2022-2023学年广东省广州市化学九年级上册期末试题知识点汇编-22科学探究题③

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2022-2023学年广东省广州市化学九年级上册期末试题知识点汇编-22科学探究题③

一、科学探究题
1．（2022秋·广东广州·九年级统考期末）某化学兴趣小组对课本“测定空气中氧气的含量”实验完毕后集气瓶中是否还含有氧气产生质疑，于是同学们设计了如图1装置来探究磷在空气中燃烧后氧气浓度的变化情况。

【提出问题】足量红磷在密闭的四颈平底瓶内燃烧熄灭后，容器中是否有氧气剩余？
【作出猜想】猜想①：有氧气剩余；猜想②：无氧气剩余。
【实验验证】该小组同学按图1组装好实验装置，利用高能激光笔照射燃烧匙上的红磷，红磷燃烧直至熄灭；待装置完全冷却后，将装有白磷的燃烧匙提出水面，再次用高能激光笔照射，白磷居然也被点燃。
（1）激光笔的作用是 。
（2）红磷燃烧产物与瓶底的热水发生化合反应生成磷酸(化学式为H3PO4)，其反应的化学方程式为 。
【实验结论】（3）根据上述实验现象，得出的结论是：猜想 正确。
（4）课本上用红磷燃烧的方法 (填“能”或“不能”)精确地测定空气中氧气的含量，理由是 。
【拓展延伸】图2是该小组同学从开始实验到最后装置冷却后的整个实验过程中，用传感器测量容器内氧气浓度变化的曲线图。
（5）在图2中 (填“A、B、C、D、E”)点时红磷燃烧熄灭；白磷开始燃烧至燃烧结束对应的曲线为 段(用图2中字母表示))。
【反思与评价】（6）兴趣小组分析对比曲线BC段和DE段，得出了“不同物质燃烧，需要的氧气浓度不一样”的结论。同学们由此联想到课本上的一个实验： (填物质名称)在空气中不能点燃，但在氧气中能点燃并剧烈燃烧。
2．（2022秋·广东广州·九年级统考期末）某化学兴趣小组在化学实验室发现一瓶没有标签的淡黄色粉末，同学们对探究该粉末产生浓厚兴趣，并在老师的指导下进行探究活动。
【提出问题】这种淡黄色粉末是什么？有什么性质和用途？
【查阅资料】
①硫是淡黄色粉末，不溶于水；
②过氧化钠(Na2O2)是淡黄色粉末，在常温下能溶于水且与水反应生成氢氧化钠(NaOH)和一种气体；氢氧化钠能使酚酞溶液变红。
【猜想与探究】猜想：淡黄色粉末可能是：a。硫；b。过氧化钠；c。硫和过氧化钠的混合物。
探究：过氧化钠与水反应后生成物的成分。
【实验与结论】

