天津市各地区2022年中考化学模拟试题汇编-科学探究题

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一、科学探究题
1．（2022·天津河西·统考一模）河西区某中学实验小组为探究确定粗盐成分中可能含有少量CaCl2、MgCl2、Na2SO4等杂质(泥沙等难溶性杂质已去除)，请补充探究过程。
（1）配制溶液时，加速粗盐溶解的玻璃仪器是_______。
【探究过程】
（2）步骤1：向粗盐溶液中加入过量NaOH溶液，未出现明显现象，说明溶液中无_______杂质；向溶液中继续滴加过量Na2CO3溶液，产生白色沉淀，该沉淀是_______。
（3）步骤2：向步骤1的滤液中滴加过量BaCl2溶液，产生白色沉淀，过滤；向滤液中滴加稀盐酸至溶液呈中性即NaCl溶液。加稀盐酸除去的物质是_______。(填化学式)
【初步结论】杂质成分已确定，且杂质已完全除去。
【反思交流】
（4）小东认为Na2SO4还不能确定是否存在，可向步骤2的沉淀中滴加过量稀盐酸，若观察到___的实验现象，证明粗盐中确实存在Na2SO4。
（5）小红认为杂质也未完全除去，可按照步骤1和步骤2重新实验，并对调其中两种试剂的位置就能达到除杂目的，这两种试剂为_______(填序号)。
A．Na2CO3溶液、BaCl2溶液  B．稀盐酸、BaCl2溶液  C．NaOH溶液、Na2CO3溶液
【误差分析】
（6）下列实验操作导致食盐产率偏高的原因可能是_____
A．溶解操作中粗盐没有完全溶解       B．蒸发操作中可能有水分没有蒸干
C．除杂过程中有 NaCl 生成          D．加热蒸发时部分固体飞溅
2．（2022·天津·模拟预测）某化学兴趣小组为研究酸的化学性质，他们将一定量稀硫酸加入到盛有少量CuO的试管中，观察到黑色粉末全部溶解，溶液呈_______色，该反应的化学方程式为_______。为进一步确定反应后所得溶液中的溶质成分，他们进行了以下实验探究。
【提出猜想】猜想一：_______；猜想二：H2SO4和CuSO4
【资料查询】CuSO4溶液呈弱酸性，加入Zn粒时有极少量的气体产生。
【实验探究】为了验证猜想，该兴趣小组的同学设计了如下实验方案。
方案一：取所得溶液少许于试管中，滴入石蕊试液，振荡，若观察到溶液显红色，则猜想二正确。
方案二：取所得溶液少许于另一支试管中，加入足量Zn粒，若观察到产生大量气体、_______等现象，则猜想二正确。
【讨论交流】A、经过讨论，大家一致认为方案一是错误的，其理由是_______。
B、要使由H2SO4和CuSO4组成的混合溶液中的溶质只有CuSO4，可向其中加入过量_______(填序号)。
a.CuO          b.Cu(OH)2        c.Cu        d.Cu(NO3)2
【能力提升】向MgO和CuO的混合物12g中加入稀硫酸至恰好溶解，再向所得溶液中加入NaOH溶液至恰好沉淀完全，生成Mg(OH)2和Cu(OH)2沉淀的总质量为15.6g，则参加反应的NaOH的质量为____g。
3．（2022·天津和平·统考模拟预测）某化学兴趣小组探究在实验室中由Cu为原料制取CuSO4溶液的实验方案，并进行评价分析、实验探究和方案改进．  
【实验方案】
方案一：Cu CuO CuSO4
方案二：Cu CuSO4[Cu+H2O2+H2SO4（稀）=CuSO4+2H2O]
方案三：CuCuSO4[Cu+2H2SO4（浓）CuSO4+SO2↑+2H2O]
方案四：CuCuSO4[Cu+Fe2（SO4）3=CuSO4+2FeSO4]
方案五：Cu CuSO4[3Cu+3H2SO4（稀）+2HNO3（稀）=3CuSO4+2NO↑+4H2O]
【评价分析】
(1)方案二与方案一相比，优点是实验的操作步骤不需要分步进行和_____，但工业上不采用方案二大量使用H2O2制硫酸铜的原因是_______。
(2)方案三与方案一、二相比，缺点是____和反应会产生SO2．生产生活中大量的SO2排放到空气中容易形成______．
【实验探究】
(3) 老师设计了如下的实验方案四：

