湖北省孝感市五年（2018-2022）中考化学真题分题型分层汇编-05科学探究题

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湖北省孝感市五年（2018-2022）中考化学真题分题型分层汇编05科学探究题一、科学探究题1．（2022·湖北孝感）2021年12月9日“天宫课堂”开讲，航天员王亚平带来了有趣的“太空泡腾片实验”，地面上的同学同步做了对照实验并进行了如下拓展探究。【查阅资料】某品牌维生素C泡腾片的主要成分：维生素辅料：碳酸钠、碳酸钙、碳酸氢钠、蔗糖、柠檬酸、橙味香料等该泡腾片中含有的营养素除了_______外，还含有糖类、无机盐等。【对照实验】同学们将该泡腾片放入盛有水的烧杯中，观察到与太空中相似的实验现象：有大量气泡产生，同时闻到橙汁香味。从分子的角度解释能闻到橙汁香味的原因，_______。拓展深究一：探究气泡中气体成分，【提出猜想】该气泡中可能含有CO2.猜想依据是_________。【设计实验】实验步骤实验现象实验结论向盛有该泡腾片的试管中加入一定量的水，塞上带导管的橡皮塞，并将导管另一端通入装有澄清石灰水的试管中_______气泡中含有CO2 拓展探究二：探究该泡腾片中二氧化碳源的质量分数ω范围(二氧化碳源是指与酸反应能产生二氧化碳的物质)。【设计实验】利用下图装置进行探究(装置气密性良好；固定装置已略去；碱石灰是氢氧化钠和生石灰的混合物)，步骤如下：Ⅰ.称取10.00g该泡腾片粉末装入烧瓶中，松开弹簧夹K，通入一段时间空气；Ⅱ.称量装置D质量为220.00g，夹上弹簧夹K，滴加足量的稀硫酸；Ⅲ.松开弹簧夹，再通入一段时间空气；Ⅳ.称量装置D质量为220.88g。【讨论解释】步骤Ⅲ中通入空气的目的是________。【实验结论】该泡腾片中二氧化碳源的质量分数ω范围是_______。2．（2021·湖北黄冈）兴趣小组同学在做镁与盐反应的实验时，不小心将镁条加到饱和的碳酸氢钠溶液中，意外发现溶液中有白色不溶物生成。同学们对白色不溶物的成分产生了浓厚兴趣，于是在老师的帮助下进行了如下的探究。【提出问题】白色不溶物是什么物质？【猜想与假设】猜想①是Mg(OH)2猜想②是MgCO3猜想③是Mg(OH)2和MgCO3的混合物【查阅资料】①MgCO3、Mg(OH)2加热易分解，分别生成两种氧化物。②白色无水硫酸铜遇水变蓝。③碱石灰是固体氢氧化钠和氧化钙的混合物。【实验验证】取适量干燥的白色不溶物，充分加热，并使分解产生的气体依次通过如图1所示装置。【实验现象】装置A中______，装置B中______。【实验结论】猜想③正确。请写出Mg(OH)2受热分解的化学方程式______。【拓展探究】直接向白色不溶物中滴加足量______，也能检验MgCO3的存在。同学们为了进一步测定白色不溶物中各组分的质量关系，继续进行了下列探究；称取干燥的白色不溶物36.8g，充分加热至不再产生气体，并使分解产生的气体全部被如图2所示装置C和D吸收。【实验数据】实验后装置C增重3.6g，装置D增重13.2g。【实验结论】若上述白色不溶物的组成用xMg(OH)2•yMgCO3表示，则x：y＝______。【反思评价】实验后，同学们经过讨论交流，发现实验方案可进一步优化，下列优化方案错误的是______（填序号）。①只称量装置C、D增重的质量，不称量白色不溶物的质量②去掉装置D，只称量白色不溶物和装置C增重的质量③去掉装置C，只称量白色不溶物和装置D增重的质量3．（2020·湖北孝感）线上化学课堂中，老师演示了“吹气生火”实验，他向包有过氧化钠（Na2O2）粉末的脱脂棉上用导管吹气，脱脂棉燃烧了起来。同学们对该实验产生了浓厚兴趣，复学后进行了如下探究。探究一：脱脂棉燃烧的原因。