2024年中考化学压轴专项训练--科学探究题

2024年中考化学压轴专项训练--科学探究题 1．在古代，井代替江河，聚拢着人气和城乡的繁荣。现在仍有一些地方的人们使用井水。化学兴趣小组的同学对当地井水的使用情况、硬度及合理利用进行项目式学习。 任务一：调查井水的使用情况 【问卷调查】调查显示部分家庭还在使用井水，主要用于饮用和菜园的浇灌。 任务二：探究井水的硬度 【实验探究】 (1)取适量蒸馏水和井水分别倒入两个烧杯中，向两个烧杯中加入等量的 ，搅拌。蒸馏水中泡沫较多，井水中泡沫较少、浮渣较多，说明井水为硬水。 【查阅资料】该小组的同学通过查阅资料知道，当地井水中含有较多的等离子，在加热条件下，这些离子趋于生成溶解度更小的物质—水垢，水垢中主要含有Mg(OH)2和CaCO3，还可能含有其他物质。 为确定水垢的成分，同学们继续探究。 有关物质在水中的溶解性表(室温)： 物质 Ca(HCO3)2 Mg(HCO3)2 Ca(OH)2 CaCO3 MgCO3 溶解性 可溶 可溶 微溶 不溶 不溶 微溶 【推断预测】 (2)根据以上溶解性表推测水垢中还可能含有Ca(OH)2或 。 (3)【进行实验】 实验步骤 实验现象 实验结论 在烧杯中放入少量研碎的水垢，加入适量蒸馏水充分搅拌，静置一段时间后，取上层清液于两支试管中，分别编号为①和②。向试管①中通入CO2 无白色沉淀 向试管②中加入NaOH溶液 产生白色沉淀 (4)请写出产生白色沉淀的化学方程式 。 【实验结论】同学们通过以上实验，确定了水垢的成分。 【拓展延伸】 (5)定量研究也是确定物质成分的一种方法。现有一包白色固体，可能由CaCO3、MgCO3中的一种或两种组成。取10g该固体，加入足量稀盐酸，充分反应后测得生成的气体质量为4.8g，说明该白色固体的成分是 。 任务三：井水的合理利用 【小组交流】 (6)①有些井水硬度比较高，常年饮用，易患肾结石，所以饮用井水前应将其 ，既可降低硬度还可杀灭水中的细菌。 ②每到夏季，很多地区出现严重干旱，同学们认为可适当开发地下水以缓解缺水问题，但不能过度开采。地下水过度开采会导致 (填一条即可)。 【项目总结】通过以上学习，同学们认识到水是人类宝贵的自然资源，应该合理利用。 2．早在春秋战国时期，我国就开始生产和使用铁器。某实验小组利用焦炭和Fe2O3模拟早期炼铁并检验可能的产物，实验装置如下∶ 【查阅资料】①铁粉为黑色；常温下，Fe、Fe3O4可被磁铁吸引； ②PdCl2，溶液可用于检验CO，原理是∶PdCl2+CO+H2O=Pd↓+CO2+2HCl； ③Fe3O4与硫酸反应∶ Fe3O4+4H2SO4=FeSO4+Fe2(SO4)3+4H2O。 【实验现象】澄清石灰水变浑浊，PdCl2溶液中产生黑色沉淀，玻璃管内粉末全部变成黑色。冷却后，用磁铁靠近黑色固体，黑色固体被部分吸引。 （1）仪器A的名称是 。 （2）为了检验气体产物，装置从左到右的接口连接顺序为a→ → → → 。 （3）澄清石灰水变浑浊的化学方程式 。 【实验结论】反应生成CO 和CO2，磁铁上的黑色固体可能是 Fe、Fe3O4。 【提出猜想】磁铁上的黑色固体是什么？ 猜想一：Fe 猜想二∶ Fe3O4 猜想三∶ Fe 和Fe3O4 【设计实验】 设计思路 操作 现象 结论 定性实验 取少量黑色固体于试管中，加入足量稀硫酸，充分反应 固体完全溶解，产生气泡 猜想 不成立 定量实验 取一定质量的稀硫酸（足量）放入烧杯中，加入5.6g黑色固体，充分反应后称量溶液的质量 固体完全溶解，产生气泡，溶液增加的质量为 猜想一成立 【归纳总结】 根据实验结论和探究结果C与Fe2O3反应的化学方程式为 。 3．Mg与NH4Cl溶液反应，除生成一种盐外，还有气泡产生。为确定气体的成分，进行下列实验探究： 【假设与猜想】气体可能是HCl，NH3，H2中的一种或几种。 