压轴题07 实验探究题之数字化实验探究和定量探究问题-【压轴题】2025年中考化学培优训练（长沙专用）

压轴题07 实验探究题之数字化实验探究和定量探究问题 实验探究题之数字化实验探究和定量探究 数字化实验探究，也是近几年来出现的热点题型，出现的背景也是创新实验，所不同的是通过传感器测出相关的实验数据，绘制成坐标曲线图。解决此类问题的关键是要看清楚横坐标和纵坐标表示的量以及数据所表示的含义。关注坐标图像的起点、拐点、变化趋势，利用控制变量法进行实验，再结合题干所给出的信息进行分析，从而得出结论。数字化实验可使实验从定性升华到定量，通过数字化实验将“不可视”的化学反应呈现出来，结合图像考查学生对反应原理的认识，运用化学术语和文字解释实验现象的能力。定量探究重点考查学生对化学基本方法、基本知识和基本技能的掌握程度和运用能力。在考查初中化学核心概念并兼顾化学基础知识与理论覆盖率的基础上，将学生化学学科能力的考查放在首要位置,特别是突出考查学生在解决与化学相关的实际问题中分析、概括、归纳、判断、推理的化学思维能力和综合运用化学知识的能力。定量实验是初中化学学科较为难的实验，是一般结合定性实验，除了干扰因素外，还要考虑进行化学定量的计算。 1.认真读题，审清题意，确立探究课题。根据课题，选择合适方法，提取相关化学知识，设计探究方案。根据课题要求，将探究的问题与所学的知识进行整合与提炼，迁移到要解决的问题中来。 2.质量守恒定律 （1）定义： 参加化学反应的各物质的质量总和，等于反应后生成的各物质的质量总和。 说明：①质量守恒定律只适用于化学变化，不适用于物理变化；②没有参加反应的物质质量及不是反应生成的物质质量不能计入“总和”中；③要考虑空气中的物质是否参加反应或物质(如气体)有无遗漏。 （2）微观解释：在化学反应前后，原子的种类、数目、质量均保持不变(原子的“三不变”)。 （3）化学反应前后：①一定不变 宏观:反应物、生成物的总质量不变；元素种类、质量不变 微观；原子的种类、数目、质量不变；②一定改变 宏观：物质的种类一定变；微观：分子种类一定变；③可能改变：分子总数可能变。 3.碳酸盐含量的测定 先将样品与稀盐酸充分反应，再测得二氧化碳的量。方法一：测CO2的质量；方法二：测CO2的体积。要注意两点：①防止空气中的二氧化碳对实验的干扰，可在实验前缓缓通氮气以除去装置里原有的空气，装置最后接装有碱石灰的干燥管，防止空气中的二氧化碳和水进入目标装置；②确保反应产生的二氧化碳都要通到目标装置中，可在反应后缓缓通氮气。 4.催化剂或催化效果的比较 （1）定义：催化剂（触媒）：在化学反应中能改变其他物质的化学反应速率，而本身的质量和化学性质在反应前后都没有发生变化的质。催化剂在化学反应中所起的作用叫催化作用。 （2）催化效果的比较时一定要控制单一变量。 题型01 数字化实验探究 1．（2025·湖南长沙·模拟预测）NaHCO3是治疗胃酸过多症的一种抗酸药。某学习小组在室温下，对Na2CO3是否适合作为抗酸药进行了如下探究。 【查阅资料】 （1）①NaHCO3俗称 。 ②人体胃液(含有盐酸)通常约100mL，pH约1.5，体温约37℃。 ③抗酸药的标准之一：药物发生疗效时，胃液的pH保持在3~5之间最宜，pH过高会导致胃痛等不适症状。 【提出猜想】 （2）猜想一：Na2CO3适合作为抗酸药。其理由是 。 猜想二：Na2CO3不适合作为抗酸药。其原因可能是碱性较强。 【实验探究1】 探究Na2CO3与NaHCO3碱性的强弱 （3）依次测量等浓度的Na2CO3溶液和NaHCO3溶液的pH，操作方法为在玻璃片上放两片pH试纸，用 的玻璃棒分别蘸取两种待测液后点到pH试纸上。结果分别为11和9.Na2CO3溶液的碱性比NaHCO3溶液强。 【实验探究2】 探究Na2CO3作为抗酸药的适应性 先向500mL烧杯中加入100mL pH=1.5的盐酸，模拟人体原有胃液情况，用自动注射器向烧杯中以1mL/min的速度滴入pH=1.5的盐酸模拟人体实时分泌胃液，再加入Na2CO3固体，并持续搅拌。用pH传感器记录溶液pH随时间的变化曲线。 将上述实验中Na2CO3换成NaHCO3，重复实验过程。所得两条曲线如下图所示。 【分析数据】 （4）由图可知，与NaHCO3相比：①Na2CO3反应时造成胃液pH远大于5； ②Na2CO3 。 【得出结论】 Na2CO3不适合作为抗酸药，猜想二正确。 【反思评价】 （5）有小组成员提出，从控制变量和对比实验的角度看，“实验探究2”设计不够严谨，你认为不严谨之处是 。 【拓展延伸】 （6）Al(OH)3也是一种常用的抗酸药。相比Al(OH)3，从与胃酸反应的产物分析，NaHCO3抗酸药存在的不足是 。 题型02 定量探究 2.以某菱镁矿石（主要成分是MgCO3，含少量MnCO3、SiO2）制取MgSO4·7H2O，流程如下： （1）“酸浸”时，为了提高浸取率，除了搅拌、提高硫酸浓度外，还可采取的措施有______（写出一种）。此时，MnCO3发生反应的化学方程式是______。 （2）“转化”时主要反应是，氯元素反应前后化合价变化情况是______（填“升高”或“降低”）。 （3）硫酸镁溶液在不同温度下进行浓缩结晶，可得到不同的晶体： 温度/℃ -3.9-1.8 1.8-48.1 48.1-67.5 67.5-200 析出晶体 MgSO4·12H2O MgSO4·7H2O MgSO4·6H2O MgSO4·H2O等 ①“操作1”的具体操作是：蒸发浓缩滤液至表面有晶膜出现（此时MgSO4溶液已饱和）、______、过滤、洗涤、低温干燥。 ②“操作1”所得滤液中能分离出一种可循环使用的物质，该物质是______（填化学式）。循环使用的目的是______。 （4）已知：MgSO4·7H2O中镁元素质量分数为9.76%，采用热分析法测定所得MgSO4·7H2O样品中镁元素质量分数： ①未加热前，测得样品中镁元素质量分数略大于9.76%，可能的原因是______。 ②高于900℃后，测得剩余固体中镁元素质量分数大于20%，可能的原因是______。 （5）若用100t菱镁矿石可制得246 t MgSO4·7H2O产品，忽略反应过程中镁元素损失，求该菱镁矿石中MgCO3的质量分数。（写出计算过程）______。 （1）（2）（3）（4）（5） 1．（2025·湖南长沙·三模）中和反应在生产、生活中有着重要的应用，如中和废水、治疗胃酸过多等。部分中和反应现象并不明显，某学习小组的同学分别从不同的角度来证明稀盐酸与氢氧化钠溶液混合时发生了中和反应。 【探究一】利用如图1所示的装置进行实验探究。用传感器测得烧杯中溶液的随滴加液体体积变化的曲线如图2所示。 （1）图1仪器A中溶液的溶质是 （填化学式）。 （2）能证明稀盐酸和氢氧化钠溶液发生了反应的实验事实是 。 【探究二】 （3）小组同学将稀盐酸滴入装有固体氢氧化钠的试管中并振荡，试管壁发热，该现象是否能证明稀盐酸和氢氧化钠发生了反应，理由是 。 【探究三】 （4）向一定量的稀盐酸中滴加少量氢氧化钠溶液后，可以加入_______（填字母）来证明两者发生了反应。 A．酚酞溶液 B．溶液 C．稀硫酸 【讨论反思】 （5）小组同学观察到稀盐酸和氢氧化钠溶液混合时有气泡产生，可能的原因是 。他们经过仔细思考，另取少量该氢氧化钠溶液，滴加 ，发现有白色沉淀产生，证明了他们的分析正确。 2．（2025·湖南长沙·模拟预测）酸在工业、医药等领域的应用特别广泛，其中最常见的就是盐酸和硫酸。化学兴趣小组对酸的相关性质展开了如下项目式探究。 【任务一】初识盐酸和硫酸 （1）某瓶酸溶液由于标签被腐蚀，无法看清药品名称和化学式。根据残留的部分信息可以判断出该酸为 (写出化学式)。 【任务二】构建酸的共性 某化学兴趣小组的同学通过探究，利用左手构建了酸的性质知识网络。但在探究中对于出现的一些现象无法解释，请同学们帮忙解释： （2）小组同学用紫茄子皮自制了酸碱指示剂，滴加至盐酸和硫酸中都能变成桃红色的本质原因是溶液中都含有 (写出离子符号)。 （3）分别将大小相同的金属铝、锌、铁放入等体积、等浓度的稀硫酸溶液中，观察实验现象，结果发现铝表面开始时并没有气泡产生。铝和稀硫酸反应为什么刚开始没有气泡产生? (用文字解释)。 【任务三】再探盐酸和硫酸 盐酸和硫酸中酸根离子不同，与其他物质反应，也可体现酸的个性。 【进行实验]小组同学对这个问题进行了如下探究：用滴定管分别向Ba(OH)2溶液中匀速滴加稀盐酸和稀硫酸，观察现象并绘制出电导率随时间变化的曲线。 【查阅资料】I.电导率传感器可通过电脑软件记录溶液中导电情况； II.电导率与溶液中离子浓度有关。 【分析与结论】 （4）向Ba(OH)2溶液中匀速滴加稀盐酸，并绘制出曲线1，其中曲线1M点处烧杯中溶液的溶质是 (写化学式)。曲线2表示的是向Ba(OH)2溶液中匀速滴加稀硫酸时溶液的电导率变化情况，该反应的微观本质如图所示，图中①处的化学式为 。 （5）根据该实验，下列所得结论正确的是______(填字母)。 A．溶液中离子浓度越大，电导率越大 B．N点和Q点是中和反应的终点 C．随着酸的不断增加，电导率最终趋近于稳定值 D．往Ba(OH)2溶液中滴加盐酸和硫酸溶液时现象相同 3．（2025·湖南长沙·一模）某化工厂每天都会产生含硫酸的废水，如何处理后排放呢？“化学无敌”兴趣小组以此为课题进行项目式学习。 任务一：初识中和反应(酸和碱作用生成盐和水的反应) （1）如图1所示，利用不同酸、碱进行反应，观察现象。其中无明显现象的是 (填写编号)。 任务二：证明混合后无明显现象的酸与碱之间能发生中和反应 【设计实验】 （2）设计思路：证明有新物质生成；证明反应物减少或消失。 方案 实验现象 实验结论 方案一：往含有少量无色酚酞溶液的氢氧化钠溶液中逐滴滴入稀硫酸，边滴边用玻璃棒搅拌 溶液 氢氧化钠溶液与稀硫酸反应，生成了硫酸钠 方案二：用玻璃棒蘸取稀硫酸和氢氧化钠溶液混合后的溶液在酒精灯上灼烧 发现有白色固体析出 （3）小组其他同学认为方案二不严谨，因为 。 （4）小丽提出还可以用pH传感器进行验证，设计图2实验，将注射器内的液体全部缓慢注入烧瓶，烧瓶内溶液pH变化曲线如图3所示。为了探究c点和b点对应溶液中的溶质成分不同，所选试剂正确的是_____(填字母)。 A．碳酸钠固体 B．铜片 C．氯化钡溶液 D．氧化铜粉末 （5）在老师的指导下，该兴趣小组明白了酸碱中和反应会放出热量。小欣同学提出可以根据稀硫酸与氢氧化钠溶液反应过程中溶液温度升高得出两者能反应的结论。小组讨论一致认为还要增加两个对比实验，借助传感器设计了以下实验，最终得出结论。 ①10mL20%的硫酸与10mL蒸馏水混合，测量溶液温度的变化； ②10mL20%的氢氧化钠溶液与10mL蒸馏水混合，测量溶液温度的变化； ③10mL20%的硫酸与10mL20%的氢氧化钠溶液混合，测量溶液温度的变化。