黑龙江大庆市五年（2018-2022）中考化学真题分题型分层汇编-07科学探究题

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黑龙江大庆市五年（2018-2022）中考化学真题分题型分层汇编07科学探究题一、科学探究题1．（2022·黑龙江·大庆市让胡路区人民政府教育局）春晚节目《只此青绿》取材于宋朝王希孟的《千里江山图》，画中主要用了石绿、石青两种矿物质颜料。I.石绿，又称孔雀石，主要成分的化学式为Cu2(OH)2CO3，我国古代曾用孔雀石炼铜，涉及两步反应。（1）请写出第一步反应的化学方程式：_______。Ⅱ.石青。又称蓝铜矿。主要成分的化学式为xCu(OH)2·yCuCO3，某学习小组设计实验对其组成进行探究(假设矿石中其它杂质受热不分解，不溶于水且不与稀硫酸反应。方案1：收6.00g干燥样品放入图中硬质玻璃管中加热，充分反应后测得装置C增重0.27g，装置D增重1.32g。（2）装置A和D中盛放的药品应选择：A_______，D_______(填序号)。①碱石灰        ②浓硫酸       ③氯化钙     ④无水硫酸铜（3）装置E中碱石灰的作用为_______。（4）实验开始前先关闭弹簧夹b，打开弹簧夹a，通入空气，一段时间后，打开弹簧夹b，关闭弹簧夹a，点燃酒精灯加热。样品充分反应后，停止加热，继续通入空气至玻璃管冷却。反应后继续通空气的目的是_______。（5）经计算得出x：y=_______，如果样品未干燥，可能导致x：y的值_______(填“偏大”或“偏小”)方案2：向一定质量的干燥样品中加入足量稀硫酸，通过测定产生CO2气体体积和反应后剩余固体的质量来确定其组成，装置如图所示。（6）为了减小实验误差，试分析量气装置中液体的选择原则____，量气装置读数时应____(填序号)，最后平视凹液面最低处读数。①先使量气装置两侧液面相平，再恢复至室温②先恢复至室温，再使量气装置两侧液面相平（7）橡胶管a连接分液漏斗和锥形瓶，试推测橡胶管a的作用：_______，_______。（8）反应后读数时，若量气装置右侧液面高于左侧(其它操作均正确)，可能会导致测定的气体体积___(填“偏大”或“偏小”)。2．（2021·黑龙江大庆）已知Mg能在CO2中燃烧，根据金属活动性顺序表，Na的金属活动性比Mg强，说明Na也能在CO2中燃烧。为了验证，实验小组进行了以下实验探究：【查阅资料】①金属钠性质活泼，常温下，金属钠极易与氧气反应，生成白色固体氧化钠，氧化钠溶于水生成氢氧化钠。金属钠还可以与水剧烈反应，放出氢气。②Na2CO3溶液显碱性；CaCl2溶液显中性。【实验探究一】步骤1：打开活塞，让A装置中产生的气体依次通过B、C，收集一瓶纯净的CO2气体。步骤2：将燃烧的钠迅速伸入集气瓶中，观察到钠在CO2中继续燃烧，发光放热，冷却后观察到瓶内附着黑色颗粒，并粘附着白色物质。【问题讨论】（1）为获得纯净的CO2，可利用装置B除去CO2中混有的______；装置C中盛放的试剂是______。（2）步骤2中生成的黑色固体成分是______。【初步结论】Na能在CO2中燃烧。【提出问题】白色物质是什么？【猜想与假设】猜想一：氧化钠　　　　　猜想二：碳酸钠；猜想三：氧化钠和碳酸钠的混合物；　　　猜想四：氢氧化钠。（3）大家讨论后一致认为猜想四是错误的，理由是______。【实验探究二】对白色物质是什么进行实验探究，方案设计如下：方案1：取该样品少量于试管中，加入适量的水。振荡，过滤，向滤液中加入无色酚酞试液，观察到溶液变成红色。结论：白色物质中一定有氧化钠。