【查阅资料】①NH3＋HCl=NH4Cl   　　　   ②2NH3＋H2SO4=( NH4)2SO4 ③2NH3＋3CuO3Cu＋N2＋3H2O 【实验探究】 （1）为确定是否含有HCl，将气体通入酸化的 溶液中，无沉淀产生，则该气体中无HCl。 （2）为了探究其他气体是否存在，又设计了如下实验装置： ①A中观察到 ，证明有NH3； ②B中玻璃管内观察到 ，证明有H2； ③浓硫酸的作用是 。 【实验结论】 （3）Mg与NH4Cl溶液反应生成盐、NH3和H2 。写出化学方程式 。 【实验反思】 （4）综合以上信息和实验结论，有同学认为不需要单独检验HCl，就能证明HCl不存在。请评价这种说法是否合理 （填“是”或“否”），理由是 。 4．某校化学兴趣小组在学习了催化剂的知识后，想探究氧化铜能否做过氧化氢溶液分解的催化剂。因此做了以下实验： 实验一：①在试管中加入少量的过氧化氢溶液，用带火星木条检验，发现木条不复燃 ②在试管中加入少量氧化铜后，发现带火星木条复燃。 结论：过氧化氢溶液分解反应中起到催化作用。 【讨论与反思】经过讨论，有的同学认为上述实验，不能证明氧化铜是过氧化氢溶液分解反应的催化剂，必须进行下列两个实验才能证明。 实验 步骤 现象 实验二 在上述实验步骤①后，加入准确称量的少量CuO，待反应结束后（不再有气泡放出），继续滴加过氧化氢，用带火星木条检验。重复多次。 实验三 待反应结束，将试管里的物质过滤，洗涤，干燥，称量；对比反应前后CuO的质量。 【实验二与实验三的实验目的】 。 【拓展探究】同种催化剂，还有哪些因素会影响过氧化氢分解反应的催化效果？ 假设： 。方案： 。 5．化学兴趣小组的同学在做完“二氧化碳的实验室制取”的实验后，对反应后废液中溶质的成分产生了兴趣并进行了以下探究： （l）实验室制取二氧化碳的化学方程式为 。 （2）【提出问题】废液中的溶质含有哪些物质？ 【猜想与假设】 猜想I：废液中的溶质只有氯化钙；猜想Ⅱ：废液中的溶质有 。 【进行实验】 实验操作 实验现象 实验结论 取少量反应后的废液于试管中，向其中加入Na2CO3溶液至过量 只有 猜想I正确 先 后有白色沉淀生成 猜想Ⅱ正确 【反思拓展】如果猜想Ⅱ正确，要使废液中的溶质只含有氯化钙，正确的处理方法是加入过量的 。 6．某兴趣小组同学用下图装置进行氧化铜的相关反应实验，并对生成物的成分进行探究。      (1)在A装置中，当观察到 时，证明木炭粉和氧化铜粉末已经完全反应。 (2)AB实验中澄清的石灰水都变浑浊，用化学方程式表示石灰水变浑浊的原因 。 【查阅资料】已知氧化亚铜(Cu2O)和铜(Cu)均为红色固体，氧化亚铜能和稀硫酸反应，反应后的溶液为蓝色。 反应的化学方程式为： 【提出问题】B中使质玻璃管反应后生成的红色固体成分是什么? 【做出猜想】 (3)猜想一：红色出体只有Cu 猜想二：红色固体只有Cu2O 猜想三：红色固体可能含有 【实验探究】 (4)设计如下实验方案： 实验操作 现象 结论 取少量红色固体于试管中，加入过量的稀硫酸 红色固体含有Cu2O 【得出结论】 (5)甲同学认为猜想二正确，同学们分析后认为他的结论不准确，理由是 。 【反思交流】 (6)同学们补充以下实验：称取mg的红色固体于试管中，加入过量的稀硫酸充分反应，然后过滤、洗涤、干燥、称量，得到ng固体，当n> m(含m的代数式表示)时，可以得出猜想三正确的结论。 7．某学习小组对人体吸入的空气与呼出的气体，进行了如下探究 【提出问题】人体吸入的空气与呼出的气体组成有什么不同？ 【查阅资料】通常条件下，白磷与氢氧化钠溶液不反应 【实验操作、记录、分析】备注：试验中选用的锥形瓶的容积大于VmL 实验一如图一： （1）先将装置的气密性并装入试剂，在医用输液袋中装入VmL空气，按实验一连接好装置 （2）打开弹簧夹K1、K2缓慢将输液袋中的气体全部排除，读出量筒中液体体积为V1mL．