题型六 科学探究题-【指点中考】2025年湖北中考化学提能特训

题型六 科学探究题 科学探究题是以社会热点为试题情境，以 山颈激 玻璃钟罩 帅领夹 热点问题的解决为基本路径，结合文献、实验等 相关信息设置问题，从而达到问题解决的一类 汞 红 试题，常以系列任务、项目等形式出现。科学探 引 第 究题重在考查学生应用化学学科知识的能力， 图1 图2 (1)加热时，曲颈甑内液态汞表面产生红色粉 获取信息、分析信息和应用信息的能力，综合考 部 末，玻璃钟罩内的现象是 ,产生该 查化学学科核心素养。除化学学科相关知识 分 外，还需要结合物理、数学、生物学等多学科知 现象的原因是 中 【设计与实验】 识，共同解决问题。此类试题的综合性强，也可 设计并利用图2装置测空气里氧气含量。 以认为是对跨学科实践能力的考查。 型 (2)主要步骤如下，正确的顺序为 科学探究题的解题思路： (填序号)。 破 1.认真阅读试题情境素材，提取相关信息。 ①弹簧夹夹紧乳胶管：②红磷熄灭并冷却后， 2.认真分析图、表，理清图、表所透露的信息。 打开弹簧夹；③点燃红磷后立即伸入瓶中并 3.结合问题再次对信息进行分析、整理，结合学 塞紧塞子：④在集气瓶中加入少量水，将水面 科知识，回答问题。 上方空间分成5等份。 此类试题需要平时学习中重视化学素养的 (3)实验结束，集气瓶中剩余气体的主要成分 培养，能够在试题情境中灵敏地捕获到相关信 是 0 息，能够对信息进行加工处理，才能快速解决此 【优化与实验】 类试题。 同学们利用图2装置多次实验，水面均未上 1数幸楚簧(2024成都)空气中含有多少氧气 升到刻度“1”。经讨论后，分别取足量红磷、 呢？学习小组开展“测定空气里氧气含量”的 白磷采用图3装置进行实验，记录并处理数 探究活动。 据分别如图4、图5。 资料：1.红磷的着火点是260C,白磷的着火 气体非强 传感器 氧气浓度 点是40℃。 传感器 2.相同的温度和体积下，气体压强与分子数 成正比。 图3 3.相同的温度和压强下，气体体积与分子数 25 成正比。 20.0 20 【史料研究】 二百多年前，化学家拉瓦锡利用汞能和氧气 10 8,05 926 发生反应的原理，采用图1装置测出氧气约 占空气体积的行， 0100200300400500 时/ 图4氧气含品随时闻变化图 提能特训 23 110 201 103.15 100 =: 15 T=350 10 D3.7 0100200300400500600700 00.20.40.60.81.01.2 时间/ 氢气压强差/10Pa 图5随时阿变化图 图2不d氢气压强下钯膜的透氯量 第 (4)图4中氧气含量从8.05%上升到9.26%，原 超鱿氢气（从刷瓷微孔逸出） 因可能是 气 原料红气 部 -1000mm 饺帝的钯膜 分 (5)图5中BC段压强增大，原因是 4 mm 30 mm 中 计算 多孔倒瓷作把膜支撑体 题 白磷消耗的氧气占空气体积的 % 图3多通道吧膜 (精确到0.01%)。 原料氢气 B↓人Π 破 【反思与交流】 (6)图2实验水面未达到刻度“1”，原因是装 置中的氧气未消耗完。红磷燃烧不能将氧气 测温热出佃 多通道钯膜 也加热资 消耗完的主要原因是 图4多通道钯膜纯化组件 (1)由图1可知，透过钯膜的最小粒子是 (7)上述实验中汞、白磷和五氧化二磷有毒， (2)由图2可知，氢气分子透过钯膜的推动力 对环境“不友好”。