2025年中考化学重点专题提分训练：科学探究题

2025年中考化学重点专题提分训练：科学探究题 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、综合应用题 1．Mg2Ni合金被认为是最具应用前景的储氢合金。一种Mg2Ni储氢材料的制备与应用的过程如图所示。 (1)氢气作为能源的优点是 。(写一点) (2)Mg2Ni中镁、镍(Ni)元素的质量比为 ； (3)氢气储存过程发生的反应为Mg2Ni+2H2 = Mg2NiH4.该反应中，若有107gMg2Ni可以储存H2的质量是多少？(写出计算过程) (4)Mg2Ni储氢材料在使用过程中Mg表面容易被氧化形成氧化层(MgO)。Mg2Ni合金中氧元素的含量与储氢能力的关系如图，Mg氧化程度越高，储氢能力 (填“越高”或“越低”)。当储氢材料中氧元素的含量为a%时，MgO在储氢材料中的质量分数为 (用a的代数式表示)。 2．在工业生产、生活和科学研究中常需选择合适的途径获得氧气。 1.实验室获得氧气 (1)实验室常用分解高锰酸钾或双氧水来制取氧气，制取气体的装置如图-1所示。 ①仪器a的名称是 。 ②用装置B制取氧气的化学方程式为 。 ③用装置E收集一瓶氧气用于铁丝燃烧，其理由是 。 Ⅱ.工业上获得氧气 (2)工业上利用渗透膜法制取氧气。原理是利用膜材料对气体分子的选择性渗透作用，在一定压力下，让空气通过渗透膜进行分离，其过程如图-2所示。 ①空气通过渗透膜时，氧分子渗透速率 （填“＞”、“＝”或“＜”）氮分子渗透速率。 ②将通过渗透膜的气体收集在集气瓶中，并将燃着的木条伸入集气瓶中，可能观察到的现象是 。 Ⅲ.空间站获得氧气 (3)空间站获得氧气的备用途径之一是携带加压氧气罐。试从微观角度分析，氧气可压缩储存于氧气罐的原因是 。 (4)空间站还配备氧气发生器，这是一种利用NaClO3和铁粉的混合物快速产生氧气的设备，其反应原理为2NaClO32NaCl+3O2↑。其中铁粉的作用是 。 (5)空间站还可利用“再生生保系统”获得氧气，物质转化关系如题23图-3所示。 ①过程I的化学反应方程式为 。 ②理论上，每产生32g O2，需补充 g H2O。 3．二氧化锰因应用广泛而备受关注。某研究小组用废旧电池炭包制备纯MnO2制备流程如图所示。 已知：①焙烧MnCO3制取MnO2的化学方程式为2MnCO3+O22CO2+2MnO2。 ②Mn相对原子质量为55。 请回答下列问题： (1)加入Na2CO3溶液后发生反应的基本反应类型为 ；过滤Ⅱ得到的滤液中属于盐的成分有 ；过滤Ⅱ后洗涤滤渣，证明滤渣已洗净的方法：向最后一次洗涤液中滴加几滴 (填化学式)溶液，若无沉淀或浑浊，则说明滤渣已洗净。 (2)试根据化学方程式计算：通过焙烧制得34.8gMnO2最少需要MnCO3质量是多少？(请写出计算过程) (3)焙烧MnCO3的过程中，固体产物的质量和成分随温度的变化如下图所示，则焙烧MnCO3制取MnO2应该控制反应温度不高于 ℃，若把焙烧46.0g MnCO3温度控制在600℃，充分反应后的固体产物质量为 g。(保留一位小数) 4．Ⅰ．某小组采用如图所示实验装置探究CO还原Fe2O3时，出现了争论。甲同学观察到固体由红色变成黑色，推断黑色固体是Fe；乙同学提出质疑，认为黑色固体可能是Fe3O4，并查阅了资料：Fe3O4可被磁铁吸引，几乎不溶于稀的酸溶液。 (1)进行实验时，需要先通入一段时间的一氧化碳，目的是 ，的作用是 (用化学方程式表示)。 (2)可以制备CO的原理是：HCOOHCO↑+H2O(在常温下为液态)，如图所示三种气体发生装置中，可用于制备CO的是 (填标号)。 (3)若甲同学推断正确，反应的化学方程式为 。 (4)对乙同学提出的质疑进行分析和验证：①定量分析物质组成可知，该反应生成Fe3O4是合理的，理由是 ；②该小组通过对黑色固体进行检验，证明了同时含有Fe3O4和Fe。 Ⅱ．该小组为了探索CO还原Fe2O3与温度的关系，走访了某钢铁厂。