中考科学专题-科学探究

发布时间：2024-11-08

科学探究

专题-科学探究

编辑：沈宇喆

一、命题思路导航

科学探究涉及提出问题、猜想与假设、制定计划、进行实验、收集证据、解释或结论、反思与评价、表达与交流等要素，中考试题对科学探究能力的测试一般都在提出问题的基础上进行。主要考查学生进行猜想与假设、设计探究方案，形成结论或解释以及对探究过程的反思与评价等方面的能力。

二、知识要点例析

考点1 进行猜想与假设类的科学探究

1．茶叶、肉松、膨化食品等常采用真空充气包装，即将食品装入包装袋，抽出包装袋内空气，再充入防止食品变质的气体，然后封口。真空充气包装能使食品保持原有的色、香、味及营养价值，防止食品受压而破碎变形。

[提出问题]充入食品包装袋中的气体是什么？

[猜想与验证]可能是N2。实验初步验证的方法及现象：。

充入的气体还可能是：① ；②

答案：①将燃着的木条伸入该气体，火焰熄灭，将该气体通入澄清的石灰水，石灰水不变浑浊；②CO2或N2和CO2。

考点2 设计探究方案类的科学探究

1．硬水中含有较多的可溶性的钙、镁的化合物，其钙的化合物为Ca(HCO3)2，受热易分解，对其加热生成水和大量的气体，还有一种难溶性的盐，该盐是水垢的成分之一。

(1)[提出问题]探究Ca(HCO3)2受热分解的另外两种生成物

(2)[猜想]①小刚认为生成物中的气体可能是二氧化碳；②你认为生成物中的固体可能是。

(3)[设计实验方案]请你设计出简单的实验方案，来验证上述猜想是否正确。

(4)[现象与结论]如果小刚的猜想正确，现象应该是；如果你的猜想正确，现象应该是。

(5)写出Ca(HCO3)2受热分解的化学方程式。

解析：由于题干中说明该盐难溶，且是水垢成分之一，学生可以猜到固体是碳酸钙，再根据二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊的特性来设计方案验证，而碳酸钙可根据它能与盐酸反应产生二氧化碳气体来验证。

考点3 形成结论或解释类的科学探究

1．钛(Ti)因为具有许多神奇的性能而越来越引起人们的关注。某化学兴趣小组对Mg、Ti、Ag的金属活动性顺序进行探究。

提出假设：a．Ti的金属活动性比Mg强；b．Ti的金属活动性介于Mg和Ag之间。

查阅资料：在相同条件下，金属与酸反应，产生气泡的速度越快，则该金属活动性越强。实验设计：同温下，取大小相同的这三种金属薄片，分别投入等体积、等质量分数的足量稀盐酸中，观察现象。

请回答：

(1)三种金属加入盐酸前都先用砂纸将表面擦光亮，其目的是 (填序号)

①除去氧化膜，利于直接反应②使反应的金属温度相同，易反应 ③使表面光亮，易观察现象

(2)根据下表中的实验现象填空：

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结论：原假设中不正确(填“a”或“b”或“ab”)，理由是；

三种金属的活动性由强到弱的顺序为 .

(3)上述实验设计中，如果所用盐酸的溶质质量分数不同，是否一定能够得出正确的结论? (填“是”或“否”)，理由是

解析：该题以金属与酸的反应以及金属活动性的比较等化学知识为依托，体现了科学探究的要素：提出假设→取样实验分析→验证假设→得出结论。根据相关资料，Ti与酸反应产生的气泡没有镁快，但比银快，得出结论，Ti的金属活动性介于Mg和Ag之间，所以b假设成立。第(3)个问题考查学生影响金属与酸反应速度的因素：一方面与实验用的金属的活动性有关，另外还有一些其它因素，如酸的浓度、金属与酸接触面积的大小以及温度，我们只有在其它条件相同时，才能比较出金属的活动性。

考点4 对探究过程的反思与评价类的科学探究

1．某化学兴趣小组选择了“氢氧化钠溶液露置在空气中部分变质”作为研究课题。他们取一杯氢氧化钠溶液，露置在空气中一段时间后，然后对此溶液进行分析。请你回答下列有关问题：