实验操作
实验现象
实验结论
探究1
在一支洁净的试管中加入少量的上述黄色粉末，再加入足量的蒸馏水

猜想a、c不成立，猜想b成立。
探究2
①用带火星的木条伸入过氧化钠与水反应的试管中
木条复燃
生成物有
②往①试管内的溶液中滴加


生成物有氢氧化钠
【继续探究】小组的同学查阅资料时还发现过氧化钠能作为供氧剂，其原因是过氧化钠能与二氧化碳(CO2)反应生成碳酸钠和氧气。

（1）若用上图的装置检验二氧化碳与过氧化钠反应生成氧气，方法是： ；
（2）CO2在常温下与过氧化钠反应，该反应的化学方程式为： 。
3．（2022秋·广东广州·九年级统考期末）2022 年 10 月以来，广州疫情防控形势严峻复杂，抗击疫情，人人有责，勤洗手多通风，外出戴好口罩。制作口罩的核心材料是熔喷布，为了探究熔喷布的元素组 成，某学习小组设计了如下实验。请参与探究，并回答相关问题。
【查阅资料】
①无水硫酸铜遇水变蓝，常用于检验水蒸气存在。浓硫酸为常见干燥剂。
②熔喷布易燃，只可能由C 、H 、O 元素中的一种或几种组成；
③二氧化碳与氢氧化钡溶液反应类似于其与氢氧化钙溶液反应， BaCO3是不溶于水的白色沉淀。
【实验探究】
连接如图所示装置，检查装置的气密性，将ag 某熔喷布样品碎片装入玻璃管中，先通入一段时间氮气，关闭止水夹，打开分液漏斗向锥形瓶中滴加过氧化氢溶液，一段时间后通过电炉加热。样品完全燃烧，停止加热后，打开止水夹，再持续通一会儿氮气。冷却， 称量。计算得出： D 、E 装置共增重bg，F 装置增重cg 。（已知：装置C 中的氧化铜能确保熔喷布片中的碳元素完全转化为二氧化碳）

(1)先通入一段时间氮气的目的是 。
(2)写出装置A 中发生反应的化学方程式： 。
(3)装置D 中 （填实验现象），证明熔喷布燃烧生成了水。
(4)装置 F 中有白色沉淀产生，发生反应的化学方程式为 。
【思考拓展】
(5)根据（3）（4）得出熔喷布中一定含有 （填元素符号）元素。
(6)若 （用含a 、b 、c 的关系式表示），说明该熔喷布不含氧元素。
【反思评价】
(7)若没有G 装置，对碳元素质量测定结果的影响是 （选填“偏大”“偏小”或“无影响”）。
4．（2022秋·广东广州·九年级统考期末）预防新型冠状病毒，要养成勤洗手的好习惯。某免洗抑菌洗手液能在15秒内快速杀灭99.99%的细菌，其有效成分是之一是乙醇(C2H5OH)。实验小组发现，乙醇与金属钠反应时有气体产生，他们对该反应产生的气体产生了兴趣，于是对该气体展开了探究。

【提出问题】乙醇和金属钠反应产生的气体是什么?
【查阅资料】乙醇和金属钠反应能生成一种常见的可燃性气体。
【提出假设】对气体提出以下假设
假设Ⅰ：CO；假设Ⅱ：CH4；假设Ⅲ：H2；假设Ⅳ：CO2
以上假设中，假设 不成立，理由是 。
【实验探究】
步骤
实验操作
实验现象
实验结论
(1)
向盛无水乙醇的试管中加入金属钠，迅速塞上带尖嘴导管的胶塞(如上图所示)，在管口用一支小试管收集并检验气体的纯度。
检验气体的纯度时，
说明气体较纯
(2)
点燃气体，在火焰上方罩一个干冷烧杯。
烧杯内壁有白雾
假设 不成立
(3)
将烧杯迅速倒转，向其中注入适量的 ，充分振荡。
  
假设Ⅲ成立
【反思评价】根据实验结果，请写出实验步骤(2)反应的化学方程式： 。
5．（2022秋·广东广州·九年级统考期末）化学现象中包含发光、放热，许多物质燃烧时都伴随着发光、放热的现象。小丽认为有发光、放热现象的变化不一定是化学变化，整个学习小组对此展开讨论和验证。
【提出问题】有发光、放热现象的变化都是化学变化吗?
【猜想】猜想一：都是化学变化；            
猜想二：不一定都是化学变化。
【验证过程】
(1)将干冷的烧杯罩在蜡烛燃烧的火焰上，观察到：烧杯内壁上出现 ；手摸烧杯有 的感觉；蜡烛火焰逐渐变小至熄灭。
(2)分析：由蜡烛燃烧现象可推测燃烧过程中生成了新物质，蜡烛燃烧为 变化（填“物理”或“化学”）。
(3)观察白炽灯(灯丝为钨丝)：
通电前
通电中
通电后
灯丝为银白色固体
发出白光，手摸灯泡感觉
灯丝为银色固体
(4)分析：通电前后，钨丝本身 （填“有”或“没有”）发生变化，灯泡通电发光、放热属于 变化（填“物理”或“化学”）。
【结论】猜想二正确。
【交流反思】
(5)化学变化与物理变化的本质区别是 。
(6)蜡烛燃烧的文字表达式是： 。
(7)有同学发现蜡烛燃烧过程中会有黑烟冒出，经分析，同学们一致认为黑色物质是在空气不足时，石蜡燃烧生成的 。
6．（2022秋·广东广州·九年级统考期末）某化学兴趣小组研究影响过氧化氢分解快慢的因素，设计以下实验装置（夹持仪器略去，气密性良好）进行实验，在锥形瓶内放入MnO2，一次性加入10mL的H2O2溶液，测定并记录收集10 mL O2所用时间。

