题型03-实验探究题(原卷版)-2024-2025学年初中化学九年级上册真题(山西专用).pdf

题型 03 实验探究题1（23-24 九年级上山西大同期中）关于催化剂的研究是一项重要的课题，某小组开展了“探究催化剂的奥秘”项目化学习。任务一：认识催化剂【小组讨论】(1)催化剂在化工生产中起着重要作用，下列说法正确的是 (填字母)。A不加入催化剂化学反应就不能发生B在化学反应前后催化剂的化学性质不发生改变C用作催化剂的物质不可能是其他反应的反应物或生成物任务二：探究催化剂【查阅资料】氧化铜也可以作为过氧化氢分解的催化剂。【进行实验】称量 0.2g 氧化铜，取 5mL5%的过氧化氢溶液于试管中，进行如图所示实验。(2)【分析交流】步骤现象步骤结果步骤现象实验结论试管中有极少量气泡产生，带火星的木条没有复燃称得氧化铜的质量为 氧化铜是过氧化氢分解反应的催化剂任务三：探究催化剂的催化效果【进行实验】在两支试管中分别加入 10mL5%的过氧化氢溶液，一支加入 1g 二氧化锰，另一支加入 1g 氧化铜按图 1 所示装置分别进行实验、实验时倾斜锥形瓶使过氧化氢溶液与催化剂完全接触，测得相同条件下瓶内气压随时间的变化如图 2 所示。【反思评价】(3)实验中过氧化氢反应的化学方程式是 ；该反应的基本类型是 。(4)对比分析图 2 中的 (填字母)点，可知化学反应速率与催化剂的种类有关。(5)请从催化剂的角度解释在实验过程中，上述两个反应虽化学反应速率不同，但完全反应后两个装置内压强相同的原因是 。【成果分享】通过对催化剂的探究，同学们知道了催化剂的质量和化学性质在化学反应前后保持不变；催化剂能够改变化学反应速率，不同种类的催化剂对于同一化学反应的催化效果不同。2（23-24 九年级上山西吕梁期中）2023 年 9 月 21 日，天宫课堂第四课在中国空间站开讲，神舟十六号三位航天员为全国广大青少年演示了四个实验。同学们观察到蜡烛燃烧的球形火焰，结合宇航员在空间站驻留 6 个月的正常生活需求。项目式学习小组设计实验探究了宇航员的呼吸供给系统。任务一：推测可供宇航员呼吸的气体【信息检索】a.人体得不到充足的氧气，大脑就会发生不可逆的损害，发生脑死亡。b.人体吸入纯净的氧气超过 24 小时，会发生肺型氧中毒，最后呼吸衰竭。【信息分析】(1)在空间站中，下列气体最适合宇航员呼吸的是 ，请说明你的选择理由 。A氧气 B氮气C 空气（主要成分是氧气和氮气）D二氧化碳任务二：宇航员呼吸所需氧气的获得途径【设计途径】途径一：从地球直接携带氧气。途径二：在空间站分离液态空气制取氧气。途径三：在空间站加热高锰酸钾制取氧气。【讨论交流】(2)同学们讨论后认为，上述途径均不是最佳方案，请你选择其中一种途径分析其不是最佳方案的原因 。(3)任务三：了解科学家设计的宇航员供氧气方案【查阅资料】空间站的氧气通常是通过电解水的方式获得的。【原理分析】从元素守恒的角度分析电解水可获得氧气的原理是 。【进行实验】在实验室探究电解水获得氧气的过程实验步骤实验现象及化学方程式实验结论步骤一：关闭电源，按如图所示连接仪器。实验现象：无明显现象未接通电源时，无气体产生步骤二：接通电源。实验现象：电极上有气泡冒出。两管中液面下降。给水通电后，有气体产生步骤三：检验两管中产生的气体a 管：打开活塞后，用燃着的木条靠近管口。b 管：打开活塞后，用带火星木条靠近管口。a管的化学方程式：b管的实验现象：给水通电后，有氢气和氧气产生【交流讨论】(4)电解水获得的氢气在空间站的处理方法是 。(5)从微观角度分析电解水的过程 。