(1)氢氧化钠溶液露置在空气中为什么会变质？(用化学程式表示) 。

(2)要检验露置在空气中的氢氧化钠溶液是否变质，该兴趣小组设计了以下几种方案：

①进行对比实验：取等体积的未露置在空气中氢氧化钠溶液A和露置在空气中一段时间后

氢氧化钠溶液B，分别加入盐酸充分反应，发现溶液A消耗的盐酸比溶液B消耗的盐酸多。 ②露置后的氢氧化钠溶液中滴加盐酸立即有气泡产生，说明该氢氧化钠溶液已变质。

③在露置后的氢氧化钠溶液中滴加氯化钡溶液立即有白色沉淀产生，说明该氢氧化钠溶液

已变质。

请你根据所学知识，对以上三种实验方案作出评价：方案是否合理？结论是否正确？为什

么？

方案① ；

方案② ；

方案③ ；

解析：由氢氧化钠变质的化学方程式，让学生意识到NaOH变质后产生Na2CO3，将检验氢氧化钠溶液是否变质的问题转化为NaOH中是否有Na2CO3，在方案①中，通过比较两份NaOH溶液消耗盐酸的量来判断，而我们通过运用化学方程式计算的结果是两份溶液消耗盐酸的量相同，所以不合理，而方案②在混有Na2CO3的NaOH溶液中滴加盐酸，开始时并无气泡，只有盐酸量足够多时才能产生气体，所以也不合理，而方案③中氯化钡只能与碳酸钠反应，所以加进去后，立即有明显现象，所以可行。

考点4 综合类的科学探究

1．请你参与某学习小组的探究活动，并回答相关问题：

[发现问题] 小丽发现盛水的铁锅在与水面接触的部位最易生锈；小茜发现自己的铜制眼镜框表面出现了绿色的铜锈；小玲发现苹果切开不久，果肉上会产生一层咖啡色物质，好像生了“锈”一般。

[提出问题] 这三种物质“生锈¨的原因是什么?

[收集证据] (1)回忆已有知识：铁生锈的条件是。

(2)查阅有关资料：“铜锈”主要成分是Cu2(OH)2CO3(俗称铜绿)；苹果“生锈”是果肉里的物质(酚和酶)与空气中的氧气发生了一系列的反应，生成咖啡色的物质。

(3)实验探究：将四小块铜片分别按下图所示放置一个月，观察现象如下：

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由实验可知：铜生锈是铜与水、、等物质共同作用的结果，铜变成铜绿的化学方程式为。

[得出结论] 经过交流讨论，三位同学认为这些物质“生锈”除了可能与水有关外，还可能都与 (填物质名称)有关。

[反思与应用] 利用所得结论填空：

(1)写出一种防止铁或铜等金属制品生锈的具体方法；

(2)请你提出一条延长食品保质期的建议。

【参考答案】[收集证据]（1）铁与氧气和水同时接触（3）氧气（或O2）、二氧化碳（或CO2）。[得出结论] 氧气。 [反思与应用]（1）保持金属制品表面的洁净和干燥（或表面镀上保护膜等）（2）将食品进行真空包装等。

三、典型习题演练

1．青色的生虾煮熟后颜色会变成红色。一些同学认为这种红色物质可能就象酸碱指示剂一样，遇到酸或碱颜色会发生改变。就这些同学的看法而言应属于科学探究中的（）

A．实验 B．假设 C．观察 D．做结论

2．某同学在实验室将水蒸气通过盛有铁粉的玻璃管，同时对铁粉持续高温加热，一段时间后，发现管内有黑色固体，该同学对黑色固体的组成做了如下几种猜测：①Fe；②Fe2O3；③Fe3O4；④Fe(OH)3。你认为该同学的上述猜测中可能合理的是（B ）