【作出猜想】根据燃烧条件分析：①脱脂棉是可燃物；②吹出的气体可能与过氧化钠反应生成了氧气：③反应放出热量，满足了温度达到脱脂棉的__________________。【进行实验】在如图所示装置中，向过氧化钠粉末中不断吹气，观察到过氧化钠粉末由淡黄色逐渐变为白色，在导管口P处放置___________________，木条复燃，说明试管内生成了氧气。同时还观察到______________，说明反应还放出了热量。 【得出结论】吹出的气体与过氧化钠反应生成了氧气，同时反应放出热量，满足了脱脂棉燃烧的条件。探究二：试管内残留白色固体的成分。【查阅资料】①吹出的气体主要成分有氮气、二氧化碳和水蒸气；②过氧化钠与氮气不反应。【作出猜想】猜想1：CO2参加反应，固体成分是Na2CO3；猜想2：H2O参加反应，固体成分是NaOH；猜想3：CO2和H2O均参加反应，固体成分是Na2CO3和NaOH。【实验验证】实验步骤实验现象实验结论①取残留白色固体于试管中配成溶液，向其中加入足量的氯化钡溶液，静置产生白色沉淀固体成分含有碳酸钠②取适量①的上层清液于试管中，向其中滴加少量氯化铜溶液产生蓝色沉淀固体成分含______ 【实验结论】过氧化钠与二氧化碳、水蒸气都能反应，猜想3正确。请写出过氧化钠与二氧化碳反应的化学方程式：_________________________________。【拓展延伸】化工厂存有过氧化钠时，一旦失火，不能选用_____________（填字母序号）灭火。A 二氧化碳灭火器               B 细沙                    C 水基型灭火器4．（2019·湖北孝感）超市出现了一种名为“污渍爆炸盐”的洗新产品，能在瞬间去除洗衣粉难以除去的多种顽固污渍。某校化学兴趣小组的同学在老师的指导下对该产品开展了以下探究活动。【阅读标签】本产品不含______，环保。【查阅资料】①“污渍爆炸盐”的主要成分是过碳酸钠（Na2CO4），它是一种白色结晶颗粒，易溶于水，且能与水反应，生成碳酸盐和其他化合物。②氢氧化镁是不溶于水的白色固体。【提出问题】“污渍爆炸盐”水溶液的成分是什么呢？【作出猜想】猜想一：Na2CO3和H2O2猜想二：Na2CO3和NaOH猜想三：Na2CO3、H2O2和NaOH。【实验探究】序号实验步骤实验现象实验结论①取少量“污渍爆炸盐”于烧杯中，加入足量蒸馏水充分搅拌。固体完全溶解形成无色溶液/②取适量①的溶液于试管中，先向其中加入少量二氧化锰粉末，再将带火星的木条置于试管口有大量气泡产生，木条复燃含有______③取适量①的溶液于试管中，向其中加入足量_____，振荡、静置。有白色沉淀产生含有碳酸钠④取适量③的上层清液于试中，向其中滴加少量氯化镁溶液，振荡清液中________不含氢氧化钠 【得出结论】猜想______正确。请写出过碳酸钠与水反应的化学方程式：______。5．（2018·湖北孝感）溶洞都分布在石灰岩组成的山洞中，石灰岩的主要成分是碳酸钙，当遇到溶有二氧化碳的水时，会反应生成溶解性较大的碳酸氢钙: CaCO3+ CO2+ H2O=Ca(HCO3)2。某化学兴趣小组同学们思考:若向碳酸钠溶液中通入一定量二氧化碳，是否能生成碳酸氢钠(NaHCO3)?于是他们开始实验探究。(不考虑二氧化碳和碳酸作为溶质的情况)[提出问题]所得溶液中所含溶质成分是什么?[查阅资料]碳酸氢钠溶液呈碱性。[提出猜想]猜想一，溶质为Na2CO3；猜想二:溶质为NaHCO3；猜想三:溶质为_______。[设计实验]实验步骤实验现象实验结论①取所得溶液少许于试管中， 向其中滴加过量的CaCl2溶液有白色沉淀生成猜想二______________(填“成立”或“不成立”)②取实验步骤①中上层清液，滴加适量稀盐酸有气泡冒出猜想一不成立 [得出结论]猜想三成立，证明二氧化碳通入碳酸钠溶液生成了碳酸氢钠。写出实验步骤②中发生反应的化学方程式:_____________________________________。