上海市崇明区三年（2020-2022）中考化学模拟题分题型分层汇编-08综合应用题、科学探究题
一、综合应用题
1．（2022·上海崇明·统考二模）我国化学家侯德榜创立了“侯氏制碱法”，为世界制纯碱的工业作出了杰出贡献。
(1)“侯氏制碱法”生产出Na2CO3的同时得到副产品NH4Cl，生产原理如下图。
Ⅰ、Na2CO3的类别属于______（选填“酸”、“碱”或“盐”）；副产品NH4Cl可作______（选填“氮”、“磷”或“钾”）肥。
Ⅱ、制纯碱的过程中，可以循环利用的物质是______。
(2)下图是氯化钠、碳酸氢钠、氯化铵的溶解度曲线（资料：60℃时溶液中的碳酸氢铵受热分解）
Ⅰ、0℃时，碳酸氢钠的溶解度是______。
Ⅱ、20℃时，将20g氯化钠加入50g水中，充分溶解后得到______（填“饱和”或“不饱和”）溶液。
Ⅲ、产物中NaHCO3比NH4Cl先结晶析出。结合①中生产原理及溶解度曲线解释其原因______。
(3)“侯氏制碱法”生产的纯碱中含有氯化钠。为测定纯碱样品（Na2CO3和NaCl的混合物）中碳酸钠的质量分数，兴趣小组进行了下图的实验。（过滤后滤渣损失忽略不计）
Ⅰ、纯碱样品中碳酸钠的物质的量为______。
Ⅱ、实验中个别同学过滤所得的滤渣未经洗涤直接干燥，这一操作会导致该纯碱样品中碳酸钠的质量分数______（选填“偏大”、“不变”或“偏小”）。
2．（2022·上海崇明·统考二模）探究是学习化学的重要方法
(1)第一兴趣小组对金属的化学性质进行了探究。将a mol锌粉加入到含0.1mol硝酸铜和0.4mol硝酸银的混合溶液中，充分反应后过滤，得到滤渣和滤液。
Ⅰ、锌粉与硝酸铜反应的化学方程式是______。
Ⅱ、若取少量滤液于试管中，滴加稀盐酸，产生白色沉淀，则滤液中溶质的成分是______（用化学式表示）。
Ⅲ、若滤渣中含有两种金属，则a的取值范围是______。
(2)第二兴趣小组对硫酸、氢氧化钠的化学性质进行了如下探究。
Ⅰ、实验一中，将注射器中氢氧化钠溶液全部推入集气瓶中，过一会儿观察到气球鼓起。甲同学认为二氧化碳与氢氧化钠发生了反应；乙同学认为该实验不严谨，于是将该注射器中氢氧化钠溶液换成______，做了对比实验，从而证明二者发生了反应。
Ⅱ、实验二中，反应的化学方程式为______。
Ⅲ、取少量实验三中的剩余溶液，滴加几滴酚酞试液，溶液呈无色，证明稀硫酸与氢氧化钠溶液能发生反应。该实验方案是否可行，并说明理由______。
Ⅳ、将实验四、实验五两支试管反应后的物质倒入同一洁净的烧杯中，充分反应后过滤，得到无色滤液和白色沉淀。同学们对白色沉淀的成分继续进行了实验。
实验操作 实验现象 实验结论
取少量白色沉淀于试管中，加入足量的稀盐酸 ______ 白色沉淀是BaSO4、BaCO3
实验结束后，同学们对废液进行了回收和处理。
二、科学探究题
3．（2020·上海崇明·统考一模）某兴趣小组同学对甲烷燃烧的产物产生了兴趣，设计实验探究：
[提出问题]甲烷燃烧后生成哪些物质？
[猜想与假设]猜想一： CO2、H2O； 猜想二： CO、H2O；猜想三： CO2、 CO、H2O
[实验探究]将甲烷在一定量的纯净氧气中燃烧的产物依次通过下图装置进行验证：
（1）能证明产物中有水蒸气存在的现象是_____。
（2）实验过程中，B装置的作用是_____；该反应的化学方程式是_____。
（3）甲同学认为，仅根据D中澄清石灰水变浑浊，无法确定一氧化碳的存在， 原因是_____。