A．②④ B．①③ C．①② D．③④

表中有许多规律，如：“单质中含有一种元素”，“化合物中含有两种或两种以上的元素”。相信你在物质分类方面会发现其他的规律：

（1）；

（2）。

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{答：单质、化合物都是纯净物；化合物又分为氧化物、酸、碱和盐；含氧的物质不一定是氧化物；单质可分为金属单质和非金属单质。（其它合理答案也可） }

5．让我们和小亮一起走进化学实验室，共同来学习科学探究的方法。

小亮在实验室用一小块生铁与稀盐酸反应，观察到生铁表面出现时发现反应后的液体中有少量黑色不溶物。

提出问题：这种黑色不溶物是什么呢？

猜与假设：这种黑色不溶物中可能含碳。

设计方案：将黑色固体灼烧，如果黑色固体中含有碳，就会有想进一步确定这种气体，可以用来检验。

进行实验：小亮按设计方案进行实验，得到了预想的结果。

解释与结论：由此小亮得出结论：

（1）生铁中碳（填“含”或“不含”）；

（2）碳与稀盐酸反应（填“能”或“不能”），铁与稀盐酸反应（填“能”或“不能”）。

{答：气泡；二氧化碳（或CO2）；澄清的石灰水；含；不能；能 }

6．用盐酸可以清除铁锈（主要成分为Fe2O3），盐酸中主要含有H2O分子、H+、Cl-。某探究小组为探究稀盐酸中的哪种微粒能使氧化铁溶解，设计了如下实验方案，得出了初步结论。

（

（23 。

-(1)Cl不能使Fe2O3溶解；H2O分子不能使Fe2O3溶解。(2)不需要；因为NaCl溶液中含有水,已证明H2O分子不能使Fe2O3溶解

7．将一块光亮的纯铜片放在酒精灯火焰上灼烧，表面变黑。对黑色物质的来源，提出

一种有机燃料含有碳元素，若燃烧不充分，可能产生炭黑，而想到第二种可能性。再根据CuO和Ｃ一种可溶于酸，一种不溶于酸的性质来找到验证方法。或者将铜片放入试管中灼烧，看黑色物质在什么部位来区分。

8．甲同学在某食品包装袋内，发现有一个装有白色颗粒状固体A的小纸袋，上面写着“生石灰干燥剂，请勿食用”。甲同学随手将小纸袋拿出来放在空气中，经过一段时间后，发现纸袋内的白色颗粒粘在一起成为块状固体B。请你与甲同学一起对块状固体B进行探究。

（1）猜想一：块状固体B中除氧化钙外还可能有：、。

写出白色颗粒状固体A在空气中转化为块状固体B的化学反应方程式：

；。

（2）猜想二：块状固体B溶于水可能有现象（填“放热”或“吸热”）。请设计实

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验方案验证你的这一猜想（至少写出两种方案）：

① ； ② ； ③ 。

（3）取适量块状固体B加入盛有一定量水的试管中，振荡、静置、过滤，得到少量白色固体C。就白色固体C的成分，甲同学与乙同学进行讨论，一起猜想。

甲认为，白色固体C可能是：氢氧化钙；乙认为，白色固体C可能是：碳酸钙；

：

23222232状固体B放入烧杯中，加入少量水，用手触摸烧杯外壁。②取适量块状固体B放入烧杯中，加入少量水，立即用温度计测定溶液温度的变化。③在试管中加入适量块状固体B，加入少量水，立即塞上带导管的单孔橡皮塞，同时将导管的另一端放入盛水的水槽中，观察导管口是否有气泡放出。④在试管中加入适量块状固体B，加入少量水，立即在试管口套上一只瘪

