2022-2023学年广东广州化学九年级上册期末试题知识点汇编-17科学探究题(含解析)

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一、科学探究题

1．（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：。

2．（2022秋·广东广州·九年级统考期末）过氧化氢的分解速率与哪些因素有关？请你参与探究。

(1)探究浓度对过氧化氢分解速率的影响。

①设计实验方案：在两支试管中分别加入5mL5%和mL%过氧化氢溶液，再分别滴入2滴硫酸铜溶液，观察现象。

②上述实验方案中，反应的化学方程式为。

(2)把压强传感器接口A（图1）与过氧化氢分解的实验装置（图略）连接，测得不同温度下过氧化氢分解的气体压强（图2）。根据图2分析，其它条件一定时，过氧化氢的分解速率与有关，判断的依据是。

3．（2022秋·广东广州·九年级统考期末）为验证“二氧化锰在氯酸钾分解反应中可用作催化剂”，小红同学设计了以下实验方案：

①在试管A中加入1.5g二氧化锰，加热，把带火星的木条伸入试管中，观察现象。

②取适量氯酸钾于试管B中，将氯酸钾加热至熔化，把带火星的木条伸入试管中，木条一段时间后复燃。

③取适量氯酸钾于试管C中，加入1.5g二氧化锰，加热，把带火星的木条伸入试管中，观察现象。

④特实验③结束、试管冷却后，向试管中加入些水，将混合物全部移至烧杯，过滤（二氧化锰不溶于水，其它物质均能溶于水），再将固体洗净，烘干，称量。

请回答：

(1)在实验①②的基础上，由实验可得到的结论是，反应的化学方程式为。

(2)实验④的目的是。

(3)小明同学认为以上实验方案不完整，还需要补充实验。请你把需要补充的实验内容填写在下面实验报告里。

实验操作实验现象解释

4．（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10mLO2所用时间。

序号温度催化剂H2O2溶液浓度/%H2O2溶液体积/mL10mLO2所用时间/s

120℃0.1gMnO251076

220℃0.1gMnO2151033

320℃01510t3

450℃0.1gMnO251062

550℃0.1gMnO21510t5

680℃0.1gMnO251040

780℃0.1gMnO2151016

820℃①②10t8

(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3B．4和5C．6和7D．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。

5．（2022秋·广东广州·九年级统考期末）某兴趣小组利用气体压强传感器来探究影响过氧化氢溶液分解速率的因素，他们按照图1做了一系列实验，记录数据如下，请回答：

实验序号催化剂过氧化氢溶液浓度过氧化氢溶液体积/mL相同时间内锥形瓶气体压强值

1/10%20a

21g二氧化锰10%20b

31g二氧化锰15%20c

41g氧化铁10%20d

(1)若A同学完成了实验1和实验2后，绘制出有关曲线如图2，图中曲线①表示的是实验（填序号），由图2可知使用催化剂将（选填“增加”“减少”或“不改变”）生成物的质量。

(2)若B同学为了探究氧化铁（Fe2O3）和二氧化锰对过氧化氢分解的催化效果，进行了实验4和实验（填序号），并绘制出的曲线如图2（曲线①表示二氧化锰②表示氧化铁）。由此可知这种物质对过氧化氢分解的催化效果更好。请写出实验4中所发生反应的化学方程式。

(3)C同学在实验2和实验3的反应进行过程中发现b<c，说明当催化剂的种类和质量相同时，，化学反应速率越快。

(4)若要证明氧化铁是催化剂还需要的实验操作是。

6．（2022秋·广东广州·九年级统考期末）实验室中常见的仪器和用品如图（铁架台、夹持装置略）。请回答下列问题：

(1)取用粉末状固体，应使用的仪器为（填仪器名称）。

(2)若需在实验室制取一瓶氧气，你选择的反应原理是（选择1种原理，写出化学方程式），对应的制备所需仪器和用品有（填标号）。

(3)实验室常用加热无水醋酸钠和碱石灰固体混合物的方法制备甲烷。若用装置m收集甲烷，则气体应从导管（填“p”或“q”）端通水入。甲烷可燃，点燃前要先进行。

(4)为探究“催化剂用量对反应速率的影响”，某同学利用压力传感器进行实验（图1）。倾斜装置A，使试管内H2O2溶液流出与MnO2充分混合，测得A内压强随时间变化如图2。

