专项11 科学探究题20题-2024年中考化学常考点必杀300题（全国通用）（含答案）

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(1)三星堆出土的青铜器是迄今为止世界上绝无仅有的一类青铜器造型。青铜是铜、锡、铅按照一定比例冶炼出来的合金，它具有 、容易铸造等特性。
(2)被誉为“中国天眼”的FAST是目前世界上最大口径、最灵敏的射电望远镜，支撑它的角钢塔架中含有铁、铜、锰（Mn），现探究三种金属的活动性强弱。请你参与：
【猜想】猜想1：Mn>Fe>Cu；猜想2：Fe>Cu>Mn；猜想3：
【实验】

【分析】
Ⅰ．请写出实验②中的现象是 。
Ⅱ．实验过程中发现只有实验①无明显现象。由此可得出猜想 （填数字）正确
Ⅲ．通过实验现象及分析发现，不需要进行实验 （选填写①②③④）就能够得出结论。
【拓展】已知金属锰和铁有相似的化学性质，能溶于稀酸，生成含有＋2价金属离子的化合物。现将由5.5g金属锰 、5.6g金属铁、6.4g金属铜组成的混合物放硫酸中充分反应后过滤得到固体12g，同时产生氢气的质量为 g。

【答案】(1)硬度大或抗腐蚀性强（合理即可）
(2) Fe＞Mn＞Cu 产生气泡，溶液由无色变成浅绿色 1 ④ 0.2
【详解】（1）青铜是合金，合金的硬度比组成它的纯金属大，抗腐蚀性强等优点；
（2）[猜想]
根据金属活动性顺序表可知铁活动性比铜强，锰的活动性可能比铁强，也可能居中，还可能最弱，根据猜想1：Mn>Fe>Cu；猜想2：Fe>Cu>Mn；可得猜想3为Fe>Mn>Cu；
[分析]
Ⅰ、实验②是铁片和稀硫酸反应，生成氢气和硫酸亚铁，现象是产生气泡，溶液由无色变成浅绿色；
Ⅱ、实验过程中发现只有实验①无明显现象，由①可知活动性H>Cu，由②铁能与稀硫酸反应，可知活动性Fe>H，由③锰能与硫酸亚铁反应，可知活动性Mn>Fe，由④锰能与硫酸铜反应，可知活动性Mn>Cu，由此可得出Mn>Fe>Cu，即猜想1成立；
Ⅲ、实验过程中发现只有实验①无明显现象，由①可知活动性H>Cu，由②铁能与稀硫酸反应，可知活动性Fe>H，由③锰能与硫酸亚铁反应，可知活动性Mn>Fe，则锰一定比铜活泼，所以不需要进行实验④，就能够得出结论；
[拓展]
锰、铁、铜的活动性依次减弱，现将由5.5g金属锰、5.6g金属铁、6.4g金属铜组成的混合物放入一定量的稀硫酸中，充分反应后过滤得到固体12g，铜与稀硫酸不反应，锰与稀硫酸先反应，铁再与稀硫酸反应。所以剩余12g固体中6.4g为铜，剩余固体的质量为12g-6.4g=5.6g，即铁没有参与反应。产生氢气的质量都为5.5g锰与稀硫酸反应生成，设5.5g锰与稀硫酸反应生成氢气质量为x ，则有
，，解得x=0.2g，即产生氢气的质量为0.2g。
2．某化学学习小组同学通过实验探究物质化学反应前后物质质量的变化。
【查阅资料】无水硫酸铜是一种白色固体，遇水变蓝色，可以检验是否有水，也可以吸收水。
【提出问题】反应前后物质的总质量存在什么关系？
【提出假设】参加化学反应的各物质质量总和与反应后生成的各物质质量总和相等。
【设计实验】甲同学设计的实验如A图所示，乙同学设计的实验如B图所示，他们反应前后都进行了规范的操作、准确的称量和细致的观察，甲同学实验过程中观察到气球先膨胀后缩小。
【实验结论】甲认为：在化学反应中，生成物总质量与参加反应的反应物总质量相等；乙认为：在化学反应中，生成物总质量与参加反应的反应物总质量不相等，你认为 （填：“甲”或“乙”）结论正确，请解释导致另一种结论错误的原因 。
【结论分析】请你从原子的角度说明质量守恒的原因 。
【反思拓展】（1）小明设计了实验C来验证质量守恒定律，小刚认为该实验设计是错误的，原因是 。
