2025年中考化学复习能力提升系列：科学探究题

2025年中考化学复习能力提升系列：科学探究题 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、科学探究题 1．某兴趣小组设计了测定空气中氧气含量的实验装置，请结合图示回答问题。 【查阅资料】白磷与红磷的化学性质有相似之处，白磷在40℃左右便能燃烧，红磷在240℃才能燃烧。 （1）装置一中红磷燃烧后，冷却到室温后打开止水夹，观察到 现象。实验结论：空气中氧气体积约占空气总体积的1/5。 （2）实验装置二选用实际容积为50mL的试管作反应容器，将过量的白磷放入试管，用橡皮塞塞紧试管，通过导管与实际容积为60mL且润滑性很好的针筒注射器组成。 ①实验前，打开止水夹，将注射器的活塞前沿从20mL刻度处推至10mL刻度处，然后松手，活塞仍返回至20mL刻度处，此操作的目的是 。 ②实验中，先夹紧止水夹，用酒精灯加热白磷，观察到白磷燃烧，产生白烟，燃烧结束，等到试管冷却后再松开止水夹可观察到活塞前沿将在 刻度处。 ③小组同学认为装置二有缺陷，实际操作可能会发生危险造成实验失败。例如：可能会发生危险是 。 ④小组同学改进并设计了实验装置三，为了使氧气反应更充分，实验中采取的措施合理的是 （填字母）。 A．铜粉平铺在玻璃管中         B．反复推拉注射器的活塞         C．减少加热时间节省燃料 2．天然气的主要成分是甲烷，某化学小组对甲烷在纯氧中燃烧的产物产生兴趣并进行探究。 【提出问题】甲烷在氧气中燃烧后生成哪些物质？ 【查阅资料】含碳元素的物质在氧气中完全燃烧生成CO2，不完全燃烧生成CO，无水CuSO4遇水变蓝。 【猜想与假设】甲：CO2、H2O；乙：CO、H2O；丙：NH3、CO2、H2O；丁：CO2、CO、H2O (1)甲同学认为丙同学的猜想是错误的，理由是 。 【实验探究】为了验证上述猜想与假设，将甲烷在氧气中燃烧的产物依次通过下列装置（假设每步都能完全吸收）。    (2)实验开始时，先进行的操作是 （填序号）。 ①通入甲烷燃烧产物         ②加热 (3)A、B装置的顺序 （填“能”或“不能”）颠倒。 (4)实验中观察到A中白色粉末变为蓝色，B、D中澄清石灰水变浑浊，C中黑色粉末变成光亮的红色，由此推断。同学 猜想成立。 (5)C中发生反应的化学方程式为 。 (6)实验结束，对相关装置进行称量（忽略空气成分对实验的干扰），装置A增重3.6g，那么燃烧甲烷的质量为 g。 3．某化学兴趣小组用氯酸钾和二氧化锰混合加热制取氧气。 (1)反应中，二氧化锰加快了氯酸钾制氧气的反应速率。 ①实验结束后，小利将二氧化锰分离出来并干燥，再与少量氯酸钾混合加热，伸入带火星的木条：小利的实验目的是 。 ②若要证明二氧化锰是氯酸钾分解制取氧气的催化剂，还需要补充实验，写出简单的实验步骤： 。 (2)小组同学发现上述制得的气体有刺激性气味，于是在老师的指导下对气体成分进行探究。 【提出问题】氯酸钾与二氧化锰混合加热后产生的气体成分是什么？ 【查阅资料】 I.氯酸钾与二氧化锰混合加热产生的气体可能含有两种成分。 Ⅱ.氯酸钾与二氧化锰混合加热产生的气体可能含有氯气 Ⅲ.氯气是有刺激性气味的气体，能溶于水，能使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝。 【猜想与假设】 猜想一：该气体为氧气； 猜想二：该气体为氯气； 猜想三：该气体为 。 【实验探究】 序号 实验操作 实验现象 实验结论 1 小丽用排水集气法收集A、B两瓶气体，将带火星木条伸入A中；湿润的淀粉碘化钾试纸伸入B中 A中带火星木条复燃，B中淀粉碘化钾试纸不变色 猜想 成立 2 小岚用向上排空气法收集C、D两瓶气体，将带火星木条伸入C中，湿润的淀粉碘化钾试纸伸入D中 C中带火星木条复燃，D中淀粉碘化钾试纸变蓝 猜想三成立 ③小涛认为小丽的结论不正确，原因是 。 