①0~9s，压强增大的原因有两方面：一是反应放出氧气，装置A内气体增多；二是反应（填“放热”或“吸热”）。

②重复多次实验，发现压强都在9s时瞬间回落，其原因可能是（填标号）。

A．装置A气密性不好，缓慢漏气

B．MnO2恰好消耗完全

C．反应太剧烈，塞子被冲出

D．H2O2恰好消耗完全

③该同学改进实验，控制其他条件相同时，分别加入不同质量的MnO2重复上述实验，采集的数据如下表：

010203040506070

0.03101115128132135138140140

0.06101120130135140140140140

0.09101125135140140140140140

0.12101135140140140140140140

分析表格数据，得出的实验结论是。

7．（2022秋·广东广州·九年级统考期末）广式糖水深受喜爱，用水和蔗糖搭配不同食材可制作出各式可口的糖水。同学们决定对水和蔗糖的组成元素进行探究。

探究一：水的组成

（1）如图实验结束时，注射器I、II中活塞分别停留在mL、12mL刻度线处。拔出注射器、检验所得气体。

（2）电解水的化学方程式为，由此可知水是由组成。

探究二：蔗糖的组成

（3）小明将蔗糖置于氧气中燃烧，检验到生成物是水和二氧化碳，得出“蔗糖由碳元素、氢元素、氧元素组成”的结论。小欣认为该方案不严谨，其理由是。

（4）小欣用如图装置进行实验：

①实验开始前先通入一段时间氮气，排尽装置A内的空气，目的是。

②关闭弹簧夹，加强热使蔗糖分解。停止实验，观察到A中残留有黑色固体，试管B中有出现，经检验证明蔗糖含有氢元素和氧元素。

③小欣猜测A中残留黑色固体可能是碳，并继续用上图装置对黑色固体进行探究，但需把通入氮气改为通入，并往试管B中加入澄清石灰水。点燃酒精灯，观察到A中现象为，B中现象为，证明该黑色固体是碳。由此可知，蔗糖由碳元素、氢元素、氧元素组成。

8．（2022秋·广东广州·九年级统考期末）许多食品包装袋中常有一个标着“石灰干燥剂”小纸袋，内盛有白色固体，其主要成分是生石灰（CaO）。

(1)生石灰可用作干燥剂的原因是（用化学方程式表示）。

(2)下列化学反应的能量变化与（1）中反应不同的是_______（填标号）。

A．燃料的燃烧B．碳与二氧化碳的反应

C．镁与盐酸反应D．铁丝在纯氧中燃烧

(3)某同学购得两包质量相同的A、B生石灰干燥剂后，将A密封置于干燥处保存，尚未使用；将B放置在装有海苔的食品包装袋中已一段时间。设计实验探究干燥剂B的干燥能力是否下降，完成下表，所需试剂和其他仪器任选。