方案2：取该样品少量于试管中，滴加足量盐酸，溶液中有气泡冒出：结论：白色物质中一定有______。方案3：取该样品少量于试管中，加入适量的水，振荡，过滤，向滤液中加入过量的氯化钙溶液，出现白色沉淀，过滤，再向滤液中滴加无色酚酞溶液，无明显现象。【反思与评价】（4）甲同学思考后提出方案1得出的结论不正确，其理由是______。（5）请将方案2结论补充完整：______。（填化学式）（6）方案3中加入过量CaCl2溶液的目的是______。写出此反应的化学方程式______。【实验结论】（7）综上所述，你认为猜想______成立。（8）请写出Na在CO2中燃烧的化学方程式______。3．（2020·黑龙江大庆）某白色固体可能由BaCl2、NaOH、Na2CO3、Na2SO4、Fe3O4中的一种或几种物质组成。同学们为了确定该白色固体的成分，进行了如下实验探究：【资料卡片】BaCl2溶液显中性。【初步结论】（1）甲同学根据固体的描述确定样品中肯定没有_____（填化学式），原因是_____。【初步探究】同学们设计的实验过程及现象如图所示。【交流讨论】（2）同学们认为：无色溶液M中一定含有_____（填化学式），无色溶液M加入酚酞试液后变红色，说明溶液M显碱性，需对溶液M继续探究。【提出问题】使溶液M显碱性的物质是什么？【猜想与假设】猜想一：是氢氧化钠；猜想二：是碳酸钠；猜想三：       。（3）请将猜想三补充完整：_____。【探究与结论】（4）乙同学取无色溶液M于试管中，加入过量的氯化钡溶液，振荡，静置，观察到_____，证明无色溶液M中含有碳酸钠，此过程发生反应的化学方程式为_____。（5）丙同学为进一步证明无色溶液M中的成分，取乙同学实验所得上层清液少许于试管中，加入_____，观察到_____，证明猜想三成立。综合分析，乙同学加入过量氯化钡溶液的作用：①证明无色溶液M中含有碳酸钠，②_____。【实验结论】（6）原白色固体中一定有的物质是_____（填化学式）。4．（2019·黑龙江大庆）某同学将打磨过的铝箔加入到氢氧化钠溶液中，结果发现也有气泡产生，为了解该气体的成分，实验小组进行了以下探究活动：【作出猜想】猜想一：氧气；猜想二：氢气；猜想三：氮气。（1）其他同学认为猜想三是错误的，理由是________。【进行实验】分别进行实验：（2）利用图①装置进行实验：反应一段时间后，观察到________，则猜想一错误。（3）利用图②装置进行实验：反应一段时间气体验纯后，在尖嘴处点火观察________，则猜想二正确。【得出结论】（4）氢氧化钠、水、铝能反应生成偏铝酸钠（NaAlO2）和氢气，请写出此反应的化学方程式________（5）铝分别与稀硫酸、氢氧化钠溶液反应，若生成等质量的氢气，则消耗掉硫酸与氢氧化钠的质量比为________（6）若本实验所用试液是在空气中敞口久置的氢氧化钠稀溶液，则观察不到明显的实验现象。其原因是________。（用化学方程式表示）（7）铝块能制成铝箔是利用了铝的________性，铝在空气中表面形成一层致密的薄膜，具有一定的抗腐蚀性，写出相应的化学方程式________。5．（2018·黑龙江大庆）工业上以黄铁矿（主要成分是二硫化亚铁FeS2）为原料，生产硫酸。将黄铁矿（FeS2）粉碎，加入沸腾炉中瓶鼓入空气进行高温煅烧，得到气体和炉渣，气体经过一系列变化得到硫酸。请回答下列问题：Ⅰ．FeS2中硫元素的化合价为_____。Ⅱ．将黄铁矿粉碎，目的是_____。Ⅲ．已知炉渣的主要成分为铁的某一种氧化物，甲同学对炉渣中铁的氧化物进行探究。