内容正文:
热点题型07 实验探究题
目录
1.命题趋势解读:明考情、知方向
2.热点考点诠释:知热点、掌技巧、攻薄弱
3.限时检测训练:热点通关、争分培优
三年考情分析
2025考向预测
2023年考查了气体制取和酸碱盐性质的探究
2025年估计主要考点是酸加盐部分,考查形式新颖,以图片、文字、表格等多重表征的展现方式来考查学生的阅读关键信息的能力。
2023年以“耕地盐碱化”为素材,从“成因——检测——探究——交流”四个项目开展与土壤盐碱化相关的探究活动,结合碳酸根离子与硫酸根离子的鉴别、土壤的改良及合理利用等,整合度好,考查形式新,以图片、文字、表格等多重表征的展现方式来考查学生的阅读关键信息的能力。
2024年试题以“盐湖文化”为素材,从“探源盐文化-夏晒盐冬捞碱-检测探究-方案优化”设计成项目式学习活动。题目涉及“溶解度”与“结晶”的相关知识,结合氯离子与碳酸根离子的鉴别、废液处理等,整合度好,考查形式新,以图片、文字、图像、表格等多重表征的展现方式来考查学生的阅读关键信息的能力。
科学探究的命题主要是围绕科学探究的6个要素来设计的:提出科学问题→进行猜想和假设→制定计划→设计实验→进行实验,获取事实与依据→检验与评价→表达与交流。但在探究性试题的命制过程中,这6个要素不一定都涉及,有些要素即使涉及,也可能以题给信息的方式来加以呈现。结合科学探究的6个要素对如何解答作简要分析:
1. 提出科学问题,进行猜想和假设:通常由题目给出,或者在题目最后设计“根据实验你还能提出什么问题”,只需紧扣实验提出还有哪些影响因素的问题即可。
2. 猜想与假设:
(1)对混合物成分猜想:混合物成分是A、B、C中的两种或三种,则猜想为:①A、B;②A、C;③B、C;④A、B、C。判断猜想是否合理,可看猜想中的物质是否互相反应。
(2)反应后物质成分的猜想:
①反应后溶液中溶质成分的猜想:反应后溶液的成分一定有生成物,可能存在反应物中的一种;
②反应后固体或气体成分的猜想:根据质量守恒定律判断、根据物质的颜色判断。
考向1:探究盐的性质
1.(2025·四川绵阳·二模)盐湖蕴藏着丰富的资源。兴趣小组围绕盐湖展开相关的探究活动。
探源盐文化
(1)《说文解字)云:“盐,卤也”。甲骨文中的“卤”(如图1)蕴含的获取盐的方法是 。夏天晒“盐”,冬天捞“碱”得到的Na2CO3的俗称是 。我国制碱工业的先驱 发明了联合制碱法。
探秘冬天捞“碱”
(2)据图分析,冬天适合捞“碱”的原因是 。将含Na2CO3和NaCl的模拟盐湖水降温结晶,检验得到的晶体中是否含有NaCl。
【查阅资料】AgCl为白色固体,不溶于水和稀硝酸;Ag2SO4为白色固体,微溶于水。
【方案研讨】
(3)
方案
方案设计
评价交流
1
取样,溶解,滴加少量AgNO3溶液,若产生白色沉淀,则含有NaCl
教师指出该方案不严谨。原因是Ag2CO3也为白色沉淀
2
取样,溶解,先滴加过量稀盐酸,再滴加少量AgNO3溶液,若产生白色沉淀,则含有NaCl
滴加稀盐酸发生反应的化学方程式为 ;有同学提出该方案也不严谨,原因是 。
【方案优化】
(4)将方案2中的稀盐酸换成___________ (填字母序号)。
A.CaCl2溶液 B.稀硝酸 C.稀硫酸
【实验及结果】实施优化后的方案,结果表明含有NaCl。
【废液处理】
(5)提出合理处理实验废液的措施: (写一条)。
2.(2025·广东阳江·一模)海盐热敷疗法在中国有上千年历史,某兴趣小组在老师专业指导下围绕了解海盐的传统生产工艺、验证海盐热敷包的成分组成及认识海盐热敷包的使用原理展开了项目式探究学习。
(1)任务一:了解海盐的传统生产工艺
【资料查阅】《天工开物》中记载了我国生产海盐(易潮解)方法:天晴时,潮浅地方潮水过后,第二天就能晒出盐霜。用铁铲刮取晒得的盐霜(含少量泥沙),盐霜聚集成堆,再用海水淋洗,海水与盐霜中的盐分融合成卤水,随后将卤水加热直至结成盐。
①通过日照能晒出盐霜的原因是 。
②“淋洗”的目的是 。
③从燃料利用角度分析,用卤水而不用海水加热结成盐的原因 。
(2)任务二:验证海盐热敷包的成分
海盐热敷包主要成分是NaCl,还含有、、,在老师启发下同学们设计了下述实验进行逐一验证。
【进行实验】取少量热敷包中海盐样品于烧杯中,加适量水充分溶解、过滤,得无色溶液。
实验步骤
实验现象
实验结论
取少量无色溶液于试管中,向其中加入过量NaOH溶液
含有
过滤去沉淀,向上层清液中加入过量溶液
有白色沉淀产生
含有
过滤去沉淀,向上层清液中加入过量 和溶液
有气泡冒出,并产生白色沉淀
含有
【交流反思】最后一步操作中产生气泡的化学方程式是 。
(3)任务三:认识海盐热敷包的使用原理
【咨询专家】热海盐能传递热温且渗透入体内。使用时需将海盐包加热,然后将其热敷在人的穴位和肌肉上,加速血液循环,起到驱寒、散风止痛等功效。
【成果分享】同学们通过探究学习,了解到海盐热敷包的成分和使用原理,因此在保存和使用海盐热敷包时应注意的问题是 (写一条)。
3.(2024·广东珠海·一模)小明以“皮蛋制作”为主题开展项目式学习。
一、配制皮蛋粉:将生石灰、纯碱和食盐按照一定比例混合,制成皮蛋粉。
(1)二、浸鲜蛋:向配制的皮蛋粉中加入一定量的水,将新鲜鸭蛋放入浸泡即可。向皮蛋粉中加水时,发生反应的化学方程式有CaO+H2O=Ca(OH)2;Ca(OH)2+Na2CO3=CaCO3↓+2NaOH。充分反应后过滤,所得滤液称为浸出液。制作时应带橡胶手套,分析浸出液中一定含有的腐蚀性物质是 。
【提出问题】浸出液中还含有哪些溶质?
【猜想与假设】
(2)猜想1:NaCl、NaOH 猜想2:NaCl、NaOH和Ca(OH)2 猜想3:NaCl、NaOH和 。
【实验探究】
(3)为验证猜想,小明进行了如下探究。
实验方案
实验现象
实验结论
操作1:取浸出液加入试管,然后滴加足量稀盐酸
没有气泡产生
猜想 不成立
操作2:取浸出液加入试管,加入适量碳酸钠溶液
猜想2成立
【讨论交流】
(4)据复分解反应发生的条件,操作1中除可用稀盐酸外,还可选用 (填字母序号)也能达到同样的实验目的。
a.氯化钾溶液 b.氢氧化钾溶液 c.氯化钡溶液 d.稀硫酸
(5)操作2中换作通入二氧化碳气体也可得到相同的结论,请写出相关反应的化学方程式 。
【反思拓展】
(6)制作皮蛋后的废水滴入无色酚酞溶液后,酚酞溶液显 色,直接排放会对环境造成很大的伤害,应进行中和后再排放。
(7)制作过程中,碱液会渗入皮蛋使之略带涩味。食用时可以蘸少量 去除涩味。
4.(2025·福建福州·二模)某兴趣小组对食用纯碱和食用小苏打两种粉末进行以下探究。
[查阅资料]
名称
食用纯碱
食用小苏打
主要成分
酸碱性
水溶液显碱性
水溶液显碱性
热稳定性
受热不分解
270℃时完全分解为碳酸钠、二氧化碳、水
[实验探究]
(1)探究两者水溶液酸碱性的差异
小明分别向等浓度的两种溶液中滴入酚酞试液,发现两者都变 色。
(2)验证两种粉末的稳定性
在老师的指导下,该小组按右图装置进行实验操作,观察到 (填“甲”或“乙”)烧杯中澄清石灰水变浑浊,试管中发生反应的化学方程式为 ,装置中棉花的作用是 。
(3)测定食用纯碱粉末的纯度
取食用纯碱粉末试样,利用如图装置进行实验测定。
数据记录如下:
称量项目
称量时间
质量/g
试样
11.0
装置+稀盐酸
160.0
装置+稀盐酸+试样
反应开始后20s
167.0
装置+稀盐酸+试样
反应开始后30s
166.6
装置+稀盐酸+试样
反应开始后90s
166.6
①反应生成的质量为 g。
②如果测得的结果比实际纯度高,可能的原因是 。(答一种即可)
5.(2025·广东清远·一模)两广地区流行吃碱水粽,也叫灰水粽,以草木灰浸出液处理糯米,某兴趣小组以“灰水粽中的化学”为主题开展了探究活动。
【查阅资料】草木灰主要含K2CO3,其溶液呈碱性。
(1)糯米中的淀粉属于六大营养素中的 。
(2)为验证草木灰的成分,小组设计了以下实验:
操作
现象
结论
取少量澄清的草木灰浸出液于试管中,滴加稀盐酸,将产生的气体通入澄清石灰水中
草木灰中含有K2CO3,滴加稀盐酸发生反应的化学方程式为
【交流评价】
(3)灰水粽在高温蒸煮过程中,碳酸钾会发生分解反应,生成二氧化碳和另一种氧化物,写出反应的化学方程式 ,反应过程固体中钾元素质量分数 (填“增大”“减小”或“不变”)。
【反思拓展】
(4)现代工艺发现用0.1% NaOH溶液浸泡糯米效果更佳,小组设计了以下实验比较等浓度碳酸钾与氢氧化钠溶液的碱性强度。
操作
现象
结论
将0.1%的K2CO3溶液和NaOH溶液分别
NaOH溶液的碱性更强
6.(2025·广东东莞·一模)盐碱地是重要的土地资源之一,土壤的盐碱化影响植物的生长。某兴趣小组开展了与土壤盐碱化相关的探究活动。
活动一:调查盐碱地的成因
【咨询专家】小组同学通过数字化平台向专家进行了咨询,专家介绍盐碱地是由于土壤底层或地下水的盐分上升到地表,经风吹日晒后,盐分积累在表层土壤中形成的。
(1)同学们交流后认为,盐碱地的形成原因是盐分 (填“蒸发结晶”或“降温结晶”)造成的。
活动二:检测土壤的酸碱性
(2)配制土壤浸出液,用玻璃棒蘸取浸出液滴到 上,与标准比色卡比较。经测定,浸出液的pH>7,由此得出,该土壤呈碱性。
活动三:探究土壤含有的成分
【查阅资料】某地区盐碱地的土壤中含有的可溶性物质是NaCl、和。
(3)依据上述资料,向土壤中加入足量的蒸馏水后,发生反应的化学方程式为 。
(4)该兴趣小组对(3)反应后溶液中的溶质成分很感兴趣,作出如下猜想并设计方案进行验证。
【作出猜想】猜想1:只含有NaCl;猜想2:含有NaCl、;猜想3:含有 。
【进行探究】
方案
所用试剂
现象
结论
一
溶液、稀硝酸
有白色沉淀生成
猜想①正确
二
碳酸钠溶液
猜想②不正确
三
有气泡产生
猜想③正确
【反思评价】通过交流,小组同学们认为方案一不严谨,理由是 。
活动四:制定碱性土壤的改良方案
(5)在改良盐碱地的众多方法中,以下方法你认为合理的是______(填字母)。
A.施加适量有机腐殖酸 B.施撒适量熟石灰
C.采用水灌排盐降碱 D.科学合理施肥
考向2:探究酸的性质
7.(2025·陕西咸阳·二模)同学们在学习完酸的化学性质后,进行了如下实验。
【学习交流】
(1)试管甲中发生反应的化学方程式为 。
实验结束后,将试管甲、乙内的物质全部倒入同一洁净的废液缸中,观察到有气体产生,白色沉淀不消失。
【初步探究】
(2)根据实验现象,可推知倾倒前试管乙中 (填“稀硫酸”或“碳酸钠”)有剩余。
小组同学为确定废液缸中溶液的溶质成分,继续进行如下探究。
【提出问题】废液缸中溶液的溶质成分是什么?
【作出猜想】
(3)猜想1:Na2SO4
猜想2:
猜想3:Na2SO4、Na2CO3
【实验验证】
(4)小组同学认为选择稀盐酸、氯化钡溶液、碳酸钾溶液即可验证以上三种合理猜想。你认为不用上述试剂中的 也能达到实验目的。
小组同学取少量废液缸中溶液,并分别进行如下实验:
(5)实验中观察到A中无明显现象,B中有白色沉淀产生,C中 ,则证明猜想2成立。
【拓展反思】
(6)从环保角度考虑,欲使废液缸中的溶液只含有Na2SO4,可向其中加入适量 (填化学式)溶液,充分反应后再排放。
8.(2024·广东佛山·一模)“夫土壤之性,有酸碱之异。……知土壤之性,择地而耕,方能得谷之丰收。”兴趣小组开展土壤酸碱性对农作物生长影响的实践活动,帮助农场优化农作物种植。
任务一:知土壤之性
【查阅资料】
(1)该地区85%农用地呈酸性,即pH 7(填“>”、或“<”“=”)。
【实验研究】
(2)小组分工合作,测定农场内不同区域土壤酸碱性。分别取不同样品各10g溶于25ml蒸馏水中,充分搅拌, (填操作名称)得溶液,用pH计测样品pH如表1。
表1.常温(25℃)下各样品pH
样品编号
采样地点
采样深度(cm)
pH
1-1
耕地
(靠近交通区域)
5
5.24
1-2
10
3.13
1-3
耕地
(远离交通区域)
5
5.53
1-4
10
5.44
2-1
景观园林地
(靠近交通区域)
5
5.68
2-2
10
5.46
2-3
景观园林地
(远离交通区域)
5
6.08
2-4
10
6.08
【结论分析】
(3)对比样品编号1-1、1-2组及2-1、2-2组的结果,得出的结论是 。能说明交通因素对土壤pH有影响的一组样品编号为 。
(4)相同条件下,靠近交通区域的土壤酸性更强,这与汽车尾气中含 (填物质的名称)有关。
【实验反思】
(5)样品编号2-3测定结果异常。小组同学认为,溶解样品所用蒸馏水没有经煮沸冷却处理,导致结果偏低,请分析原因 。
任务二:择地而耕
(6)结合表2分析,种植萝卜适合在 (选填表1中的耕地类型)。若需要在耕地种植辣椒,需改良土壤,可用的物质有 (填其中一种)。
表2.蔬菜生长适宜的土壤pH范围
蔬菜
萝卜
辣椒
马铃薯
pH
5.3~7.0
6.2~7.2
5.5~6.5
9.(2025·广东东莞·一模)某校化学课堂围绕课本《学生实验7酸、碱的化学性质》开展自主探究活动,以下是探究片段,请你参与学习。
【一】探究酸的化学性质
(1)向装有生锈铁钉的试管中加入稀盐酸,观察到铁锈逐渐消失,溶液由无色变成 。因此盐酸常用于金属表面除锈,该反应的化学方程式为: ;一会又观察到有气泡产生,原因是 。
【二】探究碱的化学性质
(2)小组同学进行了如图实验验证碱的化学性质
①实验A中,可观察到的现象是酚酞溶液变红,其原因是氢氧化钠溶液中含有 (填离子符号)。
②实验B中,推入NaOH溶液后和CO2反应的化学方程式为 ,可观察到的现象是 。要证明NaOH溶液和CO2发生了反应,还需增加的对比实验是 (写出主要操作)。
③实验C反应的化学方程式为 ,若实验C反应后的溶液为无色,加入足量稀盐酸后的现象为 。
【三】酸碱性质应用
(3)下列试剂能将稀盐酸、澄清石灰水溶液一次鉴别出来的是______(填字母序号)。
A.稀硫酸 B.无色酚酞试液 C.碳酸钠溶液
考向3:探究碱的性质
10.(2025·河北邯郸·二模)某兴趣小组在准备化学实验基本技能考查时,对以下问题进行了探究:
Ⅰ.探究酸和碱能否发生反应
(1)甲同学向盛有少量NaOH溶液的试管中滴几滴无色酚酞试液,振荡,继续加入稀盐酸,观察到溶液由 色变成无色。于是甲同学得出酸和碱两者恰好中和的结论。此过程中发生的化学反应方程式是 。
Ⅱ.探究酸和碱反应后溶液中溶质的成分
乙同学对甲同学的结论提出了质疑,并对反应后溶液中的溶质成分进行探究。
【知识卡片】氯化钠溶液显中性。
【提出问题】试管中无色溶液的溶质除了酚酞还有什么?