序号
温度
催化剂
H2O2溶液
浓度/ %
H2O2溶液
体积/ mL
10mLO2
所用时间/s
1
20℃
0.1 g MnO2
5
10
76
2
20℃
0.1 g MnO2
15
10
33
3
20℃
0
15
10
t3
4
50℃
0.1 g MnO2
5
10
62
5
50℃
0.1 g MnO2
15
10
t5
6
80℃
0.1 g MnO2
5
10
40
7
80℃
0.1 g MnO2
15
10
16
8
20℃
①
②
10
t8
(1)MnO2催化过氧化氢分解的化学方程式是 。
(2)该小组研究了哪些因素影响过氧化氢分解的快慢？ 。
(3)为了分析浓度对反应快慢的影响，可对比表中实验 （填字母）。
A．2和3 B．4和5 C．6和7 D．1和6
(4)根据实验数据反映出的规律，表中数值t5的合理范围是： < t5< 。
(5)实验结束，若要将MnO2从混合物中分离出来，可采取的方法是 。
(6)为了探究MnO2、Fe2O3两种不同催化剂对过氧化氢分解的催化效果，在实验1~7的基础上进行实验8，请补充完整实验8的有关数据：① ；② 。
7．（2022秋·广东广州·九年级统考期末）硬水加热时易产生水垢，很多工业用水需要对硬水进行软化处理。小组同学利用1.5%的肥皂水比较水的硬度。
【查阅资料】硬水含较多可溶性钙、镁化合物；软水不含或含较少可溶性钙，镁化合物。
Ⅰ、探究水的硬度、肥皂水的用量与产生泡沫量的关系
【进行实验】向蒸馏水中加入CaCl2和MgCl2的混合溶液，配制两种不问硬度的硬水。
用蒸馏水和两种硬水完成三组实验，记录如下：
组别
第1组
第2组
第3组
实验操作


实验序号
①
②
③
④
⑤
⑥
⑦
⑧
⑨
混合溶液用量/滴
0
0
0
1
x
1
2
2
2
肥皂水用量/滴
5
10
20
5
10
20
5
10
20
产生泡沫量
少
多
很多
无
少
多
无
无
少
【解释与结论】
（1）对比②和⑧可知，肥皂水能区分软水和硬水，依据的现象是 。
（2）设计第2组实验时，为控制水的硬度相同，⑤中x应为 。
（3）第2组实验的目的是 。
（4）由上述三组实验得到的结论是 。
Ⅱ、比较不同水样的硬度
【进行实验】用四种水样完成实验，记录观察到泡沫产生时所需肥皂水的用量。
实验操作
水样
肥皂水用量/滴