设计实验①、②的理由是 。 任务三：中和反应的应用 （6）下列应用与中和反应原理无关的是_____(填字母)。 A．用浓硫酸干燥湿润的氧气 B．服用含氢氧化铝的药物治疗胃酸过多症 C．稀盐酸可以用来除铁锈 D．用氢氧化钠溶液洗涤石油产品中残留的硫酸 4．（2025·湖南长沙·一模）化学视角认识蒸汽眼罩 蒸汽眼罩逐渐走进日常生活，它借助铁生锈产生热量，使材料内部的水分稳定蒸发，利用产生的热度和湿度缓解眼部疲劳。 【实验探究】 （1）探究一：检验蒸汽眼罩内部材料中有铁粉（用化学方法） 选用试剂 预计观察到的实验现象 （2）探究二：蒸汽眼罩快速发热的原因 铁生锈，是铁与 共同作用的结果，但放热缓慢。哪些因素能加快反应，使蒸汽眼罩快速发热？某小组同学采用对照实验展开探究，设计实验方案如下： （查阅资料：蒸汽眼罩内部材料有铁粉、活性炭、氯化钠、水等。） 药品 方案一 4g铁粉、2mL水 方案二 4g铁粉、2mL水、2g氯化钠 方案三 4g铁粉、2mL水、2g活性炭 方案四 4g铁粉、2mL水、2g活性炭、2g氯化钠 下列方案之间能否形成对照？若能，请指出变量；若不能，请说明理由。 方案二与方案四 方案一与方案四 使用温度传感器收集数据并生成图像如图： 对比分析图像，你获得的结论是 。 5．（2024·湖南长沙·三模）长沙市立信中学化学兴趣小组用如图所示A～C的3个实验验证质量守恒定律： 【分析交流】 （1）A～C中不能达到实验目的的是 (填字母代号)。 【发现问题】方案A中因有氧气参加反应，故采用密闭装置。但方案B中铁与硫酸铜反应，反应物和生成物都没有气体，为什么也要用密闭装置呢？ 于是在老师的指导下，小立同学再次实验，并使用pH传感器测定锥形瓶内溶液pH，其数据如图。 （2）分析图像可知，反应开始阶段溶液的pH逐渐 (填“增大”或“减小”)。 那么导致这一现象出现的原因又是什么？ 【提出猜想】猜想甲：硫酸铜溶液和铁作用所致； （3）猜想乙：硫酸铜溶液和 作用所致； 猜想丙：硫酸铜溶液、铁及空气共同作用所致。 【进行实验】 为验证上述猜想，现提供如下用品：用煮沸并迅速冷却的蒸馏水配成4%的硫酸铜溶液、洁净的铁钉、pH传感器等，实验过程如表，请完成表格中两处填空。 （4） 实验序号 实验1 实验2 实验3 实验内容(部分仪器略去) 4%的硫酸铜溶液 mL 实验现象 pH先减小后略增大 pH略增大 pH不变 实验结论 猜想 成立 【反思拓展】 （5）通过以上探究活动，请分析方案B中用橡胶塞形成密闭装置的原因可能是 。 （6）小信同学将方案C改进为D后进行实验，最终发现天平示数仍然变小，原因可能是 。 6．（2024·湖南长沙·模拟预测）为验证与NaOH溶液是否发生反应，某兴趣小组在老师指导下设计了如下实验。 【查阅资料】 ①一个标准大气压约为101kPa。 ②通常1L水能溶解约1L的。 【实验装置】如图甲所示，气密性良好的三颈烧瓶中集满干燥的，三支注射器中溶液的体积均为10mL，三颈烧瓶内气体压强可通过传感器在数据显示屏中显示出来。 【实验过程及现象】 ①将注射器1内的NaOH溶液一次性注入集满干燥的三颈烧瓶中，小心振荡。过一会儿，发现注射器2及注射器3中的溶液全部自动注入三颈烧瓶中。 ②小心振荡使充分混合，可见溶液变浑浊但未见气泡冒出。静置后，三颈烧瓶底部仍有白色沉淀。 ③取下三颈烧瓶上的胶塞，向三颈烧瓶中溶液内滴加几滴酚酞溶液，上层溶液仍为无色。 实验过程中瓶内压强变化曲线如图乙所示。 【分析与讨论】 （1）三颈烧瓶底部的少量白色沉淀是 （填化学式）。 （2）时刻起导致瓶内气压增大的操作是 ；时刻，导致瓶内气压恢复到101kPa的操作是 。 （3）能说明与NaOH溶液发生反应的现象是 。 【拓展探究】 （4）探究瓶内最终所得溶液中除酚酞外，溶质的成分一定有 （填化学式），为了进一步确定可能有的物质，同学们继续开展探究，请你帮助他们完成实验方案： （写出具体的实验操作、现象和结论）。 7．在我市贡井区、大安区交界处有个地名叫“石灰窑”，生产生石灰有悠久的历史。某校化学实验室一瓶装满生石灰的塑料试剂瓶已经膨胀破裂（如图），该校化学兴趣小组的同学在化学老师的指导下，对该生石灰取样开展了以下探究活动： 【提出问题】 生石灰样品的成分是什么？ 【猜想假设】 生石灰样品的成分可能是CaO、Ca（OH）2和CaCO3中的一种或几种。 【设计实验】 兴趣小组设计出如下实验进行探究。 实验操作 实验现象 实验结论 （1） 取样品于烧杯中，加水溶解，用手触摸烧杯外壁。 烧杯壁发热。 　 　。 （2） 将（1）中液体过滤，取少量滤液于试管中，向其中滴入　 　。 溶液变红。 有Ca（OH）2 （3） 取（2）中的少许滤渣于试管中，向其中滴加足量稀盐酸。 　 　。 有CaCO3 【反思评价】 （4）经过讨论，发现通过（2）不能得出样品中一定含有Ca（OH）2，理由是　 　。 （5）通过小组合作，最后得出样品中肯定含有CaO和CaCO3，可能含有Ca（OH）2。请写出生成CaCO3的化学方程式　 　。 【应用交流】 （6）生石灰要　 　保存。 【拓展延伸】 （7）兴趣小组在实验室制取二氧化碳气体的发生装置中连接上压强传感器如图一，测得实验过程中试管内气体压强变化情况如图二。下列说法正确的是　 　（填大写字母）。 A.ab段试管中液面逐渐上升 B.bc段石灰石与稀盐酸脱离接触 C.c点的对应操作是打开弹簧夹 8．已知：H2+CuOCu+H2O。有文献报道：在氢气还原氧化铜的一些实验中，得到的固体产物是铜和氧化亚铜（Cu2O）组成的混合物。氧化亚铜为红色固体，在空气中溶于氨水得到蓝色溶液。某兴趣小组对此开展如下探究。 Ⅰ.设计如图1实验装置，开展氢气还原氧化铜实验并检验固体产物。 （1）制取氢气的化学方程式为 　 　。 （2）氧化钙的作用是 　 　。 （3）取反应后的红色固体于烧杯中，加入氨水并搅拌，观察到 　 　，证明固体产物有Cu2O。 Ⅱ.探究反应生成Cu2O的变化情况。 称取若干份质量均为0.6000g的CuO，在相同条件下分别用氢气还原不同时间（t），检测所得固体中Cu2O的质量（m），结果如图2。 （4）由图2可知，在氢气还原氧化铜反应过程中，Cu2O质量的变化趋势是 　 　。 （5）为确保氢气还原氧化铜所得固体产物不含Cu2O，应采取的措施是 　 　。 Ⅲ.探究反应生成Cu2O的原因。 为解释实验结果，兴趣小组对氢气还原氧化铜的反应过程提出如下假设： 假设1.经历2CuO+H2Cu2O+H2O，H2+Cu2O2Cu+H2O两个反应，且在同一条件下两个反应同时进行。 假设2.经历CuO+H2Cu+H2O、Cu+CuOCu2O、H2+Cu2O2Cu+H2O三个反应。 （6）结合探究Ⅱ结果计算分析，假设1中“在同一条件下两个反应能同时进行”合理的依据是 　 。 （7）若要确认“假设2”是否合理，在探究Ⅱ的基础上，还需进行的实验是 　 　。 9．实验室有一包白色固体，其成分为氢氧化钠、碳酸钠和氯化钠。某兴趣小组为测定固体中各成分的质量分数，进行了以下实验。 【探究一】测量样品与盐酸反应得到氯化钠的质量 如图1所示，取3.00g样品置入锥形瓶中，加适量水溶解。逐滴加入过量的稀盐酸，用pH传感器等电子设备采集信息形成图像。将锥形瓶中最终所得溶液蒸发、结晶得到全部固体，其质量为3.48g。 （1）a点溶液呈 　 　（填“酸性”“碱性”或“中性”）。 （2）ab段溶液pH降低，发生反应的化学方程式为 　　 （写一个即可）。 （3）蒸发时除使用蒸发皿、铁架台（带铁圈）外，还需要用到的仪器有 　 　。 【探究二】测量样品与硫酸反应生成二氧化碳的体积 如图2所示，另取3.00g样品与足量稀硫酸混合，测得生成二氧化碳的体积为220mL（该条件下二氧化碳的密度为2.00g/L；装置气密性良好且忽略二氧化碳的溶解）。 （4）结合探究一计算出样品中氯化钠的质量分数为 　 （精确到0.1%）。 （5）下列因素会导致所测样品中氯化钠的质量分数偏小的是 　　（填标号）。 A.探究一中加入的稀盐酸量不足 B.探究一中蒸发时有液体溅出 C.探究二中俯视读取量筒中水的体积 D.探究二实验后生成气体在锥形瓶中仍有滞留 10．某同学对收集满二氧化碳气体的集气瓶需要正放的必要性进行了探究。实验步骤如下： ①将有底的空纸筒盖上硬纸板，在电子秤上称得质量为5.39克； ②将该纸筒先后两次收集满二氧化碳气体，盖上硬纸板，分别正放、倒放在电子秤上，如图甲和图乙，观察并记录读数变化； ③将两次的读数变化绘制成图丙，并得出结论。 回答下列问题： （1）检验二氧化碳收集满的操作是___________。 （2）纸筒正放时，电子秤读数变小的原因是___________。 （3）结合图丙推测，若纸筒内收集满的是氢气，请在图丁中画出纸筒正放、倒放时电子秤读数随时间的大致变化情况并标注___________。（纸筒收集满氢气后的质量为5.30克） 11．化学兴趣小组的同学们在进行“碱与酸碱指示剂反应”的实验时，将酚酞溶液滴入NaOH溶液中，溶液变成了红色，但过一会儿红色却消失了。于是，兴趣小组的同学们对这一异常现象进行了探究。 【提出问题】滴有酚酞的NaOH溶液由红色褪为无色的原因是什么？ 【猜想与假设】甲同学：酚酞与O2发生了反应；乙同学：NaOH溶液与空气中的CO2发生了反应；丙同学：与NaOH溶液浓度大小有关；你的猜想：　 　（写一条）。 【设计与实验】甲、乙、丙三位同学为了验证各自的猜想，设计并进行了如下实验，请你与他们一起探究。 （1）甲同学设计并完成如下实验： 实验步骤 实验目的 实验现象 实验结论 ①取少量实验中的NaOH溶液于试管中，再加热煮沸。 　 　 溶液变红，过一会儿红色消失。 甲同学的猜想 　 　 （填“正确”或“不正确”）。 ②将①中的溶液冷却后滴入酚酞溶液，并滴一些植物油在其上方。 　　 （2）乙同学设计如图1所示的装置进行实验，一段时间后，试管中溶液的红色褪去，他认为自己的猜想正确，试管中反应的化学方程式为 　 　。丁同学认为乙同学的猜想不正确，理由是 　 　 ，丁同学为了进一步探究试管中的溶液红色褪去的原因，用pH试纸测量试管中的溶液，结果pH＜7，说明溶液显 　 　性，造成试管中溶液红色褪去的原因可能是 　　 。 （3）丙同学为了验证自己的猜想，使用色度传感器测量溶液颜色的变化（说明：溶液无色时，色度传感器测得的数值为100%）。他在三个专用容器中分别加入等量的5%、10%、20%的NaOH溶液，然后各滴加2滴酚酞溶液，同时放入色度传感器进行测量，测出溶液颜色的变化曲线如图2所示，由此判断自己的猜想正确。你能从变化曲线中总结出的规律有 　 　（写一条）。 