专题43 科学探究题-三年中考（2021-2023）化学模拟题知识点汇编专项训练

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三年中考（2021-2023）化学模拟题知识点汇编专项训练

专题43科学探究题

一、科学探究题

1．打开碳酸饮料瓶盖时，会有大量含有二氧化碳气体的气泡逸出。某项目学习小组对二氧化碳溶解能力进行了如下实验探究。

【查阅资料】通常状况下，1体积水约能溶解1体积二氧化碳，所得饱和溶液pH约为5．6。

I．探究通常状况下，二氧化碳在水中溶解的体积

实验1：

(1)如图1，进行实验前需先将甲装置中的空气排尽，其操作是：打开弹簧夹K₁，关闭其余弹簧夹；打开活塞，滴加稀盐酸至空气排尽。甲中发生反应的化学方程式为______；检验甲中空气已排尽的方法是______。

(2)关闭K₁，打开K₂，K₃。待丙装置中收集半瓶气体时，关闭活塞K₂和K₃，充分振荡丙装置。然后用pH计测得如下数据：

分析可知，在丙和丁装置中所溶解二氧化碳的体积____________（填“大于”“小于”“等于”）丙和丁装置中溶液的总体积。

(3)实验1说明，通常状况下，在生成较大量二氧化碳时，可以用______收集二氧化碳气体。

II．比较二氧化碳在不同物质中的溶解能力

实验2：

四个烧瓶中收集250mL的气体，分别加入50mL不同液体，通过压强传感器测定瓶中压强变化（实验前烧瓶内压强为104．20kPa，实验过程中保持温度恒定）。

【解释与结论】

(4)实验①的作用是______。实验后瓶内的压强，实验②小于实验①的原因是______。

(5)比较实验②、③、④的数据，可得出CO₂在三种液体中溶解能力的关系是______。

III．探究实验的废液处理

项目小组完成探究实验后，产生大量废液。经理论分析和实验确定废液中含NaCl、CaCl₂和HCl。小组决定用Na₂CO₃除去废液中CaCl₂和HCl后再利用，如何估算Na₂CO₃固体的用量？

实验3：

取100mL废液样品于烧杯中，逐滴滴加5．3%的Na₂CO₃溶液，用pH传感器测定滴加过程中溶液的pH。实验结果如20—图2所示。

【讨论与交流】

(6)a→b阶段，观察到烧杯中的现象是______。

(7)b点后曲线平缓阶段，对应的化学方程式为______。

(8)c点时，取少量烧杯中的清液于试管中，滴加CaCl₂溶液，有白色沉淀生成，说明处理100mL废液，所需5．3%的Na₂CO₃溶液的体积______120mL（填“大于”、“等于”或“小于”）。

(9)将烧杯中的沉淀过滤、洗涤、干燥、称重，质量为4g。那么，处理项目组800mL的废液，理论上需要Na₂CO₃固体______g。（实验所用5．3%Na₂CO₃溶液的密度近似看做1g/mL）

2．某化学兴趣小组在实验室里进行粗盐中杂质的去除实验。

(1)难溶性杂质的去除。

①溶解称取5．0g粗盐，逐渐加入10mL水中，直到不再溶解，剩余粗盐1．3g。

②过滤

③蒸发在加热过程中，用玻璃棒不断搅拌，防止__________________。

④计算产率得到精盐3．2g，则精盐的产率为_________ (计算结果保留一位小数)。

(2)可溶性杂质的去除。

【查阅资料】

①粗盐中除了含有难溶性杂质，还含有可溶性杂质氯化镁、氯化钙和硫酸钠。

②电导率传感器用于测量溶液的导电性强弱；一定条件下，电导率的大小能反映离子浓度的大小。

【验证实验】将经过上述实验得到的精盐全部溶于水。请设计实验验证该精盐溶液中存在硫酸根离子，并完成实验报告。

【除杂实验】测得该精盐溶液的电导率为4420μS/cm，向其中依次缓缓加入过量的氯化钡溶液、过量的氢氧化钠溶液和过量的碳酸钠溶液(除杂试剂的电导率均已调至约4420μS/cm)，得到实验过程中溶液的电导率随着加入除杂试剂的体积变化的曲线如图所示。本实验条件下，不考虑微溶物以沉淀形式从溶液中析出。

