼烧 。 黑色固体中一定含有石墨和二氧化锰。 3 取少量实验2中完全灼烧后的黑色固体于试管中，滴加适量 。 产生大量气泡 活动二：回收二氧化锰并测定其质量分数 【查阅资料】NaOH溶液常用于吸收CO2，用图2装置进行实验。实验步骤： i.先通一段时间氧气，第一次称量装置B的总质量。 ii.继续通入足量氧气并加热，反应结束后第二次称量装置B的总质量。 (4)步骤i通一段时间氧气的目的是 。 (5)若装置C中澄清石灰水 ，则说明生成的CO2被全部吸收。 【数据处理】 第一次测量 第二次测量 装置B的总质量 117.8g 120g (6)根据实验数据计算黑色固体中二氧化锰的质量分数为 。 2．化学兴趣小组的同学将足量的锌粒加入到某未知浓度硫酸中，发现有大量的气泡放出，并闻到有刺激 性气味，他们对气体的成分进行了探究。 【提出问题】锌粒加入某未知浓度硫酸后生成的气体是什么？ 【查阅资料】①浓硫酸能与锌反应，但不产生氢气，也不会产生氧气，能生成二氧化硫气体。②SO2 有刺 激性气味，易溶于水，能使品红（一种红色色素）溶液褪色；③浓硫酸有吸水性，常用作干燥剂。④氢氧化钠溶液可吸收二氧化硫，并生成亚硫酸钠（Na2SO3）和水。⑤H2+CuO Cu+H2O 【提出猜想】甲：气体可能是 H2 ； 乙：气体可能是 SO2 ； 丙：气体可能是 。 【实验探究】为了验证上述猜想，同学们在老师的指导下设计了如下图的装置（部分夹持器材略去，假 设每个能发生的反应都完全进行）进行探究： （1）实验开始后，观察到 A 中品红溶液褪色，证明气体中含有 。 （2）C 装置在点燃酒精灯加热之前应先通一段时间的气体，目的是 ；加热一段时间后，观察到 ，证明气体中含有 H2。 【问题讨论】（1）锌和浓硫酸反应生成硫酸锌、水和二氧化硫，为什么在反应过程中又产生了氢气呢？ 用文字简述原因： 。 （2）锌与浓硫酸和稀硫酸反应都可以产生硫酸锌，如果需要制取硫酸锌，用锌与稀硫酸反应的优点是 （任填一种合理的答案）。 3．某校化学兴趣小组利用图1装置进行镁条在空气中燃烧的实验。镁条燃烧，熄灭冷却后打开止水夹，进入集气瓶中水的体积约占集气瓶中原空气体积的70%。    (1)镁条熄灭冷却后打开止水夹，水能进入集气瓶的原因是 。 (2)假如镁条只与空气中的氧气反应，则进入集气瓶中水的体积最多不超过其容积的 %。现进入集气瓶中水的体积约为其容积的70%，根据空气的组成可推出减少的气体中还有氮气。 【发现问题】氮气是怎样减少的呢？ 【猜想与假设】猜想一：氮气与镁条反应而减少。 猜想二： 。 【查阅资料】镁条在氮气中能燃烧，产物为氮化镁(Mg3N2)固体。镁条还可以在二氧化碳气体中燃烧生成碳和氧化镁，写出该反应的 。 (3)通过以上探究，你认为 (填“能”或“不能”)用镁条作为实验室测定空气中氧气含量的燃烧物。 (4)为了测定空气中氧气的含量而运用化学方法除去氧气时，在药品的选择上要注意什么？ 。 (5)结合以上探究及实验分析，该兴趣小组改进实验，采用图2所示装置，利用红磷可以测定空气中氧气的含量。下列是同学们对该实验的判断、认识以及结论：①装置不漏气是实验成功的重要因素之一； ②红磷的用量不足会影响实验结论； ③当燃烧匙中的红磷燃烧后，要迅速伸入集气瓶中并拧紧胶塞；④将红磷改为碳也能得到正确的实验结论；⑤红磷熄灭后立即打开止水夹读数⑥氮气约占空气总体积的.