[讨论交流]碳酸氢钠的俗名叫___________ 。小明同学认为，向碳酸钠溶液中通入一定量二氧化碳后，再向所得溶液中滴加几滴酚酞溶液。溶液变红就能证明一定有碳酸氢钠生成;小红同学对小明同学的结论产生质疑，其理由是___________________________。[拓展应用]同学们回忆超实验室用澄清石灰水检验二氧化碳的情景，结合上述知识，如果向一定量的澄清石灰水中不断通入二氧化碳气体，下列哪一个图像能正确反映生成的碳酸钙沉淀与二氧化碳的质量之间的变化关系_________(填字母序号)。 
参考答案：1．维生素     分子在不断的运动     泡腾片成分中含有碳酸盐     澄清石灰水变浑浊     将反应产生的二氧化碳完全排入吸收装置D中     【详解】[查阅资料]维生素C泡腾片的主要成分：维生素，辅料：碳酸钠、碳酸钙、碳酸氢钠、蔗糖、柠檬酸、橙味香料等，所以该泡腾片中含有的营养素除了维生素外，还含有糖类、无机盐等。[对照实验]由于分子是在不断的运动，香气分子不断运动，向四周扩散，使得人能够闻到。拓展深究一：探究气泡中气体成分，[提出猜想] 泡腾片成分中含有碳酸盐，根据质量守恒定律，反应前后元素种类不变，所以该气泡中可能含有CO2。[设计实验] 二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊。结论是气泡中含有二氧化碳，所以现象时澄清石灰水变浑浊；拓展探究二：[讨论解释]步骤Ⅲ中通入空气的目的是将反应产生的二氧化碳完全排入吸收装置D中。[实验结论]该泡腾片中二氧化碳源可能是NaHCO3、Na2CO3、CaCO3、它们之间两两或三者的混合物。根据反应前称量装置D质量为220.00g，反应后称量装置D质量为220.88g。所以生成的二氧化碳的质量为220.88g-220.00g=0.88g。设若生成0.88g二氧化碳时分别消耗碳酸氢钠的质量为x，消耗碳酸钠的质量为y，消耗碳酸钙的质量为z。若只有碳酸氢钠，x=1.68g；二氧化碳源的质量分数ω=；若只有碳酸钠，y=2.16g；二氧化碳源的质量分数ω=；若只有碳酸钙，z=2.00g；二氧化碳源的质量分数ω=；所以该泡腾片中二氧化碳源的质量分数ω范围是。2． 变成蓝色     澄清的石灰水变浑浊          稀盐酸     2:3     ③【分析】碱式碳酸镁受热分解成氧化镁、水和二氧化碳，氢氧化镁受热分解成氧化镁和水。【详解】实验现象：实验结论是猜想③正确，白色固体是Mg(OH)2和MgCO3的混合物，所以装置A中变成蓝色，装置B中澄清的石灰水变浑浊；实验结论：Mg(OH)2受热分解氧化镁和水，反应的化学方程式为；拓展探究：直接向白色不溶物中滴加足量稀盐酸，也能检验MgCO3的存在，稀盐酸和碳酸镁反应生成氯化镁、水和二氧化碳；实验结论：碱石灰增加的质量就是生成二氧化碳的质量，所以生成二氧化碳的质量为13.2g，设生成13.2g二氧化碳需要碳酸镁的质量为x，解得x=25.2g，所以含有氢氧化镁的质量为36.8g-25.2g=11.6g，碳酸镁和氢氧化镁物质的量之比为：，白色不溶物的化学式为：2Mg(OH)2•3MgCO3，则x：y＝2:3；反思评价：①只称量装置C、D增重的质量，可以计算出白色不溶物的质量，故选项正确；②去掉装置D，根据水增加的质量计算出氢氧化镁的质量，再根据白色不溶物的质量计算出碳酸镁的质量，故选项正确；③去掉装置C，只称量白色不溶物和装置D增重的质量，装置D既能吸收水分，又能吸收二氧化碳，不能计算出氢氧化镁或碳酸镁，故选项不正确；故选③。3．着火点     带火星的木条     烧杯中的导管口有气泡冒出     氢氧化钠（或NaOH）          AC（选错或不全均不给分）【详解】[做出猜想]燃烧三要素，可燃物、氧气、温度达到着火点，故填：着火点。