【分析图像】

①图中出现的从下降到上升的拐点，如b、d、f，表示恰好完全反应。

②cd段加入的除杂试剂发生反应的化学方程式是_________。

③ef段加入的除杂试剂除去的离子是_________ (填离子符号)。

④g点溶液中的溶质是_________ (填化学式)。

⑤若要得到较纯净的氯化钠，接下来的操作顺序是_________ (填字母)。

A．蒸发    B．加入稍过量的稀盐酸    C．过滤

【拓展提升】向一定体积、一定浓度的氯化钠溶液中缓缓加入一定浓度的硝酸银溶液直至过量，所得溶液中各离子数目随着加入硝酸银溶液的体积变化的趋势如下图所示。

甲、乙、丙、丁离子依次为_________ (填离子符号)。

3．钙被称为人体中的“钢筋混凝土”。

【人体中的钙】

(1)人体缺钙可能会导致_________。

A．佝偻病                         B．侏儒症                              C．骨质疏松

【单质钙】

提出问题：钙的化合物很多，为什么我们很少提起单质钙呢？

思考猜想：钙的化学性质活泼。

实验验证一：

查阅资料：在一个化学反应中，有元素化合价升高，同时就有元素化合价降低。

(2)实验结论：

①写出钙与水反应的化学方程式：___________________________。

②该反应属于_________反应。（选填“吸热”或“放热”）

【干燥剂中的钙】

提出问题：一包生石灰干燥剂，使用一段时间后可能有哪些固体？

猜想假设：固体中含有氧化钙、氢氧化钙、碳酸钙。

(3)固体中除了氧化钙、氢氧化钙外，还可能会含有碳酸钙的依据是__________________（用化学方程式表示）。

实验验证二：

(4)取固体样品加入水中，滴加酚酞后液体变红；继续加足量稀盐酸，如观察到有气泡产生，则该固体中一定含有__________________。

(5)小明认为酚酞变红，则固体中一定还含有氢氧化钙。小红却对此提出质疑，其理由是：____________________________________。

(6)为了进一步确定固体样品的成分，实验小组利用如图所示的装置（夹持仪器省略）进行实验。

查阅资料：Ca(OH)₂加热至580℃、CaCO₃加热至825℃分别分解生成两种氧化物。

碱石灰的主要成分为氧化钙和氢氧化钠。

①实验前首先要连接仪器，检查装置的气密性，再装入样品。

②在B装置中放入155g固体样品，控温加热使装置B中反应完全，再通一段时间空气，测得反应前后装置C、D分别增重18．0g和22．0g，则固体样品中含有的物质为___________________________。