【查阅资料】（1）Fe3O4+8HCl═FeCl2+2FeCl3+4H2O（2）向FeCl2溶液中滴加铁氰化钾溶液，产生蓝色沉淀，而向FeCl3溶液中滴加铁氰化钾溶液不产生蓝色沉淀。（3）向FeCl3溶液中滴加无色的硫氰化钾溶液时，溶液变成红色，而向FeCl2溶液中滴加无色的硫氰化钾溶液时，溶液不变成红色。【提出猜想】猜想1：炉渣中铁的氧化物为FeO       猜想2：炉渣中铁的氧化物为Fe2O3猜想3：炉渣中铁的氧化物为_____。（填化学式）【方案设计】（1）取少量炉渣于烧杯中，加入过量的稀盐酸（杂质不溶于稀盐酸），充分搅拌，过滤。（2）取上述滤液少许于A、B两试管中，向A试管中滴入铁氰化钾溶液，设想有两种可能的实验现象：①产生蓝色沉淀；②不产生蓝色沉淀。向B试管中滴入少量无色的硫氰化钾溶液，设想也有两种可能的实验现象：③溶液变为红色；④溶液不变红色。请你帮助甲同学填写猜想成立时，A、B两试管中的实验现象（用①②③④填空）：若猜想1成立，则实验现象为_____。若猜想2成立，则实验现象为_____。若猜想3成立，则实验现象为_____。【实验验证】甲同学取滤液少许于试管中，向试管中滴加铁氰化钾溶液或无色的硫氰化钾溶液中的一种试剂就证明了猜想2成立，甲同学滴加的试剂为_____。
参考答案：1．     ①     ①     吸收空气中二氧化碳和水，避免影响D装置的测量数据     排尽玻璃管内生成的气体，减小实验误差     1:2     偏大     不溶解二氧化碳，不与二氧化碳反应     ②     平衡压强使液体顺利流下     消除滴加液体体积对气体体积测定的影响     偏小【解析】【详解】（1）利用孔雀石炼铜，首先是孔雀石受热分解生成氧化铜，然后再用一氧化碳在加热的条件下还原氧化铜生成铜。孔雀石受热分解生成氧化铜、水和二氧化碳，化学方程式。（2）装置A的作用是吸收空气中的水和二氧化碳，装置D的作用是吸收生成的二氧化碳，能吸收二氧化碳且吸水的药品是碱石灰，所以装置A和D中盛放的药品应选择碱石灰，所以序号都填①。（3）为防止空气中二氧化碳和水进入装置D引起误差，所以在装置E中加入碱石灰。（4）样品充分反应后，停止加热，继续通入空气至玻璃管冷却。反应后继续通空气的目的是排尽玻璃管内生成的气体，减小实验误差。（5）如果样品未干燥，装置C增重会吸收样品中的水，增重偏大，根据上述计算过程可知，会导致x：y的值偏大。（6）为了减小实验误差，量气装置中液体的选择原则是不溶解二氧化碳，不与二氧化碳反应。量气装置读数时应先恢复至室温，再使量气装置两侧液面相平。（7）橡胶管a连接分液漏斗和锥形瓶，作用是：平衡压强使液体顺利流下；消除滴加液体体积对气体体积测定的影响。（8）反应后读数时，若量气装置右侧液面高于左侧，则左侧气体受到右侧液体的压强被压缩，会导致测定的气体体积偏小。2．HCl     浓硫酸     碳     反应物中无氢元素     碳酸钠     碳酸钠溶液也呈碱性，也能使酚酞变红色     Na2CO3     将碳酸钠完全除去          二     【解析】【详解】（1）大理石的成分是碳酸钙，碳酸钙与盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳，盐酸具有挥发性，二氧化碳气体中可能混有HCl气体，根据图示信息，装置B中装有饱和碳酸氢钠溶液，二氧化碳不溶于饱和碳酸氢钠溶液，HCl气体能溶于饱和碳酸氢钠溶液中，所以，装置B除去CO2中混有的HCl；因为要收集一瓶干燥的二氧化碳，要去除水分，浓硫酸具有吸水性，且不与二氧化碳反应，所以可以用浓硫酸做干燥剂，故装置C中盛放的试剂是浓硫酸。故分别填：HCl；浓硫酸。