已知：①4FeSO4+O2+2H2SO4（稀）=2Fe2（SO4）3+2H2O
②溶液中pH=3.2时Fe（OH）3开始沉淀，实验流程中“滤渣”的化学式为____，滤渣与稀H2SO4反应的化学方程式为_______。
【方案改进】
(4) 某同学针对方案五查阅资料：Cu与稀H2SO4和稀HNO3的混合酸反应时，生成的无色NO气体很容易在常温下与空气中的O2反应，生成红棕色，有刺激性气味的有毒气体NO2：NO2溶于H2O时生成HNO3和NO，工业上利用这一生产原理生产HNO3．NO2溶于H2O的化学反应方程式为______，若采用方案五制取CuSO4溶液，根据上述查阅资料所获得的反应原理，改进的实验方案中可循环使用的物质是______（填化学式）．
4．（2022·天津·校考模拟预测）化学老师交给某研究性学习小组一个任务：测定实验室里一瓶敞口久置的 NaOH 固体是否变质。该小组的同学进行了如下实验探究：
【提出问题】
猜想Ⅰ：没变质，全部是 NaOH；
猜想Ⅱ：部分变质，含有 NaOH 和__________； 猜想Ⅲ：完全变质，全部是 Na2CO3。
【设计方案并进行实验】
请你与他们一起共同完成，并回答所给问题：
实验步骤
实验现象
实验结论
①取少量 NaOH 固体样品溶于水中配成溶液，向溶液中滴加氯化钡溶液至过量，充分反应，静置
（1）_________
说明久置固体中一定含有Na2CO3
②取①中充分反应后的上层清液加入试管中，滴加少量（2）______________，振荡
溶液变红
说明久置固体中还一定含有
（3）_______（填化学式）

【实验结论】通过实验，说明上述猜想中__________（填“猜想Ⅰ”“猜想Ⅱ”或“猜想Ⅲ”）是正确的。
【反思】敞口久置氢氧化钠变质的原因是_________（用化学方程式表示）。
5．（2022·天津和平·统考一模）某化学学习小组在完成“利用氯化钡溶液鉴别氯化钠和碳酸钠”的实验后，对废液缸中溶液的溶质成分进行了探究。请完成以下探究过程。
【提出问题】______？
【作出猜想】Ⅰ、溶质仅为氯化钠：Ⅱ、溶质为氯化钡和氯化钠：Ⅲ、______。
【设计方案】
实验操作
现象
结论
取少量废液缸中上层清液，向其中加入一定量的______溶液。（填化学式，限填一种）
无明显现象
猜想I正确
______
猜想Ⅱ正确
有气泡产生
猜想Ⅲ正确

【交流反思】学习小组经过讨论认为，含有可溶性钡盐的废液可以用碳酸钠溶液进行无害化处理。请写出硝酸钡与碳酸钠反应的化学方程式______。
6．（2022·天津和平·统考模拟预测）实验室常用的干燥剂“碱石灰”是CaO和NaOH固体的混合物。同学们为探究一瓶久置的“碱石灰”样品的成分，进行实验如下：