工程师用热分析仪对该反应进行研究，根据不同温度下所得固体的质量，推导对应的固体成分，结果如图。 (5)用炼铁时，还原Fe2O3的温度应不低于 ℃(填“400”“600”或“800”)。 (6)图中： 。 (7)该小组查阅资料得知酒精灯加热温度为600℃左右，他们发现上述对黑色固体成分的检验结果与图像有矛盾，推测黑色固体在冷却过程中发生了以下反应： =Fe3O4+ 。 5．下图是可用于氧气的实验室制取和性质探究的有关实验示意图。 (1)仪器X的名称是 。 (2)若用装置A制取氧气，加热药品前使试管均匀受热的具体操作是 。实验室用装置B制取氧气的化学方程式为 。 (3)欲收集一瓶干燥的氧气，可从中选择的收集装置是 （选填字母）。 (4)实验室常用装置B或C来制取二氧化碳气体，与装置B相比，装置C的优点是 。 (5)某次实验中需要0.96g氧气，至少需要准备多少克高锰酸钾固体？（写出计算过程） 6．某班同学在实验室分组制取二氧化碳。结合图示装置，回答下列问题。 (1)仪器①的名称是 。 (2)甲小组选用BD装置制取并收集二氧化碳，与A装置相比，B装置的优点是 ，其中D装置长导管应处的位置是 (填“a”或“b”)。 (3)乙小组用C装置进行实验，待没有明显气泡产生时，此时溶液中一定有的溶质是 (填化学式)。 (4)根据化学方程式计算，制取0.88g二氧化碳所需石灰石中，至少含有碳酸钙的质量是多少？ 7．酸碱盐的化学知识是化学学习的重要内容。 (1)稀盐酸和稀硫酸具有相似化学性质的原因是溶液中都含有 （化学用语表示）。 (2)某学校化学兴趣小组做中和实验时，向盛有一定量澄清石灰水的烧杯中，逐滴滴加稀盐酸，用传感器测得溶液的与加入稀盐酸的关系曲线如图所示。 ①请写出该反应的化学方程式 。 ②若把烧杯中的澄清石灰水换为等质量、等浓度的氢氧化钠溶液进行该实验，则测得的曲线可能经过 （填“a”“b”或“c”）点。 ③以上两个反应的微观本质是 。 (3)下图1所示是一台简易“制氧机”，制氧原理是利用反应仓中的过碳酸钠和二氧化锰产生。图2所示是实验室制取气体的常用装置。 【已知过碳酸钠加水溶解会分解生成和】 ①请写出图1反应仓中生成的化学方程式 。 ②A和B装置都可以做为发生装置，请写出B装置的优点 。 ③实验室用过碳酸钠、和制取，请从图2中选择发生和收集装置 （填字母）。 (4)实验室常用大理石与稀盐酸反应来制取。若要制取，请计算理论上需要含碳酸钙的大理石的质量。 8．化学链燃烧是指利用载氧体将空气中的氧传递给燃料，可以避免空气与燃料的直接接触，从而高效地捕集二氧化碳，再加以利用或封存。某“化学链燃烧”的过程如图1所示： (1)X中的主要气体是 。 (2)在燃料反应器中发生反应，现有24kg甲烷进行燃烧，反应生成的二氧化碳质量是多少？（写出计算过程） (3)等质量的甲烷直接燃烧消耗的氧气质量 （填“大于”或“小于”或“等于”）“化学链燃烧”消耗的氧气质量。 (4)从空气反应器排出的气体中O2体积分数随反应温度变化关系如图2所示，反应温度必须控制在 ℃以下，否则载氧体无法载氧。 9．学会物质的分离提纯和准确配制一定质量分数的溶液在实际应用中有重要意义。 （已知：20℃氯化钠的溶解度为 36g，水的密度可近似看作 1g/mL） 实验一：配制溶液 (1)用氯化钠固体配制 100g 质量分数为 5%的氯化钠溶液。需要氯化钠 g。 (2)0.9%的医用氯化钠溶液俗称生理盐水，可用于补充人体所需电解质。生理盐水中的溶质为 。 实验二：粗盐中含有少量 CaCl2、MgCl2、Na2SO4 和泥沙，某同学将该粗盐样品进行提纯。 (3)操作①中玻璃棒的作用是 ，操作②的名称为 。 (4)20℃时提纯 9g 粗盐，已知粗盐中氯化钠含量约为 80%，溶解时应选择 的量筒（提供的量筒规格有“10mL”、“25mL”和“100mL”）量取所需要的水最为合适。 10．二氧化碳的捕集和利用是我国能源领域实现碳达峰、碳中和目标的一个重要研究方向。 (1)①结合流程图，在整个“捕捉”过程中，将NaOH溶液喷成雾状是为了 ，若实现NaOH溶液的循环利用，向Na2CO3溶液中加入 ，过滤得NaOH溶液。 ②下列溶液中，同样能用于“捕捉”二氧化碳的是 (填序号)。 A．KNO3溶液   B．NaCl溶液   C．H2SO4溶液   D．KOH溶液 (2)科学家提出用FeO作催化剂，利用太阳能热化学循环分解CO2制取C，用FeO作催化剂，通过两步反应分解CO2制取C，已知第二步反应为：，则第一步反应的化学方程式为 。 (3)工业生产尾气中的CO2捕获技术之一是氨水溶液吸收技术，工艺流程是将烟气冷却至15.5~26.5°C后用氨水吸收过量的CO2生成NH4HCO3，该反应的化学方程式为 。在用氨水吸收前，烟气需冷却至15.5~26.5℃的可能原因是 。 (4)科研人员发现CO2捕获和转化还可以通过如下途径实现，其原理如图1所示。 ①结合图1请用必要的化学用语和文字描述上述捕获和转化过程： 。 ②在反应①完成之后，以N2为载气，以恒定组成的N2、CH4混合气，以恒定流速通入反应器，气体的流速随反应时间变化如图2所示。反应过程中始终未检测到CO2，同时发生了副反应，产生了积碳。在t3之后，生成CO的速率为0，是因为 。 ③已知相同条件下，单位时间内生成的气体的分子个数和气体流速成正比，t2时刻，副反应生成H2的速率 反应②生成H2速率(填“>”“<”或“=”)。 11．“可燃冰”是天然气(主要成分是甲烷)在高压、低温条件下形成的类冰状结晶物质，储量丰富，燃烧热值大。可燃冰的开采极其困难，勘探不当，易引发海底塌方，导致大规模海啸。我国的“可燃冰”开采技术处于世界先进水平。 【认识可燃冰】 (1)下列说法正确的是_____(填字母)。 A．可燃冰在海底不能燃烧的主要原因是海底低温且缺氧 B．构成可燃冰、干冰、冰的分子相同，它们的化学性质也相同 C．可燃冰开采时若出现差错，可能引发严重的环境灾害 D．与化石燃料相比，可燃冰完全燃烧产生的污染物更少，是一种相对清洁的能源 (2)可燃冰有多种结构，某种可燃冰的化学式为，其结构如图1示，该结构中平均34个分子构成6个笼，每个笼只容纳一个或分子。这6个笼内容纳的与分子个数比是 (填最简整数比)。 【利用甲烷】 (3)二氯化碳酰在有机化学合成中扮演着重要角色，如图2为甲烷转化为二氯化碳酰的微观过程，下列说法不正确的是_____(填字母)。 A．甲与不足量反应时可生成乙 B．反应前后原子个数不变 C．转化①和转化②都属于化合反应 D．丙中碳、氧元素的质量比为 (4)工业上以为原料先生产，再由合成，如图3、图4为相关示意图。 已知变换塔、洗涤塔发生的主要反应依次是：。 ①“洗涤塔”中气体从塔底通入，水从塔顶喷淋。这样操作的目的是 。 ②若有参与反应(假设各步反应都完全转化)，理论上可制得 。 ③工业上可通过分离液态空气获得，该分离方法利用的原理是 。 ④一定条件下，向容器中充入一定量的和，充分反应生成。反应前后物质的变化如图4，图中X代表的分子为 (填化学式)。 12．过氧化钠（Na2O2）是呼吸面具里产生氧气的原料，是一种淡黄色固体，能与CO2和H2O分别发生以下反应：2Na2O2+2CO2═2Na2CO3+O2；2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑。某化学兴趣小组在实验室中用如图甲所示装置制取二氧化碳并探究其与过氧化钠（Na2O2）的反应。 (1)装置B的作用是吸收CO2中混有的HCl，发生反应的化学方程式为 ，装置D的作用是 。 (2)为探究反应后装置C硬质玻璃管中固体的成分，该小组同学进行以下实验： Ⅰ、将固体溶于水，没有气泡产生； Ⅱ、然后向其中加入足量氯化钙溶液，有白色沉淀生成； Ⅲ、过滤后在滤液中滴加酚酞溶液，液体变为红色。 ①反应后装置C硬质玻璃管中固体为 ，写出加入氯化钙溶液时发生反应的化学方程式 。 ②取一定量步骤Ⅰ的溶液，逐滴滴加稀盐酸，根据实验情况绘制了图乙，则a点发生反应的化学方程式为 ；c点所示溶液中的溶质有 。 (3)若要证明二氧化碳能否与过氧化钠反应产生氧气，以上实验装置设计有不足之处，请写出改进的方法。 (4)实验室里制取8.8g二氧化碳，理论上需要质量分数为10%的稀盐酸的质量是多少？ 13．化学是一门以实验为基础的科学，科学的许多发现和研究成果都是通过实验得到的。请你完成以下实验活动。 【活动一】在农业生产上，常用质量分数为16%的氯化钠溶液选种，现要配制150g这种溶液，请回答下列问题。 (1)需称量氯化钠的质量是 。 (2)如图1图示实验中，正确的操作顺序是 （填序号）。 (3)把150g质量分数为16%的氯化钠溶液稀释为8%的氯化钠溶液，需加水的质量是 g。 (4)配制氯化钠溶液时，下列操作中会导致所得溶液溶质的质量分数偏小的是 （填字母）。 A．称量的氯化钠固体中含有不溶性杂质 B．用于溶解氯化钠的烧杯中有少量的水 C．将配制好的溶液装入试剂瓶中时有少量液体溅出 D．用量筒量取水时仰视读数 【活动二】制备与生产流程的探究。 某火力发电厂产生的固体废弃物粉煤灰（粉末）中含有较多的氧化铝（其他能与酸反应的成分忽略不计）。从粉煤灰中提取氧化铝的工艺流程如图2，请回答下列问题。 (5)加酸时，为了使反应更充分，可采用的实验操作是 。 (6)写出步骤①中发生反应的化学方程式 。 (7)氨水的pH 7（填“＞”“＜”“＝”）。 (8)该工艺的价值在于 。 14．酸碱盐知识应用于生产生活的方方面面 (1)配制溶质质量分数为10%的稀盐酸 ①实验需要溶质质量分数为10%的稀盐酸200mL（密度为1.05g/mL）需要溶质质量分数为20%（密度为1.125g/mL）的浓盐酸的体积 mL（结果精确到0.1），水的体积 mL； ②下列叙述正确的是 A．量取浓盐酸时，仰视读数，导致最终稀盐酸溶质质量分数偏大 B．量取水时，仰视读数，导致最终稀盐酸溶质质量分数偏大 C．在混匀过程中，将浓盐酸倒入盛有水的大量筒中 D．将配好的溶液，装入到贴好标签的广口瓶中 (2)有一包白色粉末，可能由CuSO4、Na2SO4、Na2CO3、BaCl2、NaOH中的一种或几种组成。为探究其组成，同学们查阅资料得知NaCl、BaCl2溶液呈中性。他们经过思考设计并进行了以下实验： 请分析实验过程，回答下列问题： ①白色粉末中一定不含 ，可能含有 。 ②生成白色沉淀的化学方程式为 。 15．贵州蕴藏丰富的铝、锰、锌、铁、铜等矿产资源。合理开采、充分利用这些矿产资源，可实现“富矿精开”。 Ⅰ．精准识矿 (1)金属的性质与存在形式。 ①铝具有很好的抗腐蚀性，因为铝在空气中能与氧气反应形成一层致密的氧化铝薄膜，反应的化学方程式为 。 ②分别在放有锰片、铜片的试管中加入稀硫酸，锰片表面有气泡产生，铜片表面无明显变化。由此可知金属活动性：锰 （选填“强”或“弱”）于铜。 ③在放有锌片的试管中加入硫酸铜溶液，观察到的现象是 。 多数金属的化学性质比较活泼，它们主要以化合物的形式存在于自然界。如菱锌矿、铝土矿、菱锰矿等。 Ⅱ．精深用矿 (2)工业上用赤铁矿炼铁，CO与反应的化学方程式为 。炼铁时，加入菱锰矿可制得冶炼锰钢的材料。锰钢用作高铁的钢轨，利用了锰钢的 性能。 (3)用某菱锰矿为原料制备高附加值新型电池材料的流程如图1。 已知：菱锰矿中除外，还有；能与稀硫酸发生复分解反应，不溶于水也不与稀硫酸反应；氨水呈碱性。 ①过滤器中得到的滤渣是 。 ②反应器中，溶液与反应可生成锰的氧化物，如、、。发生的反应之一是，X的化学式是 。 ③70℃时，在反应器中保持通入的和溶液的质量不变，只改变溶液的溶质质量分数，测得生成含锰元素的固体中锰元素的质量分数与溶液的溶质质量分数之间的关系如图2。由图可知，当溶液的溶质质量分数为5.1%时，可获得高纯度的，当溶液的溶质质量分数为其它数值时，纯度降低，原因可能是 。 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 $$