3（23-24 九年级上山西临汾期中）实验探究和证据推理是提升认知的重要手段。某兴趣小组的同学们对水的组成、当地自来水的生产过程以及自来水软硬产生了浓厚的兴趣，并在老师的指导和帮助下，开启了项目性学习的探究之旅。任务一：水的组成通过实验学习分析，小组同学构建了如下图所示的水分解的微观示意图。(1)请选择或，写出该过程的微观实质 。任务二：探究自来水的生产过程水是一种宝贵的自然资源，当地自来水厂通过加絮凝剂、沉淀、过滤、吸附、消毒等的净水流程进行净水。(2)实验室进行过滤操作时，制作过滤器的方法是：，用水润湿。(3)自来水生产过程中发生化学变化的步骤是 。任务三：判断自来水是硬水还是软水(4)该小组的同学们取了一定量的自来水，进行了如下实验。实验步骤实验现象实验结论取少量自来水于试管中，加入少量的 ，振荡。产生白色浮渣自来水是硬水【查阅资料】(5)自来水中含有较多 离子（填符号）等。【联系实际】(6)小组同学走访了许多工厂和家庭，对硬水的危害有了更多的认识。请联系实际，写出硬水的一种危害：。(7)家庭中将硬水软化的方法是 (8)水壶中的水垢（主要成份是碳酸钙）可以用一种化学试剂除去，写出该反应符号表达式 。4（22-23 九年级上山西忻州期中）絮凝剂常用于水的净化，实验小组探究用絮凝剂净水时影响净化效果的因素。【查阅资料】絮凝剂溶于水后能够吸附水中悬浮物并发生沉降，从而达到净水目的。硫酸铁是一种常见的絮凝剂。【进行实验】I、配制水样和絮凝剂溶液配制水样：向 10L 水中加入 25g 高岭土，搅拌、静置，取上层液作为水样。配制絮凝剂溶液：用 100mL 水和 5g 硫酸铁进行配制。、探究影响水样净化效果的因素取水样，向其中加入絮凝剂溶液，搅拌，测定静置不同时间水样的浊度，并计算浊度去除率（浊度去除率越高代表净化效果越好）。实验记录如下：实验序号水样的体积/mL加入絮凝剂溶液的体积/mL静置时间/min浊度去除率/%20002012.482000.22076.542000.32084.602000.4564.452000.41070.852000.41581.042000.42086.022000.52088.152000.62086.49【解释与结论】(1)如果硫酸铁中的硫酸根离子为2-4SO，那么硫酸铁的化学式为 。写出一种与它组成元素相同的物质的名称 。(2)中浊度去除率比高的原因是 。(3)依据得出的结论是 。(4)探究等量水样中加入絮凝剂溶液的体积对净化效果影响的实验是 （填序号）。【反思与评价】(5)依据实验数据，不能得出“静置时间相同时，等量水样中加入絮凝剂溶液的体积越大，净化效果越好”的结论，其证据是 。5（22-23 九年级上山西临汾期中）校园里的竹林清秀挺拔。某化学兴趣小组对竹子展开了项目化学习的探究。任务一：竹子和木头着火点高低的判断(1)小组同学选择寻找一些样品，进行了实验。并通过实验证明一般竹子的着火点高于木头。从材料选择和实验过程分析该实验应注意的事项（填一点）。任务二：竹子里面的气体的分析【查阅资料】竹子里面的气体可能含有二氧化碳、氧气、氮气。【实验验证】(2)将竹子浸在水里，钻个小孔，看到一串串气泡冒出，然后采用 法（填实验室常用的一种集气方法），收集甲乙两瓶气体。(3)将放有足量红磷的燃烧匙加热后迅速伸入甲瓶中（如图），使红磷燃烧，瓶内充满了白烟。冷却后松开弹簧夹，结果进入的水的体积约占瓶内原气体体积的十分之一。由此实验得出的结论是 。(4)往乙瓶 （填具体操作及现象），说明竹子里的气体中肯定含有二氧化碳。该反应的符号表达式是 。