压轴题08 实验探究题-【压轴题】2025年中考化学培优训练（苏州专用）

压轴题08 实验探究题 命题特点 1．情境设计紧扣社会热点与学科前沿：多次出现碳循环、工业废气处理（如2023年「CO₂捕集与资源化利用」实验）、生活污水净化（2024年「混凝剂对悬浮物沉淀效果探究」）等情境，呼应国家双碳战略和生态保护政策。注重新材料与科技应用，如2024年以「钠离子电池正极材料性能优化」为背景，涉及层状氧化物结构分析；2022年则结合苏州本土企业案例，探究纳米催化剂的制备与表征。 2．实验探究能力考查层级深化：要求考生设计对比实验（如2023年「不同pH下金属腐蚀速率」变量控制），并对异常现象（如2022年「氢气燃爆实验产率偏差」）提出合理解释。引入数据建模任务，例如通过绘制「溶液导电性随反应时间变化曲线」（2024年）推导离子浓度变化规律，或计算「工业流程中物质转化率」（2023年）。 3. 跨学科融合趋势显著：物理化学交叉，需理解电流强度与离子迁移率的关系。生物化学联动，要求考生综合气体压强变化原理和微生物代谢知识。。 4.本土化与传统文化渗透：苏州元素融入，2022年以「拙政园水体富营养化治理」为背景，探究絮凝剂投加量对藻类去除率的影响；2024年结合苏绣染料褪色问题，分析光催化氧化反应条件。古籍文献解读，引用《天工开物》中「火法炼锌」记载（2023年），要求从文言文描述中提取化学反应式，体现传统文化与现代化学的衔接。 思维建构 解题要领 1. 情境破译：抓准题干“关键词” （1）若题干出现「碳中和」「污水处理」等词，立即关联 “多步反应分析”（如CO2捕集中的吸收-再生循环）和“绿色化学评价”（成本、环保性）。 （2）若涉及「新材料」「电池优化」，需调用 “结构-性质-用途”逻辑链（如2024年钠离子电池正极材料中晶格间隙对离子迁移的影响）。 （3）识别隐含条件：题目描述「实验过程中溶液由蓝变浅绿」，需联想 Cu²+被还原为Fe²+；推测可能的氧化剂（如溶解氧）。 2.实验设计：三步拆解法 （1）变量控制：明确自变量（如pH、温度）、因变量（反应速率、产率）和无关变量（溶液体积、催化剂用量），用 “对照实验组” 体现。 （2）异常归因：遇到「结果与理论偏差」，优先排查 “干扰物质”（如未除尽的Cl⁻影响沉淀纯度）、“仪器误差”（气体收集装置气密性）或 “副反应”。 （3）方案优化：从 “操作可行性”（是否易控）、“数据精准度”（是否易量化）、“安全性”（是否需防爆装置）三角度评价改进措施。 3.注意实验操作(滴加某种试剂、对试剂进行加热等)、实验现象(有无沉淀或气体生成、溶液颜色变化等)、实验结论(有无某种物质、猜想是否正确等)之间的对应关系： 常见题型及解题技巧 1.混合物成分的探究 2.物质变质的探究 （1）检验是否变质 根据物质的性质，结合具体情境（如敞口放置在空气中等），分析变质原因 确定需要检验的物质 根据待检验物质的性质，设计方案进行检验 （2）检验变质的程度 明确变质原因 猜想变质程度 确定需检验的物质 设计方案 根据物质的性质进行分析 ①未变质：只含原物质 ②部分变质：含原物资和生成物 ③全部变质：只含生成物 根据不同的猜想，确定需要检验的物质 根据各物质的性质，首先排除对待检验物质的干扰，然后再检验 例如：氢氧化钠固体变质的探究 3.无明显现象反应是否发生的探究 无明显现 象的反应 验证某变量随反应而变，如： ①证明反应物被消耗 ②证明有新物质生成 ③…… 现象表征 数据表征 利用反应前后物质成分及其性质的差异证明物质变化，验证反应的发生 pH变化曲线； 压强变化曲钱； 温度变化曲线； …… 表征方式 探究角度 4.有关反应条件及影响因素的探究 阅读题目 用控制变 量法对比 提炼信息 反应的条件 提出猜想 影响反应的因素 探究某条件或某因 素对反应的影响 利用控制变量的思想设置对比实验，分析对比实验间的不同现象，推理得出实验结论 题型01 物质成分的探究 1．（2024·江苏苏州） 燃煤烟气中含二氧化硫，石灰石湿法脱硫制备石膏(CaSO4)的主要流程如图： 已知：a.当压强不变时，随着温度升高，气体的溶解度减少； b.脱硫过程中，其他条件相同时，随浆液酸性增强，CaCO3溶解的质量增加，SO2吸收的质量减小； c.CaSO3能与稀盐酸反应：CaSO3+2HCl=CaCl2+SO2↑+H2O。 （1）大气中二氧化硫含量过高会导致的环境问题是_______。 （2）“制浆”时，石灰石粉碎后加水所得浆液属于_______(填字母)。 A. 溶液 B. 悬浊液 C. 乳浊液 （3）“吸收—氧化”过程包括：①CaCO3吸收SO2反应生成CaSO3；②CaSO3转化为CaSO4。该过程中反应产物无污染，其总反应化学方程式为_______。 （4）“吸收—氧化”的脱硫率(×100%)受多种因素影响。 ①吸收塔内采用气液逆流接触吸收的方式(如图1所示)。含SO2烟气从吸收塔底部鼓入，浆液从吸收塔顶部喷淋，其目的是______。鼓入的含SO2烟气温度过高，会导致脱硫率下降，原因是______。 ②其他条件相同，脱硫率受浆液pH的影响如图2所示。浆液pH高于5.6时，脱硫率随pH升高而下降，其原因是______。 （5）所得石膏产品中混有CaSO3。请补充完整检验CaSO3的实验方案：取少量所得产品，_______，说明产品中混有CaSO3。(必须使用的试剂：稀盐酸、稀KMnO4溶液) 题型02 物质性质和变质的探究 2．（2024·江苏连云港）物质的溶解性与化学变化密切相关。兴趣小组对“CaSO4与NaOH能否发生复分解反应”进行探究。 （1）配制100 g质量分数为10%的NaOH溶液。主要操作流程如下： ① A中应称量 gNaOH固体。 ② D中玻璃棒搅拌的目的是 。 ③ 用已配好的质量分数为10%的NaOH溶液配制20 g质量分数为5%或1%的NaOH溶液时，需计算所需质量分数为10%的NaOH溶液的质量。计算依据是：溶液稀释前后， 不变。 （2）利用配制的NaOH溶液进行实验，实验操作和现象记录如下： 实验操作 序号 NaOH溶液的质量分数 饱和CaSO4溶液的体积 实验现象 I 1% 5 mL 无明显现象 Ⅱ 5% 5 mL 少量沉淀 III 10% 5 mL 较多沉淀 【查阅资料】 20℃时固体物质的溶解度见下表： 物质 CaSO4 NaOH Ca(OH)2 Na2SO4 BaSO4 溶解度/g 0.26 108 0.17 19.5 0.0002 注：20℃时，溶解度在0.01 g～1 g之间的固体物质称为微溶物，小于0.01 g的固体物质称为难溶物。 【分析交流】 ① 实验Ⅱ、Ⅲ中生成的沉淀为Ca(OH)2。实验表明，饱和CaSO4溶液与NaOH溶液能否发生复分解反应与 有关。 【微观解释】 饱和CaSO4溶液与NaOH溶液反应生成Ca(OH)2沉淀的示意图如图所示。 ②图中未发生化学变化的微粒是 （填离子符号）。 ③该反应的微观实质可表示为Ca2+ + 2 OH－ = Ca(OH)2↓。当向Ca(OH)2溶液中滴加Na2CO3溶液时，也有白色沉淀产生，反应的微观实质用同样的方法可表示为 。 【反思拓展】 ④ 结合以上探究活动，下列说法正确的是 （填字母）。 a．其他条件不变，将实验Ⅲ中的NaOH溶液换成KOH溶液，也有沉淀产生 b．复分解反应中，溶解度较大的微溶物可向溶解度更小的微溶物或难溶物转化 c．向CaSO4溶液中滴加Ba(OH)2溶液，生成的沉淀为Ca(OH)2 题型03 无明显现象反应是否发生的探究 4．（2024·山东临沂）同学们在整理归纳碱的化学性质时，发现氢氧化钠和二氧化碳反应无明显现象，于是进行了如下实验探究。 【提出问题】如何证明氢氧化钠和二氧化碳发生了反应？ 【进行实验】 探究实验Ⅰ： (1)分别向两个充满二氧化碳的软塑料瓶中加入20mL氢氧化钠溶液和蒸馏水，振荡，使其充分反应，现象如图1、图2，证明氢氧化钠与二氧化碳发生了化学反应。设计图2实验的目的是 。 探究实验Ⅱ： (2)取图1实验反应后的少量溶液于试管中，加入 ，现象为 ，再次证明二者发生了反应。 探究实验Ⅲ： [查阅资料]20℃时，NaOH、在水和乙醇中的溶解性如表所示： 溶剂溶质 水 乙醇 NaOH 溶 溶 溶 不 [设计方案]20℃时，兴趣小组进行了如下实验： (3)实验现象：装置A中出现白色沉淀，装置B中无明显现象。装置A中出现白色沉淀的原因是 。 【反思评价】 (4)①写出氢氧化钠和二氧化碳反应的化学方程式： 。 ②对于无明显现象的化学反应，一般可以从反应物的减少或新物质的生成等角度进行分析。 题型04 有关反应条件及影响因素的探究 4.（2024安徽）我国化学家侯德榜发明的侯氏制碱法，开创了世界制碱工业的新纪元。制碱工艺中的关键反应为：NaCl + CO2 + NH3 + H2O = NaHCO3↓ + NH4Cl。室温（20℃）下，某兴趣小组在实验室利用如图装置模拟该反应。 已知：① 20℃时，几种盐的溶解度如表； 物质 NaCl NaHCO3 NH4Cl 溶解度/g 36.0 9.6 37.2 ② 氨气极易溶于饱和食盐水，形成的溶液呈碱性。 （1）为配制饱和食盐水，应向100 g水中至少加入 g NaCl固体。 （2）仪器a的名称是 ，装置D的作用是 。 （3）装置A制取的CO2中会混有HCl，用饱和NaHCO3溶液吸收HCl的化学方程式为 。 （4）为使CO2在装置C中能充分吸收，可采取的措施是 。 充分反应后，装置C中有晶体析出。为分析晶体产生的原因，兴趣小组继续开展探究。 查阅资料：一定条件下，可溶性物质的溶解存在限度，当相应离子浓度过大时，可溶性物质会部分结晶析出。 （5）装置C中析出的晶体主要成分是NaHCO3而不是NH4Cl原因是 。 （6）装置C中的物质过滤后得到的滤液在工业上称为母液。侯氏制碱法通过向母液中加入食盐，使NH4Cl结晶析出，析出晶体的原因是 。 1.（2024·河北省）小明观察到敞口水草缸（水草和鱼共存）中不断有气体通入，如图所示，他对此很感兴趣，于是跟小组同学进行了如下探究。 探究Ⅰ：向水草缸中通入的气体是什么？ 【作出猜想】可能是空气或CO2。 【实验1】将气体细化器从水中取出，收集一瓶通入的气体，将燃着的木条伸入瓶内，发现木条立即熄灭，说明猜想不成立。 【提出新猜想】可能是CO2或N2。 【实验2】 （1）将该气体通入 中，根据现象确定通入的气体是CO2。 【交流讨论】 （2）通入CO2有利于水草进行光合作用。光合作用放出的气体为 。 探究Ⅱ：利用生活中的物质自制简易CO2发生器并应用于水草缸中。 【回忆旧知】 （3）实验室制取CO2的反应原理为 （用化学方程式表示）。 【选择药品】小组讨论后选择了鸡蛋壳、小苏打和白醋等。 【设计装置】利用塑料瓶、输液管等材料，设计并制作了如图所示的甲、乙两套发生装置（乙中的夹持装置已省略）。 【分析讨论】 （4）装置甲可随时控制反应的发生与停止。向装有白醋的瓶中加入鸡蛋壳，拧紧瓶塞，使反应发生的具体操作为 。 （5）与甲相比，装置乙既可控制反应的速率，又可得到持续稳定的气流，故选择乙与图所示装置（用于除杂和观察气泡）组装成CO2发生器。下列分析正确的是_______（选填字母）。 A．乙中的b口应与图中的c口相连接 B．为除去CO2中混有的醋酸，X可以是溶液 C．可根据X中冒出气泡的快慢来调节乙中的流速调节器 【实践应用】 （6）小组同学用自制的CO2发生器连接气体细化器向水草缸中通入气体，实践效果很好。使用气体细化器的作用是 。 【反思拓展】 （7）CO2发生器的不合理使用会影响缸中鱼类生存，请写出使用时的一条注意事项： 。 2.（2024·江西省）兴趣小组追寻科学家的足迹，对水进行探究。 【宏观辨识】根据实验探究水的组成 （1）水的合成：在密闭容器中将氢气和氧气的混合气体点燃，根据容器内生成的小水珠可知，水是由 组成的化合物。 （2）水的分解：电解水一段时间后（如图），观察到管a和管b中气体体积比为 ，经检验管a中的气体是 （填化学式）。 【证据推理】结合实验现象推算水分子中氢、氧原子个数比。 （3）方法一：根据相同条件下气体的体积比等于其分子的个数比，得出电解水的产物中氢、氧原子个数比为 ，进而推算出结果。 （4）方法二：已知电解水实验中氢气和氧气的体积比和正、负极产生气体的 ，可计算出水中各元素质量比，结合氢、氧原子的相对原子质量，可进一步推算出结果。 【模型构建】 （5）以分子构成的物质为例，图中“▲”表示的是 。 3．（2023·山西·中考真题）氢能作为极具发展潜力的多元化能源，在我国经济发展中具有重要的地位。某校实践小组的同学们对此产生了浓厚的兴趣，他们对氢气的制取方法、应用优势、储存手段和发展前景等展开了项目式问题探究。 任务一：调查氢能制取方法 【咨询专家】小组同学通过数字化平台向专家进行咨询，知道了氢气可用多种工艺过程制备，方法有电解水制氢和工业副产品制氢等。 【模型构建】用可再生能源电解水制氢，将是应用广泛、技术成熟的一种手段。过程如图： 【交流讨论】 （1）近年来，能用来发电的可再生能源有 。 （2）化石燃料也可用于氢的制取，但不足之处有 。 任务二：探究氢能应用优势 【提出问题】氢气作为理想能源的原因是什么？ 【进行实验】 （3）设计纯净氢气与天然气燃烧的对比实验 实验步骤 实验现象 实验结论 ①分别在带尖嘴的导管口点燃氢气和天然气，在火焰上方罩一个干冷的小烧杯 均有水生成 ②迅速把①中的烧杯倒过来，分别注入少量澄清石灰水，振荡 罩在天然气火焰上方烧杯内的澄清石灰水变浑浊，而氢气火焰上方的烧杯内无变化 【反思评价】 （4）通过上述实验对比，氢气作为燃料的优点是 。 （5）在理想状态下，小组同学通过图1实验，将测得的实验数据绘制成的图像如图2所示，分析图像，可得出的结论是 。 任务三：调研氢能储存手段 【查阅资料】 （6）我国绿氢规模化储存是商业化应用的基本保障，为了进行大量储存，通常将氢气转化为液氢，从微观角度分析，发生改变的是 。 任务四：展望氢能发展前景 【市场调研】 （7）目前，氢燃料电池在公共交通中应用已较为成熟，其工作原理如图3所示，发生反应的化学方程式为 ，未来，氢能将在航空、航天、电力和建筑领域大力推广。 成果分享：通过问题探究，大家对氢能有了较为全面的认识。氢气作为一种理想的新型能源，其产业链包括“制—储—输—用”四个主要环节。因此，降本增效、规模化发展，将是我国经济增长和服务民生的一项重要举措。 4．（2024·江苏苏州·二模）不用电，不用火，只需一瓶水，就可以吃到香喷喷的火锅，网红食品“自热火锅”日渐风靡。下表是某品牌自热火锅发热包的说明书。 发热包说明书 注意事项：小心烫伤、远离明火、禁止食用、禁止热水 主要成分：氧化钙、碳酸钠、铝粉 使用方法：撕开塑料袋后加常温水 资料：a.铝粉能与氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠(NaAlO2)和氢气。 b.碳酸钠、氢氧化钠和偏铝酸钠溶解度随温度升高而升高，氢氧化钙的溶解度随温度升高而下降。 针对自热火锅的发热包，研究小组展开了以下研究： (1)探究反应原理。 ①将发热包取出放在烧瓶内加水，用温度和pH传感器测定同一反应体系中温度和pH随温度变化如图所示。0∼110s内，pH值快速上升，是因为氧化钙和碳酸钠加水后发生反应生成强碱性物质，发生反应的化学方程式 、 。 ②110：880s内，pH下降的原因是 。 ③880s∼1856spH又升高的原因是 。 (2)探究发热原理。 分别取下列粉末5g，分别加入15mL水，边用磁力搅拌器充分搅拌边每分钟读取数据一次。 序号 1 2 3 4 5 实验内容 5.0g发热包粉末 5.0g氧化钙 4.0g氢氧化钙+1.0g碳酸钠 2.0g氧化钙+2.0g铝粉+1.0g碳酸钠 2.0g铝粉+3g氢氧化钠 ①分析如图可知，发热包主要热量来自于 的反应。 和水共同作用才能达到发热包的发热效果。 ②曲线5比曲线4温度高的原因是 。 ③从安全角度分析发热包中不直接使用氢氧化钠的原因是 。 (3)使用注意事项。 禁止热水：如果不小心加入热水，会使得自热米饭盒炸裂，请分析饭盒炸裂的原因 。 5.（2025·江苏南京·模拟预测）某化学课堂围绕“酸碱中和反应”，将学生分成若干小组开展探究活动。 探究一：氢氧化钠与盐酸混合后无明显现象，两者是否发生了化学反应？ 【实验设计] (1)甲、乙、丙三组同学分别设计了如表实验方案，请你帮他们完成实验报告。 组别 实验操作 现象 结论 甲组 溶液 氢氧化钠与盐酸发生了化学反应。 乙组 U型玻璃管中 边红墨水液面下降(所加稀盐酸的体积忽略不计) 丙组 用 测定氢氧化钠溶液的pH，向其中滴加足量稀盐酸，再测定溶液的pH 最后溶液的pH 7 【评价反思】 (2)你认为实验设计方案不合理的一组是什么？ ，原因是 。 探究二：将一定量稀盐酸加入到盛氢氧化钙溶液的小烧杯中，反应后溶液中溶质的成分是什么？ 【查阅资料】CaCl2溶液显中性 【提出问题】实验中未观察到明显现象，部分同学产生了疑问： 【猜想与假设】 (3)针对疑问，甲组同学猜想如下：猜想I：只有CaCl2；猜想II：有 ；猜想III：有CaCl2和Ca(OH)2；猜想IV：有CaCl2、HCl和Ca(OH)2。 (4)乙组同学认为猜想IV不合理，其理由是 。 【实验探究】 (5)为了验证其余猜想，各小组进行了下列三个方案的探究。 实验操作 向反应后的溶液中滴加紫色石蕊试液 向反应后的溶液中通入二氧化碳气体 向反应后的溶液中滴加碳酸钠溶液 实验现象 产生白色沉淀 实验结论 溶液中含有Ca(OH)2 【得出结论】通过探究，全班同学一致确定猜想III是正确的。 【评价反思】 (6)丙组同学认为滴加Na2CO3溶液产生白色沉淀，并不能证明溶液中一定含有Ca(OH)2，请你帮助他们说明原因 。 6．（2025·江苏无锡·一模）实验是科学探究的重要途径，请根据下列实验回答相关问题。 (1)写出仪器a的名称 。 (2)A用于实验室制取二氧化碳，B中的纸风车叶片是由紫色石蕊溶液浸泡后的滤纸晾干制成。根据实验现象： ，证明二氧化碳与水发生了化学反应。 (3)根据实验C中的现象，说明二氧化碳的物理性质是 。 (4)D中升高左侧漏斗使红磷露出水面，红磷不燃烧，原因是 。 CO2与NaOH反应再探究。 【查阅资料】 a．常温下，1体积的水约溶解1体积的CO2 b．CO2与NaOH反应放热 c．已知一定体积的密闭湿润气体，其温度越高相对湿度越低 【实验探究】 实验一：如图1，打开止水夹K，将注射器乙中气体全部注入到注射器甲中，关闭止水夹K，充分振荡。实验中注射器甲的活塞先向左、后向右移动，最后示数仍为2mL。 实验二：向盛有湿的CO2的密闭容器中加入NaOH固体，用湿度传感器测定容器内相对湿度的变化如图2. 【实验分析】 (5)实验一从反应物消失角度证明CO2与NaOH反应，该反应的化学方程式为 。 (6)只看实验二中t1s后曲线(先下降后上升)， (选填“能”、“不能”)从能量角度说明CO2与NaOH能发生反应。 7．（2024·江苏常州·中考真题）兴趣小组对我国的太空舱制取氧气系统(其剖面如图所示)进行了研究性学习。    I．多角度认识制氧原理电源 (1)太空舱制氧系统中电源A极是 极；将燃着的蜡烛放入b管收集的气体中，看到燃烧 。 (2)太空舱制氧原理的化学方程式为 ，反应过程中种类和数目均没有发生变化的微粒是 (用符号表示)。 (3)太空舱制氧过程中消耗的水和生成的氧气的质量关系是___________(填序号)。 A．   B．   C．   D．   II．多措施提高制氧效率 【查阅资料】 提高电解效率的措施主要包括：增强水的导电性、改变电解温度、设置超声波场等。 【讨论分析】 (4)用30%的KOH溶液代替水进行电解，增大了水中 的浓度，增强了水的导电性。 (5)升高电解温度能提高制氧效率的原因之一是：温度升高，微粒 。 (6)如图分别为两种不同条件下不锈钢电极表面的气泡直径分布情况图。    ①气泡覆盖在电极表面使电解反应界面 (选填“增大”或“减小”)，降低了电解效率。 ②超声波振动能提高电解效率的原因是 。 8．（2024·江苏苏州·二模）中国古代已掌握了铜冶炼和铸造技术，现代冶炼铜的工艺成熟，冶炼废水需经过处理后排放。 (1)如图为古法炼铜流程，以孔雀石和木炭为原料，经高温煅烧，冷却得到块状金属铜。 查阅资料：孔雀石的主要成分为Cu2(OH)2CO3。铜的熔点1083.4℃，氧气充足时炭火温度可达1200℃左右。 ①孔雀石受热分解的反应方程式是 。 ②工艺中木炭的主要作用有两个： ；直接与氧化铜反应生成铜。 ③此法冶炼产物是铜块而不是散落在炭粉中的铜颗粒，原因是 。 (2)现代工业中也使用孔雀石来冶炼金属铜。孔雀石的主要成分是Cu2(OH)2CO3，还含少量氧化铁和二氧化硅。如图为“湿法炼铜”并制备其他副产品氯化钠和铁红(氧化铁)的工业流程： 铁能与氯化铁溶液反应，反应方程式为2FeCl3+Fe=3FeCl2；氢氧化亚铁(白色固体)易被氧气氧化成氢氧化铁，氢氧化铁受热分解成两种氧化物。 回答下列问题： ①孔雀石中加入过量稀盐酸，发生反应的化学方程式为 、 。 ②向固体B中加入过量稀盐酸的目的是 。 ③向滤液II中加入NaOH溶液生成Fe(OH)2沉淀，该反应属于基本反应类型 。 ④Fe(OH)2沉淀通入空气氧化成Fe(OH)3，发生反应的化学方程式： 。 (3)某湿法炼铜厂产生酸性废水，含有的CuCl2、ZnCl2可用铁炭混合物(铁粉和活性炭的混合物)除去。其他条件不变，废水pH对Cu2+、Zn2+去除率的影响如图所示。 ①活性炭在净化水过程中的作用是 。 ②pH＜3时，铁炭混合物表面有大量气泡产生，产生该现象的化学方程式为 。 ③相同pH条件下，Cu2+的去除率远高于Zn2+的原因可能是 。 9．（2024·江苏苏州·二模）金属铁及其制品是现代生活中不可缺少的材料和工具，在生产和生活中的应用极为广泛。请用所学化学知识回答下列问题。 Ⅰ．铁与铁的化合物 (1)金属在生产和生活中有着广泛的用途，铁是目前世界上使用最多的金属。下图是铁原子的结构示意图，其最外层电子数为 。 (2)铁的化合物在现代更多领域发挥着重要作用，其中碳酸亚铁（）不溶于水，可作补血剂，服用后与胃酸反应生成的物质被人体吸收，能促进血红蛋白的生成，写出碳酸亚铁与胃酸反应的化学方程式 。 Ⅱ．钢铁的冶炼 《天工开物》中记载的“炒钢法”，该方法的生产过程如图所示。 资料：潮泥灰主要成分是石灰石。 (3)在炼铁炉中鼓入的空气与矿物逆流而行的目的是 。 (4)不断翻炒液态生铁，是为了降低 元素的含量。 Ⅲ．金属的锈蚀 铁生锈的原理： (5)写出转化为的化学方程式 。 (6)某小组同学利用手持数据采集器，测定铁钉与不同溶液（浓度相等）接触生锈时氧气浓度的变化，装置及数据如图： ①实验所用三种溶液中，铁钉接触到 溶液（填化学式）更容易生锈。 ②根据三条曲线都是“先陡后缓”的现象。关于铁生锈快慢的问题，你能得出的结论是： 。 (7)不但铁会生锈，其他金属也会生锈。 自然界中存在少量铜单质，古人发现用其制成的物品使用一段时间后会生锈。请写出铜生锈生成碱式碳酸铜的化学方程式： 。 Ⅳ．拓展：测定还原性铁粉的组成 还原性铁粉中含有少量，小组同学在老师的指导下进行以下实验。 [资料]：①，在加热时与反应能生成相应氧化物。②不与酸反应。 ③碱石灰的主要成分是氧化钙与氢氧化钠的混合物 [实验1]：取样品，加入足量稀，充分反应后生成。 [实验2]：另取样品，按如图进行实验。 实验后中固体全部变为红棕色，装置的质量增加了。 (8)中红棕色固体的化学式是 。 (9)中， 。 (10)若用空气（过量）替代进行实验，测得的值 （填偏大、偏小或不变），可能的因是 。 10．（2024·江苏无锡）低碳行动是人类应对全球变暖的重要举措，二氧化碳的资源化利用有多种途径。 Ⅰ.CO2转化为CO 炼铁的一种原理示意图如下（括号内化学式表示相应物质的主要成分）： (1)写出还原反应室中炼铁的化学方程式： 。 (2)Fe3O4可作为CH4和CO2反应的催化剂，在反应过程中Fe3O4与合成气反应可转化为Fe。写出能使Fe转化为Fe3O4（催化剂再生）的一条可能途径： 。 Ⅱ.CO2转化为甲醇（CH3OH） 我国科研人员已实现CO2和H2在加热和MoS2催化剂的条件下合成甲醇，反应如下： (3)合成甲醇是人工合成淀粉[(C6H10O5)n]的关键一步，反应原理示意图如下： X的化学式为 。 (4)CO2和H2可合成甲醇，甲醇燃烧又生成CO2。氢气、甲醇都被认为是“零碳”燃料，甲醇被认为是“零碳”燃料的理由是 。 Ⅲ. CO2转化为葡萄糖（C6H12O6） 我国科研人员已成功将CO2还原合成葡萄糖，其过程可分为“电催化还原”和“生物合成”两个阶段。第一阶段的部分反应原理如图所示。 (5)写出如图所示反应的化学方程式： 。 (6)绿色植物的光合作用能吸收二氧化碳，释放氧气。计算4.4gCO2通过光合作用可得到葡萄糖的质量（写出计算过程）。 11．（2024·江苏徐州）我国化工专家侯德榜创立了“侯氏联合制碱法”，为纯碱（Na2CO3）制造作出了重大贡献，促进了世界制碱技术的发展。化学小组对制碱过程进行项目化学习。 任务1：认识原理 ； 。 任务2：制备原料 (1)配制饱和氯化钠溶液。常温下，NaCl的溶解度为36g。该温度下，将 g NaCl固体完全溶解于50g水配得饱和溶液，此溶液的溶质质量分数为 （结果精确到0.1%）。从微观角度分析，下列图示中最接近NaCl溶液真实情况的是 （填字母）。 (2)获取气体。加热硫酸铵和氢氧化钙的固体混合物，将湿润的红色石蕊试纸放在导管a端，当观察到 时，连接ab，收集NH3，待储气袋集满后关闭弹簧夹，如图1。再用相同规格的储气袋集满一袋CO2气体。 任务3：探秘变化 用注射器抽取约5mL饱和食盐水，从导管b端注入盛有NH3的储气袋中，关闭弹簧夹，振荡至储气袋完全变瘪。再将该袋内全部液体用注射器吸出，注入盛有CO2的储气袋中，关闭弹簧夹充分振荡，静置后观察到袋内有白色固体析出。请结合图2溶解度曲线，回答下列问题。 (3)析出的白色固体为NaHCO3的主要原因是 。袋内溶液中是否含有NaHCO3？请设计实验方案证明： （不可使用酸碱指示剂，写出操作、现象和结论）。 (4)NaHCO3的溶解度在60℃后无数据，原因可能是 。 任务4：应用产品 (5)析出得到的NaHCO3固体加热分解即制得产品——纯碱。工业上可用纯碱和熟石灰反应制取氢氧化钠，反应的化学方程式为 。 (6)副产品NH4Cl在农业上可用作 。某工厂用65吨NaCl（利用率在90%以上）生产纯碱，同时得到NH4Cl的质量至少是多少吨？ （写出计算过程，结果保留一位小数） 12．（2024·江苏镇江）铁及其化合物在生产生活中有广泛应用。 一、铁的有关知识 (1)北固山铁塔由生铁铸成，展现了我国古代精湛的冶铁、铸造技术。因年代久远，塔身锈蚀严重。 ①生铁的熔点比纯铁 （选填“高”或“低”）。 ②铁锈主要成分是Fe2O3•nH2O，铁生锈主要与空气中的 有关。 (2)工业上冶炼钢铁的主要工艺流程如图。 ①以赤铁矿为原料炼铁反应的化学方程式为 。 ②炼钢炉中存在转化：FeFeOFe+CO，目的为降低 元素含量。 (3)铁及其化合物在现代多种领域发挥着重要作用。 ①纳米零价铁（Fe）用于废水处理，可用H2和Fe(OH)3在高温下反应获得，反应的化学方程式为 。 ②Fe3O4是合成氨催化剂铁触媒的主要成分，可用CH4和Fe2O3在高温下反应获得，同时生成CO2和H2O的质量比为 。 二、制备硫酸亚铁铵晶体 用废铁屑制备硫酸亚铁铵晶体[(NH4)2Fe(SO4)2•6H2O]的实验流程如下。 (4)“洗涤”是用蒸馏水洗去铁屑表面残留的Na2CO3等杂质，判断铁屑已洗净的方法是：取最后一次洗涤后的滤液，测定其pH＝ ，则已洗净。 (5)“酸溶”时控温75℃加热至不再产生气泡。 ①加热的目的是 。 ②产生的气体为H2，用点燃法检验H2前必须 。 (6)“反应”后冷却至20℃过滤。 ①“反应”的化学方程式为 。 表：“反应”中相关物质的溶解度 温度/℃ 20℃ 溶解度S/g FeSO4•7H2O 48.0 (NH4)2SO4 75.4 (NH4)2Fe(SO4)2•6H2O 21.2 ②“反应”过程中析出硫酸亚铁铵晶体，参考表中数据分析其原因 。 三、测定硫酸亚铁铵晶体样品纯度 准确称取19.00g硫酸亚铁铵晶体（相对分子质量为392）样品溶于水，与硫酸酸化的KMnO4溶液完全反应，消耗KMnO4的质量为1.58g。 已知：10(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O+2KMnO4+8H2SO4＝10(NH4)2SO4+5Fe2(SO4)3+K2SO4+2MnSO4+14H2O (7)该样品的纯度为 %（精确到0.1%）。 (8)判断该计算结果是否合理并分析其原因 。 13.（2024·辽宁·中考真题）为实现氢氧化钠溶液和盐酸反应现象的可视化，某兴趣小组设计如下实验。 【监测温度】 （1）在稀氢氧化钠溶液和稀盐酸反应过程中，温度传感器监测到溶液温度升高，说明该反应 （填“吸热”或“放热”），化学方程式为 。 【观察颜色】 （2）在试管中加入2mL某浓度的氢氧化钠溶液，滴入2滴酚酞溶液作 剂，再逐滴加入盐酸，振荡，该过程中溶液的颜色和pH记录如下图所示。 （3）在①中未观察到预期的红色，为探明原因，小组同学查阅到酚酞变色范围如下： 时呈无色，时呈红色，时呈无色。 据此推断，①中a的取值范围是________（填标号）。 A． B． C． （4）一段时间后，重复（2）实验，观察到滴加盐酸的过程中有少量气泡生成，原因是 。 【观察沉淀】 （5）小组同学提出，可通过调控反应物浓度观察生成的氯化钠沉淀。向含8g溶质的浓氢氧化钠溶液中加入浓盐酸，恰好完全反应至中性，生成NaCl的质量为 g；恢复至室温，称得混合物的总质量为36.7g，其中NaCl沉淀的质量为 g。（提示：室温下100g水最多能溶解36gNaCl。） 【多现象可视】 （6）如下图所示，注射器1、3中均为8mL氯化氢气体，注射器2、4中分别为2mL蒸馏水和稀氢氧化钠溶液（均滴有酚酞溶液）。打开弹簧夹，迅速将注射器1、3中全部氯化氢分别推入注射器2、4中，用弹簧夹夹紧胶皮管。最终发现注射器2、4的活塞均恢复至2mL刻度附近，此现象不足以说明氯化氢与稀氢氧化钠溶液发生了反应，理由是 。若实验中溶液始终澄清，为了说明中和反应已发生，还应依据的现象为 。 14.（2024·江苏无锡）项目小组对影响过氧化氢分解的因素进行了探究。 实验1：在试管①中加入4%的H2O2溶液5mL，伸入带火星木条，观察现象（见图1）。 实验2：在试管②和③中各加入4%的H2O2溶液5mL，分别将试管放在冷水和热水中，观察现象（见图2）。 实验3：常温下，取4%的H2O2溶液，研究pH对H2O2分解所得溶液中溶氧量的影响，测定结果如图3所示。 （1）实验1中，观察到的现象是：有少量气泡产生，带火星木条未复燃。实验结论是 。 （2）实验2观察到试管③中产生大量气泡，反应的化学方程式是 。 （3）由图3可知：过氧化氢溶液呈 （填“酸性”“中性”或“碱性”）；溶氧量随pH变化的趋势是 。 （4）实验3得到的结论是 。 15.（2024·福建）排放含磷废水会使水体富营养化。为除去废水中的磷，某小组开展下列研究。 Ⅰ.制备吸附剂 【实验1】往桑枝木炭中加入溶液，浸泡后再加入NaOH溶液，调节溶液的pH，经系列操作制得吸附剂A和吸附剂B。 (1)使用 可测定溶液的pH。 (2)溶液和NaOH溶液反应生成Fe（OH）3沉淀和Na2SO4，反应的化学方程式为 。 Ⅱ.研究吸附剂的性能 【实验2】为比较两种吸附剂的除磷性能，25℃时，分别取含磷浓度为的两份等量含磷废水，将废水的pH均调至6，用两种吸附剂进行控制单一变量实验，结果如下表（吸附量是指每克吸附剂吸附的废水中磷元素的质量）。 实验编号 实验条件 实验结果 吸附剂 吸附剂质量/g 废水的 pH 吸附时间 /min 吸附率 /% 吸附量 /（mg•g-1） ① A 0.2 6 x 75.7 1.42 ② B y 6 260 98.1 1.84 (3)上表中x= ，y= 。 【实验3】为研究废水的pH对吸附剂A除磷性能的影响，设计实验方案。 (4)该实验方案为 。 Ⅲ.研究吸附剂的应用 含磷废水的净化处理过程如下图所示。 (5)从实验2数据判断，“吸附剂X”应选择吸附剂 （填“A”或“B”），除磷效果较好。 (6)从以上净水过程可以归纳出物质分离的一般思路：明确混合物中的物质→ →确定物质的分离方法。 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $$ 压轴题08 实验探究题 命题特点 1．情境设计紧扣社会热点与学科前沿：多次出现碳循环、工业废气处理（如2023年「CO₂捕集与资源化利用」实验）、生活污水净化（2024年「混凝剂对悬浮物沉淀效果探究」）等情境，呼应国家双碳战略和生态保护政策。注重新材料与科技应用，如2024年以「钠离子电池正极材料性能优化」为背景，涉及层状氧化物结构分析；2022年则结合苏州本土企业案例，探究纳米催化剂的制备与表征。 2．实验探究能力考查层级深化：要求考生设计对比实验（如2023年「不同pH下金属腐蚀速率」变量控制），并对异常现象（如2022年「氢气燃爆实验产率偏差」）提出合理解释。引入数据建模任务，例如通过绘制「溶液导电性随反应时间变化曲线」（2024年）推导离子浓度变化规律，或计算「工业流程中物质转化率」（2023年）。 3. 跨学科融合趋势显著：物理化学交叉，需理解电流强度与离子迁移率的关系。生物化学联动，要求考生综合气体压强变化原理和微生物代谢知识。。 4.本土化与传统文化渗透：苏州元素融入，2022年以「拙政园水体富营养化治理」为背景，探究絮凝剂投加量对藻类去除率的影响；2024年结合苏绣染料褪色问题，分析光催化氧化反应条件。古籍文献解读，引用《天工开物》中「火法炼锌」记载（2023年），要求从文言文描述中提取化学反应式，体现传统文化与现代化学的衔接。 思维建构 解题要领 1. 情境破译：抓准题干“关键词” （1）若题干出现「碳中和」「污水处理」等词，立即关联 “多步反应分析”（如CO2捕集中的吸收-再生循环）和“绿色化学评价”（成本、环保性）。 （2）若涉及「新材料」「电池优化」，需调用 “结构-性质-用途”逻辑链（如2024年钠离子电池正极材料中晶格间隙对离子迁移的影响）。 （3）识别隐含条件：题目描述「实验过程中溶液由蓝变浅绿」，需联想 Cu²+被还原为Fe²+；推测可能的氧化剂（如溶解氧）。 2.实验设计：三步拆解法 （1）变量控制：明确自变量（如pH、温度）、因变量（反应速率、产率）和无关变量（溶液体积、催化剂用量），用 “对照实验组” 体现。 （2）异常归因：遇到「结果与理论偏差」，优先排查 “干扰物质”（如未除尽的Cl⁻影响沉淀纯度）、“仪器误差”（气体收集装置气密性）或 “副反应”。 （3）方案优化：从 “操作可行性”（是否易控）、“数据精准度”（是否易量化）、“安全性”（是否需防爆装置）三角度评价改进措施。 3.注意实验操作(滴加某种试剂、对试剂进行加热等)、实验现象(有无沉淀或气体生成、溶液颜色变化等)、实验结论(有无某种物质、猜想是否正确等)之间的对应关系： 常见题型及解题技巧 1.混合物成分的探究 2.物质变质的探究 （1）检验是否变质 根据物质的性质，结合具体情境（如敞口放置在空气中等），分析变质原因 确定需要检验的物质 根据待检验物质的性质，设计方案进行检验 （2）检验变质的程度 明确变质原因 猜想变质程度 确定需检验的物质 设计方案 根据物质的性质进行分析 ①未变质：只含原物质 ②部分变质：含原物资和生成物 ③全部变质：只含生成物 根据不同的猜想，确定需要检验的物质 根据各物质的性质，首先排除对待检验物质的干扰，然后再检验 例如：氢氧化钠固体变质的探究 3.无明显现象反应是否发生的探究 无明显现 象的反应 验证某变量随反应而变，如： ①证明反应物被消耗 ②证明有新物质生成 ③…… 现象表征 数据表征 利用反应前后物质成分及其性质的差异证明物质变化，验证反应的发生 pH变化曲线； 压强变化曲钱； 温度变化曲线； …… 表征方式 探究角度 4.有关反应条件及影响因素的探究 阅读题目 用控制变 量法对比 提炼信息 反应的条件 提出猜想 影响反应的因素 探究某条件或某因 素对反应的影响 利用控制变量的思想设置对比实验，分析对比实验间的不同现象，推理得出实验结论 题型01 物质成分的探究 1．