2025年中考化学专题针对训练：科学探究题

2025年中考化学专题针对训练：科学探究题 一、科学探究题 1．化学是研究物质组成的一门学科。砂糖是生活中常见的一种物质，其主要成分是蔗糖。某兴趣小组对“蔗糖的组成”进行了探究。 【探究方案一】 (1)取少量蔗糖放在燃烧匙中，在酒精灯上加热，直至完全烧焦，得到的黑色物质的主要成分是碳，这说明蔗糖中含有 。 【探究方案二】为进一步探究蔗糖的组成，小刚用如图所示装置进行实验，实验开始前先通入一段时间氮气，然后关闭弹簧夹，点燃酒精灯。 (2)观察到 的现象，说明蔗糖中含有氢元素和氧元素。 (3)观察到硬质玻璃管中残留有黑色固体，他猜测该黑色固体是单质碳，小刚继续利用如上图所示装置，另外选试剂进行验证单质碳的实验，实验过程和现象如表： 实验过程 实验现象 小烧杯中装有澄清石灰水，向硬质玻璃管中 ，点燃酒精灯。 ①硬纸玻璃管中的黑色固体剧烈燃烧，发出白光； ② 【实验结论】蔗糖是由碳元素、氢元素和氧元素组成的。 【拓展与交流】 (4)已知蔗糖的相对分子质量是342，其中碳元素、氢元素、氧元素的质量比为，则蔗糖的化学式可以表示为 。 2．实验室中常用分解过氧化氢来简便快速的制备氧气，化学小组进一步探究外界条件对过氧化氢分解速率的影响。 【实验1】探究浓度对过氧化氢分解速率的影响 兴趣小组取不同浓度的过氧化氢溶液放入锥形瓶中进行实验，如图是他们进行实验的装置图。同时测定收集到氧气所用的时间，（其它实验条件均相同）记录如下： 实验编号 1 2 3 过氧化氢溶液浓度 所用时间（秒） 205 25 3 实验结论 __________ (1)补充实验结论： 。此实验中B处宜采用的气体收集方法是 。 (2)兴趣小组用上述收集的氧气进行硫在氧气中燃烧的实验，硫在氧气中燃烧的现象为 。 【实验2】探究催化剂质量对过氧化氢分解速率的影响 为探究催化剂质量对过氧化氢分解速率的影响，兴趣小组按下列步骤进行实验： ①按图甲组装实验仪器并进行气密性检查。 ②取浓度为的过氧化氢溶液和0.03g二氧化锰装入容器，塞紧橡皮塞，接上压强测量仪（如图乙）。 ③倾斜装置，使过氧化氢溶液和二氧化锰充分混合，用压强测量仪测量容器内的气压。 ④分别用0.06g、0.09g和0.12g相同的二氧化锰重复上述实验，整理相关数据如图丙。 (3)写出步骤①中检查装置气密性的具体操作 。 (4)二氧化锰催化过氧化氢分解的文字表达式为 。 (5)实验中，小明用 来反映产生氧气的多少。 (6)由图丙可得出的结论有 、 （写两条即可）。 3．某同学在实验室里探究人体吸入的空气和呼出的气体有什么不同，探究过程如下： 【提出问题】我们吸入的空气和呼出的气体有什么不同？ 【作出假设】 (1)吸入的气体（空气）中含二氧化碳和水蒸气较少，呼出的气体中二氧化碳和水蒸气较多。人体吸入气体中二氧化碳含量 呼出气体中二氧化碳含量（选填“大于”或“小于”） 。 【设计实验方案并实施】 查阅资料知道：二氧化碳气体能使澄清石灰水变浑浊。该同学设计了实验并进行探究。 用下图所示方法收集一瓶呼出的气体（标记为“A”），另外取一个空集气瓶，其中为空气（标记为“B”）。分别各滴入数滴澄清石灰水，振荡。 【获取证据得出结论】 (2)实验现象：集气瓶 （选填“A”或“B”）中澄清石灰水明显变浑浊。 (3)得出结论：分析比较实验现象的差异可知假设 （选填“成立”或“不成立”）。 【反思完善】 (4)同学们讨论时发现，该实验只能定量检测呼出气体中的二氧化碳，不能证明呼出气体中含有 。因此补充了如下实验： 取两块干燥的玻璃片，对着其中一块玻璃片（标记为“C”）呼气，并与另一块放在 中的玻璃片（标记为“D”）作对比。根据现象 ，得出结论呼出的气体中水蒸气 。 4．化学是一门以实验为基础的科学，实验是科学探究的重要手段，许多重大的化学发现都是通过实验得到的。某兴趣小组在化学实验室进行了科学实验探究。 【任务一】认识实验室安全图标 (1)认识并了解与实验有关的图标，对安全进行化学实验具有重要意义。