[进行试验]氧气具有助燃性，在p管口放置带火星木条，木条复燃说明生成了氧气，锥形瓶中没有生成气体，伸入烧杯中导管有气泡冒出，说明该反应放热，故填：带火星的木条；烧杯中的导管口有气泡冒出。[实验验证] ①取残留白色固体于试管中配成溶液，向其中加入足量的氯化钡溶液，静置产生白色沉淀固体成分含有碳酸钠；②取适量①的上层清液于试管中，向其中滴加少量氯化铜溶液，氯化铜和氢氧化钠生成氯化钠和氢氧化铜沉淀，产生蓝色沉淀说明固体成分含氢氧化钠，故填：氢氧化钠。[实验结论]二氧化碳中不含氢元素含碳元素，根据质量守恒，反应前后元素种类不变，二氧化碳和过氧化钠只能生成碳酸钠和氧气，化学方程式为，故填：。[拓展延伸]过氧化钠和水以及二氧化碳反应生成氧气，故化工厂存有过氧化钠时，一旦失火，不能选用二氧化碳灭火器，以及水基型灭火器，故填：AC。4．磷或P     过氧化氢或H2O2     氯化钡溶液或氯化钙溶液     无明显现象或无沉淀     一     Na2CO4+H2O=Na2CO3+H2O2【详解】[阅读标签]本产品不含磷，环保。故填：磷。[实验探究]取适量①的溶液于试管中，先向其中加入少量二氧化锰粉末，再将带火星的木条置于试管口，产生气泡，木条复燃，是因为过氧化氢在二氧化锰催化作用下分解生成了氧气；取适量①的溶液于试管中，向其中加入足量氯化钙溶液，振荡，产生白色沉淀，是因为碳酸钠和氯化钙反应生成了白色沉淀碳酸钙；取适量③的上层清液于试中，向其中滴加少量氯化镁溶液，振荡，不产生沉淀，说明溶液中不含有氢氧化钠，实验过程如下所示：序号实验步骤实验现象实验结论①取少量“污渍爆炸盐”于烧杯中，加入足量蒸馏水充分搅拌。固体完全溶解形成无色溶液/②取适量①的溶液于试管中，先向其中加入少量二氧化锰粉末，再将带火星的木条置于试管口有大量气泡产生，木条复燃含有H2O2③取适量①的溶液于试管中，向其中加入足量氯化钙溶液，振荡、静置。有白色沉淀产生含有碳酸钠④取适量③的上层清液于试中，向其中滴加少量氯化镁溶液，振荡清液中不产生沉淀不含氢氧化钠 [得出结论]反应生成Na2CO3和H2O2，猜想一正确；过碳酸钠与水反应生成碳酸钠和过氧化氢，反应的化学方程式：Na2CO4+H2O=Na2CO3+H2O2。故填：一；Na2CO4+H2O=Na2CO3+H2O2。【点睛】本题主要考查物质的性质，解答时要根据各种物质的性质，结合各方面条件进行分析、判断，从而得出正确的结论。5．Na2CO3和NaHCO3(或碳酸钠和碳酸氢钠)     不成立     NaHCO3+ HCl=NaCl+H2O+CO2↑      小苏打     碳酸钠溶液呈碱性也能使无色酚酞溶液变红色     A【详解】若向碳酸钠溶液中通入一定量二氧化碳。[提出问题]所得溶液中所含溶质成分是什么? [提出猜想]猜想一，溶质为Na2CO3；猜想二:溶质为NaHCO3；猜想三:溶质为Na2CO3和NaHCO3(或碳酸钠和碳酸氢钠)。[设计实验]实验步骤实验现象实验结论①取所得溶液少许于试管中， 向其中滴加过量的CaCl2溶液有白色沉淀生成猜想二不成立(填“成立”或“不成立”)②取实验步骤①中上层清液，滴加适量稀盐酸有气泡冒出猜想一不成立 [得出结论]猜想三成立，证明二氧化碳通入碳酸钠溶液生成了碳酸氢钠。实验步骤②中发生反应的化学方程式是NaHCO3+ HCl=NaCl+H2O+CO2↑ 。[讨论交流]碳酸氢钠的俗名叫小苏打。向碳酸钠溶液中通入一定量二氧化碳后，再向所得溶液中滴加几滴酚酞溶液。溶液变红就能证明一定有碳酸氢钠生成；产生质疑，其理由是碳酸钠溶液呈碱性也能使无色酚酞溶液变红色。[拓展应用] 能正确反映生成的碳酸钙沉淀与二氧化碳的质量之间的变化关系的是A。点睛∶碳酸钠溶液与二氧化碳反应后生成碳酸氢钠。碳酸钠溶液呈碱性也能使无色酚酞溶液变红色。