（2024·江苏苏州） 燃煤烟气中含二氧化硫，石灰石湿法脱硫制备石膏(CaSO4)的主要流程如图： 已知：a.当压强不变时，随着温度升高，气体的溶解度减少； b.脱硫过程中，其他条件相同时，随浆液酸性增强，CaCO3溶解的质量增加，SO2吸收的质量减小； c.CaSO3能与稀盐酸反应：CaSO3+2HCl=CaCl2+SO2↑+H2O。 （1）大气中二氧化硫含量过高会导致的环境问题是_______。 （2）“制浆”时，石灰石粉碎后加水所得浆液属于_______(填字母)。 A. 溶液 B. 悬浊液 C. 乳浊液 （3）“吸收—氧化”过程包括：①CaCO3吸收SO2反应生成CaSO3；②CaSO3转化为CaSO4。该过程中反应产物无污染，其总反应化学方程式为_______。 （4）“吸收—氧化”的脱硫率(×100%)受多种因素影响。 ①吸收塔内采用气液逆流接触吸收的方式(如图1所示)。含SO2烟气从吸收塔底部鼓入，浆液从吸收塔顶部喷淋，其目的是______。鼓入的含SO2烟气温度过高，会导致脱硫率下降，原因是______。 ②其他条件相同，脱硫率受浆液pH的影响如图2所示。浆液pH高于5.6时，脱硫率随pH升高而下降，其原因是______。 （5）所得石膏产品中混有CaSO3。请补充完整检验CaSO3的实验方案：取少量所得产品，_______，说明产品中混有CaSO3。(必须使用的试剂：稀盐酸、稀KMnO4溶液) 【答案】（1）酸雨 （2）B （3）2CaCO3+2SO2+O2=2CaSO4+2CO2 （4） ①. 增大SO2与浆液接触面积（合理即可） ②. 温度过高，SO2溶解度降低 ③. 随pH升高，浆液酸性减弱，CaCO3溶解质量减少，导致脱硫率下降；SO2吸收质量增大导致脱硫率上升，前者的程度大于后者的程度（合理即可） （5）加入稀盐酸，将产生的气体通入稀KMnO4溶液，紫红色褪去（合理即可） 【解析】（1）二氧化硫在空气中会被氧化成三氧化硫，三氧化硫和水反应生成硫酸，硫酸随雨水落下形成酸雨，则空气中二氧化硫浓度过高会导致的环境问题是酸雨； （2）石灰石粉碎后加入水中以固体小颗粒的形式分散到水中，形成不均一、不稳定的悬浊液，故选B； （3）CaCO3吸收SO2，同时与氧气作用生成CaSO4和二氧化碳，反应的化学方程式为：2CaCO3+2SO2+O2=2CaSO4+2CO2； （4）①浆液从吸收塔顶部喷淋，其目的是：气液接触更加充分，吸收效果更好；当压强不变时，随着温度升高，气体的溶解度减少。所以鼓入的含SO2烟气温度过高，会导致脱硫率下降，原因是：温度过高，SO2溶解度降低； ②根据题文“脱硫过程中，其他条件相同时，随浆液酸性增强，CaCO3溶解的质量增加，SO2吸收的质量减小”可知，浆液pH高于5.6时，脱硫率随pH升高而下降，其原因是：随pH升高，浆液酸性减弱，CaCO3溶解质量减少，导致脱硫率下降；SO2吸收质量增大导致脱硫率上升，前者的程度大于后者的程度； （5）稀盐酸和亚硫酸钙反应生成二氧化硫，二氧化硫能使高锰酸钾溶液褪色。所以检验方案为：取少量所得产品，加入稀盐酸，将产生的气体通入稀KMnO4溶液，紫红色褪去，说明产品中混有CaSO3。 题型02 物质性质和变质的探究 2．（2024·江苏连云港）物质的溶解性与化学变化密切相关。兴趣小组对“CaSO4与NaOH能否发生复分解反应”进行探究。 （1）配制100 g质量分数为10%的NaOH溶液。主要操作流程如下： ① A中应称量 gNaOH固体。 ② D中玻璃棒搅拌的目的是 。 ③ 用已配好的质量分数为10%的NaOH溶液配制20 g质量分数为5%或1%的NaOH溶液时，需计算所需质量分数为10%的NaOH溶液的质量。计算依据是：溶液稀释前后， 不变。 （2）利用配制的NaOH溶液进行实验，实验操作和现象记录如下： 实验操作 序号 NaOH溶液的质量分数 饱和CaSO4溶液的体积 实验现象 I 1% 5 mL 无明显现象 Ⅱ 5% 5 mL 少量沉淀 III 10% 5 mL 较多沉淀 【查阅资料】 20℃时固体物质的溶解度见下表： 物质 CaSO4 NaOH Ca(OH)2 Na2SO4 BaSO4 溶解度/g 0.26 108 0.17 19.5 0.0002 注：20℃时，溶解度在0.01 g～1 g之间的固体物质称为微溶物，小于0.01 g的固体物质称为难溶物。 【分析交流】 ① 实验Ⅱ、Ⅲ中生成的沉淀为Ca(OH)2。实验表明，饱和CaSO4溶液与NaOH溶液能否发生复分解反应与 有关。 【微观解释】 饱和CaSO4溶液与NaOH溶液反应生成Ca(OH)2沉淀的示意图如图所示。 ②图中未发生化学变化的微粒是 （填离子符号）。 ③该反应的微观实质可表示为Ca2+ + 2 OH－ = Ca(OH)2↓。当向Ca(OH)2溶液中滴加Na2CO3溶液时，也有白色沉淀产生，反应的微观实质用同样的方法可表示为 。 【反思拓展】 ④ 结合以上探究活动，下列说法正确的是 （填字母）。 a．其他条件不变，将实验Ⅲ中的NaOH溶液换成KOH溶液，也有沉淀产生 b．复分解反应中，溶解度较大的微溶物可向溶解度更小的微溶物或难溶物转化 c．向CaSO4溶液中滴加Ba(OH)2溶液，生成的沉淀为Ca(OH)2 【答案】 （1）10 加速固体溶解/加速氯化钠溶解 溶质的质量 （2）NaOH溶液的质量分数 Na+、SO42－ Ca2+ + CO32－ = CaCO3↓ a、b 【解析】 （1）① 配制100 g质量分数为10%的NaOH溶液，需要称量的NaOH的质量为：100 g × 10% = 10 g。 ② 溶解过程中玻璃棒搅拌的目的是：加速固体溶解或加速氯化钠溶解。 ③ 溶液稀释是添加溶剂，添加溶剂不会导致溶质质量改变，所以溶液稀释前后，溶质的质量不变。 （2）① 根据表格信息，实验Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的变量是NaOH溶液的质量分数，实验Ⅰ中无明显现象，说明不产生沉淀，实验Ⅱ中产生少量沉淀，实验Ⅲ中产生较多沉淀，说明饱和CaSO4溶液与NaOH溶液能否发生复分解反应与NaOH溶液的质量分数有关。 ② 根据微观示意图，该反应是Ca2+与OH－反应生成Ca(OH)2，图中未发生化学变化的微粒是：Na+、SO42－。 ③ Ca(OH)2与Na2CO3反应生成CaCO3沉淀、NaOH，反应的实质是Ca2+、CO32－反应生成CaCO3沉淀，即Ca2+ + CO32－ = CaCO3↓。 ④根据上述分析，实验Ⅲ中反应的实质是Ca2+与OH－反应生成Ca(OH)2，其中OH－由NaOH溶液提供，将NaOH溶液换成KOH溶液，KOH溶液也能提供OH－，所以也有沉淀产生，a正确；根据资料，20℃下，CaSO4、NaOH的溶解度分别是0.26 g、108 g，其中CaSO4是微溶物，反应产生的Ca(OH)2溶解度是0.17 g，也是微溶物，但Ca(OH)2溶解度较小，说明在复分解反应中，溶解度较大的微溶物可向溶解度更小的微溶物或难溶物转化，b正确；根据资料，20℃下，BaSO4的溶解度为0.0002 g，属于难溶物。向CaSO4溶液中滴加Ba(OH)2溶液，反应产生BaSO4沉淀和Ca(OH)2，若Ca(OH)2产生量较大，则Ca(OH)2也是沉淀，所以白色沉淀一定有BaSO4，可能有Ca(OH)2，c错误。 题型03 无明显现象反应是否发生的探究 4．（2024·山东临沂）同学们在整理归纳碱的化学性质时，发现氢氧化钠和二氧化碳反应无明显现象，于是进行了如下实验探究。 【提出问题】如何证明氢氧化钠和二氧化碳发生了反应？ 【进行实验】 探究实验Ⅰ： (1)分别向两个充满二氧化碳的软塑料瓶中加入20mL氢氧化钠溶液和蒸馏水，振荡，使其充分反应，现象如图1、图2，证明氢氧化钠与二氧化碳发生了化学反应。设计图2实验的目的是 。 探究实验Ⅱ： (2)取图1实验反应后的少量溶液于试管中，加入 ，现象为 ，再次证明二者发生了反应。 探究实验Ⅲ： [查阅资料]20℃时，NaOH、在水和乙醇中的溶解性如表所示： 溶剂溶质 水 乙醇 NaOH 溶 溶 溶 不 [设计方案]20℃时，兴趣小组进行了如下实验： (3)实验现象：装置A中出现白色沉淀，装置B中无明显现象。装置A中出现白色沉淀的原因是 。 【反思评价】 (4)①写出氢氧化钠和二氧化碳反应的化学方程式： 。 ②对于无明显现象的化学反应，一般可以从反应物的减少或新物质的生成等角度进行分析。 【答案】(1)做对比 (2) 过量的稀盐酸 有气泡产生 (3)生成的碳酸钠不溶于乙醇 (4) 【解析】（1）二氧化碳和氢氧化钠反应，塑料瓶内气体减少，压强减小，塑料瓶变瘪；二氧化碳能溶于水，塑料瓶也会变瘪，所以为了排除是二氧化碳溶于水使塑料瓶变瘪，设计图2做对比实验，通过图1的塑料瓶比图2变瘪程度大，证明二氧化碳和氢氧化钠发生了反应； （2）二氧化碳和氢氧化钠反应生成碳酸钠和水，可验证碳酸钠的生成，证明反应的发生，故取图1实验反应后的少量溶液于试管中，加入过量的稀盐酸，碳酸钠和盐酸反应生成氯化钠、水、二氧化碳，若能观察到有气泡产生，再次证明二者发生了反应； （3）装置A中，二氧化碳和氢氧化钠反应生成碳酸钠和水，碳酸钠不溶于乙醇，故出现白色沉淀； （4）氢氧化钠和二氧化碳反应生成碳酸钠和水，化学方程式为：； 题型04 有关反应条件及影响因素的探究 4.（2024安徽）我国化学家侯德榜发明的侯氏制碱法，开创了世界制碱工业的新纪元。制碱工艺中的关键反应为：NaCl + CO2 + NH3 + H2O = NaHCO3↓ + NH4Cl。室温（20℃）下，某兴趣小组在实验室利用如图装置模拟该反应。 已知：① 20℃时，几种盐的溶解度如表； 物质 NaCl NaHCO3 NH4Cl 溶解度/g 36.0 9.6 37.2 ② 氨气极易溶于饱和食盐水，形成的溶液呈碱性。 （1）为配制饱和食盐水，应向100 g水中至少加入 g NaCl固体。 （2）仪器a的名称是 ，装置D的作用是 。 （3）装置A制取的CO2中会混有HCl，用饱和NaHCO3溶液吸收HCl的化学方程式为 。 （4）为使CO2在装置C中能充分吸收，可采取的措施是 。 充分反应后，装置C中有晶体析出。为分析晶体产生的原因，兴趣小组继续开展探究。 查阅资料：一定条件下，可溶性物质的溶解存在限度，当相应离子浓度过大时，可溶性物质会部分结晶析出。 （5）装置C中析出的晶体主要成分是NaHCO3而不是NH4Cl原因是 。 （6）装置C中的物质过滤后得到的滤液在工业上称为母液。侯氏制碱法通过向母液中加入食盐，使NH4Cl结晶析出，析出晶体的原因是 。 【答案】 （1）36.0 （2）试管 产生氨气，防止倒吸 （3）NaHCO3 + HCl = NaCl + H2O + CO2↑ （4）先打开装置D分液漏斗活塞，再打开装置A分液漏斗活塞 （5）相同条件下，生成NaHCO3溶解度比NH4Cl的小，以晶体形式析出 （6）增大Cl－浓度，生成氯化铵更多，所以氯化铵结晶析出 【解析】（1）根据20℃时，几种盐的溶解度表可知，20℃时NaCl的溶解度是36.0 g，即20℃时100 g水中溶解36.0 g NaCl固体达到饱和状态，所以为配制饱和食盐水，应向100 g水中至少加入36.0 g NaCl固体。 （2）据图可知，仪器a是试管；由于氨气极易溶于饱和食盐水，为防止倒吸，用装置D产生氨气。 （3）饱和NaHCO3溶液与HCl反应生成氯化钠、水和二氧化碳，化学方程式为NaHCO3 + HCl = NaCl + H2O + CO2↑。 （4）由于氨气极易溶于饱和食盐水，形成的溶液呈碱性，碱性溶液能充分吸收二氧化碳。所以为使CO2在装置C中能充分吸收，可采取的措施是先打开装置D分液漏斗活塞，再打开装置A分液漏斗活塞。 （5）由于相同条件下，生成NaHCO3溶解度比NH4Cl的小，以晶体形式析出，所以装置C中析出的晶体主要成分是NaHCO3而不是NH4Cl。 （6）一定条件下，可溶性物质的溶解存在限度，当相应离子浓度过大时，可溶性物质会部分结晶析出。所以增大Cl－浓度，生成氯化铵更多，所以氯化铵结晶析出。 1.