其中有错误的是 。 A ①③⑤         B ②④⑤        C ④⑤       D ④⑤⑥ 4．【科学探究】 很多同学都喜欢既别致又实用的“树叶书签”，实验小组尝试制作了书签，并对该制作过程及所用试剂进行了研究。 Ⅰ．制作“树叶书签” 小组同学首先选取了大小适当的树叶，洗净后放在一定浓度的氢氧化钠溶液中煮沸，再加以处理，除去表皮和叶肉，只剩余清晰的叶脉，取出，冲洗，将叶片压平，最后系上各色丝带，漂亮的“叶脉书签”便做好了。 （1）小组同学用如图所示的装置煮沸树叶，指出其中的一处错误： 。 Ⅱ．探究制作“叶脉书签”的最佳条件 【实验1】相同煮沸时间内，将洗干净的树叶放在不同浓度的氢氧化钠溶液里，处理后叶片变化如下表。 NaOH溶液浓度 1% 5% 10% 叶片变化 留有很多叶肉 留有较多叶肉 残留很少叶肉 【实验2】在10%的氢氧化钠溶液里，将洗干净的树叶在不同温度下，进行煮沸，随着时间的变化，叶片变化如下表。 时间 叶片变化 温度 5min 15min 20min 60℃ 无明显变化 留有较多叶肉 留有少量叶肉 80℃ 留有较多叶肉 留有少量叶肉 残留很少叶肉 100℃ 留有较多叶肉 残留很少叶肉 叶片卷起来，叶肉与叶脉不易分离 （2）实验小组同学选择了10%的氢氧化钠溶液制作“叶脉书签”，原因是 。 （3）通过实验2可知，制作“叶脉书签”的最佳加热的温度和时间是 （写一种即可）。 Ⅲ．小组同学发现所用的氢氧化钠溶液瓶口有白色固体出现，这瓶溶液中的溶质只有氢氧化钠吗？同学们展开了下面的探究： （4）氢氧化钠溶液放置在空气中可能发生的反应的化学方程式为 。 同学们经过思考、讨论，分别设计了以下两个实验方案： 方案Ⅰ：打开瓶塞，取出少量溶液，并向其中加入少量稀盐酸，若未观察到有气泡产生，证明溶液没有变质。 方案Ⅱ：打开瓶塞，取出少量溶液，并向其中加入CaCl2溶液，若未观察到有白色沉淀产生，证明溶液没有变质。 （5）你认为上述实验方案不可行的是 ，理由是 。 （6）同学们利用可行的方案进行实验，检验出该氢氧化钠溶液确实已变质，提出使用或保存氢氧化钠溶液的注意事项： （写出一点即可）。 5．研究性学习小组中的小张同学在学习中发现：通常检验CO2用饱和石灰水，吸收CO2用浓NaOH溶液。 【实验探究】在体积相同盛满CO2的两集气瓶中，分别加入等体积的饱和石灰水和浓NaOH 溶液。实验装置和现象如图所示。请你一起参与。 【现象结论】甲装置中产生的实验现象（用化学方程式表示） ，解释通常用石灰水而不用NaOH 溶液检验CO2的原因 ；乙装置中的实验现象是 ，吸收CO2较多的装置是 。 【计算验证】另一位同学小李通过计算发现，等质量的Ca（OH）2和NaOH吸收CO2的质量，Ca（OH）2大于NaOH．因此，他认为通常吸收CO2应该用饱和石灰水。 【思考评价】请你对小李同学的结论进行评价： 。 6．同学们学习碱的化学性质后，对碳酸钠和氢氧化钙反应后试管中残留废液进行探究。认为除了氢氧化钠外可能还含有其他成分，因此进行了猜想并做了如下实验： 【提出问题】滤液A中溶质的成分是什么? 【猜想假设】猜想一：；猜想二：和；猜想三：和；猜想四：、和 (1)小组讨论：有同学认为猜想四不成立，原因是 。 