结合实验原理和试剂弊 是膜两侧的 差。 端，可选择的替代试剂有 (写一种)。 (3)图4中，纯化组件开始工作时，须先通N2 2.化幸势瓷不(2024潮北)半导体等产业对超纯 排净装置中空气，再通原料氢气，其目的 氢气需求旺盛。我国工程师研发了具有自主 是 。 “产品氢气 知识产权的多通道钯膜纯化组件，可以将 出口”是 (填字母) 99.92%原料氢气提纯至99.99995%，实现 新情境 3.项自数幸习(2024湖南)2024年5月1日，我 了超纯氢气装置国产化。该装置核心组件工 国利用船舶加装的碳捕捉系统回收首罐液态 作原理如图4所示，其工作温度在300℃以 二氧化碳的卸船，标志着远洋航行船舶从燃 上，用字母标注的端口有“产品氢气出口”“尾 油消耗到二氧化碳回收利用形成闭环。同学 气出口”“吹扫气入口”。 们对“二氧化碳回收利用形成闭环”非常感兴 O 趣，开展有关二氧化碳的项目式学习。 氢原子 ●N 00 任务一：调查空气中二氧化碳含量增加的 原因 (1)同学们调查到空气中二氧化碳含量增加 结合 脱附 的原因有很多，你认为有 图1钯膜的透氢机弹 (写一种即可) 24 指点中考 化学 任务二：讨论空气中二氧化碳含量减少的方法 (2)同学们讨论了空气中二氧化碳含量减少 注射器口 信息处 60mL试剂到 理終端 的方法，知道低碳生活方式可以减少二氧化 弹皆火 碳排放，你的一种低碳生活方式是 烧瓶 压英传感器 50 。 有同学想到二氧化碳能 mT. 使澄清石灰水 (填实验现象)，补充 第 了可以利用有碱溶液或水吸收二氧化碳。 水 饱和石灰水：90.13 任务三：探究实验室中不同试剂吸收二氧化 0.165%Na(01溶液：90.08 部 碳的效果 40%Na0H溶液：4.87 分 →时问/ 实验室提供4种试剂：水、饱和石灰水、质量 t:200 400 600 800 中 图2 分数为0.165%的NaOH溶液、，质量分数为 【分析讨论】 题 型 40%的NaOH溶液。 (3)根据40%NaOH溶液对应的曲线，分析 【提出问题】上述4种试剂吸收二氧化碳的 t,~t3时间段曲线变化的原因是 破 效果如何？ 【查阅资料】 ①室温下，饱和石灰水中氢氧化钙的质量分 【得出结论】 (4)结合图2数据，从压强和吸收效果两个角 数约为0.165%。 度对比分析，得到的结论是 ②利用压强传感器及信息处理终端可将实验 数据进行记录、呈现和分析。 任务四：形成二氧化碳闭环的意识 【进行实验】 (5)在老师指导下，知道上述实验中40% 步骤1：各装置气密性良好（夹持装置已省 NaOH溶液吸收二氧化碳后，氢氧化钠有剩 略)，同学们用4只250mL烧瓶集满纯净的 余。为了达到零碳排放和对环境无污染，形 二氧化碳气体 成二氧化碳闭环的意识。现处理上述实验中 步骤2：用4支注射器分别取60mL上述提 40%NaOH溶液吸收二氧化碳后的液体，你 供的4种试剂，将烧瓶分别连接压强传感器 设计的实验方案是 和注射器（如图1所示）。 步骤3：待烧瓶内气压平稳后，迅速将4支注 师生对其他烧瓶中的物质也进行了科学 射器内试剂分别全部注入相对应的烧瓶中， 处理。 关闭弹簧夹，观察压强变化。一段时间后，振 【拓展思维】我国已经实现了利用二氧化碳 荡烧瓶，继续观察压强变化。