（2024·河北省）小明观察到敞口水草缸（水草和鱼共存）中不断有气体通入，如图所示，他对此很感兴趣，于是跟小组同学进行了如下探究。 探究Ⅰ：向水草缸中通入的气体是什么？ 【作出猜想】可能是空气或CO2。 【实验1】将气体细化器从水中取出，收集一瓶通入的气体，将燃着的木条伸入瓶内，发现木条立即熄灭，说明猜想不成立。 【提出新猜想】可能是CO2或N2。 【实验2】 （1）将该气体通入 中，根据现象确定通入的气体是CO2。 【交流讨论】 （2）通入CO2有利于水草进行光合作用。光合作用放出的气体为 。 探究Ⅱ：利用生活中的物质自制简易CO2发生器并应用于水草缸中。 【回忆旧知】 （3）实验室制取CO2的反应原理为 （用化学方程式表示）。 【选择药品】小组讨论后选择了鸡蛋壳、小苏打和白醋等。 【设计装置】利用塑料瓶、输液管等材料，设计并制作了如图所示的甲、乙两套发生装置（乙中的夹持装置已省略）。 【分析讨论】 （4）装置甲可随时控制反应的发生与停止。向装有白醋的瓶中加入鸡蛋壳，拧紧瓶塞，使反应发生的具体操作为 。 （5）与甲相比，装置乙既可控制反应的速率，又可得到持续稳定的气流，故选择乙与图所示装置（用于除杂和观察气泡）组装成CO2发生器。下列分析正确的是_______（选填字母）。 A．乙中的b口应与图中的c口相连接 B．为除去CO2中混有的醋酸，X可以是溶液 C．可根据X中冒出气泡的快慢来调节乙中的流速调节器 【实践应用】 （6）小组同学用自制的CO2发生器连接气体细化器向水草缸中通入气体，实践效果很好。使用气体细化器的作用是 。 【反思拓展】 （7）CO2发生器的不合理使用会影响缸中鱼类生存，请写出使用时的一条注意事项： 。 【答案】 （1）澄清石灰水 （2）氧气/O2 （3）CaCO3 + 2 HCl = CaCl2 + H2O + CO2↑ （4）挤压塑料瓶下端，使白醋与鸡蛋壳接触 （5）AC （6）细化气泡，提高气体的溶解效率 （7）定期维护和检查、控制二氧化碳浓度、避免与其他化学物质混合 【解析】 （1）将该气体通入澄清石灰水中，二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，可根据现象确定通入的气体是CO2； （2）光合作用放出的气体为氧气； （3）实验室制取CO2的反应原理为碳酸钙与盐酸反应生成氯化钙、二氧化碳和水，化学方程式为CaCO3 + 2 HCl = CaCl2 + H2O + CO2↑； （4）向装有白醋的瓶中加入鸡蛋壳，拧紧瓶塞，使反应发生的具体操作为挤压塑料瓶下端，使白醋与鸡蛋壳接触； （5）该万用瓶用于除杂和观察气泡，所以乙中的b口应与图中的c口相连接，A说法正确，符合题意；氢氧化钠能与二氧化碳反应生成碳酸钠和水，不能用氢氧化钠溶液除去CO2中混有的醋酸，B说法错误，不符合题意；可根据X中冒出气泡的快慢来调节乙中的流速调节器，C说法正确，符合题意。 （6）用自制的CO2发生器连接气体细化器向水草缸中通入气体，实践效果很好，使用气体细化器的作用是细化气泡，提高气体的溶解效率； （7）CO2发生器的不合理使用会影响缸中鱼类生存，使用时需注意：定期维护和检查、控制二氧化碳浓度、避免与其他化学物质混合等。 2.（2024·江西省）兴趣小组追寻科学家的足迹，对水进行探究。 【宏观辨识】根据实验探究水的组成 （1）水的合成：在密闭容器中将氢气和氧气的混合气体点燃，根据容器内生成的小水珠可知，水是由 组成的化合物。 （2）水的分解：电解水一段时间后（如图），观察到管a和管b中气体体积比为 ，经检验管a中的气体是 （填化学式）。 【证据推理】结合实验现象推算水分子中氢、氧原子个数比。 （3）方法一：根据相同条件下气体的体积比等于其分子的个数比，得出电解水的产物中氢、氧原子个数比为 ，进而推算出结果。 （4）方法二：已知电解水实验中氢气和氧气的体积比和正、负极产生气体的 ，可计算出水中各元素质量比，结合氢、氧原子的相对原子质量，可进一步推算出结果。 【模型构建】 （5）以分子构成的物质为例，图中“▲”表示的是 。 【答案】 （1）氢元素和氧元素 （2）2∶1 H2 （3）2∶1/4∶2 （4）密度比/密度 （5）各元素原子个数比 【解析】 （1）水（H2O）是由氢元素和氧元素组成的化合物。 （2）电解水实验中，正极产生的气体是氧气，负极产生的气体是氢气，且氢气与氧气的体积比为2∶1。根据图象，管a与电源负极相连，产生的是氢气，管b与电源正极相连，产生的是氧气，所以管a中的气体是H2，观察到管a和管b中气体体积比为2∶1。 （3）相同条件下气体的体积比等于其分子的个数比，则电解水产生的氢分子（H2）与氧分子（O2）的个数比为2∶1，得出电解水的产物中氢、氧原子个数比为(2×2)∶2=4∶2=2×1。 （4）由于质量 = 体积×密度，已知电解水实验中氢气和氧气的体积比，要计算出水中各元素质量比，则需要知道正、负极产生气体的密度比。 （5）化学式是通过元素符号及数字的组合表示物质组成，知道相对分子质量的情况下，需结合物质中各元素原子个数比来确定物质的化学式比。 3．（2023·山西·中考真题）氢能作为极具发展潜力的多元化能源，在我国经济发展中具有重要的地位。某校实践小组的同学们对此产生了浓厚的兴趣，他们对氢气的制取方法、应用优势、储存手段和发展前景等展开了项目式问题探究。 任务一：调查氢能制取方法 【咨询专家】小组同学通过数字化平台向专家进行咨询，知道了氢气可用多种工艺过程制备，方法有电解水制氢和工业副产品制氢等。 【模型构建】用可再生能源电解水制氢，将是应用广泛、技术成熟的一种手段。过程如图： 【交流讨论】 （1）近年来，能用来发电的可再生能源有 。 （2）化石燃料也可用于氢的制取，但不足之处有 。 任务二：探究氢能应用优势 【提出问题】氢气作为理想能源的原因是什么？ 【进行实验】 （3）设计纯净氢气与天然气燃烧的对比实验 实验步骤 实验现象 实验结论 ①分别在带尖嘴的导管口点燃氢气和天然气，在火焰上方罩一个干冷的小烧杯 均有水生成 ②迅速把①中的烧杯倒过来，分别注入少量澄清石灰水，振荡 罩在天然气火焰上方烧杯内的澄清石灰水变浑浊，而氢气火焰上方的烧杯内无变化 【反思评价】 （4）通过上述实验对比，氢气作为燃料的优点是 。 （5）在理想状态下，小组同学通过图1实验，将测得的实验数据绘制成的图像如图2所示，分析图像，可得出的结论是 。 任务三：调研氢能储存手段 【查阅资料】 （6）我国绿氢规模化储存是商业化应用的基本保障，为了进行大量储存，通常将氢气转化为液氢，从微观角度分析，发生改变的是 。 任务四：展望氢能发展前景 【市场调研】 （7）目前，氢燃料电池在公共交通中应用已较为成熟，其工作原理如图3所示，发生反应的化学方程式为 ，未来，氢能将在航空、航天、电力和建筑领域大力推广。 成果分享：通过问题探究，大家对氢能有了较为全面的认识。氢气作为一种理想的新型能源，其产业链包括“制—储—输—用”四个主要环节。因此，降本增效、规模化发展，将是我国经济增长和服务民生的一项重要举措。 【答案】 （1）太阳能等（合理即可） （2）会产生大量污染物 （3）烧杯内壁均有水雾生成 氢气燃烧不生成二氧化碳，天然气燃烧生成二氧化碳 （4）燃烧产物只有水，不会对环境造成污染 （5）相同质量的可燃物，氢气燃烧的热值比天然气高 （6）分子间的间隔 （7）2 H2 + O2 2 H2O 【解析】 （1）近年来，能用来发电的可再生能源有太阳能等（合理即可）； （2）化石燃料也可用于氢的制取，但不足之处为会产生大量污染物，污染环境； （3）①分别在带尖嘴的导管口点燃氢气和天然气，在火焰上方罩一个干冷的小烧杯，烧杯内壁均有水雾产生，则说明氢气和天然气燃烧均有水生成； ②迅速把①中的烧杯倒过来，分别注入少量澄清石灰水，振荡罩在天然气火焰上方烧杯内的澄清石灰水变浑浊，而氢气火焰上方的烧杯内无变化，说明天然气燃烧生成了二氧化碳，氢气燃烧不生成二氧化碳； （4）通过上述实验对比，氢气作为燃料的优点是只生成水，不会对环境造成污染； （5）分析图像，相同质量的可燃物，氢气燃烧的热值比天然气高； （6）为了进行大量储存，通常将氢气转化为液氢，从微观角度分析，发生改变的是分子间的间隔； （7）根据图示，氢气和氧气在催化剂的作用下反应生成水，化学方程式为2 H2 + O2 2 H2O。 4．（2024·江苏苏州·二模）不用电，不用火，只需一瓶水，就可以吃到香喷喷的火锅，网红食品“自热火锅”日渐风靡。下表是某品牌自热火锅发热包的说明书。 发热包说明书 注意事项：小心烫伤、远离明火、禁止食用、禁止热水 主要成分：氧化钙、碳酸钠、铝粉 使用方法：撕开塑料袋后加常温水 资料：a.铝粉能与氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠(NaAlO2)和氢气。 b.碳酸钠、氢氧化钠和偏铝酸钠溶解度随温度升高而升高，氢氧化钙的溶解度随温度升高而下降。 针对自热火锅的发热包，研究小组展开了以下研究： (1)探究反应原理。 ①将发热包取出放在烧瓶内加水，用温度和pH传感器测定同一反应体系中温度和pH随温度变化如图所示。0∼110s内，pH值快速上升，是因为氧化钙和碳酸钠加水后发生反应生成强碱性物质，发生反应的化学方程式 、 。 ②110：880s内，pH下降的原因是 。 ③880s∼1856spH又升高的原因是 。 (2)探究发热原理。 分别取下列粉末5g，分别加入15mL水，边用磁力搅拌器充分搅拌边每分钟读取数据一次。 序号 1 2 3 4 5 实验内容 5.0g发热包粉末 5.0g氧化钙 4.0g氢氧化钙+1.0g碳酸钠 2.0g氧化钙+2.0g铝粉+1.0g碳酸钠 2.0g铝粉+3g氢氧化钠 ①分析如图可知，发热包主要热量来自于 的反应。 和水共同作用才能达到发热包的发热效果。 ②曲线5比曲线4温度高的原因是 。 ③从安全角度分析发热包中不直接使用氢氧化钠的原因是 。 (3)使用注意事项。 禁止热水：如果不小心加入热水，会使得自热米饭盒炸裂，请分析饭盒炸裂的原因 。 【答案】(1) 铝粉与氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠和氢气，氢氧化钠减少 温度下降，氢氧化钙溶解度增大，溶液碱性增强，pH增大 (2) 铝粉与氢氧化钠 氧化钙、碳酸钠、铝粉 实验5中NaOH溶液浓度更高 氢氧化钠有强腐蚀性，不适宜大量用于食品发热包 (3)热水温度更高，反应速率加快，单位时间内产生氢分子数量多，压强快速增大，饭盒炸裂 【详解】（1）①氧化钙与水反应生成氢氧化钙，化学方程式为：；生成的氢氧化钙能与碳酸钠反应生成碳酸钙沉淀和氢氧化钠，化学方程式为：； ②根据资料，发热包的主要成分为氧化钙、碳酸钠、铝粉，而铝粉能与氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠(NaAlO2)和氢气，会导致NaOH减少，溶液碱性减弱，pH下降，故填：铝粉与氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠和氢气，氢氧化钠减少； ③根据图像，880s∼1856s反应结束温度逐渐下降，而氢氧化钙的溶解度随温度升高而下降，所以温度降低时氢氧化钙的溶解度增大，溶液碱性增强，pH增大。故填：温度下降，氢氧化钙溶解度增大，溶液碱性增强，pH增大。 （2）①分析图像可知，实验1、4、5产生热量比实验2、3更多，且其中实验5产生热量最多，推知发热包的主要热量来自于铝粉与氢氧化钠的反应。由于反应需要氢氧化钠，所以氧化钙、碳酸钠、铝粉和水共同作用才能达到发热包的发热效果； ②氧化钙与水反应生成氢氧化钙，化学方程式为：，生成的氢氧化钙能与碳酸钠反应生成碳酸钙沉淀和氢氧化钠，化学方程式为：，将这两个方程式联立起来，则有：，所以每56份质量的CaO和106份质量的Na2CO3反应生成80份质量的NaOH，实验4加入2g氧化钙和1g碳酸钠，氧化钙有剩余，所能生成的NaOH的质量为，而实验5中加入的NaOH的质量为3g，所以实验5中NaOH溶液浓度更高，反应速率更快，发热量也更高。