【进行实验】 (2) 实验操作 实验现象 实验结论 方案甲：取少量滤液A于试管中，加入过量的稀盐酸 有 产生；写出该现象相应的化学方程式： 猜想二成立 方案乙：取少量滤液A于试管中，加入适量的溶液 有 产生，写出该现象相应的化学方程式： 【反思与评价】 (3)氢氧化钙溶液能与碳酸钠溶液反应生成碳酸钙沉淀，而氢氧化钠却不能，原因是 。 (4)要验证反应后物质的成分，既要考虑生成物，还应考虑 。 7．实验课上，同学们做了电解水的实验： (1)电解水时，通常要加入少量氢氧化钠或硫酸钠， 目的是 。 (2)“宏观—微观—符号”相结合是化学学科的思维方式。如图甲乙所示为电解水的实验装置图和微观反应过程。    如图所示甲是电解水的实验装置，a 处产生气体燃烧发出 火焰。如图所示乙表示水电解的微观变化过程，其正确的顺序是 （填序号），写出电解水的 。 (3)某同学在做电解水实验时，向水中加入氯化钠，发现与正极相连的石墨电极上出现黄绿色气体。 [提出问题]加入氯化钠的水通电时，石墨电极上分别生成了什么气体？ [查阅资料] ①氯气（Cl2）是一种黄绿色、有刺激性气味的有毒气体。常温下 1 体积水里能溶解 2 体积的氯气； ②氯化钠溶液就是在水中加入氯化钠固体。 【提出假设】假设 1：电极上分别生成了氧气和氯气； 假设 2：电极上分别生成了氢气和氧气； 假设 3：电极上分别生成了 ； 【设计实验】小红用如图所示的装置来电解加了氯化钠的水。并收集两个电极上产生的气体。    实验步骤 实验现象 解释或结论 ①按照如题 19-2 图所示，连接好实验装置，通电 一段时间后，用 a、b 两支试管分别收集两根石墨 电极上产生的气体，观察气体的颜色。 a 试管收集到黄绿色 气体，b 试管收集到 无色气体。 通过对气体颜色的分析， 说明假设 肯定 是错误的。 ②用拇指堵住 b 试管，移近点燃的酒精灯，松开拇指。 听到轻微的爆炸声 证明b 试管中收集的气 体为氢气。 【实验分析】小红发现通电除了生成两种气体外，还生成了氢氧化钠，请写出在水中加入氯钠通电发生反应的： 。 【反思与评价】联想电解水的实验，你认为在电解水时不可以加入少量的氯化钠溶液，原因是 。 8．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。 （1）甲同学取一根火柴梗，拿住一端迅速平放入酒精灯火焰中，1～2s后取出，观察到位于外焰的部分明显碳化．由此现象得出结论：外焰温度最高，原因是 。     （2）某次探究活动中乙、丙同学利用高温传感器测得酒精灯各层火焰平均温度如下表．由此得出结论： （选填“焰心”、“内焰”或“外焰”）温度最高，产生与上述（1）不同结论的可能原因是 。 火焰层 平均温度/℃ 乙 丙 焰心 432 598 内焰 666 783 外焰 520 667 （3）结合上述研究结论，如图示中加热方法（试管夹未画出）最合理的是 （填字母）。    9．其兴趣小组同学在老师的指导下，进入实验室对碳酸钙进行了一系列探究。回答下列问题： Ⅰ．碳酸钙与盐酸反应 (1)装置A中仪器a的名称为 。 (2)装置B中的现象是 。 (3)装置C若用于检验生成的气体，其中试剂为 (写名称)，发生反应的化学方程式为 。 Ⅱ.碳酸钙分解 碳酸钙在电炉中高温煅烧一段时间后，对剩余固体进行探究。 【提出问题】剩余固体成分是什么？ 