小组合作完成 合成淀粉、甲醇和负碳纤维等技术，“二氧化 实验，并展示烧瓶内压强随时间变化的曲线 碳回收利用形成闭环”是未来碳科学和技术 图（如图2所示）。 发展的探索方向。 提能特训 25 4.(2024长春)自热食品中的发热包浸泡在水中 问题2：能否只用A1粉和NaOH作发热粉？ 即可发热。同学们开展了“探秘发热包”实践 【分析讨论】大家认为，可从经济、安全、发 探究活动。 热效果等视角进行分析 【查阅资料】 (3)经调查，CaO-420元/千克，Na2CO3 资料一：发热包发热温度能保持在72C以上 450元/千克，NaOH-1130元/千克 根据NaOH的来源不同，计算可知： 10~15分钟。 若直接用8千克NaOH作发热粉原料，成本 资料二：发热包中发热粉的主要成分为 第 为9040元 Al粉、CaO及Na2CO3,加水后发生反应的化 若用CaO和NazCO3原料制取8千克 部 学方程式如下。 NaOH,理论上，所需CaO的成本为 分 反应ICaO+HOCa(OH)2: 2352元，则CaO和Na2CO3的总成本为 中 反应Ⅱ Ca(OHD2+aCO3CaCO3↓+ 元，成本更低。 2NaOH: (4)针对问题2，请你先作出判断，再分别从物 题 反应Ⅲl2A1+2NaOH+6H2O- 质性质和曲线变化趋势两个角度说出判断 2NaAl(OH):]+3H2↑。 理由 破 问题1：上述哪个反应是使发热包温度达到 72C以上的主要原因？ 【进行实验】分别取3g不同样品，各加 10mL水，其温度与时间变化的曲线如图。 曲线a发热粉(A粉 问题3：发热粉能持续发热10~15分钟的原 0、Aa,)) 山线h:CaO 因是什么？ 曲线r:AI粉.Na)H 线dl粉、CaOH、aCO 【分析讨论】 LCa0H),和a.CO样品与 (5)对比曲线a,c、d可知，发热粉持续发热的 水混合后，温度变化不明 显，未在图中￥说 原因可能是反应 (填字母)能够逐渐 0100200300400500600时问/s 地产生NaOH,产生的NaOH再与Al粉反 3g不同样品马10m水混合 其温度与时间的变化关系 应，持续放出热量。 【分析讨论】 (6)曲线a对应样品比曲线d对应样品先开 (1)通过曲线b可知，反应 (填字母) 始发热的原因是 不能使温度达到72℃以上。 【总结提升】可通过控制反应物的成分来调 (2)甲同学认为，通过曲线c可知，主要是反 控化学反应的路径，以满足生产生活的需要。 应Ⅲ使发热包温度达到72C以上：乙同学认 【拓展延伸】 为此结论不准确，曲线c对应实验中使用了 (7)使用发热包时，撕开外包装塑料袋，检查 Na(OH固体，温度较高的原因也可能与 装有发热粉的无纺布袋无破损后，放入凉水 有关；对此，甲同学补 中。使用后妥善处理发热包。试推测无纺布 充说明，通过曲线d可知，反应Ⅲ是发热包温 应具备的性质 (答一条即可)。 度达到72C以上的主要原因，请说明他得出 5.须智装婆(2024山西)氢能作为极具发展潜 此结论的理由 力的多元化能源，在我国经济发展中具有重 要的地位。某校实践小组的同学们对此产生 了浓厚的兴趣，他们对氢气的制取方法、应用 26 指点中考 化学 优势、储存手段和发展前景等展开了项目式 (5)在理想状态下，小组同学通过图1实验， 学习。 将测得的实验数据绘制成的图像如图2所 任务一：调查氢能制取方法 示，分析图像，可得出的结论是 【咨询专家】小组同学通过数字化平台向专 家进行咨询，知道了氢气可用多种工艺过程制 备，方法有电解水制氢和工业副产品制氢等。 