③装置E的作用是____________________________________。

4．中和反应再探究。

【初步探究】在50mL一定浓度的氢氧化钠溶液中滴加2~3滴无色酚酞试液，再逐滴加入50mL一定浓度的盐酸，插入温度计并用玻璃棒搅拌，观察到溶液褪色且温度升高。

(1)能推断出氢氧化钠溶液与盐酸能发生反应的现象是_________，依据是_________（选填“反应物减少”或“生成物增加”）。

(2)从微观角度分析，此反应主要是由于_________（填离子符号）两种离子发生了变化。

【深入探究】同学们又设计了以下实验验证反应中的能量变化。

①50mL一定浓度的氢氧化钠溶液与50mL蒸馏水混合，测量溶液温度的变化。

②50mL一定浓度的稀盐酸与_________混合，测量溶液温度的变化。

③50mL一定浓度的稀盐酸与50mL一定浓度的氢氧化钠溶液混合，测量溶液温度的变化用数字化实验技术测得3个实验中溶液温度随时间变化的关系如图所示。

(3)实验①可知：一定浓度的氢氧化钠溶液稀释时_________（选填“放热”或“吸热”）。

(4)实验②横线处应该填写的是_________。

(5)由图分析，同学确认氢氧化钠溶液和盐酸反应放出热量，理由是_________。

5．小耿同学在某门户网站上看到一段震撼的视频，将大块的钠扔入湖水中瞬间产 生爆炸。于是，他对钠和水的反应产生了强烈的好奇，并在老师和同学的帮助下进行相关探究。

【查阅资料】

①钠是一种活泼金属，常温下不与煤油反应，能与氧气、水等物质发生反应，与水剧烈反应能生成一种可燃性气体。

②钠的密度是0．97g/cm³，煤油的密度是0．8g/cm³，水的密度是1g/cm³。

【实验探究】

在小扈同学的启发下，小耿同学设计了如图1所示的一套钠与水反应的实验装置(夹持仪器 已略)。

【实验步骤】

①检查装置气密性；

②向大试管中加入一定体积煤油；

③用小刀切一小块钠，放入大试管，塞上橡皮塞；

④打开活塞，通过长颈漏斗向试管中加入水，使煤油的液面升至胶塞，关闭活塞，观察现象。

请回答下列问题：

(1)步骤①中检查该装置气密性的方法是_________。

(2)步骤②中煤油的作用是_________。

(3)实验中长颈漏斗的作用除了可以方便添加液体，还能_________。

【实验反思】实验结束后，小戴同学对于剩余溶液的溶质成分产生了好奇，并在老师的指导下运用如图2所示的装置进行探究，在此基础上，绘出了如图3所示的图象。

根据图3回答下列问题：

(4)钠和水的反应属于   反应(填“吸热”或者“放热”)。

(5)小乐同学认为通过图3就可以初步判断剩余溶液的溶质为_________，理由是_________。

【实验拓展】

(6)写出钠和水反应的化学方程式为_________。

(7)小季同学将图1试管中的水换成足量的硫酸铜溶液，观察到产生了气泡和一种蓝色沉淀，反应后，溶液中SO₄^2﹣的质量分数   (填“变大”、“不变”或者“变小”)。

6．某兴趣小组的同学为了探究某些酸碱盐之间的反应，进行以下实验：把稀硫酸滴入分别盛有硝酸钡、氢氧化钠、碳酸钾和氯化镁溶液的四只烧杯中。

【知识回顾1】

（1）写出下列反应化学方程式。

氢氧化钠溶液和稀硫酸反应_________。

【设计实验1】为了验证硫酸与氢氧化钠能发生化学反应，甲同学设计了如下实验方案。

（2）请你评价甲同学设计的实验方案是否可行，并说明理由_________。

【知识回顾2】（3）乙同学判断稀硫酸和氯化镁溶液不能发生复分解反应，他的依据是_________。

【设计实验2】（4）乙同学为了进一步确认判断的可靠性，他取稀硫酸和氯化镁溶液的混合液分别加入两支试管中，向其中一支试管中滴加紫色石蕊溶液，观察到溶液变成红色，说明溶液中含有_________ (填离子符号)；向另一支试管中滴加硝酸钡溶液，观察到产生白色沉淀，说明溶液中含有_________ (填离子符号)。于是乙同学得出结论：稀硫酸与氯化镁溶液没有发生反应。

（5）丙同学看到乙同学的实验报告后，认为乙同学的结论是错误的，原因是硫酸可能是反应后剩余的，他认为还需检验烧杯内的混合液中是否含有氯化镁。于是，他设计了两个实验，实验报告如下：

【设计实验3】（6）丁同学向氯化镁溶液中滴加稀硫酸，用氯离子浓度传感器测得溶液中Cl^–浓度随时间变化的曲线图。她得到图像可能是_________ (填“图1”、“图2”或“图3”)。

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参考答案

1．(1)          在K₁左侧的导管口，用燃着的木条检验，木条立即熄灭，证明空气已排尽（其他合理答案均可）

(2)小于

(3)排水法

(4)     作为空白实验，与其他三组实验作对比（其他合理答案均可）     因为CO₂溶于水且与水发生反应，气体减少，使瓶内压强明显降低。（其他合理答案均可）

(5)其他条件相同时，CO₂在盐酸、水、小苏打的水溶液中溶解能力依次增大（其他合理答案均可）（或其他条件相同时，CO₂在小苏打的水溶液、水、盐酸中溶解性依次减小）

(6)产生大量气泡

(7)

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