【提出猜想】
(2)猜想一:NaCl;猜想二:NaCl、NaOH;猜想三: 。
【交流讨论】
(3)你认为猜想 一定不正确,理由是: 。
【设计实验】
(4)填表
实验操作
实验现象
实验结论
方案1
向试管中加入少量锌粒,然后加入甲同学实验后的无色溶液
锌粒逐渐减少,有 产生。
猜想三成立
方案2
向试管中加入少量甲同学实验后的无色溶液,然后慢慢滴加NaOH溶液,并不断振荡试管
开始无明显现象,过一会发现 。
(5)经过讨论,除以上方案,下列哪些物质单独使用,也能验证猜想三成立______。
A.铜片 B.pH试纸 C.氧化铜 D.紫色石蕊试液
11.(2025·陕西西安·二模)同学们学习完碱的化学性质后,在实验室进行了下图所示实验。
【学习交流】
(1)甲试管中出现 的现象时,说明酸和碱发生了反应;乙中注入NaOH溶液后,观察到气球变大 (填“能”或“不能”)验证二氧化碳与氢氧化钠发生了反应。
【拓展探究】丙中观察到有白色沉淀生成,反应结束后,同学们对丙中上层清液的溶质成分产生好奇,于是进行了以下探究。
【提出问题】丙中上层清液的溶质成分是什么?
【做出猜想】猜想一:NaOH 猜想二:NaOH、 猜想三:NaOH、
【实验验证】
(2)
实验操作
实验现象
实验结论
①取少量丙中上层清液于试管中,滴加溶液
猜想二不成立
②另取少量丙中上层清液于试管中,滴加溶液
有白色沉淀产生
猜想 成立
(3)实验操作②中发生反应的化学方程式为 。
【拓展延伸】
(4)同学们针对碱的化学性质,另外进行了下列几组实验,试管中溶液始终保持红色的是______(填字母)。
A. B. C.
12.(2025·陕西咸阳·二模)化学实验小组在学习了碱的化学性质后,一起围绕氢氧化钙进行相关实验,请一起完成探究实验。
实验一:将氢氧化钙溶液滴入稀盐酸中;实验二:将氢氧化钙溶液滴入碳酸钠溶液中
(1)实验结束后,小组同学将实验一和实验二试管中上层清液倒入废液缸中,发现先产生气泡后产生沉淀,由此可知,实验一结束后溶液显 性。
同学们对废液缸中溶质成分继续展开探究:
【提出问题】废液中溶质成分是什么?
【猜想与假设】小组同学经过讨论后,提出了以下四种猜想:
(2)猜想一:氯化钠
猜想二:氯化钠和氯化钙
猜想三:氯化钠和碳酸钠
猜想四:氯化钠和氢氧化钠
其中有一个猜想不成立,请指出并说明理由是 。
【实验设计】
(3)为探究其余猜想,同学们又完成了以下实验:
实验操作
实验现象
实验结论
步骤1:取少量废液滴加碳酸钠溶液
猜想二不成立
步骤2:另取少量废液滴加
产生气泡
猜想三成立
写出步骤2中反应的化学方程式 。
【拓展延伸】
(4)若将猜想三中的碳酸钠除去可以选择的试剂是________。
A.适量氢氧化钙溶液 B.适量硝酸钙溶液 C.适量氯化钡溶液
13.(2025·陕西西安·二模)认识物质是化学研究的主要任务之一,同学们对展开了如下探究。
活动一:探究的化学性质
(1)A试管中观察到酚酞溶液变为红色,向A试管中继续加入稀硫酸,观察到 ,由此证明NaOH能与反应。
(2)写出B试管中发生反应的化学方程式 。
(3)写出C试管中观察到的现象 。
活动二:检验氢氧化钠的变质程度
(4)小天同学在实验室发现了一瓶久置在空气中的氢氧化钠溶液,为了检验氢氧化钠的变质程度,他设计了两种不同的实验方案,其中不可行的是_____(填选项)(信息:氯化钙溶液呈中性)
A.取样品于试管中,加入过量的氯化钙溶液,有白色沉淀生成,过滤,向滤液中加入几滴酚酞溶液,溶液不变色,证明氢氧化钠溶液完全变质
B.取样品于试管中,加入过量的澄清石灰水,有白色沉淀生成,过滤,向滤液中加入几滴酚酞溶液,溶液变红色,证明氢氧化钠溶液部分变质
活动三:测定样品的纯度
工业制得的中常含有一定量的。同学们采用“沉淀法”对某样品的纯度进行测定。实验方案如下:
(5)为了检验溶液是否过量,取上图中过滤后的少量滤液于试管中,加入药品,即可达到目的,则药品可以是下列药品中的_____(填字母)。
A.溶液 B.溶液 C. 溶液
14.(2025·辽宁鞍山·二模)某学习小组的同学对厨房中的白醋和肥皂水的酸碱性进行探究。
【设计实验】在两支试管中分别加入少量白醋、肥皂水,各滴入2滴无色酚酞溶液。
【预测现象】滴入无色酚酞溶液的白醋呈无色,滴入无色酚酞溶液的肥皂水呈红色。
【提出问题】实验发现,肥皂水未能使无色酚酞溶液变红,产生疑惑。
【猜想与验证1】
(1)甲同学提出,可能是因为所用的无色酚酞溶液变质了。在试管中加入少量氢氧化钠溶液,然后滴入两滴无色酚酞溶液,溶液呈 色,说明甲同学的猜想不成立。
(2)乙同学提出,可能是因为所用的肥皂水不显碱性。用计测定肥皂水的酸碱度,测得为7.8,说明乙同学的猜想 (填“成立”或“不成立”)。
【猜想与验证2】丙同学提出,可能是因为所用的为7.8的肥皂水碱性较弱,不足以使无色酚酞溶液变红。学习小组同学讨论后,继续探究。向800mL、600mL、400mL、300mL蒸馏水中分别加入某种肥皂,充分搅拌后,取样,各滴入两滴无色酚酞溶液,观察现象并用计测定酸碱度(实验结果如表)。
肥皂的质量/
0.5
0.5
0.5
0.5
蒸馏水的体积/mL
800
600
400
300
酚酞显示的颜色
无色
浅红色
红色
红色
pH
7.9
8.5
9.4
10.1
(3)表中为 时,肥皂水不能使无色酚酞溶液变红,说明丙同学的猜想成立,由表中信息可知,肥皂水的浓度越 ,越大,其碱性越强。
【得出结论】
(4)根据上述探究可知,酚酞溶液在中性液体、酸性液体、 液体中颜色不发生变化。
【查阅资料】学习小组同学通过查阅资料,证明上述结论成立。
【拓展探究1】取三份相同体积相同浓度的氢氧化钠溶液,分别滴入两滴无色酚酞溶液,再以相同的速度同时滴加不同浓度的盐酸,得到溶液的随时间变化的曲线如图。
(5)从微观角度分析,氢氧化钠与盐酸反应的实质是: 。
(6)在a、b、c三种曲线所示的实验中,所用盐酸的浓度由大到小的顺序为 。
(7)溶液颜色最先褪去的是 ,20分钟时溶液的酸性强弱顺序是 。
【拓展探究2】
(8)取三份相同质量、相同浓度的稀盐酸,分别与溶质质量分数为的氢氧化钠溶液发生反应,恰好完全反应时,消耗溶质质量分数为的氢氧化钠溶液的质量比为 。
考向4:金属还原类、回收类
15.(2025·陕西汉中·二模)实验小组在老师组织下,对金属的化学性质和回收再利用开展了项目式学习。
项目一:探究金属的化学性质
【学习交流】
(1)试管①中观察到的现象是固体减少, , 。
(2)写出试管②中发生反应的化学方程式: 。
实验结束后,先将试管①和试管③内的所有物质倒入废液缸,发现无气泡产生。然后将试管②内的物质全部倒入废液缸,充分反应后,发现红色固体明显增多。过滤,得到滤液和滤渣。
【提出问题】滤液中的溶质是什么?
【做出猜想】
(3)猜想1:
猜想2:
猜想:
你认为以上猜想中,不合理的是猜想 。
【实验验证】
(4)取少量滤液于试管中,向其中插入一根洁净无锈的铁丝。
实验操作
实验现象
实验结论
无明显现象
猜想 正确
项目二:金属的回收再利用
欲从废旧电脑的某些零部件中回收金属银,设计流程如图所示。
【讨论交流】
(5)步骤Ⅰ中加入足量稀硫酸的目的是 。溶液X中只含有一种溶质,该溶质为 (填化学式)。
16.(2025·宁夏中卫·二模)伍角硬币的材质由“钢芯镀铜”合金改为“钢芯镀镍”合金。某兴趣小组对硬币中的铁、铜和镍(Ni)三种金属的活动性强弱进行如下探究。
【查阅资料】①镍常温下为银白色固体。②镍能与稀盐酸反应,生成氯化镍,其中Ni显+2价。③氯化镍能溶于水,形成氯化镍溶液。
【进行猜想】
(1)猜想①:活动性 ;猜想②:活动性Fe>Ni>Cu;猜想③:活动性Fe>Cu>Ni
【验证猜想】
(2)小敏同学取镍丝、铜丝、铁丝和编号为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的3支试管(试管中均盛有体积相同、浓度也相同的稀盐酸),进行如表的实验:
实验操作
镍丝插入试管Ⅰ
铜丝插入试管Ⅱ
铁丝插入试管Ⅲ
结论
实验现象
少量气泡产生
少量气泡产生
活动性:Ni>Cu、
(3)小亮认为不能得出三种金属的活动性强弱,于是又补充了一个实验,把铁片浸入 溶液中,观察到铁表面有银白色物质附着。
【探究结论】猜想②正确。
【拓展应用】
(4)小聪认为只要选用三种药品进行实验就可以得出这三种金属在金属活动性顺序中的相对位置关系,这三种药品可以是 。(写出药品名称或化学式即可)
(5)实验结束,同学们积极性未减,兴趣小组的同学们又做了下面的实验。向盛有硫酸铜溶液的烧杯中加入一定量的铁粉,充分反应。
①观察到的现象是 ;发生反应的方程式为 。
②充分反应后过滤,得到滤渣和浅绿色滤液。向滤渣中加盐酸,仍有气泡产生,则滤液的溶质为 。
17.(2025·广东深圳·一模)学完“金属和金属材料”后,兴趣小组开展“钢铁腐蚀原理及防护方法”项目式研究。
任务一:分析钢铁的腐蚀
(1)小组同学发现盐酸厂中的钢铁制品比铜制品易被腐蚀,其原因是 。潮湿空气中钢铁制品的锈蚀主要是铁与空气中氧气和 共同作用造成的。
任务二:调查并验证钢铁防护方法
【查阅资料】
膜化处理是钢铁防护的重要方法。操作时将钢材放入膜化剂中浸泡,其表面会形成致密、均匀的保护膜。检验膜的抗腐蚀性能的方法是向钢铁表面滴加含CuSO4的腐蚀剂,若60s后钢铁表面才出现红色物质,则抗腐蚀性能达标,且所用时间越长,抗腐蚀性能越好。
【实验1】分别取其它条件相同的膜化后和未膜化的薄钢片于表面皿中,滴加等体积、等浓度的含CuSO4的腐蚀剂,记录出现红色物质所用的时间。进行三组实验,结果如下图所示。
(2)由图可知,膜化后的薄钢片抗腐蚀性能 (填“达标”或“不达标”)。该检验方法的原理是 (用化学方程式表示)。
任务三:探究温度对膜层外观的影响
【实验2】其他条件相同时,将薄钢片放入不同温度的膜化剂中浸泡20min,观察钢片表面形成的膜层外观。结果如下表所示:
实验组别
A
B
C
D
温度℃
50
60
70
80
膜层外观
粗糙
致密、均匀
致密、均匀
粗糙
(3)由表可知,膜层外观符合要求的温度范围是 。
任务四:确定抗腐蚀性能较好的膜化温度
【实验3】选取实验2中膜层外观符合要求的薄钢片进行抗腐蚀性能对比实验,确定膜化效果较好的温度。
(4)设计以下实验方案:
实验操作
分别取上述实验2中的 (填字母)两组膜化后的薄钢片于表面皿中,滴加等体积、等浓度的腐蚀剂,记录出现红色物质所用的时间。
实验现象
与结论
若出现红色物质的时间 (填“越长”或“越短”)则该温度为膜化效果较好的温度。
【实践反思】
(5)研究钢铁防护方法的现实意义是 (写一条)。
18.(2025·广东广州·一模)金属钴(Co)是一种重要的战略资源,主要用于高温合金、硬质合金及锂电池正极材料,其氧化物可用于陶瓷釉料、工业催化和玻璃着色。某实验小组对钴、锌、铜的金属活动性顺序进行实验研究,请补充下列实验报告(限选试剂:钴片、盐酸、稀硫酸、溶液、溶液)。
已知:钴单质呈银白色,含钴化合物通常有毒,其水溶液大多显粉红色。
【猜想】结合已知的金属活动性顺序,小组同学作出如下猜想。
(1)猜想一:
猜想二:
猜想三:
【实验】
(2)
实验步骤
实验现象
实验结论
Ⅰ.
钴片表面有气泡产生,溶液由无色变为粉红色。
猜想 错误
Ⅱ.向试管中加入适量溶液,将用砂纸打磨过的锌片浸入溶液中
猜想二正确
(3)实验Ⅱ中发生反应的化学方程式为 。
【结论】三种金属的活动性顺序如猜想二所示。
【拓展】
(4)根据上述信息和所得结论,下列说法正确的是___________(填序号)。
A.自然界中钴元素主要以单质形式存在
B.用硫酸铜、石灰水配制的波尔多液能使用钴制容器盛放
C.为保护环境,可使用铝粉处理实验剩余的溶液
D.碳酸钴()能与盐酸反应
19.(2025·广西玉林·二模)据统计,我国每年因金属材料腐蚀造成的经济损失高达2万亿元,如何防止金属腐蚀已成为科学研究和技术领域中的重大问题。某化学兴趣小组对影响铁锈蚀的因素产生好奇,于是设计并进行如下实验探究。
任务一 探究钢铁锈蚀的基本条件
【问题】铁锈蚀的基本条件是什么?