【实验结论】氯酸钾制取氧气得到的气体成分是氧气和氯气的混合物。 【反思与总结】某些反应可能会有副反应，生成少量其他物质。氯酸钾分解反应中有副反应，氯气就是副反应的生成物。 (3)二氧化锰不仅能作催化剂还可以作反应物，实验室常用二氧化锰与浓盐酸加热制取氯气，同时生成氯化锰和水。请完成该反应的 。 4．某化学实验活动小组的同学为了探究实验室中久置的氢氧化钠固体的成分，进行了有关实验。请你参与他们进行的探究活动： 【提出问题】久置氢氧化钠固体的成分是什么？ 【猜想与假设】 (1)猜想一：全部是NaOH；猜想二：全部是Na2CO3；猜想三： 。 【实验与探究】 (2)实验如下： 实验方案 实验现象 结论及解释 方案一：取少量固体样品于试管中，加蒸馏水完全溶解，然后加入足量的稀盐酸。 实验过程中始终没有气泡产生。 则证明猜想 成立 方案二：另取固体样品于试管中，加蒸馏水完全溶解，然后滴加少许氯化钡溶液。 实验过程中产生 。 则证明猜想二或三成立。 (3)为了进一步的验证猜想结果，小明同学提出如下实验方案：继续方案二的实验，过滤，然后向滤液中滴加无色酚酞试液，若酚酞不变红，则猜想 成立，若酚酞变红，则另一猜想成立。通过查阅资料知道，氯化钡溶液呈中性，小华同学立即对小明同学的方案提出了质疑，理由是 ，因此他认为该方案的操作步骤中应该改进的是 。该实验中氯化钡溶液 （填“能”或“不能”）用氢氧化钡溶液代替。 【反思与交流】 (4)久置的固体氢氧化钠变质的原因是（用化学方程式表示） ，因此小红同学提出，实验室里氢氧化钠要 保存。 5．随着我国“资源节约型”与“环境友好型”社会的建设，城市垃圾的处理成为了一项重要工程。红心中学课外小组的同学们在老师的组织下，对垃圾的分类、处理、焚烧产物及宣传活动等展开了项目化学习。 任务一：调查垃圾分类的价值 【咨询交流】同学们参观了一个垃圾分类处理厂，获悉城市生活垃圾可分为可回收物、有害垃圾、厨余垃圾和其他垃圾。通过垃圾的综合化分类可得到金属、塑料等可再利用的资源。 任务二：学习垃圾分类处理的方法 【参观学习】小组同学在技术人员的指导下，了解到垃圾回收处理的过程如下： 【小组交流】 (1)垃圾筛分时，最简单的方法是可根据 区分铜和铝。 任务三：探究垃圾焚烧产生的气体成分 【提出问题】垃圾焚烧产生的气体中是否含有、CO、？ 【查阅资料】①能使红色的品红溶液褪色，常用品红溶液来检验；②紫红色酸性高锰酸钾溶液可与反应而褪色，常用于除去；③也能使澄清石灰水变浑浊。 【进行实验】设计实验方案，探究垃圾焚烧产生的气体成分。 实验步骤 实验现象 实验结论 ①将除尘后的气体通入盛有少量品红溶液的试管中 红色褪去 含有 ②将除尘后的气体先通过图1装置后，再通入盛有澄清石灰水的试管中 澄清石灰水变浑浊 含有 【反思评价】 (2)步骤②中，混合气体从 (填“a”或“b”)端通入图1装置。 (3)步骤②中，澄清石灰水变浑浊的化学方程式为 。 (4)小组同学通过传感器，测得焚烧垃圾产生的气体中CO体积分数变化如图2，时间段内CO体积分数出现异常的原因是 。 任务四：成果分享宣传推广 同学们通过手抄报、宣讲等各种方式，将学到的垃圾减量化、无害化、资源化的分类管理知识进行分享、宣传推广。 6．小石和小七同学想探究家中一种固体清洁剂（用于下水道和烤箱清洁）的成分，他们将少量清洁剂带到学校寻求老师的帮助。在老师指导下，他们进行了大胆的猜想与实验： [提出问题] 清洁剂中主要含有哪些物质？   [提出猜想]小石根据所学酸碱盐知识做出以下猜想： 猜想一：可能含有Na2CO3 猜想二：可能含有NaOH 猜想三：可能含有Na2CO3和NaOH [进行实验]实验一：小石取少量样品，加水溶解得到无色溶液，滴加紫色石蕊溶液后，溶液变为 色，说明清洁剂的溶液显碱性。 实验二：小石取少量样品，滴加足量的稀盐酸，观察到白色固体逐渐减少至消失，固体表面有气泡产生。