（4）乙同学根据C中粉末由黑色变为红色，得出气体中存在一氧化碳， 该现象体现了一氧化碳的性质是_____。若0.1mol的氧化铜与足量的一氧化碳反应，求参加反应的一氧化碳的质量是_____，（利用化学方程式列式计算）。
（5）实验探究中用纯净氧气而不用空气的原因是_____。
（6）E处的大号注射器，可以引导气体流向，其另一个主要作用是_____。
[实验结论]经检验，猜想三成立。
4．（2020·上海崇明·统考二模）某兴趣小组运用化学知识进行系列实验。
①如图所示，蒸发食盐水时，玻璃棒的作用是________。
②如图所示，两支试管内产生气泡的速率不同，由此可知影响过氧化氢分解速率的因素是_。
③如图所示，对教材中硫在氧气中燃烧的实验进行了改进，硫在氧气中燃烧的实验现象是___，改进实验的优点是___。
④某同学为了探究相关金属的化学性质，做了下列实验：
Ⅰ实验a试管中反应的化学方程式为__。
Ⅱ只通过实验a和实验b尚不能证明铜、银的活动性强弱，需补充一个实验来证明，补充实验所用的试剂有___。
Ⅲ实验c中物质充分反应后过滤，滤液为蓝色，则判断正确的是____（填序号）。
A 滤渣中一定有银，可能有铜
B 滤液中一定有硝酸锌、硝酸铜、硝酸银
C 滤渣中一定有银和锌，可能有铜
D 滤液中一定有硝酸锌、硝酸铜，可能有硝酸银
5．（2020·上海崇明·统考二模）小组同学利用图四装置研究稀盐酸与氢氧化钠溶液反应的过程，仪器A中溶液慢慢加入烧杯中溶液，用pH和温度传感器测量反应过程中相关物理量的变化情况，得到图五和图六。
①烧杯中发生反应的化学方程式为_____。
②图六中V的数值最接近_____（填“6”、“12”或“16”）。
③有关说法错误的是_______（填序号）。
A 图五中b点所示溶液中通入二氧化碳，无明显现象
B 取图五中d点所示溶液加热蒸干所得固体为混合物
C 图五中c→d所示溶液中NaCl的质量不断增加
D 图六中e→f变化趋势可说明该反应是放热反应
④在图四实验结束后的溶液中加入硫酸铜溶液，观察到________，也可验证稀盐酸与氢氧化钠能发生反应。
6．（2020·上海崇明·统考二模）某白色固体由硫酸钡、碳酸钙、碳酸钠、氢氧化钙中的三种物质组成。为确定其成分，某同学设计并完成如下实验。请把表格中的内容补充完整。
实验操作 实验现象 结论或解释
① 取少量白色固体A于试管中，滴加足量稀盐酸 有气泡产生 固体有剩余 原白色固体中含有__（用化学式表示）
② 取少量无色溶液B于试管中，滴加足量稀盐酸 有气泡产生 原白色固体中含有碳酸钠，生成气体的化学方程式为___
③ 取少量无色溶液B于试管中，先滴加酚酞试液，再加入____ _ 原白色固体中含有碳酸钙
7．（2021·上海·统考一模）利用如图装置探究一氧化碳的有关性质并验证产物，实验步骤如下：
步骤I：关闭K2打开K1，缓缓通入氮气一段时间再关闭K1；
步骤II：点燃装置B、D两处的酒精灯；
步骤III：打开K2，通入纯净的一氧化碳；
步骤IV：待装置B玻璃管中固体全部变色时，停止加热；
步骤V：……
（1）步骤V的相关操作是______。
（2）能够证明一氧化碳具有还原性的实验现象是______。
（3）装置A、C两处都盛放澄清的石灰水，其作用分别是证明一氧化碳不能与澄清石灰水反应、______。
（4）实验过程中，若氧化铜与一氧化碳完全反应得到0.2 mol铜，求参加反应的氧化铜的物质的量是多少？______（根据化学方程式列式计算）
8．（2021·上海·统考二模）科学探究是学习化学的重要途径。
①第一兴趣小组同学做了如图1所示实验。实验结束后，小组同学将A、B两支试管中的上层清液倒进一洁净的烧杯中（如图2），观察到有气泡产生和白色沉淀生成。
Ⅰ.A试管中反应的化学方程式为__________________。
Ⅱ.B试管中的物质充分反应后，所得溶液中的溶质是__________。（写化学式）
Ⅲ.将烧杯内的物质进行过滤，滤液中溶质的成分有三种可能：第一种为NaCl；第二种为NaCl、Na2CO3；第三种为NaCl、BaCl2.小组同学取少量滤液于试管中，只加入一种溶液，就确定了滤液的溶质成分，加入的溶液是_________________。
②第二兴趣小组同学撕开某雪饼包装袋，发现袋内有一包生石灰干燥剂。
Ⅰ.干燥剂干燥的原理是__________________（用化学方程式表示）。
II.甲同学想探究这包干燥剂中是否含有碳酸钙？实验方法是取少量干燥剂于试管中，滴加足量盐酸，观察到________________，说明不含碳酸钙。
ⅡI.乙同学用一支试管做实验就证明了该包干燥剂仍然有效，其实验方法是_________________。
Ⅳ.丙同学在乙同学的实验基础上，认为这包干燥剂（假定都是含钙物质）其成分有两种可能，即CaO或CaO、Ca（OH）2，于是又设计了如下方案：
若bg沉淀所含钙元素质量等于__________时，该包干燥剂成分为CaO。
参考答案：
1．(1) 盐 氮 CO2和 H2O##二氧化碳和水
(2) 6.9g 饱和 同温度下，碳酸氢钠的溶解度比氯化铵小，反应生成的碳酸氢钠的质量比氯化铵大。
(3) 0.1mol 偏大
【解析】(1)
Ⅰ、Na2CO3是由金属离子和酸根离子构成的化合物，属于盐；副产品NH4Cl中含有氮元素，故可作氮肥；
Ⅱ、由流程图可知，流程的末端生成二氧化碳和水，生产过程中有二氧化碳和水参加反应，所以制碱过程中可以循环利用的物质是二氧化碳和水。
(2)
Ⅰ、由图可知，0℃时，碳酸氢钠的溶解度是6.9g；
Ⅱ、20℃时，氯化钠的溶解度约为36g，也就是100g水中最多溶解36g氯化钠，50g水中最多溶解18g氯化钠，将20g氯化钠投入50g水中，有2g没有溶解，因此将20g氯化钠加入50g水中，充分溶解后可得到饱和溶液；
Ⅲ、由图可知，同一温度下，碳酸氢钠的溶解度小于氯化铵的溶解度，流程中中生成碳酸氢钠与氯化铵的化学方程式为:NaCl+NH3+H2O+CO2=NaHCO3↓+NH4Cl，生成的碳酸氢钠与氯化铵的质量比=84:53.5，即反应生成的碳酸氢钠多一些，所以产物中NaHCO3比NH4Cl先结晶析出；故填：同温度下，碳酸氢钠的溶解度比氯化铵小，反应生成的碳酸氢钠的质量比氯化铵大。
(3)
Ⅰ、由图分析可知，加入氯化钙溶液的目的是将碳酸钠转化为碳酸钙沉淀，因此可根据碳酸钙的质量求出碳酸钠的质量，进而求出物质的量，具体方法如下，设纯碱样品中碳酸钠的质量为x,
x=10.6g
根据n= ，则碳酸钠的物质的量==0.1mol；
Ⅱ、该纯碱样品中碳酸钠的质量分数=×100%，过滤所得的滤渣未经洗涤直接干燥，滤渣表面附着有氯化钙，会导致碳酸钙的质量偏大，通过以上方程式计算后，碳酸钠的质量也会偏大，最终碳酸钠的质量分数就偏大。
2．(1) Zn+Cu（NO3）2=Zn（NO3）2+Cu Zn（NO3）2、Cu（NO3）2、AgNO3 0.2mol＜n≤0.3mol
(2) 等体积水（或40mL水） CuSO4+2NaOH＝Cu（OH）2↓+Na2SO4 可行滴加酚酞试液后溶液仍然为无色，说明溶液中氢氧化钠消失了，从而说明氢氧化钠与盐酸发生了化学反应（原因错误不得分） 有气泡产生，白色沉淀部分溶解（完整得分）
【解析】（1）
Ⅰ、锌粉与硝酸铜反应生成硝酸锌和铜，对应的化学方程式是：Zn+Cu（NO3）2=Zn（NO3）2+Cu；
Ⅱ、取少量滤液于试管中，滴加稀盐酸，产生白色沉淀，说明滤液中含有硝酸银，则说明硝酸银还未被完全反应，锌太少，硝酸银未被完全反应，硝酸铜直接不参与反应，则滤液中溶质的成分是：锌和硝酸银反应生成的Zn（NO3）2、未反应的Cu（NO3）2、剩余的AgNO3。
Ⅲ、若滤渣中含有两种金属，则可以使锌恰好将硝酸铜和硝酸银完全反应置换出来铜和银，此时由方程式可知，反应0.4mol硝酸银需要锌0.2mol；由方程式可知，反应0.1mol硝酸铜需要锌0.1 mol，此时a=0.2 mol+0.1 mol=0.3 mol；滤渣中含有两种金属，可以是恰好完全反应置换出来的银和部分置换的铜，所以a的值大于0.2 mol，则a的取值范围是0.2mol＜n≤0.3mol。
（2）
Ⅰ、实验一中，将注射器中氢氧化钠溶液全部推入集气瓶中，过一会儿观察到气球鼓起。不能说明氢氧化钠与二氧化碳反应了，因为二氧化碳能溶于水也会与水反应，没有对比说明不是水导致的实验现象，所以应该将该注射器中氢氧化钠溶液换成等体积水，做对比实验，从气球鼓起的程度从而证明二者发生了反应。
Ⅱ、实验二中，硫酸铜与氢氧化钠反应生成氢氧化铜沉淀和硫酸钠，对应反应的化学方程式为CuSO4+2NaOH＝Cu（OH）2↓+Na2SO4。
Ⅲ、取少量实验三中的剩余溶液，滴加几滴酚酞试液，溶液呈无色，证明稀硫酸与氢氧化钠溶液能发生反应。该实验方案可行，因为氢氧化钠显碱性，遇到酚酞会使酚酞变红，滴加酚酞试液后溶液仍然为无色，说明溶液中氢氧化钠消失了，从而说明氢氧化钠与盐酸发生了化学反应。
Ⅳ、由实验结论白色沉淀是BaSO4、BaCO3可知，取少量白色沉淀于试管中，加入足量的稀盐酸，稀盐酸会与碳酸钡反应生成氯化钡、水和二氧化碳，硫酸钡与稀盐酸直接不反应，所以能看到有气泡产生，白色沉淀部分溶解。
3． 装置A固体由白色变成蓝色 检验燃烧产物中是否含有二氧化碳 使D中澄清石灰水变浑浊的二氧化碳可能是原混合气体中没有被除尽的二氧化碳 还原性 2.8g 空气中含有二氧化碳和水蒸气，影响燃烧产物的检验 收集尾气
【详解】（1）无水硫酸铜遇水变成蓝色。装置A固体由白色变成蓝色，说明原混合气体中含有水蒸气；
（2）澄清石灰水遇二氧化碳变浑浊，常用澄清石灰水检验二氧化碳。实验过程中B装置的作用是检验燃烧产物中是否含有二氧化碳；二氧化碳能和氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水，该反应的化学方程式是：；
（3）使D中澄清石灰水变浑浊的二氧化碳可能是原混合气体中没有被除尽的二氧化碳，仅根据E中澄清石灰水变浑浊，无法确定一氧化碳的存在；
（4）一氧化碳与氧化铜反应生成铜和二氧化碳，过程中一氧化碳得到氧，体现了其还原性；
0.1mol氧化铜的质量为0.1mol×80g/mol=8g。
设参加反应的一氧化碳的质量是x 。
x=2.8g。
答：参加反应的一氧化碳的质量是2.8g.