故填：实验5中NaOH溶液浓度更高； ③由实验可知，铝粉与氢氧化钠、水反应剧烈，短时间内能产生大量的热，可能存在安全隐患；氢氧化钠固体在空气中易潮解，有强腐蚀性，不适宜大量用于食品发热包等；故答案为：氢氧化钠固体在空气中易潮解，有强腐蚀性，不适宜大量用于食品发热包；铝、氢氧化钠和水的反应很剧烈，存在安全隐患；氧化钙和碳酸钠反应产生氢氧化钠可以缓解反应速度，避免人受伤（合理即可）。 （3）加入热水，分子受热运动变快，分子间的间隔变大，从而使饭盒内的气体膨胀，导致饭盒炸裂，故填：热水温度更高，微粒间间隙更大，压强增大，饭盒炸裂；热水温度更高，反应速率加快，单位时间内产生氢分子数量多，压强快速增大，饭盒炸裂（合理即可）。 5.（2025·江苏南京·模拟预测）某化学课堂围绕“酸碱中和反应”，将学生分成若干小组开展探究活动。 探究一：氢氧化钠与盐酸混合后无明显现象，两者是否发生了化学反应？ 【实验设计] (1)甲、乙、丙三组同学分别设计了如表实验方案，请你帮他们完成实验报告。 组别 实验操作 现象 结论 甲组 溶液 氢氧化钠与盐酸发生了化学反应。 乙组 U型玻璃管中 边红墨水液面下降(所加稀盐酸的体积忽略不计) 丙组 用 测定氢氧化钠溶液的pH，向其中滴加足量稀盐酸，再测定溶液的pH 最后溶液的pH 7 【评价反思】 (2)你认为实验设计方案不合理的一组是什么？ ，原因是 。 探究二：将一定量稀盐酸加入到盛氢氧化钙溶液的小烧杯中，反应后溶液中溶质的成分是什么？ 【查阅资料】CaCl2溶液显中性 【提出问题】实验中未观察到明显现象，部分同学产生了疑问： 【猜想与假设】 (3)针对疑问，甲组同学猜想如下：猜想I：只有CaCl2；猜想II：有 ；猜想III：有CaCl2和Ca(OH)2；猜想IV：有CaCl2、HCl和Ca(OH)2。 (4)乙组同学认为猜想IV不合理，其理由是 。 【实验探究】 (5)为了验证其余猜想，各小组进行了下列三个方案的探究。 实验操作 向反应后的溶液中滴加紫色石蕊试液 向反应后的溶液中通入二氧化碳气体 向反应后的溶液中滴加碳酸钠溶液 实验现象 产生白色沉淀 实验结论 溶液中含有Ca(OH)2 【得出结论】通过探究，全班同学一致确定猜想III是正确的。 【评价反思】 (6)丙组同学认为滴加Na2CO3溶液产生白色沉淀，并不能证明溶液中一定含有Ca(OH)2，请你帮助他们说明原因 。 【答案】(1) 由红色变成无色 左 pH试纸 ＜ (2) 乙组 氢氧化钠溶于水放热，也能够导致U型玻璃管中左边红墨水液面下降 (3)CaCl2、HCl (4)氢氧化钙和盐酸不能共存 (5) 溶液变成蓝色 产生白色沉淀 (6)不含有氢氧化钙时，氯化钙也能和碳酸钠反应生成白色沉淀碳酸钙 【详解】（1）甲组：氢氧化钠溶液显碱性，能使酚酞试液变红色，加入稀盐酸后，如果溶液由红色变成无色，说明氢氧化钠发生了反应； 乙组：稀盐酸和氢氧化钠反应生成氯化钠和水，放热，氢氧化钠溶于水也放热，导致瓶内气压增大，U型玻璃管中左边红墨水液面下降； 丙组：利用pH试纸测定氢氧化钠溶液的pH，pH大于7，说明溶液显碱性，向其中滴加足量稀盐酸，再测定溶液的pH小于7，说明溶液显酸性，氢氧化钠发生了反应； （2）实验设计方案不合理的组别是乙组，理由是：氢氧化钠溶于水放热，也能够导致U型玻璃管中左边红墨水液面下降； （3）猜想Ⅰ：恰好完全反应时只有CaCl2；猜想Ⅱ：稀盐酸过量时有CaCl2、HCl；猜想Ⅲ：氢氧化钙过量时有CaCl2和Ca（OH）2；猜想Ⅳ：有CaCl2、HCl和Ca（OH）2； （4）乙组同学认为猜想Ⅳ不合理，其理由是氢氧化钙和盐酸不能共存； （5）向反应后的溶液中滴加紫色石蕊试液，溶液变成蓝色，说明溶液显碱性，即溶液中含有氢氧化钙； 向反应后的溶液中通入二氧化碳气体，产生白色沉淀，是因为二氧化碳和氢氧化钙反应生成了白色沉淀碳酸钙，说明溶液中含有氢氧化钙； （6）丙组同学认为滴加Na2CO3溶液产生白色沉淀，并不能证明溶液中一定含有Ca（OH）2，原因：不含有氢氧化钙时，氯化钙也能和碳酸钠反应生成白色沉淀碳酸钙。 6．（2025·江苏无锡·一模）实验是科学探究的重要途径，请根据下列实验回答相关问题。 (1)写出仪器a的名称 。 (2)A用于实验室制取二氧化碳，B中的纸风车叶片是由紫色石蕊溶液浸泡后的滤纸晾干制成。根据实验现象： ，证明二氧化碳与水发生了化学反应。 (3)根据实验C中的现象，说明二氧化碳的物理性质是 。 (4)D中升高左侧漏斗使红磷露出水面，红磷不燃烧，原因是 。 CO2与NaOH反应再探究。 【查阅资料】 a．常温下，1体积的水约溶解1体积的CO2 b．CO2与NaOH反应放热 c．已知一定体积的密闭湿润气体，其温度越高相对湿度越低 【实验探究】 实验一：如图1，打开止水夹K，将注射器乙中气体全部注入到注射器甲中，关闭止水夹K，充分振荡。实验中注射器甲的活塞先向左、后向右移动，最后示数仍为2mL。 实验二：向盛有湿的CO2的密闭容器中加入NaOH固体，用湿度传感器测定容器内相对湿度的变化如图2. 【实验分析】 (5)实验一从反应物消失角度证明CO2与NaOH反应，该反应的化学方程式为 。 (6)只看实验二中t1s后曲线(先下降后上升)， (选填“能”、“不能”)从能量角度说明CO2与NaOH能发生反应。 【答案】(1)锥形瓶 (2)未做处理的纸风车叶片不变色，滴蒸馏水的纸风车叶片变红色 (3)密度比空气大 (4)温度没有达到红磷的着火点 (5) (6)不能 【详解】（1）仪器a的名称是锥形瓶； （2）二氧化碳不能使紫色石蕊变色，二氧化碳与水反应生成碳酸，碳酸显酸性，能使紫色石蕊变红色，则根据实验现象：未做处理的纸风车叶片不变色，滴蒸馏水的纸风车叶片变红色，证明二氧化碳与水发生了化学反应； （3）实验C中蜡烛由下至上依次熄灭，说明二氧化碳具有的物理性质是密度比空气大； （4）D中升高左侧漏斗使红磷露出水面，红磷与氧气接触，但温度没有达到其着火点，所以红磷不燃烧，故其原因是温度没有达到红磷的着火点； （5）二氧化碳与氢氧化钠反应生成碳酸钠和水，化学方程式为； （6）已知一定体积的密闭湿润气体，其温度越高相对湿度越低，则只看实验二中s后曲线(先下降后上升)，不能从能量角度说明与NaOH能发生反应，是因为氢氧化钠固体溶于水放热，温度升高，会使得相对湿度降低，温度恢复至室温过程中，相对湿度又升高。 7．（2024·江苏常州·中考真题）兴趣小组对我国的太空舱制取氧气系统(其剖面如图所示)进行了研究性学习。    I．多角度认识制氧原理电源 (1)太空舱制氧系统中电源A极是 极；将燃着的蜡烛放入b管收集的气体中，看到燃烧 。 (2)太空舱制氧原理的化学方程式为 ，反应过程中种类和数目均没有发生变化的微粒是 (用符号表示)。 (3)太空舱制氧过程中消耗的水和生成的氧气的质量关系是___________(填序号)。 A．   B．   C．   D．   II．多措施提高制氧效率 【查阅资料】 提高电解效率的措施主要包括：增强水的导电性、改变电解温度、设置超声波场等。 【讨论分析】 (4)用30%的KOH溶液代替水进行电解，增大了水中 的浓度，增强了水的导电性。 (5)升高电解温度能提高制氧效率的原因之一是：温度升高，微粒 。 (6)如图分别为两种不同条件下不锈钢电极表面的气泡直径分布情况图。    ①气泡覆盖在电极表面使电解反应界面 (选填“增大”或“减小”)，降低了电解效率。 ②超声波振动能提高电解效率的原因是 。 【答案】(1) 负 更旺 (2) H、O (3)A (4)离子（或带电粒子等） (5)运动速率加快 (6) 减小 超声波振动能减少电极表面的气泡 【详解】（1）在电解水实验中，“正氧负氢”，a管中产生的是氢气，故太空舱制氧系统中电源A极是负极； b管收集的气体是氧气，氧气具有助燃性，故将燃着的蜡烛放入b管收集的气体中，看到燃烧更旺； （2）太空舱制氧原理为水通电分解生成氢气和氧气，该反应的化学方程式为：； 根据质量守恒定律，化学反应前后，原子的种类和数目不变，故反应过程中种类和数目均没有发生变化的微粒是氢原子和氧原子，故填：H、O； （3）水通电分解生成氢气和氧气，即，消耗水和生成氧气的质量比为：。 故选A； （4）用30%的KOH溶液代替水进行电解，氢氧化钾溶液中含自由移动的钾离子和氢氧根离子，故增大了水中离子的浓度，增强了水的导电性； （5）升高电解温度能提高制氧效率的原因之一是：温度升高，微粒的运动速率加快，微粒之间的接触机会变大； （6）①气泡覆盖在电极表面，阻碍了电极与水的接触，使电解反应界面减小，降低了电解效率； ②由图可知，与静音条件下相比，超声条件下，不锈钢电极表面的气泡较少，说明超声波振动能减少电极表面的气泡，故可以提高电解效率。 8．（2024·江苏苏州·二模）中国古代已掌握了铜冶炼和铸造技术，现代冶炼铜的工艺成熟，冶炼废水需经过处理后排放。 (1)如图为古法炼铜流程，以孔雀石和木炭为原料，经高温煅烧，冷却得到块状金属铜。 查阅资料：孔雀石的主要成分为Cu2(OH)2CO3。铜的熔点1083.4℃，氧气充足时炭火温度可达1200℃左右。 ①孔雀石受热分解的反应方程式是 。 ②工艺中木炭的主要作用有两个： ；直接与氧化铜反应生成铜。 ③此法冶炼产物是铜块而不是散落在炭粉中的铜颗粒，原因是 。 (2)现代工业中也使用孔雀石来冶炼金属铜。孔雀石的主要成分是Cu2(OH)2CO3，还含少量氧化铁和二氧化硅。如图为“湿法炼铜”并制备其他副产品氯化钠和铁红(氧化铁)的工业流程： 铁能与氯化铁溶液反应，反应方程式为2FeCl3+Fe=3FeCl2；氢氧化亚铁(白色固体)易被氧气氧化成氢氧化铁，氢氧化铁受热分解成两种氧化物。 回答下列问题： ①孔雀石中加入过量稀盐酸，发生反应的化学方程式为 、 。 ②向固体B中加入过量稀盐酸的目的是 。 ③向滤液II中加入NaOH溶液生成Fe(OH)2沉淀，该反应属于基本反应类型 。 ④Fe(OH)2沉淀通入空气氧化成Fe(OH)3，发生反应的化学方程式： 。 (3)某湿法炼铜厂产生酸性废水，含有的CuCl2、ZnCl2可用铁炭混合物(铁粉和活性炭的混合物)除去。其他条件不变，废水pH对Cu2+、Zn2+去除率的影响如图所示。 ①活性炭在净化水过程中的作用是 。 ②pH＜3时，铁炭混合物表面有大量气泡产生，产生该现象的化学方程式为 。 ③相同pH条件下，Cu2+的去除率远高于Zn2+的原因可能是 。 【答案】(1) 提高炉温或者 C 与 CO2反应生成 CO 煅烧的温度高于铜的熔点，反应过程中铜熔化成液体，冷却至室温后凝固成块状 (2) 除去固体B中的铁，且将铁转化为氯化亚铁 复分解反应 (3) 吸附水中的色素和异味 Fe能置换出Cu,但不能置换出Zn 【详解】（1）①Cu2（OH）2CO3受热分解生成CuO、H2O和CO2，化学方程式为：。②工艺中木炭的主要作用有两个：木炭燃烧可产生大量热量，提高炉温或者 C 与 CO2反应生成 CO；木炭也可直接与氧化铜反应生成铜； ③根据查阅资料：铜的熔点1083.4℃，氧气充足时炭火温度可达1200℃左右，可知煅烧的温度高于铜的熔点，反应过程中铜熔化成液体，冷却至室温后凝固成块状，故此法冶炼产物是铜块而不是散落在炭粉中的铜颗粒； （2）①氧化铁和盐酸反应生成氯化铁和水，化学方程式为：；碱式碳酸铜和盐酸反应生成氯化铜、二氧化碳和水，化学方程式为：； ②滤液Ⅰ中含有氯化铜、氯化铁和过量的盐酸，加入过量铁粉，铁和氯化铜反应生成铜和氯化亚铁，铁和氯化铁反应生成氯化铁，铁和盐酸反应生成氯化亚铁和氢气，过滤得到的固体B中含有铜和过量的铁，向固体B中加入过量稀盐酸，铁和盐酸反应生成氯化亚铁和氢气，铜和盐酸不反应，所以向固体B中加入过量稀盐酸的目的是除去固体B中的铁，且将铁转化为氯化亚铁； ③滤液II为氯化亚铁溶液，向滤液II中加入NaOH溶液生成Fe(OH)2沉淀，即氯化亚铁和氢氧化钠反应生成氯化钠和氢氧化亚铁沉淀，该反应是两种化合物相互交换成分生成另外两种化合物，属于复分解反应； ④Fe(OH)2沉淀通入空气氧化成Fe(OH)3，根据反应前后原子种类和数目不变，则反应前一定有水参与，发生反应的化学方程式为：； （3）①活性炭具有吸附性，在净化水过程中的作用是吸附色素和异味； ②pH<3时，铁炭混合物表面有大量气泡产生，产生该现象的原因是铁和稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，该反应的化学方程式为：； ③相同pH条件下， Cu2+ 的去除率远高于 Zn2+ 的原因可能是：铁能与硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜，能置换出铜，但是锌比铁活泼，铁不能置换出Zn。 