将产生的气体通入澄清石灰水，观察到的现象为 ，小石同学认为猜想一正确，但是小七同学认为小石同学的结论不正确，理由是 。 [查阅资料]小七查阅资料得知：该清洁剂中含有Na2CO3、NaOH等； [实验验证]该清洁剂中还含有NaOH。 实验三中可选试剂：A．氯化钡溶液；B．氢氧化钡溶液；C．氯化钠溶液；D．稀盐酸；E.石蕊溶液；F.酚酞溶液 实验三：取少量样品，加水配成溶液，加入过量的 （选填字母编号），产生了白色沉淀，再加几滴 （选填字母编号），溶液变为红色，证明该清洁剂中还含有NaOH 。 [实验结论]该清洁剂中含有Na2CO3和 NaOH 。 [深入交流]小七同学想测定清洁剂样品中的NaOH 的含量（样品中的杂质溶于水但不与其他物质发生反应），他取样品20g于烧杯中，向其中加入溶质质量分数为19.6%的稀硫酸至不再产生气泡为止，此时消耗硫酸溶液的质量为100g，结合图像计算出样品中NaOH 的含量。 7．兴趣小组的同学发现上次做实验用的澄清石灰水忘记了盖瓶盖，试剂瓶内壁附着一层白色固体、底部也有白色固体。 【提出问题】白色固体是什么？ 【猜想与假设】 (1)猜想一：碳酸钙；猜想二：氢氧化钙；猜想三： 。 【实验探究】小明取少量白色固体于试管中，加入足量稀盐酸，振荡，固体全部溶解并有气泡产生。小明得出结论：猜想一正确。 (2)小红提出质疑，认为小明实验结论不够严谨，她的理由是 ，小红补充实验如表，得到了实验结论。 实验步骤 实验现象 【实验结论】综上所述，猜想一正确。 【实验反思】 (3)澄清石灰水必须要 保存。 8．科学探究和证据推理是化学学科的核心素养。化学兴趣小组利用图1装置对“测定空气中氧气的含量”实验进行探究，并基于证据进行推理分析。 Ⅰ．氧气是参与“氧循环”的重要物质。 (1)图1装置，若实验过程中发现烧杯中的导管口出现气泡，则最终测得的数据会 (选填“偏大”“偏小”或“无影响”)。图2实验中，小组成员利用传感器记录集气瓶内氧气浓度随时间变化的情况。从以上数据分析，最终集气瓶中的氧气没有消耗完的依据是 。 (2)图3为空气成分示意图，物质A的名称是 。 Ⅱ．用镁条测定空气中氧气的含量 某同学进行图4所示实验时发现，产物中有少许黄色固体。 【探究目的】探究淡黄色固体是镁与空气中什么物质反应产生的？ 【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点燃的镁能与空气中的氮气反应生成黄色的氮化镁固体(Mg3N2)； ③氮化镁可与水反应生成氨气； ④氨气分子不停地运动，溶于水后能使无色酚酞变红。 【做出猜想】黄色固体为氮化镁 【实验过程与结论】 (3)完成下列表格 实验操作 实验现象 实验结论 黄色固体为氮化镁 写出图4中镁与氮气反应的 。 【反思交流】 (4)进行图4所示实验时，在确保规范操作的前提下，该同学所测得的空气中氧气的体积分数大于，原因可能是 。 9．空气中的氧气含量是多少呢？学习小组开展“测定空气中氧气含量”的探究活动。 【史料研究】 (1)二百多年前，化学家拉瓦锡利用汞能和氧气发生反应的原理，采用图1装置证明空气是由氧气和 组成的。 【设计与实验】 实验一：仿拉瓦锡实验原理，设计利用图2测定空气中氧气的含量。 (2)主要步骤如下，正确的顺序为 (填序号)。 ①用弹簧夹夹紧乳胶管 ②红磷熄灭并冷却后，打开弹簧夹 ③点燃红磷后立即伸入瓶中并塞紧橡胶塞 ④检查装置气密性，在集气瓶中加入少量水，将水面上方空间按体积分成5等份 (3)写出红磷燃烧的 。 同学们利用图2装置进行了多次实验，水面均未上升到刻度“1” 【优化与实验】 实验二：为探究水面未上升到刻度“1”的原因，小组同学用图3装置结合现代传感器技术，测得实验过程中容器内气体压强、温度、氧气浓度的变化趋势如图4所示。 (4)图4中X曲线代表的是 (填“温度”或“氧气浓度”)的变化趋势。 (5)结合图4中X、Y两条曲线，解释BC段压强变化的原因是 ，实验结束打开弹簧夹的过程，对应的是压强曲线中的 (填“DE”或“EF”)段。 