使用的主要仪器实验操作实验现象实验结论

（填“托盘天平”或“温度计”）干燥剂B的干燥能力下降

(4)探究久置已完全失效的生石灰干燥剂的成分。

【提出问题】

生石灰干燥剂完全失效后，成分是什么？

【形成假设】假设I:Ca（OH）2；假设II:Ca（OH）2和CaCO3；假设III:（填化学式）

②作出假设III的依据是（用化学方程式表示）。

【实验探究】

③已知：Ca（OH）2能与盐酸反应生成CaCl2和H2O。

实验操作实验现象实验结论

取少量完全失效的干燥剂于试管中，加入过量盐酸，充分振荡假设Ⅰ成立

【拓展应用】实验室保存生石灰应注意密封保存。

9．（2022秋·广东广州·九年级统考期末）在“宏观-微观-符号”之间建立联系是化学学科独特的学习方式。

(1)2023年我国科学家在实验室中首次实现了从二氧化碳到淀粉的人工合成。其中第一步反应的微观示意图如图所示，已知反应中甲和丁的分子个数比是1：1。

在方框里画出符合实际反应的乙分子微观示意图。

(2)含有铵根离子（）的盐属于铵盐，兴趣小组对铵盐及相关问题进行探究。

【了解组成】

碳酸氢铵的化学式为NH4HCO3，氮元素的质量分数是（精确到0.1%）。某种碳酸氢铵样品中氮元素的质量分数是21.8%，则该碳酸氢铵样品属于（填“纯净物”或“混合物”）。

【比较性质】

常见的铵盐中，仅有碳酸氢铵在常温下就能分解，放出氨气，则常温下鉴别碳酸氢铵与硫酸铵的最简便方法是。

【提出问题】

氨气（NH3）与氯化氢反应可以得到一种铵盐，该反应常用于探究微粒的运动性。那么，微粒运动速率与气体的相对分子质量有什么关系呢？

【查阅资料】

浓盐酸（主要成分是氯化氢）靠近浓氨水时，会出现大量的白烟。

【进行实验】

将一根玻璃管放在水平桌面上，在左右两端同时塞入分别滴有浓盐酸、浓氨水的脱脂棉，再塞紧橡皮塞。稍后，在靠近浓盐酸的一端最先出现白烟，见图甲：

①浓盐酸与浓氨水未直接接触就产生白烟，是因为浓盐酸和浓氨水都具有。

②由图甲实验可知，相同条件下相对分子质量越小的气体，其微粒运动速率越。

【拓展延伸】

再取一根V型玻璃管，开口向上竖直放置，在左右两端同时塞入分别滴有浓盐酸、浓氨水的脱脂棉，再塞紧橡皮塞。稍后，在靠近浓氨水的一端最先出现白烟，见图乙。

①图乙实验中，最先出现白烟的位置与图甲实验相反，说明相同条件下。

②实验中发现V型玻璃管发热，其原因是。

【应用】工业上用CO2和NH3合成尿素【CO（NH2）2】，转化过程如图。

反应①是反应（填基本反应类型）。反应②中另一种产物是（填化学式）。

10．（2022秋·广东广州·九年级统考期末）某化学兴趣小组在学习O2制备时，对MnO2做催化剂加快双氧水分解产生了兴趣，他们提出疑问：其他物质能否对双氧水分解速率产生影响？

【查阅资料】

影响化学反应速率的因素有很多，如：使用催化剂、改变温度、改变反应物的浓度等。

【实验探究】

小组的同学们按图组装，在室温下分别进行了四组实验，并用O2传感器测定实验过程中O2含量的变化情况，得到如图所示曲线。

组别试剂组别试剂

第1组2mL5%H2O2第2组2mL5%H2O2+3滴FeCl3溶液

第3组2mL5%H2O2+3滴CuSO4溶液第4组2mL5%H2O2+少量MnO2粉末

【实验结论】

对比四条曲线，进行分析：

(1)FeCl3溶液、CuSO4溶液对H2O2的分解（填“有”或“无”）加速作用。

(2)几组实验中催化效果最优的H2O2分解的化学方程式是（写在计算过程中）；反应前过氧化氢溶液的质量是30克，催化剂的质量是1克，完全反应后剩余物质的质量是29.4克。计算溶液中参加反应的H2O2的质量是多少（写出计算过程）？

答：（略）。

(3)第1组实验的目的是。

(4)小组的同学们不加催化剂，在不同温度下，用不同浓度的H2O2进行实验，记录实验现象如表。据此可得出结论：。

温度H2O2%50℃60℃70℃

5%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

试卷第1页，共3页

试卷第1页，共3页

参考答案：

1．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：。

2．(1)510

(2)温度由图2可知，时间相同时，温度越高，气体压强越多，反应越快

【详解】（1）探究浓度对过氧化氢分解速率，应控制单一变量，所以过氧化氢溶液的体积一样，浓度不同，故在两支试管中分别加入5mL5%和5mL10%过氧化氢溶液，再分别滴入2滴硫酸铜溶液。过氧化氢溶液在硫酸铜催化下分解为水和氧气，反应的化学方程式为。

（2）由图2可知，时间相同时，温度越高，气体压强越多，反应越快。由此可知过氧化氢的分解速率与温度有关。

3．(1)二氧化锰不能产生氧气，氯酸钾加热后可以产生氧气

(2)证明二氧化锰反应前后质量不变

(3)待“实验③”的试管中没有现象发生时，再重新加入适量氯酸钾于试管C中，加热，把带火星的木条伸入试管中，观察现象带火星的木条复燃二氧化锰反应前后化学性质不变，反应后，仍能加快加快氯酸钾的分解速率

【详解】（1）在实验①②的基础上，由实验可得到的结论是二氧化锰不能产生氧气，氯酸钾加热后可以产生氧气，氯酸钾加热分解生成氯化钾和氧气，反应的化学方程式为：；

（2）实验④的目的是证明二氧化锰反应前后质量不变；

（3）待“实验③”的试管中没有现象发生时，再重新加入适量氯酸钾于试管C中，加热，把带火星的木条伸入试管中，观察现象，实验过程中，带火星的木条复燃，说明二氧化锰反应前后化学性质不变，反应后，仍能加快加快氯酸钾的分解速率。

4．(1)2H2O22H2O+O2↑

(2)催化剂、H2O2溶液浓度、温度

(3)BC

(4)1633

(5)过滤

(6)0.1gFe2O35/15

【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2H2O22H2O+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<33。

（5）过滤将固液分离，MnO2为难溶物，若要将MnO2从混合物中分离出来，可采取的方法是过滤。

（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，催化剂种类是唯一变量，其他条件不变，实验8温度为20℃，可与实验1或2做对比，故填：0.1gFe2O3；5或15。

5．(1)2不改变

(2)2二氧化锰/MnO2

(3)反应物浓度越高

(4)将实验4所得滤渣进行洗涤、干燥、称量，所得固体质量仍为1g。将得到的固体重新加入过氧化氢溶液发现仍然有气体产生。

【详解】（1）完成了实验1和实验2后，绘制出有关曲线如图2，可知曲线①的反应速率快，即曲线①的反应加了催化剂，所以图中曲线①表示的是实验2，由图2可知使用催化剂将不改变生成物的质量。

（2）由控制变量法可知，探究氧化铁（Fe2O3）和二氧化锰对过氧化氢分解的催化效果，可进行实验4和实验2对比。

由于图2中曲线①表示二氧化锰，②表示氧化铁。即二氧化锰对过氧化氢分解的催化效果更好。

由于实验4中的催化剂是氧化铁，所以过氧化氢在氧化铁催化作用下生成水和氧气，化学方程式。

（3）由于在实验2和实验3的反应进行过程中发现b<c，则说明当催化剂的种类和质量相同时，反应物浓度越高，化学反应速率越快。

（4）由于催化剂在化学反应前后质量和化学性质都不改变，所以要证明氧化铁是催化剂还需要的实验操作是将实验4所得滤渣进行洗涤、干燥、称量，所得固体质量仍为1g。将得到的固体重新加入过氧化氢溶液发现仍然有气体产生。

6．(1)药匙

(2)bdeghi

(3)q验纯

(4)放热C其他条件相同时，催化剂用量越大，反应速率越快

【详解】（1）取用粉末状固体，应使用的仪器为药匙；

（2）根据实验室制取氧气可以采用加热高锰酸钾；加热氯酸钾和二氧化锰；过氧化氢溶液分解三种方法，加热试管时需要铁架台，如图所示，未给，因此只能采用过氧化氢溶液在二氧化锰作催化剂的条件下反应生成氧气和水，化学方程式为：；