9．（2024·江苏苏州·二模）金属铁及其制品是现代生活中不可缺少的材料和工具，在生产和生活中的应用极为广泛。请用所学化学知识回答下列问题。 Ⅰ．铁与铁的化合物 (1)金属在生产和生活中有着广泛的用途，铁是目前世界上使用最多的金属。下图是铁原子的结构示意图，其最外层电子数为 。 (2)铁的化合物在现代更多领域发挥着重要作用，其中碳酸亚铁（）不溶于水，可作补血剂，服用后与胃酸反应生成的物质被人体吸收，能促进血红蛋白的生成，写出碳酸亚铁与胃酸反应的化学方程式 。 Ⅱ．钢铁的冶炼 《天工开物》中记载的“炒钢法”，该方法的生产过程如图所示。 资料：潮泥灰主要成分是石灰石。 (3)在炼铁炉中鼓入的空气与矿物逆流而行的目的是 。 (4)不断翻炒液态生铁，是为了降低 元素的含量。 Ⅲ．金属的锈蚀 铁生锈的原理： (5)写出转化为的化学方程式 。 (6)某小组同学利用手持数据采集器，测定铁钉与不同溶液（浓度相等）接触生锈时氧气浓度的变化，装置及数据如图： ①实验所用三种溶液中，铁钉接触到 溶液（填化学式）更容易生锈。 ②根据三条曲线都是“先陡后缓”的现象。关于铁生锈快慢的问题，你能得出的结论是： 。 (7)不但铁会生锈，其他金属也会生锈。 自然界中存在少量铜单质，古人发现用其制成的物品使用一段时间后会生锈。请写出铜生锈生成碱式碳酸铜的化学方程式： 。 Ⅳ．拓展：测定还原性铁粉的组成 还原性铁粉中含有少量，小组同学在老师的指导下进行以下实验。 [资料]：①，在加热时与反应能生成相应氧化物。②不与酸反应。 ③碱石灰的主要成分是氧化钙与氢氧化钠的混合物 [实验1]：取样品，加入足量稀，充分反应后生成。 [实验2]：另取样品，按如图进行实验。 实验后中固体全部变为红棕色，装置的质量增加了。 (8)中红棕色固体的化学式是 。 (9)中， 。 (10)若用空气（过量）替代进行实验，测得的值 （填偏大、偏小或不变），可能的因是 。 【答案】(1)2 (2) (3)使反应物充分接触，充分反应 (4)碳/C (5) (6) 氧气浓度越大，铁锈蚀速率越快 (7) (8) (9) (10) 偏小 空气中二氧化碳进入B装置中，导致B中测定的二氧化碳的值增大，进一步计算出的比值偏小 【详解】（1）据图可知：最外层电子数=26－2－8－14=2。 （2）胃酸即盐酸，碳酸亚铁与胃酸反应生成氯化亚铁、水和二氧化碳。化学方程式为FeCO3+2HCl=FeCl2+CO2↑+H2O。 （3）为使空气与矿物充分接触，反应充分，在炼铁炉中鼓入的空气与矿物逆流而行。 （4）不断翻炒液态生铁，使液态生铁中的碳与氧气充分接触，发生反应而除去，即为了降低碳元素的含量，不断翻炒液态生铁。 （5）根据铁生锈的原理可知，Fe(OH)2与氧气和水反应生成Fe(OH)3，化学方程式为4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3。 （6）①据图可知，实验所用三种溶液中，铁钉接触到氯化铵（化学式为）溶液更容易生锈。 ②根据三条曲线都是“先陡后缓”的现象，关于铁生锈快慢的问题，可以得出氧气浓度高时腐蚀速率快，氧气浓度低时腐蚀速率慢这一结论。 （7） 铜生锈生成碱式碳酸铜，结合题意，根据质量守恒定律知，铜、二氧化碳、氧气和水生成碱式碳酸铜，化学方程式为2Cu+CO2+O2+H2O=Cu2(OH)2CO3。 （8）由于FexCy在加热时与O2反应能生成相应氧化物，A中固体全部变为红棕色，含铁氧化物只有氧化铁是红棕色，故A中红棕色固体是氧化铁，化学式为Fe2O3。 （9）设：29.80g样品中铁的质量为x 所以FexCy的质量=29.80g－28g=1.80g，据图可知，装置B的质量增加了0.44g，为二氧化碳的质量，二氧化碳中的碳源于FexCy中，即FexCy中C的质量=，所以FexCy中Fe的质量=1.80g－0.12g=1.68g。因此，FexCy中，x：y==3：1。 （10）由于空气中含有二氧化碳，将使FexCy中C的质量偏大，Fe的质量偏小，所以若用空气(过量)替代O2进行实验，测得x：y的值偏小。 10．（2024·江苏无锡）低碳行动是人类应对全球变暖的重要举措，二氧化碳的资源化利用有多种途径。 Ⅰ.CO2转化为CO 炼铁的一种原理示意图如下（括号内化学式表示相应物质的主要成分）： (1)写出还原反应室中炼铁的化学方程式： 。 (2)Fe3O4可作为CH4和CO2反应的催化剂，在反应过程中Fe3O4与合成气反应可转化为Fe。写出能使Fe转化为Fe3O4（催化剂再生）的一条可能途径： 。 Ⅱ.CO2转化为甲醇（CH3OH） 我国科研人员已实现CO2和H2在加热和MoS2催化剂的条件下合成甲醇，反应如下： (3)合成甲醇是人工合成淀粉[(C6H10O5)n]的关键一步，反应原理示意图如下： X的化学式为 。 (4)CO2和H2可合成甲醇，甲醇燃烧又生成CO2。氢气、甲醇都被认为是“零碳”燃料，甲醇被认为是“零碳”燃料的理由是 。 Ⅲ. CO2转化为葡萄糖（C6H12O6） 我国科研人员已成功将CO2还原合成葡萄糖，其过程可分为“电催化还原”和“生物合成”两个阶段。第一阶段的部分反应原理如图所示。 (5)写出如图所示反应的化学方程式： 。 (6)绿色植物的光合作用能吸收二氧化碳，释放氧气。计算4.4gCO2通过光合作用可得到葡萄糖的质量（写出计算过程）。 【答案】(1)/ (2)Fe与H2O或CO2反应生成Fe3O4 (3)H2O2 (4)甲醇燃烧产生的CO2与合成甲醇所需的CO2质量相等 (5) (6)解：设通过光合作用得到葡萄糖的质量为。 答：通过光合作用得到葡萄糖的质量为。 【详解】（1）还原反应室中炼铁的反应有一氧化碳与氧化铁在高温条件下反应生成铁和二氧化碳、氢气与氧化铁在高温条件下反应生成铁与水，化学方程式为、； （2）在反应过程中Fe3O4与合成气中的CO或H2反应转化为Fe和CO2或H2O，Fe与H2O或CO2反应可重新转化为Fe3O4，实现Fe3O4的再生，因此能使Fe转化为Fe3O4的一条可能途径：Fe与H2O或CO2反应生成Fe3O4； （3）由图可知，与氧气反应生成和X，2X分解生成水和氧气，根据质量守恒定律可知，化学反应前后元素种类不变，则X是含有氢、氧两种元素的化合物且能分解生成水和氧气，则X为过氧化氢，其化学式为H2O2； （4）CO2和H2可合成甲醇，化学方程式为，其中二氧化碳与甲醇的质量比为，甲醇燃烧又生成CO2，化学方程式为，其中甲醇与二氧化碳的质量比为，因此甲醇被认为是“零碳”燃料的理由是：甲醇燃烧产生的CO2与合成甲醇所需的CO2质量相等； （5）由图可知，二氧化碳在催化剂和通电条件下分解生成一氧化碳和氧气，化学方程式为； （6）计算过程见答案。 11．（2024·江苏徐州）我国化工专家侯德榜创立了“侯氏联合制碱法”，为纯碱（Na2CO3）制造作出了重大贡献，促进了世界制碱技术的发展。化学小组对制碱过程进行项目化学习。 任务1：认识原理 ； 。 任务2：制备原料 (1)配制饱和氯化钠溶液。常温下，NaCl的溶解度为36g。该温度下，将 g NaCl固体完全溶解于50g水配得饱和溶液，此溶液的溶质质量分数为 （结果精确到0.1%）。从微观角度分析，下列图示中最接近NaCl溶液真实情况的是 （填字母）。 (2)获取气体。加热硫酸铵和氢氧化钙的固体混合物，将湿润的红色石蕊试纸放在导管a端，当观察到 时，连接ab，收集NH3，待储气袋集满后关闭弹簧夹，如图1。再用相同规格的储气袋集满一袋CO2气体。 任务3：探秘变化 用注射器抽取约5mL饱和食盐水，从导管b端注入盛有NH3的储气袋中，关闭弹簧夹，振荡至储气袋完全变瘪。再将该袋内全部液体用注射器吸出，注入盛有CO2的储气袋中，关闭弹簧夹充分振荡，静置后观察到袋内有白色固体析出。请结合图2溶解度曲线，回答下列问题。 (3)析出的白色固体为NaHCO3的主要原因是 。袋内溶液中是否含有NaHCO3？请设计实验方案证明： （不可使用酸碱指示剂，写出操作、现象和结论）。 (4)NaHCO3的溶解度在60℃后无数据，原因可能是 。 任务4：应用产品 (5)析出得到的NaHCO3固体加热分解即制得产品——纯碱。工业上可用纯碱和熟石灰反应制取氢氧化钠，反应的化学方程式为 。 (6)副产品NH4Cl在农业上可用作 。某工厂用65吨NaCl（利用率在90%以上）生产纯碱，同时得到NH4Cl的质量至少是多少吨？ （写出计算过程，结果保留一位小数） 【答案】(1) 18 26.5% A (2)湿润的红色湿润试纸变蓝色 (3) 相同温度下，NaHCO3的溶解度小于NH4Cl的溶解度 取少量袋内溶液于试管中，滴加适量的稀盐酸，若有气泡冒出，说明袋内溶液中含有NaHCO3 (4)60℃时溶液中的碳酸氢钠受热分解 (5)Na2CO3+Ca(OH)2=CaCO3↓+2NaOH (6) 氮肥 设得到NH4Cl的质量为 答：同时得到NH4Cl的质量至少是53.5吨。 【详解】（1）常温下，NaCl的溶解度为36g，则该温度下，将 18gNaCl固体完全溶解于50g水配得饱和溶液，此溶液的溶质质量分数为，NaCl溶液中含有钠离子、氯离子和水分子三种微粒，则从微观角度分析，图示中最接近NaCl溶液真实情况的是A； （2）加热硫酸铵和氢氧化钙的固体混合物生成硫酸钙、氨气和水，氨气能使湿润的红色石蕊试纸变蓝色，则将湿润的红色石蕊试纸放在导管a端，当观察到湿润的红色石蕊试纸变蓝色时，连接ab，收集NH3； （3）由于相同温度下，NaHCO3溶解度小于NH4CI的溶解度，所以析出的白色固体为NaHCO3，碳酸氢钠与稀盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳，则证明袋内溶液中是否含有 NaHCO3的实验方案为：取少量袋内溶液于试管中，滴加适量的稀盐酸，若有气泡冒出，说明袋内溶液中含有NaHCO3； （4）NaHCO3的溶解度在60℃后无数据，原因可能是60C时溶液中的碳酸氢钠受热分解； （5）纯碱是碳酸钠的俗称，熟石灰是氢氧化钙的俗称，碳酸钠和氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和氢氧化钠，反应的化学方程式为：Na2CO3+Ca(OH)2=CaCO3↓+2NaOH； （6）NH4Cl含氮元素，农业上可用作氮肥； 计算过程见答案。 12．（2024·江苏镇江）铁及其化合物在生产生活中有广泛应用。 一、铁的有关知识 (1)北固山铁塔由生铁铸成，展现了我国古代精湛的冶铁、铸造技术。因年代久远，塔身锈蚀严重。 ①生铁的熔点比纯铁 （选填“高”或“低”）。 ②铁锈主要成分是Fe2O3•nH2O，铁生锈主要与空气中的 有关。 (2)工业上冶炼钢铁的主要工艺流程如图。 ①以赤铁矿为原料炼铁反应的化学方程式为 。 ②炼钢炉中存在转化：FeFeOFe+CO，目的为降低 元素含量。 (3)铁及其化合物在现代多种领域发挥着重要作用。 ①纳米零价铁（Fe）用于废水处理，可用H2和Fe(OH)3在高温下反应获得，反应的化学方程式为 。 ②Fe3O4是合成氨催化剂铁触媒的主要成分，可用CH4和Fe2O3在高温下反应获得，同时生成CO2和H2O的质量比为 。 二、制备硫酸亚铁铵晶体 用废铁屑制备硫酸亚铁铵晶体[(NH4)2Fe(SO4)2•6H2O]的实验流程如下。 (4)“洗涤”是用蒸馏水洗去铁屑表面残留的Na2CO3等杂质，判断铁屑已洗净的方法是：取最后一次洗涤后的滤液，测定其pH＝ ，则已洗净。 (5)“酸溶”时控温75℃加热至不再产生气泡。 ①加热的目的是 。 ②产生的气体为H2，用点燃法检验H2前必须 。 (6)“反应”后冷却至20℃过滤。 ①“反应”的化学方程式为 。 