（2）二氧化碳中含有碳元素和氧元素，钠中含有钠元素，盛有干燥的二氧化碳的集气瓶中还含有氧元素和氮元素，根据反应前后元素的种类不变，步骤2中生成的黑色固体成分是碳。故填：碳。（3）根据质量守恒定律，化学反应前后元素的种类不变可知：二氧化碳和金属钠反应生成了黑色的物质是碳，白色的物质不可能是氢氧化钠，因为反应物中无氢元素，故猜想四是错误的。故填：反应物中无氢元素。实验探究二：根据方案2，取该样品少量于试管中，滴加足量盐酸，则碳酸钠与盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳气体，所以，溶液中有气泡冒出，则白色物质中一定有碳酸钠。故填：碳酸钠。（4）根据方案1，取该样品少量于试管中，加入适量的水，根据题干信息，氧化钠溶于水生成氢氧化钠，氢氧化钠溶液显碱性，能使无色酚酞试液变红；但是，碳酸钠溶液也显碱性，也能使无色酚酞试液变红，所以，根据溶液变成红色不能判断白色物质中一定含有氧化钠。故填：碳酸钠溶液也呈碱性，也能使酚酞变红色。（5）根据方案2，碳酸钠与盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳气体，则白色物质中一定有碳酸钠，其化学式为：Na2CO3。故填：Na2CO3。（6）向滤液中加入过量的氯化钙溶液后，出现白色沉淀，即氯化钙与碳酸钠反应生成碳酸钙白色沉淀和氯化钠，加入过量氯化钙是为了将碳酸钠完全除去，再向溶液里滴加无色酚酞试液，无明显现象，即能够证明样品中不含氧化钠；此反应的化学方程式为：。故分别填：将碳酸钠完全除去； 。（7）根据方案2，取该样品少量于试管中，滴加足量盐酸，溶液中有气泡冒出，则白色物质中一定有碳酸钠；向加入过量的氯化钙溶液的试管中滴加无色酚酞溶液，无明显现象，则样品中一定不含氧化钠；所以综上所述，可以证明猜想二成立。故填：二。（8）通过上述分析可知，Na在CO2中燃烧生成碳酸钠和碳，其化学方程式为：。3．Fe3O4     四氧化三铁是黑色固体     NaCl     是氢氧化钠和碳酸钠     产生白色沉淀     BaCl2+Na2CO3═BaCO3↓+2NaCl     酚酞试液     溶液变红色     除尽碳酸钠，防止对检验氢氧化钠产生影响     BaCl2、NaOH、Na2CO3【解析】【分析】（1）四氧化三铁是黑色固体；（2）碳酸钠和氯化钡反应生成碳酸钡沉淀和氯化钠，碳酸钡和稀盐酸反应生成氯化钡、水和二氧化碳；（3）氢氧化钠溶液和碳酸钠溶液都是显碱性溶液，都能使酚酞试液变红色；（4）碳酸钠和氯化钡反应生成碳酸钡沉淀和氯化钠；（5）根据实验现象可以进行相关方面的判断；（6）根据实验现象可以判断固体的组成。【详解】（1）甲同学根据固体的描述确定样品中肯定没有Fe3O4，原因是四氧化三铁是黑色固体。故填：Fe3O4；四氧化三铁是黑色固体；（2）同学们认为：无色溶液M中一定含有氯化钠，是因为白色沉淀中加入足量稀盐酸，产生气泡，沉淀全部溶解，说明白色沉淀是氯化钡和碳酸钠反应生成的碳酸钡，同时生成氯化钠。故填：NaCl；（3）碳酸钠和氢氧化钠都显碱性，结合其它猜想，猜想三补充完整：是氢氧化钠和碳酸钠。故填：是氢氧化钠和碳酸钠；（4）乙同学取无色溶液M于试管中，加入过量的氯化钡溶液，振荡，静置，观察到产生白色沉淀，证明无色溶液M中含有碳酸钠，此过程中碳酸钠和氯化钡反应生成碳酸钡沉淀和氯化钠，发生反应的化学方程式为：BaCl2+Na2CO3═BaCO3↓+2NaCl。