【交流反思】(5)根据以上实验现象，从量的多少方面比较竹子里的气体与空气，可得出结论是 。任务三：竹子实用分析(6)小组同学查阅资料得知，竹子用途广泛。而竹制品使用之前通常先要用食盐水浸泡以延长使用寿命。写出食盐水存在的微粒符号 。6（22-23 九年级上山西太原期中）【探究一】救治新冠患者需要氧气，制氧机制氧是一种途径。某品牌制氧机中有一包白色颗粒和一包黑色粉末，白色颗粒成分为过碳酸钠（化学式为 2Na2CO33H2O2，它是过氧化氢与碳酸钠的化合物，遇水后放出氧气）。某化学实验小组设计实验探究其制氧原理。【实验探究】分别取等质量的白色颗粒和等体积的水加入 a、b 两支试管，再向 b 试管中加入黑色粉末。观察到 a 试管仅有少量气泡，b 试管有大量气泡。欲使 a 试管产生气泡加快，可加入 （填序号）。A红砖粉末 B二氧化锰 C水【探究二】学习了“过氧化氢制氧气使用二氧化锰作催化剂”，某化学实验小组在“寻找新的催化剂”的活动中，对“硫酸铜能否作过氧化氢分解的催化剂”进行了以下探究.【实验探究】甲同学按如下方案进行实验。实验步骤实验现象实验结论 步骤木条不复燃；步骤产生大量气泡，溶液变蓝色；步骤 。硫酸铜能作过氧化氢分解的催化剂。【评价改进】大家认为甲同学的实验结论不严谨。若要确定该实验结论正确，还需证明硫酸铜的质量和 在反应前后都没有发生改变。【探究三】小组的同学们按下图组装，在室温下分别进行了四组实验（如下表），并用传感器测定实验过程中 O2含量的变化情况，得到如左下图所示曲线。组别试剂第 1 组2mL 5%H2O2第 2 组2mL 5%H2O2+3 滴 FeCl3溶液第 3 组2mL 5%H2O2+3 滴 CuSO4溶液第 4 组2mL 5%H2O2+少量 MnO2粉末对比四条曲线，进行分析：（1）MnO2、FeCl3溶液、CuSO4溶液对 H2O2的分解催化作用最好的是 ；（2）第 1 组实验的目的是 ；（3）小组的同学们不加催化剂在不同温度下，用不同浓度的 H2O2溶液进行实验，记录实验现象如下表。据此可得出：升高温度或 （填“增大”或“减小”）反应物浓度可加快的分解。温度H2O2%5060705%无明显气泡无明显气泡极少量气泡10%无明显气泡无明显气泡少量气泡15%无明显气泡少量气泡较多气泡【反思】通过以上探究，同学们得出影响化学反应速率的所有因素是 。7（23-24 九年级上山西长治期中）空气是宝贵的自然资源。化学兴趣小组的同学们在学习了与空气有关的知识后，在老师的带领下，开展了项目式探究。任务一：了解自然界中的碳循环【回顾知识】(1)自然界中的二氧化碳来自动植物的呼吸作用和工业生产等，自然界中吸收二氧化碳可以通过绿色植物的 ，这一过程的生成物除了有机物，还有 。任务二：探究二氧化碳的吸收【提出问题】除了可以利用绿色植物吸收二氧化碳，还有什么方法?【作出猜想】小晋同学提出可以用水来吸收二氧化碳。【实验验证】(2)向一个充满二氧化碳气体的软塑料瓶中加入一定量水，迅速拧紧瓶盖后充分振荡，观察到塑料瓶变瘪，原因是 。【实验结论】可以用水吸收二氧化碳。任务三：探究人体呼出气体和空气的成分【提出问题】人体呼出气体与空气的成分是否有差异?【进行实验】(3)取四个大小相同的空集气瓶，收集两瓶空气并用排水集气法收集两瓶呼出的气体。实验操作实验现象实验结论实验一取一瓶空气与一瓶呼出气体，分别向两瓶气体中各伸入一根燃着的木条 空气中氧气含量比呼出气体中多实验二取一瓶空气与一瓶呼出气体，装有空气的瓶内澄清石灰水无明显变化；装有呼出气体的瓶内澄清石灰水变浑浊呼出气体中二氧化碳含量比空气中多实验三取两块干燥的玻璃片，向其中一块玻璃片上哈气哈气后玻璃片上出现水雾 【交流与讨论】(4)实验二发生反应的文字表达式为 。