2025年中考化学能力素养提升：科学探究题

2025年中考化学能力素养提升：科学探究题 1．同学甲不小心将“双氧水”（3%过氧化氢溶液）清洗液滴到水泥地板上，发现有大量的气泡产生，联想到自己曾经用二氧化锰做过过氧化氢的催化剂，某同学想到： [提出问题]：水泥块是否也可以做过氧化氢分解的催化剂？ [进行假设]： 。 [实验验证]：于是他到附近的建筑工地取回一些水泥块，并用蒸馏水浸泡、冲洗、干燥，并进行了以下的实验探究。 实验步骤 实验现象 实验结论 实验一 木条不复燃 常温下过氧化氢溶液不分解 实验二 在装有 5mL 3%过氧化氢溶液的试管中加入少量水泥块，再将带火星的木条伸入试管中 木条复燃 [得出结论]： 。该反应的化学方程式为 。 [讨论反思]：同学乙认为：仅凭上述两个实验还不能证明水泥块为过氧化氢分解的催化剂，她觉得需要增加一个探究实验，探究 。 该实验步骤如下：A．准确称量水泥块的质量；B．完成实验二；C．待反应结束后，将实验二试管的物质进行 、洗涤、干燥、 ；D．对比反应前后水泥块的质量。 分析：如果水泥块反应前后质量不变，则说明水泥块可以做过氧化氢分解的催化剂，同学丙认为，要证明同学甲的猜想，同学乙的补充实验还不够，还需要再补充一个探究实验，探究 。 2．“Zn有灵犀”化学兴趣小组同学无意中发现过氧化氢溶液和“84”消毒液以及氧化铜混合后均产生了大量气泡，有同学对此产生了疑惑——“84”消毒液能否作过氧化氢分解的催化剂呢？催化过氧化氢分解除了二氧化锰外是否有更好的催化剂呢？同学们在老师的指导下对这两个问题展开了探究。 【资料】①“84”消毒液的有效成分是次氯酸钠。 ②“84”消毒液和过氧化氢溶液混合能产生氧气。 ③氧化铜是过氧化氢分解的催化剂。 探究一：探究次氯酸钠能否作过氧化氢分解的催化剂。 【设计实验】同学们设计了如图所示实验装置进行探究。（实验前导气管中已充满了水） 【进行实验】 (1)步骤Ⅰ：连接好装置，并 （填操作）。 步骤Ⅱ：向锥形瓶中加入30mL“84”消毒液，然后用注射器吸取25mL过氧化氢溶液，塞紧橡胶塞； 步骤Ⅲ：将注射器中的过氧化氢溶液平均分5次（每次5mL）推入锥形瓶中；每次推入过氧化氢溶液，待不再产生气泡后，读出量筒中水的总体积如表所示。 第1次 第2次 第3次 第4次 第5次 量筒中水的总体积/mL 140 280 365 370 x 【讨论与分析】 (2)下列有关该实验的数据分析中，正确的是______。 A．第1次实验产生的气体为140mL B．前两次实验产生气体的总体积为270mL C．表格中x的值是370 D．第4、5次加入液体后几乎没有气体产生 (3)小组同学根据表中数据分析得出结论：在次氯酸钠中加入过氧化氢，次氯酸钠作 （填“反应物”或“催化剂”）。 探究二：氧化铜与二氧化锰的催化效果比较。 图1所示的装置进行了两次实验，在试管中分别加入等质量的氧化铜和二氧化锰，分别将注射器内盛有的等体积、等浓度的过氧化氢溶液快速注入试管中，利用注射器收集氧气，收集到氧气的体积和时间的关系如图2所示。 (4)开始实验时要快速注入过氧化氢溶液的原因可能是 。 (5)实验中造成U型管内红墨水液面左低右高的可能原因是 。 (6)通过图2除了能得出二氧化锰催化效果比氧化铜好，还能得出的结论是 。 (7)请写出氧化铜催化过氧化氢溶液分解制氧气的化学方程式 。 3．市场上有一种自热米饭，其饭盒中有一小包粉末，粉末的主要成分是铁粉、镁粉和氯化钠。小明利用这包粉末，进行了如下的探究实验： （1）验证并分离铁粉的最简单的物理方法是 。 （2）若要进一步分离镁粉和氯化钠而得到干燥的镁粉，要进行的操作是：溶解、 、洗涤、干燥。在前两步实验操作中都用到的玻璃仪器为 （填一种）。 （3）在（2）所得镁粉中加入一定量的稀硫酸，使固体完全溶解。对所得溶液中含有的溶质，小明作如下猜想： 猜想Ⅰ：溶质只有硫酸镁。 猜想Ⅱ：溶质有硫酸镁和 （填化学式）。 经查阅资料：硫酸镁溶液酸性极弱。若要检验猜想Ⅱ是否正确，能不能选用无色酚酞溶液作为试剂？ （选填“能”或“不能”），原因是 。小明选用一种金属单质进行实验，观察到了明显的现象，从而肯定了猜想Ⅱ是正确的，写出发生反应的化学方程式： 。 4．某兴趣小组同学为了探究干电池中物质的成分，将电池剥开时闻到异味且发现有黑色物质。 【提出问题】为什么有异味？黑色物质的成分是什么？ 【网络搜索】干电池的成分有二氧化锰、铁粉及铵盐等物质。 【实验探究】同学们分别设计实验进行探究。 实验Ⅰ.小婧取适量黑色物质与 （写化学式）混合置于研钵内研磨，嗅到刺激性气味，再用湿润的红色石蕊试纸检测，试纸变蓝，证明黑色物质中含有铵盐。 实验Ⅱ.小清用一种物理方法发现黑色物质中不含铁粉，他采用的方法是 。 实验Ⅲ.小明将黑色物质加入适量的水中搅拌，静置后过滤，取滤渣进行实验。 实验步骤 实验现象 实验结论 取适量黑色滤渣装入试管中，再加入过氧化氢溶液 有气泡冒出 有气体生成 向上述试管中伸入带火星的小木条 木条复燃 该气体是 据此小明认为黑色物质中一定含有二氧化锰。 【交流讨论】大家对小明的结论提出了质疑。 （1）小莹认为若要证明黑色物质中一定含有二氧化锰，必须验证二氧化锰的 和 在反应前后都没有发生变化。 （2）小仪认为除了小莹考虑的因素外，另一个原因是氧化铜等黑色物质对过氧化氢分解也有催化作用。 【获得结论】干电池中一定含有 ，可能含有 ，一定不含有铁粉。（用物质名称填空） 5．【提出问题】氧化铜对氯酸钾的分解是否有催化作用？ 【设计实验】 实验组 实验步骤 测量数据 ① 将3.0g氯酸钾放在试管中加热，用排水法收集生成的气体 ② 将3.0g氯酸钾与1.0g二氧化锰混合加热，排水法收集生成的气体 ③ 将xg氯酸钾与1.0g氧化铜混合加热，排水法收集生成的气体 (1)写出加热氯酸钾和二氧化锰混合物制氧气的化学方程式 。 (2)实验③中x的数值为 ，测量数据为 。 【实验回顾】实验室常用红磷燃烧的方法测定空气中氧气的含量（装置如图2),测出的氧气体积分数明显偏小。请你参与探究: 【提出问题】造成误差的原因是什么？如何改进课本实验装置？ 【猜想】甲同学:可能是瓶内残留气体中还有氧气。 乙同学：可能是烧杯中的水倒流结束后，导管内有部分水滞留。 (3)打开弹簧夹的时机很重要， 才可打开弹簧夹。 (4)为验证甲同学的猜想，将铜粉在残余气体中加热，观察到铜粉 ，说明甲同学的猜想是合理的。 (5)采用改进的图3实验装置进行实验，与图2相比，优点有： 。 【提出问题2】能用木炭代替红磷吗？ 用图1所示装置分别进行足量的红磷或木炭在空气中燃烧的实验（装置冷却至室温后结束实验），测定集气瓶内的压强变化如图2所示。 (6)实验前， （填“需要”或“不需要”）检查图1装置的气密性。 (7)某同学根据图2曲线②推断：不能用木炭测定空气中的氧气含量，其实验依据是 。 6．小兵和小东是某校化学研究性学习小组的成员，他们在查阅资料时，发现单质碳能够在高温时与金属氧化物反应得到金属单质。于是，他们用木炭与进行了如下的探究活动。请你参与他们的这次活动，并解决的关问题： 【提出问题】木碳与氧化铜反应除生成单质铜外，另一种生成物是什么？ 【猜想与假设】 (1)可能是    可能是 。 