【猜想与假设】猜想一：全部是碳酸钙 猜想二：是碳酸钙和氧化钙的混合物 猜想三：全部是氧化钙 【设计并完成实验】 实验操作 实验现象 解释与结论 步骤一：取剩余固体于试管中，加水振荡后静置 底部有白色不溶物 \ 步骤二：取上层清液于另一试管中，滴加氯化铜溶液 有 上层清液中一定含有氢氧化钙 步骤三：取部分底部白色不溶物于第三支试管中，滴加过量稀盐酸 有气泡产生 白色不溶物中一定含有 【实验结论】正确的猜想是 。 【交流与反思】小芳同学认为，步骤二中还可滴加其他试剂用来替代氯化铜溶液，该试剂可以是 (写一种即可)；小华同学认为，只需完成步骤一和步骤三即可获得相同实验结论，他的依据是 。 【拓展与分析】查阅资料：生石灰质量的优劣常采用“活性度”来衡量。“活性度”的测定方法：取一定质量的生石灰，加入一定量的水，用一定溶质质量分数的盐酸中和，记录所消耗盐酸的体积(单位为mL)。消耗盐酸的体积数越大，“活性度”越高。 测得煅烧产物(CaO)的活性度，数据见如表。 煅烧温度 活性度煅烧时间 1050℃ 1100℃ 1150℃ 1200℃ 1250℃ 1300℃ 12 min 790 836 868 808 454 412 16 min 793 856 871 845 556 530 20 min 795 863 873 864 617 623 石灰石煅烧的最佳温度范围一般为1100℃～1200℃的证据是 。 10．化学实验过程经常会产生一定量的废液，经过无害化处理可有效防止水体污染。在一次实验课上兴趣小组的同学们完成了 NaOH溶液和 Na2CO3溶液的鉴别，并对废液成分展开探究。 活动一 通过小组合作，同学们完成了如图所示的三组小实验。实验中生成白色沉淀的化学方程式是 （写一个）。 活动二 小雪将六支试管中的剩余物倒入一个洁净的大烧杯中，充分搅拌、静置，观察到杯内上层是无色溶液，下层有白色沉淀。由此可以确定∶ 上层溶液中一定不含有的离子是△ 以及一定含有的离子。小组同学对上层溶液中还可能含有的离子进行了如下探究。 【提出问题】上层溶液中还可能含有什么离子？ 【猜想与假设】上层溶液中还可能含有 OH-、、Ca2+中的一种或几种。 【进行实验】 实验步骤 实验现象 实验结论 方案一 ①取少量溶液于试管中，滴加无色酚酞溶液 ②继续滴加稀盐酸 ①溶液变红 ②产生气泡 ①有OH- ②有 无Ca2+ 方案二 ①取少量溶液于试管中，滴加过量的氯化钙溶液 ②再滴加 （指示剂除外） ①有白色沉淀生成 ② ①有 无Ca2+ ②有OH- 【反思与评价】 （1）小明同学对方案一提出质疑，他的理由是 （2）经过综合分析，最终确定上层溶液中肯定存在的离子有 。 （3）将烧杯内物质过滤，滤渣回收，向滤液中加入适量 。进行处理后再排放。 11．学习小组对碱式碳酸铜[化学式为Cu2（OH）2CO3]的性质进行探究，并进行相关实验。 （1）分析组成 碱式碳酸铜中化合价为﹣1价的原子团是 。 （2）探究分解产物，装置如图一所示（省略夹持仪器）： 实验步骤 现象 分析和结论 I、组装装置，连接导管a、b，微热试管。 烧杯中的导管口 。 说明整套装置不漏气。 Ⅱ、加入药品和试剂，点燃酒精灯。 A中固体出现黑色，B中白色固体变蓝，C中石灰水变浑浊。 C中反应的化学方程式为 。碱式碳酸铜受热分解的产物有CuO、CO2、 。 （3）用氢气还原装置A中反应后的固体并检验产物，装置如图二所示F中的无水硫酸铜的作用是 I、D中观察到固体变红。 