【查阅资料】①Ca(OH)2、Na2CO3溶于水无温度变化。
②CaCl2溶液呈中性。
【实验分析】（1）通过实验可知：滤渣B中一定含有_________。
（2）关于滤液C中的溶质成分，有如下猜想：
甲的猜想：Na2CO3乙的猜想：NaOH
丙的猜想：NaOH和Na2CO3丁的猜想：NaOH和Ca(OH)2
【设计方案并进行实验】针对猜想，甲、乙、丙分别设计方案并探究如下：
甲：取滤液C于试管中，滴加足量稀盐酸，有气泡产生，则滤液C中的溶质是Na2CO3
乙：取滤液C于试管中，滴加酚酞溶液，酚酞溶液变红色，则滤液C中的溶质一定含有NaOH
丙：取滤液C于试管中，滴加Ca(OH)2溶液，有白色沉淀产生，向上层清液中滴加无色酚酞溶液，溶液变成红色，则滤液C中的溶质是NaOH和Na2CO3
【反思与评价】丁通过甲的实验现象，否定了自己的猜想，其理由______。丁认真分析上述三位同学的实验，认为他们通过实验获得的结论均有不足之处：甲的结论不正确的原因_______。乙的结论不正确的原因_________。经过大家讨论，一致认为丙的实验只要把Ca(OH)2溶液换成______(填试剂及用量)，就能得出正确的结论。有关反应的化学方程式________。
同学们还发现：向样品中加入一定量的水并搅拌，会观察到放热。综合对滤液和滤渣成分的探究，下列对样品的分析正确的是_________(填序号)。
①一定含NaOH        ②一定含Na2CO3
③一定含有CaCO3④一定含NaOH、CaO中的一种或两种
7．（2022·天津红桥·统考二模）某校毕业班同学准备进行化学技能操作考试实验时，发现实验台上摆放的药品中，有一装有溶液的试剂瓶未盖瓶盖且标签破损（如图），于是决定对这瓶溶液进行实验探究。

【提出问题】这瓶溶液是什么溶液？
【交流讨论】根据受损标签的情况判断，这瓶溶液不可能是___________（填序号）。
A．酸溶液
B．碱溶液
C．盐溶液
【获得信息】
Ⅰ、酸、碱、盐的性质实验中用到含钠元素的物质是氯化钠、氢氧化钠、碳酸钠和碳酸氢钠。
Ⅱ、室温（20℃）时，四种物质的溶解度数据如下表：
物质
NaCl
NaOH
Na2CO3
NaHCO3
溶解度/g
36
109
215
9.6

Ⅲ、NaCl、BaCl2的水溶液呈中性。
【提出猜想】这瓶溶液可能是：
猜想一：氯化钠溶液
猜想二：碳酸钠溶液
猜想三：氢氧化钠溶液
猜想四：碳酸氢钠溶液
经过讨论，大家认为猜想___________不合理，理由是___________。
【实验推断】（1）小丽用洁净的玻璃棒蘸取该溶液滴在pH试纸上，测得pH>7，则这瓶溶液不可能是___________，理由是___________。
（2）小明取样滴加过量的BaCl2溶液并不断振荡，观察到有沉淀产生，该反应的化学方程式为___________，静置后，取少许上层清液，滴入酚酞溶液，振荡后无明显现象。则这瓶溶液的原溶液可能是___________。
【实验反思】实验室中，存取液体药品应注意___________（写一点即可）。
8．（2022·天津和平·统考模拟预测）化学小组同学在查阅温室效应的相关资料时，了解到除了二氧化碳外，水蒸气等气体也能产生温室效应。
【实验目的】验证二氧化碳是温室气体并探究水蒸气的温室效应。
【查阅资料】硅胶和浓硫酸均具有吸水性，可用作某些气体的干燥剂。
【实验设计】用太阳灯模拟日光对气体进行照射，利用温度传感器采集瓶内气体温度数据。
【实验准备】利用如下装置收集气体。
编号
1
2
3
4
实验装置





【进行实验】甲同学利用编号为1、3、4的实验装置，收集三瓶气体进行实验，结果如图1所示(曲线序号与上述装置编号一致；乙同学利用编号为1、2、4的实验装置，收集三瓶气体进行实验，结果如图2所示。

【解释与结论】
(1)能用向上排空气法收集CO2的原因_____。
(2)编号为3的实验装置连接顺序为a→ ______，_______ →d。
(3)甲同学实验中选择1、3号气体的目的是_______。
(4)乙同学得到“水蒸气可以引起温室效应”的结论，其依据的曲线是_______(填序号)。
9．（2022·天津和平·统考一模）实验桌上有一瓶敞口放置的氢氧化钠溶液，同学们对其是否变质进行实验探究。
【提出问题】敞口放置的氢氧化钠溶液是否变质呢？
【猜想与假设】
猜想I：没有变质。
猜想II：___________。
猜想III：部分变质。
【实验探究】
同学们分别设计了不同方案进行探究，请你协助完成相关内容
(1)小军设计的实验方案
实验步骤
实验现象
结论
①取一定量的NaOH溶液于试管中，滴加无色酚酞溶液
溶液变成红色
猜想III成立
②向①的试管中滴加过量的稀盐酸
有__________产生