小明在学习《物质的变化和性质》时，接触到以下图标，请你帮助他认识相关图标的意义。 上述图标中表示防止扎伤或割伤的是 （填序号）。 【任务二】探究蜡烛的燃烧 (2)小明点燃蜡烛后，观察到烛心周围的石蜡熔化，该变化为 （填“物理变化”或“化学变化”）。 【查阅资料】硫酸铜是一种白色粉末，吸水后变为蓝色。 【实施实验】 (3)如图用一个大烧杯罩住一支点燃的小蜡烛，并在烧杯内靠近顶部的位置放置适量的硫酸铜粉末和澄清石灰水。一段时间后，蜡烛熄灭，并观察到硫酸铜粉末变蓝，澄清石灰水 。 【得出结论】 (4)石蜡燃烧后生成的产物是 和二氧化碳。 【反思评价】 (5)①硫酸铜粉末的作用是 。 (6)小红将点燃的蜡烛吹灭后，产生了一缕白烟，小红用燃着的木条点燃白烟，发现蜡烛复燃，此现象说明白烟具有的化学性质为 。 5．为验证质量守恒定律，某兴趣小组做了以下实验进行探究。 实验一：如图1，用细铜丝吊着一根长玻璃棒，两端分别绕上粗铜丝，并使玻璃棒保持水平，然后用酒精灯给a端铜丝加热1～2分钟。 (1)冷却后，观察到a端铜丝变黑、玻璃棒 ，发生反应的化学方程式为 。 实验二：称取镁条和陶土网的质量为m1(如图2所示)，然后在空气中点燃镁条；反应结束后将所得物质与陶土网一起再次称量，质量为m2。 (2)写出镁条燃烧的化学方程式 ，该反应属于 反应(填基本反应类型)。 (3)根据质量守恒定律可知：生成氧化镁的质量应 (填“＞”、“＜”或“=”)参加反应的镁条的质量，而托盘天平指针没有指在正中央也表明该实验不适合直接验证质量守恒定律。 【分析与总结】 (4)根据以上实验可知，验证质量守恒定律时，对于有气体参加的反应，应在 容器中进行实验。 【拓展实验】兴趣小组按如图3装置改进实验，验证了质量守恒定律。 【反思与交流】 (5)图3实验中气球的作用有_______(填序号)。 A．使装置密闭 B．可缓冲气压 C．防止橡皮塞被弹飞 6．小焦同学用“双氧水”(过氧化氢溶液)冲洗伤口时，不小心将过氧化氢溶液滴到水泥地板上，发现有大量气泡产生。 【查阅资料】 ①水泥块中含有的氯化铁，二氧化锰，碘化钾都可以作过氧化氢分解的催化剂。 ②气压传感器能描绘出密闭容器中压强随时间的变化曲线(如图1)。曲线斜率越大，说明过氧化氢分解速度越快，则该条件对过氧化氢分解速率影响越大。 实验一：探究氯化铁能否做过氧化氧分解的催化剂。 (1)在进行实验前，要注意检查装置的气密性。检查图2装置气密性的方法是玻璃管右侧加橡皮管，用止水夹夹住橡皮管，再拉注射器，一段时间后，注射器 (填“能”、“不能”)回到原来的位置，则表明气密性良好。 实验步骤 实验现象 实验结论 ①向装有过氧化氢溶液的试管中，伸入带火星的木条 木条不复燃 常温时过氧化氢溶液不分解 ② 木条复燃 氯化铁能加快过氧化氢的分解速率 (2)小芳认为：仅凭上述两个实验不能证明氯化铁为过氧化氢分解的催化剂，她觉得还需要证明它在化学反应前后 不变。经实验证明，氯化铁能做过氧化氢分解的催化剂，写出此反应的化学方程式 。 实验二：探究过氧化氢分解速率的影响因素。 将体积相同、浓度不同的过氧化氢溶液和不同质量的二氧化锰、氯化铁、碘化钾分别放在如图2的密闭容器中，并用气压传感器采集数据： 实验序号 催化剂种类 催化剂质量/g 温度/℃ 过氧化氢浓度 曲线斜率 1 二氧化锰 0.1 10 2% 0.383 2 0.1 20 2% 2.145 3 0.3 20 5% 6.637 4 氯化铁 0.3 20 5% 0.099 5 碘化钾 0.3 20 5% 0.163 (3)由实验1和2对比得出结论是 。 (4)小明认为：不采用气压传感器，还可用100mL量筒、水槽、秒表等，通过测量 ，判断过氧化氢的分解速率。 (5)分析表格，过氧化氢分解速率的影响因素，除了温度，还有 (填一种即可)。 7．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。 (I)定性研究：甲同学取一根火柴梗，拿住一端迅速平放入酒精灯火焰中，l～2s后取出，观察到位于外焰的部分明显碳化。 (1)由上述现象得出结论：外焰温度最高，你认为原因是 。 (Ⅱ)定量研究：乙和丙同学在老师指导下，分别利用高温传感器测得酒精灯各层火焰平均温度如表。 火焰层 平均温度/℃ 乙 丙 焰心 432 598 内焰 666 783 外焰 520 667 (2)由表得出结论： (填“焰心”、“内焰”或“外焰”)温度最高。 (3)结合定量研究结论，下列图示中的加热方法(试管夹未画出)最合理的是 (填字母序号)。 (Ⅲ)交流反思：不仅酒精灯的各层火焰温度不同，而且相同火焰层温度也有差异。 (4)造成乙、丙两同学所测相同火焰层温度差异的原因可能是(请找出三点) ① ； ② ； ③ 。 8．某实验小组为了探究影响过氧化氢分解快慢的因素，进行了下列实验： 实验序号 过氧化氢溶液浓度 过氧化氢溶液的体积/mL 温度/℃ 二氧化锰的用量/g 收集氧气的体积/mL 收集氧气所需的时间/s 1 5 1 20 0.1 4 a 2 15 1 20 0.1 4 b 3 30 5 35 0.1 4 c 4 30 5 55 0.1 4 d (1)欲探究温度在实验中是否有影响，应该比较 (填实验序号)：从实验收集的是数据看，a>b，即实验②收集等量氧气所需时间比实验①少，由此可得出的结论是 。 (2)请写出过氧化氢分解的文字表达式： 。 (3)除测定收集相同体积的氧气所需的时间外，还可通过测定 的方法比较过氧化氢分解的快慢。 (4)若其他条件相同，则催化剂的种类可能会影响到催化效果请设计实验方案进行验证： 。 9．碳元素可形成多种单质，如金刚石、石墨、，焦炭和活性炭的主要成分也是碳的单质。兴趣小组对碳单质进行如下实践活动。 【活动一】认识碳单质 (1)碳是形成化合物种类最多的元素，含碳物质是化学研究的重要内容。 ①如图所示是碳原子的结构示意图，图中x的数值为 。 ②下列有关碳单质的说法中，正确的是 （填字母序号）。 A．碳的单质都是黑色         B．每个分子是由60个碳原子构成的 C．用墨绘制的画能保存长时间不变色     D．金刚石、石墨和中碳原子的排列方式相同 【活动二】探究碳的还原性 为探究碳的还原性，兴趣小组利用如图装置进行实验。 (2)接通电源前，打开阀门，通入一段时间氮气的目的是 。 (3)a处发生反应的化学方程式为 。 (4)反应一段时间后，关闭电源，待冷却后往形管中滴入少量澄清石灰水，打开阀门，观察到的现象是 。 10．实验台上有五种无色溶液，分别为碳酸钠溶液、稀盐酸、氢氧化钠溶液、稀硫酸和氯化钡溶液。化学兴趣小组的同学想将它们区分开，探究活动如下： (1)【设计方案】小工同学提出：先将五种溶液随机编号为A B、C、D、E，并测出各溶液的pH，然后将它们分成三组，再用鉴别出来的溶液对另外两组溶液进行区分。测定溶液的pH最简便的方法是使用 。 (2)【测定结果】A、B两种溶液的pH<7，记为第一组；C、D两种溶液的pH>7，记为第二组；E溶液的pH=7，记为第三组，则E溶液中溶质的化学式为 。 (3)【继续实验】小附将E溶液分别滴加到另外两组溶液中： ②和④中的明显现象均为 。若将 B C两种溶液混合，发生反应的化学方程式为 。 【实验结论】最终同学们一一确定了A B、C、D、E对应的溶液，达到了区分的目的。 (4)【深入讨论】小程同学提出：不另选试剂及用品，只通过这五种溶液的两两混合，并根据记录的实验现象也能将它们区分开。经过大家的理论分析和讨论，一致认为小程同学的区分方案 (填“正确”或“不正确”)。 【实验拓展】为科学地处理实验中产生的废液，同学们进行了如下操作： 步骤1.将试管①、②中的物质混合、过滤，得到滤液X。 步骤2.将试管③、④中的物质混合、过滤，得到滤液Y。 (5)步骤3.将滤液X滴加到滤液Y中，边滴加边振荡，此过程中只观察到有气泡产生的现象。