【实验结论】滴有酚酞的NaOH溶液由红色褪为无色与NaOH溶液的浓度有关。 设计与实验：（1）12．某化学兴趣小组在实验室探究碳酸钠溶液与稀盐酸的反应原理，请你一起完成实验探究。 实验一：在5mL稀盐酸中逐滴加入碳酸钠溶液，边滴边振荡，直至滴完5mL碳酸钠溶液。 现象：开始有气泡产生，一段时间后无气泡产生。写出碳酸钠与稀盐酸反应的化学方程式 　 　 。在反应后的溶液中加入2滴酚酞溶液，溶液变红，则反应后溶液中的溶质是 　 　。 实验二：在5mL碳酸钠溶液中逐滴加入稀盐酸，边滴边振荡，直至滴完5mL稀盐酸。 现象：整个实验过程无气泡产生。 【提出问题】用量相同的两种反应物，滴加顺序不同，现象为什么不一样呢？ 【查阅资料】碳酸钠溶液与盐酸反应： 1.盐酸过量时，反应生成NaCl、CO2和H2O； 2.盐酸不足时，产物是NaCl和NaHCO3。 【假设猜想】实验二结束后，试管中溶液的溶质有哪些？ 猜想1：NaCl、Na2CO3和NaHCO3 猜想2：　 　 猜想3：NaCl 猜想4：NaCl和HCl 小明认为猜想3和4明显不合理，理由是 　 　。 【实验探究】实验二结束后，将试管中溶液分成三等份，分别做下列三个实验。 序号 实验操作及实验现象 实验结论 实验1 加入硝酸银溶液，产生白色沉淀 再加入稀硝酸溶液，沉淀不消失 溶液中含 　 　（写离子符号） 实验2 加入 　 　溶液，无沉淀产生 猜想1不成立 实验3 加入 　 　溶液，有 　 　产生。 猜想2成立 【交流反思】用量相同的两种反应物，滴加顺序不同，现象和产物可能都不一样。 13．为了测定某氧化铁样品中氧化铁的质量分数，某化学小组设计了如图所示装置进行实验。 已知：样品中的杂质不含铁元素，且不溶于水和酸；草酸（H2C2O4）在浓硫酸作用下受热分解生成CO2、CO和H2O，碱石灰主要成分为生石灰与氢氧化钠固体。请回答： 【问题讨论】 （1）进入E中的气体是纯净、干燥的CO，则B、C、D中依次是 _____ （填序号）。 ①浓硫酸②氢氧化钠溶液③澄清石灰水 （2）B中发生反应的化学方程式为 _____ 。 （3）C和G装置的作用分别是 _____ 。 【数据处理】称取样品5.0g，用上述装置进行实验，充分反应后称量F装置，发现比反应前增重3.3g，则样品中氧化铁的质量分数为 _____ 。 【实验反思】 （1）该实验装置有一明显缺陷是 _____ 。 （2）如果没有G装置，则测得的样品中氧化铁的质量分数 _____ （填“偏大”、“偏或“无影响”）。 【迁移应用】试计算，加热分解90t质量分数为20%的草酸溶液，能制得多少一氧化碳？ _____ 。 14．（1）课外小组的同学上网查阅有关金属资料时，看到镁与饱和碳酸氢钠溶液反应能生成一种无色气体和一种白色不溶物。于是产生疑问：产生的气体和白色不溶物是什么物质？在老师的帮助下，他们进行了如下探究。 探究一 ：产生的无色气体是什么物质？ 实验序号 实验操作 实验现象 解释及结论 实验I 用砂纸擦去镁条表面氧化膜，将其放入盛有适量饱和碳酸氢钠溶液的试管中 迅速反应，产生大量气泡和白色不溶物 实验Ⅱ 将实验I中收集到的气体点燃，并在火焰上方罩一干、冷的小烧杯 气体安静燃烧、产生淡蓝色火焰，烧杯内壁有水雾出现。 该气体是________，燃烧的化学方程式为____。 （2）向100克硝酸银溶液中加入m克铝和铜的混合粉末，搅拌，充分反应后过滤、洗涤、干燥，得到16.2克固体，向滤液中滴加稀盐酸，产生白色沉淀，则m的取值范围是_________，滤液的溶质为________（填化学式），写出产生白色沉淀的化学方程式_________。 （3）新型材料纳米级Fe粉具有广泛的用途，它比普通Fe粉更易与氧气反应，请回答下列问题： ①纳米级Fe粉在氧气中能自发燃烧生成黑色固体，此黑色固体的化学式为_________。 ②取纳米级Fe粉样品20g，加入足量的盐酸，生成氢气0.7g。请计算该样品中单质Fe的质量分数__________。（请写出计算过程） 15．某化学兴趣小组用如图装置测定空气中氧气的含量。 【实验步骤】 （1）实验前，先检查装置的________性，然后夹紧止水夹，导气管一端放入盛有50mL水的量筒中； （2）将装有白磷的试管浸入热水中，使白磷燃烧； （3）待装置冷却至室温后打开止水夹，观察到量筒中的水回流至试管中，停止回流后，取出导气管，读取剩余水的体积。 【数据分析】 （4）设空气中氧气体积分数为20％，量筒中剩余的水的体积理论为___________mL，实际发现量筒中剩余的水比理论值大很多，可能的原因是___________。 16．根据以下实验方案，“探究参加化学反应前后各物质的质量总和是否相等”，请将你的思考及实验结果写在短线处。 【猜想假设】：猜想1：相等猜想2：______ 【实验探究】： 实验方案 方案一 方案二 实验装置 实验过程 分别将反应物及反应容器放在托盘天平上用砝码平衡 取下烧杯，将铁钉浸到硫酸铜溶液中，观察到的现象是______、溶液由蓝色逐渐变为浅绿色；再将其放回托盘天平，天平的指针______（填“向左”或“向右”或“不”）偏转。 取下烧杯并将其倾斜，使小试管中的盐酸进入烧杯中，充分反应后再放回托盘天平，天平的指针______（填“向左”或“向右”或“不”）偏转。写出该反应的化学方程式______ 【反思评价】 你认为猜想______是错误的，其原因是______。 17．碘化钾(KI)是白色固体，保存不当会被氧化为单质碘(I2)而泛黄变质。实验小组为探究碘化钾变质原理，进行如下活动。 【查阅资料】 I．对于碘化钾变质的原理，有两种不同的反应： 甲：4KI+O2+2CO2==2K2CO3+2I2乙：4KI+O2+2X=4KOH+2I2 ⑴请将上述方程式补充完整，X的化学式是_____。 Ⅱ．KOH与NaOH都属于碱，二者的化学性质相似。 【进行实验】实验1：探究变质的原理 取适量碘化钾固体暴露于空气一段时间，观察到固体泛黄。往泛黄的固体中加入足量稀硫酸，产生无色无味的气体，通入澄清石灰水中，澄清石灰水变浑浊。 ⑵实验过程中产生的气体是_____。化学小组认为：据此现象，还不能得出“反应甲是造成碘化钾变质的原因”的结论。理由是_____。 【进行实验】实验2：探究变质的条件 分别取适量KI于燃烧匙中，再分别放入盛有不同物质的集气瓶中，塞紧胶塞，若干天后观察。 实验1 实验2 实验3 实验4 固体变潮，表面变微黄 固体无明显现象 固体变潮，无其他明显现象 固体变潮，表面变黄 【解释与结论】 ⑶对比实验_____（填序号），可以得出KI变质一定与水有关。对比实验_____（填序号），可以得出KI变质一定与氧气有关。 ⑷从上述实验可推知，KI变质的条件是_____。 【提出问题】CO2的作用是什么？ 【进行实验】 分别取10mL同浓度的KI溶液于3支试管中（试管编号1，2，3），再向试管2中通入CO2，向试管3中滴加几滴盐酸，分别用pH试纸测定溶液的pH；几分钟后，观察溶液的颜色。实验现象记录如下： 试管序号 1 2 3 溶液pH pH=8 pH=6 pH=4 溶液颜色 无色 浅黄色 黄色 【解释与结论】 ⑸①pH试纸的使用方法是_____。②CO2在KI变质过程中的作用是_____。 【反思与评价】 ⑹探究KI变质条件时，同学们排除了氮气和稀有气体的影响，其原因是_____。 【拓展应用】 测定实验中使用的盐酸中所含溶质的质量分数。 ⑺向烧杯中加入质量分数为10%的氢氧化钠溶液40g，再逐滴加入该盐酸，用pH计测定滴加过程中溶液的pH值。图2为滴加盐酸的质量与溶液pH的关系图。 ①a点对应的溶液中的溶质为_____（写化学式）。 ②盐酸与氢氧化钠溶液反应是_____（选填“吸热”或“放热”）反应。 请以此次测定的数据，列式计算该盐酸的实际溶质质量分数。_____（写出计算过程） ⑻该盐酸的实际溶质质量分数与标签上标出的溶质质量分数不同的可能原因：_____（不考虑测量误差）。 18．碱式碳酸铜【Cu2(OH)2CO3】是一种绿色粉末状固体，化学兴趣小组对碱式碳酸铜的制取和受热分解原理展开探究。 资料：Ⅰ.实验室制取原理：，Cu2(OH)2CO3可改写为Cu(OH)2·CuCO3，兼具Cu(OH)2和CuCO3的化学性质，受热生成三种氧化物； Ⅱ.BaCO3、BaSO4均不溶于水； Ⅲ.碱石灰可以吸收水和二氧化碳。 【实验1】制取碱式碳酸铜 用如图装置，控制反应温度为75℃，往Na2CO3溶液中加入适量的CuSO4溶液并不断搅拌，充分反应后过滤、洗涤、干燥得产品。 （1）实验中观察到的现象：产生________和绿色沉淀。 （2）确定沉淀洗涤干净的方法：取最后一次洗液滴加________溶液，若_______，则沉淀已经洗涤干净。 【实验2】探究碱式碳酸铜受热分解原理 在老师的指导下，兴趣小组同学用下图装置（气密性良好，夹持仪器略去）对碱式碳酸铜受热分解展开探究，控制温度为60℃、120℃、180℃、240℃依次加热样品。 （3）实验过程中不断通入空气的目的是_______。 （4）测得装置C、D的质量在实验前和不同温度下加热的变化情况如下表，测得B中剩余固体质量随温度的变化如图所示。 装置 加热前/g 加热后/g 60℃ 120℃ 180℃ 240℃ C 297.1 297.1 298.0 298.0 298.0 D 271.0 271.0 271.0 271.0 273.2 图中x点对应的m=_______；曲线yz段发生反应的化学方程式是______。 （5）若没有A装置，加热后所测C装置增加的质量将________（填“偏大”“偏小”或“不变”）。 （6）结合实验和数据分析，简述碱式碳酸铜受热的分解过程：______。 19. 化学是一门以实验为基础的科学，实验是科学探究的重要手段。 （1）完成“探究某种盐的性质”实验，填写下表。 试管序号 甲 乙 丙 实验操作 实验现象 红色溶液 白色沉淀 无色气体 实验结论 该盐是______（选填“NaCl”“Na2CO3”“Na2SO4”），其水溶液呈______性。 实验解释 丙中发生反应的化学方程式：______。 实验计算 全班同学完成试管乙实验，共消耗质量分数为10.4%的BaCl2溶液50g，实验后最多收集到______g白色沉淀。 （2）处理“CO2的实验室制取与检验”实验废液。全班同学完成该实验共产生1000g含HCl废液（固体已除，大理石中杂质未参加反应），不能直接排放。 【实验方案】先测定废液中HCl的质量分数，再用熟石灰处理废液至中性。 【实验操作】 ①称量______NaOH固体，溶解，配制30g5%的NaOH溶液。 ②取100mL小烧杯，倒入20g废液样品，插入pH计测定溶液的pH，向废液样品中逐滴加入5%的NaOH溶液，实验过程中溶液pH变化如图所示。 ③投入______g熟石灰处理剩余废液（写出计算过程）。 【实验反思】 有同学提出也可以根据盐酸具有挥发性直接加热废液除去杂质HCl，并得到CaCl2。写出你的观点及理由： 。 （1）（2）【实验反思】20. 某班同学在做“某些酸、碱、盐之间是否发生反应”的探究实验时发现，酸碱之间的反应，往往没有明显的现象。那么如何判断酸碱发生了化学反应呢？ 【提出问题】如何判断酸、碱溶液发生了化学反应？ 【实验药品】一定质量分数的稀盐酸、一定质量分数的氢氧化钠溶液(稀)、酚酞溶液、蒸馏水 【实验探究】 （1）甲小组在烧杯中加入50mL氢氧化钠溶液，滴入几滴酚酞溶液，用滴管慢慢滴入稀盐酸，发现_______(填现象)，证明氢氧化钠溶液与稀盐酸发生了化学反应，该反应的化学方程式为_______。 （2）乙小组进行了以下三个实验，并用温度传感器测定实验过程中的温度变化情况，得到了如下图所示的三条曲线。 实验1：50mL稀盐酸与50mL氢氧化钠溶液混合(曲线a)； 实验2：50mL稀盐酸与50mL蒸馏水混合(曲线b)； 实验3：50mL氢氧化钠溶液与50mL蒸馏水混合(曲线c)。 结合实验目的分析，增加实验2、实验3的目的是_______。 对比三条曲线，可以得到如下结论：①氢氧化钠溶液和稀盐酸一定发生了化学反应。②酸碱中和反应是_______反应(填“放热”或“吸热”)。 【交流与反思】 （3）甲小组认为，通过实验探究（2）得出“中和反应是放热反应”的结论不严谨，应该补充_______实验。 / 学科网（北京）股份有限公司 $$ 压轴题07 实验探究题之数字化实验探究和定量探究问题 实验探究题之数字化实验探究和定量探究 数字化实验探究，也是近几年来出现的热点题型，出现的背景也是创新实验，所不同的是通过传感器测出相关的实验数据，绘制成坐标曲线图。解决此类问题的关键是要看清楚横坐标和纵坐标表示的量以及数据所表示的含义。关注坐标图像的起点、拐点、变化趋势，利用控制变量法进行实验，再结合题干所给出的信息进行分析，从而得出结论。数字化实验可使实验从定性升华到定量，通过数字化实验将“不可视”的化学反应呈现出来，结合图像考查学生对反应原理的认识，运用化学术语和文字解释实验现象的能力。定量探究重点考查学生对化学基本方法、基本知识和基本技能的掌握程度和运用能力。在考查初中化学核心概念并兼顾化学基础知识与理论覆盖率的基础上，将学生化学学科能力的考查放在首要位置,特别是突出考查学生在解决与化学相关的实际问题中分析、概括、归纳、判断、推理的化学思维能力和综合运用化学知识的能力。定量实验是初中化学学科较为难的实验，是一般结合定性实验，除了干扰因素外，还要考虑进行化学定量的计算。 1.认真读题，审清题意，确立探究课题。根据课题，选择合适方法，提取相关化学知识，设计探究方案。根据课题要求，将探究的问题与所学的知识进行整合与提炼，迁移到要解决的问题中来。 2.质量守恒定律 （1）定义： 参加化学反应的各物质的质量总和，等于反应后生成的各物质的质量总和。 说明：①质量守恒定律只适用于化学变化，不适用于物理变化；②没有参加反应的物质质量及不是反应生成的物质质量不能计入“总和”中；③要考虑空气中的物质是否参加反应或物质(如气体)有无遗漏。 （2）微观解释：在化学反应前后，原子的种类、数目、质量均保持不变(原子的“三不变”)。 （3）化学反应前后：①一定不变 宏观:反应物、生成物的总质量不变；元素种类、质量不变 微观；原子的种类、数目、质量不变；②一定改变 宏观：物质的种类一定变；微观：分子种类一定变；③可能改变：分子总数可能变。 3.碳酸盐含量的测定 先将样品与稀盐酸充分反应，再测得二氧化碳的量。方法一：测CO2的质量；方法二：测CO2的体积。要注意两点：①防止空气中的二氧化碳对实验的干扰，可在实验前缓缓通氮气以除去装置里原有的空气，装置最后接装有碱石灰的干燥管，防止空气中的二氧化碳和水进入目标装置；②确保反应产生的二氧化碳都要通到目标装置中，可在反应后缓缓通氮气。 4.催化剂或催化效果的比较 （1）定义：催化剂（触媒）：在化学反应中能改变其他物质的化学反应速率，而本身的质量和化学性质在反应前后都没有发生变化的质。催化剂在化学反应中所起的作用叫催化作用。 （2）催化效果的比较时一定要控制单一变量。 题型01 数字化实验探究 1．（2025·湖南长沙·模拟预测）NaHCO3是治疗胃酸过多症的一种抗酸药。某学习小组在室温下，对Na2CO3是否适合作为抗酸药进行了如下探究。 【查阅资料】 （1）①NaHCO3俗称 。 ②人体胃液(含有盐酸)通常约100mL，pH约1.5，体温约37℃。 ③抗酸药的标准之一：药物发生疗效时，胃液的pH保持在3~5之间最宜，pH过高会导致胃痛等不适症状。 【提出猜想】 （2）猜想一：Na2CO3适合作为抗酸药。其理由是 。 猜想二：Na2CO3不适合作为抗酸药。其原因可能是碱性较强。 【实验探究1】 探究Na2CO3与NaHCO3碱性的强弱 （3）依次测量等浓度的Na2CO3溶液和NaHCO3溶液的pH，操作方法为在玻璃片上放两片pH试纸，用 的玻璃棒分别蘸取两种待测液后点到pH试纸上。结果分别为11和9.Na2CO3溶液的碱性比NaHCO3溶液强。 【实验探究2】 探究Na2CO3作为抗酸药的适应性 先向500mL烧杯中加入100mL pH=1.5的盐酸，模拟人体原有胃液情况，用自动注射器向烧杯中以1mL/min的速度滴入pH=1.5的盐酸模拟人体实时分泌胃液，再加入Na2CO3固体，并持续搅拌。用pH传感器记录溶液pH随时间的变化曲线。 将上述实验中Na2CO3换成NaHCO3，重复实验过程。所得两条曲线如下图所示。 【分析数据】 （4）由图可知，与NaHCO3相比：①Na2CO3反应时造成胃液pH远大于5； ②Na2CO3 。 【得出结论】 Na2CO3不适合作为抗酸药，猜想二正确。 【反思评价】 （5）有小组成员提出，从控制变量和对比实验的角度看，“实验探究2”设计不够严谨，你认为不严谨之处是 。 【拓展延伸】 （6）Al(OH)3也是一种常用的抗酸药。相比Al(OH)3，从与胃酸反应的产物分析，NaHCO3抗酸药存在的不足是 。 【答案】（1）小苏打 （2）碳酸钠显碱性，能与胃液中的盐酸反应，降低胃液的酸性 （3）干净且干燥 （4）pH＞的持续时间过长，会导致胃部不适 （5）实验没有模拟人体的温度 （6）与胃酸反应产生气体，可能造成胃胀 【解析】（1）碳酸氢钠俗称小苏打； （2）Na2CO3显碱性，能与胃液中的盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳，从而降低胃液的酸性，从而做出猜想：Na2CO3适合作为抗酸药； （3）在实验探究1中，操作方法是使用玻璃棒分别蘸取两种待测液后点到pH试纸上。为了确保实验的准确性和避免交叉污染，应该使用干净且干燥的玻璃棒分别蘸取两种待测液； （4）根据资料：胃液的pH保持在3~5之间最宜，pH过高会导致胃痛等不适症状。与NaHCO3相比碳酸钠反应时pH>5的持续时间过长，会导致胃部不适； （5）该实验模拟人体分泌胃液进行实验，实验没有模拟人体的温度； （6）碳酸氢钠会与胃酸中的盐酸反应生成氯化钠、水、二氧化碳，产生气体会造成腹胀。 题型02 定量探究 2.以某菱镁矿石（主要成分是MgCO3，含少量MnCO3、SiO2）制取MgSO4·7H2O，流程如下： （1）“酸浸”时，为了提高浸取率，除了搅拌、提高硫酸浓度外，还可采取的措施有______（写出一种）。此时，MnCO3发生反应的化学方程式是______。 （2）“转化”时主要反应是，氯元素反应前后化合价变化情况是______（填“升高”或“降低”）。 （3）硫酸镁溶液在不同温度下进行浓缩结晶，可得到不同的晶体： 温度/℃ -3.9-1.8 1.8-48.1 48.1-67.5 67.5-200 析出晶体 MgSO4·12H2O MgSO4·7H2O MgSO4·6H2O MgSO4·H2O等 ①“操作1”的具体操作是：蒸发浓缩滤液至表面有晶膜出现（此时MgSO4溶液已饱和）、______、过滤、洗涤、低温干燥。 ②“操作1”所得滤液中能分离出一种可循环使用的物质，该物质是______（填化学式）。循环使用的目的是______。 （4）已知：MgSO4·7H2O中镁元素质量分数为9.76%，采用热分析法测定所得MgSO4·7H2O样品中镁元素质量分数： ①未加热前，测得样品中镁元素质量分数略大于9.76%，可能的原因是______。 ②高于900℃后，测得剩余固体中镁元素质量分数大于20%，可能的原因是______。 （5）若用100t菱镁矿石可制得246 t MgSO4·7H2O产品，忽略反应过程中镁元素损失，求该菱镁矿石中MgCO3的质量分数。（写出计算过程）______。 【答案】（1） 粉碎菱镁矿石 MnCO3+H2SO4=MnSO4+H2O+CO2↑ （2）降低 （3） 降温至1.8-48.1℃结晶 H2SO4 提高原料利用率，节约资源和成本，减少污染 （4）已经失去部分结晶水 硫酸镁部分分解（合理即可） （5） 84% 【分析】矿石中主要成分是MgCO3，含少量MnCO3、SiO2，加入硫酸进行酸浸，二氧化硅和硫酸不反应，依据流程图中信息，MgCO3和MnCO3与硫酸分别反应生成MgSO4和MnSO4溶液，经过过滤操作将固液分离。向溶液中加入NaClO溶液，由图可以看出将MnSO4转化为MnO2沉淀，MgSO4和NaClO不反应，经过过滤操作将固液分离，得到MgSO4溶液，可通过浓缩结晶的方式得到MgSO4·7H2O。 【解析】 （1）酸浸时为了提高浸出率，可采用的操作有将矿石研磨成粉末、搅拌、提高硫酸浓度等。根据上述分析，MnCO3与硫酸反应生成MnSO4、水和二氧化碳，反应方程式为MnCO3+H2SO4=MnSO4+H2O+CO2↑。 （2）反应前是NaClO中氯为+1价，反应后是氯化钠中氯为-1价，故化合价降低。 （3）①由表中可知，MgSO4·7H2O在1.8-48.1℃析出，故在蒸发浓缩后的冷却结晶中应控制温度为1.8-48.1℃，故填降温至1.8-48.1℃结晶。 ②操作Ⅰ得到的滤液中溶质为H2SO4和NaCl，其中硫酸可至酸浸步骤进行循环利用，循环使用的目的是提高原料利用率，节约资源和成本，减少污染。 （4）①未加热前，镁元素质量分数偏大，有可能是结晶过程中已经失去部分结晶水所导致。 ②由计算可得，MgSO4中镁元素的质量分数为，高于900℃，镁元素的质量分数大于硫酸镁中镁元素的质量分数，可能原因为硫酸镁部分分解。 （5）设参与反应的MgCO3的质量为x 根据镁元素守恒可得 解得x=84t 所以岭煤矿中碳酸镁质量分数为 【点睛】当不考虑过程中镁元素的损失时，整个流程镁元素守恒，即菱镁矿碳酸镁中镁元素与生成结晶中镁元素质量相等，据此计算。 1．（2025·湖南长沙·三模）中和反应在生产、生活中有着重要的应用，如中和废水、治疗胃酸过多等。部分中和反应现象并不明显，某学习小组的同学分别从不同的角度来证明稀盐酸与氢氧化钠溶液混合时发生了中和反应。 【探究一】利用如图1所示的装置进行实验探究。用传感器测得烧杯中溶液的随滴加液体体积变化的曲线如图2所示。 （1）图1仪器A中溶液的溶质是 （填化学式）。 （2）能证明稀盐酸和氢氧化钠溶液发生了反应的实验事实是 。 【探究二】 （3）小组同学将稀盐酸滴入装有固体氢氧化钠的试管中并振荡，试管壁发热，该现象是否能证明稀盐酸和氢氧化钠发生了反应，理由是 。 【探究三】 （4）向一定量的稀盐酸中滴加少量氢氧化钠溶液后，可以加入_______（填字母）来证明两者发生了反应。 A．酚酞溶液 B．溶液 C．稀硫酸 【讨论反思】 （5）小组同学观察到稀盐酸和氢氧化钠溶液混合时有气泡产生，可能的原因是 。他们经过仔细思考，另取少量该氢氧化钠溶液，滴加 ，发现有白色沉淀产生，证明了他们的分析正确。 【答案】（1）HCl （2）溶液的pH从大于7逐渐减小至等于7以及小于7 （3）固体氢氧化钠溶于水也会放出大量的热 （4）AB （5）该氢氧化钠溶液部分变质生成了碳酸钠 氯化钙溶液（合理即可） 【解析】（1）由图2可知，开始时溶液pH＞7，显碱性，随着另一溶液的加入，溶液的pH从大于7逐渐减小至等于7，然后小于7，说明是将稀盐酸加入氢氧化钠溶液中，则A中的溶液为稀盐酸，溶质为氯化氢，化学式为HCl； （2）氢氧化钠溶液显碱性，pH＞7，随着稀盐酸的加入，溶液的pH从大于7逐渐减小至等于7以及小于7，说明氢氧化钠被消耗，能证明稀盐酸和氢氧化钠溶液发生了反应； （3）由于固体氢氧化钠溶于水也会放出大量的热，所以试管壁发烫无法证明稀盐酸和氢氧化钠发生了反应； （4）向一定量的稀盐酸中滴加少量氢氧化钠溶液，可通过验证反应物氢氧化钠的消失来验证二者发生反应； A、加入酚酞溶液后，溶液不变色，说明溶液中不含有氢氧化钠，即可证明氢氧化钠和盐酸发生了反应，正确； B、加入硫酸铜溶液，不产生蓝色沉淀，说明溶液中不含有氢氧化钠，即可证明氢氧化钠和盐酸发生了反应，正确； C、氢氧化钠和硫酸反应生成硫酸钠和水，该反应无明显现象，加入稀硫酸，无论是否含有氢氧化钠，均无明显现象，所以无法证明氢氧化钠和盐酸发生反应，错误； 故选AB； （5）小组同学观察到稀盐酸和氢氧化钠溶液混合时有气泡产生，可能的原因是该 NaOH 溶液部分变质生成了碳酸钠（氢氧化钠和空气中的二氧化碳反应生成碳酸钠和水），碳酸与盐酸反应生成二氧化碳气体； 验证该分析正确，根据碳酸钠能与氯化钙反应生成碳酸钙沉淀和氢氧化钠，可另取少量该氢氧化钠溶液，滴加氯化钙溶液，发现有白色沉淀产生，说明该氢氧化钠溶液变质生成了碳酸钠。 2．（2025·湖南长沙·模拟预测）酸在工业、医药等领域的应用特别广泛，其中最常见的就是盐酸和硫酸。化学兴趣小组对酸的相关性质展开了如下项目式探究。 【任务一】初识盐酸和硫酸 （1）某瓶酸溶液由于标签被腐蚀，无法看清药品名称和化学式。根据残留的部分信息可以判断出该酸为 (写出化学式)。 【任务二】构建酸的共性 某化学兴趣小组的同学通过探究，利用左手构建了酸的性质知识网络。但在探究中对于出现的一些现象无法解释，请同学们帮忙解释： （2）小组同学用紫茄子皮自制了酸碱指示剂，滴加至盐酸和硫酸中都能变成桃红色的本质原因是溶液中都含有 (写出离子符号)。 （3）分别将大小相同的金属铝、锌、铁放入等体积、等浓度的稀硫酸溶液中，观察实验现象，结果发现铝表面开始时并没有气泡产生。铝和稀硫酸反应为什么刚开始没有气泡产生? (用文字解释)。 【任务三】再探盐酸和硫酸 盐酸和硫酸中酸根离子不同，与其他物质反应，也可体现酸的个性。 【进行实验]小组同学对这个问题进行了如下探究：用滴定管分别向Ba(OH)2溶液中匀速滴加稀盐酸和稀硫酸，观察现象并绘制出电导率随时间变化的曲线。 【查阅资料】I.电导率传感器可通过电脑软件记录溶液中导电情况； II.电导率与溶液中离子浓度有关。 【分析与结论】 （4）向Ba(OH)2溶液中匀速滴加稀盐酸，并绘制出曲线1，其中曲线1M点处烧杯中溶液的溶质是 (写化学式)。曲线2表示的是向Ba(OH)2溶液中匀速滴加稀硫酸时溶液的电导率变化情况，该反应的微观本质如图所示，图中①处的化学式为 。 （5）根据该实验，下列所得结论正确的是______(填字母)。 A．溶液中离子浓度越大，电导率越大 B．N点和Q点是中和反应的终点 C．随着酸的不断增加，电导率最终趋近于稳定值 D．往Ba(OH)2溶液中滴加盐酸和硫酸溶液时现象相同 【答案】（1）HCl （2）H+ （3）铝表面有一层致密的氧化铝薄膜，阻止了铝与酸的反应 （4）Ba(OH)2、BaCl2 BaSO4 （5）ABC 【解析】（1）根据残留的部分标签信息中的有刺激性气味、分子量：36.46，可以判断出该酸为盐酸，故填：HCl。 （2）盐酸在水溶液中解离出氢离子和氯离子，硫酸在水溶液中解离出氢离子和硫酸根离子。盐酸、硫酸等酸都能使指示剂变色的本质原因是溶液中都含有H+，故填：H+。 （3）铝表面有一层致密的氧化铝薄膜，阻止了铝与酸的反应，故一开始没有气泡产生，故填：铝表面有一层致密的氧化铝薄膜，阻止了铝与酸的反应。 （4）向氢氧化钡溶液中匀速滴加稀盐酸，氢氧化钡和盐酸反应生成氯化钡和水，在一开反应是溶液中离子数目不减少，但是随着稀盐酸的加入和反应生成水，溶液质量增大，溶液的中自由运动的离子浓度减小；当盐酸和氢氧化钡恰好完全反应，溶液的中自由运动的离子浓度最小，当盐酸过量，溶液中的离子数目增加，溶液的中自由运动的离子浓度有所变大；故其中曲线1点M处盐酸不足，氢氧化钡没有反应完，其中曲线1点M处烧杯中溶液溶质有：氢氧化钡和氯化钡，曲线2表示的是向Ba(OH)2溶液中匀速滴加稀硫酸时溶液的电导率变化情况，该反应生成硫酸钡和水的微观本质如图所示，化学方程式：，水分子和硫酸钡分子个数比2：1，故①为硫酸钡，故填：Ba(OH)2、BaCl2；BaSO4。 （5）A、由曲线1和曲线2对比可知：氢氧化钡和盐酸反应生成氯化钡和水，氯化钡可溶于水，不是沉淀。氢氧化钡和硫酸反应生成硫酸钡沉淀和水。当氢氧化钡恰好与稀盐酸反应时，溶液中有钡离子和氯离子。当氢氧化钡恰好与稀硫酸反应时，溶液中没有自由运动的离子。故溶液离子浓度越大，电导率越强，故A正确； B、向氢氧化钡溶液中匀速滴加稀盐酸，氢氧化钡和盐酸反应生成氯化钡和水，在一开始反应时溶液中离子数目不减少，但是随着稀盐酸的加入和反应生成水，溶液质量增大，溶液的中自由运动的离子浓度减小。当盐酸和氢氧化钡恰好完全反应，溶液的中自由运动的离子浓度最小，当盐酸过量，溶液中的离子数目增加，溶液中自由运动的离子浓度有所变大。向氢氧化钡溶液中匀速滴加稀硫酸，氢氧化钡和硫酸反应生成硫酸钡和水，在一开始反应是溶液中离子数目一直减少，但是随着稀硫酸的加入和反应生成水，溶液的质量增大，溶液的中自由运动的离子浓度减小。当硫酸和氢氧化钡恰好完全反应，溶液的中自由运动的离子浓度最小，当硫酸过量，溶液中的离子数目增加，溶液中自由运动的离子浓度有所变大。故N点和Q点是中和反应的结束点，故B正确； C、随着酸的不断增加，溶液中的离子浓度慢慢与酸的浓度接近，电导率最终趋近于稳定值，故C正确； D、往氢氧化钡溶液中滴加盐酸和硫酸溶液时现象不相同，氢氧化钡和盐酸反应生成氯化钡和水，氯化钡可溶于水，不是沉淀；氢氧化钡和硫酸反应生成硫酸钡白色沉淀和水，故D不正确。 故选：ABC。 3．（2025·湖南长沙·一模）某化工厂每天都会产生含硫酸的废水，如何处理后排放呢？“化学无敌”兴趣小组以此为课题进行项目式学习。 任务一：初识中和反应(酸和碱作用生成盐和水的反应) （1）如图1所示，利用不同酸、碱进行反应，观察现象。其中无明显现象的是 (填写编号)。 任务二：证明混合后无明显现象的酸与碱之间能发生中和反应 【设计实验】 （2）设计思路：证明有新物质生成；证明反应物减少或消失。 方案 实验现象 实验结论 方案一：往含有少量无色酚酞溶液的氢氧化钠溶液中逐滴滴入稀硫酸，边滴边用玻璃棒搅拌 溶液 氢氧化钠溶液与稀硫酸反应，生成了硫酸钠 方案二：用玻璃棒蘸取稀硫酸和氢氧化钠溶液混合后的溶液在酒精灯上灼烧 发现有白色固体析出 （3）小组其他同学认为方案二不严谨，因为 。 （4）小丽提出还可以用pH传感器进行验证，设计图2实验，将注射器内的液体全部缓慢注入烧瓶，烧瓶内溶液pH变化曲线如图3所示。为了探究c点和b点对应溶液中的溶质成分不同，所选试剂正确的是_____(填字母)。 A．碳酸钠固体 B．铜片 C．氯化钡溶液 D．氧化铜粉末 （5）在老师的指导下，该兴趣小组明白了酸碱中和反应会放出热量。小欣同学提出可以根据稀硫酸与氢氧化钠溶液反应过程中溶液温度升高得出两者能反应的结论。小组讨论一致认为还要增加两个对比实验，借助传感器设计了以下实验，最终得出结论。 ①10mL20%的硫酸与10mL蒸馏水混合，测量溶液温度的变化； ②10mL20%的氢氧化钠溶液与10mL蒸馏水混合，测量溶液温度的变化； ③10mL20%的硫酸与10mL20%的氢氧化钠溶液混合，测量溶液温度的变化。设计实验①、②的理由是 。 任务三：中和反应的应用 （6）下列应用与中和反应原理无关的是_____(填字母)。 A．用浓硫酸干燥湿润的氧气 B．服用含氢氧化铝的药物治疗胃酸过多症 C．稀盐酸可以用来除铁锈 D．