温度计 温度计 【模型构建】用可再生能源电解水制氢，将是 应用广泛、技术成熟的一种手段。过程如图。 1L水 1L水 可再生电力→电解水→绿氢H 陶网 陶土网 三部 【交流讨论】 氧气 一天然气 (1)近年来，能用来发电的可再生能源有 图 中 题型 (2)化石燃料也可用于氢的制取，但不足之处 50 有 破 任务二：探究氢能应用优势 10 【提出问题】氢气作为理想能源的原因是 00.10.20.30.40.5可燃物质量mg 什么？ 图2 【进行实验】 任务三：调研氢能储存手段 (3)设计纯净氢气与天然气燃烧的对比实验 【查阅资料】 (6)我国绿氢规模化储存是商业化应用的基 实验步骤 实验现象 实验结论 本保障，为了进行大量储存，通常将氢气转化 ①分别在带尖嘴 为液氢，从微观角度分析，发生改变的是 的导管口点燃氢 气和天然气，在火 均有水生成 焰上方罩一个干 任务四：展望氢能发展前景 冷的小烧杯 【市场调研】 罩在天然气 (7)目前，氢燃料电池在公共交通中应用已较 火焰上方烧 为成熟，其工作原理如图3所示，发生反应的 ②迅速把①中的 杯内的澄清 化学方程式为 烧杯倒过来，分别 石灰水变浑 ,未来，氢能将在航空、航天、电力和建筑 注入少量澄清石 浊，而氢气火 领域大力推广。 灰水，振荡 焰上方的烧 杯内无变化 ●氧悦子 【反思评价】 0氧隙子 (4)通过上述实验对比，氢气作为燃料的优点 催化剂质子交换膜催化剂 是 图3 提能特训 27 【成果分亭】通过问题探究，大家对氢能有了 (3)乙同学取不同质量分数的氢氧化钠溶液， 较为全面的认识。氢气作为一种理想的新型 在相同条件下进行实验，其结果如图所示。产 能源，其产业链包括“制一储一输一用”四个主 生氢气速率的变化趋势为 要环节。因此，降本增效，规模化发展，将是 0.085 我国经济增长和服务民生的一项重要举措。 0.080 6.(2024广西)氢气是一种对环境友好的清洁能 0.075 源。以水为原料制备氢气在新能源领域备受 第 人 0.070 关注。某兴趣小组为此开展了电解水的实验 0.065 部 探究。 0.060 12%14%.16%18%20% 分 任务一：探究电解水产生的气体 溶质质量分数 中 (1)兴趣小组向下图装置中加入蒸馏水，接通 (4)丙同学从实验室取用了一瓶久置的氢氧 电源后，没有观察到明显现象。查阅课本后， 题 化钠固体，在相同条件下进行实验，发现产生 兴趣小组向水中添加少量氢氧化钠溶液，a、b 氢气的速率比乙同学的小。丙同学猜想速率 管很快出现了气泡。b管内的气体是 破 变小的原因可能是 (用化学方程式解释)。 活 (5)为了验证猜想，丙同学设计了如图的实 验装置。当他滴加稀硫酸时，观察到饱和 澄清石灰水变浑浊，他认为猜想正确。同 学们讨论后发现，该设计方案不够严谨，其原 电源 任务二：探究物质对电解水产生氢气的速率 因是 的影响 资料：加入碳酸钠、硫酸钠、氢氧化钠都可以 提高水的电解效率。 (2)甲同学分别取等质量的碳酸钠、硫酸钠、氢 请你在该装置的基础上提出改进方法以达到 氧化钠溶液，溶质的质量分数均为12%，在相 验证目的，该方法是 同条件下进行实验，产生氢气的速率如图所 示。由此可知，在相同条件下，加入 生氢气的速率最大。 