【实验】
一段时间后,C、D、E中铁钉生锈,A、B中铁钉无明显锈蚀。
【实验分析】
(1)由A、B、C的现象可知,铁的锈蚀是铁与 等发生化学反应的过程。
(2)小智将实验B中的蒸馏水改自来水重新进行如图G实验,一段时间后发现试管G中铁钉生锈了,其可能的原因是 。
任务二 探究食盐水对钢铁腐蚀快慢的影响
【实验】用如图2装置进行实验,锥形瓶中放
生铁粉末,滴管中预先加入3mL不同浓度的食盐水,并用氧气传感器测定锥形瓶内的氧气浓度,数据如下表所示:
实验组
实验①
实验②
实验③
实验④
生铁粉末质量
3.5g
3.5g
X
3.5g
食盐水浓度
4%
8%
16%
24%
3min时瓶内氧气浓度
18.96%
18.56%
18.28%
17.99%
【实验分析】
(3)实验③中 。
(4)该实验探究的是食盐水浓度对钢铁腐蚀快慢的影响,其实验结论是 。
【查阅资料】①食盐水中的氯离子能破坏钢筋表面的钝化膜(其原理如图3所示),并促使铁发生一系列反应生成氢氧化铁,氢氧化铁在空气中易发生分解生成水和氧化铁。②电子常用符号表示。
(5)氯离子破坏钢筋表面的钝化膜的过程中,从阳极向阴极转移的微粒是 ;
任务三 探究水样的pH及溶解氧浓度对钢铁腐蚀快慢的影响
步骤1:按如图4连接好装置,检查装置气密性。
步骤2:向三颈烧瓶中放入3.5g生铁粉末,向分液漏斗内加入10mL不同浓度的稀盐酸。
步骤3:将盐酸全部注入三颈烧瓶内,关闭分液漏斗活塞,同时采集数据见下表:
序号
盐酸pH
反应前压强p/kPa
反应后压强p/kPa
反应前溶解氧/
反应后溶解氧/
开始降低所需时间/s
实验1
2.0
90.8
91.8
5.2
4.3
131
实验2
3.0
90.8
91.5
5.0
3.7
68
实验3
4.0
90.8
90.3
4.9
3.4
24
实验4
5.0
90.8
90.5
4.9
3.7
98
实验5
6.0
90.8
90.6
4.4
3.7
175
(6)实验1和实验2反应后压强变大的主要原因是 (用化学方程式表示)。
(7)当 时,铁粉与氧气的锈蚀速率最快。
考向5:生活与化学、气体类探究
20.(2025·辽宁鞍山·二模)学完“第十单元中实验10—10”后,同学们对一些外表无明显现象的化学反应产生了极大兴趣,于是以“与溶液能否反应”为例尝试用不同的方式进行实验验证。
【查阅资料】
I.时,几种物质在水中的溶解度见下表:
物质
溶解度/g
21.5
9.6
0.165
3.89
II.本实验条件下,溶液和溶液的分别约为11.0和8.5。
【实验探究】
(1)实验一:小雨取一充满的矿泉水瓶,加入一定量的水,立即拧紧瓶盖,振荡,发现瓶子变瘪,小雨另取一相同的充满的矿泉水瓶,向其中加入与水等体积的溶液,立即拧紧瓶盖,振荡,得到溶液X,此时观察到的现象是 ,实验中,小雨采用两只矿泉水瓶做对比实验的目的是 。
(2)实验二:为检验与溶液反应的产物,小亮取实验一所得溶液少许,向其中滴加溶液,有白色沉淀产生,该反应的化学方程式为 ,实验中不宜将溶液换成溶液的原因是 。
(3)实验三:小华取实验一所得溶液少许,向其中加入过量的溶液,振荡,静置,取上层清液,滴入少量硝酸铜溶液,现象为 ,证明溶液中有剩余。小邱认为把硝酸铜溶液换成硫酸镁溶液,若出现白色沉淀,也能证明溶液中有剩余。小玉反对小邱的意见,理由是 。
(4)实验四:兴趣小组将持续通入一定浓度一定量的溶液中,用数字化实验技术测定反应过程中溶液的和温度变化,结果如图1、图2所示。
图1中,B点处对应的溶液中溶质主要是 ,C点处对应的溶液中溶质主要是 。图2中,DE段温度变化的原因是 。
【反思感悟】
(5)实验从减少、减少,生成等物质的变化,以及 转化等视角多维度探究与发生了反应,对于现象不明显的化学反应,可以通过现代技术手段进行数据测定,实现反应过程的“可视化”。
【迁移应用】利用下图所示装置和用品进行实验,来证明二氧化硫也能与氢氧化钠溶液反应(已知:通常状况下,一体积水约能溶解40体积二氧化硫)
(6)受上面实验探究(1)中的实验启发,晓红同学认为当出现的现象是:甲中烧杯水进入并充满集气瓶,乙中烧杯仅有少量水进入集气瓶,也能证明二氧化硫与氢氧化钠可发生反应。李良同学认为该实验不能达到实验目的。请你阐述理由 (已知实验装置气密性良好且操作均正确)。
21.(2025·广东揭阳·二模)牙膏是保障口腔健康的日用品,某项目小组为深度了解牙膏的组分,对牙膏中的摩擦剂等组分进行探究。
摩擦剂的探究
某牙膏成分含有以下物质中的若干种,它们在水和酒精两种溶剂中的溶解情况如下表所示。
已知:水合硅石、羟苯甲酯不和盐酸反应。
物质溶剂
碳酸钙
水合硅石
羟苯甲酯
氯化钠
丙二醇
香精
纤维素胶
水
不
不
微
溶
溶
酒精
不
不
溶
不
溶
为探究摩擦剂的组分,开展了如图探究:
(1)步骤Ⅱ和Ⅳ中实验操作为 。
(2)步骤Ⅲ中沉淀部分溶解,生成无色气体使澄清石灰水变浑浊,写出无色气体与石灰水反应的化学方程式 。
(3)小组大部分同学认为沉淀D是水合硅石,但甲同学却认为也可能是羟苯甲酯,理由是 。为确定沉淀D成分,需要取少量沉淀D, (写出具体操作、现象和结论)。
酸碱调节剂的探究
(4)牙齿中食物残渣发酵产生的乳酸可能使唾液的pH<5.5,使牙齿脱矿化。龋齿会影响葡萄糖在嘴中转化为乳酸,如图,在第 分钟时,葡萄糖全转化为乳酸。龋齿越严重,pH越 ,越容易导致牙齿脱矿化。
(5)为了及时清除残留的乳酸,需要在牙膏中添加酸碱度调节剂,下列选项中可作为牙膏酸碱度调节剂的是___________。
A.氯化钠 B.碳酸氢钠 C.铜粉
其他添加剂的探究
(6)牙膏中可加入竹炭去除口腔中的异味,这说明竹炭具有 性。补充适量的微量元素,有助于人体健康,为了防止龋齿,可以在牙膏中加入含 (填写元素符号)物质。
22.(2025·四川绵阳·二模)某化学学习小组同学在封闭装置内燃烧某种含碳、氢、氧元素的废弃塑料,对产生的废气成分(可能含有H2、CO、CO2、H2O中的某几种)。按如图所示装置进行检验。(已知:白色的无水硫酸铜固体遇水变蓝色)
[实验探究]拉动注射器,让废气依次通过装置。
[实验分析]
(1)能证明废气中有水蒸气存在的现象是 ,F处的大号注射器,可以引导气流方向,其另一个主要作用是 。
[反思评价]
(2)观察到B、E中石灰水变浑浊,写出变浑浊的化学方程式: 。
(3)小金认为,根据E中澄清石灰水变浑浊,无法确定D中生成了CO2,其理由是 。小金根据D中粉末颜色变化是 ,得出废气中存在一氧化碳。小丽认为该结论不严谨,若废气中存在氢气也会出现该现象。要使上述结论更加严谨,还应该在 (填字母序号)之间增加一个A装置。经验证推导出无氢气存在。
[实验结论]
(4)通过以上实验证明,废气中只含有H2O、CO2、CO。若称量反应前后D中固体减少0.8 g,则理论上有 g一氧化碳与氧化铜发生了反应。
23.(2025·新疆省直辖县级单位·二模)2025年1月30日,四川省资中县发生一起因“小孩哥”向污水井内扔鞭炮引发沼气燃爆事件,炸翻了停放在附近的多辆豪车。其实近年多次发生儿童向污水井内扔鞭炮引发爆炸事件。兴趣小组经查询知,通常污水井内因发酵产生的沼气可能含有CO、、等。为确定沼气的成分,小组同学采集了某污水井内沼气气体样品。初步设计如下实验方案:
【查阅资料】①甲烷与氧化铜在加热的条件下反应生成铜。
②浓硫酸具有很强的吸水性,浓硫酸不与、、反应;溶液能与反应;生石灰能吸收二氧化碳和水。
【设计实验】小组初步设计实验,如图所示(装置气密性良好,装置内的空气中已被排尽)
(1)同学甲认为,需要在BC间再增加一个D装置,原因是 。
(2)同学乙认为,停止加热后,还要继续通入一会气体样品,原因是 。
【确定方案】综合上述讨论,兴趣小组通过改进后的装置进行了实验探究。
【进行实验】请根据实验现象和数据填写相关内容:
(3)装置A中澄清石灰水变浑浊,发生反应的化学方程式是 。
(4)若装置C中CuO变红,可能是甲烷与CuO发生反应外,还可能发生的反应是 (用化学方程式表示)。反应结束后,装置D增重,装置E增重。
【实验结论】
(5)通过以上现象和数据,气体样品中一定含有的成分是 。
【拓展思考】
(6)生石灰在该实验中所起的作用是 。
【安全教育】
(7)春节期间安全事故频发,为了避免危险的发生,作为中学生的我们可以怎么做?请写一条你的建议 。
24.(2025·广东深圳·二模)人们常被蚊虫叮咬所困扰。某家用灭蚊器采用“诱蚊剂”诱蚊、搭配“灭蚊装置”抓捕灭蚊。该诱蚊剂的主要成分是酵母和蔗糖。酵母分解蔗糖产生的CO2能模拟人体呼出的气体,蔗糖甜味可增加诱饵吸引力,以蚊虫喜爱的气味和食品双重诱蚊。
【查阅资料】①CO2在浓度较低时就对蚊虫有引诱效应,且对环境安全友好;
②将过量的CO2持续通入澄清石灰水中,会生成易溶于水的Ca(HCO3)2。
(1)酵母分解蔗糖属于 (选填“物理”或“化学”)变化。
(2)为检验该诱蚊剂是否如宣传中所说“产生了CO2,小深提前在塑料瓶中装入诱蚊剂。24小时后用澄清石灰水检验CO2,其原理是 (用化学方程式表示)。振荡后,观察到石灰水无明显变化。
【假设】猜想一:未产生CO2;猜想二:产生CO2的量较少;猜想三:产生CO2的量过多。
【实验】小圳利用CO2传感器测定人体呼出气体、装有诱蚊剂的瓶内、空气中CO2含量变化。实验结果如图:
【结论】
(3)分析可得,猜想 正确。
【应用】
(4)该诱蚊剂在 (选填“通风好”或“较封闭”)的环境下诱蚊效果更好。
【自制CO2诱蚊剂】为寻找合适的原料,实验小组利用家中常见的酸和碳酸盐进行实验,记录如表:
碳酸盐酸
纯碱
钙片(含碳酸钙)
鸡蛋壳
白醋
反应过快,混杂醋味
反应产生气体较少,成本高,混杂醋味
缓慢释放气体,成本低,混杂醋味
柠檬酸
反应过快
反应产生气体较少,成本高
缓慢释放气体,成本低,无异味
(5)从微观角度解释“闻到醋味”的原因是 。
(6)白醋(主要成分为醋酸CH3COOH,水溶液中能离解出醋酸根CH3COO-和氢离子H+)与纯碱溶液反应的化学方程式为:2CH3COOH+Na2CO3=2CH3COONa+H2O+ 。(请把化学反应方程式填写完整)
(7)综上表格,自制家用CO2诱蚊剂最佳原料为 。
25.(2025·山西阳泉·二模)“碳中和”,我们一直在行动!某校实践小组的同学们在老师的组织下,带着极大的兴趣对碳减排、碳吸收、碳捕捉与碳封存等展开了项目化学习。
任务一:了解“碳减排”的含义
【查阅资料】“碳减排”就是减少二氧化碳等温室气体的排放量。
【交流讨论】
(1)“碳减排”中的“碳”是指 ,“碳减排”有利于缓解的环境问题是 。
(2)为实现“碳减排”,我们可以做到 (写一条)。
任务二:模拟海水吸收二氧化碳
【咨询专家】自然界中吸收二氧化碳的途径有绿色植物的光合作用、海水吸收等。
【进行实验】
(3)设计实验方案,模拟海水吸收二氧化碳。
实验步骤
实验现象
①向一个收集满二氧化碳气体的软塑料瓶中加入约1/3体积的水,立即旋紧瓶盖,振荡
②拧开步骤①的瓶盖,向其中滴加几滴紫色石蕊溶液,振荡
溶液变红
【反思评价】
(4)步骤②中使紫色石蕊溶液变红的物质是 。
任务三:探索碳捕捉的效果
【进行实验】同学设计下图所示实验,甲、乙、丙注射器内的试剂按顺序分别是水、澄清石灰水、氢氧化钠浓溶液,装置中 a 端均连接气压传感器,测得烧瓶内压强与时间的关系曲线如图所示。
【表达交流】
(5)丙中,x的数值为 ,发生反应的化学方程式是 。
(6)分析曲线图可知,“捕捉”二氧化碳效果最好的是 (填“甲”、“乙”或“丙”)。
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热点题型07 实验探究题
目录
1.命题趋势解读:明考情、知方向
2.热点考点诠释:知热点、掌技巧、攻薄弱
3.限时检测训练:热点通关、争分培优
三年考情分析
2025考向预测
2023年考查了气体制取和酸碱盐性质的探究
2025年估计主要考点是酸加盐部分,考查形式新颖,以图片、文字、表格等多重表征的展现方式来考查学生的阅读关键信息的能力。
2023年以“耕地盐碱化”为素材,从“成因——检测——探究——交流”四个项目开展与土壤盐碱化相关的探究活动,结合碳酸根离子与硫酸根离子的鉴别、土壤的改良及合理利用等,整合度好,考查形式新,以图片、文字、表格等多重表征的展现方式来考查学生的阅读关键信息的能力。
2024年试题以“盐湖文化”为素材,从“探源盐文化-夏晒盐冬捞碱-检测探究-方案优化”设计成项目式学习活动。题目涉及“溶解度”与“结晶”的相关知识,结合氯离子与碳酸根离子的鉴别、废液处理等,整合度好,考查形式新,以图片、文字、图像、表格等多重表征的展现方式来考查学生的阅读关键信息的能力。
科学探究的命题主要是围绕科学探究的6个要素来设计的:提出科学问题→进行猜想和假设→制定计划→设计实验→进行实验,获取事实与依据→检验与评价→表达与交流。但在探究性试题的命制过程中,这6个要素不一定都涉及,有些要素即使涉及,也可能以题给信息的方式来加以呈现。结合科学探究的6个要素对如何解答作简要分析:
1. 提出科学问题,进行猜想和假设:通常由题目给出,或者在题目最后设计“根据实验你还能提出什么问题”,只需紧扣实验提出还有哪些影响因素的问题即可。
2. 猜想与假设:
(1)对混合物成分猜想:混合物成分是A、B、C中的两种或三种,则猜想为:①A、B;②A、C;③B、C;④A、B、C。判断猜想是否合理,可看猜想中的物质是否互相反应。
(2)反应后物质成分的猜想:
①反应后溶液中溶质成分的猜想:反应后溶液的成分一定有生成物,可能存在反应物中的一种;
②反应后固体或气体成分的猜想:根据质量守恒定律判断、根据物质的颜色判断。
考向1:探究盐的性质
1.(2025·四川绵阳·二模)盐湖蕴藏着丰富的资源。兴趣小组围绕盐湖展开相关的探究活动。
探源盐文化
(1)《说文解字)云:“盐,卤也”。甲骨文中的“卤”(如图1)蕴含的获取盐的方法是 。夏天晒“盐”,冬天捞“碱”得到的Na2CO3的俗称是 。我国制碱工业的先驱 发明了联合制碱法。
探秘冬天捞“碱”
(2)据图分析,冬天适合捞“碱”的原因是 。将含Na2CO3和NaCl的模拟盐湖水降温结晶,检验得到的晶体中是否含有NaCl。
【查阅资料】AgCl为白色固体,不溶于水和稀硝酸;Ag2SO4为白色固体,微溶于水。
【方案研讨】
(3)
方案
方案设计
评价交流
1
取样,溶解,滴加少量AgNO3溶液,若产生白色沉淀,则含有NaCl
教师指出该方案不严谨。原因是Ag2CO3也为白色沉淀
2
取样,溶解,先滴加过量稀盐酸,再滴加少量AgNO3溶液,若产生白色沉淀,则含有NaCl
滴加稀盐酸发生反应的化学方程式为 ;有同学提出该方案也不严谨,原因是 。
【方案优化】
(4)将方案2中的稀盐酸换成___________ (填字母序号)。
A.CaCl2溶液 B.稀硝酸 C.稀硫酸
【实验及结果】实施优化后的方案,结果表明含有NaCl。
【废液处理】
(5)提出合理处理实验废液的措施: (写一条)。
【答案】(1) 蒸发结晶 纯碱、苏打 侯德榜
(2)碳酸钠的溶解度受温度影响较大,温度降低,碳酸钠的溶解度减小而析出晶体
(3) 加入过量稀盐酸,引入了氯离子,无法验证得到的晶体中是否含有NaCl
(4)B
(5)加入适量的氢氧化钠溶液来中和废液中的硝酸,再将处理后的废液倒入指定的废液缸中
【详解】(1)由图1可知,甲骨文中的“卤”蕴含的获取盐的方法是蒸发结晶;
Na2CO3的俗称:纯碱、苏打;
我国制碱工业的先驱侯德榜发明了联合制碱法;
(2)碳酸钠的溶解度受温度影响较大,温度降低,碳酸钠的溶解度减小而析出晶体,所以冬天适合捞“碱”;
(3)取样溶解,先滴加过量稀盐酸,再滴加少量AgNO3溶液,若产生白色沉淀,则含有NaCl,滴加稀盐酸是为了除去碳酸钠,发生的反应是碳酸钠与稀盐酸反应生成氯化钠、二氧化碳和水,化学方程式为;
加入过量稀盐酸,会引入了氯离子,无法验证原样品中是否含有NaCl,所以该方案不严谨,
(4)A、CaCl2溶液中含有氯离子,会影响氯化钠的验证,不符合题意;
B、稀硝酸与碳酸钠反应生成硝酸钠、二氧化碳和水,能除去碳酸钠且不会引入氯离子,不会影响氯化钠的验证,符合题意;
C、稀硫酸与碳酸钠反应生成硫酸钙、二氧化碳和水,硫酸钙微溶于水,硫酸根离子与银离子结合生成微溶于水的白色固体硫酸银,会影响氯化钠的验证,不符合题意。
故选:B;
(5)实验废液中含有过量的稀硝酸,则处理实验废液的措施可以是加入适量的氢氧化钠溶液来中和废液中的硝酸,再将处理后的废液倒入指定的废液缸中。
2.(2025·广东阳江·一模)海盐热敷疗法在中国有上千年历史,某兴趣小组在老师专业指导下围绕了解海盐的传统生产工艺、验证海盐热敷包的成分组成及认识海盐热敷包的使用原理展开了项目式探究学习。
(1)任务一:了解海盐的传统生产工艺
【资料查阅】《天工开物》中记载了我国生产海盐(易潮解)方法:天晴时,潮浅地方潮水过后,第二天就能晒出盐霜。用铁铲刮取晒得的盐霜(含少量泥沙),盐霜聚集成堆,再用海水淋洗,海水与盐霜中的盐分融合成卤水,随后将卤水加热直至结成盐。
①通过日照能晒出盐霜的原因是 。
②“淋洗”的目的是 。
③从燃料利用角度分析,用卤水而不用海水加热结成盐的原因 。
(2)任务二:验证海盐热敷包的成分
海盐热敷包主要成分是NaCl,还含有、、,在老师启发下同学们设计了下述实验进行逐一验证。
【进行实验】取少量热敷包中海盐样品于烧杯中,加适量水充分溶解、过滤,得无色溶液。
实验步骤
实验现象
实验结论
取少量无色溶液于试管中,向其中加入过量NaOH溶液
含有
过滤去沉淀,向上层清液中加入过量溶液
有白色沉淀产生
含有
过滤去沉淀,向上层清液中加入过量 和溶液
有气泡冒出,并产生白色沉淀
含有
【交流反思】最后一步操作中产生气泡的化学方程式是 。
(3)任务三:认识海盐热敷包的使用原理
【咨询专家】热海盐能传递热温且渗透入体内。使用时需将海盐包加热,然后将其热敷在人的穴位和肌肉上,加速血液循环,起到驱寒、散风止痛等功效。
【成果分享】同学们通过探究学习,了解到海盐热敷包的成分和使用原理,因此在保存和使用海盐热敷包时应注意的问题是 (写一条)。
【答案】(1) 温度升高,水分蒸发,氯化钠晶体析出 除去盐霜中的难溶性杂质 卤水中氯化钠浓度高,减少蒸发水量,节约燃料
(2) 产生白色沉淀 /氯化钙 稀盐酸
(3)保持干燥(合理即可)
【详解】(1)①通过日照能晒出盐霜的原因主要是太阳晒提高了温度,导致海水蒸发速度加快。随着水分的不断蒸发,海水中的盐分逐渐浓缩,最终达到饱和状态并开始结晶析出,形成盐霜;
②“淋洗”的目的是为了除去盐霜中的难溶性杂质。通过海水的淋洗,泥沙等不溶性杂质可以被有效地去除,从而得到相对纯净的盐卤,便于后续的加热结晶过程;
③从燃料利用角度分析,用卤水而不用海水加热结成盐的原因在于卤水是氯化钠的饱和溶液。这意味着卤水中氯化钠的浓度已经达到了最高点,再加入氯化钠也不会溶解。因此,在加热过程中,卤水中的水分会迅速蒸发,而氯化钠则会结晶析出成为盐。相比之下,海水中氯化钠的浓度较低,含有较多的杂质和不溶性固体。如果直接加热海水,不仅需要消耗更多的燃料来蒸发多余的水分,而且得到的盐中还会夹杂较多的杂质。因此,使用卤水加热结盐更加高效和经济;
(2)进行实验:
根据实验结论含有氯化镁,取少量无色溶液于试管中,向其中加入过量NaOH溶液,氢氧化钠与氯化镁反应生成氢氧化镁沉淀和氯化钠,可观察到产生白色沉淀;
过滤去沉淀,向上层清液中加入过量溶液,碳酸钠与氯化钙反应生成碳酸钙沉淀和氯化钠,观察到有白色沉淀产生,说明含有氯化钙;
根据实验结论含有硫酸钠,过滤去沉淀,得到的上层清液中含有硫酸钠和过量的氢氧化钠、碳酸钠,根据实验现象有气泡冒出,且有白色沉淀产生,氯化钡与硫酸钠反应会产生不溶于酸的硫酸钡白色沉淀,而碳酸钠与氯化钡反应也会生成碳酸钡白色沉淀,会影响硫酸钠的检验,则可以滴加过量的稀盐酸除去碳酸钠,碳酸钠和稀盐酸反应生成氯化钠、二氧化碳和水,氯化钡和硫酸钠反应生成硫酸钡沉淀和氯化钠,观察到有气泡冒出、并产生白色沉淀,说明含有硫酸钠;
交流反思:
最后一步操作中稀盐酸与碳酸钠反应会产生二氧化碳、水和氯化钠,化学方程式为;
(3)了解到海盐热敷包的成分和使用原理,因此在保存和使用海盐热敷包时应注意的问题是保持干燥,海盐在遇到湿气时会吸湿结块,这将影响其加热效果,避免高温等。
3.(2024·广东珠海·一模)小明以“皮蛋制作”为主题开展项目式学习。
一、配制皮蛋粉:将生石灰、纯碱和食盐按照一定比例混合,制成皮蛋粉。
(1)二、浸鲜蛋:向配制的皮蛋粉中加入一定量的水,将新鲜鸭蛋放入浸泡即可。向皮蛋粉中加水时,发生反应的化学方程式有CaO+H2O=Ca(OH)2;Ca(OH)2+Na2CO3=CaCO3↓+2NaOH。充分反应后过滤,所得滤液称为浸出液。制作时应带橡胶手套,分析浸出液中一定含有的腐蚀性物质是 。
【提出问题】浸出液中还含有哪些溶质?