假设实验二如图1中二氧化碳能被氢氧化钠溶液完全吸收，则输液袋中空气里的二氧化碳体积分数是 （3）关闭弹簧夹弹簧夹K1、K2，往烧杯中注入 ，以促使锥形瓶中的白磷迅速燃烧，待瓶中气体冷却至室温，打开K2…最后读出量筒中液体体积为V2mL，其数值等于已反应的 气体之外气体的总体积 实验二： （4）把测定氧气、二氧化碳、水蒸气（测湿度）体积分数的探头放入食品保鲜袋中，开始采集数据：然后向袋中缓慢输入呼出气体，继续采集的数据，数据经处理如图三所示，其中表示二氧化碳体积分数变化的曲线是 （填“X”或“Y”或“Z”）．Y的体积分数在60s之后逐渐减小的原因是 （5）从如图2可知，200s时食品保鲜袋里没有被采集数据的剩余气体的总体积分数为 （6）有人认为教材中空气成分的“其它气体和杂质”主要是指蒸馏水、有实验二判断此说法是 （填“正确”或“错误”）的理由是 ． 8．蒸汽眼罩是我们日常生活中常见的缓解眼睛疲劳的产品，简单实用。某化学兴趣小组的同学对蒸汽眼罩开展了以下研究。 【查阅资料】I、蒸汽眼罩由无纺布眼罩和发热体构成。发热体内含有铁粉、活性炭、氯化钠、蛭石（保温作用，可以减缓热量散失）、高吸水树脂（良好保水性能，为眼罩提供水蒸气）等。 Ⅱ、铁粉、四氧化三铁均能被磁铁吸引。 任务一    验证蒸汽眼罩发热体内含有铁粉 (1)阿娜尔古丽同学用磁铁吸引了部分发热体内固体粉末，放入试管中，滴加硫酸铜溶液，观察到有红色固体析出，证明发热体内含有铁粉。该反应的化学方程式为 。 任务二    探究蒸汽眼罩的发热原理 (2)根据“使用方法——打开蒸汽眼罩包装，接触空气即开始发热”，李明同学进行了以下实验：取20g发热体内固体粉末放入密闭容器中，通过数字传感器分别测得氧气和二氧化碳含量变化如下图。据图回答：发热体内的物质和空气中的 发生了反应，理由是 。 实验后，同学们观察到部分黑色固体变为红棕色，分析蒸汽眼罩的热量来源于铁粉生锈。有同学提出疑问，铁生锈是缓慢氧化放热不明显，但是蒸汽眼罩打开后会迅速升温，这是为什么呢？他们又设计了以下实验方案进行验证。 方案 药品 1分钟前后氧气含量变化 1分钟前后温度变化 实验1 4g铁粉、2mL水 20.1%→20.1% 16℃→16℃ 实验2 4g铁粉2mL水、______g氯化钠 20.1%-20.1% 16℃→16℃ 实验3 4g铁粉2mL水、2g活性炭 20.1%→20.1% 16℃→16℃ 实验4 4g铁粉2mL水，2g氯化钠2g活性炭 20.1%→15% 16℃→55℃→26℃ (3)实验2中应取用氯化钠的质量是 g。实验4中温度迅速上升的原因是铁粉与 共同作用的结果。 【拓展延伸】 (4)工厂在蒸汽眼罩密封装袋时，应确保 。 9．久置的铜制品表面能生成绿色的铜锈[主要成分为]，某化学兴趣小组对铜生锈的条件进行了以下探究。 【提出猜想】根据铜锈的组成元素推测，铜生锈可能是铜与空气中的二氧化碳、水等物质反应的结果。 【实验设计】兴趣小组的同学取打磨光亮的铜丝，设计了如图所示的四个实验。    【现象分析】若干天后，发现只有D瓶中的铜丝出现绿色的铜锈，其他瓶中的铜丝均无铜锈出现。 (1)实验B、C瓶中所使用的蒸馏水是经煮沸后迅速冷却的蒸馏水，其目的是 。 (2)B瓶与D瓶中的现象对比，可以得出的结论是 。 【实验结论】由上述四个实验可分析得出，铜生锈是铜与空气中的二氧化碳、水蒸气和氧气共同作用的结果． 【拓展探究】以锈蚀严重的废铜屑为原料，回收制取纯铜。 查阅资料：； 。 如图是该兴趣小组设计的两种回收铜的实验方案：    【分析评价】 (3)步骤Ⅲ、Ⅳ、V都需要进行的实验操作是 。 (4)步骤Ⅱ过程发生反应的化学方程式为 。 (5)固体B的成分是 。 (6)以上两种方案中，方案二优越于方案一，理由是 （任答一点）。 10．宏宏同学发现上个月做实验用的氢氧化钠溶液忘记了盖瓶盖。对于该溶液是否变质，宏宏邀请几个喜欢探究的同学对此进行了探究。请你一起完成下列实验报告。 （1）【提出问题1】该溶液是否变质？ 【实验探究1】 实验步骤 实验现象 解释与结论 取少量该溶液放于试管中，滴加足量稀盐酸 有 产生 说明该溶液已变质。