稀硫酸 0.10 ,0.09 饱和澄清 至0.08 石成水 0.07 样品 0.06 至0.05 (6)基于安全考虑，老师建议电解水时最好选 g0.04 用碳酸钠溶液，因为NaOH具有 0.03 -0.02 0.01 0.00 碳酸钠硫假钠氢氧化钠 28 指点中考 化学中水未盛满)（其他合理答案均可） 6NaOH-2Fe (OH)+3Na2SO (3)CaCO3+2HCI=CaCl2+H2 O++CO2 (3)2600.2(4)将废水的pH调成不同大 将气体通人澄清石灰水中，若澄清石灰水变 小，控制其他条件相同，分别用吸附剂A进 浑浊，证明是二氧化碳长颈漏斗下端未伸 行除磷实验，测定吸附率和吸附量(5)B 入液面以下采用向下排空气法收集二氧 (6)分析各物质的性质差异 化碳 6.(1)H2 2NaOH+CO2=Na,CO,+H2O 10.(1)防止燃烧产物熔化溅落使集气瓶炸裂 (2)白色沉淀(3)Na2CO3、Ca(OH)2能发 火柴燃烧消耗了较多的氧气，使氧气不足 生反应，不能共存(4)无色酚酞溶液 (2)氢气②加入等体积等浓度的稀盐酸 (5)二(6)3 (3)Cu+2AgNO3=2Ag+Cu(NO3)2 7.(1)澄清石灰水变浑浊(2)减小(3)稀盐 酸（或稀硫酸）(4)常温下，氢氧化钙微溶于 -铜丝 水 (5)将相同体积的水和NaOH浓溶液分 (或取少量硫酸亚铁溶液于试管中， 硫酸亚 别加入两个充满二氧化碳且容积相同的软塑 铁溶液 料瓶中，比较软塑料瓶变瘪的程度(6)不 伸入铜丝与溶液反应) 无明显变化 能，倒吸进入瓶中的水，会继续吸收瓶内剩余 11.(1)能(2)Da(3)酒精灯 2KMnO 的SO2,最终充满整个集气瓶 K2 MnO,+MnO2+O2↑ 题型六科学探究题 题型五 实验探究 1.(1)汞液面上升汞与氧气反应，钟罩内气体 1.(1)溶液变红(2)Na2SO4、NaOH(3)有 减少，气压减小(2)④①③②(3)氮气 白色沉淀产生(4)Ⅱ溶液变成红色 (4)反应结束后，温度下降气体逐渐混合均匀 (5)CO2+2NaOH=Na2 CO3+H2O (或温度下降水蒸气变成液态，氧气含量增大) (5)反应刚开始，温度升高对压强的影响比气 Ca(OH)2 体减少对压强的影响大19.37(6)反应一 2.(1)澄清石灰水(2)氧气（或O2) 段时间后，氧气浓度下降到一定程度，燃烧放 (3)CaCO+2HCI-CaCl2+H2O+CO2 出的热量减少，温度降低到红磷着火点以下， (4)挤压塑料瓶下端，使白醋与鸡蛋壳接触 红磷熄灭，所以氧气消耗不完(7)铜粉 (5)AC(6)细化气泡，提高气体的溶解效率 2.(1)氢原子（或H)(2)氢气压强(3）防止 (7)定期维护和检查（或控制二氧化碳浓度， 升温（或加热）时氢气与空气混合发生爆炸B 或避免与其他化学物质混合) 3.(1)化石燃料的燃烧（合理即可）(2)乘坐公 3.(1)红色(2)稀盐酸体积(3)减小 共交通工具出行（合理即可）变浑浊 (4)HCI,NaCl (5)Na,CO+HCI=NaCl++ (3)二氧化碳与氢氧化钠反应生成碳酸钠，二 NaHCO 氧化碳气体体积减小，使烧瓶内压强减小，振 4.