产生气体的质量随加入X的质量的变化如图所示，经分析可知滤液Y中含有的离子有 (填离子符号)。 (6)同学们认为，最后所得的废液显 (填“酸性”或“碱性”)，需进一步进行处理。老师对大家认真严谨的科学态度给予了充分肯定。 11．实验室常用红磷燃烧的方法测制定空气中氧气的含量，如图所示。 (1)写出红磷燃烧的化学方程式 。 (2)某兴趣小组用该方法测出的数据如下表所示： 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 120mL 100mL 80mL 请计算出空气中氧气的体积分数 （保留小数点后一位）。某校学生对上述实验装置进行了改进利用下列装置来探究磷单质在空气中燃烧后氧气浓度变化情况。 【提出问题】足量红磷在密闭的四颈平底烧瓶内燃烧熄灭后，容器中是否还有氧气剩余？ 【猜想假设】猜想①：有氧气剩余；猜想②：无氧气剩余 【实验验证】该小组同学按图1组装好实验装置，利用高能激光笔照射燃烧匙上的红磷，红磷燃烧直至熄灭：待装置完全冷却后，将装有白磷的燃烧匙提出水面，再次用高能激光笔照射，白磷居然还能被点燃并继续燃烧。图2是从开始实验到最后白磷熄灭装置冷却后的整个实验过程中，用氧气传感器测量容器内氧气含量变化的曲线图。 (3)请你解释曲线DE段氧气含量变化的主要原因是 。 【实验结论】 (4)根据上述实验得出结论如下： 结论1：猜想 （“①”或“②”）正确。 结论2：用“燃磷法”测定空气中氧气含量时，选择 （填“红磷”或“白磷”）更合适。 12．科学探究和证据推理是化学学科的核心素养，化学兴趣小组对“测定空气中氧气的含量”实验进行探究，井基于证据进行推理分析。 (1)图一中发生反应的符号表达式为 ，该实验的原理是 。 (2)利用图二所示的实验装置进行实验探究，图二装置的试管中空气体积为25mL，反应前注射器活塞位于15mL刻度处，反应完毕后打开弹簧夹，注射器活塞位于11mL刻度处，则铜粉消耗的氧气体积为 ，该实验测得空气中氧气的体积分数为 ，小组成员对结果分析后，决定对图二装置进行改进，如图三。 (3)图三实验中，为了使氧气反应更充分，实验中采取的措施合理的是 (填序号)。 A．红磷平铺在玻璃管中  B．反复推拉注射器的活塞  C．减少加热时间节省燃料 若实验后未将气球中气体挤出，会导致测得氧气含量 (填“偏大”或“偏小”)。 (4)兴趣小组的同学在老师指导下，设计如图所示实验对图一的实验原理继续进行探究，图甲中，将装有足量红磷的燃烧匙置于瓶内中间，并把装有足量白磷的燃烧匙浸没在蒸馏水下。 【提出问题】红球在烧瓶内熄灭后，瓶中是否有氧气剩余? 【猜想假设]猜想Ⅰ：有氧气剩余；猜想Ⅱ：无氧气剩余。 【实验验证】用激光笔照射红磷，红磷燃烧直至熄灭，待装置完全冷却后，将装有白磷的燃烧匙提出水面，用激光笔照射白磷。图乙为用氧气传感器测量的容器内氧气浓度变化曲线图。 ①图乙中，曲线DE段氧气浓度变化的主要原因是 。 【实验结论】 ②分析图乙得出，猜想正确 (填“Ⅰ”或“Ⅱ”)。 ③课本上用红磷燃烧的方法不能精确地测定空气中氧气的含量，理由是 。 【反思交流】 ④兴趣小组分析对比曲线BC段和DE段，得出了“不同物质燃烧，需要的氧气浓度不一样”的结论。同学们由此联想到课本上的一个实验： 在空气中不能点燃，但在氧气中能点燃并剧烈燃烧。 13．学校实验小组以“探究火柴中的化学”为主题开展项目式学习。 【任务一】火柴的成分：1830年科学家发明了“摩擦火柴”(如图甲)，轻轻划动，便可引燃火柴杆，这种火柴使用方便，但发火太灵敏，容易引起火灾。1855年科学家发明了“安全火柴”(如图乙)。只需将火柴头快速从火柴盒侧面划过，便可引燃火柴。 白磷 红磷 着火点 毒性 剧毒 无毒 (1)锑的元素符号是，则三硫化二锑的化学式为 。 (2)划火柴瞬间产生的热量引燃红磷，红磷燃烧的符号表达式为 。 (3)“安全火柴”比“摩擦火柴”保存和使用更安全，其科学原理是 。 【任务二】火柴点燃方式的探究 (4)点然后火柴头朝上的不如火柴头朝下放置燃烧的旺，其原因是 。 (5)实验时小东发现火柴划燃的瞬间，火苗异常旺，可能的原因是___________。 A．分解产生氧气助燃 B．分解产生氧气助燃 C．火柴头中的硫比火柴杆燃烧更剧烈 【任务三】探究火柴燃烧生成的气体 【猜想与假设】同学们依据质量守恒定律，猜想气体成分可能有、。 【查阅资料】Ⅰ．、都能使澄清石灰水变浑浊。 Ⅱ．有能使品红溶液褪色，不能。 【实验探究】 (6)小组同学利用如图所示装置进行实验。气体流入的导管连接顺序为___________，可证明火柴燃烧生成的气体中有、。 A． B． C． D． (7)小丽认为该方案不够严谨，你觉得她的理由是 。 14．化学兴趣小组同学用图一所示装置做木炭还原氧化铜的实验，发现有时大试管中固体减少的质量与澄清石灰水中增加的质量并不相等，对于该现象产生的原因，小组设计实验进行如下探究。 【提出猜想】 (1)猜想一：小明猜想可能是温度太高，二氧化碳逸散的速率太快，还没来得及被吸收。因此他进行如图二所示实验，试剂①是澄清石灰水，试剂②是 ，根据实验时②处并无明显现象，小明得出自己的猜想并不成立。 猜想二：小邓猜测可能反应中有其他气体生成，根据质量守恒定律，他猜想可能反应中会有CO产生。为了证明自己的猜想，他设计了如图实验： 【仪器、药品和材料】 w形管、酒精灯、金属网罩、木炭粉、氧化铜、澄清石灰水。 【实验装置】 【实验原理】 (2)木炭粉与氧化铜反应的化学方程式为 。由此可知，若木炭粉与氧化铜恰好完全反应，则参加反应的木炭粉质量与氧化铜的质量比为 。 【实验方案】 (3)小邓按以上装置进行实验。其中，实验b的作用是 。 【分析现象、得出结论】 (4)小邓观察到实验b、c中的现象是 ，从而得出反应的气体产物中也确实存在CO。 (5)为探究氧化铜和木炭粉质量比对气体产物的影响，将不同质量比的氧化铜和木炭粉置于充满氮气的密闭容器内加热，如图三所示，并用传感器测得CO体积分数如图四所示。 ①实验前必须检查图三装置气密性：操作方法是 。 ②据图四可知，原来化学反应的产物可以通过改变反应物的质量比来进行调控，使化学反应为人类的美好生活而服务。比如在木炭粉还原氧化铜的反应中，若要降低生成物中CO的含量，我们可以 (填“提高”或“降低”)木炭粉和氧化铜的质量比。 ③根据理论计算，CuO与C反应既有CO2生成，也有CO生成，则参加反应的CuO与C的质量比n的范围为 。 15．化学是一门以实验为基础的科学，实验的创新设计可以培养学生多方面的能力。某研究性学习小组以“化学实验再设计”为主题展开项目式学习，请你也参与进来，按照要求回答问题。 【任务一】探究影响过氧化氢分解速率的因素 学生利用如图所示装置，以收集50mL的气体为标准，比较反应的快慢，实验方案如下表所示： 序号 温度/℃ 过氧化氢溶液浓度 过氧化氢溶液体积/mL 1g催化剂 时间/s 1 20 5% 40 二氧化锰 37 2 20 10% 40 二氧化锰 14 3 20 5% 40 氧化铜 b 4 80 5% 40 二氧化锰 29 (1)通过对比实验1和2，得出的结论是 。 (2)通过对比实验1和3，得出二氧化锰的催化效果比氧化铜强的实验依据是 。 (3)通过对比实验 ，得出温度对过氧化氢分解速率的影响。 (4)实验中，使用注射器的优点是 。 (5)写出实验1反应的文字表达式 。 【任务二】探究催化剂的催化效果 分别取两份10mL质量分数为5%的过氧化氢溶液，然后分别加入1g二氧化锰和1g氧化铜，按图甲所示装置进行实验，实验时倾斜锥形瓶使过氧化氢溶液与催化剂接触，瓶内压强的变化如图乙所示。 (6)对比分析图2中的 （填字母）点，可知化学反应速率与催化剂的种类有关。 (7)请从催化剂的角度解释在实验过程中，上述两个反应虽化学反应速率不同，但完全反应后两个装置内压强相同的原因： 。 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 $$