【猜想与假设】
(2)猜想1:NaCl、NaOH 猜想2:NaCl、NaOH和Ca(OH)2 猜想3:NaCl、NaOH和 。
【实验探究】
(3)为验证猜想,小明进行了如下探究。
实验方案
实验现象
实验结论
操作1:取浸出液加入试管,然后滴加足量稀盐酸
没有气泡产生
猜想 不成立
操作2:取浸出液加入试管,加入适量碳酸钠溶液
猜想2成立
【讨论交流】
(4)据复分解反应发生的条件,操作1中除可用稀盐酸外,还可选用 (填字母序号)也能达到同样的实验目的。
a.氯化钾溶液 b.氢氧化钾溶液 c.氯化钡溶液 d.稀硫酸
(5)操作2中换作通入二氧化碳气体也可得到相同的结论,请写出相关反应的化学方程式 。
【反思拓展】
(6)制作皮蛋后的废水滴入无色酚酞溶液后,酚酞溶液显 色,直接排放会对环境造成很大的伤害,应进行中和后再排放。
(7)制作过程中,碱液会渗入皮蛋使之略带涩味。食用时可以蘸少量 去除涩味。
【答案】(1)氢氧化钠/NaOH
(2)碳酸钠/Na2CO3
(3) 3 有白色沉淀产生
(4)cd
(5)、
(6)红
(7)食醋
【详解】(1)氢氧化钠具有腐蚀性,结合发生的反应可知,浸出液中一定含有的腐蚀性物质为氢氧化钠。
(2)根据题意可知,浸出液中一定含有氯化钠和氢氧化钠,可能含有氢氧化钙或碳酸钠中的一种,再结合其它猜想可知,猜想3为氯化钠、氢氧化钠和碳酸钠。
(3)操作1:碳酸钠能和盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳,由于没有气泡产生,则说明溶液中不含碳酸钠,猜想3不成立;
操作2:结论为猜想2成立,由于氢氧化钙和碳酸钠反应生成碳酸钙沉淀和氢氧化钠,则可观察到有白色沉淀产生。
(4)a、氯化钾和碳酸钠不能结合为水、气体或沉淀,则不能验证是否含有碳酸钠,不符合题意;
b、氢氧化钾和碳酸钠不能结合为水、气体或沉淀,则不能验证是否含有碳酸钠,不符合题意;
c、氯化钡和碳酸钠能结合为碳酸钡沉淀和氯化钠,则能验证是否含有碳酸钠,符合题意;
d、碳酸钠和硫酸反应生成硫酸钠、水和二氧化碳,则能验证是否含有碳酸钠,符合题意。
故选cd。
(5)由于氢氧化钠和二氧化碳反应生成碳酸钠和水,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:、。
(6)溶液中一定含有氢氧化钠,溶液显碱性,能使酚酞溶液变红色。
(7)食醋中含有醋酸,溶液显酸性,能中和碱性物质,则食用皮蛋时可以蘸少量食醋去除涩味。
4.(2025·福建福州·二模)某兴趣小组对食用纯碱和食用小苏打两种粉末进行以下探究。
[查阅资料]
名称
食用纯碱
食用小苏打
主要成分
酸碱性
水溶液显碱性
水溶液显碱性
热稳定性
受热不分解
270℃时完全分解为碳酸钠、二氧化碳、水
[实验探究]
(1)探究两者水溶液酸碱性的差异
小明分别向等浓度的两种溶液中滴入酚酞试液,发现两者都变 色。
(2)验证两种粉末的稳定性
在老师的指导下,该小组按右图装置进行实验操作,观察到 (填“甲”或“乙”)烧杯中澄清石灰水变浑浊,试管中发生反应的化学方程式为 ,装置中棉花的作用是 。
(3)测定食用纯碱粉末的纯度
取食用纯碱粉末试样,利用如图装置进行实验测定。
数据记录如下:
称量项目
称量时间
质量/g
试样
11.0
装置+稀盐酸
160.0
装置+稀盐酸+试样
反应开始后20s
167.0
装置+稀盐酸+试样
反应开始后30s
166.6
装置+稀盐酸+试样
反应开始后90s
166.6
①反应生成的质量为 g。
②如果测得的结果比实际纯度高,可能的原因是 。(答一种即可)
【答案】(1)红
(2) 乙 防止加热时固体粉末进入导管,堵塞导管
(3) 4.4 稀盐酸挥发出氯化氢气体(或纯碱样品中混有小苏打,合理即可)
【详解】(1)食用纯碱(Na2CO3)和食用小苏打(NaHCO3)的水溶液都显碱性,酚酞试液遇碱性溶液变红,所以两者都能使酚酞试液变红色。
(2)根据资料,食用小苏打(NaHCO3)在270℃时完全分解为碳酸钠、二氧化碳、水,二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊。图中乙烧杯连接装有食用小苏打的试管,所以是乙烧杯中澄清石灰水变浑浊;
碳酸氢钠受热分解生成碳酸钠、水和二氧化碳,化学方程式为;
棉花放置在试管口,可阻挡固体粉末进入导管,避免导管堵塞。
(3)①根据质量守恒定律,反应前后物质的总质量不变。反应前装置、稀盐酸和试样总质量为,反应后质量稳定时(90s时)为166.6g,则生成二氧化碳的质量为。
②纯碱能与稀盐酸发生反应,如果测得的结果比实际纯度高,即计算出的碳酸钠质量偏大。可能原因是稀盐酸挥发出氯化氢气体,使装置减小的质量偏大,导致计算出的二氧化碳质量偏大,进而算出的碳酸钠质量偏大;或者纯碱样品中混有小苏打(即碳酸氢钠),碳酸氢钠能与稀盐酸反应产生二氧化碳(),则计算出的二氧化碳质量偏大,进而算出的碳酸钠质量偏大,导致碳酸钠纯度偏高。
5.(2025·广东清远·一模)两广地区流行吃碱水粽,也叫灰水粽,以草木灰浸出液处理糯米,某兴趣小组以“灰水粽中的化学”为主题开展了探究活动。
【查阅资料】草木灰主要含K2CO3,其溶液呈碱性。
(1)糯米中的淀粉属于六大营养素中的 。
(2)为验证草木灰的成分,小组设计了以下实验:
操作
现象
结论
取少量澄清的草木灰浸出液于试管中,滴加稀盐酸,将产生的气体通入澄清石灰水中
草木灰中含有K2CO3,滴加稀盐酸发生反应的化学方程式为
【交流评价】
(3)灰水粽在高温蒸煮过程中,碳酸钾会发生分解反应,生成二氧化碳和另一种氧化物,写出反应的化学方程式 ,反应过程固体中钾元素质量分数 (填“增大”“减小”或“不变”)。
【反思拓展】
(4)现代工艺发现用0.1% NaOH溶液浸泡糯米效果更佳,小组设计了以下实验比较等浓度碳酸钾与氢氧化钠溶液的碱性强度。
操作
现象
结论
将0.1%的K2CO3溶液和NaOH溶液分别
NaOH溶液的碱性更强
【答案】(1)糖类
(2) 澄清的石灰水变浑浊 ;
(3) 增大
(4) 用玻璃棒蘸取滴在pH试纸上 蘸取氢氧化钠溶液的pH试纸颜色较深
【详解】(1)糯米中的淀粉属于六大营养素中的糖类;
(2)草木灰中含有K2CO3,碳酸钾和稀盐酸反应生成氯化钾、二氧化碳和水,二氧化碳能使澄清的石灰水变浑浊,取少量澄清的草木灰浸出液于试管中,滴加稀盐酸,将产生的气体通入澄清石灰水中,可观察到澄清的石灰水变浑浊,反应的化学方程式为:;
(3)碳酸钾在高温条件下能分解生成氧化钾和二氧化碳,反应的化学方程式为:;碳酸钾中钾元素的质量分数为:,氧化钾中钾元素的质量分数为:,反应过程固体中钾元素质量分数增大;
(4)氢氧化钠是强碱,碳酸钾溶液因水解呈碱性但较弱,通过测pH可比较碱性强度,将0.1%的K2CO3溶液和NaOH溶液分别用玻璃棒蘸取滴在pH试纸上,观察到蘸取氢氧化钠溶液的pH试纸颜色较深,证明氢氧化钠溶液的pH更大,碱性更强。
6.(2025·广东东莞·一模)盐碱地是重要的土地资源之一,土壤的盐碱化影响植物的生长。某兴趣小组开展了与土壤盐碱化相关的探究活动。
活动一:调查盐碱地的成因
【咨询专家】小组同学通过数字化平台向专家进行了咨询,专家介绍盐碱地是由于土壤底层或地下水的盐分上升到地表,经风吹日晒后,盐分积累在表层土壤中形成的。
(1)同学们交流后认为,盐碱地的形成原因是盐分 (填“蒸发结晶”或“降温结晶”)造成的。
活动二:检测土壤的酸碱性
(2)配制土壤浸出液,用玻璃棒蘸取浸出液滴到 上,与标准比色卡比较。经测定,浸出液的pH>7,由此得出,该土壤呈碱性。
活动三:探究土壤含有的成分
【查阅资料】某地区盐碱地的土壤中含有的可溶性物质是NaCl、和。
(3)依据上述资料,向土壤中加入足量的蒸馏水后,发生反应的化学方程式为 。
(4)该兴趣小组对(3)反应后溶液中的溶质成分很感兴趣,作出如下猜想并设计方案进行验证。
【作出猜想】猜想1:只含有NaCl;猜想2:含有NaCl、;猜想3:含有 。
【进行探究】
方案
所用试剂
现象
结论
一
溶液、稀硝酸
有白色沉淀生成
猜想①正确
二
碳酸钠溶液
猜想②不正确
三
有气泡产生
猜想③正确
【反思评价】通过交流,小组同学们认为方案一不严谨,理由是 。
活动四:制定碱性土壤的改良方案
(5)在改良盐碱地的众多方法中,以下方法你认为合理的是______(填字母)。
A.施加适量有机腐殖酸 B.施撒适量熟石灰
C.采用水灌排盐降碱 D.科学合理施肥
【答案】(1)蒸发结晶
(2)pH试纸
(3)
(4) NaCl、 无白色沉淀生成 稀盐酸 加入硝酸银和稀硝酸有白色沉淀产生只能说明有氯离子,但不能确定是否有氯化钙、碳酸钠
(5)ACD
【详解】(1)由于土壤中水分蒸发,导致盐分积累在地表,即盐碱地的形成原因是盐分蒸发结晶造成的。故填:蒸发结晶。
(2)检测土壤酸碱性可以使用pH试纸,配制土壤浸出液,用玻璃棒蘸取浸出液滴到pH试纸上,与标准比色卡比较即可得到土壤浸出液的pH,根据pH值可知土壤酸碱性。故填:pH试纸。
(3)氯化钙与碳酸钠反应生成碳酸钙沉淀和氯化钠,化学方程式为。故填:。
(4)作出猜想:根据猜想1和猜想2可知,猜想3:含有氯化钠和碳酸钠(碳酸钠过量)。故填:NaCl、。
进行探究:方案二结论为猜想2不正确,说明不含氯化钙,氯化钙与碳酸钠反应生成碳酸钙沉淀和氯化钠。故现象为无白色沉淀生成。故填:无白色沉淀生成。
方案三结论为猜想3正确,说明含碳酸钠,碳酸钠与稀盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳,现象为有气泡产生。即所用试剂为稀盐酸。故填:稀盐酸。
反思评价:氯化钠与硝酸银反应会生成不溶于稀硝酸的氯化银沉淀,三个猜想都有氯化钠,加入硝酸银和稀硝酸有白色沉淀产生只能说明有氯离子,但不能确定是否有氯化钙、碳酸钠。
(5)A、施加适量有机腐殖酸可以降低盐碱地的碱性,改良盐碱地。A合理;
B、熟石灰即氢氧化钙,氢氧化钙显碱性,不能改良盐碱地。B不合理;
C、采用水灌排盐降碱,可以减小盐碱地中盐碱浓度,稀释土壤溶液,可用于改良盐碱地。C合理;
D、科学合理施肥,可减少对土壤的破坏,可用于改良盐碱地。D合理。
综上所述:选择ACD。故填:ACD。
考向2:探究酸的性质
7.(2025·陕西咸阳·二模)同学们在学习完酸的化学性质后,进行了如下实验。
【学习交流】
(1)试管甲中发生反应的化学方程式为 。
实验结束后,将试管甲、乙内的物质全部倒入同一洁净的废液缸中,观察到有气体产生,白色沉淀不消失。
【初步探究】
(2)根据实验现象,可推知倾倒前试管乙中 (填“稀硫酸”或“碳酸钠”)有剩余。
小组同学为确定废液缸中溶液的溶质成分,继续进行如下探究。
【提出问题】废液缸中溶液的溶质成分是什么?