通过上述实验，同学们发现空气和人体呼出气体成分确实有差异，同时也有了新的认识。任务四：探讨空气资源对人类的影响活动主题探讨空气资源对人类的影响活动对象小区居民时间地点10 月 6 日上午，建设小区活动形式宣讲活动流程讲解空气的组成及重要性。介绍空气污染的主要来源及对人类的影响，并引导小区居民保护空气。活动总结，撰写活动报告【成果分享】(5)同学们通过各种形式了解了空气资源的重要性，在撰写活动报告时，同学们提出了采取植树造林等措施来缓解温室效应加剧，保护空气。除此之外，你还能提出的建议是 (写一条)。8（22-23 九年级上山西大同期中）我国科学家首次在实验室实现了二氧化碳到淀粉的从头合成，使淀粉生产从传统农业种植模式向工业车间生产模式变为可能，也为推进“碳达峰”和“碳中和”目标实现的技术路线提供一种新思路。化学兴趣小组对淀粉展开了项目化探究。项目一：探究淀粉的化学性质【查阅资料】淀粉能作过氧化氢分解的催化剂。【进行实验】利用下图所示装置，进行如下实验：【交流讨论】（1）继续加入过氧化氢溶液，并重复多次的目的是 。（2）有同学认为该实验不能证明淀粉是过氧化氢分解的催化剂，还需要进行的实验是 。项目二：了解淀粉的组成元素【进行实验】取少量淀粉在硬质玻璃管中隔绝空气加强热，观察到玻璃管内出现水雾，实验结束后观察到试管中残留有黑色固体，小组同学猜测该黑色固体是碳单质，于是进行下列实验进行验证。实验步骤实验现象实验结论取少量黑色固体于燃烧匙内，加热至红热时，伸入盛有氧气的集气瓶中 该黑色固体是碳单质【交流讨论】（3）淀粉中含有 (填元素名称)，你的判断依据是 。（4）黑色固体燃烧的符号表达式是 。（5）欲证明黑色固体燃烧的产物是二氧化碳，则应进行的操作是 ，观察到的现象是 。9（22-23 九年级上山西大同期中）化学小组围绕“缠绕成螺旋状的铁丝在氧气中燃烧现象和产物”的问题，在老师的指导下，开启了项目性学习的探究之旅。任务一：“火星四射”的现象与铁丝含碳量的关系实验操作实验现象实验结论实验 1：取直径 0.20mm，含碳 0.1%的铁丝，在氧气中燃烧零星火星射出实验 2：取直径 0.20mm，含碳 0.3%的铁丝，在氧气中燃烧较明显的火星四射铁丝燃烧的化学方程式是 产生火星的量与铁丝含碳量的关系是 。任务二：铁丝缠绕成螺旋状的作用：实验操作实验现象实验结论实验 1：取一根铁丝，将一端插入小木条中，点燃木条，待木条快燃尽时，将其伸入盛有氧气的集气瓶中火星四射，生成黑色固体实验 2：取一根铁丝，将其缠绕成螺旋状，加热螺旋部分至红热后，立即伸入盛有氧气的集气瓶中红热的铁丝在氧气中没有燃烧实验 3：取一根铁丝，将其缠绕成螺旋状并系一小木条，点燃木条，待木条快燃尽时，伸入盛有氧气的集气瓶中剧烈的火星四射，生成黑色固体铁丝在氧气中能不能燃烧，与将铁丝是否缠绕成螺旋状 关(填“有”或“无”)：将铁丝缠绕成螺旋状的目的是 。【反思评价】（1）实验 1实验 3 中对铁丝来说，应控制的变量是 。（2）实验 2 中铁丝没有燃烧的原因是 。任务三：黑色固体中是否含有铁：【信息检索】铁粉是黑色或灰黑色粉末。四氧化三铁为黑色固体，具有磁性。四氧化三铁不能与硫酸铜溶液反应。不能用磁铁来检验黑色固体是否含有铁的理由是 ；同学们又设计了下列实验方案，探究黑色固体中是否含有铁：实验操作实验现象实验结论取少量黑色固体于试管中，加入一定量的硫酸铜溶液，放置一段时间黑色固体表面有红色物质生成。