【设计实验方案】 (2)检验的方法是(用化学方程式表示) 。 他们在互联网上用Google收集到这样一条信息：把滤纸浸泡在磷钼酸和氯化钯的黄色混合溶液中制成的试纸遇立即变成蓝色，而遇不变色。 【实验与结论】 (3)设计的实验装置图如下： 实验现象 实验结论 ①A中固体由黑色变成 色 ②有 生成 B中黄色试纸没有变蓝 ③没有 生成 ④若C中某溶液为澄清石灰水，可观察到 。 有生成 【结论】 (4)碳和氧化铜在高温条件下反应能生成铜和二氧化碳，该反应的化学方程式为： 。 【反思与评价】 (5)若氧化铜不够干燥，如果A装置中的试管口高于试管底部，在实验过程中可能造成的后果是 。 7．催化剂在化学化工领域有着广泛的应用。 实验课上，老师让同学们设计实验探究“红砖粉末是否也可作分解过氧化氢的催化剂”。以下是晓宇所在的小组进行的探究，请你一起参与他们的探究过程，并填写下列空白。 【提出问题】红砖粉末能不能作分解过氧化氢的催化剂？ 【作出猜想】 (1)猜想①：红砖粉末能作分解过氧化氢的催化剂。  猜想②： 。 【实验验证】 (2)晓宇进行了两个实验，请你将晓宇的实验表格补充完整。 实验步骤 实验现象 实验结论 实验一 将带火星的木条伸入装有过氧化氢溶液的试管中 常温下过氧化氢溶液分解速率很慢或不分解 实验二 向上述试管中加入少量 产生大量气泡，木条复燃 常温下红砖粉末 【得出结论】 (3)红砖粉末能加快过氧化氢的分解速率，故猜想 （填“①”或“②”）正确。 【反思评价】 (4)经过讨论，林鹏认为只有上述两个实验，不能证明红砖粉末能作分解过氧化氢的催化剂，还要补充两个实验，分别探究反应前后红砖粉末的 和 有无变化，只有这两点也均无变化时，才能证明红砖粉末能作分解过氧化氢的催化剂。请用化学方程式表示此实验的化学反应 。 8．通过本阶段的学习，同学们掌握了一些基本的化学知识，同时也具备了一定的化学素养。请你利用所学的化学知识，完成老师布置的以下两个学习任务。 任务一：验证质量守恒定律 （1）为验证质量守恒定律，小明同学设计了图一所示实验，该实验 （填“能”或“不能”）用于验证质量恒定律，在此过程中燃烧掉的蜡烛质量 （填“大于”、“小于”或“等于”）生成的二氧化碳和水的总质量。 （2）经小组同学探讨，将燃烧的蜡烛做了改进（图二所示），引燃后的蜡烛立即扣上烧杯，一段时间后，蜡烛熄灭，发现反应前后测得质量相等，他们这样设计的目的是，保证了反应在 容器中进行。 任务二：探究维C泡腾片溶于水后，产生气体的成分。 【查阅资料】维C泡腾片是一种用于补充维素C的药物，可以预防和治疗一些疾病，主要成分如图所示。 【提出猜想】溶于水后产生气体可能是CO2、O2、CO、H2、N2中的一种或几种。 小亮说：不可能含有CO和H2，因为从药品安全角度考虑，H2易燃易爆，CO属于有毒气体。 小明说：不可能含有N2，依据是 。 经过讨论，同学们一致认为该气体可能含有CO2、O2中的一种或两种。 【进行实验】为进一步探究气体成分，小组同学利用下图装置进行实验。 将水注入锥形瓶后，产生大量气泡，澄清石灰水变浑浊，带火星的小木条始终没复燃。（说明：每种试剂均足量） 【资料信息】浓硫酸具有吸水性，可用作某些气体的干燥剂。 【交流讨论】B装置中加入足量澄清石灰水，其作用是 。 【实验结论】根据以上的讨论与探究，你所得到的结论是 。 9．日常生活中，每位同学都会接触到硬水。某校化学兴趣小组的同学在老师的带领下对硬水进行了一些探究和拓展实验。 [查阅资料]水的硬度是由水中溶解的可溶性钙和镁化合物引起的，硬水中溶解的钙和镁化合物可分为两类：钙、镁的碳酸氢盐：钙、镁的硫酸盐或氯化物，一般所说的水的硬度是由上述两类化合物引起的。 [实验探究一]小组同学对硬水中为什么含有碳酸氢钙非常感兴趣，于是再次学习九年级化学下册课本中的资料卡片：石笋和钟乳石的形成。知道了当石灰岩遇到溶有二氧化碳的水时，会反应生成溶解性较大的碳酸氢钙：CaCO3+CO2+H2O=Ca(HCO3)2 小组同学思考：若向碳酸钠溶液中通入一定量的二氧化碳，是否也能生成碳酸氢钠?于是他们对此开始实验探究(不考虑二氧化碳和碳酸作为溶质的情况) [提出问题]所得溶液中溶质是什么? [提出猜想] 猜想一：溶质为Na2CO3; 猜想二： 。 猜想三：溶质为Na2CO3和NaHCO3 [设计实验] 实验步骤 实验现象 实验结论 a.取所得溶液少许于试管中，向其中滴加过量的CaCl2溶液 猜想二不成立 b.. 有气泡冒出 猜想一不成立 通过实验，小组同学得出了正确结论。 [实验探究二]热水瓶用久后，瓶胆内壁常附着一层水垢，老师说其成分主要是碳酸钙、氢氧化镁等。小组同学认为可使用醋酸(HAc)除去，请写出其中发生中和反应的化学方程式 。 [实验探究三]小组同学还对稀盐酸和氢氧化钠溶液发生中和反应进行了如下探究： 用pH传感器测得烧杯内溶液的pH变化图象(如图二)，同时用温度传感器别得烧杯内温度变化图象(如图三)，实验过程中保温良好，忽略热量散失。 Ⅰ.由图一、图二所示实验可知X溶液为 。 Ⅱ.请分析图三，能得到的结论是 。 Ⅲ.图三中A点对应溶液中的溶质有 。 10．某Fe3O4样品中中可能含有的杂质是Fe2O3和FeO其中的一种。为探究杂质的情况设计如下方案： 【实验设计】同学们称取了23.28g该Fe3O4样品用图一进行了下列实验： 【实验分析】因探究思路不同，兴趣小组分成甲、乙两个讨论小组。 甲组：（1）B装置中盛的是氢氧化钠溶液，吸收生成的二氧化碳,B中带孔玻璃球泡的作用是 （2）上述实验过程中，CO的作用有 （填序号） ①CO气体作为反应物 ②实验开始时，排尽装置中的空气，防止加热时发生爆炸 ③停止加热后，防止A中生成物被氧化 ④停止加热后防止B中的溶液倒吸入A中 ⑤对B中反应物起到一定的搅拌作用，便于CO2与反应液充分接触而反应 乙组：乙组同学认为B装置反应前后的质量差会偏小而影响计算、分析，你认为他们的理由是 ；改进为：在B装置后接一盛有浓硫酸的吸水装置，将B和该装置“捆绑”称量，从而减小误差。 【查阅资料】Fe2O3和CO反应是随温度升高而逐步进行的，先生成Fe3O4，再生成FeO（黑色），最后生成Fe；利用仪器测定并绘制成反应过程中A装置中玻璃管内的固体质量随温度的变化曲线（见下图）。 （1）写出BC段发生反应的化学方程式： ； （2）确定：该Fe3O4样品中含有的杂质是 ，其中含Fe3O4的质量是 g，（不需要写出过程)（已知Fe3O4、FeO、Fe2O3中铁元素质量分数分别为72.4%、77.8%、70.0%） 11．（1）为测定空气中氧气含量，某小组同学选用40mL的试管作反应容器和量程体积足够大且润滑很好的针筒注射器(如图) ，将足量白磷放入试管后，用橡皮塞塞紧试管，并夹紧弹簧夹。用酒精灯加热白磷，燃烧结束后，待试管冷却后松开弹簧夹，观察现象。 ①开始实验前，该小组同学打开弹簧夹，将注射器活塞从20mL刻度处推至15mL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 。 ②实验后，可以观察到针筒活塞会从原来的20mL刻度处慢慢向左移到约 处。 a 4mL刻度 b 8mL刻度 c 12mL刻度 d 16mL刻度 ③下列实验操作，对实验结果有影响的是 。 