239．小红发现松软的面包、酥脆的饼干内部都有许多小孔（如图所示）。为探究这个问题，她从面点师那里了解到：此类食品制作过程中常加入膨松

剂，碳酸氢钠就是一种常用的膨松剂。小红从超市买来一袋膨

松剂（碳酸氢钠），按照研究物质的一般方法，对其进行探究。

①阅读使用说明：一使用时与面粉混合均匀，加水拌和，成

型后直接焙制；②观察到样品为白色粉末状物质； ③取少量

样品加入水，发现其完全溶解；④用pH试纸测溶液的酸碱度

pH = 11；⑤取少量样品，向其中加人稀盐酸，产生大量气泡；

⑥取适量样品放人试管加热，产生可以使澄清石灰水变浑浊的气体。

（l）请你通过以上实验判断，形成小孔的气体应该是。你猜测产生这种气体的原因有。

（2）将少许面粉加人水中取上层液用H试纸测量，显中性，由此你认为碳酸氢钠能使食品膨松的主要原因是。

（3）请你通过以上探究活动，总结碳酸氢钠的物理性质。

（4）请你写出你所了解的碳酸氢钠的其他用途。

【参考答案】（1）二氧化碳；一是此类食品在制作过程中经过发酵，产生酸与碳酸氢钠反应，二是碳酸氢钠在加热过程中分解放出二氧化碳。（2）碳酸氢钠受热分解产生二氧化碳，使食品内部形成许多小孔。（3）白色固体，能（易）溶于水。（4）制取二氧化碳、治疗胃酸过多、作干粉灭火器中的药品等。

10．在学校的元旦联欢会上，某同学表演了“水能生火”的魔术。他向包有过氧化钠(Na2O2)粉末的脱脂棉上滴水，脱脂棉燃烧起来。小蔡很感兴趣，于是，他和同学们进行探究。

[提出问题]过氧化钠与水反应生成了什么物质？为什么脱脂棉会燃烧？

[猜想]①可能有一种气体和另一种物质生成；②反应过程中可能有热量放出。

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[实验装置]如图所示

[实验探究]

实验一：探究反应后生成的气体是什么？

（1）打开右图装置中分液漏斗的活塞，控制滴加水的

速度，观察到试管内有气泡产生，用带火星的木条靠近P处，

木条复燃。说明生成的气体是。

（2）实验中，还观察到伸入烧杯中的导管口有气泡冒

出，请解释产生该现象的原因：。

实验二：继续探究反应后生成的另一种物质是什么？

（1）小张猜想另一种物质是Na2CO3，小蔡认为不可能。小蔡的依据是：

2-（2）小蔡取反应后所得的溶液于试管中，滴入无色酚酞试液，发现酚酞试液变红色。说明反应后所得的溶液呈性。

[表达]由实验探究的结果，写出过氧化钠和水反应的化学方程式

【答案】实验一：（1）氧气。（2）过氧化钠与水反应放出热量，使吸滤瓶中的空气受热膨胀，因此伸入烧杯中的导管口看到有气泡产生。实验二：（1）根据质量守恒定律，反应物中没有碳元素，所以生成物中不可能有Na2CO3 。取少量反应后所得的溶液于试管中加入稀盐酸；没有气泡产生；生成物中没有Na2CO3。（2）碱；Na2O2 +2H2O == 4NaOH+O2↑ 11．小刚为了解生活中常见的锌锰干电池，做了以下探究：他打

1黑色碳棒完好无损；○2电极周开一节废电池，观察到如下现象：○

3里面有少量无色晶体；○4金属外壳明显破损．围充满黑色粉末；○

小刚查阅了资料：锌锰干电池的结果如图所示，它以中心的碳

棒（石墨）做正极，外围的锌筒做负极，锌筒与碳棒之间填满用氯

化铵溶液（做电解质）拌湿的二氧化锰和石墨，石墨不参加化学反

应，仅起导电作用，在电池的使用中，锌逐渐变成了氯化锌。请你

根据初中学习的知识和小刚的探究活动，填写以下空白。

（1）用碳棒做电极主要利用了石墨的____性。（2）干电池在使用过程中的能量转化是____。

（3）以氯化锌为例，写出证明废电池中含有氯化物的化学方程式：______ __________。

（4）用简单的方法证明黑色粉末中含有石墨，写处操作步骤和实验现象

（5）通过回收废旧锌锰电池可得到的物质有______________ __（至少答2种）。（1）导电（2）化学能转化为电能（3）略（4）将黑色粉末放在金属片上加热，黑色粉末燃烧（有火星）（5）碳棒（石墨）、锌、二氧化锰、氯化锌、氯化铵（任意两个）

在实验探究课上，