【反思与交流】 (6)根据实验二中图4分析可知，实验一中水面未上升到刻度“1”的原因是 。 10．碳及碳的化合物与生产生活密切相关，化学兴趣小组对含“碳”的合成气做出探究。 【查阅资料】 (1)工业上用甲烷和水蒸气在高温条件下发生反应，得到CO和H2，该反应的化学方程式为 ，得到的CO和H2的混合气被称为合成气，合成气在工业上有广泛用途。 【提出猜想】 小组同学在实验室按上述原理制备得到合成气，并设计实验探究了所得合成气与氧化铜反应的产物。甲同学对反应产物作出如下猜想： (2)猜想①：只有CO2； 猜想②： ； 猜想③：既有CO2还有H2O 【实验探究】 为验证猜想，设计实验装置如下图所示（已知浓硫酸可以吸收水蒸气，CO2可与氢氧化钠发生反应，CO和 CH4均不与氢氧化钠反应）： 小组同学按上图装置进行实验，并记录了实验现象和数据： (3)装置B中现象为 。 (4)装置D的作用是 。 (5)测得 C、D 装置的质量变化如下表所示，可得出结论：猜想 （填序号）成立。 装置 C 的质量 装置 D 的质量 反应前 292.4 g 198.2g 反应后 296.0 g 201.5 g 【反思交流】 (6)乙同学认为，从环保角度考虑，该装置的设计不足之处是 。 (7)丙同学通过对上表中的质量变化进一步分析，计算得出 C、D 装置吸收气体中碳氢元素质量比不等于查阅资料中所写方程式生成物内的碳氢元素质量比，故推测可能是未完全反应的 与CuO反应导致。 11．学习了“过氧化氢制氧气使用二氧化锰作催化剂”，化学社团在“寻找新的催化剂”的活动中，对“红砖粉末能否作过氧化氢分解的催化剂”进行了以下探究。 【实验探究】甲同学按如下方案进行实验 实验步骤 实验现象 实验结论 步骤①木条不复燃； 步骤②产生气泡； 步骤③ 红砖粉末能作过氧化氢分解的催化剂，反应的为 。 【讨论与反思】乙同学认为：仅凭上述两个实验不能证明红砖粉末是过氧化氢分解的催化剂，还需探究反应前后红砖粉末质量是否变化。 【实验步骤】 Ⅰ.称量红砖粉末质量为m1； Ⅱ.完成上述表格中甲同学的实验； Ⅲ.反应结束后，分离出红砖粉末，烘干，称量红砖粉末质量为m2； 【分析】若m1 m2（填“>”、“=”成“<”），则说明红砖粉末可作过氧化氢分解的催化剂。 【评价】丙同学认为，还需再补充一个实验：探究 。 【拓展延伸】比较红砖粉和二氧化锰对过氧化氢制氧气的催化效果，实验过程中不需要控制的条件是 。（填序号） A．过氧化氢溶液的起始温度                 B．催化剂的质量 C．过氧化氢溶液的浓度                     D．反应起始时间 12．小组对空气中氧气含量的测定进行了如下实验探究： 将数显设备、气体压强传感器和空气中氧气含量测量装置按如图1所示连接。装置气密性良好.实验开始，开并调试好传感器和数据设备，酒精灯将足量红磷点燃，即伸入瓶中并塞紧橡皮塞，传感器测得的数据如图2所示，坐标为时间，坐标表示该段时间内气体压强、温度、氧气浓度对应的变化情况。 (1)根据图2中压强变化曲线，bc段压强升高的原因是 。实验结束打开活塞的过程中，压强曲线对应的线段是 (填字母)。 A．bc       B．cd       C．de      D．ef (2)图2中X曲线表示的是 (填“温度”或“氧气浓度”)变化情况。 (3)实验结束测得装置内氧气浓度为8.85%，后改用足量的白磷实验测得氧气浓度为3.21%。 ①采用教材装置测定空气中氧气含量时，改用白磷能使测定结果较准确的原因是 。 ②根据实验结果，你对燃烧条件的新认识是 。 (4)张老师根据铁生锈的原理，探究用铁能否准确测定空气中氧气的含量。于是进行了以下实验(装置如图3)。通过7天测得的数据计算出空气中氧气的含量为19.13%。 【交流与反思】 ①用于红磷燃烧的方法相比，用铁丝生锈的方法测定的主要优点是 。 