a 装置漏气 b 白磷过量 c 燃烧结束后，立即松开弹簧夹，观察现象 （2）小婧同学学习化学后知道，镁在氧气中燃烧会生成白色的氧化镁固体。但她在空气中点燃镁条时，却发现在生成的白色固体中还夹杂着少量的淡黄色固体。 [提出问题]为什么会生成淡黄色固体? [查阅资料]小婧查阅资料， 记录了下列几种物质的颜色: 物质 MgO MgCl2 Mg3N2 Mg( NO3)2 Mg( OH)2 颜色 白色 白色 淡黄色 白色 白色 [初步分析]其他同学认为不可能生成上表中的 ，理由是 。 [提出猜想]分析资料，小婧认为淡黄色固体可能是由镁与空气中的 反应生成的。 [实验探究]小婧设计实验证实了自己猜想。 [实验结论]根据小婧的实验结果，写出镁条在空气中燃烧时两个反应的化学方程式: ； 。 [反思与评价]①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MgO却远多于Mg3N2，为什么呢?请给出合理的解释 。 ②通过上述实验，你对燃烧有什么新的认识? 。 12．化学兴趣小组活动中，指导老师拿来了一包已经完全失效的石灰干燥剂。为了确定该干燥剂的组成，同学们进行了如下探究活动： 【查阅资料】石灰干燥剂的成分为CaO，请写出该干燥剂干燥原理： （用化学方程式表示）。 【提出猜想】①该干燥剂的成分为Ca（OH）2；②该干燥剂的成分为CaCO3；③该干燥剂的成分为 。 【方案设计】小组成员设计了如下的实验方案： 方案一：取样，滴加足量的稀盐酸，有气泡产生，则白色固体为CaCO3； 方案二：取样，滴加少量的稀盐酸，没有气泡产生，则白色固体为Ca（OH）2； 方案三：取样，加入水中，振荡，静置，上层为清液，下层出现固体不溶物，取上层清液滴加酚酞溶液变红，则固体为CaCO3和Ca（OH）2的混合物。 （1）上述方案是否有不合理的地方？ ，若有，请简要说明不合理的理由： （若有多个方案不合理，只需要选择其中的一个作答即可）。 （2）实验证实，该固体是CaCO3和Ca（OH）2的混合物。请你再设计一种实验方案予以证明（只要写出实验步骤和现象即可）。 实验操作步骤 实验现象 【反思与评价】实验小组的同学取了一定量样品，加入足量的稀盐酸，通过测得生成CO2气体的质量计算得该混合物中CaCO3的质量分数。实验中，若有部分生成的二氧化碳气体因溶解于水而没有全部逸出，造成计算结果与实际值相比 （填“偏大”“偏小”或“不变”）。 13．学习了常见的酸和碱后，某化学兴趣小组的同学在老师引导下围绕“酸碱中和反应”开展实验探究活动，请你参与下列活动。 【实验探究】将氢氧化钾溶液与稀硫酸混合，观察不到明显现象，为证明氢氧化钾溶液与稀硫酸发生了反应，三位同学进行了以下实验。 (1)测定溶液变化的方法 甲同学在实验过程中测得变化如图1所示，则该同学是将 (填字母序号)。 a．氢氧化钾溶液滴入稀硫酸中    b．稀硫酸滴入氢氧化钾溶液中 (2)测混合过程的温度变化 乙同学在实验过程中测得反应混合溶液的温度变化如图2所示，说明稀硫酸与氢氧化钾溶液发生的反应是 (填“放热”或“吸热”)反应。图2中的点表示的含义是 。 (3)借助于酸碱指示剂 丙同学通过图3所示实验，他观察到溶液由红色变成无色，也证明氢氧化钾溶液与稀硫酸发生了化学反应，反应的化学方程式为： 。 【提出问题】针对反应后溶液中溶质的成分，大家纷纷提出了猜想。 【猜想与假设】猜想一：只有； 猜想二：有和； 猜想三：有和。 