Ⅱ、实验开始时，若先点燃酒精灯后通氢气，可能导致的后果是 。 Ⅲ、E中观察到白色固体变蓝，该现象能否证明氢气和氧化铜反应生成了水，理由是 。D处发生反应的化学方程式为 。 12．实验课上，同学们做了电解水的实验。 (1)电解水时，通常要加入少量氢氧化钠溶液或稀硫酸，目的是 。 (2)小诺在做电解水实验时，不小心将氯化钠误看作是氢氧化钠，她发现两个电极上都产生大量气泡，只是发现与正极相连的石墨电极上出现了黄绿色气体。这激发了小诺探究的欲望。请你一起参与小诺的探究活动吧！ 【提出问题】 加入氯化钠的水通电时，石墨电极上分别生成了什么气体？ 【查阅资料】 ①氯气（）是黄绿色、有刺激性气味的有毒气体，常温下1体积水能溶解2体积； ②氯化钠溶液就是在水中加了氯化钠。 【提出猜想】 猜想1：电极上分别生成了氧气和氯气； 猜想2：电极上分别生成了氢气和氧气； 猜想3： 。 【设计实验】小诺用下图所示的装置来电解加了氯化钠的水。并收集两个电极上产生的气体。    实验步骤 实验现象 解释或结论 按照上图所示，连接好实验装置，通电一段时间后，用a、b两支试管分别收集两根石墨电极上产生的气体，观察气体的颜色。 a试管收集到黄绿色气体，b试管收集到无色气体。 通过对气体颜色的分析，说明猜想 肯定是错误的。 ②用拇指堵住b试管，移近点燃的酒精灯，松开拇指。 听到爆鸣声。 证明b试管中收集的气体为 。 【实验反思】小诺发现给加了氯化钠的水通电后生成两种气体外，还生成了氢氧化钠，请写出在水中加入氯化钠通电发生反应的： ； 【反思与评价】联系电解水的实验得出的结论，你认为在电解水时 （选填“可以”或“不可以”）加入少量的氯化钠溶液，原因是 。 13．冬季雾霾频发。某校社会实践小组的同学们，对某地区雾霾的成分、成因、危害及防治产生了浓厚的兴趣并开启了项目性学习之旅。 [信息检索]雾是浮游在空中的大量微小水滴。霾是可吸入颗粒物浓度较高造成的能见度较低的现象。霾的主要成分可能含有可溶性硫酸盐、硝酸盐、铵盐、不溶性有机物、黑碳、金属元素和其他元素。 [提出问题]某地霾的成分是什么? [实验准备]选择该地重度雾霾天气，用SDLKC-1000型大流量TSP采样器在室外采集大气中的可吸入颗粒物10g。 活动一:探究霾中是否含有黑碳。同学们设计了如图所示的创新实验(将活动一得到的残渣，干燥后置于中间凹槽内)。    [实验步骤] ①滴入过氧化氢溶液制取O2排出装置内空气后，在导管口再接上气球。 ②向右边的凹槽内滴入澄清的石灰水。 ③接通电源，用热电阻丝点燃残渣。 [实验现象]残渣剧烈燃烧，澄清石灰水变浑浊，气球变大。 [实验结论] (1)霾中含有黑碳。装置内澄清石灰水变浑浊的化学方程式是 。 [交流研讨] (2)某同学对“霾中含有黑碳”的结论产生怀疑，理由是 。 (3)活动二：请你联系实际填写关于雾霾的问卷调查表: 项目 雾霾频发的成因 控制雾霾频发的做法 政府采取的应急措施 ① 能源结构不合理 推广太阳能发电 人工降雨 ② 烧散煤取暖 向空中或地面洒水 ③ 推广新能源汽车 私家车限号出行 [检出进度] (4)小组同学没有进行的探究项目是 。 14．探秘维生素C泡腾片 小明看完“天宫第一课”后，对王亚平老师的泡腾片实验非常感兴趣，查阅资料知：维C泡腾片是一种常见的补充维生素C的保健药品，于是购买了维C泡腾片，与小组同学一起开展探究实践活动。 (1)标签中的信息 图1为维C泡腾片标签上的部分内容。 ①下列关于维生素C的说法正确的是 （填字母编号）。 A．维生素C由C、H、O三种元素组成 B．维生素C的相对分子质量为176g C．维生素C由6个碳原子、8个氢原子和6个氧原子构成 D．维生素C中C、H、O元素的质量比为9:1:12 ②阅读本品的营养成分表：每100g维C泡腾片含钠5750mg（1mg=10-3g）。已知本品其他成分不含钠元素，则本品中碳酸氢钠的质量分数为 。 ③泡腾片中维生素C的主要功效是预防 。 (2)泡腾片中的化学变化 泡腾片可用来自制汽水，小明取一片泡腾片放入水中，即刻产生大量气泡（如图2），尝一口，有酸味和喝汽水的感觉。 ①查阅资料知，碳酸氢钠和柠檬酸是泡腾片中的崩解剂，其作用是使泡腾片迅速崩解和融化，加水后两者发生如下反应： （填化学式）。 ②泡腾片崩解时产生的二氧化碳部分溶解于水中，使其有汽水的美感。证明气体为二氧化碳的方法是 （用化学方程式表示）。 ③小明同学依据泡腾片喝起来有酸味，推测反应后的溶液中肯定含有 （填微粒符号）。欲验证其推测，你的方法是 （写一种即可）。 (3)泡腾片中维生素C的性质 果汁中富含维生素C，为什么果汁产品标签上通常注明“不要加热饮用”“开封后要尽快饮用”等注意事项，小明分别将5mL苹果汁按不同方法处理后，进行图3所示实验，实验结果记录见下表。已知，维生素C能与紫色的高锰酸钾溶液反应使之褐色。 实验序号 处理方法 处理时间 混合液色度 ① 常温放置 30min 1 ② 放入70°C水中 20min 1 ③ 放入70°C水中 40min 3 ④ 放入100°C水中 20min 2 注：混合液色度数值越大，维生素C含量损失越大。 分析实验数据可以帮助我们获得结论，请指出上述实验中的对照实验（填实验编号）和获得的结论。 第1组对照实验 ，结论 。 第2组对照实验 ，结论 。 (4)泡腾片的保存 综合以上探究实践活动，你以为保存泡腾片的注意事项是 （写两条）。 15．实验室有一瓶常用无色液体的标签模糊了（如图）。为确定该瓶溶液的溶质是什么，同学们进行了如下探究。    【提出问题】这瓶溶液的溶质是什么？ 【作出猜想】 （1）猜想①：NaOH；猜想②：Na2CO3；猜想③：NaCl；猜想④：NH4Cl。同学们一致认为猜想 不成立。 【查阅资料】在一定浓度的溶液中，有微溶物生成的复分解反应也能发生。 【实验探究】 （2）同学们设计不同方案进行如下实验，请完成如表。 实验方案 实验操作 实验现象 实验结论 方案一 取2mL该无色溶液于试管中，滴加CaCl2溶液 溶液变浑浊 猜想②成立 方案二 取2mL该无色溶液，滴入装有2mL稀盐酸的试管中 猜想②成立 方案三 用 吸取该无色溶液，滴一小滴在pH试纸上 试纸变色，对照标准比色卡，pH＞7 猜想 不成立 【交流讨论】 （3）同学们经过讨论，认为方案一不严密，理由是 （用化学方程式表示）。 （4）鉴别该瓶溶液溶质的成分，还可以用下列试剂 （填字母序号）。 A．MgCl2溶液、稀盐酸 B．Ba（NO3）2溶液、酚酞 C． AgNO3溶液 D．澄清石灰水 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 $$