【实验探究2】为了加快反应速率，东华通过查阅资料，利用铁粉、炭粉、氯化钠等物质又进行了实验(装置如图4)。8分钟后测得的数据如表： 实验前的体积 实验后的体积 集气瓶内空气 烧杯内蒸馏水 烧杯内剩余蒸馏水 131mL 90.0mL 63.6mL ②请计算出空气中氧气含量为 (计算结果保留一位小数)。 13．化学兴趣小组的同学在探究碱溶液的化学性质时，进行了如图所示的实验。 实验结束后，小组同学对B试管中上层清液的溶质成分产生疑问，作出猜想： (1)猜想一：只含有NaOH 猜想二：含有NaOH、Na2CO3 猜想三：含有NaOH、Ca（OH）2 猜想四：含有NaOH、Na2CO3、Ca（OH）2 根据所学的化学知识，不用实验就可知猜想 错误。 (2)同学们取少量B试管中的上层清液分别置于甲、乙两支试管中，进行探究： 实验操作 实验现象 结论 在试管甲中滴加碳酸钠溶液 未产生白色沉淀 猜想 错误 在试管乙中滴加足量的稀盐酸 。 猜想二正确 (3)A、B、C、D四个实验中未能体现碱化学通性的实验是 （填字母）。 (4)实验A中，用针筒推入一定量的NaOH溶液后，观察到瘪气球变大，发生的反应的化学方程式为 。为了进一步探究锥形瓶中NaOH是否有剩余，小组同学向锥形瓶内加入过量的BaCl2溶液后，再进行一步操作就能得出结论，下列操作可行的是 。 A．加入少量FeCl3溶液                    B．加入少量MgCl2溶液 C．加入少量MgSO4溶液                D．向溶液中通入CO2气体 14．同学们进行“人体吸入空气和呼出气体成分”的探究。    猜想I.吸入空气中氧气含量比呼出气体中氧气含量高 【进行实验】按图1所示完成实验。 【解释与结论】 （1）实验中能说明猜想I成立的实验现象是 。 猜想II.吸入空气中二氧化碳含量比呼出气体中二氧化碳含量低 【进行实验】用图2装置完成实验。 实验步骤 实验操作 实验现象 ① 在饮料瓶中装入水至没过长吸管底端，塞好瓶塞，对着短吸管缓慢吹气 水从长吸管一端流出 ② 将装置内的水换成澄清石灰水，从短吸管端连续吸气10秒 澄清石灰水不变浑浊 ③ 倒掉瓶中液体并清洗干净，重新加入等量的澄清石灰水， 实验中有同学发现，吹气一段时间后浑浊的石灰水重新变澄清。他将瓶中重新加入等体积的石灰水，进一步进行吹气实验。 实验编号 石灰水浓度 持续吹气时间 实验现象 3-1 0.16% 30秒 澄清石灰水变浑浊 3-2 0.16% 2分钟 澄清石灰水先变浑浊，后又变澄清 3-3 0.08% 30秒 澄清石灰水先变浑浊，后又变澄清 3-4 0.08% 2分钟 澄清石灰水先变浑浊，后又变澄清 【解释与结论】 （2）步骤①说明装置的气密性 (填“好”或“不好”)。 （3）补全步骤③的操作： 。 （4）能证明猜想II成立的实验现象是 。 （5）能说明石灰水重新变澄清与石灰水浓度有关的实验是 (填实验编号)。 【反思与评价】 （6）步骤③中，有同学观察到石灰水变澄清，而有的同学未观察到，产生现象差异的可能原因是 (答1条即可)。 15．碳酸钠在生产和生活中有着广泛的用途。某同学为了学习碳酸钠的化学性质，开展了如下探究活动。 【设计与实验】分别取适量的碳酸钠溶液于4支试管中，完成如图所示的实验。 (1)①实验一中，观察到溶液变为蓝色； ②实验二中，当观察到不再产生气泡时，溶液中存在的阴离子是 （填化学符号）： ③实验三中，反应的化学方程式为 。 ④实验四中，看到有白色沉淀产生，该化学反应的基本类型是 。 【得出结论】 (2)根据以上实验，得出了碳酸钠的化学性质，即：碳酸钠能与指示剂反应、能与酸反应、能与某些碱反应、能与某些 溶液反应。 【反思与提高】 (3)在完成实验三时没有看到明显的实验现象，可能的原因是 。 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 $$