（5）实验探究中用纯净氧气而不用空气的原因是空气中含有二氧化碳和水蒸气，影响燃烧产物的检验；
（6）F处的大号注射器，可以引导气体流向，其另一个主要作用是收集尾气（或贮存气体），防止空气污染。
4． 使液体均匀受热，防止液体飞溅 过氧化氢溶液的溶质质量分数 发出明亮的蓝紫色火焰，放出热量，生成具有刺激性气味的气体 减少二氧化硫逸出，防止污染空气 Fe+ Cu(NO3)2 =Fe(NO3)2 + Cu 铜、硝酸银溶液 或 银、硝酸铜溶液（其他合理即可）（化学式表示要正确） A D （错、漏不给分）
【详解】①蒸发食盐水时，玻璃棒的作用是使液体均匀受热，防止液体飞溅；
②如图所示，两支试管内产生气泡的速率不同，形成对照的两个实验，只有过氧化氢溶液的浓度不同，根据控制变量原则，可知影响过氧化氢分解速率的因素是过氧化氢溶液的溶质质量分数；
③硫在氧气中燃烧的实验现象是发出明亮的蓝紫色火焰，生成有刺激性气味的气体，放出大量的热，改进实验的优点是生成的二氧化硫能被湿润的棉花上的氢氧化钠吸收，减少二氧化硫逸出，防止污染空气；
④Ⅰ、实验a试管中反应是铁和硝酸铜反应生成硝酸亚铁和铜，化学方程式为Fe+ Cu(NO3)2 =Fe(NO3)2 + Cu；
Ⅱ、通过实验a能证明铁的活动性比铜的强，实验b能证明铁的活动性比银的强，尚不能证明铜、银的活动性强弱，需补充一个实验来证明，补充实验所用的试剂有铜、硝酸银溶液或 银、硝酸铜溶液（其他合理即可），铜与硝酸银反应，或银不与硝酸铜反应都证明铜的活动性比银的强；
Ⅲ、锌、铜、银三种金属的活动性顺序是：锌>铜>银，所以，锌先和硝酸银反应生成银和硝酸锌，剩余的锌再与硝酸铜反应生成铜和硝酸锌，实验c中物质充分反应后过滤，滤液为蓝色，说明硝酸铜有剩余，硝酸银可能完全反应，也可能有剩余，硝酸铜可能没有发生反应，也可能是发生了反应，但有剩余；
A 滤渣中一定有银，可能有铜，选项正确；
B 滤液中一定有硝酸锌、硝酸铜，可能有硝酸银，选项错误；
C 滤渣中一定有银，可能有铜，一定没有锌，选项错误；
D 滤液中一定有硝酸锌、硝酸铜，可能有硝酸银，选项正确。
故选AD。
5． NaOH + HCl =NaCl + H2O 12 B C （错、漏不给分） 无明显现象（或无蓝色沉淀）
【详解】①烧杯中发生反应为稀盐酸与氢氧化钠反应生成氯化钠和水，化学方程式为NaOH + HCl =NaCl + H2O；
②中和反应放热，图六中V对应的温度最高，说明氢氧化钠和盐酸刚好完全反应，溶液的pH为7，结合图五可知，数值最接近12；
③A、图五中b点所示溶液中pH＞7溶液呈碱性，溶液中的溶质是NaCl和NaOH，通入二氧化碳，二氧化碳和氢氧化钠反应生成碳酸钠和水，但反应无明显现象，选项正确；
B、取图五中d点盐酸过量，所示溶液溶质是氯化钠和氯化氢，加热蒸干所得固体为只有氯化钠，为纯净物，选项错误；
C、在c点盐酸和氢氧化钠恰好完全反应，c→d所示溶液中，氯化钠的质量不会增加，选项错误；
D、图六中e→f溶液温度不断升高，变化趋势可说明该反应是放热反应，选项正确。
故选BC；
④由图五可知，在图四实验结束后的溶液中溶质为氯化钠和盐酸，加入硫酸铜溶液，观察到无明显现象，也可验证稀盐酸与氢氧化钠能发生反应。
6． BaSO4 Na2CO3+ 2HCl=2NaCl+H2O +CO2↑ 过量（或足量）氯化钙溶液（或氯化钡、硝酸钙、硝酸钡溶液 ）（化学式表示要正确） 产生白色沉淀，溶液从无色变红色，再变无色（或溶液最终显无色1分）