用氢氧化钠溶液洗涤石油产品中残留的硫酸 【答案】（1）③ （2）由红色变无色 （3）氢氧化钠溶液在酒精灯上烘干也有白色固体析出，不能证明白色固体就是硫酸钠 （4）AD （5）排除硫酸、氢氧化钠溶于水放出热量对中和反应的影响 （6）AC 【解析】（1）①稀硫酸和氢氧化铜反应生成硫酸铜沉淀和水，可观察到蓝色固体逐渐溶解，溶液由无色变为蓝色； ②稀硫酸和氢氧化钡反应生成硫酸钡沉淀和水，可观察到产生白色沉淀； ③氢氧化钠和稀硫酸反应生成硫酸钠和水，无明显现象； 故其中无明显现象的是③； （2）方案一：氢氧化钠溶液显碱性，含有少量无色酚酞溶液的氢氧化钠溶液显碱性，往含有少量无色酚酞溶液的氢氧化钠溶液中逐滴滴入稀硫酸，边滴边用玻璃棒搅拌，溶液由红色变无色，即氢氧化钠被消耗，则说明氢氧化钠溶液与稀硫酸反应； （3）方案二用玻璃棒蘸取混合后的溶液在酒精灯上蒸干，发现有白色固体析出，得出结论：氢氧化钠溶液与稀硫酸反应生成了硫酸钠，小组其他同学认为方案二不严谨，因为氢氧化钠溶液在酒精灯上烘干也有白色固体析出，不能证明白色固体就是硫酸钠； （4）稀硫酸与氢氧化钠溶液反应生成硫酸钠和水，b点pH=7，即b点溶质是硫酸钠，c点pH＜7，硫酸过量，则c点溶质是硫酸钠和硫酸，为了探究c点和b点对应溶液中的溶质成分不同，即探究是否含有硫酸； A、碳酸钠固体与稀硫酸反应生成硫酸钠、二氧化碳和水，加入碳酸钠固体，b点无明显现象，c点可观察到有少量气泡生成，现象不同，可以探究c点和b点对应溶液中的溶质成分不同，所选试剂正确； B、铜片与稀硫酸不反应，c点、b点均无明显现象，无法探究c点和b点对应溶液中的溶质成分不同，所选试剂不正确； C、氯化钡和硫酸钠反应生成硫酸钡沉淀和氯化钠，氯化钡和硫酸反应生成硫酸钡沉淀和氯化氢，c点、b点均会产生白色沉淀，无法探究c点和b点对应溶液中的溶质成分不同，所选试剂不正确； D、稀硫酸与氧化铜粉末反应生成硫酸铜和水，加入氧化铜粉末，b点无明显现象，c点可观察到固体逐渐，溶液由无色变成蓝色，可以探究c点和b点对应溶液中的溶质成分不同，所选试剂正确； 故选：AD； （5）①10mL20%的硫酸与10mL蒸馏水混合，测量溶液温度的变化； ②10mL20%的氢氧化钠溶液与10mL蒸馏水混合，测量溶液温度的变化； 设计实验①、②做对比，是为了排除硫酸、氢氧化钠溶于水放出热量对中和反应的影响； （6）A、用浓硫酸干燥湿润的氧气，是利用浓硫酸的吸水性，与中和反应无关，错误； B、氢氧化铝用于治疗胃酸过多症，是氢氧化铝和胃液中的盐酸反应生成氯化铝和水，是利用中和反应原理，正确； C、稀盐酸可以用来除铁锈（主要成分是氧化铁），是稀盐酸和氧化铁反应生成氯化铁和水，是酸与金属氧化物反应，与中和反应无关，错误； D、用氢氧化钠溶液洗涤石油产品中残留的硫酸，是氢氧化钠和硫酸反应生成硫酸钠和水，是利用中和反应原理，正确； 故选：AC。 4．（2025·湖南长沙·一模）化学视角认识蒸汽眼罩 蒸汽眼罩逐渐走进日常生活，它借助铁生锈产生热量，使材料内部的水分稳定蒸发，利用产生的热度和湿度缓解眼部疲劳。 【实验探究】 （1）探究一：检验蒸汽眼罩内部材料中有铁粉（用化学方法） 选用试剂 预计观察到的实验现象 （2）探究二：蒸汽眼罩快速发热的原因 铁生锈，是铁与 共同作用的结果，但放热缓慢。哪些因素能加快反应，使蒸汽眼罩快速发热？某小组同学采用对照实验展开探究，设计实验方案如下： （查阅资料：蒸汽眼罩内部材料有铁粉、活性炭、氯化钠、水等。） 药品 方案一 4g铁粉、2mL水 方案二 4g铁粉、2mL水、2g氯化钠 方案三 4g铁粉、2mL水、2g活性炭 方案四 4g铁粉、2mL水、2g活性炭、2g氯化钠 下列方案之间能否形成对照？若能，请指出变量；若不能，请说明理由。 方案二与方案四 方案一与方案四 使用温度传感器收集数据并生成图像如图： 对比分析图像，你获得的结论是 。 【答案】（1）稀硫酸 有气泡产生，溶液由无色变为浅绿色 （2）水、氧气 能形成对照，变量是活性炭 不能形成对照，变量不唯一 活性炭和氯化钠共同作用可以使蒸汽眼罩快速发热 【解析】（1）由于铁能与稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，则可将铁反应稀盐酸或稀硫酸中，可观察到有气泡产生，溶液由无色变为浅绿色； （2）铁生锈是铁与氧气和水共同作用的结果； 方案二和方案四中一个有活性炭，一个没有，其它条件均相同，对比可知活性炭对反应的影响，故填能形成对照，变量是活性炭； 方案一和方案四中有两个变量，则不能形成对照，故填不能形成对照，变量不唯一； 对比方案一、二，只加入氯化钠对反应没有影响，对比方案一、三，只加入活性炭对反应也没有影响，但对比二、三、四，同时加入氯化钠和活性炭能加快反应，使蒸汽眼罩快速发热，故填活性炭和氯化钠共同作用可以使蒸汽眼罩快速发热。 5．（2024·湖南长沙·三模）长沙市立信中学化学兴趣小组用如图所示A～C的3个实验验证质量守恒定律： 【分析交流】 （1）A～C中不能达到实验目的的是 (填字母代号)。 【发现问题】方案A中因有氧气参加反应，故采用密闭装置。但方案B中铁与硫酸铜反应，反应物和生成物都没有气体，为什么也要用密闭装置呢？ 于是在老师的指导下，小立同学再次实验，并使用pH传感器测定锥形瓶内溶液pH，其数据如图。 （2）分析图像可知，反应开始阶段溶液的pH逐渐 (填“增大”或“减小”)。 那么导致这一现象出现的原因又是什么？ 【提出猜想】猜想甲：硫酸铜溶液和铁作用所致； （3）猜想乙：硫酸铜溶液和 作用所致； 猜想丙：硫酸铜溶液、铁及空气共同作用所致。 【进行实验】 为验证上述猜想，现提供如下用品：用煮沸并迅速冷却的蒸馏水配成4%的硫酸铜溶液、洁净的铁钉、pH传感器等，实验过程如表，请完成表格中两处填空。 （4） 实验序号 实验1 实验2 实验3 实验内容(部分仪器略去) 4%的硫酸铜溶液 mL 实验现象 pH先减小后略增大 pH略增大 pH不变 实验结论 猜想 成立 【反思拓展】 （5）通过以上探究活动，请分析方案B中用橡胶塞形成密闭装置的原因可能是 。 （6）小信同学将方案C改进为D后进行实验，最终发现天平示数仍然变小，原因可能是 。 【答案】（1）C （2）减小 （3）空气 （4）5 丙 （5）防止溶液酸性增大与铁钉反应产生氢气，使装置质量减小，无法验证质量守恒定律 （6）气球胀大，产生浮力，使天平示数仍然变小 【解析】（1）A、该装置进行验证质量守恒定律，能达到目的，原因在于装置是密封的，不符合题意； B、该装置进行验证质量守恒定律，能达到目的，因为生成物和反应物中都没有气体产生也没有与空气成分气体反应，不符合题意； C、碳酸钠与盐酸生成氯化钠、水和二氧化碳，该装置进行验证质量守恒定律，不能达到目的，因为生成的二氧化碳气体散逸到空气中去了，符合题意。 故选C； （2）分析图像可知，反应开始阶段溶液的pH逐渐减小； （3）根据猜想甲、丙可知，猜想乙可以是硫酸铜溶液和空气作用所致； （4）实验2： 该实验中，根据控制变量法，应控制硫酸铜溶液的体积相同，故实验2中加入5mL硫酸铜溶液； 实验结论： 实验1中，硫酸铜溶液和铁、空气接触，实验2中硫酸铜溶液和铁接触，实验3中，硫酸铜溶液只接触到空气，实验1、2对比说明pH减小与空气有关，实验1、3对比说明pH减小与铁有关，则pH减小，是硫酸铜与铁和空气共同作用所致，猜想丙成立； （5）装置B中硫酸铜与铁和氧气接触，可能会导致溶液酸性增强，酸性溶液与铁反应产生氢气，如果在敞口容器中，氢气会逸出，导致装置质量减小，无法验证质量守恒定律； （6）碳酸钠与盐酸生成氯化钠、水和二氧化碳，小信同学将方案C改进为D后进行实验，最终发现天平示数仍然变小，原因可能是气球胀大，产生浮力，使天平示数仍然变小。 6．（2024·湖南长沙·模拟预测）为验证与NaOH溶液是否发生反应，某兴趣小组在老师指导下设计了如下实验。 【查阅资料】 ①一个标准大气压约为101kPa。 ②通常1L水能溶解约1L的。 【实验装置】如图甲所示，气密性良好的三颈烧瓶中集满干燥的，三支注射器中溶液的体积均为10mL，三颈烧瓶内气体压强可通过传感器在数据显示屏中显示出来。 【实验过程及现象】 ①将注射器1内的NaOH溶液一次性注入集满干燥的三颈烧瓶中，小心振荡。过一会儿，发现注射器2及注射器3中的溶液全部自动注入三颈烧瓶中。 ②小心振荡使充分混合，可见溶液变浑浊但未见气泡冒出。静置后，三颈烧瓶底部仍有白色沉淀。 ③取下三颈烧瓶上的胶塞，向三颈烧瓶中溶液内滴加几滴酚酞溶液，上层溶液仍为无色。 实验过程中瓶内压强变化曲线如图乙所示。 【分析与讨论】 （1）三颈烧瓶底部的少量白色沉淀是 （填化学式）。 （2）时刻起导致瓶内气压增大的操作是 ；时刻，导致瓶内气压恢复到101kPa的操作是 。 （3）能说明与NaOH溶液发生反应的现象是 。 【拓展探究】 （4）探究瓶内最终所得溶液中除酚酞外，溶质的成分一定有 （填化学式），为了进一步确定可能有的物质，同学们继续开展探究，请你帮助他们完成实验方案： （写出具体的实验操作、现象和结论）。 【答案】（1）CaCO3 （2）将注射器1内的NaOH溶液一次性注入集满干燥CO2的三颈烧瓶中 取下三颈烧瓶上的胶塞 （3）步骤②静置后，三颈烧瓶底部仍有白色沉淀，t2时刻烧瓶中气压低于标准大气压 （4）NaCl 取适量步骤③中的上层清液于试管中，滴加适量Na2CO3溶液，若产生白色沉淀，说明瓶内最终所得溶液含有CaCl2，若无明显现象，说明瓶内最终所得溶液不含CaCl2。 【解析】（1）加入NaOH溶液时，NaOH与CO2反应生成Na2CO3、H2O，不确定NaOH是否过量，若NaOH过量，则所得溶液的溶质有NaOH、Na2CO3；若NaOH刚好与CO2完全反应，则所得溶液的溶质有Na2CO3；若NaOH不足，则所得溶液的溶质有Na2CO3。所以所得溶液的溶质一定有Na2CO3、可能有NaOH。 后续加入稀盐酸与CaCl2溶液。稀盐酸能与Na2CO3反应生成NaCl、CO2、H2O，会产生气泡，稀盐酸与NaOH反应生成NaCl、H2O，没有气泡。CaCl2与Na2CO3反应生成CaCO3白色沉淀、NaCl，CaCl2与NaOH不反应。 所以溶液混合后能产生的沉淀只有碳酸钙，三颈烧瓶底部的少量白色沉淀是CaCO3。 （2）t1时刻，瓶内气压小幅上升，结合题目信息，推知该操作是：将注射器1内的NaOH溶液一次性注入集满干燥CO2的三颈烧瓶中； t2∼t3时刻，瓶内气压恢复到101kPa，等于标准大气压，结合题目信息，推知该操作是：取下三颈烧瓶上的胶塞。 （3）根据（1）的分析，溶液中一定存在Na2CO3，瓶中的Na2CO3只能由CO2与NaOH反应生成，说明CO2与NaOH溶液发生反应。此外，根据题目信息，通常1L水能溶解约1L的CO2，稀盐酸、CaCl2都不能与CO2反应，而t2时刻烧瓶中气压低于标准大气压，说明CO2与NaOH溶液发生反应，消耗了一部分CO2。 故填：步骤②静置后，三颈烧瓶底部仍有白色沉淀，t2时刻烧瓶中气压低于标准大气压。 （4）加入NaOH溶液时，NaOH与CO2反应生成Na2CO3、H2O，不确定NaOH是否过量，若NaOH过量，则所得溶液的溶质有NaOH、Na2CO3；若NaOH刚好与CO2完全反应，则所得溶液的溶质有Na2CO3；若NaOH不足，则所得溶液的溶质有Na2CO3。所以所得溶液的溶质一定有Na2CO3、可能有NaOH。 后续加入稀盐酸与CaCl2溶液。稀盐酸能与Na2CO3反应生成NaCl、CO2、H2O，会产生气泡，稀盐酸与NaOH反应生成NaCl、H2O，没有气泡。CaCl2与Na2CO3反应生成CaCO3白色沉淀、NaCl，CaCl2与NaOH不反应。 加入NaOH溶液后，一定会生成Na2CO3，而步骤②小心振荡使充分混合，可见溶液变浑浊但未见气泡冒出。