【作出猜想】
(3)猜想1:Na2SO4
猜想2:
猜想3:Na2SO4、Na2CO3
【实验验证】
(4)小组同学认为选择稀盐酸、氯化钡溶液、碳酸钾溶液即可验证以上三种合理猜想。你认为不用上述试剂中的 也能达到实验目的。
小组同学取少量废液缸中溶液,并分别进行如下实验:
(5)实验中观察到A中无明显现象,B中有白色沉淀产生,C中 ,则证明猜想2成立。
【拓展反思】
(6)从环保角度考虑,欲使废液缸中的溶液只含有Na2SO4,可向其中加入适量 (填化学式)溶液,充分反应后再排放。
【答案】(1)H2SO4+Ba(OH)2=BaSO4↓+2H2O
(2)碳酸钠
(3)Na2SO4、H2SO4/H2SO4、Na2SO4
(4)氯化钡溶液/BaCl2溶液
(5)有气泡产生
(6)Na2CO3溶液(合理即可)
【详解】(1)试管甲中是稀硫酸与氢氧化钡反应,生成硫酸钡沉淀和水,化学方程式为H2SO4+Ba(OH)2=BaSO4↓+2H2O;
(2)甲中反应后一定有硫酸钡沉淀,倒入乙中后有气体产生,白色沉淀不消失;有气体产生说明有碳酸盐与酸反应,而沉淀不消失说明甲中存在的硫酸钡,所以乙中剩余的是碳酸钠;因为如果剩余稀硫酸,则没有气体产生;
(3)因为混合后有气体产生,白色沉淀不消失,说明甲中碳酸钠过量,乙中硫酸过量,硫酸和氢氧化钡完全反应生成硫酸钡沉淀和水,碳酸钠与硫酸反应生成硫酸钠、水和二氧化碳,所以溶质一定有Na2SO4,若Na2CO3有过量,则溶质为Na2SO4、Na2CO3,若恰好完全反应,溶质只有Na2SO4;若硫酸有剩余,则溶质为Na2SO4、H2SO4,所以猜想 2 为Na2SO4、H2SO4;
(4)不用氯化钡溶液也能达到实验目的。因为无论哪种猜想,加入氯化钡溶液都会产生白色沉淀(猜想 1 有硫酸钠与氯化钡产生硫酸钡沉淀;猜想 2 硫酸和硫酸钠与氯化钡产生硫酸钡沉淀;猜想 3 碳酸钠、硫酸钠与氯化钡产生碳酸钡和硫酸钡沉淀),不能鉴别三种猜想,而稀盐酸可以鉴别出猜想 3(有气泡产生),碳酸钾溶液可以鉴别出猜想 2(有气泡产生)。
(5)猜想 2 成立,即溶液中有Na2SO4、H2SO4;A 中无明显现象,说明没有Na2CO3;B 中有白色沉淀产生,说明有硫酸根离子;C 中加入碳酸钾溶液,会与硫酸反应产生二氧化碳气体,所以 C 中观察到有气泡产生,则证明猜想 2 成立。
(6)从环保角度考虑,欲使废液缸中的溶液只含有Na2SO4,可向其中加入适量Na2CO3溶液,充分反应后再排放。因为碳酸钠溶液可以与硫酸反应生成硫酸钠、水和二氧化碳,从而消耗掉溶液中的硫酸,使废液缸中的溶液只含有硫酸钠,达到环保排放的要求。
8.(2024·广东佛山·一模)“夫土壤之性,有酸碱之异。……知土壤之性,择地而耕,方能得谷之丰收。”兴趣小组开展土壤酸碱性对农作物生长影响的实践活动,帮助农场优化农作物种植。
任务一:知土壤之性
【查阅资料】
(1)该地区85%农用地呈酸性,即pH 7(填“>”、或“<”“=”)。
【实验研究】
(2)小组分工合作,测定农场内不同区域土壤酸碱性。分别取不同样品各10g溶于25ml蒸馏水中,充分搅拌, (填操作名称)得溶液,用pH计测样品pH如表1。
表1.常温(25℃)下各样品pH
样品编号
采样地点
采样深度(cm)
pH
1-1
耕地
(靠近交通区域)
5
5.24
1-2
10
3.13
1-3
耕地
(远离交通区域)
5
5.53
1-4
10
5.44
2-1
景观园林地
(靠近交通区域)
5
5.68
2-2
10
5.46
2-3
景观园林地
(远离交通区域)
5
6.08
2-4
10
6.08
【结论分析】
(3)对比样品编号1-1、1-2组及2-1、2-2组的结果,得出的结论是 。能说明交通因素对土壤pH有影响的一组样品编号为 。
(4)相同条件下,靠近交通区域的土壤酸性更强,这与汽车尾气中含 (填物质的名称)有关。
【实验反思】
(5)样品编号2-3测定结果异常。小组同学认为,溶解样品所用蒸馏水没有经煮沸冷却处理,导致结果偏低,请分析原因 。
任务二:择地而耕
(6)结合表2分析,种植萝卜适合在 (选填表1中的耕地类型)。若需要在耕地种植辣椒,需改良土壤,可用的物质有 (填其中一种)。
表2.蔬菜生长适宜的土壤pH范围
蔬菜
萝卜
辣椒
马铃薯
pH
5.3~7.0
6.2~7.2
5.5~6.5
【答案】(1)<
(2)过滤
(3) 耕地土壤的酸性强于景观园林地土壤的酸性,且采样深度越深,酸性越强 1-2和1-4组/2-2、2-4组/1-1、1-3组/2-1、2-3组
(4)二氧化硫
(5)没有经煮沸冷却处理的水中含有二氧化碳与水反应生成的碳酸,会使测定结果偏低
(6) 耕地(远离交通区域) 氢氧化钙
【详解】(1)该地区85%农用地呈酸性,即pH<7;
(2)小组分工合作,测定农场内不同区域土壤酸碱性。分别取不同样品各10g溶于25ml蒸馏水中,充分搅拌,过滤,可除去水中的不溶性杂质,即得溶液;
(3)对比样品编号1-1、1-2组及2-1、2-2组的结果,可得出耕地土壤的酸性强于景观园林地土壤的酸性,且采样深度越深,酸性越强;
1-2和1-4组或2-2、2-4组或1-1、1-3组或2-1、2-3组的变量为是否靠近交通区域,可说明交通因素对土壤pH有影响;
(4)相同条件下,靠近交通区域的土壤酸性更强,这与汽车尾气中含有的二氧化硫有关;
(5)小组同学认为,溶解样品所用蒸馏水没有经煮沸冷却处理,导致结果偏低,是因为没有经煮沸冷却处理的水中含有二氧化碳与水反应生成的碳酸,会使测定结果偏低;
(6)结合表2分析可知,萝卜适宜的土壤pH范围为5.3~7.0,则种植萝卜适合在耕地(远离交通区域);氢氧化钙具有弱碱性,可改良酸性土壤。
9.(2025·广东东莞·一模)某校化学课堂围绕课本《学生实验7酸、碱的化学性质》开展自主探究活动,以下是探究片段,请你参与学习。
【一】探究酸的化学性质
(1)向装有生锈铁钉的试管中加入稀盐酸,观察到铁锈逐渐消失,溶液由无色变成 。因此盐酸常用于金属表面除锈,该反应的化学方程式为: ;一会又观察到有气泡产生,原因是 。
【二】探究碱的化学性质
(2)小组同学进行了如图实验验证碱的化学性质
①实验A中,可观察到的现象是酚酞溶液变红,其原因是氢氧化钠溶液中含有 (填离子符号)。
②实验B中,推入NaOH溶液后和CO2反应的化学方程式为 ,可观察到的现象是 。要证明NaOH溶液和CO2发生了反应,还需增加的对比实验是 (写出主要操作)。
③实验C反应的化学方程式为 ,若实验C反应后的溶液为无色,加入足量稀盐酸后的现象为 。
【三】酸碱性质应用
(3)下列试剂能将稀盐酸、澄清石灰水溶液一次鉴别出来的是______(填字母序号)。
A.稀硫酸 B.无色酚酞试液 C.碳酸钠溶液
【答案】(1) 黄色 铁钉中的铁与盐酸反应产生氢气
(2) OH- 气球胀大 将注射器中的氢氧化钠溶液换成等体积的水,再次做实验 蓝色沉淀溶解,溶液变成蓝色
(3)BC
【详解】(1)铁锈的主要成分是氧化铁,氧化铁和稀盐酸反应生成氯化铁和水,化学方程式为:,可观察到铁锈逐渐消失,溶液由无色变成黄色;铁钉中的铁也会与稀盐酸反应产生氢气,所以观察到有气泡产生,故填:黄色;;铁钉中的铁与盐酸反应产生氢气;
(2)①氢氧化钠溶液显碱性,能使酚酞试液变红是因为氢氧化钠溶液中含有大量的氢氧根离子,离子符号为OH-,故填:OH-;
②二氧化碳能和氢氧化钠溶液反应生成碳酸钠和水(反应的化学方程式为),锥形瓶内的压强变小,所以观察到的现象是气球膨胀;
氢氧化钠溶液中有水,二氧化碳可溶于水也可与水反应,因此,需要做水的对比实验,同时,还要采用控制变量法,即控制氢氧化钠溶液和水的体积相等,具体的操作为:将注射器中的氢氧化钠溶液换成等体积的水,再次做实验;
故填:;气球胀大;将注射器中的氢氧化钠溶液换成等体积的水,再次做实验;
③实验C是硫酸铜与氢氧化钠反应生成蓝色沉淀氢氧化铜和硫酸钠,化学方程式为;
若实验C反应后的溶液为无色,说明氢氧化钠过量或恰好完全反应,加入足量稀盐酸,稀盐酸会与蓝色沉淀氢氧化铜反应,生成氯化铜和水,氯化铜易溶于水,形成蓝色溶液,因此,加入足量稀盐酸后的现象为蓝色沉淀溶解,溶液变成蓝色;
故填:;蓝色沉淀溶解,溶液变成蓝色;
(3)A、稀硫酸与稀盐酸不反应,稀硫酸与澄清石灰水反应生成硫酸钙和水,但无明显变化,不能出现明显不同的现象,不能鉴别,故A不符合题意;
B、无色酚酞溶遇酸性溶液变蓝色,遇碱性溶液变红色,澄清石灰水、稀盐酸分别显碱性、酸性,遇酚酞溶液分别显示红色、蓝色,能出现明显不同的现象,能鉴别,故B符合题意;
C、Na2CO3与盐酸反应产生二氧化碳气体,与石灰水反应产生碳酸钙白色沉淀,分别滴加Na2CO3溶液,产生气泡的是盐酸,产生白色沉淀的是澄清石灰水,现象不同,可以鉴别,故C符合题意
故选BC。
考向3:探究碱的性质
10.(2025·河北邯郸·二模)某兴趣小组在准备化学实验基本技能考查时,对以下问题进行了探究:
Ⅰ.探究酸和碱能否发生反应
(1)甲同学向盛有少量NaOH溶液的试管中滴几滴无色酚酞试液,振荡,继续加入稀盐酸,观察到溶液由 色变成无色。于是甲同学得出酸和碱两者恰好中和的结论。此过程中发生的化学反应方程式是 。
Ⅱ.探究酸和碱反应后溶液中溶质的成分
乙同学对甲同学的结论提出了质疑,并对反应后溶液中的溶质成分进行探究。
【知识卡片】氯化钠溶液显中性。
【提出问题】试管中无色溶液的溶质除了酚酞还有什么?
【提出猜想】
(2)猜想一:NaCl;猜想二:NaCl、NaOH;猜想三: 。
【交流讨论】
(3)你认为猜想 一定不正确,理由是: 。
【设计实验】
(4)填表
实验操作
实验现象
实验结论
方案1
向试管中加入少量锌粒,然后加入甲同学实验后的无色溶液
锌粒逐渐减少,有 产生。
猜想三成立
方案2
向试管中加入少量甲同学实验后的无色溶液,然后慢慢滴加NaOH溶液,并不断振荡试管
开始无明显现象,过一会发现 。
(5)经过讨论,除以上方案,下列哪些物质单独使用,也能验证猜想三成立______。
A.铜片 B.pH试纸 C.氧化铜 D.紫色石蕊试液
【答案】(1) 红
(2)NaCl、HCl
(3) 二 含酚酞的溶液为无色,故溶液中一定没有氢氧化钠
(4) 气泡 溶液变为红色
(5)BCD
【详解】(1)氢氧化钠溶液能使酚酞溶液变红,滴加稀盐酸后,氢氧化钠被消耗,溶液由红色变为无色;氢氧化钠与盐酸反应生成氯化钠和水,化学方程式为;
(2)盐酸和氢氧化钠恰好反应时无色溶液的溶质为NaCl,盐酸过量时,无色溶液的溶质为NaCl、HCl。如氢氧化钠过量,溶液为红色;
(3)由于含酚酞的溶液为无色,故溶液中一定没有氢氧化钠,故猜想二一定不正确;
(4)猜想三成立,溶液中存在盐酸,锌能与盐酸反应生成氯化锌和氢气,故现象为锌粒逐渐减少,有气泡产生;溶液中存在盐酸,慢慢滴加NaOH溶液,氢氧化钠先与盐酸反应,此反应没有明显现象,当盐酸反应完全后,过量的氢氧化钠使酚酞溶液变红,故实验二的现象为开始无明显现象,过一会发现溶液变为红色;
(5)A、证明猜想三正确则要证明溶液中存在盐酸,铜不与盐酸反应,不能证明,A不符合题意;
B、测溶液的pH可证明溶液中存在盐酸,B符合题意;
C、氧化铜能与盐酸反应生成氯化铜,溶液会变为蓝色,可证明溶液中存在盐酸,C符合题意;
D、紫色石蕊溶液遇酸性溶液变红,可证明溶液中存在盐酸,D符合题意;
故选BCD。
11.(2025·陕西西安·二模)同学们学习完碱的化学性质后,在实验室进行了下图所示实验。
【学习交流】
(1)甲试管中出现 的现象时,说明酸和碱发生了反应;乙中注入NaOH溶液后,观察到气球变大 (填“能”或“不能”)验证二氧化碳与氢氧化钠发生了反应。
【拓展探究】丙中观察到有白色沉淀生成,反应结束后,同学们对丙中上层清液的溶质成分产生好奇,于是进行了以下探究。
【提出问题】丙中上层清液的溶质成分是什么?
【做出猜想】猜想一:NaOH 猜想二:NaOH、 猜想三:NaOH、
【实验验证】
(2)
实验操作
实验现象
实验结论
①取少量丙中上层清液于试管中,滴加溶液
猜想二不成立
②另取少量丙中上层清液于试管中,滴加溶液
有白色沉淀产生
猜想 成立
(3)实验操作②中发生反应的化学方程式为 。
【拓展延伸】
(4)同学们针对碱的化学性质,另外进行了下列几组实验,试管中溶液始终保持红色的是______(填字母)。
A. B. C.
【答案】(1) 溶液由红色变为无色 不能
(2) 无明显现象 三
(3)
(4)C
【详解】(1)氢氧化钠能使酚酞溶液变红色,氢氧化钠和盐酸反应生成氯化钠和水,但溶液由红色变为无色时,说明酸和碱发生了反应;
氢氧化钠和二氧化碳反应生成碳酸钠和水,且二氧化碳能和水反应生成碳酸,装置中的二氧化碳减少,压强减小,则气球会变鼓,则不能验证二氧化碳与氢氧化钠发生了反应。
(2)①碳酸钠和氯化钡反应生成碳酸钡沉淀和氯化钠,结论为猜想二不成立,则没有明显现象;
②碳酸钾能和氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和氢氧化钾,有白色沉淀产生,则说明猜想三成立。
(3)操作②中发生的反应为。
(4)A、氯化铜和氢氧化钙反应生成氢氧化铜沉淀和氯化钙,氯化铜足量,则充分反应后的溶质为氯化钙和氯化铜,溶液蓝色,不符合题意;
B、盐酸和氢氧化钙反应生成氯化钙和水,盐酸足量,则充分反应后的溶质为氯化钙和氯化氢,溶液无色,不符合题意;
C、碳酸钠和氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和氢氧化钠,碳酸钠足量,则充分反应后的溶质为氢氧化钠和碳酸钠,溶液仍红色,符合题意。
故选C。
12.(2025·陕西咸阳·二模)化学实验小组在学习了碱的化学性质后,一起围绕氢氧化钙进行相关实验,请一起完成探究实验。
实验一:将氢氧化钙溶液滴入稀盐酸中;实验二:将氢氧化钙溶液滴入碳酸钠溶液中
(1)实验结束后,小组同学将实验一和实验二试管中上层清液倒入废液缸中,发现先产生气泡后产生沉淀,由此可知,实验一结束后溶液显 性。
同学们对废液缸中溶质成分继续展开探究:
【提出问题】废液中溶质成分是什么?
【猜想与假设】小组同学经过讨论后,提出了以下四种猜想:
(2)猜想一:氯化钠
猜想二:氯化钠和氯化钙
猜想三:氯化钠和碳酸钠
猜想四:氯化钠和氢氧化钠
其中有一个猜想不成立,请指出并说明理由是 。
【实验设计】
(3)为探究其余猜想,同学们又完成了以下实验:
实验操作
实验现象
实验结论
步骤1:取少量废液滴加碳酸钠溶液
猜想二不成立
步骤2:另取少量废液滴加
产生气泡
猜想三成立
写出步骤2中反应的化学方程式 。
【拓展延伸】
(4)若将猜想三中的碳酸钠除去可以选择的试剂是________。
A.适量氢氧化钙溶液 B.适量硝酸钙溶液 C.适量氯化钡溶液
【答案】(1)酸
(2)猜想四不成立,盐酸先和氢氧化钠反应,后和碳酸钠反应
(3) 无明显现象 盐酸(合理即可)
(4)C
【详解】(1)实验一中,氢氧化钙和盐酸反应生成氯化钙和水,实验二中,氢氧化钙和碳酸钠反应生成氢氧化钠和碳酸钙沉淀,而盐酸能和碳酸钠反应生成氯化钠、水和二氧化碳,碳酸钠和氯化钙反应生成碳酸钙沉淀和氯化钠,由于先产生气泡后产生沉淀,则说明实验一中盐酸有剩余,实验二中碳酸钠有剩余,即实验一结束后溶液中的溶质为氯化钙和氯化氢,溶液显酸性。
(2)混合时,盐酸会先和氢氧化钠反应生成氯化钠和水,待氢氧化钠完全反应后,盐酸才和碳酸钠反应生成氯化钙、水和二氧化碳,则反应后滤液中一定不含氢氧化钠,即猜想四不成立。
(3)步骤1:碳酸钠和氯化钙反应生成碳酸钙沉淀和氯化钠,结论为猜想二不成立,则没有明显现象产生;
步骤2:碳酸钠能和酸反应生成二氧化碳气体,则可滴加盐酸或硫酸。
若滴加的为盐酸,碳酸钠和盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳,反应的化学方程式为:。
(4)A、碳酸钠能和氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和氢氧化钠,会产生新杂质氢氧化钠,该选项不符合题意;
B、碳酸钠和硝酸钙反应生成碳酸钙沉淀和硝酸钠,会产生新杂质硝酸钠,该选项不符合题意;
C、碳酸钠和氯化钡反应生成碳酸钡沉淀和氯化钠,既能除去杂质,也不引入新杂质,该选项符合题意。
故选C。
13.(2025·陕西西安·二模)认识物质是化学研究的主要任务之一,同学们对展开了如下探究。
活动一:探究的化学性质
(1)A试管中观察到酚酞溶液变为红色,向A试管中继续加入稀硫酸,观察到 ,由此证明NaOH能与反应。
(2)写出B试管中发生反应的化学方程式 。
(3)写出C试管中观察到的现象 。
活动二:检验氢氧化钠的变质程度
(4)小天同学在实验室发现了一瓶久置在空气中的氢氧化钠溶液,为了检验氢氧化钠的变质程度,他设计了两种不同的实验方案,其中不可行的是_____(填选项)(信息:氯化钙溶液呈中性)
A.取样品于试管中,加入过量的氯化钙溶液,有白色沉淀生成,过滤,向滤液中加入几滴酚酞溶液,溶液不变色,证明氢氧化钠溶液完全变质
B.取样品于试管中,加入过量的澄清石灰水,有白色沉淀生成,过滤,向滤液中加入几滴酚酞溶液,溶液变红色,证明氢氧化钠溶液部分变质
活动三:测定样品的纯度
工业制得的中常含有一定量的。同学们采用“沉淀法”对某样品的纯度进行测定。实验方案如下:
(5)为了检验溶液是否过量,取上图中过滤后的少量滤液于试管中,加入药品,即可达到目的,则药品可以是下列药品中的_____(填字母)。
A.溶液 B.溶液 C. 溶液
【答案】(1)溶液由红色变为无色
(2)
(3)产生蓝色沉淀
(4)B
(5)A
【详解】(1)A试管中氢氧化钠溶液显碱性,能使无色酚酞试液变红,加入稀硫酸,氢氧化钠和稀硫酸反应生成硫酸钠和水,硫酸钠显中性,稀硫酸显酸性,均不能使无色酚酞试液变红,故溶液由红色变为无色,说明氢氧化钠能与稀硫酸反应;
(2)B试管中发生反应为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:;
(3)C试管中氯化铜和氢氧化钠反应生成氢氧化铜和氯化钠,故现象是:产生蓝色沉淀;
(4)A、氢氧化钠能与空气中的二氧化碳反应生成碳酸钠和水,取样品于试管中,加入过量的氯化钙溶液,氯化钙能与碳酸钠反应生成碳酸钙和氯化钠,产生白色沉淀,说明含碳酸钠,说明氢氧化钠已经变质,且过量的氯化钙溶液能将碳酸钠除尽,过滤,向滤液中加入几滴酚酞溶液,溶液不变色,说明不含氢氧化钠,说明氢氧化钠完全变质,不符合题意;
B、氢氧化钠能与空气中的二氧化碳反应生成碳酸钠和水,取样品于试管中,加入过量的澄清石灰水,氢氧化钙能与碳酸钠反应生成碳酸钙和氢氧化钠,产生白色沉淀,说明含碳酸钠,说明氢氧化钠已经变质,由于反应生成了氢氧化钠,会对氢氧化钠的检验产生干扰,故滴加酚酞溶液后,溶液变红,不能说明含氢氧化钠,不能证明氢氧化钠溶液部分变质,符合题意。
故选B;
(5)A、氯化镁能与氢氧化钠反应生成氢氧化镁和氯化钠,产生白色沉淀,说明氯化镁溶液过量,符合题意;
B、硝酸钾和氯化镁不反应,无明显现象,不能说明氯化镁溶液过量,不符合题意;
C、硝酸银与氯化钠、氯化镁均能反应生成氯化银白色沉淀,故加入硝酸银溶液,产生白色沉淀,不能说明氯化镁溶液过量,不符合题意。
故选A。
14.(2025·辽宁鞍山·二模)某学习小组的同学对厨房中的白醋和肥皂水的酸碱性进行探究。
【设计实验】在两支试管中分别加入少量白醋、肥皂水,各滴入2滴无色酚酞溶液。
【预测现象】滴入无色酚酞溶液的白醋呈无色,滴入无色酚酞溶液的肥皂水呈红色。
【提出问题】实验发现,肥皂水未能使无色酚酞溶液变红,产生疑惑。
【猜想与验证1】
(1)甲同学提出,可能是因为所用的无色酚酞溶液变质了。在试管中加入少量氢氧化钠溶液,然后滴入两滴无色酚酞溶液,溶液呈 色,说明甲同学的猜想不成立。
(2)乙同学提出,可能是因为所用的肥皂水不显碱性。用计测定肥皂水的酸碱度,测得为7.8,说明乙同学的猜想 (填“成立”或“不成立”)。
【猜想与验证2】丙同学提出,可能是因为所用的为7.8的肥皂水碱性较弱,不足以使无色酚酞溶液变红。学习小组同学讨论后,继续探究。向800mL、600mL、400mL、300mL蒸馏水中分别加入某种肥皂,充分搅拌后,取样,各滴入两滴无色酚酞溶液,观察现象并用计测定酸碱度(实验结果如表)。
肥皂的质量/
0.5
0.5
0.5
0.5
蒸馏水的体积/mL
800
600
400
300
酚酞显示的颜色
无色
浅红色
红色
红色
pH
7.9
8.5
9.4
10.1
(3)表中为 时,肥皂水不能使无色酚酞溶液变红,说明丙同学的猜想成立,由表中信息可知,肥皂水的浓度越 ,越大,其碱性越强。
【得出结论】
(4)根据上述探究可知,酚酞溶液在中性液体、酸性液体、 液体中颜色不发生变化。
【查阅资料】学习小组同学通过查阅资料,证明上述结论成立。
【拓展探究1】取三份相同体积相同浓度的氢氧化钠溶液,分别滴入两滴无色酚酞溶液,再以相同的速度同时滴加不同浓度的盐酸,得到溶液的随时间变化的曲线如图。
(5)从微观角度分析,氢氧化钠与盐酸反应的实质是: 。
(6)在a、b、c三种曲线所示的实验中,所用盐酸的浓度由大到小的顺序为 。
(7)溶液颜色最先褪去的是 ,20分钟时溶液的酸性强弱顺序是 。
【拓展探究2】
(8)取三份相同质量、相同浓度的稀盐酸,分别与溶质质量分数为的氢氧化钠溶液发生反应,恰好完全反应时,消耗溶质质量分数为的氢氧化钠溶液的质量比为 。
【答案】(1)红
(2)不成立
(3) 7.9 大
(4)弱碱性
(5)氢离子和氢氧根离子结合形成水分子()
(6)
(7)
(8)
【详解】(1)在试管中加入少量氢氧化钠溶液,氢氧化钠显碱性,然后滴入两滴无色酚酞溶液,溶液呈红色;
(2)用计测定肥皂水的酸碱度,测得为7.8>7,说明肥皂水显碱性,则乙同学的猜想不成立;
(3)表中pH为7.9时,酚酞显无色,即肥皂水不能使无色酚酞溶液变红,说明碱性较弱,不足以使无色酚酞溶液变红,丙同学的猜想成立;
由表中信息可知,加入蒸馏水的体积越小,肥皂水的浓度越高,pH越大, 其碱性越强;
(4)根据上述探究可知,无色酚酞溶液在中性液体、酸性液体、弱碱性液体中颜色不发生变化;
(5)氢氧化钠与盐酸反应生成氯化钠和水,从微观角度分析,该反应的微观实质是氢离子和氢氧根离子结合形成水分子();
(6)向氢氧化钠中滴加盐酸,盐酸和氢氧化钠生成水和氯化钠,反应物浓度越大,反应速率越快,pH减小越快,故所用盐酸的浓度由大到小的顺序为a>b>c;
(7)无色酚酞溶液遇中性或酸性溶液不变色,无色酚酞溶液遇碱性溶液变红色,图中a的pH减小的最快,则溶液颜色最先褪去的是a;
pH小于7,溶液呈酸性,pH越小,酸性越强,由图知,20分钟时溶液的酸性强弱顺序是a>b>c;
(8)取三份相同质量、相同浓度的稀盐酸,分别与溶质质量分数为1%、2%、3%的氢氧化钠溶液发生反应,恰好完全反应时,消耗氢氧化钠的质量相同,设为m,则消耗溶质质量分数为1%、2%、3%的氢氧化钠溶液的质量比为。
考向4:金属还原类、回收类
15.(2025·陕西汉中·二模)实验小组在老师组织下,对金属的化学性质和回收再利用开展了项目式学习。
项目一:探究金属的化学性质
【学习交流】
(1)试管①中观察到的现象是固体减少, , 。
(2)写出试管②中发生反应的化学方程式: 。
实验结束后,先将试管①和试管③内的所有物质倒入废液缸,发现无气泡产生。然后将试管②内的物质全部倒入废液缸,充分反应后,发现红色固体明显增多。过滤,得到滤液和滤渣。
【提出问题】滤液中的溶质是什么?
【做出猜想】
(3)猜想1:
猜想2:
猜想:
你认为以上猜想中,不合理的是猜想 。
【实验验证】
(4)取少量滤液于试管中,向其中插入一根洁净无锈的铁丝。
实验操作
实验现象
实验结论
无明显现象
猜想 正确
项目二:金属的回收再利用
欲从废旧电脑的某些零部件中回收金属银,设计流程如图所示。
【讨论交流】
(5)步骤Ⅰ中加入足量稀硫酸的目的是 。溶液X中只含有一种溶质,该溶质为 (填化学式)。
【答案】(1) 产生气泡 溶液变浅绿色
(2)
(3)1
(4)2
(5) 除去混合物中的铝 Cu(NO3)2
【详解】(1)稀硫酸和铁反应生成硫酸亚铁和氢气,试管①中观察到的现象是固体减少,有气泡产生,溶液由无色变为浅绿色;
(2)试管②中硫酸铜和铁反应生成硫酸亚铁和铜,发生反应的化学方程式为:;
(3)将试管①铁和稀硫酸反应后的溶液,溶质一定有FeSO4,可能有H2SO4;根据金属活动性顺序,试管③铁和硫酸铝不反应,溶质一定有Al2(SO4)3;因此①、③试管所有物质倒入废液缸,发现无气泡产生,说明混合后溶液中没有H2SO4;然后将试管②铁和硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜,溶质一定有FeSO4,可能有CuSO4,发现红色固体明显增多,说明试管②中硫酸铜过量,过滤,得到滤液和滤渣;猜想1:FeSO4、CuSO4,但没有Al2(SO4)3,所以猜想不合理;猜想2:Al2(SO4)3、FeSO4这两种物质是前面反应一定生成的,所以猜想合理;猜想3:Al2(SO4)3、FeSO4、CuSO4,若试管②中硫酸铜没有完全反应,所以猜想合理;不合理的是猜想1;
(4)取少量滤液于试管中,向其中插入一根洁净无锈的铁丝,无明显现象,说明不含硫酸铜;因此猜想2正确;
(5)步骤I中加入足量稀硫酸后,铜、银与硫酸不反应,铝与硫酸反应生成硫酸铝和氢气,因此步骤I中加入足量稀硫酸的目的是除去混合物中的铝;
步骤I过滤出的固体中含有铜、银,加入适量硝酸银溶液,铜和硝酸银反应生成银和硝酸铜,若溶液X中只含有一种溶质,该溶质为Cu(NO3)2。
16.(2025·宁夏中卫·二模)伍角硬币的材质由“钢芯镀铜”合金改为“钢芯镀镍”合金。某兴趣小组对硬币中的铁、铜和镍(Ni)三种金属的活动性强弱进行如下探究。
【查阅资料】①镍常温下为银白色固体。②镍能与稀盐酸反应,生成氯化镍,其中Ni显+2价。③氯化镍能溶于水,形成氯化镍溶液。
【进行猜想】
(1)猜想①:活动性 ;猜想②:活动性Fe>Ni>Cu;猜想③:活动性Fe>Cu>Ni
【验证猜想】
(2)小敏同学取镍丝、铜丝、铁丝和编号为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的3支试管(试管中均盛有体积相同、浓度也相同的稀盐酸),进行如表的实验:
实验操作
镍丝插入试管Ⅰ
铜丝插入试管Ⅱ
铁丝插入试管Ⅲ
结论
实验现象
少量气泡产生
少量气泡产生
活动性:Ni>Cu、
(3)小亮认为不能得出三种金属的活动性强弱,于是又补充了一个实验,把铁片浸入 溶液中,观察到铁表面有银白色物质附着。
【探究结论】猜想②正确。
【拓展应用】
(4)小聪认为只要选用三种药品进行实验就可以得出这三种金属在金属活动性顺序中的相对位置关系,这三种药品可以是 。(写出药品名称或化学式即可)
(5)实验结束,同学们积极性未减,兴趣小组的同学们又做了下面的实验。向盛有硫酸铜溶液的烧杯中加入一定量的铁粉,充分反应。
①观察到的现象是 ;发生反应的方程式为 。
②充分反应后过滤,得到滤渣和浅绿色滤液。向滤渣中加盐酸,仍有气泡产生,则滤液的溶质为 。
【答案】(1)Ni>Fe>Cu
(2) 无明显现象 Fe>Cu
(3)氯化镍
(4)Fe、NiCl2溶液、Cu(合理即可)
(5) 有红色固体析出,溶液由蓝色变为浅绿色 FeSO4/硫酸亚铁
【详解】(1)金属活动性Fe>Cu,猜想②:活动性Fe>Ni>Cu;猜想③:活动性Fe>Cu>Ni,则猜想①:活动性Ni>Fe>Cu。
(2)金属活动性H>Cu,铜不能与稀盐酸发生反应,所以铜丝插入稀盐酸中无明显现象;
镍丝和铁丝插入稀盐酸都有少量气泡产生,说明二者都能与稀盐酸反应置换出氢气,所以金属活动性Fe>H,Ni>H,由于活动性H>Cu,所以结论是活动性:Ni>Cu、Fe>Cu。
(3)前面实验已得出Ni>Cu、Fe>Cu,要验证三种金属活动性,需要比较Ni和Fe的活动性,可补充实验把铁片浸入氯化镍溶液中,若观察到铁表面有银白色物质附着,说明活动性Fe>Ni。
(4)猜想②正确,则活动性Fe>Ni>Cu,选用三种药品的验证方案可以是:
选Fe、NiCl2溶液、Cu时,Fe能与NiCl2溶液反应,说明Fe>Ni;Cu不能与NiCl2溶液反应,说明Ni>Cu,从而得出三种金属活动性顺序。
选FeCl2溶液、Ni 、CuCl2溶液时,Ni不能与FeCl2溶液反应,说明Fe>Ni;Ni能与CuCl2溶液反应,说明Ni>Cu,可得出金属活动性顺序。
(5)①铁的活动性比铜强,铁与硫酸铜溶液发生置换反应,铁将硫酸铜中的铜置换出来,铜是红色固体,同时生成硫酸亚铁,硫酸铜溶液蓝色,硫酸亚铁溶液浅绿色,所以现象是有红色固体析出,溶液由蓝色变为浅绿色;
该反应的方程式为。
②充分反应后过滤得滤渣和浅绿色滤液,向滤渣中加盐酸有气泡产生,说明滤渣中有铁,即铁过量,硫酸铜完全反应,所以滤液中的溶质只有反应生成的硫酸亚铁(FeSO4)。
17.(2025·广东深圳·一模)学完“金属和金属材料”后,兴趣小组开展“钢铁腐蚀原理及防护方法”项目式研究。
任务一:分析钢铁的腐蚀
(1)小组同学发现盐酸厂中的钢铁制品比铜制品易被腐蚀,其原因是 。潮湿空气中钢铁制品的锈蚀主要是铁与空气中氧气和 共同作用造成的。
任务二:调查并验证钢铁防护方法
【查阅资料】
膜化处理是钢铁防护的重要方法。操作时将钢材放入膜化剂中浸泡,其表面会形成致密、均匀的保护膜。检验膜的抗腐蚀性能的方法是向钢铁表面滴加含CuSO4的腐蚀剂,若60s后钢铁表面才出现红色物质,则抗腐蚀性能达标,且所用时间越长,抗腐蚀性能越好。
【实验1】分别取其它条件相同的膜化后和未膜化的薄钢片于表面皿中,滴加等体积、等浓度的含CuSO4的腐蚀剂,记录出现红色物质所用的时间。进行三组实验,结果如下图所示。
(2)由图可知,膜化后的薄钢片抗腐蚀性能 (填“达标”或“不达标”)。该检验方法的原理是 (用化学方程式表示)。
任务三:探究温度对膜层外观的影响
【实验2】其他条件相同时,将薄钢片放入不同温度的膜化剂中浸泡20min,观察钢片表面形成的膜层外观。结果如下表所示:
实验组别
A
B
C
D
温度℃
50
60
70
80
膜层外观
粗糙
致密、均匀
致密、均匀
粗糙
(3)由表可知,膜层外观符合要求的温度范围是 。
任务四:确定抗腐蚀性能较好的膜化温度
【实验3】选取实验2中膜层外观符合要求的薄钢片进行抗腐蚀性能对比实验,确定膜化效果较好的温度。
(4)设计以下实验方案:
实验操作
分别取上述实验2中的 (填字母)两组膜化后的薄钢片于表面皿中,滴加等体积、等浓度的腐蚀剂,记录出现红色物质所用的时间。
实验现象
与结论
若出现红色物质的时间 (填“越长”或“越短”)则该温度为膜化效果较好的温度。
【实践反思】
(5)研究钢铁防护方法的现实意义是 (写一条)。
【答案】(1) 铁的活动性大于铜 水或H2O
(2) 达标 Fe+CuSO4=FeSO4 + Cu
(3)60~70℃
(4) BC 越长
(5)保护(节约)金属资源/防止环境污染(合理即可)
【详解】(1)小组同学发现盐酸厂中的钢铁制品比铜制品易被腐蚀,是因为铁的活动性大于铜;潮湿空气中钢铁制品的锈蚀主要是铁与空气中氧气和水或H2O共同作用造成的;
(2)有膜化的薄钢片出现红色物质的时间明显推迟,说明加入的含硫酸铜的腐蚀剂与铁接触到需要较长时间,由图可知,膜化后的薄钢片抗腐蚀性能达标;该检验方法的原理是铁与硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜,反应的化学方程式为:Fe+CuSO4=FeSO4 + Cu;
(3)从实验2、3结果可知,温度为60℃、70℃时膜层外观是致密、均匀的,所以膜层外观符合要求的温度范围是60~70℃;
(4)分别取上述实验2中的BC两组膜化后的薄钢片于表面皿中,滴加等体积、等浓度的腐蚀剂,记录出现红色物质所用的时间,若出现红色物质的时间越长,则该温度为膜化效果较好的温度;
(5)研究钢铁防护方法的现实意义是保护(节约)金属资源,也防止环境污染。
18.(2025·广东广州·一模)金属钴(Co)是一种重要的战略资源,主要用于高温合金、硬质合金及锂电池正极材料,其氧化物可用于陶瓷釉料、工业催化和玻璃着色。某实验小组对钴、锌、铜的金属活动性顺序进行实验研究,请补充下列实验报告(限选试剂:钴片、盐酸、稀硫酸、溶液、溶液)。
已知:钴单质呈银白色,含钴化合物通常有毒,其水溶液大多显粉红色。
【猜想】结合已知的金属活动性顺序,小组同学作出如下猜想。
(1)猜想一:
猜想二:
猜想三:
【实验】
(2)
实验步骤
实验现象
实验结论
Ⅰ.