溶液颜色变浅(或变成浅绿色)黑色固体中 铁(填“有”或“无)10（22-23 九年级上山西晋中期中）生命的孕育和维系离不开水。某校实践小组的同学们在老师的组织下，以“生命之源一水”为主题开展项目式学习。任务一：了解自然界的水【咨询交流】(1)自然界中的水中含有难溶性和可溶性杂质，有些地方水质“硬”是由于水中含有较多 (填离子符号)。任务二：制取蒸馏水【模拟绘图】图 1 是同学们参观后水厂后绘制的蒸馏水制取示意图。【小组交流】(2)从天然水净化为蒸馏水的过程中方框 B 表示 。吸附过程中可用到的物质是 。任务三：探究水的电解【进行实验】为研究影响电解水反应速率的因素，小组利用图 2 装置进行了实验探究，数据记录如表所示：实验编号温度()氢氧化钠溶液的浓度(%)氢气的体积(mL)氧气的体积(mL)电解时间(s)A202209.854.0B205209.836.2C302209.646.2D305209.735.4【实验结论】(3)加快电解水反应速率的可采用的方法是 (写一点)。实验过程中发生反应的文字表达式：。任务四：保护水资源(4)生活和生产中的污水处理后方可排放，某污水处理厂用聚合氯化铁处理污水中的悬浮物质和还原物质，其结果如图所示。由图中数据得出污水中投放聚合氯化铁(以 Fe/(mgL)计算)的最佳范围约为 。11（21-22 九年级下山西朔州期中）做“中和反应”实验时，小聪同学向盛有氢氧化钠溶液的烧杯中滴加稀硫酸，过了一回儿后发现忘了滴加酸碱指示剂，于是他停止滴加稀硫酸。同学们对反应后溶液中含有哪些溶质展开了讨论。(提出问题)上述实验中发生反应的化学方程为 ，那反应后溶液中的溶质是什么?(提出猜想)猜想一：溶质是 Na2SO4猜想二：溶质是 Na2SO4和 NaOH猜想三：溶质是 。(查阅资料)Na2SO4溶液呈中性(实验探究)小聪同学设计如下的实验方案方法步骤实验现象实验结论方案一取少量烧杯中的溶液于洁净的试管中，滴入几滴无色酚酞溶液酚酞不变红色猜想一正确猜想二不正确方案二取少量烧杯中的溶液于洁净的试管中，滴加 BaCl2溶液出现白色沉淀猜想三正确方案三取少量烧杯中的溶液于洁净的试管中，加入少量的黑色 CuO粉末，振荡 猜想三正确(方案评价)同学们对小聪的实验方案讨论后认为：方案一存在缺陷，该方案不能证明猜想一是正确的，其原因是 。方案二也不能证明猜想三是正确的，理由是 。同学们经过讨论，一致认为方案三能够证明猜想三是正确的，并讨论除此方案外，还可以向烧杯的溶液中加入活泼金属或碳酸盐等物质进行证明。(实验反思)在分析化学反应后所得物质成分时，还需考虑 。12（22-23 九年级下山西晋城期中）为强健身体，预防疾病，日常生活中可适量补充含一定量电解质的饮用水。同学们利用周末时间，分小组对市售的电解质水进行了调查，并对其作用、适用情况、成分进行了探究。任务一：认识电解质水的作用【查阅资料】电解质水就是富含钾、钠、镁等人体所需元素的水，这些元素在水中以离子形式存在。【分析交流】同学们交流后认为，电解质水中能够维持人体内的水分和维持体液恒定pH的离子是 （写一种）。任务二：了解电解质水的适用情况【专家介绍】同学们在电视上看到专家介绍：在人的血液和细胞液中含有多种电解质，当人体大量出汗时，电解质会伴随汗液排出，因此需要及时补充电解质。【小组讨论】同学们讨论后认为，日常生活中，人在进行了 而引发大量出汗的情况下一定要饮用电解质水。任务三：探究电解质水的成分 同学们买来一瓶市场上常见的电解质水，对其成分进行了探究。【教师指导】电解质水中含有的柠檬酸是一种有机酸，溶于水后能产生少量H+。