(2)小慧设计的实验方案
实验步骤
实验现象
结论
①取一定量的NaOH溶液于试管中，滴加过量的BaCl2溶液
有白色沉淀产生
猜想III成立
②实验①结束后进行过滤，向得到的滤液中滴加________。
溶液变成蓝色

【反思与评价】
(3)同学们讨论认为，小军的实验结论不严密，理由是___________。
【拓展实验】
(4)小慧实验②中所加的试剂替换为下列________操作，也可以实现相同的目的。
a．测溶液的pH     b.滴加MgSO4溶液    c.通入CO2    d.滴加稀盐酸
(5)若要除去NaOH溶液中混有的Na2CO3，涉及反应的化学方程式为___________。
10．（2022·天津和平·统考一模）小红同学进行酸碱中和反应的实验（如图所示）。她向氢氧化钠溶液中滴加一定量稀盐酸后，想起氢氧化钠溶液中事先没有滴加指示剂。为了确定盐酸与氢氧化钠的反应程度，她从烧杯中取了少量溶液于试管中，并向试管中滴加几滴无色酚酞试液，振荡，观察到试管中液体颜色没有变化。于是她对烧杯中的溶液进行了以下探究：

（1）小红认为此时烧杯中的溶液可能有以下三种情况：
①盐酸与氢氧化钠恰好完全反应；②氢氧化钠有剩余；③盐酸有剩余
小明同学却判定不可能“氢氧化钠有剩余”，他的理由是___________________________。
（2）他们共同设计了一个实验方案，欲对上述其他两种可能情况进行验证。请根据相关内容填写下表：
实验方法
可能观察到的现象
结论
将少量锌粒放入试管中，然后从烧杯中取适量溶液至试管中
如果______________
则盐酸过量
如果_______________
则盐酸与氢氧化钠恰好完全反应


（3）经过讨论，他们认为利用下列几种物质代替锌粒，也可以达到验证目的，你认为其中不正确的是_______（填序号）。
A．生锈的铁钉    B．碳酸钠粉末   C．硫酸钠粉末    D．氢氧化铜
（4）下列曲线能够表示小红所做实验中溶液pH变化趋势的是_______（填序号）。