【详解】（1）硫酸钡是不容于酸的沉淀，碳酸钙沉淀可与酸反应而溶解。白色固体A中加入足量的盐酸，现象是有气泡产生，说明固体溶于水后有碳酸钙存在，但是不确定来源，可能是固体中原有的，也可能是样品中同时有碳酸钠和氢氧化钙，在溶于水的过程中生成的。固体有剩余，原白色固体中含有BaSO4；因为BaSO4为不溶于酸的固体，故含有BaSO4；
（2）少量无色溶液B中加入足量的盐酸，现象是有气泡产生，原白色固体中含有Na2CO3，碳酸钠和盐酸反应生成氯化钠和水和二氧化碳，化学方程式为：Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑；
（3）少量无色溶液B中先加入酚酞试液，因为碳酸钠一定存在，溶液显碱性，酚酞试液变红。同时加入酚酞试液是为了检验无色溶液B中是否含有OH-，从而证明原白色固体中是否有Ca（OH）2，所以需要加入过量的CaCl2溶液除去无色溶液B中Na CO3带来的干扰，然后，根据溶液的颜色来判断是否有Ca（OH）2，若最终溶液为红色，则证明有Ca（OH）2；若最终溶液为无色，则证明没有Ca（OH）2，有CaCO3；故答案为：过量的CaCl2溶液；无。
7． 继续通入一氧化碳至玻璃管冷却为止（或关闭K2打开K1通入氮气至玻璃管冷却为止） 玻璃管中固体从黑色变成了红色 验证一氧化碳与氧化铜的产物二氧化碳 设参加反应的一氧化碳的物质的量为x
答：参加反应的氧化铜的物质的量是0.2mol。
【分析】根据一氧化碳还原氧化铜的原理、步骤及注意事项分析回答有关的问题。
【详解】（1）待装置B玻璃管中固体全部变色时，停止加热；为防止还原出来的铜被氧化，要继续通入一氧化碳至玻璃管冷却为止（或关闭K2打开K1通入氮气至玻璃管冷却为止），故填：继续通入一氧化碳至玻璃管冷却为止（或关闭K2打开K1通入氮气至玻璃管冷却为止）；
（2）玻璃管中固体从黑色变成了红色，就可以证明一氧化碳具有还原性，故填：玻璃管中固体从黑色变成了红色；
（3）装置C处的盛放澄清的石灰水是为了验证一氧化碳与氧化铜的产物二氧化碳，故填：验证一氧化碳与氧化铜的产物二氧化碳；
（4）解：设参加反应的一氧化碳的物质的量为x
答：参加反应的氧化铜的物质的量是0.2mol。
8．
HCl、BaCl2 稀H2SO4（或稀硫酸）
无明显现象（或无气泡产生） 取一定量干燥剂于试管中，加入适量水，用手感觉试管外壁发烫（或放热） ag氧化钙所含钙元素质量（或5/7ag）
【详解】①Ⅰ.A试管中反应为氯化钡与碳酸钠反应生成碳酸钡和氯化钠，该反应的化学方程式为：；
Ⅱ.B试管中，氯化钡和稀硫酸反应生成硫酸钡和盐酸，实验结束后，小组同学将A、B两支试管中的上层清液倒进一洁净的烧杯中，观察到有气泡产生和白色沉淀生成。故A中碳酸钠剩余，B中氯化钡剩余，混合后，碳酸钠先与稀盐酸反应生成氯化钠、二氧化碳和水，待稀盐酸完全反应后，碳酸钠和氯化钡反应生成碳酸钡和氯化钠，故B试管中的物质充分反应后，所得溶液中的溶质是：BaCl2、HCl；
Ⅲ.碳酸钠能与稀硫酸反应生成硫酸钠、二氧化碳和水，氯化钡能与稀硫酸反应生成硫酸钡和盐酸，故可加入稀硫酸，如无明显现象，则为第一种，如产生气泡，则为第二种，如产生白色沉淀，则为第三种；
②Ⅰ.生石灰是氧化钙的俗称，氧化钙能与水反应生成氢氧化钙，故可用作干燥剂，该反应的化学方程式为：；
II.碳酸钙能与稀盐酸反应生成氯化钙、二氧化碳和水，故若观察到无明显现象，则说明不含碳酸钙；
Ⅲ.氧化钙与水反应生成氢氧化钙，放出大量的热，故可取一定量干燥剂于试管中，加入适量水，用手感觉试管外壁发烫（或放热），说明仍然有效；
Ⅳ.根据质量守恒定律，化学反应前后，元素的种类和质量不变，故ag干燥剂中钙元素的质量与bg沉淀中钙元素的质量相等，如果该包干燥剂成分为氧化钙，则钙元素的质量为：。