市售纯净水
2
煮沸后的自来水
6
自来水
9
湖水
14
【解释与结论】
（5）硬度最大的水样是 。
（6）由上述实验可知，能将自来水硬度降低的方法有 。
（7）继续实验，发现山泉水的硬度大于自来水的硬度，其实验方案为 。
8．（2022秋·广东广州·九年级统考期末）84消毒液是一种无色或者淡黄色具有刺激性气味的含氯消毒剂，有效成分为次氯酸钠（NaClO），广泛用于医院、宾馆、旅游、家庭等的卫生消毒。某化学兴趣小组对该消毒液进行了如下系列探究。
【查阅资料】
I.84消毒液不稳定，其杀菌作用主要依靠有效氯，有效氯越高杀菌效果越好。
Ⅱ.消毒杀菌就是使病毒蛋白质变性，鸡蛋中蛋白质发生变性反应时变成白色固体。
探究一：84消毒液中有效氯含量的稳定性。
0.5%的84消毒液在不同温度、不同存放时间下的有效氯含量：
存放时间（小时）
不同温度下，有效氯存留率
60℃
70℃
80℃
90℃
0（对照）
100%
100%
100%
100%
3.0
……………
………..
94.66%
88.05%
6.0
…………….
96.66%
89.67%
74.69%
12.0
…………..
93.32%
82.62%
………….
20.0
94.75%
………..
……….
………..
30.0
92.99%
……….
……….
…………
【解释与结论】
（1）次氯酸钠（NaClO）中Cl元素的化合价为 。
（2）综合分析探究一中数据，在其他条件不变时，0.5%的84消毒液有效氯存留率受温度和时间的影响，其影响的变化趋势是 。因此保存84消毒液应注意的问题是 。
探究二：不同浓度84消毒液的杀菌效果
在四只试管中各加入鸡蛋液2mL，分别加入不同浓度的消毒液，静置15分钟后，记录如下：
序号
2—1
2—2
2—3
2—4
实验操作
加入0.5mL消毒原液
加入0.5mL消毒原液，12.5mL水
加入0.5mL消毒原液，50mL水
加入0.5mL消毒原液，100mL水
现象
液体表面产生气泡，无其他现象
液体中产生大量白色固体
液体中产生少量白色固体
液体中产生极少量白色固体
【解释与结论】
（3）探究二中杀菌效果最好的一组实验为 （填序号）。
（4）洁厕灵主要成分是盐酸，与84消毒液混合会产生有毒气体Cl2，完成反应的化学方程式： 。
9．（2022秋·广东广州·九年级统考期末）化学兴趣小组的同学学习了“二氧化锰在过氢北氯溶液分解中起催化作用”后，想探究四氧化三铁能否在过氧化氢溶液分解中起催化作用，请你一起参与他们的探究过程。
【提出问题】四氧化三铁能否作过氧化氢溶液分解的催化剂呢？
【猜想与假设】四氧化三铁能作为过氧化氢溶没分解的催化剂。
【进行试验】
实验编号
实验操作
实验现象
①
在试管中加入过氧化氢溶液。然后将带火星的木条伸入试管中
产生少量气泡，木条不复燃
②
在装有过氧化氢溶液的试管中加入1g四氧化三铁，然后将带火星的木条伸入试管中
产生大量气泡，木条
③
待②中反应结束，将试管中的剩余物进行过滤，洗涤、干燥、称量
称得固体质量为1g
④
将③中所得固体放入试管中，向其中加入过氧化氢溶液，然后将带火星的木条伸入试管中

【实验结论】（1）实验③④证明，四氧化三铁的 和 在反应前后均没有发生变化，可以作为过氧化氢溶液分解的催化剂。
（2）写出四氧化三铁催化过氧化氢溶液分解的化学方程式： 。
【实验拓展】小组成员小丽通过查阅资料，结合本次实验获知FeCl3溶液、CuSO4溶液都可以代替二氧化锰作H2O2分解的催化剂。于是她又设计并进行了实验来比较相同浓度的FeCl3溶液、CuSO4溶液的催化效果。
（1）若用图甲装置进行实验，应观察同时滴入两种溶液后 来判断FeCl3溶液、CuSO4溶液的催化效果。
（2）若用图乙装置进行实验，应测试生成等体积气体时所需的 来判断FeCl3溶液、CuSO4溶液的催化效果。

10．（2022秋·广东广州·九年级统考期末）化学兴趣小组为验证质量守恒定律，做了镁条在空气中燃烧的实验如图。同学们观察到镁条在空气中剧烈燃烧，发出耀眼的强光，产生的大量白烟弥漫到空气中，最后在石棉网上得到一些白色固体。

（1）请写出镁条燃烧的化学方程式 ：该反应属于 反应（写基本反应类型）。
（2）同学们通过称量发现：在石棉网上收集到产物的质量小于镁条的质量。有人认为这个反应不遵循质量守恒定律。你认为出现这样实验结果的原因可能是： 。
（3）小红按图装置改进实验，验证了质量守恒定律，还发现产物中有少量黄色固体。

【提出问题】黄色固体是什么？
【查阅资料】
①氧化镁为白色固体；
②镁能与氮气剧烈反应生成黄色的氮化镁(Mg3N2)固体；
③氮化镁可与水剧烈反应产生氨气，该气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝。
【做出猜想】黄色固体是Mg3N2
【实验探究】请设计实验，验证猜想
实验操作
实验现象及结论


【反思与交流】
空气中N2的含量远大于O2的含量，可是镁条在空气中燃烧产物MgO却远多于Mg3N2，合理的解释是： ；
同学们又联想到氢气在氯气中能够燃烧，于是对燃烧条件又有了新的认识： .

参考答案：
1． 使温度达到红磷、白磷的着火点 ① 不能 红磷不能把装置中的氧气耗尽 C DE 铁
【详解】(1)激光笔照射可以升高可燃物(红磷、白磷)周围的温度，使其达到可燃物的着火点，燃烧起来，故填写：使温度达到红磷、白磷的着火点。
(2)红磷燃烧产物是五氧化二磷，它与水反应生成磷酸，化学方程式为：，故填写：。
(3)白磷燃烧，说明红磷燃烧后氧气有剩余，猜想①正确，故填写：①。
(4)由图2可知，红磷燃烧并未完全消耗完四颈平底瓶内氧气，因此，课本上用红磷燃烧的方法是不能精确地测量空气中氧气的含量，故填写：不；
理由是红磷不能把装置中的氧气耗尽，故填写：红磷不能把装置中的氧气耗尽。
(5)由图2可知，氧气含量第一次大幅度下降是BC段，该段表示红磷燃烧消耗氧气，因此，C点时红磷熄灭，故填写：C；
由图2可知，氧气含量第二次大幅度下降是DE段，该段表示白磷燃烧消耗氧气，故填写：DE。
(6)由“铁丝在氧气中燃烧实验”可知，铁在空气中不能点燃，但在氧气中能点燃并剧烈燃烧，故填写：铁。
2． 有气泡产生 氧气/O2 无色酚酞试液 溶液变红 将带火星的木条放在b管口处，若复燃则证明由氧气生成
【详解】实验与结论
根据结论是猜想a、c不成立，猜想b成立即固体粉末是过氧化钠，根据资料可知过氧化钠能与水反应生成气体，因此现象是冒气泡；
根据生成物中有氢氧化钠的结论，由氢氧化钠溶液显碱性能使酚酞变红，因此所加试剂是酚酞试液，现象是溶液变红；
继续探究
（1）如图所示，由氧气能使带火星的木条复燃，所以证明有氧气生成的方法是：将带火星的木条放在b管口处，若复燃则证明由氧气生成；
（2）过氧化钠能与二氧化碳(CO2)反应生成碳酸钠和氧气，化学方程式为：。
3．(1)排出玻璃管内空气
(2)
(3)无水硫酸铜变蓝
(4)
(5)C、H/H、C
(6)
(7)偏大

【详解】（1）实验开始前先通入一段时间氮气，目的是排出玻璃管内的空气，防止装置内空气成分对实验造成影响；
（2）过氧化氢在二氧化锰的催化下制取氧气，反应的化学方程式为：；
（3）无水硫酸铜是白色，在遇水之后变为蓝色，所以装置D中无水硫酸铜变蓝，可以证明熔喷布燃烧有水产生；
（4）装置F中有白色沉淀产生，根据查阅资料中已知熔喷布只有C、H、O一种或几种元素组成，所以燃烧产物中有二氧化碳，二氧化碳与氢氧化钡发生反应，生成碳酸钡为白色沉淀，反应的化学方程式为：；
（5）根据质量守恒中，反应前后元素种类不变，所以反应后生成水和二氧化碳，说明反应物熔喷布中含有碳元素和氢元素，即为C、H；
（6）根据质量守恒定律，反应前后元素质量守恒，bg水中，氢元素的质量为：，cg二氧化碳中，碳元素的质量为：，若熔喷布中不含氧元素，只含有碳、氢元素，则；
（7）如果没有G装置，空气中的二氧化碳会进入到装置内，从而对实验结果造成一定影响，F装置中，测定二氧化碳会变多，从而使结果偏大。
4． Ⅳ 二氧化碳不能燃烧 有轻微的爆鸣声 Ⅰ 澄清石灰水 澄清石灰水无明显变化
【详解】提出假设：根据资料中乙醇和金属钠反应能生成一种常见的可燃性气体，可知假设Ⅳ不成立，因为二氧化碳不能燃烧；
实验探究：（1）若气体较纯，则气体燃烧时会发出轻微的爆鸣声；
（2）点燃气体，在火焰上方罩一个干冷烧杯，烧杯内壁有白雾，说明有水生成，则假设Ⅰ不成立，一氧化碳燃烧生成二氧化碳，不会生成水；
（3）假设Ⅲ成立，说明气体为氢气，不是甲烷，氢气燃烧生成水，甲烷燃烧生成水和二氧化碳，所以将烧杯迅速倒转，向其中注入适量的澄清石灰水，充分振荡，澄清石灰水不变浑浊；
反思评价：实验步骤(2)是氢气燃烧生成水，反应的化学方程式为：。
5．(1) 水雾 发烫
(2)化学
(3)发烫
(4) 没有 物理
(5)有无新物质生成
(6)
(7)炭黑

【详解】（1）蜡烛燃烧生成水，则将干冷的烧杯罩在蜡烛燃烧的火焰上，可观察到烧杯内壁有水雾出现；
蜡烛燃烧放热，则用手摸烧杯有发烫的感觉。
（2）蜡烛燃烧过程中有水等新物质生成，属于化学变化。
（3）灯泡发光放热，则灯泡发光时，手摸灯泡感觉发烫。
（4）通电前后，钨丝本身没有发生变化，并没有新物质生成，则灯泡通电发光、放热属于物理变化。
（5）由前面分析可知，化学变化与物理变化的本质区别为有无新物质生成。
（6）蜡烛燃烧生成水和二氧化碳，反应的文字表达式为。
（7）蜡烛燃烧过程中会有黑烟冒出，是因为蜡烛燃烧时，空气不足生成的炭黑。
6．(1)2H2O22H2O+O2↑
(2)催化剂、H2O2溶液浓度、温度
(3)BC
(4) 16 33
(5)过滤
(6) 0.1 g Fe2O3 5/15

【详解】（1）MnO2催化过氧化氢分解的反应为过氧化氢在二氧化锰的催化下生成水和氧气，化学方程式是2H2O2 2H2O+O2↑。
（2）由表知，实验分别以催化剂、H2O2溶液浓度、温度为变量，研究对过氧化氢分解快慢的影响。
（3）分析浓度对反应快慢的影响，浓度是唯一变量，其他条件不变，故可对比表中实验4和5，6和7，选BC。
（4）根据实验数据，反映的规律为温度越高，反应速率越快，故表中数值t5应在实验2和实验5之间，故合理范围是：16< t5