参考答案：
1．     玻璃棒     MgCl2##氯化镁     碳酸钙##CaCO3     NaOH     沉淀部分溶解     A     BC
【详解】（1）配制溶液时，加速粗盐溶解的玻璃仪器是玻璃棒，故填玻璃棒。
（2）氢氧化钠能够与氯化镁反应生成氢氧化镁的白色沉淀和氯化钠，向粗盐溶液中加入过量NaOH溶液，未出现明显现象，说明溶液中无氯化镁，故填氯化镁；
碳酸钠能够与氯化钙反应生成碳酸钙的白色沉淀和氯化钠，向溶液中继续滴加过量Na2CO3溶液，产生白色沉淀，该沉淀是碳酸钙，故填CaCO3。
（3）步骤1：向粗盐溶液中加入过量NaOH溶液，步骤2：向步骤1的滤液中滴加过量BaCl2溶液，氯化钡能够与步骤1中的碳酸钠反应生成碳酸钡沉淀和氯化钠，向滤液中滴加稀盐酸至溶液呈中性即NaCl溶液，则加稀盐酸除去的物质是过量的NaOH，故填NaOH。
（4）向步骤1的滤液中滴加过量BaCl2溶液，过量氯化钡与碳酸钠反应生成碳酸钡沉淀和氯化钠，观察到产生白色沉淀，如含有硫酸钠，硫酸钠与氯化钡反应生成硫酸钡沉淀和氯化钠，硫酸钡沉淀既不溶于水，也不溶于酸，可向步骤2的沉淀中滴加过量稀盐酸，若观察到沉淀部分溶解的实验现象，证明粗盐中确实存在Na2SO4，故填沉淀部分溶解。
（5）除杂过程中，加入的碳酸钠既能够与氯化钙反应生成碳酸钙沉淀和氯化钠，用来除去氯化钙，也能够与过量的氯化钡反应生成碳酸钡沉淀和氯化钠，也可除去过量的氯化钡，所以按照步骤1和步骤2重新实验，并对调其中两种试剂的位置就能达到除杂目的，这两种试剂为Na2CO3溶液、BaCl2溶液，故填A。
（6）A 、溶解操作中粗盐没有完全溶解，则得到的氯化钠的质量偏小，导致食盐产率偏低，选项错误；       
B、蒸发操作中可能有水分没有蒸干，得到的氯化钠晶体的质量偏大，导致食盐产率偏高，选项正确；
C、除杂过程中有 NaCl 生成，得到的氯化钠晶体的质量偏大，导致食盐产率偏高，选项正确；          
D、加热蒸发时部分固体飞溅，得到的氯化钠的质量偏小，导致食盐产率偏低，选项错误，故填BC。
2．     蓝     CuO+H2SO4＝CuSO4+H2O     CuSO4##硫酸铜     有红色固体析出、溶液从蓝色变为无色     硫酸铜溶液呈弱酸性，滴加石蕊也会变红     ab##ba     16
【详解】硫酸和氧化铜反应生成硫酸铜和水，硫酸铜溶液为黄色。化学方程式为。
提出猜想：
黑色粉末全部溶解则无氧化铜剩余，所以溶质一定有生成的硫酸铜，可能有剩余的硫酸。故猜想一：CuSO4。
实验探究：
锌和硫酸反应生成氢气和硫酸锌，可看到大量气体。锌和硫酸铜反应生成铜和硫酸锌，因锌足量所以可看到有红色固体析出、溶液从蓝色变为无色。
讨论交流：
A、从资料查询可知硫酸铜溶液呈弱酸性，则只有硫酸铜滴加石蕊试液，石蕊也会变红，所以方案一错误。
B、a.氧化铜和硫酸反应生成硫酸铜和水，过量的氧化铜不溶于水，溶质只有硫酸铜。
b.氢氧化铜和硫酸反应生成硫酸铜和水，过量的氢氧化铜不溶于水，溶质只有硫酸铜。
c.铜不和硫酸反应，无能除去硫酸。
d.硝酸铜不和硫酸反应，且引入新的溶质硝酸铜。
故选ab。
能力提升：
Mg(OH)2和Cu(OH)2可看为MgO·H2O和CuO·H2O，通过H2O部分可以确定沉淀中氢氧根的质量。设沉淀中氢氧根的质量为x

根据，，，。可知，沉淀中氢氧根的质量与氢氧化钠中氢氧根的质量相同。所以参加反应氢氧化钠的质量为。
3．(1)     不需要加热     成本高
(2)     生成相同质量硫酸铜时消耗硫酸多     酸雨
(3)     Fe（OH）3；     2Fe（OH）3+3H2SO4=Fe2（SO4）3+6H2O
(4)     3NO2+H2O=2HNO3+NO     NO2