【进行实验】 (4)为了验证猜想，学习小组选用粉末、溶液，进行如下探究： 实验方案 实验操作 实验现象 实验结论 方案一 取少量反应后的溶液于试管中，加入粉末 溶液中有，猜想二正确 方案二 取少量反应后的溶液于试管中，滴加溶液 产生白色沉淀 溶液中有，猜想二正确 【实验探究】通过探究，同学们一致确定猜想二是正确的。 【评价与反思】 (5)丁同学针对上述方案提出疑问，认为方案二是不合理的，理由是 。 (6)分析反应后所得溶液中溶质的成分时，除了考虑生成物外，还要考虑 。 14．在化学实验室中，小明发现装满生石灰的塑料试剂瓶膨胀破裂了(如图所示)，他很好奇。于是，在征求老师的意见后，他取实验所需的样品，烘干样品中的水分，并在老师的指导下展开了探究。已知Ca(OH)2能使酚酞溶液变红。    探究一：确定烘干后固体的成分 实验操作 现象 结论 ①取烘干后的固体于烧杯中，加足量的水，搅拌、静置 不放热 烘干后的固体中不存在 。 ②取静置后的上层清液。滴入 。 清液 。 烘干后的固体中存在Ca(OH)2 ③取静置后的底部固体。加足量 。 有气泡产生 烘干后的固体中存在 。 有同学认为，若加入水会放热，则不能判断Ca(OH)2的存在，理由是 。 探究二：测定烘干后固体中碳酸钙的质量分数 【方案1】取一定质量的烘干固体高温分解，CaCO3高温分解的化学方程式为 。根据实验前后样品质量的变化，计算出CaCO3的质量分数。 【方案2】利用如图所示的装置，取一定质量的烘干固体于锥形瓶中，测定产生CO2的体积，利用CO2的密度计算出CaCO3的质量分数。植物油的作用是 。 【讨论】方案2实际计算出的结果略小于方案1，可能的原因是 。 15．牙膏是生活中常见的物质，其配料成分有摩擦剂、增稠剂、发泡剂等，其中摩擦剂的类型有很多，如、、或这些物质的混合物。华雪兴趣小组想研究牙膏摩擦剂的成分。 【提出问题1】某品牌牙膏中是否含有？ 【查阅资料】该牙膏中只有可能与稀盐酸反应 【实验方案】 ①取少量牙膏于试管中，加入过量稀盐酸，出现气泡，将气体通入澄清石灰水中，石灰水变浑浊，证明摩擦剂中含有 （填离子符号）； ②取实验①中的溶液，加入草酸铵【】溶液，生成草酸钙白色沉淀，请写出该反应的化学方程式 。 【提出问题2】该牙膏中的质量分数是多少？ 【查阅资料】Ba（OH）2的化学性质与Ca（OH）2相似 【实验装置】该兴趣小组设计了如下实验装置（下面装置内试剂均足量。）    【实验步骤】 （1）按图连接好装置，并检查装置的气密性； （2）在B装置中加入牙膏样品8.00g； （3）关闭K1，打开K2，向牙膏样品中滴入10%的盐酸，至B中不再产生气泡，停止滴加盐酸； （4）关闭K2，打开K1，缓缓通入空气，至C中不再产生沉淀； （5）将C装置中的固液混合物过滤、洗涤、烘干后称量其质量；洗涤该固体时用到的玻璃仪器有漏斗、烧杯、 。 （6）重复实验。 【实验数据】重复实验，3次数据记录如表： 实验次数 实验1 实验2 实验3 C装置中沉淀质量（g） 3.93 3.94 3.95 【实验分析及数据处理】 （1）上述数据能否由托盘天平测得？ 。 （2）若没有A装置，则测定结果将 。（填“偏大”、“偏小”或“不变”）。 （3）C中长导管末端制成球泡的作用是 。 （4）D装置的作用是 。 （5）据上表数据，计算该牙膏样品中的质量分数 。 【实验反思】 （1）重复实验，取平均值的意义在于 （合理即可）。 （2）下列各项措施中，能提高测定准确度的是 （填序号）。 a.在装置A、B之间增加盛有浓硫酸的洗气瓶 b.在装置B、C之间增加盛有饱和碳酸氢钠的洗气瓶 c.缓缓滴加稀盐酸。 试卷第6页，共17页 试卷第7页，共17页 学科网（北京）股份有限公司 $$