(1)①纯碱（或苏打）(2)Na2CO3+2HCl 荡，40%的氢氧化钠溶液与二氧化碳充分接 2NaC1+CO2↑+H2O(3)强(4)②pH> 触，反应速率更快（合理即可）(4)相同条件 5的持续时间过长，会导致胃部不适(5)实 下，40%的氢氧化钠溶液压强变化最大，吸收 验没有模拟人体的温度(6)与胃酸反应产 二氧化碳效果最好(5)向待处理的液体中 生气体，可能造成胃胀 逐滴加人氯化钙溶液，直至不再产生白色沉 5.(1)pH试纸（或其他合理答案）(2)Fe(SO)3十 淀，过滤，再向溶液中逐滴加入稀盐酸，直到 ·27· 溶液呈中性（合理即可） x=84 kg 4.(1)I(2)NaOH固体溶解时放出大量的热 答：理论上需要CaH2的质量是84kg。 通过曲线d可知，与A1粉反应的氢氧化钠是 4.(1)5:2 由氢氧化钙与碳酸钠反应生成的，与NaOH (2)解：设参加反应的H2O的质量为x。 固体溶解时放出热量无关(3)7122(4)不能 CaO+H2O-Ca(OH)2 只用A1粉和NaOH作发热粉，理由是氢氧化 56 18 钠具有强烈的腐蚀性，使用不当，发生危险； 56g x 通过曲线c变化趋势可以看出，发热包温度 5656g 达到72℃以上后，持续时间较短，温度下降 18 快，发热包发热温度不能保持在72℃以上 x=18g 10~15分钟(5)Ⅱ(6)氧化钙先与水反 答：参加反应的H2O的质量为18g。 应放出大量的热(7)透水性好 5.(1)4.4 5.(1)太阳能（合理即可）(2)会产生大量污染 (2)解：设小苏打样品中含有NaHCO3的质 物(3)烧杯内壁均有水雾生成氢气燃烧 量为x。 不生成二氧化碳，天然气燃烧生成二氧化碳 2NaHCO,+H SO-Na SO,+2H,O+2CO2 (4)燃烧产物只有水，不会对环境造成污染 168 88 (5)相同质量的可燃物，氢气燃烧的热值比天 x 4.4g 然气高(6)分子间的间隔(7)2H2+ 168 催化剂2H,0 02 88 4.4g 6.(1)氧气（或O2)(2)氢氧化钠（或NaOH) x=8.4g (3)先增大后减小(4)CO2+2NaOH 样品中含有碳酸氢钠的质量分数为 .4g× Na2CO3+H2O(5)饱和澄清石灰水变浑浊 100%≈93.3% 可能是由于反应放热，饱和澄清石灰水温度 93.3%<99%,因此包装袋上碳酸氢钠含量 升高，导致氢氧化钙析出而变浑浊，不一定是 的标注不准确。 由碳酸钠与稀硫酸反应生成的二氧化碳与澄 答：样品中碳酸氢钠的质量分数为93.3%， 清石灰水反应产生的碳酸钙沉淀导致，不能 因此包装袋上的标注不准确。 确定样品中一定存在碳酸钠将该支试管向 6.(1)锥形瓶 上提，脱离与饱和澄清石灰水接触，再滴入稀 (2)解：参加反应的氧气的质量为106.28g 硫酸，观察澄清石灰水是否变浑浊(6)强烈 的腐蚀性 106.23g=0.05g,设参加反应的红磷的质量 为x。 题型七化学计算题 4P+502 点燃2P,06 1.(1)342(2)1:8(3)14.4 124160 2.(1)4(2)10(3)14 x0.05g 3.(1)20:1(2)H20 124 (3)解：设需要CaH2的质量为x。 1600.05g CaH2+2H2O-Ca(OH)2+2H2 x≈0.04g 42 答：参加反应的红磷的质量为0.04g。 2 8kg 7.(1)4.4(2)10 42x (3)解：设稀盐酸中盐酸溶质的质量为x。 4 8 kg CaCO,+2HCI-CaCl2+H2 O+CO2 ·28·