钴片表面有气泡产生,溶液由无色变为粉红色。
猜想 错误
Ⅱ.向试管中加入适量溶液,将用砂纸打磨过的锌片浸入溶液中
猜想二正确
(3)实验Ⅱ中发生反应的化学方程式为 。
【结论】三种金属的活动性顺序如猜想二所示。
【拓展】
(4)根据上述信息和所得结论,下列说法正确的是___________(填序号)。
A.自然界中钴元素主要以单质形式存在
B.用硫酸铜、石灰水配制的波尔多液能使用钴制容器盛放
C.为保护环境,可使用铝粉处理实验剩余的溶液
D.碳酸钴()能与盐酸反应
【答案】(1)Zn>Co>Cu
(2) 将钴片放入稀硫酸中 三 锌表面有银白色固体析出,溶液由粉红色变为无色
(3)
(4)CD
【详解】(1)金属活动性顺序:锌>铜,则猜想二为Zn>Co>Cu。
(2)Ⅰ、活泼金属能和酸反应生成氢气,则将钴片放入稀硫酸中,观察到钴片表面有气泡产生,说明在金属活动性顺序中,钴位于氢元素前面,而铜位于氢元素后面,则说明钴比铜活泼,即猜想三错误;
Ⅱ、结论为猜想二正确,说明锌比钴活泼,则锌能把钴置换出来,结合前面现象,可观察到锌表面有银白色固体析出,溶液由粉红色变为无色。
(3)锌和氯化钴反应生成钴和氯化锌,反应的化学方程式为:。
(4)A、钴比较活泼,在自然界中主要以化合物形式存在,该选项说法不正确;
B、由于钴比铜活泼,则钴能和硫酸铜反应,则不能用钴制容器盛放波尔多液,该选项说法不正确;
C、铝比钴活泼,则铝能和氯化钴反应,故可使用铝粉处理实验剩余的 CoCl2 溶液,该选项说法正确;
D、碳酸钴和盐酸反应生成氯化钴、二氧化碳和水,该选项说法正确。
故选CD。
19.(2025·广西玉林·二模)据统计,我国每年因金属材料腐蚀造成的经济损失高达2万亿元,如何防止金属腐蚀已成为科学研究和技术领域中的重大问题。某化学兴趣小组对影响铁锈蚀的因素产生好奇,于是设计并进行如下实验探究。
任务一 探究钢铁锈蚀的基本条件
【问题】铁锈蚀的基本条件是什么?
【实验】
一段时间后,C、D、E中铁钉生锈,A、B中铁钉无明显锈蚀。
【实验分析】
(1)由A、B、C的现象可知,铁的锈蚀是铁与 等发生化学反应的过程。
(2)小智将实验B中的蒸馏水改自来水重新进行如图G实验,一段时间后发现试管G中铁钉生锈了,其可能的原因是 。
任务二 探究食盐水对钢铁腐蚀快慢的影响
【实验】用如图2装置进行实验,锥形瓶中放
生铁粉末,滴管中预先加入3mL不同浓度的食盐水,并用氧气传感器测定锥形瓶内的氧气浓度,数据如下表所示:
实验组
实验①
实验②
实验③
实验④
生铁粉末质量
3.5g
3.5g
X
3.5g
食盐水浓度
4%
8%
16%
24%
3min时瓶内氧气浓度
18.96%
18.56%
18.28%
17.99%
【实验分析】
(3)实验③中 。
(4)该实验探究的是食盐水浓度对钢铁腐蚀快慢的影响,其实验结论是 。
【查阅资料】①食盐水中的氯离子能破坏钢筋表面的钝化膜(其原理如图3所示),并促使铁发生一系列反应生成氢氧化铁,氢氧化铁在空气中易发生分解生成水和氧化铁。②电子常用符号表示。
(5)氯离子破坏钢筋表面的钝化膜的过程中,从阳极向阴极转移的微粒是 ;
任务三 探究水样的pH及溶解氧浓度对钢铁腐蚀快慢的影响
步骤1:按如图4连接好装置,检查装置气密性。
步骤2:向三颈烧瓶中放入3.5g生铁粉末,向分液漏斗内加入10mL不同浓度的稀盐酸。
步骤3:将盐酸全部注入三颈烧瓶内,关闭分液漏斗活塞,同时采集数据见下表:
序号
盐酸pH
反应前压强p/kPa
反应后压强p/kPa
反应前溶解氧/
反应后溶解氧/
开始降低所需时间/s
实验1
2.0
90.8
91.8
5.2
4.3
131
实验2
3.0
90.8
91.5
5.0
3.7
68
实验3
4.0
90.8
90.3
4.9
3.4
24
实验4
5.0
90.8
90.5
4.9
3.7
98
实验5
6.0
90.8
90.6
4.4
3.7
175
(6)实验1和实验2反应后压强变大的主要原因是 (用化学方程式表示)。
(7)当 时,铁粉与氧气的锈蚀速率最快。
【答案】(1)、
(2)自来水中溶解有氧气
(3)3.5g
(4)食盐水浓度越大,铁的锈蚀速率越快
(5)电子/
(6)
(7)4.0
【详解】(1)实验进行一段时间后,C中铁钉生锈,A、B中铁钉无明显锈蚀。由A、C对比可知,铁生锈必须有水参加反应;由B、C对比可知,铁生锈必须有氧气参加反应。因此该实验中可得出结论:铁的锈蚀是铁与氧气和水等发生化学反应的过程。
(2)蒸馏水是纯水,试管B中是煮沸并迅速冷却的蒸馏水,其中不含氧气,而自来水并非纯水,实验中自来水并未煮沸,自来水中可能含有少量氧气。将实验B中的蒸馏水改为自来水重新进行如图G实验,实验中并未通入氧气,试管口用橡胶塞塞住,实验中管内自来水也没有与空气接触,一段时间后发现试管G中铁钉生锈了,其可能的原因是:自来水中溶解有氧气(此时满足了铁与氧气和水同时接触的条件)。
(3)因为实验中只改变食盐水浓度,而实验①②④中生铁粉末质量都为3.5g,所以根据控制变量的实验要求,实验③中生铁粉末质量也应为3.5g。
(4)根据表格提供的数据,食盐水浓度越大,氧气的浓度在相同时间内下降越多,说明铁的锈蚀越快,因此可以得出结论:食盐水浓度越大,铁的锈蚀速率越快。
(5)根据图3,氯离子破坏钢筋表面的钝化膜的过程中,在阳极Fe失去电子变成Fe2+;在阴极,电子和氧分子、水分子发生反应生成氢氧根离子。故从阳极向阴极转移的微粒是:电子或e−。
(6) 实验1和实验2 反应后压强变大的主要原因是:铁和稀盐酸反应生成氯化亚铁和氢气,反应的化学方程式为:Fe+2HCl=FeCl2+H2↑。
(7)铁生锈会消耗氧气,水样中溶解氧开始降低,说明反应就已开始。根据表格提供的数据,当pH=4.0时,水样中溶解氧开始降低所需时间最少,因此当pH=4.0时,铁粉的锈蚀速率最快。
考向5:生活与化学、气体类探究
20.(2025·辽宁鞍山·二模)学完“第十单元中实验10—10”后,同学们对一些外表无明显现象的化学反应产生了极大兴趣,于是以“与溶液能否反应”为例尝试用不同的方式进行实验验证。
【查阅资料】
I.时,几种物质在水中的溶解度见下表:
物质
溶解度/g
21.5
9.6
0.165
3.89
II.本实验条件下,溶液和溶液的分别约为11.0和8.5。
【实验探究】
(1)实验一:小雨取一充满的矿泉水瓶,加入一定量的水,立即拧紧瓶盖,振荡,发现瓶子变瘪,小雨另取一相同的充满的矿泉水瓶,向其中加入与水等体积的溶液,立即拧紧瓶盖,振荡,得到溶液X,此时观察到的现象是 ,实验中,小雨采用两只矿泉水瓶做对比实验的目的是 。
(2)实验二:为检验与溶液反应的产物,小亮取实验一所得溶液少许,向其中滴加溶液,有白色沉淀产生,该反应的化学方程式为 ,实验中不宜将溶液换成溶液的原因是 。
(3)实验三:小华取实验一所得溶液少许,向其中加入过量的溶液,振荡,静置,取上层清液,滴入少量硝酸铜溶液,现象为 ,证明溶液中有剩余。小邱认为把硝酸铜溶液换成硫酸镁溶液,若出现白色沉淀,也能证明溶液中有剩余。小玉反对小邱的意见,理由是 。
(4)实验四:兴趣小组将持续通入一定浓度一定量的溶液中,用数字化实验技术测定反应过程中溶液的和温度变化,结果如图1、图2所示。
图1中,B点处对应的溶液中溶质主要是 ,C点处对应的溶液中溶质主要是 。图2中,DE段温度变化的原因是 。
【反思感悟】
(5)实验从减少、减少,生成等物质的变化,以及 转化等视角多维度探究与发生了反应,对于现象不明显的化学反应,可以通过现代技术手段进行数据测定,实现反应过程的“可视化”。
【迁移应用】利用下图所示装置和用品进行实验,来证明二氧化硫也能与氢氧化钠溶液反应(已知:通常状况下,一体积水约能溶解40体积二氧化硫)
(6)受上面实验探究(1)中的实验启发,晓红同学认为当出现的现象是:甲中烧杯水进入并充满集气瓶,乙中烧杯仅有少量水进入集气瓶,也能证明二氧化硫与氢氧化钠可发生反应。李良同学认为该实验不能达到实验目的。请你阐述理由 (已知实验装置气密性良好且操作均正确)。
【答案】(1) 瓶子变瘪且比装水的瓶子变得更瘪 证明二氧化碳与氢氧化钠溶液发生反应
(2) 如果氢氧化钠溶液有剩余,氯化钙与氢氧化钠会生成微溶的氢氧化钙,也会有白色沉淀产生,干扰实验结果
(3) 产生蓝色沉淀 硫酸镁与氯化钡反应生成硫酸钡沉淀,也会出现白色沉淀,干扰实验结果
(4) 二氧化碳与氢氧化钠反应放热
(5)能量
(6)乙图中倒吸进集气瓶中的水会继续溶解二氧化硫,最后水也能充满集气瓶
【详解】(1)二氧化碳能溶于水且与水反应,所以向充满二氧化碳的矿泉水瓶中加入一定量的水,立即拧紧瓶盖并振荡,观察到瓶子变瘪;另取一相同的充满的矿泉水瓶,向其中加入与水等体积的溶液,立即拧紧瓶盖并振荡,氢氧化钠与二氧化碳反应生成碳酸钠和水,观察到的现象是:瓶子变瘪且比装水的瓶子变得更瘪;
实验中,小雨采用两只矿泉水瓶做对比实验的目的是:证明二氧化碳与氢氧化钠溶液发生反应;
(2)二氧化碳与氢氧化钠反应生成碳酸钠和水,碳酸钠与氯化钡反应生成碳酸钡沉淀和氯化钠,所以观察到有白色沉淀产生,化学方程式为;
实验中不宜将溶液换成溶液的原因是:如果氢氧化钠溶液有剩余,氯化钙与氢氧化钠会生成微溶的氢氧化钙,也会有白色沉淀产生,干扰实验结果;
(3)根据结论溶液中有剩余,氢氧化钠与硝酸铜反应生成氢氧化铜沉淀和硝酸钠,故实验现象为产生蓝色沉淀;
小玉反对小邱的意见,理由是硫酸镁与氯化钡反应生成硫酸钡沉淀,也会出现白色沉淀,干扰实验结果;
(4)已知溶液和溶液的分别约为11.0和8.5,则图1中,B点处对应的溶液中溶质主要是;C点处对应的溶液中溶质主要是;
图2中,DE段温度变化的原因是二氧化碳与氢氧化钠反应放热;
(5)由上述实验可知,实验从减少、减少,生成等物质的变化,以及能量转化等视角多维度探究与发生了反应;
(6)一体积水约能溶解40体积二氧化硫,,则乙图中5mL水不能将300mL二氧化硫完全吸收,但倒吸进集气瓶中的水会继续溶解二氧化硫,最后水也能充满集气瓶,故该实验不能达到实验目的。
21.(2025·广东揭阳·二模)牙膏是保障口腔健康的日用品,某项目小组为深度了解牙膏的组分,对牙膏中的摩擦剂等组分进行探究。
摩擦剂的探究
某牙膏成分含有以下物质中的若干种,它们在水和酒精两种溶剂中的溶解情况如下表所示。
已知:水合硅石、羟苯甲酯不和盐酸反应。
物质溶剂
碳酸钙
水合硅石
羟苯甲酯
氯化钠
丙二醇
香精
纤维素胶
水
不
不
微
溶
溶
酒精
不
不
溶
不
溶
为探究摩擦剂的组分,开展了如图探究:
(1)步骤Ⅱ和Ⅳ中实验操作为 。
(2)步骤Ⅲ中沉淀部分溶解,生成无色气体使澄清石灰水变浑浊,写出无色气体与石灰水反应的化学方程式 。
(3)小组大部分同学认为沉淀D是水合硅石,但甲同学却认为也可能是羟苯甲酯,理由是 。为确定沉淀D成分,需要取少量沉淀D, (写出具体操作、现象和结论)。
酸碱调节剂的探究
(4)牙齿中食物残渣发酵产生的乳酸可能使唾液的pH<5.5,使牙齿脱矿化。龋齿会影响葡萄糖在嘴中转化为乳酸,如图,在第 分钟时,葡萄糖全转化为乳酸。龋齿越严重,pH越 ,越容易导致牙齿脱矿化。
(5)为了及时清除残留的乳酸,需要在牙膏中添加酸碱度调节剂,下列选项中可作为牙膏酸碱度调节剂的是___________。
A.氯化钠 B.碳酸氢钠 C.铜粉
其他添加剂的探究
(6)牙膏中可加入竹炭去除口腔中的异味,这说明竹炭具有 性。补充适量的微量元素,有助于人体健康,为了防止龋齿,可以在牙膏中加入含 (填写元素符号)物质。
【答案】(1)过滤
(2)CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O
(3) 羟苯甲酯微溶于水,也不溶于稀盐酸 取适量沉淀D 于试管中,加入足量的酒精,若沉淀不溶解,说明沉淀D是水合硅石,若沉淀部分溶解,说明沉淀D是水合硅石和羟苯甲酯的混合物,若沉淀全部溶解,说明沉淀为羟苯甲酯
(4) 60 小
(5)B
(6) 吸附 F
【详解】(1)步骤Ⅱ和Ⅳ都能将固体和液体分离,其实验操作为过滤;
(2)步骤Ⅲ中沉淀部分溶解,生成无色气体使澄清石灰水变浑浊,则该气体为二氧化碳,澄清石灰水的主要成分氢氧化钙和二氧化碳反应生成碳酸钙和水,反应的化学方程式为:CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O;
(3)小组大部分同学认为沉淀D是水合硅石,但甲同学却认为也可能是羟苯甲酯,是因为羟苯甲酯微溶于水,也不溶于稀盐酸;为确定沉淀D成分,取适量沉淀D 于试管中,加入足量的酒精,若沉淀不溶解,说明沉淀D是水合硅石,若沉淀部分溶解,说明沉淀D是水合硅石和羟苯甲酯的混合物,若沉淀全部溶解,说明沉淀为羟苯甲酯;
(4)观察图像,横坐标为时间,当葡萄糖完全转化为乳酸时,pH最低,对应时间为60分钟;葡萄糖全转化为乳酸。龋齿越严重,pH越小,越容易导致牙齿脱矿化;