变质的原因是 （请用化学方程式表示）。 （2）【提出问题2】该溶液变质程度怎样？ 【提出猜想】 猜想一：已完全变质，该溶液中溶质只含Na2CO3。 猜想二：部分变质，该溶液中溶质含有 。 【查阅资料】 氯化钡溶液呈中性。 【实验探究2】 实验步骤 实验现象 结论 先取少量该溶液放于试管中，加入过量氯化钡溶液 有 生成 猜想 成立 静置，取上层清液于另一支试管中，加入2﹣3滴酚酞溶液 上层清液变红 （3）【提出问题3】怎样提纯该样品得到纯净的氢氧化钠固体？ 为得到纯净的氢氧化钠固体，同学们取该样品并设计了如图实验方案。 请回答下列问题： ①操作a和操作b中都需用到玻璃棒，其中操作a中玻璃棒的作用为 。 ②操作a中发生反应的化学方程式为 。 （4）【反思交流】在【实验探究2】中加入过量的氯化钡溶液的目的是什么？ 。 11．某兴趣小组为探究“质量守恒定律”做了如图所示的四组测定实验。 【小组讨论】 (1)上述实验中可用于验证质量守恒定律的是 (填序号)。 【记录分析】 (2)图A锥形瓶中发生反应为 ，若取用铜粉的量不足，对实验结果有没有影响 (填“有”或“没有”)。 (3)用图D所示实验来探究化学反应前后物质的质量关系时：小霖认为根据质量守恒定律，天平指针应该向左偏转。但镁带完全燃烧后，发现天平指针向右偏转，联系实验现象，请分析其主要原因可能是 。 (4)小红按下图装置改进实验，验证了质量守恒定律，装置中气球的作用是 ，她还发现产物中有少量黄色固体。 【提出问题】黄色固体是什么呢？ 【查阅资料】 ①氧化镁为白色固体； ②镁条能在氮气中燃烧生成黄色的氮化镁固体(该物质中氮元素为-3价) 【反思与交流】 (5)兴趣小组的同学在老师指导下，通过实验验证了黄色固体是氮化镁。 ①写出镁条在氮气中燃烧 。 ②空气中N2的含量远大于O2的含量，而镁条在空气中燃烧生成的氧化镁却远多于氮化镁，原因是可能是 。 12．我市某校“绿色”环保小组的同学用精密酸度计测得实验室的甲、乙、丙、丁四种废液的pH如下表。现请你和他们一起实验并回答：    废液 酸碱度 甲 乙 丙 丁 pH 6.5 11.3 7.0 2.0 （1）各取溶液少许，分别滴入1～2滴无色酚酞试液，能使酚酞试液变红的废液是 。 （2）实验老师告知：乙、丁分别是未用完的氢氧化钾溶液和稀盐酸。为了防止废液对环境的污染，小聪这一组将丁溶液逐滴滴入乙中，刚好完全反应，此时溶液的pH 7(填“＜”、“＞”、“=” ) 。该反应的化学方程式为： 。 （3）小红这一组在做实验时忘了在乙溶液中滴加酚酞溶液，就滴加了丁溶液，这时立马又滴加了酚酞溶液，发现溶液是无色，此时老师让他们探究此时溶液中的溶质是什么？欢迎你也加入到这一组和他们一起探究，于是他们对溶液中的溶质进行了猜想：猜想1：溶质是氢氧化钾，猜想2：溶质是氯化钾，氯化氢，猜想3： 。经过交流他们认为猜想1不正确你认为不正确的原因： 。然后他们想了许多方法验证了猜想，请你完成下列实验 所用的方法 看到的现象 得出的结论 向反应的溶液中滴加紫色石蕊溶液 猜想2正确 向反应的溶液中加入碳酸钠溶液 有较多的气泡产生 猜想2正确，写出反应的化学方程式 13．教材“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（化学式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？ 实验步骤 实验现象 ①分别量取5mL5%过氧化氢溶液放入A、B两支试管中，向A试管加入a克氧化铁粉末，并分别在A、B两支试管中插入带火星的木条，观察现象。 A试管中，带火星木条复燃。 B试管中无明显现象 ②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内，如此反复多次试验，观察现象。 试管内均产生大量气泡。带火星木条均复燃 ③将实验②中的剩余物小心过滤，并将所得滤渣进行过滤、洗涤、干燥、。 所得固体质量仍为a克 ④分别量取5mL5%过氧化氢溶液放入C、D两支试管中，向C试管中放入a克氧化铁粉末，向D试管中加入a克二氧化锰粉末，观察现象。 现象略 （1）①中A试管的现象是 ； （2）表格中缺失的步骤为 ； 【实验结论】（3）实验②、③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； （4）写出氧化铁催化过氧化氢的化学反应方程式 ； 【实验评论】 （5）实验设计④的目的是 。 【知识拓展】 （6）查阅资料得知，氧化铜、硫酸铜溶液、猪肝、马铃薯等也可以做过氧化氢溶液分解的催化剂，下列有关催化剂的说法正确的是 ； A 同一个化学反应可以有多种催化剂 B MnO2 只能作为氧化氢溶液分解的催化剂 C 催化剂只加快反应速率 D 作催化剂的物质不能是其他反应的反应物或生成物。 14．金属材料在人类文明的发展中起着重要作用，我们应该从多角度了解。 Ⅰ．冶炼钢铁 (1)钢铁是生活中最常见的金属材料，高炉炼铁中常用赤铁矿作为原料，写出高炉中赤铁矿炼铁的主要反应的化学方程式 。 Ⅱ．金属的活动性 某兴趣小组探究金属镍（Ni）与铁、铜的金属活动性顺序。 【查阅资料】 镍与稀盐酸或稀硫酸反应，生成+2价的无色溶液，并放出氢气。 【作出猜想】 (2)小组同学结合所学知识作出如下猜想： 猜想一：Ni>Fe>Cu 猜想二：Fe>Ni>Cu 猜想三： 【探究实验】 (3)完成下列表格： 实验内容 实验现象 实验结论 实验①：将砂纸打磨过的镍片加入到盛有适量稀硫酸的试管中 猜想三错误 实验②：将砂纸打磨过的铁片加入到盛有硫酸镍溶液的试管中 铁片表面有固体析出 猜想 正确 (4)实验②中发生反应的化学方程式为 。 【实验结论】 由上述实验及分析可得Fe、Ni、Cu的金属活动性顺序。 Ⅲ．钢铁的锈蚀与防护 取四枚相同的洁净无锈铁钉分别放入四支试管中，进行如图实验，现象如下表。 试管 A B C D 一周后现象 铁钉表面有一层铁锈 铁钉表面无明显变化 铁钉表面无明显变化 铁钉表面有较厚铁锈 (5)对比A、B、C试管中实验现象，说明铁锈蚀主要是铁与 发生化学反应。 (6)对比A、D试管中实验现象，说明铁锈蚀还与 有关。 (7)下列金属制品的防护措施不合理的是______（填字母序号）。 A．车船的表面喷涂油漆 B．使用后的菜刀用布擦干 C．铁制品表面镀一层铬 D．用钢丝球擦除铝制品表面的污渍 15．过氧化钙（CaO2）是一种用途广泛的优良供氧剂，白色固体，微溶于水，可用于鱼类养殖。某兴趣小组探究过氧化钙的部分化学性质，装置如下图。 【资料检索】 Ⅰ.过氧化钙与水反应 2CaO2+2H2O=2Ca(OH)2+O2↑ Ⅱ.过氧化钙与足量的稀盐酸反应2CaO2+4HCl=2CaCl2+2H2O+O2↑ 【实验探究】 实验步骤 实验现象 实验结论 实验一 1.向玻璃管中加入过氧化钙，将A左侧管口换成无孔塞，加热到315℃，并保持一段时间直至完全反应，用带火星的木条放在a导管口。 木条复燃 有 生成 2.待玻璃管冷却，取管中少量白色固体，①加适量水充分搅拌；②滴几滴酞溶液。 ① ②变红色 固体是氧化钙 实验二 1.换装过氧化钙，将A左侧管口换成单孔塞，连接a、b导管，通入二氧化碳气体充分反应，同时把带火星的木条放在c导管口。 木条复燃， 固体仍白色 2.取适量玻璃管中白色固体， 。 固体是碳酸钙 【解释与结论】 ⑴由实验一可知，过氧化钙受热会分解，写出步骤2中白色固体与水反应的化学方程式： 。 ⑵由实验二可知，过氧化钙能与二氧化碳发生反应，写出其化学方程式： 。 ⑶B装置中碱石灰的作用是： 【分析与计算】 现有一敞口在空气中的过氧化钙固体样品，通过下列实验，探究其中各成分的质量比为 。 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 $$