【进行实验】实验步骤实验现象实验结论取适量电解质水于试管中，滴加几滴23Na CO溶液 电解质水中含有H+，不含2Ca+另取少量电解质水于试管中，向其中滴加几滴 电解质水中含有Cl-【反思评价】（1）有同学提出：步骤的实验结论不合理，理由是 。（2）写出步骤中发生反应的化学方程式：。【实验验证】同学们将实验方案改进后进行了操作，证明了电解质水中含有2Ca+。任务四：自制电解质水【查阅资料】柑橘中富含钾、镁元素。【成果展示】同学们经过上述探究，了解了电解质水的作用和成分，大家用家庭生活中的物质自制了电解质水（如图），请你对所用物质进行补充 。13（23-24 九年级上山西忻州期中）为做好实验室制取氧气的实验活动和评价，某兴趣小组的师生共同讨论并确定了如表所示的评价标准。你是该小组成员，参与完成下列实验活动。评价标准1.是否根据实验条件选择实验方案，并进行可行性论证2.是否积极参与实验操作活动，并善于与同学合作3.是否规范取用药品，节约药品，保持实验台整洁4.是否客观准确记录实验现象，并交流实验成果5.是否体验到实验探究活动的乐趣(1)选择实验方案。实验室可提供三种制取氧气的方案：A加热高锰酸钾B加热混有二氧化锰的氯酸钾C催化分解过氧化氢如果你选方案 B，对应反应的文字表达式为 。(2)进行实验活动。小组同学分工协作完成如下任务：同学甲负责选择组装制取气体装置的仪器。她选择了铁架台、带有导管的橡胶塞、水槽、试管，还应根据如图 1 所提供的的仪器，选择酒精灯和 。(填仪器名称)同学乙负责取用药品。他先检查装置气密性，再用纸槽小心地把高锰酸钾粉末送至试管底部后直立试管。同学丙负责组装仪器。他按“从下到上、从左到右”的顺序组装制取装置，固定试管时注意到试管口应略向下的倾斜，这样做的原因是 。你负责排水法收集氧气。开始收集的时机是 。收集到两瓶气体，均呈红色。用如图 2 中 D 装置做细铁丝燃烧的实验，收集所需氧气最好选用的装置是 (填序号，下同)；做硫燃烧实验，收集所需氧气最好选用的装置是 。由此可见，选择气体的收集方法主要应考虑气体的性质，此外往往还要考虑 。实验结束，待试管冷却，将残余物倒入指定容器，用试管刷洗涤试管；整理实验台，报告老师后离开实验室。(3)评价与反思。小组同学都认为体验到了实验活动的乐趣，但因实验过程存在不足，同意本次活动表现评价为“有待改进”。针对存在的不足，你提出的一条实验改进意见是 。14（22-23 九年级上山西太原期中）化学兴趣小组的同学在实验室做铁丝燃烧的实验。(1)如图所示，反应的符号表达式 。探究一：铁丝绕成螺旋状的原因甲同学：为了增大与氧气的接触面积。乙同学：为了聚热效果好，使未燃的铁丝更好地预热。在老师的指导下，小组同学进行了实验。实验操作及现象见下表，实验中 3 个相同的集气瓶均盛有等量的水和氧气。实验操作取 3 根相同的铁丝，将 1 根拉直，另 2 根绕成宽窄不同的螺旋状，进行如图所示的实验。实验现象铁丝均燃烧，剧烈程度不同，II 最剧烈，其次是 III，较弱的是 I你认为 (填“甲”或“乙”)同学的说法合理，其理由是 。(2)探究二：铁丝在氧气中燃烧时“火星四射”的原因。【实验设计】将纯镁条和不同含碳量的铁丝(镁条和铁丝直径均为 0.4mm)放入相同体积的氧气中燃烧，做对比实验。物质燃烧的现象含碳 0.05%的铁丝剧烈燃烧，极少量火星含碳 0.2%的铁丝剧烈燃烧，少量火星含碳 0.6%的铁丝未记录纯镁条剧烈燃烧，发出耀眼的白光，无火星推测表中“未记录”部分的内容为 。通过以上探究，能得到的实验结论是 。【反思与评价】铁丝在氧气中燃烧的现象还与 有关。请设计实验方案进行验证：。