【解析】（1）
由题干信息可知，方案二与方案一相比，其优点除了实验的操作步骤不需要分步进行之外，还有不需要加热，节约能源；但方案二需要消耗大量的过氧化氢，成本高，所以业上不采用方案二制取硫酸铜。故填：不需要加热；成本高。
（2）
通过化学方程式可知，方案一、二中每生成160份质量的硫酸铜，需消耗98份质量的硫酸，而方案三中每生成160份的硫酸铜，需消耗196份质量的硫酸，所以方案三与方案一、二相比，缺点是生成相同质量硫酸铜时消耗硫酸多和反应会产生SO2；生产生活中大量的SO2排放到空气中时，二氧化硫能和水反应生成亚硫酸、硫酸等物质，容易形成酸雨。故填：生成相同质量硫酸铜时消耗硫酸多；酸雨。
（3）
由题意可知，溶液中pH＝3.2时Fe（OH）3开始沉淀，所以实验流程中“滤渣”是氢氧化铁，氢氧化铁的化学式为Fe（OH）3；氢氧化铁与稀H2SO4反应生成硫酸铁和水，反应的化学方程式为：2Fe（OH）3＋3H2SO4＝Fe2（SO4）3＋6H2O。
（4）
NO2溶于H2O时生成HNO3和NO，反应的化学方程式为：3NO2＋H2O＝2HNO3＋NO；若采用方案五制取CuSO4溶液，根据上述查阅资料所获得的反应原理，改进的实验方案中可循环使用的物质是NO2。
【点睛】合理设计实验，科学地进行实验、分析实验，是得出正确实验结论的前提，因此要学会设计实验、进行实验、分析实验，为学好化学知识奠定基础。
4．     碳酸钠##Na2CO3     有白色沉淀生成     酚酞     NaOH     猜想Ⅱ    
【详解】提出问题：
猜想Ⅱ：部分变质，则除了生成的碳酸钠还有氢氧化钠剩余，所以含有NaOH和Na2CO3。
设计方案并进行实验：
①说明有碳酸钠，碳酸钠和氯化钡反应生成碳酸钡沉淀和氯化钠，所以现象是有白色沉淀生成。
②溶液变红，根据氢氧化钠和碳酸钠溶液均为碱性可使酚酞变红推测滴加少量的酚酞。因①中加入过量的氯化钡将碳酸钠转化为氯化钠，所以溶液变红说明还有氢氧化钠存在。则说明一定含有NaOH。
实验结论：
上述实验说明既有氢氧化钠又有碳酸钠，则猜想Ⅱ是正确的。
反思：
氢氧化钠变质是因为和空气中的二氧化碳反应，化学方程式为。
5．     废液缸中溶液的溶质是什么     溶质为NaCl和Na2CO3     H2SO4     产生白色沉淀     Ba(NO3)2+Na2CO3=BaCO3↓+2NaNO3
【详解】提出问题：
根据“对废液缸中溶液的溶质成分进行了探究”可知，提出的问题是废液缸中溶液的溶质是什么。
作出猜想：
氯化钡与碳酸钠反应生成碳酸钡沉淀和氯化钠，若恰好完全反应，则溶质仅为氯化钠；若氯化钡过量，则溶质为氯化钡和氯化钠；若碳酸钠过量，则溶质为碳酸钠和氯化钠，故填：溶质为NaCl和Na2CO3；
设计方案：
溶液中一定含有氯化钠，可能含有碳酸钠或氯化钡。根据有气泡产生猜想Ⅲ正确，则可确定加入的物质是一种酸，碳酸钠和酸反应会生成二氧化碳气体。该物质还需要可以检验是否存在氯化钡，硫酸可以和氯化钡反应生成白色沉淀。所以加入的物质是H2SO4,溶液。如猜想Ⅱ正确，则硫酸和氯化钡反应生成白色的硫酸钡沉淀，所以现象是产生白色沉淀。
交流反思：
硝酸钡与碳酸钠反应生成白色沉淀碳酸钡和硝酸钠，反应的化学方程式为Ba(NO3)2+Na2CO3=BaCO3↓+2NaNO3。
6．     CaCO3     Ca(OH)2与Na2CO3不能共存     还可能有NaOH     Na2CO3溶液显碱性，也能使酚酞试液变红色     过量的CaCl2溶液          ②④
【分析】本题考查混合物中物质的鉴别；
【详解】（1）由题干提供的信息滤渣能与稀盐酸反应生成气体，分析得出滤渣为碳酸钙，故B中一定含有碳酸钙；
（2）通过甲的实验可以得出滤液中含有碳酸钠，碳酸钠能与氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀与氢氧化钠，故两者不能共存，则丁结论不正确；经分析得出滤液中可能还含有NaOH，故甲不正确；Na2CO3溶液显碱性，也能使酚酞试液变红色，故乙的结论也不正确；氯化钙与碳酸钠反应生成碳酸钙沉淀和氯化钠，氯化钠呈中性，加入过量的氯化钙后碳酸钠被完全反应完，若反应后滤液还是碱性证明有氢氧化钠存在，反应方程式为：；
（3）氢氧化钠溶于水放热，氧化钙与水反应也是放热反应，故一定含NaOH、CaO中的一种或两种，再结合丙同学的实验证明溶液中一定含有碳酸钠和氢氧化钠，故选②④；
【点睛】掌握CaO、NaOH、Na2CO3、Ca(OH)2等物质的物理、化学性质及相关化学反应方程式的书写是解题的关键；
7．     A     四     20℃时，碳酸氢钠的溶解度为9.6g，饱和溶液的溶质质量分数