故填：产生白色沉淀；BaCl2+Na2CO3═BaCO3↓+2NaCl；（5）丙同学为进一步证明无色溶液M中的成分，取乙同学实验所得上层清液少许于试管中，加入酚酞试液，观察到溶液变红色，说明溶液中含有氢氧化钠，证明猜想三成立；综合分析，乙同学加入过量氯化钡溶液的作用：①证明无色溶液M中含有碳酸钠，②除尽碳酸钠，防止对检验氢氧化钠产生影响。故填：酚酞试液；溶液变红色；除尽碳酸钠，防止对检验氢氧化钠产生影响；（6）原白色固体中一定有的物质是BaCl2、NaOH、Na2CO3。故填：BaCl2、NaOH、Na2CO3。4．反应物中不含有氮元素     带火星的木条不能复燃     气体燃烧，发出淡蓝色火焰     2NaOH+2Al+2H2O═2NaAlO2+3H2↑     147：40     2NaOH+CO2═Na2CO3+H2O     延展     4Al+3O2═2Al2O3【解析】【详解】[作出猜想]（1）其他同学认为猜想三是错误的，理由是反应物中不含有氮元素。故填：反应物中不含有氮元素。[进行实验]（2）利用图①装置进行实验：反应一段时间后，观察到带火星的木条不能复燃，则猜想一错误。故填：带火星的木条不能复燃（3）利用图②装置进行实验：反应一段时间气体验纯后，在尖嘴处点火观察气体燃烧，发出淡蓝色火焰，则猜想二正确。故填：气体燃烧，发出淡蓝色火焰[得出结论]（4）氢氧化钠、水、铝能反应生成偏铝酸钠（NaAlO2）和氢气，反应的化学方程式2NaOH+2Al+2H2O═2NaAlO2+3H2↑，故填：2NaOH+2Al+2H2O═2NaAlO2+3H2↑。（5）根据化学方程式 和2NaOH+2Al+2H2O═2NaAlO2+3H2↑，若生成等质量的氢气，则消耗掉硫酸与氢氧化钠的质量比为3H2SO4:2NaOH=，故填：147：40。（6）若本实验所用试液是在空气中敞口久置的氢氧化钠稀溶液，则观察不到明显的实验现象。其原因是氢氧化钠与二氧化碳发生反应。故填：2NaOH+CO2═Na2CO3+H2O。（7）铝块能制成铝箔是利用了铝的延展性，铝在空气中表面形成一层致密的薄膜，具有一定的抗腐蚀性，写出相应的化学方程式4Al+3O2═2Al2O3。故填：延展，4Al+3O2═2Al2O35．-1价     增大反应物接触面积，从而增大反应速率     Fe3O4     ①④     ②③     ①③     无色的硫氰化钾溶液【解析】【详解】Ⅰ．二硫化亚铁（FeS2）中铁元素的化合价为+2价，根据化合物中各元素的化合价代数和为零，设硫元素的化合价为x，则（+2）+2x＝0，解得x＝（-1），所以二硫化亚铁（FeS2）中硫元素的化合价为-1价；故填：-1价；Ⅱ．反应物颗粒越小，反应时接触面积越大，反应速率越快，所以将黄铁矿粉碎，目的是增大反应物接触面积，从而增大反应速率；故填：增大反应物接触面积，从而增大反应速率；[提出猜想]铁的氧化物有三种：FeO、Fe2O3和Fe3O4，所以猜想3为炉渣中铁的氧化物为Fe3O4；故填：Fe3O4；[方案设计]若猜想1成立，炉渣中铁的氧化物为FeO，根据“向FeCl2溶液中滴加铁氰化钾溶液，产生蓝色沉淀，而向FeCl3溶液中滴加铁氰化钾溶液不产生蓝色沉淀”推出A试管中滴加铁氰化钾溶液，产生蓝色沉淀，B试管中无现象；若猜想2成立，炉渣中铁的氧化物为Fe2O3，A试管中无现象，B试管中溶液变成红色；若猜想3成立，A试管中滴加铁氰化钾溶液，产生蓝色沉淀，B试管中滴入少量无色的硫氰化钾溶液，溶液变为红色；故填：①④、②③、①③；[实验验证]取滤液少许于试管中，向试管中滴加铁氰化钾溶液不产生蓝色沉淀，向试管中滴加无色的硫氰化钾溶液，溶液变为红色，所以甲同学滴加的试剂为无色的硫氰化钾溶液；故填：无色的硫氰化钾溶液。