(5)碳酸氢钠呈碱性,可与乳酸反应,而氯化钠、铜粉不与酸反应,故选:B;
(6)牙膏中可加入竹炭去除口腔中的异味,这说明竹炭具有吸附性;氟元素能防龋齿,补充适量的微量元素,有助于人体健康,为了防止龋齿,可以在牙膏中加入含F物质。
22.(2025·四川绵阳·二模)某化学学习小组同学在封闭装置内燃烧某种含碳、氢、氧元素的废弃塑料,对产生的废气成分(可能含有H2、CO、CO2、H2O中的某几种)。按如图所示装置进行检验。(已知:白色的无水硫酸铜固体遇水变蓝色)
[实验探究]拉动注射器,让废气依次通过装置。
[实验分析]
(1)能证明废气中有水蒸气存在的现象是 ,F处的大号注射器,可以引导气流方向,其另一个主要作用是 。
[反思评价]
(2)观察到B、E中石灰水变浑浊,写出变浑浊的化学方程式: 。
(3)小金认为,根据E中澄清石灰水变浑浊,无法确定D中生成了CO2,其理由是 。小金根据D中粉末颜色变化是 ,得出废气中存在一氧化碳。小丽认为该结论不严谨,若废气中存在氢气也会出现该现象。要使上述结论更加严谨,还应该在 (填字母序号)之间增加一个A装置。经验证推导出无氢气存在。
[实验结论]
(4)通过以上实验证明,废气中只含有H2O、CO2、CO。若称量反应前后D中固体减少0.8 g,则理论上有 g一氧化碳与氧化铜发生了反应。
【答案】(1) 装置A中无水硫酸铜变蓝 收集尾气(或防止污染空气 )
(2)
(3) 废气中本身含有的二氧化碳可能未被B装置完全吸收 由黑色变为红色 D、E
(4)1.4
【详解】(1)白色无水硫酸铜遇水变蓝,所以装置A中无水硫酸铜变蓝能证明废气中有水蒸气;
F处大号注射器除引导气流方向外,还可收集未反应的有毒气体(如一氧化碳 ),防止污染空气。
(2)二氧化碳使澄清石灰水变浑浊,是因为二氧化碳与氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水,化学方程式为。
(3)B装置可能不能完全吸收废气中原有的二氧化碳,所以仅根据E中澄清石灰水变浑浊,无法确定D中生成了二氧化碳;
一氧化碳和氢气都能还原氧化铜,使黑色氧化铜粉末逐渐变红;
若要确定是一氧化碳的作用,需在D、E之间增加A装置检验是否有水生成,若无水生成则可排除氢气干扰。
(4)D中发生的反应是,固体减少的质量是氧化铜中氧元素的质量。设参加反应的一氧化碳质量为x,
x=1.4g
23.(2025·新疆省直辖县级单位·二模)2025年1月30日,四川省资中县发生一起因“小孩哥”向污水井内扔鞭炮引发沼气燃爆事件,炸翻了停放在附近的多辆豪车。其实近年多次发生儿童向污水井内扔鞭炮引发爆炸事件。兴趣小组经查询知,通常污水井内因发酵产生的沼气可能含有CO、、等。为确定沼气的成分,小组同学采集了某污水井内沼气气体样品。初步设计如下实验方案:
【查阅资料】①甲烷与氧化铜在加热的条件下反应生成铜。
②浓硫酸具有很强的吸水性,浓硫酸不与、、反应;溶液能与反应;生石灰能吸收二氧化碳和水。
【设计实验】小组初步设计实验,如图所示(装置气密性良好,装置内的空气中已被排尽)
(1)同学甲认为,需要在BC间再增加一个D装置,原因是 。
(2)同学乙认为,停止加热后,还要继续通入一会气体样品,原因是 。
【确定方案】综合上述讨论,兴趣小组通过改进后的装置进行了实验探究。
【进行实验】请根据实验现象和数据填写相关内容:
(3)装置A中澄清石灰水变浑浊,发生反应的化学方程式是 。
(4)若装置C中CuO变红,可能是甲烷与CuO发生反应外,还可能发生的反应是 (用化学方程式表示)。反应结束后,装置D增重,装置E增重。
【实验结论】
(5)通过以上现象和数据,气体样品中一定含有的成分是 。
【拓展思考】
(6)生石灰在该实验中所起的作用是 。
【安全教育】
(7)春节期间安全事故频发,为了避免危险的发生,作为中学生的我们可以怎么做?请写一条你的建议 。
【答案】(1)气流通过A、B会带出水蒸气
(2)为了排净装置内残留的反应生成的气体,有利于生成物完全吸收
(3)CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O
(4)CO+CuOCu+CO2
(5)CO2、CH4
(6)防止空气中的二氧化碳被丙吸收
(7)远离烟花爆竹等危险物品(合理即可)
【详解】(1)气流通过A、B会带出水蒸气,为了避免对后面D装置数据产生影响,应在BC间加一个D装置,用来吸收气流带出来的水蒸气,故填:气流通过A、B会带出水蒸气;
(2)停止加热后,要继续通入一会气体样品,是为了排净装置内残留的反应生成的气体,有利于生成物完全吸收,故填:为了排净装置内残留的反应生成的气体,有利于生成物完全吸收;
(3)装置A中澄清石灰水变浑浊,即二氧化碳与氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水,反应的化学方程式CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O,故填:CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O;
(4)一氧化碳具有还原性,故若装置C中CuO变红,可能是甲烷与CuO发生反应外,还可能发生的反应是一氧化碳与氧化铜在加热的条件下反应生成铜和二氧化碳,反应的化学方程式为CO+CuOCu+CO2,故填:CO+CuOCu+CO2;
(5)A中石灰水变浑浊,说明原气体中含有二氧化碳,黑色粉末变成红色,说明含有还原性的气体,装置D增重3.6g,装置E增重4.4g,即生成了3.6g水和4.4g二氧化碳,说明混合气体中一定含有甲烷,4.4gCO2中含有碳元素的质量为4.4g×()=1.2g;3.6g水中含有氢元素的质量为3.6g×()=0.4g;碳元素和氢元素的质量比为1.2g: 0.4g=3:1,恰好等于甲烷中碳元素和氢元素的质量比,则混合气体中一定含有甲烷,不含一氧化碳,故该气体样品中含有CO2、CH4,故填:CO2、CH4;
(6)生石灰能吸收空气中的二氧化碳和水,其作用是防止空气中的二氧化碳被丙吸收,影响实验结果,故填:防止空气中的二氧化碳被丙吸收;
(7)作为中学生,我们可以从自身做起,提高安全意识,遵守交通规则,不乘坐超载车辆或“三无”车辆,不在马路上嬉戏打闹,注意交通安全,避免发生意外事故。此外,还应远离烟花爆竹等危险物品,不燃放或违规使用,以免引发火灾或爆炸,故填:远离烟花爆竹等危险物品(合理即可)。
24.(2025·广东深圳·二模)人们常被蚊虫叮咬所困扰。某家用灭蚊器采用“诱蚊剂”诱蚊、搭配“灭蚊装置”抓捕灭蚊。该诱蚊剂的主要成分是酵母和蔗糖。酵母分解蔗糖产生的CO2能模拟人体呼出的气体,蔗糖甜味可增加诱饵吸引力,以蚊虫喜爱的气味和食品双重诱蚊。
【查阅资料】①CO2在浓度较低时就对蚊虫有引诱效应,且对环境安全友好;
②将过量的CO2持续通入澄清石灰水中,会生成易溶于水的Ca(HCO3)2。
(1)酵母分解蔗糖属于 (选填“物理”或“化学”)变化。
(2)为检验该诱蚊剂是否如宣传中所说“产生了CO2,小深提前在塑料瓶中装入诱蚊剂。24小时后用澄清石灰水检验CO2,其原理是 (用化学方程式表示)。振荡后,观察到石灰水无明显变化。
【假设】猜想一:未产生CO2;猜想二:产生CO2的量较少;猜想三:产生CO2的量过多。
【实验】小圳利用CO2传感器测定人体呼出气体、装有诱蚊剂的瓶内、空气中CO2含量变化。实验结果如图:
【结论】
(3)分析可得,猜想 正确。
【应用】
(4)该诱蚊剂在 (选填“通风好”或“较封闭”)的环境下诱蚊效果更好。
【自制CO2诱蚊剂】为寻找合适的原料,实验小组利用家中常见的酸和碳酸盐进行实验,记录如表:
碳酸盐酸
纯碱
钙片(含碳酸钙)
鸡蛋壳
白醋
反应过快,混杂醋味
反应产生气体较少,成本高,混杂醋味
缓慢释放气体,成本低,混杂醋味
柠檬酸
反应过快
反应产生气体较少,成本高
缓慢释放气体,成本低,无异味
(5)从微观角度解释“闻到醋味”的原因是 。
(6)白醋(主要成分为醋酸CH3COOH,水溶液中能离解出醋酸根CH3COO-和氢离子H+)与纯碱溶液反应的化学方程式为:2CH3COOH+Na2CO3=2CH3COONa+H2O+ 。(请把化学反应方程式填写完整)
(7)综上表格,自制家用CO2诱蚊剂最佳原料为 。
【答案】(1)化学
(2)CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O
(3)二
(4)较封闭
(5)分子在不断运动
(6)CO2↑
(7)鸡蛋壳和柠檬酸
【详解】(1)酵母分解蔗糖过程中有新物质生成,属于化学变化;
(2)用澄清石灰水检验CO2,是因为二氧化碳和氢氧化钙能反应生成碳酸钙和水,化学方程式为:CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O;
(3)从实验结果图可以看出,装有诱蚊剂的瓶内CO2含量明显高于空气中的CO2含量,比人体呼出气体中的CO2含量少很多,说明产生CO2的量较少,振荡后,观察到石灰水无明显变化,所以猜想二正确;
(4)在较封闭的环境中,诱蚊剂产生的CO2不容易扩散出去,能保持较高的浓度,从而对蚊虫有更好的引诱效果,所以该诱蚊剂在较封闭的环境下诱蚊效果更好;
(5)从微观角度来看,"闻到醋味"是因为分子在不断地运动,醋酸分子扩散到空气中,进入人的鼻腔,使人闻到醋味;
(6)根据化学反应前后原子的种类和数目不变来分析。反应前:5个C、8个H、2个Na、7个O;反应后:4个C、8个H、2个Na、5个O,所以还缺少1个C和2个O,因此空格处CO2↑;
(7)分析表格可知,鸡蛋壳与柠檬酸反应时,能缓慢释放气体,成本低,且无异味,符合作为自制家用诱蚊剂原料的要求;而其他组合存在反应过快、成本高或有异味等不足,所以自制家用诱蚊剂最佳原料为鸡蛋壳和柠檬酸。
25.(2025·山西阳泉·二模)“碳中和”,我们一直在行动!某校实践小组的同学们在老师的组织下,带着极大的兴趣对碳减排、碳吸收、碳捕捉与碳封存等展开了项目化学习。
任务一:了解“碳减排”的含义
【查阅资料】“碳减排”就是减少二氧化碳等温室气体的排放量。
【交流讨论】
(1)“碳减排”中的“碳”是指 ,“碳减排”有利于缓解的环境问题是 。
(2)为实现“碳减排”,我们可以做到 (写一条)。
任务二:模拟海水吸收二氧化碳
【咨询专家】自然界中吸收二氧化碳的途径有绿色植物的光合作用、海水吸收等。
【进行实验】
(3)设计实验方案,模拟海水吸收二氧化碳。
实验步骤
实验现象
①向一个收集满二氧化碳气体的软塑料瓶中加入约1/3体积的水,立即旋紧瓶盖,振荡
②拧开步骤①的瓶盖,向其中滴加几滴紫色石蕊溶液,振荡
溶液变红
【反思评价】
(4)步骤②中使紫色石蕊溶液变红的物质是 。
任务三:探索碳捕捉的效果
【进行实验】同学设计下图所示实验,甲、乙、丙注射器内的试剂按顺序分别是水、澄清石灰水、氢氧化钠浓溶液,装置中 a 端均连接气压传感器,测得烧瓶内压强与时间的关系曲线如图所示。
【表达交流】
(5)丙中,x的数值为 ,发生反应的化学方程式是 。
(6)分析曲线图可知,“捕捉”二氧化碳效果最好的是 (填“甲”、“乙”或“丙”)。
【答案】(1) 二氧化碳/CO2 温室效应加剧
(2)骑自行车上下学(答案不唯一,合理即可)
(3)软塑料瓶变瘪
(4)碳酸/H2CO3
(5) 30 CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O
(6)丙
【详解】(1)“碳减排”中的“碳”是指“二氧化碳(CO2)”,故填写:二氧化碳或CO2;
“碳减排”有利于缓解的主要环境问题是“温室效应(气候变暖)”,故填写:温室效应加剧。
(2)为实现“碳减排”,可举例如“随手关灯、节约用电”或“多乘坐公共交通减少私家车出行”等,故填写:骑自行车上下学(答案不唯一,合理即可)。
(3)向盛满CO2的软塑料瓶中加约1/3体积的水并振荡时,因CO2部分溶于水,瓶内压强降低,观察到“瓶壁向内凹陷”,故填写:软塑料瓶变瘪。
(4)二氧化碳和水反应,生成碳酸,碳酸能使紫色石蕊变红,因此,步骤②中使紫色石蕊溶液变红的物质是“碳酸(H2CO3)”,故填写:碳酸或H2CO3。
(5)由题干知,该实验是为比较不同试剂“捕捉”二氧化碳的效果,故变量是试剂的种类,其它因素均相同,因此,x的数值为30,故填写:30;
丙中发生的反应是氢氧化钠和二氧化碳反应,生成碳酸钠和水,化学方程式为:CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O,故填写:CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O。
(6)由图可知,丙曲线压强变化最明显,吸收二氧化碳最明显,故填写:丙。
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