（2）实验D中丙同学发现镁条燃烧后生成物的质量大于参加反应的镁条质量，认为这个反应不遵循质量守恒定律。丁同学对此提出了异议，丁同学的理由是 。
（3）应用质量守恒定律从元素的角度解释为什么不能“点石成金”（石头的主要成分是CaCO3） 。
【交流应用】为了测定蜡烛元素组成，小华设计蜡烛燃烧实验并用下列装置吸收反应生成的二氧化碳和水（假定每步吸收完全），实验过程已省略。测定质量结果如下表：
请根据实验数据计算：
（1）蜡烛中碳元素和氢元素的质量比为 。
（2）蜡烛中 （填“含”或“不含”）氧元素。
【答案】 甲 过氧化氢在二氧化锰的催化下分解生成水和氧气，氧气是气体，散逸到了空气中 化学反应前后，原子的质量、原子的种类、原子的个数不变 质量守恒定律适用于一切化学变化，而酒精和蒸馏水混合，没有新物质生成，发生的是物理变化，不能用质量守恒定律解释 根据质量守恒定律，生成物的质量应该等于参加反应的镁和氧气的质量之和，但是参加反应的氧气的质量没有称到，所以生成物的质量大于反应物镁条的质量 化学反应前后，元素的种类不改变，而反应前石头中只含有钙、碳、氧元素，不含金元素，所以反应后也不会产生含金元素的物质 6:1 含
【详解】实验结论：
甲结论正确，乙结论错误，是因为过氧化氢在二氧化锰的催化下分解生成水和氧气，氧气是气体，散逸到了空气中，反应中涉及到有气体的，实验时装置应该密闭；
结论分析：
化学反应的实质是分子分成原子，原子再重新组合成新的分子，所以反应前后原子的种类没有改变，原子的数目没有增减，原子的质量没有变化，所以，在化学反应中，反应物的质量总和与生成物的质量总和必然相等，故质量守恒的原因是化学反应前后，原子的质量、原子的种类、原子的个数不变；
反思拓展：
（1）小刚认为该实验设计是错误的，原因是质量守恒定律适用于一切化学变化，而酒精和蒸馏水混合，没有新物质生成，发生的是物理变化，不能用质量守恒定律解释；
（2）实验D中镁条与氧气点燃燃生成氧化镁，丙同学发现镁条燃烧后生成物的质量大于参加反应放热镁条的质量，认为这个反应不遵循质量守恒定律，丁同学对此提出了异议，丁同学的理由是根据质量守恒定律，生成物的质量应该等于参加反应的镁和氧气的质量之和，但是参加反应的氧气的质量没有称到，所以生成物的质量大于反应物镁条的质量；
（3）石头的主要成分是CaCO3，化学反应前后，原子种类不变，所以元素的种类也不改变，而反应前石头中只含有钙、碳、氧元素，不含金元素，所以反应后也不会产生含金元素的物质，故不能点石成金；
交流应用：
（1）无水硫酸铜具有吸水性，可以吸收蜡烛燃烧后产生的水蒸气，澄清的石灰水可吸收蜡烛燃烧后生成的二氧化碳气体，所以装置B和C增加的质量分别是水和二氧化碳的质量，反应后生成的水：81.8g-80g=1. 8g，反应后生成的二氧化碳：109.4g-105g=4. 4g，蜡烛中碳元素的质量为：4.4g××100%=1.2g，氢元素的质量为： 1.8g××100%=0.2g ，故蜡烛中碳元素和氢元素的质量比为1. 2g：0. 2g=6:1；
（2）参加反应的石蜡的质量是：65.9g-64.4g=1.5g，故氧元素的质量是1.5g-1.2g-0.2g=0.1g，所以蜡烛中含氧元素。
3．某兴趣小组利用H2O2溶液制取O2时，误向5mL5%的H2O2溶液中加入了2滴一定浓度的FeCl3溶液，结果立即产生了大量气泡。小组同学对此展开了如下探究。
【探究一】促进H2O2分解的微粒
【作出猜想】
(1)猜想①：可能是H2O；猜想②：可能是Fe3+；猜想③：可能是 。
【交流分析】
(2)同学们经分析一致认为猜想①不成立，理由是 。
【设计实验】
(3)请设计实验，验证猜想②成立： 。
【探究二】溶液pH对Fe3+催化H2O2分解的影响
小组同学利用相同浓度的FeCl3溶液在不同pH环境下催化分解相同浓度的H2O2溶液，测得密闭容器内的）曲线如图所示：

(4)分析图示，你能得到的结论是 。
(5)同学们认为，若要证明FeCl3是该反应的催化剂，还需要证明其质量和 在反应前后不变。
(6)市售H2O2溶液中常添加一定量的硫酸，你认为目的可能是 。
【探究三】含相同浓度Fe3+、Cu2+的不同溶液对H2O2分解的影响
小组同学分别测定含相同浓度Fe3+、Cu2+的不同溶液在相同pH环境下催化分解相同浓度的H2O2溶液，得到密闭容器内的“压强—时间”曲线如图所示。

(7)据图分析，能说明Cl-也能加快H2O2分解的实验现象是 。
(8)由图中数据能否说明促进H2O2分解的效果Fe3+比Cu2+更好?若能，请说明理由；若不能，请改进实验方案： 。
【答案】(1)氯离子/Cl-
(2)H2O2溶液中含有水分子
(3)取两支试管，分别加入5mL5%的H2O2溶液，再分别滴加等体积、Cl-浓度相同的FeCl3和NaCl溶液，观察到滴加FeCl3溶液的试管中产生气泡的速率比滴加NaCl溶液的试管快
(4)其他条件相同时，在一定pH范围内，pH越大，Fe3+催化分解H2O2的速率越快（合理即可）
(5)化学性质
(6)作为稳定剂，减缓H2O2在常温下的分解速率（合理即可）
(7)相同时间内，加入CuCl2溶液的装置内气体压强大于加入CuSO4溶液的装置
(8)不能，取相同体积含相同浓度Fe3+、Cu2+的FeCl3溶液和CuCl2溶液，再向CuCl2溶液中加入适量NaCl固体，使CuCl2和NaCl混合溶液中Cl-浓度与FeCl3溶液中Cl-浓度相同，重新进行探究三实验，观察现象
【详解】（1）FeCl3溶液中含有H2O、Fe3+、Cl-，因此还可能是Cl-促进了H2O2分解。
（2）H2O2溶液中含有水分子，并未促进H2O2的分解，因此猜想①不成立。
（3）若要验证猜想②正确，需要设计对比实验：取两支试管，分别加入5mL5%的H2O2溶液，再分别滴加等体积、Cl-浓度相同的FeCl3和NaCl溶液，观察到滴加FeCl3溶液的试管产生气泡的速率比滴加NaCl溶液的试管快。
（4）分析题图可知，其他条件相同时，在一定pH范围内，pH越大，Fe3+催化分解H2O2的速率越快。
（5）在化学反应里能改变其他物质的化学反应速率，而本身的质量和化学性质在反应前后都没有发生变化的物质叫做催化剂(又叫触媒)。催化剂的特点可以概括为“一变二不变”，一变是能够改变化学反应速率，二不变是指质量和化学性质在化学反应前后保持不变。若要证明FeCl3是该反应的催化剂，还需要证明其质量和化学性质在反应前后不变。
（6）分析题图可知，pH越小，溶液酸性越强，H2O2的分解速率越慢。
（7）分析题图可知，相同时间内，加入CuCl2溶液的装置内气体压强大于加入CuSO4溶液的装置，由此可说明Cl-也能加快H2O2的分解。
（8）含相同浓度Fe2+、Cu2+的FeCl3溶液和CuCl2溶液中所含Cl-的浓度不同，FeCl3溶液中所含Cl-浓度更大，而Cl-也能加快H2O2分解，因此根据题图不能说明促进H2O2分解的效果Fe3+比Cu2+更好，需要控制Cl-浓度相同的情况下重新进行实验，改进方案如下：取相同体积含相同浓度Fe3+、Cu2+的FeCl3溶液和CuCl2溶液，再向CuCl2溶液中加入适量NaCl固体，使CuCl2和NaCl混合溶液中Cl-浓度与FeCl3溶液中Cl-浓度相同，重新进行探究三实验，观察现象。
4．昌五中学化学兴趣小组在化学活动开放日，进行了以下两个实验活动。
【实验活动一】在进行稀硫酸和氢氧化钠溶液中和反应实验时，若要使反应过程中溶液的酸碱度变化如图所示，则：

（1）此反应操作是向 溶液中滴加另一种溶液，化学方程式为 。若要得到中性溶液，需借助酚酞试液，当溶液恰好中和时，溶液由红色刚好变成无色。
（2）实验结束后发现容器壁温度升高，证实中和反应过程中放出热量。若用固体氢氧化钠和稀硫酸反应验证中和反应过程放出热量，你认为可行吗？并说明理由 。
【实验活动二】
某化学小组在探究碱的化学性质时，做了如图所示的两个实验。
（3）写出A试管中发生反应的化学方程式： 。
（4）实验结束过滤后，同学们将A、B两试管中的废液倒入同一洁净烧杯内，烧杯中出现蓝色沉淀。小组同学将烧杯中物质进行过滤，然后对滤液中的成分进行了探究。

【提出猜想】
Ⅰ：滤液中溶质是Na2SO4。
Ⅱ：滤液中溶质是Na2SO4、CuSO4。
Ⅲ：滤液中溶质是Na2SO4、H2SO4。
Ⅳ：滤液中溶质是 。
【交流讨论】同学们对以上的猜想提出了质疑，认为猜想 (填序号)不合理。
【设计实验】同学们通过以下的实验对猜想进行验证，请你完成实验报告。
【答案】 氢氧化钠/NaOH 不行，氢氧化钠固体溶于水时，也会放出热量 Na2SO4、NaOH Ⅲ Ⅱ 溶液（合理即可） Ⅳ
【详解】[实验活动一]：
（1）从图像可以看出，开始时溶液的pH大于7，呈碱性，表明是向氢氧化钠溶液中加入硫酸，氢氧化钠与硫酸反应生成硫酸钠和水，该反应的化学方程式为：；
（2）用固体氢氧化钠和稀硫酸反应验证中和反应过程中放出热量的方式不可行，因为氢氧化钠固体溶于水时也会放出热量，会干扰实验的测定；
[实验活动二]：
（3）A试管中氢氧化钠与硫酸铜反应生成氢氧化铜沉淀和硫酸钠，该反应的化学方程式为：；
（4）A试管中氢氧化钠与硫酸铜反应生成氢氧化铜沉淀和硫酸钠，B试管中氢氧化钠与稀硫酸反应生成硫酸钠和水，A和B两试管中的废液混合，一定含有硫酸钠，根据A、B混合后，观察到烧杯中有蓝色沉淀，则滤液中一定不含有硫酸（因为硫酸与氢氧化铜反应生成硫酸铜和水），所以B烧杯中氢氧化钠过量，A烧杯中硫酸铜过量，AB混合后发生的反应为：氢氧化钠与硫酸铜反应生成硫酸钠和氢氧化铜沉淀；
提出猜想：
Ⅰ：氢氧化钠和硫酸铜恰好完全反应时，滤液中的溶质是Na2SO4；
Ⅱ：硫酸铜过量时，滤液中的溶质是Na2SO4、CuSO4；
Ⅲ：滤液中溶质是Na2SO4、H2SO4；
Ⅳ：氢氧化钠过量时，滤液中的溶质为Na2SO4、NaOH；
交流讨论：
由于烧杯中含有蓝色沉淀氢氧化铜，而氢氧化铜能与硫酸反应生成易溶于水的硫酸铜，故滤液中一定不会含有硫酸，所以猜想Ⅲ一定不正确；
[设计实验]
取少量滤液于试管中，观察溶液呈无色,，说明滤液中一定不含有硫酸铜（硫酸铜在溶液中显绿色），说明猜想Ⅱ不成立；
继续在上述的试管加入硫酸铜溶液，硫酸铜与氢氧化钠反应生成硫酸钠和氢氧化铜沉淀，所以若观察到产生蓝色沉淀，说明滤液中一定含有氢氧化钠，则猜想Ⅳ成立。
5．坪中化学兴趣小组的同学利用氢氧化钙溶液和稀盐酸进行酸碱中和反应实验，向烧杯中的氢氧化钙溶液滴入稀盐酸一会儿后，发现忘记滴加指示剂，因此，他们停止滴加稀盐酸，并对溶液中的溶质成分进行了探究。
【提出问题】该烧杯内溶液中的溶质是什么？
【猜想假设】有四位同学根据所学知识，分别提出了自己的猜想。
小坪猜想：CaCl2和HCl；
小中猜想：CaCl2；
小威猜想：CaCl2和Ca（OH）2；
小武猜想：CaCl2、HCl和Ca（OH）2．
【查阅资料】CaCl2溶液显中性。
【组内交流】
（1）小组同学经过交流，一致认为小武的猜想不合理，理由是 （用化学方程式表示）。
【实验方案】
（2）小组同学分别设计了如下方案对提出的另外3个猜想进行探究
【交流反思】
（3）小组同学经过交流，认为第2个实验方案并不合理，原因是 。
（4）在分析化学反应后所得物质成分时，除考虑生成物外，还应考虑 。
（5）若小坪猜想正确，要处理烧杯内溶液使其溶质只含有CaCl2，可向烧杯中加入过量的 （填化学式）。
【答案】 Ca(OH)2+2HCl═CaCl2+2H2O 酚酞试液 白色沉淀 小坪 氢氧化钙和碳酸钠反应也生成白色沉淀碳酸钙 反应物是否过量 CaCO3
【详解】[组内交流]
（1）小武猜想不合理，因为稀盐酸和氢氧化钙反应生成氯化钙和水，两者不能共存，化学方程式为Ca(OH)2+2HCl═CaCl2+2H2O。
[实验方案]
小威猜想成立，则含有氢氧化钙和氯化钙，因反应一定生成氯化钙，故检验氢氧化钙即可，取少量烧杯内溶液于试管中，滴入几滴酚酞，溶液变红色，则含氢氧化钙。
小中猜想成立，则只含氯化钙，取少量烧杯溶液于试管中，滴加碳酸钠溶液，碳酸钠和氯化钙生成碳酸钙沉淀和氯化钠，则出现白色沉淀，则含氯化钙。
取少量烧杯中溶液于试管中，加入镁条，冒出大量气泡，说明镁和稀盐酸反应，则含稀盐酸，则小坪猜想成立。
[交流反思]
（3）第2个实验方案并不合理，氢氧化钙和碳酸钠反应也生成白色沉淀碳酸钙，故无法确定是否含有氢氧化钙。
（4）在分析化学反应后所得物质成分时，除考虑生成物外，还应考虑反应物是否过量。
（5）小坪猜想正确，则溶液含氯化钙和稀盐酸，使其溶质只含有氯化钙，可向烧杯中加入过量的碳酸钙，碳酸钙和盐酸反应生成氯化钙、水二氧化碳，且碳酸钙不溶于水，溶液中不会引入新的杂质。
6．钢铁的锈蚀是重要的研究课题。用下图所示实验进行铁钉锈蚀的研究。一段时间后试管A、B中铁钉几乎没有锈蚀，而试管C中铁钉明显锈蚀，试管D、E中铁钉严重锈蚀。
(1)由试管A、B、C中铁钉的锈蚀现象可知，铁的锈蚀是铁与 (填化学式)等物质作用的过程。
(2)试管B中使用“煮沸并迅速冷却的蒸馏水”，其目的是 。
(3)小组同学分析了试管D的情况后，又查阅了相关文献得到在水样温度为22℃、氧含量为6mL/L时，钢铁锈蚀速率与水样pH的关系如图2所示。当pH (选填“>”或“m2=m3 取土填埋，隔绝空气 铁的表面积 氧气的浓度（温度） 7.2≤a≤8.0
【详解】（1）酒精、煤（含硫）、天然气燃烧都能发光发热并且产生二氧化碳气体使澄清的石灰水变浑浊，但是只有煤中含有硫会产生有刺激性气味的二氧化硫气体，故选B；
（2）酒精在点燃的条件下生成二氧化碳和水，反应的化学方程式为：；
（3）①通过上述实验，能证明燃烧需要氧气的实验现象是步骤2中，隔绝氧气，白磷未燃烧，步骤4中，通入氧气，白磷燃烧，产生白烟；
②一开始锥形瓶充满二氧化碳，步骤3中通入50mL氧气，二氧化碳的密度比空气大，故m1>m2，步骤4中白磷燃烧消耗了氧气，但是反应在密闭容器中进行，根据质量守恒定律，化学反应前后，物质的总质量不变，步骤5中恢复室温擦干锥形瓶，故m2=m3，因此m1>m2=m3；
（4）一旦煤层自燃，取土填埋，隔绝空气；
（5）①铁在空气中不能燃烧，在氧气中能燃烧，说明影响铁燃烧的因素有氧气的浓度，颗粒直径为20~30nm的铁粉，在空气中会发生自燃生成氧化铁，说明铁的表面积可以影响铁的燃烧，故影响铁燃烧的因素有：铁的表面积、氧气的浓度或温度；
②铁与氧气生成FeO时产物的质量最小，设生成的产物为x，
解得x=7.2g
铁与氧气生成三氧化二铁，产物的质量最大，设生成的产物为y，
解得y=8g
故a的取值范围是7.2≤a≤8.0。
A装置
B装置
C装置
反应前的质量/g
65.9
80
105
反应后的质量/g
64.4
81.8
109.4
实验内容
预计现象
预计结论
取少量滤液于试管中，观察
溶液呈无色
猜想 不成立
继续在上述的试管加入
产生蓝色沉淀
猜想 成立
方案
实验操作
实验现象
结论
1
取少量烧杯内溶液于试管中，滴入几滴
溶液变红色
小威猜想成立
2
取少量烧杯溶液于试管中，滴加碳酸钠溶液
立即出现
小中猜想成立
3
取少量烧杯中溶液于试管中，加入镁条
冒出大量气泡
猜想成立
实验操作
实验现象及结论
取少量黑色粉末于试管中，加入
若 ，则黑色粉末是Fe；若无明显现象，则黑色粉末不是Fe
实验方案
实验操作
实验现象
实验结论
方案一
取少量反应后的溶液于试管中，加入Fe2O3粉末。

溶液中有H2SO4，猜想二正确。
方案二
取少量反应后的溶液于试管中，滴加BaCl2溶液。
产生白色沉淀
溶液中有H2SO4，猜想二正确。
实验操作
实验现象
实验结论
取少量该溶液于试管中，向溶液中滴加足量稀盐酸，并不断振荡。

氢氧化钠溶液一定变质了。
实验步骤
实验现象
实验结论
①取少量该溶液于试管中，向溶液中滴加过量的氯化钙溶液，并不断振荡。
有 生成。
说明原溶液中一定有碳酸钠。
②取步骤①试管中的少量上层清液，滴加酚酞溶液。
溶液变红色。
说明原溶液中一定有 。
实验步骤
实验现象
实验结论
向B实验后的溶液中加入

证明了二氧化碳和氢氧化钠溶液反应。
序号
实验一
实验二
实验三
实验四
实验内容
现象
溶液变①______色
产生白色沉淀
无明显现象
无明显现象
分析与结论
碱能与指示剂作用
反应的化学方程式②______。
无法确定是否发生反应
无法确定是否发生反应
产品名称：食品专用发热包
主要成分：生石灰、铝粉、碳酸钠
贮存条件：……
编号
①
②
③
④
⑤
操作





现象
无明显现象
无明显现象
铜丝表面有绿色物质析出
无明显现象
无明显现象
实验操作
现象
结论
晶体中不含铵盐
实验操作
实验Ⅰ
实验Ⅱ
实验Ⅲ
实验Ⅳ
实验现象
紫色纸条不变色
紫色纸条不变色
紫色纸条变红色
实验方案
实验步骤
方案一
在两个相同的软塑料瓶中挤满二氧化碳，分别加入等量的水和氢氧化钠溶液，振荡，观察现象。
方案二
向一瓶盛有二氧化碳的集气瓶中加入适量氢氧化钠溶液，振荡后，滴加几滴无色酚酞溶液，观察现象。
方案三
向一瓶盛有二氧化碳的集气瓶中加入适量氢氧化钠溶液，振荡后，滴加足量稀盐酸，观察现象。