表：“反应”中相关物质的溶解度 温度/℃ 20℃ 溶解度S/g FeSO4•7H2O 48.0 (NH4)2SO4 75.4 (NH4)2Fe(SO4)2•6H2O 21.2 ②“反应”过程中析出硫酸亚铁铵晶体，参考表中数据分析其原因 。 三、测定硫酸亚铁铵晶体样品纯度 准确称取19.00g硫酸亚铁铵晶体（相对分子质量为392）样品溶于水，与硫酸酸化的KMnO4溶液完全反应，消耗KMnO4的质量为1.58g。 已知：10(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O+2KMnO4+8H2SO4＝10(NH4)2SO4+5Fe2(SO4)3+K2SO4+2MnSO4+14H2O (7)该样品的纯度为 %（精确到0.1%）。 (8)判断该计算结果是否合理并分析其原因 。 【答案】(1) 低 氧气、水 (2) 碳/C (3) 11∶9 (4)7 (5) 加快反应速率 验纯 (6) 20℃时硫酸亚铁铵晶体在水中的溶解度比硫酸亚铁和硫酸铵的溶解度小 (7)103.2 (8)不合理，样品中混有FeSO4•7H2O 【详解】（1）①合金的熔点比成分金属低，生铁是铁和碳的合金，所以生铁的熔点比纯铁低。 ②铁生锈是铁与空气中的氧气、水发生反应所致。 （2）①赤铁矿主要成分是Fe2O3，Fe2O3与CO在高温条件下反应生成Fe、CO2，化学方程式为。 ②生铁的含碳量比钢高，该转化能将C转化为CO，目的是降低碳元素的含量。 （3）①H2和Fe(OH)3在高温下反应获得Fe，根据质量守恒定律，化学反应前后，元素种类不变，反应物H2、Fe(OH)3中含有H、Fe、O这3种元素，生成物Fe中只含Fe这1种元素，则另外的产物含有H、O这2种元素，该产物是H2O，则H2和Fe(OH)3在高温下反应生成Fe、H2O，化学方程式为。 ②CH4和Fe2O3在高温下反应生成Fe3O4、CO2、H2O，化学方程式为，则生成CO2和H2O的质量比为。 （4）Na2CO3溶液呈碱性，pH＞7。判断铁屑已洗净的方法是：取最后一次洗涤后的滤液，测定其pH＝7，说明滤液中已无Na2CO3，则已洗净。 （5）①温度越高，化学反应速率越快，因此加热的目的是加快反应速率。 ②点燃可燃性气体前，必须验纯，以防气体不纯引发爆炸，所以用点燃法检验H2前必须验纯。 （6）①“酸溶”过程中稀H2SO4能与铁屑反应生成FeSO4、H2，“反应”步骤加入(NH4)2SO4粉末，生成硫酸亚铁铵晶体[(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O]，说明该步骤中FeSO4、(NH4)2SO4、H2O反应生成了(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O沉淀，化学方程式为。 ②根据表中所示在20℃时的溶解度数据，可以看出20℃时硫酸亚铁铵晶体在水中的溶解度比硫酸亚铁和硫酸铵的溶解度小，所以硫酸亚铁铵晶体最先达到饱和状态析出，因此原因是：20℃时硫酸亚铁铵晶体在水中的溶解度比硫酸亚铁和硫酸铵的溶解度小。 （7）解：设该样品的纯度为x ，故填103.2。 （8）根据化学方程式，该反应实质是FeSO4与KMnO4、H2SO4发生反应，样品纯度超过100%，说明样品中FeSO4含量偏高，结合题中溶解度表格，FeSO4•7H2O相对分子质量为278，而(NH4)2Fe(SO4)2•6H2O相对分子质量为392，可知是因为样品中混有FeSO4•7H2O，导致样品中FeSO4含量偏高。 故填：不合理，样品中混有FeSO4•7H2O。 13.（2024·辽宁·中考真题）为实现氢氧化钠溶液和盐酸反应现象的可视化，某兴趣小组设计如下实验。 【监测温度】 （1）在稀氢氧化钠溶液和稀盐酸反应过程中，温度传感器监测到溶液温度升高，说明该反应 （填“吸热”或“放热”），化学方程式为 。 【观察颜色】 （2）在试管中加入2mL某浓度的氢氧化钠溶液，滴入2滴酚酞溶液作 剂，再逐滴加入盐酸，振荡，该过程中溶液的颜色和pH记录如下图所示。 （3）在①中未观察到预期的红色，为探明原因，小组同学查阅到酚酞变色范围如下： 时呈无色，时呈红色，时呈无色。 据此推断，①中a的取值范围是________（填标号）。 A． B． C． （4）一段时间后，重复（2）实验，观察到滴加盐酸的过程中有少量气泡生成，原因是 。 【观察沉淀】 （5）小组同学提出，可通过调控反应物浓度观察生成的氯化钠沉淀。向含8g溶质的浓氢氧化钠溶液中加入浓盐酸，恰好完全反应至中性，生成NaCl的质量为 g；恢复至室温，称得混合物的总质量为36.7g，其中NaCl沉淀的质量为 g。（提示：室温下100g水最多能溶解36gNaCl。） 【多现象可视】 （6）如下图所示，注射器1、3中均为8mL氯化氢气体，注射器2、4中分别为2mL蒸馏水和稀氢氧化钠溶液（均滴有酚酞溶液）。打开弹簧夹，迅速将注射器1、3中全部氯化氢分别推入注射器2、4中，用弹簧夹夹紧胶皮管。最终发现注射器2、4的活塞均恢复至2mL刻度附近，此现象不足以说明氯化氢与稀氢氧化钠溶液发生了反应，理由是 。若实验中溶液始终澄清，为了说明中和反应已发生，还应依据的现象为 。 【答案】（1）放热 （2）指示 （3）C （4）氢氧化钠变质（或“盐酸与碳酸钠发生反应”） （5）11.7 2.7 （6）氯化氢溶于水也可导致注射器4的活塞恢复至刻度附近（或“注射器2中没有发生酸碱中和反应，且注射器2、4的活塞均恢复至刻度附近，因此不足以说明注射器4中氯化氢与稀氢氧化钠溶液发生反应”） 注射器2中溶液仍为无色，注射器4中溶液由红色变为无色（或“反应后注射器4比注射器2温度高”） 【解析】（1）在稀氢氧化钠溶液和稀盐酸反应过程中，温度传感器监测到溶液温度升高，说明该反应是放热反应，故填：放热； 氢氧化钠和稀盐酸反应生成氯化钠和水，反应方程式是：； （2）酚酞溶液通常被用作指示剂，故填：指示； （3）结合实验图和酚酞变色范围，可知a的取值范围应大于13。 A、加入酸后溶液显红色，pH=12，说明加入酸之前pH大于12 ，故不正确； B、8.2<a<13，此时溶液应呈红色，而实际上溶液为无色，故不正确； C、a>13，此时溶液呈碱性，但是无色，与试管①中的情况吻合，故正确，故选C。 （4）一段时间后，重复向氢氧化钠溶液中加入稀盐酸有气泡产生，说明盐酸将氢氧化钠反应完了，产生的气泡应该是盐酸和氢氧化钠变质产生的碳酸钠之间的反应，两者反应产生了二氧化碳，故填：氢氧化钠变质（或“盐酸与碳酸钠发生反应”）； （5）解：设向含8g溶质的浓氢氧化钠溶液中加入浓盐酸，恰好完全反应至中性，生成NaCl的质量为x，                                                         x=11.7g                           故填：11.7； 恢复至室温，称得混合物的总质量为36.7g，其中NaCl的质量为11.7g，所以，水的质量=36.7g11.7g=25g，根据提示：室温下100g水最多能溶解36gNaCl，可计算出25g最多能溶解9gNaCl，所以氯化钠沉淀的质量为11.7g-9g=2.7g，故填：2.7； （6）此实验利用控制变量做的对比试验，注射器2中没有发生酸碱中和反应，只是氯化氢溶于水，且注射器2、4的活塞均恢复至2mL刻度附近，因此不足以说明注射器4中氯化氢与稀氢氧化钠溶液发生反应，故填：氯化氢溶于水也可导致注射器4的活塞恢复至2mL刻度附近； 为了说明中和反应已发生，可以通过注射器2和4中溶液颜色的变化来说明，注射器2中未发生反应，溶液依然为无色，注射器4中发生反应氢氧化钠消失，溶液不再是碱性，所以溶液的红色会消失。故填：注射器2中溶液仍为无色，注射器4中溶液由红色变为无色。 14.（2024·江苏无锡）项目小组对影响过氧化氢分解的因素进行了探究。 实验1：在试管①中加入4%的H2O2溶液5mL，伸入带火星木条，观察现象（见图1）。 实验2：在试管②和③中各加入4%的H2O2溶液5mL，分别将试管放在冷水和热水中，观察现象（见图2）。 实验3：常温下，取4%的H2O2溶液，研究pH对H2O2分解所得溶液中溶氧量的影响，测定结果如图3所示。 （1）实验1中，观察到的现象是：有少量气泡产生，带火星木条未复燃。实验结论是 。 （2）实验2观察到试管③中产生大量气泡，反应的化学方程式是 。 （3）由图3可知：过氧化氢溶液呈 （填“酸性”“中性”或“碱性”）；溶氧量随pH变化的趋势是 。 （4）实验3得到的结论是 。 【答案】（1）常温下，过氧化氢分解很慢 （2） （3）酸性 溶氧量随pH增大先变大后变小 （4）溶液的影响过氧化氢分解（或过氧化氢的分解与溶液的有关） 【解析】（1）实验1在试管①中加入4%的H2O2溶液5mL，观察到有少量气泡产生，带火星的木条未复燃，是因为常温下过氧化氢分解速率很慢，产生的氧气较少，不能使带火星木条复燃。故填：常温下，过氧化氢分解很慢； （2）实验2在试管②和③中各取4%的H2O2溶液5mL，分别放在冷水和热水中，试管③中产生大量气泡，说明温度越高，这氧化氢分解速率越快，反应的化学方程式为。故填：； （3）由图3可知，横坐标表示过氧化氢溶液的pH，pH小于7时溶氧量较少，过氧化氢溶液较稳定，说明过氧化氢溶液呈酸性；纵坐标为溶氧量随pH变化，由曲线变化知溶氧量随pH变化的趋势是先变大后变小。故填：①酸性；②溶氧量随pH增大先变大后变小； （4）实验3研究pH对H2O2分解所得溶液中溶氧量的影响，由图像可知溶液的pH影响过氧化氢的分解。故填：溶液的pH影响过氧化氢分解（或过氧化氢的分解与溶液的pH有关）。 15.（2024·福建）排放含磷废水会使水体富营养化。为除去废水中的磷，某小组开展下列研究。 Ⅰ.制备吸附剂 【实验1】往桑枝木炭中加入溶液，浸泡后再加入NaOH溶液，调节溶液的pH，经系列操作制得吸附剂A和吸附剂B。 (1)使用 可测定溶液的pH。 (2)溶液和NaOH溶液反应生成Fe（OH）3沉淀和Na2SO4，反应的化学方程式为 。 Ⅱ.研究吸附剂的性能 【实验2】为比较两种吸附剂的除磷性能，25℃时，分别取含磷浓度为的两份等量含磷废水，将废水的pH均调至6，用两种吸附剂进行控制单一变量实验，结果如下表（吸附量是指每克吸附剂吸附的废水中磷元素的质量）。 实验编号 实验条件 实验结果 吸附剂 吸附剂质量/g 废水的 pH 吸附时间 /min 吸附率 /% 吸附量 /（mg•g-1） ① A 0.2 6 x 75.7 1.42 ② B y 6 260 98.1 1.84 (3)上表中x= ，y= 。 【实验3】为研究废水的pH对吸附剂A除磷性能的影响，设计实验方案。 (4)该实验方案为 。 Ⅲ.研究吸附剂的应用 含磷废水的净化处理过程如下图所示。 (5)从实验2数据判断，“吸附剂X”应选择吸附剂 （填“A”或“B”），除磷效果较好。 (6)从以上净水过程可以归纳出物质分离的一般思路：明确混合物中的物质→ →确定物质的分离方法。 【答案】(1)pH试纸（或其他合理答案） (2) (3) 260 0.2 (4)将废水的pH调成不同大小，控制其他条件相同，分别用吸附剂A进行除磷实验，测定吸附率和吸附量 (5)B (6)分析各物质的性质差异 【解析】（1）可使用pH试纸测定溶液的pH； （2）Fe2(SO4)3 溶液和NaOH溶液反应生成Fe（OH）3沉淀和Na2SO4，反应的化学方程式为：； （3）实验目的是比较两种吸附剂的除磷性能，根据控制变量唯一的原则，除了吸附剂的种类不同外，其它条件要保持一致，故x=260，y=0.2； （4）研究废水的pH对吸附剂A除磷性能的影响，根据对比实验中控制变量唯一的原则，可设计实验为：将废水的pH调成不同大小，控制其他条件相同，分别用吸附剂A进行除磷实验，测定吸附率和吸附量； （5）从实验2数据判断，“吸附剂X”应选择吸附剂B，其吸附率和吸附量比较大，即除磷效果较好； （6）从以上净水过程可以归纳出物质分离的一般思路：明确混合物中的物质→分析各物质的性质差异→确定物质的分离方法。 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $$