专题13 科学探究题-【好题汇编】2024年中考化学二模试题分类汇编（湖南专用）

专题13 科学探究题 考点1 科学探究选择题 1．（2024·湖南衡阳二模）探究浓硫酸稀释操作中浓硫酸和水的注入顺序对实验的影响，实验装置如图1，两个实验分别测得的温度变化如图2。沿漏斗缓慢加入等量液体后，观察到实验2中的湿润紫色石蕊纸条比实验1有更多红色斑点。下列有关分析不合理的是 A．石蕊纸条变为红色说明硫酸易挥发 B．实验2可能更易造成酸液飞溅 C．0～30 s内，实验1比实验2放热缓慢 D．实验1的操作是浓硫酸注入水中 考点2 科学探究综合题 2．（2024·湖南怀化二模）在实验室和生活中选择合适的药品和装置可以制取氧气。 Ⅰ.实验室用图-1所示装置制取并收集氧气。 （1）用MnO2作催化剂，加热分解得到O2和KCl。该反应的符号表达式为 。 （2）搭建如图-2所示装置时，需要调整试管的倾斜角度，可松开 (选填“K1”、“K2”或“K3”)处的螺丝，待调整后再拧紧。 （3）实验结束时，下列两步操作中先进行的是 (填序号)。 a.移走并熄灭酒精灯 b.断开试管与万能瓶之间的连接 Ⅱ.某款家用制氧机利用过碳酸钠(2Na2CO3‧2H2O2)和二氧化锰同时加入水中制取氧气。 己知： ①过碳酸钠易溶于水，遇水分解为Na2CO3和H2O2，Na2CO3易溶于水。 ②可以将KI转化为I1，I2能使淀粉溶液变蓝。 （4）制氧机制氧说明(部分)见下表，其中A、B剂的成分是过碳酸钠或二氧化锰。 A剂 B剂 平均供氧量(毫升/分钟) 供氧时间(分钟) 配方一 1袋 1袋 配方二 2袋 1袋 配方三 3袋 2袋 ①A剂的成分是 。 ②若突发缺氧性疾病，在呼叫救护的同时进行吸氧，应选择的最佳配方是 。 （5）按配方一在水中反应6小时后，无明显气泡产生。取反应后混合物进行下列实验： ①将反应后混合物过滤，得到滤液和黑色滤渣。滤渣的成分为 。 ②取少量滤液，滴加 溶液，再滴加 溶液，溶液变为蓝色，证明滤液中仍含有H2O2。 3．（2024·湖南衡阳二模）化学小组的同学对“暖宝宝”(标签如下图)感到好奇，进行了一系列探究活动。 【查阅资料】 ①蛭石：一种天然矿物，加工后具有极强的保温隔热性能。 ②吸水性树脂：一种新型高分子材料，吸水能力强，可反复吸收水、释放水。 ③暖宝宝的发热原理是铁粉吸氧腐蚀过程中放出热量。加入活性炭能形成微电池，反应更快。 【产品名称】一次性发热贴 【主要成分】铁粉、活性炭、水、吸水性树脂、食盐、蛭石 【产品性能】平均温度53℃，持续时间≥10h （1）请补全铁吸氧腐蚀的总反应方程式： ； 【提出问题1】 如何证明“暖宝宝”袋内含有铁粉？ 【进行实验】 ①取出袋内粉末于滤纸上，用磁铁充分吸引。 ②将少量磁铁吸出的粉末置于试管内，加入足量稀盐酸。 【观察现象】 （2）磁铁吸出的粉末与稀盐酸反应， 。 【得出结论】 袋内含有铁粉。 【提出问题2】 哪些因素会影响铁吸氧腐蚀的速率？ 【进行实验】 小组同学设计了如图所示的实验装置，进行如下5组实验。 【实验记录】 每组实验加入的铁炭总质量为，食盐水体积为，恰好能将固体润湿。 序号 铁炭质量比 食盐水浓度/% 示数差3cm所用时间/s 10分钟时温度升高值/℃ ① 26 90 7.8 ② 26 170 4.2 ③ 26 190 3.3 ④ 13 140 6 ⑤ 6.5 150 6 【解释与结论】 （3）通过实验发现，铁炭质量比对铁吸氧腐蚀速率的影响是 。 （4）要分析食盐水浓度对铁吸氧腐蚀速率的影响，应对比实验 (填实验序号)。 （5）示数差是指U型管左侧液面比右侧液面高。出现该现象的原因是 。 【反思与评价】 （6）依据以上实验，你认为最佳原料配比为第几组，并说明理由 。 4．（2024·湖南怀化洪江二模）已知在高温条件下炽热的焦炭能与水蒸气发生反应，某探究小组同学对其反应后的气体成分做了如下探究。 【提出问题】混合气体中含有哪些成分？ 【猜想假设】 甲同学认为含有一氧化碳、二氧化碳和水蒸气; 乙同学认为含有一氧化碳、二氧化碳、氢气和水蒸气; 丙同学认为除含有一氧化碳、二氧化碳、氢气和水蒸气外，可能还含有氮气。 （1）探究小组同学一致认为丙同学的猜想不合理，小组同学做出此判断的理论依据是 。 【查阅资料】 ①焦炭中的杂质不与水反应; ②无水硫酸铜遇水由白色变为蓝色; ③碱石灰既能吸收二氧化碳又能吸收水。 【进行实验】 小组同学在老师指导下，设计了如下实验装置，并进行实验（图中部分夹持仪器已经略去，假设每一步均充分反应）。 （2）实验开始后，观察到装置A中无水硫酸铜变为蓝色，则混合气体中含有 。 （3）装置B中观察到 的现象，说明混合气体中含有二氧化碳气体。 （4）装置C的作用是 。 （5）若实验中观察到装置F中无水硫酸铜变蓝，装置G中澄清石灰水变浑浊，则装置E中发生反应的化学方程式为 （写一个）。 【实验结论】 （6）实验证明 （填“甲”或“乙”）同学的猜想正确。 【实验反思】 (7)该装置的不足之处是 。 5．（2024·湖南益阳沅江二模）某研究小组利用如图所示装置研究碳的氧化物的性质(固定装置略)。已知碳酸镁加热发生类似碳酸钙的分解反应。(无水起干燥作用) （1）装置A试管中发生反应的化学方程式是 。 （2）装置B玻璃管中发生反应的化学方程式是 。 （3）装置C的作用是 。 （4）反应中，装置D玻璃管中的现象是 。该反应体现了碳的氧化物的性质是 。 （5）图中装置E是防止倒吸的安全瓶。从实验安全考虑，本实验还应在装置 之间添加另一个安全瓶。 （6）气球的作用是 。 6．（2024·湖南邵阳绥宁二模）将打磨后的镁条放入稀盐酸中，一段时间后发现有“灰白色沉淀”产生的异常现象。 【提出问题】灰白色沉淀可能含有什么物质? 【查阅资料】Mg(OH)2受热分解生成MgO和H2O；变色硅胶遇水由蓝色变为粉红色；碱式氯化镁[Mg(OH)Cl]不溶于水，受热易分解生成MgO和HCl气体。 【提出假设】甲同学认为灰白色沉淀中不含MgCl2，你认为原因是 。 乙同学认为灰白色沉淀中可能有三种猜想。 猜想Ⅰ：Mg；  猜想Ⅱ：Mg(OH)Cl；  猜想Ⅲ：Mg(OH)2。 【实验探究】乙同学将灰白色沉淀洗涤、干燥后，分别置于编号为①②③的试管中。 序号 实验操作 实验现象 实验结论 实验1 向试管①中加入适量   （填物质名称） 灰白色沉淀消失，无气泡产生 猜想Ⅰ不成立 实验2 加热试管②，并将蘸有紫色石蕊溶液的滤纸条置于试管口 滤纸条变红 猜想Ⅱ 实验3 加热试管③，将产生的气体通过变色硅胶 变色硅胶 猜想Ⅲ成立 【讨论分析】实验2中滤纸条变红是由于HCl气体溶于水使溶液呈 性，生成HCl气体的原因是 (用化学方程式表示)。 7．（2024·湖南永州李达中学二模）茶垢清洁剂能快速清除茶具上附着的茶垢。某小组同学对茶垢清洁剂进行探究。 主要成分：过碳酸钠（化学式为：） 去渍原理：过碳酸钠溶于水有气体产生，受热易分解，具有Na2CO3和H2O2的双重性质，Na2CO3溶液有较好的去污效果，H2O2分解生成活性氧，可深层带走污垢。 【提出问题1】茶垢清洁剂溶于水生成的气体成分是什么？ 【猜想与假设】小华说：该气体可能是CO2、O2、N2。 （1）小明说：不可能含有N2，因为 。 【实验验证】将产生的气体通入澄清石灰水，石灰水不变浑浊，气体带火星的木条复燃，说明该气体是O2。 【提出问题2】茶垢清洁剂的使用效果是否与温度有关？ 研究小组向两个装有10g茶垢清洁剂的抽滤瓶中，分别注入5mL的冷水、热水，实验装置如图1所示，氧气浓度传感器采集的数据如图2所示。 （2）加入药品前需检查装置气密性，图1装置检查装置气密性的方法是：塞紧橡胶塞后， 。 （3）茶垢清洁剂清洗茶垢时，用 （填“冷水”或“热水”）的效果更好。 【提出问题3】茶垢清洁剂如何保存？ （4）下列物质能与茶垢清洁剂溶液反应使其变质的是______（填序号）。 A．硫酸钠 B．稀盐酸 C．石灰水 D．二氧化锰 （5）茶垢清洁剂在保存时需要注意 。 【提出问题4】茶垢清洁剂溶于水时生成碳酸钠，是否还生成了氢氧化钠？取茶垢清洁剂的水溶液，按如图流程进行实验。 （6）溶液M呈无色，说明茶垢清洁剂溶于水时没有生成氢氧化钠。该实验操作中的氯化钙溶液不可用氢氧化钙溶液代替的原因是 。 8．（2024·湖南永州二模）某化学兴趣小组的同学为了探究“复分解反应发生的条件”，开展了以下实验探究。查阅资料：已知Na2CO3溶液呈碱性。 （1）甲试管发生反应的化学方程式是 。 （2）实验结束后，小组同学把实验后的两支试管的上层清液倒入同一个烧杯中，发现烧杯中仅得到无色溶液M，他们决定对溶液M的溶质成分进行探究。 【提出问题】溶液M的溶质成分是什么？同学们一致认为溶液M的溶质一定有Na2CO3和NaCl，溶质中还可能有什么？对还可能存在的溶质做出以下猜想： 【进行猜想】猜想一：可能有NaOH； 猜想二：可能有Na2SO4； 猜想三：可能有Na2SO4和NaOH。 【猜想验证】 实验操作 现象 结论 Ⅰ．取少量溶液M于试管中 加入足量BaCl2溶液 有白色沉淀产生 溶液M中有硫酸钠 Ⅱ．取Ⅰ反应后的溶液先滴加 酚酞溶液再滴加稀盐酸 无色酚酞溶液 溶液M中有氢氧化钠，猜想三成立 【结论分析】小明认为实验操作Ⅰ的结论不严谨，原因是 。 小明补充实验如下： 实验操作 实验现象 实验结论 取上述操作Ⅰ中的白色沉淀于试管中，滴加足量的稀盐酸 溶液M中有硫酸钠 【实验拓展】 下列试剂不能证明甲试管中二氧化碳与氢氧化钠溶液发生了化学反应的是 (填字母)。 A．稀盐酸    B．氢氧化钡溶液    C．无色酚酞溶液    D．氯化钙溶液 【反思与评价】宏观辨析与微观探析是化学的核心素养之一，根据下面的微观示意图阐述复分解反应的实质是 。 9．（2024·湖南岳阳二模）在校园“消防日”活动中，老师带领学生使用干粉灭火器进行模拟灭火演练。某化学兴趣小组收集灭火后残留的白色固体，探究其成分(不考虑杂质的影响)。 【查阅资料】 ①干粉灭火器的主要成分为碳酸氢钠(NaHCO3)。 ②碳酸氢钠(NaHCO3)受热分解生成碳酸钠(Na2CO3)、二氧化碳和水。 ③碳酸钠受热不分解，碳酸钠溶液呈碱性。 ④碳酸氢钠溶液呈碱性，且不与BaCl2溶液和Ba(NO3)2溶液发生反应。 【提出猜想】 猜想一：固体成分为碳酸氢钠； （1）猜想二：固体成分为 ； 猜想三：固体成分为碳酸氢钠和碳酸钠。 【进行实验】 实验步骤 实验现象 实验结论 小东取少量白色固体于试管中，加水溶解，再滴入无色酚酞试液 无色酚酞试液变红 猜想一成立 【提出疑问】 （2）小玫认为小东得出的结论不准确，理由是 。 【实验探究】 （3）兴趣小组的同学继续进行实验： 实验步骤 实验现象 实验结论 步骤一：取少量固体于试管中并加热，将产生的气体通入澄清石灰水中 固体中含有碳酸氢钠 步骤二：另取少量白色固体于试管中，加水使之完全溶解，再滴加BaCl2溶液 有白色沉淀生成 固体中含有碳酸钠 步骤二中发生反应的化学方程式为 ，该反应的基本类型是 反应。 【实验结论】猜想三正确。 【拓展延伸】 （4）上述实验步骤二 (能/不能)用Ba(NO3)2溶液代替BaCl2溶液。 10．（2024·湖南岳阳市岳阳县二模）管道疏通剂主要针对厨卫设施由于油脂、毛发、菜渣等各种有机物造成的管道堵塞进行疏通。简易版管道疏通剂成分是氢氧化钠和过碳酸钠(2Na2CO3·3H2O2)，工作原理是通过氢氧化钠的腐蚀性软化，再利用过碳酸钠反应生成气体产生压强差，冲开管道内腐蚀物。兴趣小组对简易版疏通剂做了以下探究任务。 任务一：初识疏通剂，观察疏通剂外观和溶解效果。 【观察讨论】 （1）疏通剂是两种白色固体的混合物，预测溶解时现象 。 任务二：探究过碳酸钠反应产生气体的成分。 【实验预测】根据元素守恒和碳酸钠、过氧化氢的性质推断，产生的气体可能是“CO2”或“CO2和O2”或“O2”。 【实验设计】 （2）请设计实验证明，产生的气体只有O2 。 【实验反思】 （3）过碳酸钠的作用是提供氧气，为什么疏通剂中不直添加过氧化氢而选用过碳酸钠?根据下图1回答： 。 任务三：计算简易版疏通剂中氢氧化钠与过碳酸钠的配比，自制疏通剂。 【实验方案】 （4）经讨论决定利用二氧化碳的质量，计算得过碳酸钠的质量。二氧化碳和浓氢氧化钠反应，溶液增重的质量即是CO2的质量，其原理是 (写化学反应方程式)，再用m(样品)-m(过碳酸钠)=m(氢氧化钠)，从而得到两种物质得的配比。 【实验设计】大家从酸的种类、气体干燥、除空气中二氧化碳等方面考虑设计了图2实验： 【反思交流】 （5）指导老师看过后，指出图2实验设计还存在问题，请修正问题 。 （6）任务四：为自制的疏通剂标注使用的“注意事项”： (写一条即可)。 11．（2024·湖南长沙市南雅中学二模）在家庭劳动中，小南对妈妈用“可乐除铁锈”产生了极大的兴趣。于是对其进行了实验探究。小南将几枚生锈的铁钉放入一定量某品牌的可乐中，观察到铁钉表面有气泡产生，容器底部沉有固体物质。反应停止后，取出铁钉用水清洗，铁钉恢复光亮。 任务一：探究容器底部固体成分 【实验探究1】 （1）取出容器底部沉有固体物质，用水清洗后干燥，分成两份备用。 实验操作 实验现象 解释与结论 ①用磁铁靠近其中一份固体 固体物质 (填“不能”或“能”)被吸引 固体物质中不含铁单质。固体物质中一定含有C和 (填化学式) ②往①中固体中加入足量20%的盐酸 固体部分溶解，有少量黑色物质残留，溶液变成黄色 任务二：探究溶液中逸出气体成分 【猜想假设】气体中除了可乐本身含有的CO2外，可能还有H2。 【查阅资料】①H2可以还原CuO，生成Cu和H2O。 ②无水硫酸铜为白色固体，遇水变蓝。 【实验探究2】将逸出气体依次通过如图的组合装置。 （2）A中澄清石灰水的作用是 。 （3）实验过程中观察到 现象，证明逸出气体中含有氢气。 任务三：探究反应停止的原因 【查阅资料】3%的稀盐酸pH约为1，某品牌可乐的pH值为3.39。 【提出问题】铁钉表面已变光亮，而容器底部有大量固体剩余的原因是什么？ 【猜想假设】①可乐太少，酸性物质已消耗完。 ②剩余溶液中酸性物质浓度低与固体反应速率太慢。 【实验探究3】 （4）取反应后的溶液于试管中 (填操作和现象)则猜想①不成立。 【实验探究4】取另一份固体物质放入3%的稀盐酸中，振荡，观察固体溶解，溶液变成黄色。 【实验结论】猜想②成立。 （5）学以致用：小南认为铁制品生锈是因为铁与空气中的水蒸气和氧气共同作用的结果。因此为了防止铁制品锈蚀可以采取的具体措施有 (答一点)。 12．（2024·湖南长沙市长郡教育集团二模）长郡双语化学兴趣小组以“中和反应”为课题进行项目式学习，请你一起参与。 【任务一】认识中和反应 （1）小光同学通过阅读教材知道中和反应是指酸和碱生成盐和水的反应，请你判断：中和反应 （填“属于”或“不属于”）复分解反应，小明通过查阅资料还认识到中和反应都放出热量。 【任务二】探究中和反应 探究1：探究氢氧化钠与稀盐酸能发生中和反应。小玲同学通过实验发现氢氧化钠与稀盐酸反应无明显现象，于是从不同角度设计了如下实验方案进一步证明反应能够发生。 方案 操作 现象 方案一：证明一种反应物消失了 通过pH传感器完成以下实验：向40mL溶质质量分数为0.04%的氢氧化钠溶液中逐滴滴入一定浓度的稀盐酸，测定溶液的pH 溶液的pH随滴入稀盐酸的体积变化情况如图1所示 方案二：证明有新物质生成 ①_______，将所得的溶液倒入蒸发皿中进行蒸发②将步骤①所得的晶体溶于水，滴加无色酚酞溶液 ①产生白色晶体②酚酞溶液不变色 方案三：利用中和反应能放出热量 通过如图2所示装置将2mL的稀盐酸滴加到烧瓶内 观察到红色墨水向右移动 【交流讨论】 （2）图1中C点对应的溶液中溶质成分为 （填化学式）。 （3）请你完善方案二中操作①的内容 。 （4）小娟同学提出，方案三的现象不足以证明氢氧化钠与稀盐酸能发生反应，请你分析原因： 。 探究2：探究醋酸与氢氧化钠反应有水生成。 【查阅资料】 a.无水醋酸和氢氧化钠固体混合后生成醋酸钠和水； b.无水醋酸在常温下为无色液体； c.变色硅胶吸水后由蓝色变红色。 （5）如图3所示，小娟首先分别往4支试管中装入对应的试剂，然后迅速塞紧橡胶塞，观察到只有试管D中硅胶由蓝色变为红色。于是得出结论：醋酸与氢氧化钠反应有水生成。请你分析，试管C中加入的试剂是 。 【任务三】应用中和反应 （6）中和反应在工农业生产和日常生活中有广泛的用途。请你举出一个应用中和反应解决实际问题的例子： 。 13．（2024·湖南长沙市长沙县二模）小明在帮助实验老师整理化学试剂时，发现一瓶敞口放置、标签残缺的无色溶液(如图甲所示)。经实验老师分析可知原瓶溶液中的溶质可能是Na2SO4、NaOH、Na2CO3、NaHCO3中的一种。为确定标签上溶质的化学式，小明设计并进行了如下探究活动。 【资料查阅】上述四种物质的相关信息如表： 物质 Na2SO4 NaOH Na2CO3 NaHCO3 常温下的溶解度/g 19.5 109 21.5 9.6 常温下稀溶液的pH 7 13 11 9 大部分的碳酸氢盐都溶于水。 请回答下列相关问题： （1）首先，小明根据四种物质的溶解度信息确定标签上的化学式不是NaHCO3，其判断依据是 。 接下来，小明设计了两种实验探究方案进行实验： 【探究方案I】 （2）如图乙所示。请你补充完整表中的实验现象： 实验操作 实验现象 实验结论 操作① 图甲中的溶质不是Na2SO4 操作② 图甲中的溶质含有Na2CO3 【探究结论】该试剂瓶标签上溶质的化学式是Na2CO3。 【探究方案II】取少量图甲样品溶液到试管中，加入足量BaCl2溶液，观察到有白色沉淀产生。 【探究结论】 （3）该试剂瓶标签上溶质的化学式是Na2CO3。实验老师指出，由此得出的结论不可靠，理由是 。于是小明继续进行实验：将试管中的所有物质过滤，得到滤液和滤渣。向滤液中滴加酚酞溶液，溶液仍为无色； (请你补充接下来的实验操作和实验现象)。最终小明确定了标签上溶质的化学式为Na2CO3。 【实验反思】 （4）实际上，上述2种探究方案都不能确定标签上溶质的化学式一定是Na2CO3，请你说明原因： 。 14．（2024·湖南长沙二模）在实验复习课中，某组同学用澄清的石灰水鉴别失去标签的碳酸钠溶液和氢氧化钠溶液。请你参与探究，并回答有关问题： 【进行实验】 （1）完成下列表格 操作步骤 实验现象 实验结论 分别用A、B两支试管取少量样品，然后各加入适量澄清石灰水 A中 A中的物质是氢氧化钠溶液；B中的物质是碳酸钠溶液 实验结束后，同学们将A、B两支试管中的废液倒入同一个干净的烧杯中，然后对烧杯内的物质进行了过滤：同学们对滤液的成分很好奇，请你与同学们一起进行探究。 【提出问题】 反应后滤液中溶质的成分是什么？ 【猜想假设】 甲同学的猜想：只含有NaOH； 乙同学的猜想：含有NaOH和Ca(OH)2； 丙同学的猜想：含有NaOH、Ca(OH)2、Na2CO3。 （2）你的猜想还可能是：含有 。 （3）上述猜想中，你认为不合理的猜想是 同学。 【实验探究】 （4）请你设计一个简单的实验来验证“你的猜想”是正确的。 实验操作步骤 实验现象 实验结论 取少量滤液于试管中，再加入 猜想正确 【反思拓展】 （5）在分析化学反应后所得物质的成分时，除考虑生成物外还需考虑： 。 （5）反应物的量不同，充分反应后可能有反应物剩余，在分析化学反应后所得物质的成分时，除考虑生成物外，还需考虑：反应物是否有剩余。 15．（2024·湖南岳阳市长岭中学二模）纯碱在工业生产中用途极广，广泛应用于冶金、造纸、纺织、印染和洗涤剂生产等领域。某化学兴趣小组的同学在预习了纯碱的相关知识后，对纯碱的制备和部分化学性质展开项目式学习，并对部分实验废液进行了拓展探究。 任务一：了解纯碱的制备—“侯氏制碱法” “侯氏制碱法”的主要过程是利用饱和食盐水先后吸收两种气体，生成碳酸氢钠和氯化铵，再加热碳酸氢钠即可制得纯碱。 （1）“侯氏制碱法”中的“侯氏”指的是我国著名化学家 ； （2）“侯氏制碱法”的主要过程中需要吸收的两种气体是 (填字母序号)； A．Cl2    B．NH3    C．SO2    D．CO2 任务二：探究纯碱与酸、碱、盐的反应 向盛有一定量纯碱溶液的三支试管中分别加入稀盐酸、澄清石灰水、氯化钡溶液，实验现象记录如下： 试管编号 1 2 3 加入试剂 稀盐酸 澄清石灰水 氯化钡溶液 实验现象 产生白色沉淀 产生白色沉淀 任务三：对部分废液的拓展探究 化学兴趣小组的同学将实验后试管2和试管3中的物质分别进行过滤，得到滤液甲和滤液乙。 【提出问题】滤液乙中的溶质是什么？ 【猜想与假设】猜想一：氯化钠； 猜想二：氯化钠和碳酸钠； 猜想三： 。 【进行实验】 实验操作 实验现象 实验结论 取少量滤液乙于试管中，加入适量稀硫酸 猜想三成立 【拓展延伸】基于以上探究结论，同学们取一定量的滤液甲和滤液乙于小烧杯中混合，发现有白色沉淀产生，试写出该反应的化学方程式 。 16．（2024·湖南益阳安化二模）2024年为龙年，千百年来，龙在人们心中代表着大气磅礴的非凡气度、自强不息的进取精神、吉祥顺遂的期盼祈愿。在古代就有很多以龙为主题的文物，鎏金铁心铜龙（如下图所示）就是其中的杰出代表作品，它的结构是铁为骨、铜为筋、金为皮。某校化学兴趣小组对该文物非常感兴趣，以化学之眼观文物，将有不一样的收获，让我们跟随他们一起去探索吧。 【资料卡片】 ①常见金属的延展性：金>银>铜>铝>铁 ②部分金属硬度比较 金属名称 铬 铁 银 铜 金 铝 铅 以金刚石的硬度为10作标准 9 4∼5 2.5∼4 2.5∼3 2.5∼3 2∼2.9 1.5 （1）问题1：该文物以金为皮，主要应用了金的哪些性质 。 A．有金属光泽 B．化学性质稳定 C．硬度大 D．延展性好 （2）问题2：如何在铁上镀铜？ 【查阅资料】古书记载“曾青得铁则化为铜”，“曾青”即硫酸铜溶液，向其中加入铁则得到铜，这就是著名的湿法炼铜。 该兴趣小组想模仿湿法炼铜，制作一幅铁板铜龙金属版画。 【实验用品】铁板、铜板、溶液、溶液、溶液、水、砂纸、镂空防腐层等 实验步骤 实验现象 1．用砂纸打磨好金属铁板，贴龙形镂空防腐层。 2．在镂空处滴 溶液。 一段时间后， 。 3．成型后，清洗铁板，撕去防腐层，一幅漂亮的铁板铜龙版画完成。 【拓展延伸】小明同学完成版画后，觉得可以应用活动性强的金属提取溶液中活动性弱的金属。他把一定量的锌粉放入含有硫酸铜、硝酸银、氯化镁的溶液中，充分反应后溶液成无色，过滤，得到滤液A和滤渣B。请问滤渣B中一定有的金属是： 。 （3）问题3：铁板铜龙金属版画如何保存？ 小明欲探究铁生锈的条件，根据这些条件，才可以更好地寻找防止铁锈蚀的方法。他在A、B、C三试管中各加入一根洁净无锈铁钉，然后在A试管中再放入包有干燥剂的棉花，C试管中加入蒸馏水。如图所示。那么B试管中应加入的物质是 。 通过探究得出铁制品锈蚀的过程，实际上是铁与空气中的氧气、水蒸气等发生化学反应的过程。那么这幅铁板铜龙版画保存的方法是： 。（写一种即可） 17．（2024·湖南怀化二模）腾龙洞是国家级景区，中国已探明的最大溶洞。某化学学习小组游览后，为溶洞中形态各异的石笋和钟乳石而惊叹，决定设计简单的实验模拟溶洞的“形成”。 【资料卡片】溶洞都分布在石灰岩组成的山洞中，石灰岩的主要成分是碳酸钙，当遇到溶有二氧化碳的水时，会反应生成溶解性较大的碳酸氢钙；溶有碳酸氢钙的水遇热或当压强突然变小时，溶解在水里的碳酸氢钙就会分解，重新生成碳酸钙沉积下来，同时放出二氧化碳。 （1）他们设计并完成了模拟溶洞“形成”的实验。其实验过程如图所示，试回答：转化发生反应的化学方程式是 ；实现转化，通常采用的基本操作方法是 。 该学习小组的同学思考：向碳酸钠溶液中通入一定量二氧化碳，是否能生成碳酸氢钠？于是他们继续实验探究不考虑二氧化碳和碳酸作为溶质的情况。 【提出问题】向碳酸钠溶液中通入一定量二氧化碳后所得溶液中的溶质是什么？ 【查阅资料】碳酸氢钠溶液呈碱性；碳酸氢钠与溶液不反应。 【作出猜想】 （2）猜想一：溶质为；猜想二：溶质为；猜想三：溶质为 。 【设计实验】 （3） 实验步骤 实验现象 实验结论 取所得溶液少许于试管中，向其中滴加过量溶液 猜想二不成立 取实验步骤中上层清液，滴加适量稀盐酸 猜想一不成立 【得出结论】 （4）猜想三成立，证明二氧化碳通入碳酸钠溶液生成了碳酸氢钠。实验步骤加入过量溶液的目的是 ，写出发生反应的化学方程式 。 【拓展应用】 （5）如果向一定量的澄清石灰水中不断通入二氧化碳，图中能正确地反映生成的碳酸钙沉淀与二氧化碳的质量之间的变化关系的是 填序号。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！18 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！17 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题13 科学探究题 考点1 科学探究选择题 1．（2024·湖南衡阳二模）探究浓硫酸稀释操作中浓硫酸和水的注入顺序对实验的影响，实验装置如图1，两个实验分别测得的温度变化如图2。沿漏斗缓慢加入等量液体后，观察到实验2中的湿润紫色石蕊纸条比实验1有更多红色斑点。下列有关分析不合理的是 A．石蕊纸条变为红色说明硫酸易挥发 B．实验2可能更易造成酸液飞溅 C．0～30 s内，实验1比实验2放热缓慢 D．实验1的操作是浓硫酸注入水中 【答案】A 【解析】A、硫酸显酸性，能使紫色石蕊试液变红，所以石蕊纸条变为红色，说明硫酸飞溅到石蕊纸条上，硫酸没有挥发性，说法错误； B、实验2的温度突然升高，所以是将水注入浓硫酸中，稀释浓硫酸时，若将水注入浓硫酸中，可能造成液体暴沸，酸液飞溅，说法正确； C、由图2曲线可知，0～30 s内，实验1比实验2温度上升低，所以实验1比实验2放热缓慢，说法正确； D、实验1的温度缓慢上升，是浓硫酸注入水中，说法正确。 故选A。 考点2 科学探究综合题 2．（2024·湖南怀化二模）在实验室和生活中选择合适的药品和装置可以制取氧气。 Ⅰ.实验室用图-1所示装置制取并收集氧气。 （1）用MnO2作催化剂，加热分解得到O2和KCl。该反应的符号表达式为 。 （2）搭建如图-2所示装置时，需要调整试管的倾斜角度，可松开 (选填“K1”、“K2”或“K3”)处的螺丝，待调整后再拧紧。 （3）实验结束时，下列两步操作中先进行的是 (填序号)。 a.移走并熄灭酒精灯 b.断开试管与万能瓶之间的连接 Ⅱ.某款家用制氧机利用过碳酸钠(2Na2CO3‧2H2O2)和二氧化锰同时加入水中制取氧气。 己知： ①过碳酸钠易溶于水，遇水分解为Na2CO3和H2O2，Na2CO3易溶于水。 ②可以将KI转化为I1，I2能使淀粉溶液变蓝。 （4）制氧机制氧说明(部分)见下表，其中A、B剂的成分是过碳酸钠或二氧化锰。 A剂 B剂 平均供氧量(毫升/分钟) 供氧时间(分钟) 配方一 1袋 1袋 配方二 2袋 1袋 配方三 3袋 2袋 ①A剂的成分是 。 ②若突发缺氧性疾病，在呼叫救护的同时进行吸氧，应选择的最佳配方是 。 （5）按配方一在水中反应6小时后，无明显气泡产生。取反应后混合物进行下列实验： ①将反应后混合物过滤，得到滤液和黑色滤渣。滤渣的成分为 。 ②取少量滤液，滴加 溶液，再滴加 溶液，溶液变为蓝色，证明滤液中仍含有H2O2。 【答案】（1） （2）K2 （3）b （4）过碳酸钠 配方三 （5）二氧化锰 KI 淀粉 【解析】（1）氯酸钾在加热和二氧化锰催化作用下分解生成氯化钾和氧气，反应的符号表达式为。 （2）K1是调整试管的高度，K2是调整试管的水平位置，K3是调整铁夹夹持试管的位置。如图2所示，调整试管倾斜度可松开K2处的螺丝，待调整后再拧紧。 （3）实验结束时，为防止水倒流进试管内，使热的试管炸裂，先断开试管与万能瓶之间的连接。 故选b。 （4）①因为过碳酸钠易溶于水，遇水分解为Na2CO3和H2O2，H2O2在二氧化锰作催化剂时发生反应生成氧气，供病人呼吸，催化剂只是改变化学反应速率，不影响生成物的质量。根据表中数据配方一、配方二的平均供氧量可知，A剂的成分是过碳酸钠。 ②若突发缺氧性疾病，在呼叫救护的同时进行吸氧，因为配方三过碳酸钠的质量多，生成氧气的质量多，所以应选择的最佳配方是配方三。 （5）①二氧化锰是黑色固体，难溶于水，所以滤渣的成分为二氧化锰。 ②因为H2O2可以将KI转化为I2，淀粉遇I2变蓝。所以另取少量滤液，滴加KI溶液，再滴加淀粉溶液。溶液变为蓝色，证明滤液中仍含有H2O2。 3．（2024·湖南衡阳二模）化学小组的同学对“暖宝宝”(标签如下图)感到好奇，进行了一系列探究活动。 【查阅资料】 ①蛭石：一种天然矿物，加工后具有极强的保温隔热性能。 ②吸水性树脂：一种新型高分子材料，吸水能力强，可反复吸收水、释放水。 ③暖宝宝的发热原理是铁粉吸氧腐蚀过程中放出热量。加入活性炭能形成微电池，反应更快。 【产品名称】一次性发热贴 【主要成分】铁粉、活性炭、水、吸水性树脂、食盐、蛭石 【产品性能】平均温度53℃，持续时间≥10h （1）请补全铁吸氧腐蚀的总反应方程式： ； 【提出问题1】 如何证明“暖宝宝”袋内含有铁粉？ 【进行实验】 ①取出袋内粉末于滤纸上，用磁铁充分吸引。 ②将少量磁铁吸出的粉末置于试管内，加入足量稀盐酸。 【观察现象】 （2）磁铁吸出的粉末与稀盐酸反应， 。 【得出结论】 袋内含有铁粉。 【提出问题2】 哪些因素会影响铁吸氧腐蚀的速率？ 【进行实验】 小组同学设计了如图所示的实验装置，进行如下5组实验。 【实验记录】 每组实验加入的铁炭总质量为，食盐水体积为，恰好能将固体润湿。 序号 铁炭质量比 食盐水浓度/% 示数差3cm所用时间/s 10分钟时温度升高值/℃ ① 26 90 7.8 ② 26 170 4.2 ③ 26 190 3.3 ④ 13 140 6 ⑤ 6.5 150 6 【解释与结论】 （3）通过实验发现，铁炭质量比对铁吸氧腐蚀速率的影响是 。 （4）要分析食盐水浓度对铁吸氧腐蚀速率的影响，应对比实验 (填实验序号)。 （5）示数差是指U型管左侧液面比右侧液面高。出现该现象的原因是 。 【反思与评价】 （6）依据以上实验，你认为最佳原料配比为第几组，并说明理由 。 【答案】（1）6H2O （2）有气泡产生，溶液由无色变为浅绿色 （3）在食盐水浓度等其他条件相同时，铁炭质量比越小，铁吸氧腐蚀速率越快 （4）①④⑤ （5）铁吸氧腐蚀消耗氧气引起的气压减小的影响大于反应放热温度升高造成的气压变大的影响，所以装置内气压减小，使U型管内左侧液面上升 （6）第①组，因为升温速率最快 【解析】（1）反应前含有铁、氧的原子个数为4、6，反应后含有铁、氧、氢的原子个数分别为4、12、12，依据化学反应前后原子种类、数目保持不变，则未知含有6个氧原子和12个氢原子，故填：6H2O； （2）铁能被磁铁吸引，则磁铁吸出的粉末为铁粉，与稀盐酸反应生成氯化亚铁和氢气，反应现象为有气泡产生，溶液由无色变为浅绿色，故填：有气泡产生，溶液由无色变为浅绿色； （3）由表格信息可知：在食盐水浓度等其他条件相同条件相同时，铁炭的质量比越小，温度升高越多，说明铁锈蚀速率越快，则铁吸氧速率越快，故填：在食盐水浓度等其他条件相同时，铁炭质量比越小，铁吸氧腐蚀速率越快； （4）要分析食盐水浓度对铁吸氧腐蚀速率的影响，要控制食盐水浓度不同，铁炭质量比等其他条件相同，则应对比实验为①④⑤； （5）示数差是指U型管两侧液面高度差。出现该现象的原因是铁吸氧腐蚀过程中消耗氧气，使装置内气压减小，而反应放热温度升高造成装置内气压变大，题干中示数差是指U型管两侧液面高度差，说明装置内气压小于外界大气压，则出现该现象的原因是铁吸氧腐蚀消耗氧气引起的气压减小的影响大于反应放热温度升高造成的气压变大的影响，所以装置内气压减小，使U型管内左侧液面上升，故填：铁吸氧腐蚀消耗氧气引起的气压减小的影响大于反应放热温度升高造成的气压变大的影响，所以装置内气压减小，使U型管内左侧液面上升； （6） 第①组，升温速率最快，吸氧腐蚀速率最快，则依据以上实验，你认为最佳原料配比为第①组，因为升温速率最快，故填：第①组，因为升温速率最快。 4．（2024·湖南怀化洪江二模）已知在高温条件下炽热的焦炭能与水蒸气发生反应，某探究小组同学对其反应后的气体成分做了如下探究。 【提出问题】混合气体中含有哪些成分？ 【猜想假设】 甲同学认为含有一氧化碳、二氧化碳和水蒸气; 乙同学认为含有一氧化碳、二氧化碳、氢气和水蒸气; 丙同学认为除含有一氧化碳、二氧化碳、氢气和水蒸气外，可能还含有氮气。 （1）探究小组同学一致认为丙同学的猜想不合理，小组同学做出此判断的理论依据是 。 【查阅资料】 ①焦炭中的杂质不与水反应; ②无水硫酸铜遇水由白色变为蓝色; ③碱石灰既能吸收二氧化碳又能吸收水。 【进行实验】 小组同学在老师指导下，设计了如下实验装置，并进行实验（图中部分夹持仪器已经略去，假设每一步均充分反应）。 （2）实验开始后，观察到装置A中无水硫酸铜变为蓝色，则混合气体中含有 。 （3）装置B中观察到 的现象，说明混合气体中含有二氧化碳气体。 （4）装置C的作用是 。 （5）若实验中观察到装置F中无水硫酸铜变蓝，装置G中澄清石灰水变浑浊，则装置E中发生反应的化学方程式为 （写一个）。 【实验结论】 （6）实验证明 （填“甲”或“乙”）同学的猜想正确。 【实验反思】 (7)该装置的不足之处是 。 【答案】（1）质量守恒定律或化学反应前后，元素种类不变 （2）水蒸气/H2O （3）澄清石灰水变浑浊 （4）除去混合气体中的二氧化碳 （5）或 （6）乙 (7)没有尾气处理装置 【解析】（1）反应物中含有碳元素、氢元素和氧元素，生成物中应该含有碳元素、氢元素和氧元素，不含有氮元素，根据质量守恒定律可知，化学反应前后，元素种类不变，生成物中不可能含有氮气； （2）装置F中无水硫酸铜变蓝，说明反应有水蒸气（H2O）生成； （3）二氧化碳能与澄清石灰水中的氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水，装置B中澄清石灰水变浑浊，说明反应有二氧化碳生成； （4）氢氧化钠能与二氧化碳反应生成碳酸钠和水，装置C的作用是除去混合气体中的二氧化碳，避免对后续实验产生干扰； （5）装置F中无水硫酸铜变蓝，说明反应有水生成，装置G中澄清石灰水变浑浊，说明反应有二氧化碳生成，则证明氢气、一氧化碳均参与了反应，反应的化学方程式分别为、； （6）实验证明该混合气体中含有一氧化碳、二氧化碳、氢气和水蒸气，乙同学的猜想正确； （7）混合气体中含有一氧化碳，一氧化碳有毒，排放到空气中会污染空气，该装置的不足之处是没有尾气处理装置。 5．（2024·湖南益阳沅江二模）某研究小组利用如图所示装置研究碳的氧化物的性质(固定装置略)。已知碳酸镁加热发生类似碳酸钙的分解反应。(无水起干燥作用) （1）装置A试管中发生反应的化学方程式是 。 （2）装置B玻璃管中发生反应的化学方程式是 。 （3）装置C的作用是 。 （4）反应中，装置D玻璃管中的现象是 。该反应体现了碳的氧化物的性质是 。 （5）图中装置E是防止倒吸的安全瓶。从实验安全考虑，本实验还应在装置 之间添加另一个安全瓶。 （6）气球的作用是 。 【答案】（1） （2） （3）吸收未反应完的二氧化碳 （4）有红色固体生成 还原性 （5）B、C （6）处理尾气中的一氧化碳，防止污染空气 【解析】（1）装置A中碳酸镁加热分解为氧化镁和二氧化碳，反应的化学方程式为：； （2）装置B玻璃管中：二氧化碳和碳高温下反应生成一氧化碳，发生反应的化学方程式是； （3）装置C中氢氧化钠能与二氧化碳反应，其作用是吸收未反应完的二氧化碳； （4）装置D中一氧化碳和氧化铜在加热的条件下反应生成铜和二氧化碳，能观察到有红色固体生成；该反应体现了一氧化碳的还原性； （5）B处停止加热后，C处液体容易倒吸入B使装置炸裂，所以应该在装置B、C之间添加装置E； （6）由于尾气中可能含有没有反应完全的一氧化碳，一氧化碳有毒，故F中气球的作用是：处理尾气中的一氧化碳，防止污染空气。 6．（2024·湖南邵阳绥宁二模）将打磨后的镁条放入稀盐酸中，一段时间后发现有“灰白色沉淀”产生的异常现象。 【提出问题】灰白色沉淀可能含有什么物质? 【查阅资料】Mg(OH)2受热分解生成MgO和H2O；变色硅胶遇水由蓝色变为粉红色；碱式氯化镁[Mg(OH)Cl]不溶于水，受热易分解生成MgO和HCl气体。 【提出假设】甲同学认为灰白色沉淀中不含MgCl2，你认为原因是 。 乙同学认为灰白色沉淀中可能有三种猜想。 猜想Ⅰ：Mg；  猜想Ⅱ：Mg(OH)Cl；  猜想Ⅲ：Mg(OH)2。 【实验探究】乙同学将灰白色沉淀洗涤、干燥后，分别置于编号为①②③的试管中。 序号 实验操作 实验现象 实验结论 实验1 向试管①中加入适量   （填物质名称） 灰白色沉淀消失，无气泡产生 猜想Ⅰ不成立 实验2 加热试管②，并将蘸有紫色石蕊溶液的滤纸条置于试管口 滤纸条变红 猜想Ⅱ 实验3 加热试管③，将产生的气体通过变色硅胶 变色硅胶 猜想Ⅲ成立 【讨论分析】实验2中滤纸条变红是由于HCl气体溶于水使溶液呈 性，生成HCl气体的原因是 (用化学方程式表示)。 【答案】 氯化镁可溶于水 稀盐酸（或稀硫酸） 成立 由蓝色变为粉红色 酸 【解析】[提出假设]因为氯化镁可溶于水，所以不能形成灰白色沉淀，故答案为：氯化镁可溶于水； [实验探究]实验1：沉淀消失，并且结论为不含Mg，能同时与氢氧化镁、碱式氯化镁、镁反应，且如果有镁会产生气泡，说明加入了酸，可以是稀盐酸或稀硫酸，故答案为：稀盐酸（或稀硫酸）； 实验2：加热试管②，并将蘸有紫色石蕊溶液的滤纸条置于试管口，滤纸条变红说明生成了氯化氢气体，由于Mg(OH)Cl不溶于水，受热易分解生成MgO和HCl气体，样品中一定有Mg(OH)Cl，猜想Ⅱ成立；故答案为：成立； 实验3：得出结论猜想Ⅲ成立，即白色沉淀中有氢氧化镁，氢氧化镁受热分解生成氧化镁和水，由[查阅资料]可知变色硅胶遇水由蓝色变为粉红色可推出硅胶白色情况，故答案为：由蓝色变为粉红色； [讨论分析]实验2中滤纸条变红是由于HCl气体溶于水形成稀盐酸，具有酸性，生成HCl气体的原因是Mg(OH)Cl受热易分解生成MgO和HCl气体，根据化学方程式书写原则书写即可；故答案为：酸； 。 7．（2024·湖南永州李达中学二模）茶垢清洁剂能快速清除茶具上附着的茶垢。某小组同学对茶垢清洁剂进行探究。 主要成分：过碳酸钠（化学式为：） 去渍原理：过碳酸钠溶于水有气体产生，受热易分解，具有Na2CO3和H2O2的双重性质，Na2CO3溶液有较好的去污效果，H2O2分解生成活性氧，可深层带走污垢。 【提出问题1】茶垢清洁剂溶于水生成的气体成分是什么？ 【猜想与假设】小华说：该气体可能是CO2、O2、N2。 （1）小明说：不可能含有N2，因为 。 【实验验证】将产生的气体通入澄清石灰水，石灰水不变浑浊，气体带火星的木条复燃，说明该气体是O2。 【提出问题2】茶垢清洁剂的使用效果是否与温度有关？ 研究小组向两个装有10g茶垢清洁剂的抽滤瓶中，分别注入5mL的冷水、热水，实验装置如图1所示，氧气浓度传感器采集的数据如图2所示。 （2）加入药品前需检查装置气密性，图1装置检查装置气密性的方法是：塞紧橡胶塞后， 。 （3）茶垢清洁剂清洗茶垢时，用 （填“冷水”或“热水”）的效果更好。 【提出问题3】茶垢清洁剂如何保存？ （4）下列物质能与茶垢清洁剂溶液反应使其变质的是______（填序号）。 A．硫酸钠 B．稀盐酸 C．石灰水 D．二氧化锰 （5）茶垢清洁剂在保存时需要注意 。 【提出问题4】茶垢清洁剂溶于水时生成碳酸钠，是否还生成了氢氧化钠？取茶垢清洁剂的水溶液，按如图流程进行实验。 （6）溶液M呈无色，说明茶垢清洁剂溶于水时没有生成氢氧化钠。该实验操作中的氯化钙溶液不可用氢氧化钙溶液代替的原因是 。 【答案】（1）反应前没有氮元素 （2）向外拉动注射器活塞，松开手后，活塞仍回到原处，则装置的气密性良好 （3）热水 （4）BCD （5）存放在干燥、阴凉处（合理即可） （6）氢氧化钙和碳酸钠反应生成碳酸钙和氢氧化钠，则无法检验原样品中的氢氧化钠 【解析】（1）根据质量守恒定律，反应前后元素种类不变，反应前不含氮元素，因此无法生成氮气； （2）如图，检查该装置气密性时，塞紧橡胶塞后，向外拉动注射器活塞,装置中的压强减小，若装置的气密性良好，松开手后，可观察到活塞仍回到原处，故填：向外拉动注射器活塞，松开手后，活塞仍回到原处，则装置的气密性良好； （3）根据图像可知在热水中生成的氧气更多，则温度越高，去污效果越明显，故填：热水； （4）根据题干信息可知，茶垢清洁剂具有碳酸钠和共氧化氢的双重性质，A、硫酸钠和碳酸钠以及过氧化氢均不会发生反应，因此不会使其变质；B、稀盐酸能和碳酸钠反应生成氯化钠水和二氧化碳，导致其变质，符合题意；C、石灰水中的氢氧化钙能和碳酸钠反应生成碳酸钙沉淀和氢氧化钠，使其变质，符合题意；D、二氧化锰可以加快过氧化氢的分解，导致其变质，符合题意；故选：BCD； （5）根据题意可知茶垢清洁剂在保存时需要注意存放在干燥、阴凉处（合理即可） （6）检验碳酸钠中是否含有氢氧化钠，加入氯化钙的目的是除去碳酸钠，氯化钙和碳酸钠反应生成碳酸钙沉淀和氯化钠，若含有氢氧化钠则溶液显碱性能是酚酞变红，而加入氢氧化钙的话会和碳酸钠反应生成碳酸钙沉淀和氢氧化钠，有氢氧化钠生成则无法检验样品中是否含有氢氧化钠，故填：氢氧化钙和碳酸钠反应生成碳酸钙和氢氧化钠，则无法检验原样品中的氢氧化钠。 8．（2024·湖南永州二模）某化学兴趣小组的同学为了探究“复分解反应发生的条件”，开展了以下实验探究。查阅资料：已知Na2CO3溶液呈碱性。 （1）甲试管发生反应的化学方程式是 。 （2）实验结束后，小组同学把实验后的两支试管的上层清液倒入同一个烧杯中，发现烧杯中仅得到无色溶液M，他们决定对溶液M的溶质成分进行探究。 【提出问题】溶液M的溶质成分是什么？同学们一致认为溶液M的溶质一定有Na2CO3和NaCl，溶质中还可能有什么？对还可能存在的溶质做出以下猜想： 【进行猜想】猜想一：可能有NaOH； 猜想二：可能有Na2SO4； 猜想三：可能有Na2SO4和NaOH。 【猜想验证】 实验操作 现象 结论 Ⅰ．取少量溶液M于试管中 加入足量BaCl2溶液 有白色沉淀产生 溶液M中有硫酸钠 Ⅱ．取Ⅰ反应后的溶液先滴加 酚酞溶液再滴加稀盐酸 无色酚酞溶液 溶液M中有氢氧化钠，猜想三成立 【结论分析】小明认为实验操作Ⅰ的结论不严谨，原因是 。 小明补充实验如下： 实验操作 实验现象 实验结论 取上述操作Ⅰ中的白色沉淀于试管中，滴加足量的稀盐酸 溶液M中有硫酸钠 【实验拓展】 下列试剂不能证明甲试管中二氧化碳与氢氧化钠溶液发生了化学反应的是 (填字母)。 A．稀盐酸    B．氢氧化钡溶液    C．无色酚酞溶液    D．氯化钙溶液 【反思与评价】宏观辨析与微观探析是化学的核心素养之一，根据下面的微观示意图阐述复分解反应的实质是 。 【答案】（1）CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O （2）先变红后褪色 因为溶液中有Na2CO3，生成的白色沉淀也可能是BaCO3，无法确定是否有Na2SO4 沉淀部分溶解，并且有气泡产生 C 溶液中的阴阳离子相互结合生成气体或沉淀或水 【解析】（1）甲试管中二氧化碳与氢氧化钠反应生成碳酸钠和水，反应的化学方程式为：CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O； （2）[猜想验证]Ⅱ．取Ⅰ反应后的溶液先滴加酚酞溶液再滴加稀盐酸，氢氧化钠呈碱性，能使无色酚酞溶液变红，氢氧化钠可与稀盐酸反应生成氯化钠和水，实验中观察到无色酚酞溶液先变红后褪色，说明溶液M中有氢氧化钠，猜想三成立； [结论分析]小明认为实验操作Ⅰ的结论不严谨，是因为溶液中有Na2CO3，氯化钡与碳酸钠反应会生成碳酸钡白色沉淀，所以生成的白色沉淀也可能是BaCO3，无法确定是否有Na2SO4；碳酸钡与稀盐酸反应生成氯化钡、水和二氧化碳，与硫酸钡不反应，取上述操作Ⅰ中的白色沉淀于试管中，滴加足量的稀盐酸，实验中观察到沉淀部分溶解，并且有气泡产生，说明溶液M中有硫酸钠； [实验拓展]A、稀盐酸可以与碳酸钠反应生成氯化钠和水和二氧化碳，故有气体生成，可证明发生了反应，故选项不符合题意； B、氢氧化钡能与碳酸钠反应生成碳酸钡沉淀，故有沉淀生成，可证明发生了反应，故选项不符合题意； C、碳酸钠和氢氧化钠溶液均为碱性，故都能使无色酚酞变红，无法说明发生了反应，故选项符合题意； D、碳酸钠能与氯化钙反应生成碳酸钙沉淀和氯化钠，故有沉淀生成，可证明发生了反应，故选项不符合题意；故选：C； [反思与评价]由反应的微观示意图可知，复分解反应的实质是：溶液中的阴阳离子相互结合生成气体或沉淀或水。 9．（2024·湖南岳阳二模）在校园“消防日”活动中，老师带领学生使用干粉灭火器进行模拟灭火演练。某化学兴趣小组收集灭火后残留的白色固体，探究其成分(不考虑杂质的影响)。 【查阅资料】 ①干粉灭火器的主要成分为碳酸氢钠(NaHCO3)。 ②碳酸氢钠(NaHCO3)受热分解生成碳酸钠(Na2CO3)、二氧化碳和水。 ③碳酸钠受热不分解，碳酸钠溶液呈碱性。 ④碳酸氢钠溶液呈碱性，且不与BaCl2溶液和Ba(NO3)2溶液发生反应。 【提出猜想】 猜想一：固体成分为碳酸氢钠； （1）猜想二：固体成分为 ； 猜想三：固体成分为碳酸氢钠和碳酸钠。 【进行实验】 实验步骤 实验现象 实验结论 小东取少量白色固体于试管中，加水溶解，再滴入无色酚酞试液 无色酚酞试液变红 猜想一成立 【提出疑问】 （2）小玫认为小东得出的结论不准确，理由是 。 【实验探究】 （3）兴趣小组的同学继续进行实验： 实验步骤 实验现象 实验结论 步骤一：取少量固体于试管中并加热，将产生的气体通入澄清石灰水中 固体中含有碳酸氢钠 步骤二：另取少量白色固体于试管中，加水使之完全溶解，再滴加BaCl2溶液 有白色沉淀生成 固体中含有碳酸钠 步骤二中发生反应的化学方程式为 ，该反应的基本类型是 反应。 【实验结论】猜想三正确。 【拓展延伸】 （4）上述实验步骤二 (能/不能)用Ba(NO3)2溶液代替BaCl2溶液。 【答案】（1）碳酸钠/Na2CO3 （2）碳酸钠溶液也显碱性，也能使无色酚酞试液变红 （3）试管内壁有水雾，澄清石灰水变浑浊 复分解 （4）能 【解析】（1）根据猜想一和猜想三可知，猜想二：固体成分为碳酸钠。故填：碳酸钠。 （2）由于碳酸钠溶液也显碱性，能使无色酚酞试液变红，所以小玫认为小东得出的结论不准确。故填：碳酸钠溶液也显碱性，也能使无色酚酞试液变红。 （3）由于碳酸氢钠受热分解生成碳酸钠、水和二氧化碳，所以取少量固体于试管中并加热，将产生的气体通入澄清石灰水中的实验现象是试管内壁有水雾，澄清石灰水变浑浊。故填：试管内壁有水雾，澄清石灰水变浑浊。 步骤二中碳酸钠与氯化钡溶液反应生成碳酸钡白色沉淀和氯化钠，化学方程式为。该反应符合两种化合物互相交换成分生成另外两种化合物的复分解反应定义，属于复分解反应。故填：；复分解。 （4）由于碳酸钠与硝酸钡溶液反应生成碳酸钡白色沉淀和硝酸钠，也能产生白色沉淀，得到相同结论。所以实验步骤二能用Ba(NO3)2溶液代替BaCl2溶液。故填：能。 10．（2024·湖南岳阳市岳阳县二模）管道疏通剂主要针对厨卫设施由于油脂、毛发、菜渣等各种有机物造成的管道堵塞进行疏通。简易版管道疏通剂成分是氢氧化钠和过碳酸钠(2Na2CO3·3H2O2)，工作原理是通过氢氧化钠的腐蚀性软化，再利用过碳酸钠反应生成气体产生压强差，冲开管道内腐蚀物。兴趣小组对简易版疏通剂做了以下探究任务。 任务一：初识疏通剂，观察疏通剂外观和溶解效果。 【观察讨论】 （1）疏通剂是两种白色固体的混合物，预测溶解时现象 。 任务二：探究过碳酸钠反应产生气体的成分。 【实验预测】根据元素守恒和碳酸钠、过氧化氢的性质推断，产生的气体可能是“CO2”或“CO2和O2”或“O2”。 【实验设计】 （2）请设计实验证明，产生的气体只有O2 。 【实验反思】 （3）过碳酸钠的作用是提供氧气，为什么疏通剂中不直添加过氧化氢而选用过碳酸钠?根据下图1回答： 。 任务三：计算简易版疏通剂中氢氧化钠与过碳酸钠的配比，自制疏通剂。 【实验方案】 （4）经讨论决定利用二氧化碳的质量，计算得过碳酸钠的质量。二氧化碳和浓氢氧化钠反应，溶液增重的质量即是CO2的质量，其原理是 (写化学反应方程式)，再用m(样品)-m(过碳酸钠)=m(氢氧化钠)，从而得到两种物质得的配比。 【实验设计】大家从酸的种类、气体干燥、除空气中二氧化碳等方面考虑设计了图2实验： 【反思交流】 （5）指导老师看过后，指出图2实验设计还存在问题，请修正问题 。 （6）任务四：为自制的疏通剂标注使用的“注意事项”： (写一条即可)。 【答案】（1）放出热量，产生气泡 （2）将产生的气体通入澄清石灰水，无明显变化，则没有CO2产生，将带火星的木条放在试管口，带火星的木条复燃，说明产生了氧气 （3）过碳酸钠可以持续稳定供氧 （4） （5）为保证反应前装置中无CO2，反应后CO2全被被吸收，在实验开始前应向装置中通入氮气，将装置内空气排尽，反应后，继续通入氮气，使反应生成的二氧化碳全部被浓氢氧化钠完全吸收，该装置在实验前后，无法通入氮气 （6）严禁接触皮肤、不得与洁厕灵等酸性物质混用、密封保存，注意防潮防晒等(一条即可) 【解析】（1）由题干信息可知，简易版管道疏通剂成分是氢氧化钠和过碳酸钠，氢氧化钠溶于水放出大量的热，过碳酸钠反应生成气体，故预测溶解时现象：放出热量，产生气泡； （2）二氧化碳能与氢氧化钙反应生成碳酸钙和水，能使澄清石灰水变浑浊，故将产生的气体通入澄清石灰水，无明显变化，则没有CO2产生，氧气具有助燃性，故将带火星的木条放在试管口，带火星的木条复燃，说明产生了氧气； （3）由图可知，过氧化氢浓度较高时，制氧速率快，持续时间短，过氧化氢浓度较低时，制氧速率较慢，而过碳酸钠可以持续稳定供氧，产氧量和产氧速率均随加水量的增加而增大，故疏通剂中不直添加过氧化氢而选用过碳酸钠的原因是：过碳酸钠可以持续稳定供氧； （4）二氧化碳和浓氢氧化钠反应，溶液增重的质量即是CO2的质量，其原理是二氧化碳和氢氧化钠反应生成碳酸钠和水，该反应的化学方程式为：； （5）为保证反应前装置中无CO2，反应后CO2全被被吸收，在实验开始前应向装置中通入氮气，将装置内空气排尽，反应后，继续通入氮气，使反应生成的二氧化碳全部被浓氢氧化钠完全吸收，该装置在实验前后，无法通入氮气； （6）疏通剂中含氢氧化钠，氢氧化钠具有腐蚀性，能与酸等反应，能与空气中的二氧化碳反应从而变质，故标注使用的“注意事项”：严禁接触皮肤、不得与洁厕灵等酸性物质混用、密封保存，注意防潮防晒等。 11．（2024·湖南长沙市南雅中学二模）在家庭劳动中，小南对妈妈用“可乐除铁锈”产生了极大的兴趣。于是对其进行了实验探究。小南将几枚生锈的铁钉放入一定量某品牌的可乐中，观察到铁钉表面有气泡产生，容器底部沉有固体物质。反应停止后，取出铁钉用水清洗，铁钉恢复光亮。 任务一：探究容器底部固体成分 【实验探究1】 （1）取出容器底部沉有固体物质，用水清洗后干燥，分成两份备用。 实验操作 实验现象 解释与结论 ①用磁铁靠近其中一份固体 固体物质 (填“不能”或“能”)被吸引 固体物质中不含铁单质。固体物质中一定含有C和 (填化学式) ②往①中固体中加入足量20%的盐酸 固体部分溶解，有少量黑色物质残留，溶液变成黄色 任务二：探究溶液中逸出气体成分 【猜想假设】气体中除了可乐本身含有的CO2外，可能还有H2。 【查阅资料】①H2可以还原CuO，生成Cu和H2O。 ②无水硫酸铜为白色固体，遇水变蓝。 【实验探究2】将逸出气体依次通过如图的组合装置。 （2）A中澄清石灰水的作用是 。 （3）实验过程中观察到 现象，证明逸出气体中含有氢气。 任务三：探究反应停止的原因 【查阅资料】3%的稀盐酸pH约为1，某品牌可乐的pH值为3.39。 【提出问题】铁钉表面已变光亮，而容器底部有大量固体剩余的原因是什么？ 【猜想假设】①可乐太少，酸性物质已消耗完。 ②剩余溶液中酸性物质浓度低与固体反应速率太慢。 【实验探究3】 （4）取反应后的溶液于试管中 (填操作和现象)则猜想①不成立。 【实验探究4】取另一份固体物质放入3%的稀盐酸中，振荡，观察固体溶解，溶液变成黄色。 【实验结论】猜想②成立。 （5）学以致用：小南认为铁制品生锈是因为铁与空气中的水蒸气和氧气共同作用的结果。因此为了防止铁制品锈蚀可以采取的具体措施有 (答一点)。 【答案】（1）不能 （2）检验逸出气体中是否含有二氧化碳 （3）玻璃管中固体由黑色变为红色、U形管中无水硫酸铜由白色变为蓝色 （4）滴加几滴紫色石蕊溶液，观察到溶液变红，说明溶液呈酸性 （5）在铁制品表面刷漆、涂油，保持铁制品表面干燥 【解析】（1）①根据实验结论固体物质中不含铁单质，则用磁铁靠近其中一份固体，固体物质不能被吸引； ②往①中固体中加入足量20%的盐酸，固体部分溶解，有少量黑色物质残留，溶液变成黄色，碳与盐酸不反应，氧化铁与盐酸反应生成氯化铁和水，氯化铁溶液为黄色，说明固体物质中一定含有C和； （2）二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，则A中澄清石灰水的作用是检验逸出气体中是否含有二氧化碳； （3）氢气与氧化铜在加热条件下反应生成水和铜，铜是红色固体，无水硫酸铜遇水变蓝，因此在实验过程中观察到玻璃管中固体由黑色变为红色、U形管中无水硫酸铜由白色变为蓝色的现象，证明逸出气体中含有氢气； （4）猜想①为可乐太少，酸性物质已消耗完，实验结论为猜想①不成立，说明酸性物质没被消耗完，则溶液仍然呈酸性，取反应后的溶液于试管中，滴加几滴紫色石蕊溶液，观察到溶液变红，说明溶液呈酸性，则猜想①不成立； （5）防止铁制品锈蚀可以采取的具体措施有：在铁制品表面刷漆、涂油，保持铁制品表面干燥等。 12．（2024·湖南长沙市长郡教育集团二模）长郡双语化学兴趣小组以“中和反应”为课题进行项目式学习，请你一起参与。 【任务一】认识中和反应 （1）小光同学通过阅读教材知道中和反应是指酸和碱生成盐和水的反应，请你判断：中和反应 （填“属于”或“不属于”）复分解反应，小明通过查阅资料还认识到中和反应都放出热量。 【任务二】探究中和反应 探究1：探究氢氧化钠与稀盐酸能发生中和反应。小玲同学通过实验发现氢氧化钠与稀盐酸反应无明显现象，于是从不同角度设计了如下实验方案进一步证明反应能够发生。 方案 操作 现象 方案一：证明一种反应物消失了 通过pH传感器完成以下实验：向40mL溶质质量分数为0.04%的氢氧化钠溶液中逐滴滴入一定浓度的稀盐酸，测定溶液的pH 溶液的pH随滴入稀盐酸的体积变化情况如图1所示 方案二：证明有新物质生成 ①_______，将所得的溶液倒入蒸发皿中进行蒸发②将步骤①所得的晶体溶于水，滴加无色酚酞溶液 ①产生白色晶体②酚酞溶液不变色 方案三：利用中和反应能放出热量 通过如图2所示装置将2mL的稀盐酸滴加到烧瓶内 观察到红色墨水向右移动 【交流讨论】 （2）图1中C点对应的溶液中溶质成分为 （填化学式）。 （3）请你完善方案二中操作①的内容 。 （4）小娟同学提出，方案三的现象不足以证明氢氧化钠与稀盐酸能发生反应，请你分析原因： 。 探究2：探究醋酸与氢氧化钠反应有水生成。 【查阅资料】 a.无水醋酸和氢氧化钠固体混合后生成醋酸钠和水； b.无水醋酸在常温下为无色液体； c.变色硅胶吸水后由蓝色变红色。 （5）如图3所示，小娟首先分别往4支试管中装入对应的试剂，然后迅速塞紧橡胶塞，观察到只有试管D中硅胶由蓝色变为红色。于是得出结论：醋酸与氢氧化钠反应有水生成。请你分析，试管C中加入的试剂是 。 【任务三】应用中和反应 （6）中和反应在工农业生产和日常生活中有广泛的用途。请你举出一个应用中和反应解决实际问题的例子： 。 【答案】（1）属于 （2）NaCl和HCl （3）取少量氢氧化钠溶液加入足量稀盐酸，振荡 （4）氢氧化钠溶于水放热也会使瓶内的压强增大，红色墨水向右移动；稀盐酸加入烧瓶中，瓶内气体被压缩，压强增大，红色墨水也会向右移动（合理即可） （5）醋酸钠和硅胶 （6）服用氢氧化铝治疗胃酸过多（或用熟石灰改良酸性土壤）（合理即可） 【解析】（1）当两种化合物互相交换成分，生成物中有 沉淀或气体或水生成时，复分解反应才可以发生，中和反应是酸与碱作用生成盐和水的反应，属于复分解反应； （2）方案一：向40mL溶质质量分数为0.04%的氢氧化钠溶液中逐滴滴入一定浓度的稀盐酸，氢氧化钠和稀盐酸反应生成氯化钠和水，图1中C点溶液的pH＜7，显酸性，说明此时盐酸过量，则对应的溶液中溶质成分为NaCl和HCl； （3）方案二：证明有新物质生成； 根据实验现象：①产生白色晶体；②白色晶体溶于水，滴加无色酚酞溶液，酚酞溶液不变色；根据无色酚酞溶液遇酸性或中性溶液不变色，遇碱性溶液变红色；则步骤①为取少量氢氧化钠溶液加入足量稀盐酸，振荡，将所得的溶液倒入蒸发皿中进行蒸发；②将步骤①所得的晶体溶于水，滴加无色酚酞溶液； （4）由于氢氧化钠溶于水放热也会使瓶内的压强增大，红色墨水向右移动；稀盐酸加入烧瓶中，占据部分体积，瓶内气体被压缩，压强增大，红色墨水也会向右移动，所以方案三的现象不足以证明氢氧化钠与稀盐酸能发生反应； （5）分别往4支试管中装入对应的试剂，然后迅速塞紧橡胶塞，观察到只有试管D中硅胶由蓝色变为红色。于是得出结论：醋酸与氢氧化钠反应有水生成； 无水醋酸和氢氧化钠固体混合后生成醋酸钠和水；A试管为无水醋酸和硅胶，不变色；B试管为氢氧化钠固体和硅胶，不变色；D试管为无水醋酸、氢氧化钠固体和硅胶，变色，则C试管中应该是为醋酸钠和硅胶，A、B、C中固体不变色，说明无水醋酸、氢氧化钠固体、醋酸钠固体中不含水，D中固体由蓝色变红色，说明无水醋酸和氢氧化钠固体反应生成了水，故可得出结论：醋酸与氢氧化钠反应有水生成； （6）中和反应是指酸和碱生成盐和水的反应，日常生活中服用氢氧化铝治疗胃酸过多（或用熟石灰改良酸性土壤）等均是中和反应的实际应用。 13．（2024·湖南长沙市长沙县二模）小明在帮助实验老师整理化学试剂时，发现一瓶敞口放置、标签残缺的无色溶液(如图甲所示)。经实验老师分析可知原瓶溶液中的溶质可能是Na2SO4、NaOH、Na2CO3、NaHCO3中的一种。为确定标签上溶质的化学式，小明设计并进行了如下探究活动。 【资料查阅】上述四种物质的相关信息如表： 物质 Na2SO4 NaOH Na2CO3 NaHCO3 常温下的溶解度/g 19.5 109 21.5 9.6 常温下稀溶液的pH 7 13 11 9 大部分的碳酸氢盐都溶于水。 请回答下列相关问题： （1）首先，小明根据四种物质的溶解度信息确定标签上的化学式不是NaHCO3，其判断依据是 。 接下来，小明设计了两种实验探究方案进行实验： 【探究方案I】 （2）如图乙所示。请你补充完整表中的实验现象： 实验操作 实验现象 实验结论 操作① 图甲中的溶质不是Na2SO4 操作② 图甲中的溶质含有Na2CO3 【探究结论】该试剂瓶标签上溶质的化学式是Na2CO3。 【探究方案II】取少量图甲样品溶液到试管中，加入足量BaCl2溶液，观察到有白色沉淀产生。 【探究结论】 （3）该试剂瓶标签上溶质的化学式是Na2CO3。实验老师指出，由此得出的结论不可靠，理由是 。于是小明继续进行实验：将试管中的所有物质过滤，得到滤液和滤渣。向滤液中滴加酚酞溶液，溶液仍为无色； (请你补充接下来的实验操作和实验现象)。最终小明确定了标签上溶质的化学式为Na2CO3。 【实验反思】 （4）实际上，上述2种探究方案都不能确定标签上溶质的化学式一定是Na2CO3，请你说明原因： 。 【答案】（1） 饱和碳酸氢钠溶液的溶质质量分数达不到10% （2）无色酚酞变红色 产生气泡，红色逐渐褪去 （3）硫酸钠与氯化钡反应，也会产生白色沉淀，会对碳酸钠的检验产生干扰 向滤渣中滴加稀盐酸，白色沉淀逐渐消失，并产生气泡 （4）氢氧化钠放置在空气中会吸收空气中的二氧化碳，最终变成碳酸钠，标签上的溶质有可能是氢氧化钠 【解析】（1）依据表格信息可知NaHCO3饱和溶液溶质质量分数为：<10%，说明常温下，碳酸氢钠的溶质质量分数最大只能达到8.8%，达不到标签上的10%，因此，标签上的化学式不是NaHCO3，故填写：饱和碳酸氢钠溶液的溶质质量分数达不到10%。 （2）由图可知，操作①是滴加酚酞溶液，由表可知，硫酸钠常温下稀溶液的pH为7，显中性，碳酸钠、氢氧化钠常温下稀溶液的pH都大于7，显碱性，无色酚酞遇碱性溶液变红，遇中性溶液不变色，实验结论是图甲中的溶质不是Na2SO4，因此，无色酚酞一定遇到的是氢氧化钠或碳酸钠，使其变红，故填写：无色酚酞变红色； 由图可知，操作②是滴加稀盐酸，实验结论是图甲中的溶质含有Na2CO3，稀盐酸与碳酸钠反应，生成氯化钠、 水和二氧化碳，因此，观察到的现象是产生气泡，红色逐渐褪去，故填写：产生气泡，红色逐渐褪去。 （3）由题干可知，原瓶溶液中的溶质可能是Na2SO4、NaOH、Na2CO3、NaHCO3中的一种，加入足量BaCl2溶液，观察到有白色沉淀产生，有可能是硫酸钠与氯化钡反应，生成的白色沉淀硫酸钡，也可能是碳酸钠与氯化钡反应，生成的白色沉淀碳酸钡，无法得出该试剂瓶标签上溶质的化学式是Na2CO3，故填写：硫酸钠与氯化钡反应，也会产生白色沉淀，会对碳酸钠的检验产生干扰； 碳酸钠与氯化钡反应，生成碳酸钡和氯化钠，将试管中的所有物质过滤，得到滤液和滤渣，向滤液中滴加酚酞溶液，溶液仍为无色，说明没有氢氧化钠的干扰，碳酸钡与稀盐酸反应，生成氯化钡、水和二氧化碳，因此，可以向滤渣中滴加稀盐酸，观察到白色沉淀逐渐消失，并产生气泡，故填写：向滤渣中滴加稀盐酸，白色沉淀逐渐消失，并产生气泡。 （4）由图可知，装溶液的试剂瓶没有瓶塞，如果原溶液是NaOH溶液，氢氧化钠溶液放置在空气中会吸收空气中的二氧化碳，最终变成碳酸钠，此时，再检测仍然有可能认为是碳酸钠，故填写：氢氧化钠放置在空气中会吸收空气中的二氧化碳，最终变成碳酸钠，标签上的溶质有可能是氢氧化钠。 14．（2024·湖南长沙二模）在实验复习课中，某组同学用澄清的石灰水鉴别失去标签的碳酸钠溶液和氢氧化钠溶液。请你参与探究，并回答有关问题： 【进行实验】 （1）完成下列表格 操作步骤 实验现象 实验结论 分别用A、B两支试管取少量样品，然后各加入适量澄清石灰水 A中 A中的物质是氢氧化钠溶液；B中的物质是碳酸钠溶液 实验结束后，同学们将A、B两支试管中的废液倒入同一个干净的烧杯中，然后对烧杯内的物质进行了过滤：同学们对滤液的成分很好奇，请你与同学们一起进行探究。 【提出问题】 反应后滤液中溶质的成分是什么？ 【猜想假设】 甲同学的猜想：只含有NaOH； 乙同学的猜想：含有NaOH和Ca(OH)2； 丙同学的猜想：含有NaOH、Ca(OH)2、Na2CO3。 （2）你的猜想还可能是：含有 。 （3）上述猜想中，你认为不合理的猜想是 同学。 【实验探究】 （4）请你设计一个简单的实验来验证“你的猜想”是正确的。 实验操作步骤 实验现象 实验结论 取少量滤液于试管中，再加入 猜想正确 【反思拓展】 （5）在分析化学反应后所得物质的成分时，除考虑生成物外还需考虑： 。 【答案】（1）无明显现象 （2）NaOH和Na2CO3 （3）丙 （4）过量的稀盐酸(合理即可) 有气泡生成(合理即可) （5）反应物是否剩余 【解析】（1）因为碳酸钠和氢氧化钙反应会生成碳酸钙沉淀，碳酸钠不会与氢氧化钠反应，所以实验现象应该是A中无明显现象，B中生成白色沉淀(溶液变浑浊)。 （2）碳酸钠溶液与澄清石灰水反应会出现三种情况：其一，两溶液恰好完全反应，反应后的溶液中只含有氢氧化钠；其二，碳酸钠溶液过量，反应后的溶液中除生成的氢氧化钠外还含有未反应的碳酸钠；其三，澄清石灰水过量，反应后的溶液中除生成的氢氧化钠外还含有未反应的氢氧化钙，所以猜想是：含有NaOH、Na2CO3。 （3）碳酸根离子和钙离子会生成碳酸钙沉淀，所以认为不合理的猜想是丙，理由是：Ca(OH)2与Na2CO3会继续反应生成碳酸钙和氢氧化钠。 （4）碳酸钠和酸反应会生成二氧化碳气体，所以为了验证猜想正确，可以取少量滤液于试管中，再加入过量的稀盐酸(或稀硫酸等)，若看到有气泡生成，则说明猜想正确，溶液中含有NaOH、Na2CO3。 （5）反应物的量不同，充分反应后可能有反应物剩余，在分析化学反应后所得物质的成分时，除考虑生成物外，还需考虑：反应物是否有剩余。 15．（2024·湖南岳阳市长岭中学二模）纯碱在工业生产中用途极广，广泛应用于冶金、造纸、纺织、印染和洗涤剂生产等领域。某化学兴趣小组的同学在预习了纯碱的相关知识后，对纯碱的制备和部分化学性质展开项目式学习，并对部分实验废液进行了拓展探究。 任务一：了解纯碱的制备—“侯氏制碱法” “侯氏制碱法”的主要过程是利用饱和食盐水先后吸收两种气体，生成碳酸氢钠和氯化铵，再加热碳酸氢钠即可制得纯碱。 （1）“侯氏制碱法”中的“侯氏”指的是我国著名化学家 ； （2）“侯氏制碱法”的主要过程中需要吸收的两种气体是 (填字母序号)； A．Cl2    B．NH3    C．SO2    D．CO2 任务二：探究纯碱与酸、碱、盐的反应 向盛有一定量纯碱溶液的三支试管中分别加入稀盐酸、澄清石灰水、氯化钡溶液，实验现象记录如下： 试管编号 1 2 3 加入试剂 稀盐酸 澄清石灰水 氯化钡溶液 实验现象 产生白色沉淀 产生白色沉淀 任务三：对部分废液的拓展探究 化学兴趣小组的同学将实验后试管2和试管3中的物质分别进行过滤，得到滤液甲和滤液乙。 【提出问题】滤液乙中的溶质是什么？ 【猜想与假设】猜想一：氯化钠； 猜想二：氯化钠和碳酸钠； 猜想三： 。 【进行实验】 实验操作 实验现象 实验结论 取少量滤液乙于试管中，加入适量稀硫酸 猜想三成立 【拓展延伸】基于以上探究结论，同学们取一定量的滤液甲和滤液乙于小烧杯中混合，发现有白色沉淀产生，试写出该反应的化学方程式 。 【答案】 侯德榜 BD 产生气泡 氯化钠和氯化钡 产生白色沉淀 【解析】任务一： （1）“侯氏制碱法”中的“侯氏”指的是我国著名化学家侯德榜； （2）“侯氏制碱法”的主要过程中是将氨气通入饱和食盐水而成氨盐水，再通入二氧化碳生成碳酸氢钠沉淀，经过滤、洗涤得NaHCO3晶体，再煅烧制得纯碱产品，其滤液是含有氯化铵和氯化钠的溶液，再从含有氯化铵和氯化钠的滤液中结晶沉淀出氯化铵晶体。需要吸收的两种气体是氨气和二氧化碳，故选BD； 任务二：碳酸钠与盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳，向盛有一定量纯碱溶液加入稀盐酸会产生气泡； 任务三：碳酸钠和氢氧化钙反应生成白色沉淀碳酸钙和氢氧化钠， 猜想与假设： 碳酸钠和氯化钡反应生成碳酸钡沉淀和氯化钠，恰好完全反应时，滤液乙中的溶质是氯化钠，碳酸钠过量时，滤液乙中的溶质是氯化钠和碳酸钠；氯化钡过量时，滤液乙中的溶质是氯化钠和氯化钡，猜想三是氯化钠和氯化钡； 进行实验： 猜想三成立，氯化钡与硫酸反应生成硫酸钡沉淀和盐酸，取少量滤液乙于试管中，加入适量稀硫酸，实验现象是产生白色沉淀； 拓展延伸： 碳酸钠和氢氧化钙反应生成白色沉淀碳酸钙和氢氧化钠，滤液甲中的溶质是氢氧化钠或氢氧化钠和碳酸钠或氢氧化钠和氢氧化钙，同学们取一定量的滤液甲和滤液乙于小烧杯中混合，发现有白色沉淀产生，发生的反应是氯化钡与碳酸钠反应生成碳酸钡沉淀和氯化钠，反应的化学方程式为：。 16．（2024·湖南益阳安化二模）2024年为龙年，千百年来，龙在人们心中代表着大气磅礴的非凡气度、自强不息的进取精神、吉祥顺遂的期盼祈愿。在古代就有很多以龙为主题的文物，鎏金铁心铜龙（如下图所示）就是其中的杰出代表作品，它的结构是铁为骨、铜为筋、金为皮。某校化学兴趣小组对该文物非常感兴趣，以化学之眼观文物，将有不一样的收获，让我们跟随他们一起去探索吧。 【资料卡片】 ①常见金属的延展性：金>银>铜>铝>铁 ②部分金属硬度比较 金属名称 铬 铁 银 铜 金 铝 铅 以金刚石的硬度为10作标准 9 4∼5 2.5∼4 2.5∼3 2.5∼3 2∼2.9 1.5 （1）问题1：该文物以金为皮，主要应用了金的哪些性质 。 A．有金属光泽 B．化学性质稳定 C．硬度大 D．延展性好 （2）问题2：如何在铁上镀铜？ 【查阅资料】古书记载“曾青得铁则化为铜”，“曾青”即硫酸铜溶液，向其中加入铁则得到铜，这就是著名的湿法炼铜。 该兴趣小组想模仿湿法炼铜，制作一幅铁板铜龙金属版画。 【实验用品】铁板、铜板、溶液、溶液、溶液、水、砂纸、镂空防腐层等 实验步骤 实验现象 1．用砂纸打磨好金属铁板，贴龙形镂空防腐层。 2．在镂空处滴 溶液。 一段时间后， 。 3．成型后，清洗铁板，撕去防腐层，一幅漂亮的铁板铜龙版画完成。 【拓展延伸】小明同学完成版画后，觉得可以应用活动性强的金属提取溶液中活动性弱的金属。他把一定量的锌粉放入含有硫酸铜、硝酸银、氯化镁的溶液中，充分反应后溶液成无色，过滤，得到滤液A和滤渣B。请问滤渣B中一定有的金属是： 。 （3）问题3：铁板铜龙金属版画如何保存？ 小明欲探究铁生锈的条件，根据这些条件，才可以更好地寻找防止铁锈蚀的方法。他在A、B、C三试管中各加入一根洁净无锈铁钉，然后在A试管中再放入包有干燥剂的棉花，C试管中加入蒸馏水。如图所示。那么B试管中应加入的物质是 。 通过探究得出铁制品锈蚀的过程，实际上是铁与空气中的氧气、水蒸气等发生化学反应的过程。那么这幅铁板铜龙版画保存的方法是： 。（写一种即可） 【答案】（1）ABD （2）/硫酸铜 镂空处铁表面有红色固体析出，溶液由蓝色变浅绿色 Cu/铜 （3）经煮沸迅速冷却的蒸馏水并覆盖一层植物油盖住铁钉 保持干燥或在铁板上涂些油、刷透明油漆（合理即可） 【解析】（1）根据资料分析，金的延展性好，硬度并不大，该文物以金为皮，主要应用了金具有金属光泽 、稳定性好、延展性好的性质，故选：ABD； （2）根据题意，在铁上镀铜，仿湿法炼铜（铁和硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜），所以选择含有铜离子的盐，即硫酸铜，在镂空处滴硫酸铜溶液，铁与硫酸铜反应生成铜和硫酸亚铁，一段时间后，可观察到镂空处铁表面有红色固体析出，溶液由蓝色变浅绿色； [拓展延伸]三种溶液混合，硝酸银与氯化镁会发生反应生成氯化银沉淀； 若硝酸银过量，则氯化镁反应完全，溶液中为硫酸铜、硝酸银，根据金属活动性顺序Mg＞Zn＞H＞Cu＞Ag，锌先与硝酸银反应生成硝酸锌和银，待硝酸银反应完全，若锌有剩余，锌会与硫酸铜反应生成硫酸锌和铜，充分反应后溶液成无色，说明硝酸银和硫酸铜均反应完全，则滤渣B中为氯化银、银、铜，可能含有锌； 若硝酸银适量或不足，则硝酸银反应完全，溶液中为硫酸铜、氯化镁；锌不能与氯化镁反应，锌会与硫酸铜反应生成硫酸锌和铜，充分反应后溶液成无色，说明硫酸铜反应完全，则滤渣B中为氯化银、铜，可能含有锌； 综上，则滤渣B中一定有的金属是：铜； （3）铁生锈需要的条件是氧气和水同时存在，A试管中铁只与氧气接触，C试管中铁与氧气和水同时接触，从控制单一变量与对比法的思路设计实验得出B试管中只能是水。由于水中可溶解一点氧气，所以选用煮沸并迅速冷却后的蒸馏水，防止氧气再一次溶于水中，可覆盖一层植物油盖住铁钉，使铁钉只与水接触； ⑥铁生锈实际上是铁与空气中的氧气、水蒸气等发生化学反应的过程，隔绝氧气或水，可以达到防锈的目的，则铁板铜龙版画保存可以保持干燥或在铁板上涂些油、刷透明油漆等（合理即可）。 17．（2024·湖南怀化二模）腾龙洞是国家级景区，中国已探明的最大溶洞。某化学学习小组游览后，为溶洞中形态各异的石笋和钟乳石而惊叹，决定设计简单的实验模拟溶洞的“形成”。 【资料卡片】溶洞都分布在石灰岩组成的山洞中，石灰岩的主要成分是碳酸钙，当遇到溶有二氧化碳的水时，会反应生成溶解性较大的碳酸氢钙；溶有碳酸氢钙的水遇热或当压强突然变小时，溶解在水里的碳酸氢钙就会分解，重新生成碳酸钙沉积下来，同时放出二氧化碳。 （1）他们设计并完成了模拟溶洞“形成”的实验。其实验过程如图所示，试回答：转化发生反应的化学方程式是 ；实现转化，通常采用的基本操作方法是 。 该学习小组的同学思考：向碳酸钠溶液中通入一定量二氧化碳，是否能生成碳酸氢钠？于是他们继续实验探究不考虑二氧化碳和碳酸作为溶质的情况。 【提出问题】向碳酸钠溶液中通入一定量二氧化碳后所得溶液中的溶质是什么？ 【查阅资料】碳酸氢钠溶液呈碱性；碳酸氢钠与溶液不反应。 【作出猜想】 （2）猜想一：溶质为；猜想二：溶质为；猜想三：溶质为 。 【设计实验】 （3） 实验步骤 实验现象 实验结论 取所得溶液少许于试管中，向其中滴加过量溶液 猜想二不成立 取实验步骤中上层清液，滴加适量稀盐酸 猜想一不成立 【得出结论】 （4）猜想三成立，证明二氧化碳通入碳酸钠溶液生成了碳酸氢钠。实验步骤加入过量溶液的目的是 ，写出发生反应的化学方程式 。 【拓展应用】 （5）如果向一定量的澄清石灰水中不断通入二氧化碳，图中能正确地反映生成的碳酸钙沉淀与二氧化碳的质量之间的变化关系的是 填序号。 【答案】（1） 加热 （2）、 （3）产生白色沉淀 有气泡产生 （4）将碳酸钠除去 （5）A 【解析】（1）碳酸钙、二氧化碳、水反应生成碳酸氢钙，化学方程式为；根据信息：溶有碳酸氢钙的水遇热或当压强突然变小时，溶解在水里的碳酸氢钙就会分解，重新生成碳酸钙沉积下来，同时放出二氧化碳，实现转化 ② ，通常采用的基本操作方法是加热； （2）猜想一：当二氧化碳不能与碳酸钠反应时，溶质为Na2CO3；猜想二：当碳酸钠溶液完全与二氧化碳反应时，溶质为NaHCO3；猜想三：当二氧化碳不足，部分碳酸钠溶液与二氧化碳反应时，溶质为NaHCO3和Na2CO3； （3）①根据实验结论猜想二不成立，说明溶质中含有碳酸钠，所以取所得溶液少许于试管中，向其中滴加过量CaCl2溶液，可观察到产生白色沉淀（碳酸钠与氯化钙反应生成碳酸钙沉淀和氯化钠），即可说明溶质中含有碳酸钠，所以可得出猜想二不成立； ②根据实验结论猜想一不成立，说明溶质中为碳酸钠和碳酸氢钠，所以取实验步骤①中上层清液（由于步骤①中加入过量的氯化钙溶液，溶液中的碳酸钠完全转化为碳酸钙沉淀），滴加适量稀盐酸，碳酸氢钠与盐酸反应生成氯化钠、水、二氧化碳，观察到有气泡产生，说明溶质中还含有碳酸氢钠，即可说明猜想一不成立； （4）实验步骤①中碳酸钠与氯化钙反应生成碳酸钙沉淀和氯化钠，加入过量的氯化钙溶液，可以将碳酸钠全部除去，该反应的化学方程式为； （5）向一定量的澄清石灰水中不断通入二氧化碳，二氧化碳先与氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水，碳酸钙沉淀的质量逐渐增加，继续通入二氧化碳，二氧化碳和碳酸钙、水反应生成碳酸氢钙，所以碳酸钙沉淀的质量逐渐减小，直到碳酸钙完全反应，质量为0，故选A。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！18 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！17 学科网（北京）股份有限公司 $$