发生装置是固液常温型，氧气不易溶于水能用排水法收集故所需仪器是带导管的橡皮塞、长颈漏斗、锥形瓶、水槽、集气瓶、玻璃片，故填：bdeghi；

（3）甲烷气体密度比水小应从短导管导入即q端，水从长导管被排出；甲烷不纯点燃会发生爆炸，因此需要先验纯；

（4）①如图所示，压强增大除了因为该反应放出气体还因为该反应会放出热量使气压增大，故填：放热；

②重复多次实验，发现压强都在9s时瞬间回落，A、装置A气密性不好，缓慢漏气，则气压不会回瞬间回落，不符合题意；

B、MnO2是催化剂，不会发生反应，不符合题意；

C、反应太剧烈，塞子被冲出，则气体逸出气压回落，符合题意；

D、过氧化氢完全耗尽则气压会不变而不会回落，不符合题意；

故选：C；

③根据表格数据可知所加入的二氧化锰质量越大则反应越迅速，故填；其他条件相同时，催化剂用量越大，反应速率越快。

7．6

氢元素、氧元素蔗糖燃烧有氧气参与，氧气能提供氧元素防止空气中的氧气，对测定蔗糖中氧元素的干扰，影响实验结果水珠氧气/O2剧烈燃烧，发出白光澄清石灰水变浑浊。

【详解】探究一：

（1）由电解水时“正氧负氢、氢二氧一”可知，实验结束时发现注射器II与电源负极相连，产生是氢气，活塞停留在12mL刻度线处；则注射器一中活塞停留在刻度线6mL处。

（2）水通电生成氢气和氧气，化学方程式为：，氢气是由氢元素组成，氧气是由氧元素组成，化学变化中元素的种类不变，电解水的结论是：水是由氢元素和氧元素组成；

探究二：

（3）该方案不合理，只能说明蔗糖中一定含有碳、氢元素，不能确定是否含有氧元素，理由是蔗糖燃烧有氧气参与，氧气能提供氧元素。

（4）①先通入一会儿氮气的原因是排出装置中的空气，防止空气中的氧气，对测定蔗糖中氧元素的干扰，影响实验结果。

②观察到小烧杯内壁有水珠出现，说明反应生成了水，进一步说明蔗糖中含有氢元素和氧元素。

③为了研究A中残留固体是不是碳，可以将通入氮气改为通入氧气，使氧气和碳单质发生反应生成二氧化碳，A中碳单质和氧气反应的现象是：剧烈燃烧，发出白光，B中加入了澄清石灰水，二氧化碳会使澄清石灰水变浑浊，所以B中现象为：澄清石灰水变浑浊。

8．(1)

(2)B

(3)温度计分别向干燥剂A和B中加入水并用温度计测量温度A加水后温度升高明显，而B加水后温度升高不明显

(4)固体完全消失，无气泡产生

【详解】（1）生石灰即氧化钙能与水反应生成氢氧化钙，因此能做干燥剂，化学方程式为：；

（2）生石灰与水反应会放出大量热，据此判断；

A、燃料的燃烧放热，不符合题意；

B、碳与二氧化碳的反应条件是高温，反应需要吸热，符合题意；

C、镁与盐酸反应放热，不符合题意；

D、铁丝在纯氧中燃烧放热，不符合题意；

故选：B；

（3）根据生石灰与水反应会放热，而反应后生成的氢氧化钙不能与水作用放热，故该实验选用的主要仪器是温度计，分别向二者加水，根据实验结论是B干燥能力下降则温度升高幅度较小，故填：温度计；分别向干燥剂A和B中加入水并用温度计测量温度；A加水后温度升高明显，而B加水后温度升高不明显

（4）根据二氧化碳能和氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水，假设I和II则假设III是碳酸钙，化学式是：；化学方程式为：；

取少量完全失效的干燥剂于试管中，加入过量盐酸，充分振荡，根据结论是假设Ⅰ成立即为氢氧化钙，故现象是：固体完全消失，无气泡产生。

9．(1)

(2)17.7％混合物闻气味挥发性快氯化氢气体的密度大于氨气的密度氯化氢气体与氨气反应放热化合反应

【详解】（1