说明NaOH一定有剩余，稀盐酸先与NaOH反应，不产生气体，且步骤③向三颈烧瓶中溶液内滴加几滴酚酞溶液，上层溶液仍为无色，说明最终所得溶液不存在NaOH，即NaOH与稀盐酸刚好完全反应。CaCl2与Na2CO3反应生成CaCO3白色沉淀、NaCl，由于Na2CO3溶液呈碱性，能使酚酞溶液变红，而CaCl2溶液呈中性，所以反应后一定不存在Na2CO3，但不确定CaCl2是否过量，若CaCl2过量，则最终所得溶液的溶质含有CaCl2。 综上所述，最终所得溶液的溶质除酚酞外，一定含有NaCl。 由于溶质一定有NaCl，要确认有无CaCl2，可通过检验Ca2+是否存在。检验Ca2+的一种方案是：取适量步骤③中的上层清液于试管中，滴加适量Na2CO3溶液，若产生白色沉淀，说明瓶内最终所得溶液含有CaCl2，若无明显现象，说明瓶内最终所得溶液不含CaCl2。 7．在我市贡井区、大安区交界处有个地名叫“石灰窑”，生产生石灰有悠久的历史。某校化学实验室一瓶装满生石灰的塑料试剂瓶已经膨胀破裂（如图），该校化学兴趣小组的同学在化学老师的指导下，对该生石灰取样开展了以下探究活动： 【提出问题】 生石灰样品的成分是什么？ 【猜想假设】 生石灰样品的成分可能是CaO、Ca（OH）2和CaCO3中的一种或几种。 【设计实验】 兴趣小组设计出如下实验进行探究。 实验操作 实验现象 实验结论 （1） 取样品于烧杯中，加水溶解，用手触摸烧杯外壁。 烧杯壁发热。 　 　。 （2） 将（1）中液体过滤，取少量滤液于试管中，向其中滴入　 　。 溶液变红。 有Ca（OH）2 （3） 取（2）中的少许滤渣于试管中，向其中滴加足量稀盐酸。 　 　。 有CaCO3 【反思评价】 （4）经过讨论，发现通过（2）不能得出样品中一定含有Ca（OH）2，理由是　 　。 （5）通过小组合作，最后得出样品中肯定含有CaO和CaCO3，可能含有Ca（OH）2。请写出生成CaCO3的化学方程式　 　。 【应用交流】 （6）生石灰要　 　保存。 【拓展延伸】 （7）兴趣小组在实验室制取二氧化碳气体的发生装置中连接上压强传感器如图一，测得实验过程中试管内气体压强变化情况如图二。下列说法正确的是　 　（填大写字母）。 A.ab段试管中液面逐渐上升 B.bc段石灰石与稀盐酸脱离接触 C.c点的对应操作是打开弹簧夹 【答案】（1）样品中含有氧化钙。（2）酚酞试液。（3）产生气泡。 （4）氧化钙能和水反应生成氢氧化钙。（5）Ca（OH）2+CO2═CaCO3↓+H2O。 （6）密封。（7）BC。 【解析】 解：（1）烧杯壁发热，是因为氧化钙和水反应生成氢氧化钙，放热，说明样品中含有氧化钙。 故填：样品中含有氧化钙。 （2）将（1）中液体过滤，取少量滤液于试管中，向其中滴入酚酞试液，溶液变红色，说明溶液显碱性。 故填：酚酞试液。 （3）取（2）中的少许滤渣于试管中，向其中滴加足量稀盐酸，产生气泡，是因为碳酸钙和盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳，说明样品中含有碳酸钙。 故填：产生气泡。 （4）经过讨论，发现通过（2）不能得出样品中一定含有Ca（OH）2，理由是氧化钙能和水反应生成氢氧化钙。 故填：氧化钙能和水反应生成氢氧化钙。 （5）氢氧化钙和二氧化碳反应生成碳酸钙沉淀和水，反应的化学方程式：Ca（OH）2+CO2═CaCO3↓+H2O。 故填：Ca（OH）2+CO2═CaCO3↓+H2O。 （6）生石灰要密封保存。 故填：密封。 （7）A.ab段气压增大，是因为关闭弹簧夹，试管中的气体增多，导致试管中液面逐渐下降，该选项说法不正确； B.bc段气压不变，是因为石灰石与稀盐酸脱离接触，该选项说法正确； C.c点的对应操作是打开弹簧夹，气体导出，气压减小，该选项说法正确。 故填：BC。 8．已知：H2+CuOCu+H2O。有文献报道：在氢气还原氧化铜的一些实验中，得到的固体产物是铜和氧化亚铜（Cu2O）组成的混合物。氧化亚铜为红色固体，在空气中溶于氨水得到蓝色溶液。某兴趣小组对此开展如下探究。 Ⅰ.设计如图1实验装置，开展氢气还原氧化铜实验并检验固体产物。 （1）制取氢气的化学方程式为 　 　。 （2）氧化钙的作用是 　 　。 （3）取反应后的红色固体于烧杯中，加入氨水并搅拌，观察到 　 　，证明固体产物有Cu2O。 Ⅱ.探究反应生成Cu2O的变化情况。 称取若干份质量均为0.6000g的CuO，在相同条件下分别用氢气还原不同时间（t），检测所得固体中Cu2O的质量（m），结果如图2。 （4）由图2可知，在氢气还原氧化铜反应过程中，Cu2O质量的变化趋势是 　 　。 （5）为确保氢气还原氧化铜所得固体产物不含Cu2O，应采取的措施是 　 　。 Ⅲ.探究反应生成Cu2O的原因。 为解释实验结果，兴趣小组对氢气还原氧化铜的反应过程提出如下假设： 假设1.经历2CuO+H2Cu2O+H2O，H2+Cu2O2Cu+H2O两个反应，且在同一条件下两个反应同时进行。 假设2.经历CuO+H2Cu+H2O、Cu+CuOCu2O、H2+Cu2O2Cu+H2O三个反应。 （6）结合探究Ⅱ结果计算分析，假设1中“在同一条件下两个反应能同时进行”合理的依据是 　 。 （7）若要确认“假设2”是否合理，在探究Ⅱ的基础上，还需进行的实验是 　 　。 【答案】（1）Zn+H2SO4═ZnSO4+H2↑。（2）吸收氢气中的水蒸气。（3）溶液由无色变蓝色。 （4）先增大后减小。（5）加热条件下通入氢气足够长时间。 （6）如果分步进行，氧化亚铜最大质量应该是0.5400g，而不是0.3218g。 （7）隔绝空气加热铜和氧化铜的混合物，把所得固体放入烧杯，加入氨水、搅拌，如果溶液变蓝色，说明假设2合理，如果溶液不变色，说明假设2不合理。 【解析】解：（1）制取氢气时，锌和稀硫酸反应生成硫酸锌和氢气，反应的化学方程式为：Zn+H2SO4═ZnSO4+H2↑。 故填：Zn+H2SO4═ZnSO4+H2↑。 （2）氧化钙的作用是吸收氢气中的水蒸气。 故填：吸收氢气中的水蒸气。 （3）取反应后的红色固体于烧杯中，加入氨水并搅拌，观察到溶液由无色变蓝色，证明固体产物有Cu2O，即氧化亚铜溶于氨水形成蓝色溶液。 故填：溶液由无色变蓝色。 （4）由图2可知，在氢气还原氧化铜反应过程中，Cu2O质量的变化趋势是先增大后减小。 故填：先增大后减小。 （5）为确保氢气还原氧化铜所得固体产物不含Cu2O，应采取的措施是加热条件下通入氢气足够长时间，是因为加热时通入氢气时间越长，氧化亚铜质量越小。 故填：加热条件下通入氢气足够长时间。 （6）设分步进行，0.6000g的CuO和氢气反应生成氧化亚铜质量为x， 2CuO+H2Cu2O+H2O， 160 144 0.6000g x ， x＝0.5400g， 结合探究Ⅱ结果计算分析，假设1中“在同一条件下两个反应能同时进行”合理的依据是如果分步进行，氧化亚铜最大质量应该是0.5400g，而不是0.3218g。 故填：如果分步进行，氧化亚铜最大质量应该是0.5400g，而不是0.3218g。 （7）若要确认“假设2”是否合理，在探究Ⅱ的基础上，还需进行的实验是隔绝空气加热铜和氧化铜的混合物，把所得固体放入烧杯，加入氨水、搅拌，如果溶液变蓝色，说明假设2合理，如果溶液不变色，说明假设2不合理。 故填：隔绝空气加热铜和氧化铜的混合物，把所得固体放入烧杯，加入氨水、搅拌，如果溶液变蓝色，说明假设2合理，如果溶液不变色，说明假设2不合理。 【点评】本题主要考查物质的性质，解析时要根据各种物质的性质，结合各方面条件进行分析、判断，从而得出正确的结论。 9．实验室有一包白色固体，其成分为氢氧化钠、碳酸钠和氯化钠。某兴趣小组为测定固体中各成分的质量分数，进行了以下实验。 【探究一】测量样品与盐酸反应得到氯化钠的质量 如图1所示，取3.00g样品置入锥形瓶中，加适量水溶解。逐滴加入过量的稀盐酸，用pH传感器等电子设备采集信息形成图像。将锥形瓶中最终所得溶液蒸发、结晶得到全部固体，其质量为3.48g。 （1）a点溶液呈 　 　（填“酸性”“碱性”或“中性”）。 （2）ab段溶液pH降低，发生反应的化学方程式为 　　 （写一个即可）。 （3）蒸发时除使用蒸发皿、铁架台（带铁圈）外，还需要用到的仪器有 　 　。 【探究二】测量样品与硫酸反应生成二氧化碳的体积 如图2所示，另取3.00g样品与足量稀硫酸混合，测得生成二氧化碳的体积为220mL（该条件下二氧化碳的密度为2.00g/L；装置气密性良好且忽略二氧化碳的溶解）。 （4）结合探究一计算出样品中氯化钠的质量分数为 　 （精确到0.1%）。 （5）下列因素会导致所测样品中氯化钠的质量分数偏小的是 　　（填标号）。 A.探究一中加入的稀盐酸量不足 B.探究一中蒸发时有液体溅出 C.探究二中俯视读取量筒中水的体积 D.探究二实验后生成气体在锥形瓶中仍有滞留 【答案】【探究一】碱性 NaOH+HCl═NaCl+H2O或Na2CO3+2HCl＝2NaCl+H2O+CO2↑ 玻璃棒、酒精灯 【探究二】38.0%　 C 【分析】（1）a点溶液pH大于7，呈碱性。 （2）稀盐酸和氢氧化钠反应生成氯化钠和水，和碳酸钠反应生成氯化钠、水和二氧化碳。 （3）蒸发时除使用蒸发皿、铁架台（带铁圈）外，还需要用到的仪器有玻璃棒、酒精灯。 （4）根据反应的化学方程式及其提供数据可以进行相关方面的计算。 （5）A.探究一中加入的稀盐酸量不足，导致固体质量增大幅度减小，进一步导致计算的氯化钠质量偏大，从而导致氯化钠质量分数偏大； B.探究一中蒸发时有液体溅出，导致部分氯化钠损失，导致固体质量增大幅度减小，进一步导致计算的氯化钠质量偏大，从而导致氯化钠质量分数偏大； C.探究二中俯视读取量筒中水的体积，导致二氧化碳体积偏大，进一步导致碳酸钠质量偏大，从而导致氯化钠质量分数偏小； D.探究二实验后生成气体在锥形瓶中仍有滞留，不影响氯化钠质量分数，是因为残留的二氧化碳体积与排入图2中的空气体积相等。 【解析】解：（1）a点溶液pH大于7，呈碱性。 故填：碱性。 （2）ab段溶液pH降低，是因为稀盐酸和氢氧化钠反应生成氯化钠和水，和碳酸钠反应生成氯化钠、水和二氧化碳，发生反应的化学方程式为：NaOH+HCl═NaCl+H2O、Na2CO3+2HCl＝2NaCl+H2O+CO2↑。 故填：NaOH+HCl═NaCl+H2O或Na2CO3+2HCl＝2NaCl+H2O+CO2↑。 （3）蒸发时除使用蒸发皿、铁架台（带铁圈）外，还需要用到的仪器有玻璃棒、酒精灯。 故填：玻璃棒、酒精灯。 （4）设碳酸钠质量为x，与稀盐酸反应生成氯化钠质量为y，氢氧化钠质量为z， Na2CO3+H2SO4═Na2SO4+H2O+CO2↑， 106 44 x 2.00g/L×0.22L ＝， x＝1.06g， Na2CO3+2HCl＝2NaCl+H2O+CO2↑， 106 117 1.06g y ＝， y＝1.17g， 固体质量增大：1.17g﹣1.06g＝0.11g， 则氢氧化钠和稀盐酸反应后固体质量增大：3.48g﹣3.00g﹣0.11g＝0.37g， NaOH+HCl═NaCl+H2O，固体质量增大 40 58.5﹣40＝18.5 z 0.37g ＝， z＝0.8g， 样品中氯化钠的质量分数为：×100%＝38.0%。 故填：38.0%。 （5）A.探究一中加入的稀盐酸量不足，导致固体质量增大幅度减小，进一步导致计算的氯化钠质量偏大，从而导致氯化钠质量分数偏大； B.探究一中蒸发时有液体溅出，导致部分氯化钠损失，导致固体质量增大幅度减小，进一步导致计算的氯化钠质量偏大，从而导致氯化钠质量分数偏大； C.探究二中俯视读取量筒中水的体积，导致二氧化碳体积偏大，进一步导致碳酸钠质量偏大，从而导致氯化钠质量分数偏小； D.探究二实验后生成气体在锥形瓶中仍有滞留，不影响氯化钠质量分数，是因为残留的二氧化碳体积与排入图2中的空气体积相等。 故填：C。 【点评】本题主要考查物质的性质，解析时要根据各种物质的性质，结合各方面条件进行分析、判断，从而得出正确的结论。 10．某同学对收集满二氧化碳气体的集气瓶需要正放的必要性进行了探究。实验步骤如下： ①将有底的空纸筒盖上硬纸板，在电子秤上称得质量为5.39克； ②将该纸筒先后两次收集满二氧化碳气体，盖上硬纸板，分别正放、倒放在电子秤上，如图甲和图乙，观察并记录读数变化； ③将两次的读数变化绘制成图丙，并得出结论。 回答下列问题： （1）检验二氧化碳收集满的操作是___________。 （2）纸筒正放时，电子秤读数变小的原因是___________。 （3）结合图丙推测，若纸筒内收集满的是氢气，请在图丁中画出纸筒正放、倒放时电子秤读数随时间的大致变化情况并标注___________。（纸筒收集满氢气后的质量为5.30克） 【答案】（1）燃着的木条置于纸筒口，木条熄灭，则已集满 （2）二氧化碳通过小孔扩散到空 气中 （3） 【解析】 （1）二氧化碳不支持燃烧，所以将燃着的木条置于纸筒口，观察木条是否熄灭，判断是否集满。故答案为：燃着的木条置于纸筒口，木条熄灭，则已集满。 （2）纸筒有小孔，二氧化碳会逸出到空气中，造成内部二氧化碳减少，而二氧化碳密度比空气大，所以逸出二氧化碳比进入空气质量大，因此造成质量减少。故答案为：二氧化碳通过小孔扩散到空气中。 （3）氢气密度比空气小，氢气逸出到空气中，空气进入纸筒，纸筒质量会增加，最终质量为5.39g，正放时，氢气从小孔逸出快，质量增加的快，倒放时氢气在上部聚集，小孔在下部，质量增加速度慢，所以正放是曲线斜率大于倒放时的斜率，所以曲线为； 故答案为：。 11．化学兴趣小组的同学们在进行“碱与酸碱指示剂反应”的实验时，将酚酞溶液滴入NaOH溶液中，溶液变成了红色，但过一会儿红色却消失了。于是，兴趣小组的同学们对这一异常现象进行了探究。 【提出问题】滴有酚酞的NaOH溶液由红色褪为无色的原因是什么？ 【猜想与假设】甲同学：酚酞与O2发生了反应；乙同学：NaOH溶液与空气中的CO2发生了反应；丙同学：与NaOH溶液浓度大小有关；你的猜想：　 　（写一条）。 【设计与实验】甲、乙、丙三位同学为了验证各自的猜想，设计并进行了如下实验，请你与他们一起探究。 （1）甲同学设计并完成如下实验： 实验步骤 实验目的 实验现象 实验结论 ①取少量实验中的NaOH溶液于试管中，再加热煮沸。 　 　 溶液变红，过一会儿红色消失。 甲同学的猜想 　 　 （填“正确”或“不正确”）。 ②将①中的溶液冷却后滴入酚酞溶液，并滴一些植物油在其上方。 　　 （2）乙同学设计如图1所示的装置进行实验，一段时间后，试管中溶液的红色褪去，他认为自己的猜想正确，试管中反应的化学方程式为 　 　。丁同学认为乙同学的猜想不正确，理由是 　 　 ，丁同学为了进一步探究试管中的溶液红色褪去的原因，用pH试纸测量试管中的溶液，结果pH＜7，说明溶液显 　 　性，造成试管中溶液红色褪去的原因可能是 　　 。 （3）丙同学为了验证自己的猜想，使用色度传感器测量溶液颜色的变化（说明：溶液无色时，色度传感器测得的数值为100%）。他在三个专用容器中分别加入等量的5%、10%、20%的NaOH溶液，然后各滴加2滴酚酞溶液，同时放入色度传感器进行测量，测出溶液颜色的变化曲线如图2所示，由此判断自己的猜想正确。你能从变化曲线中总结出的规律有 　 　（写一条）。 【实验结论】滴有酚酞的NaOH溶液由红色褪为无色与NaOH溶液的浓度有关。 【答案】猜想与假设：酚酞溶液含有杂质；设计与实验：（1）排除水中的氧气；隔绝空气；不正确； （2）CO2+2NaOH＝Na2CO3+H2O；浓盐酸具有挥发性，生成的二氧化碳中含有挥发出的氯化氢气体，也能与氢氧化钠反应，使溶液的红色褪去；酸；生成的二氧化碳或挥发的氯化氢与氢氧化钠发生了反应，溶液碱性消失呈酸性； （3）氢氧化钠溶液的浓度越大，酚酞试液变红后褪色越快。 【分析】【猜想与假设】根据酚酞变质，氢氧化钠就不能使酚酞变红色进行分析； 【设计与实验】（1）根据蒸馏水中没有空气，植物油可以隔绝空气进行分析； （2）根据二氧化碳与氢氧化钠反应生成碳酸钠和水，浓盐酸具有挥发性分析；根据溶液的pH＜7，溶液显酸性，碱性消失分析； （3）根据图2中的数据进行分析； 【解析】 解：【猜想与假设】酚酞溶液中若含杂质，酚酞溶液滴入NaOH溶液中，溶液可能先变成红色，过一会儿红色会消失；故填：酚酞溶液含有杂质； 【设计与实验】（1）根据控制变量法，①取少量实验中的NaOH溶液于试管中，再加热煮沸，目的是排除水中的氧气；②将①中的溶液冷却后滴入酚酞溶液，并滴一些植物油在其上方，植物油可以隔绝空气，实验现象为溶液变红，过一会儿红色消失，由此说明氢氧化钠溶液中滴入酚酞先变红后褪色不是酚酞与O2发生了反应，由此甲同学的猜想不正确；故填：排除水中的氧气；隔绝空气；不正确； （2）二氧化碳与氢氧化钠反应生成碳酸钠和水，化学方程式为CO2+2NaOH＝Na2CO3+H2O；浓盐酸具有挥发性，生成的二氧化碳中含有挥发出的氯化氢气体，也能与氢氧化钠反应，使溶液的红色褪去，由此丁同学认为乙同学的猜想不正确；溶液的pH＜7，溶液显酸性；生成的二氧化碳或挥发的氯化氢与氢氧化钠发生了反应，溶液碱性消失呈酸性，溶液褪色；故填：CO2+2NaOH＝Na2CO3+H2O；浓盐酸具有挥发性，生成的二氧化碳中含有挥发出的氯化氢气体，也能与氢氧化钠反应，使溶液的红色褪去；酸；生成的二氧化碳或挥发的氯化氢与氢氧化钠发生了反应，溶液碱性消失呈酸性； （3）从图2可以看出，氢氧化钠溶液的浓度越大，开始颜色越深；氢氧化钠溶液的浓度越大，酚酞试液变红后褪色越快；故填：氢氧化钠溶液的浓度越大，酚酞试液变红后褪色越快。 【点评】在解此类题时，首先要将题中的知识认知透，然后结合学过的知识进行解析。 12．某化学兴趣小组在实验室探究碳酸钠溶液与稀盐酸的反应原理，请你一起完成实验探究。 实验一：在5mL稀盐酸中逐滴加入碳酸钠溶液，边滴边振荡，直至滴完5mL碳酸钠溶液。 现象：开始有气泡产生，一段时间后无气泡产生。写出碳酸钠与稀盐酸反应的化学方程式 　 　 。在反应后的溶液中加入2滴酚酞溶液，溶液变红，则反应后溶液中的溶质是 　 　。 实验二：在5mL碳酸钠溶液中逐滴加入稀盐酸，边滴边振荡，直至滴完5mL稀盐酸。 现象：整个实验过程无气泡产生。 【提出问题】用量相同的两种反应物，滴加顺序不同，现象为什么不一样呢？ 【查阅资料】碳酸钠溶液与盐酸反应： 1.盐酸过量时，反应生成NaCl、CO2和H2O； 2.盐酸不足时，产物是NaCl和NaHCO3。 【假设猜想】实验二结束后，试管中溶液的溶质有哪些？ 猜想1：NaCl、Na2CO3和NaHCO3 猜想2：　 　 猜想3：NaCl 猜想4：NaCl和HCl 小明认为猜想3和4明显不合理，理由是 　 　。 【实验探究】实验二结束后，将试管中溶液分成三等份，分别做下列三个实验。 序号 实验操作及实验现象 实验结论 实验1 加入硝酸银溶液，产生白色沉淀 再加入稀硝酸溶液，沉淀不消失 溶液中含 　 　（写离子符号） 实验2 加入 　 　溶液，无沉淀产生 猜想1不成立 实验3 加入 　 　溶液，有 　 　产生。 猜想2成立 【交流反思】用量相同的两种反应物，滴加顺序不同，现象和产物可能都不一样。 【答案】实验一：Na2CO3+2HCl＝2NaCl+H2O+CO2↑；Na2CO3、NaCl。 实验二：【假设猜想】NaCl、NaHCO3；整个实验过程无气泡产生。【实验探究】Cl﹣；氯化钡；稀盐酸；气泡。 【分析】实验一： 碳酸钠与稀盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳。 碳酸钠溶液显碱性，能使酚酞试液变红色。 实验二： 猜想1：碳酸钠过量时是NaCl、Na2CO3和NaHCO3。 猜想2：碳酸钠和盐酸恰好完全反应时是NaCl、NaHCO3。 银离子和氯离子结合生成白色沉淀氯化银。 碳酸钠和氯化钡反应生成白色沉淀碳酸钡和氯化钠。 【解析】 解：实验一：碳酸钠与稀盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳，反应的化学方程式：Na2CO3+2HCl＝2NaCl+H2O+CO2↑； 在反应后的溶液中加入2滴酚酞溶液，溶液变红，说明溶液显碱性，进一步说明碳酸钠过量，则反应后溶液中的溶质是Na2CO3、NaCl。 故填：Na2CO3+2HCl＝2NaCl+H2O+CO2↑；Na2CO3、NaCl。 实验二：【假设猜想】 猜想1：碳酸钠过量时是NaCl、Na2CO3和NaHCO3 猜想2：碳酸钠和盐酸恰好完全反应时是NaCl、NaHCO3 猜想3：NaCl 猜想4：NaCl和HCl 小明认为猜想3和4明显不合理，理由是整个实验过程无气泡产生，因此溶质中一定含有含有碳元素的物质。 故填：NaCl、NaHCO3；整个实验过程无气泡产生。 【实验探究】 序号 实验操作及实验现象 实验结论 实验1 加入硝酸银溶液，产生白色沉淀 再加入稀硝酸溶液，沉淀不消失，是因为银离子和氯离子结合生成白色沉淀氯化银 溶液中含Cl﹣ 实验2 加入氯化钡溶液，无沉淀产生，说明溶液中不含有碳酸钠 猜想1不成立 实验3 加入稀盐酸，有气泡产生，是因为碳酸氢钠和盐酸反应生成了二氧化碳 猜想2成立 故填：Cl﹣；氯化钡；稀盐酸；气泡。 【点评】本题主要考查物质的性质，解析时要根据各种物质的性质，结合各方面条件进行分析、判断，从而得出正确的结论。 13．为了测定某氧化铁样品中氧化铁的质量分数，某化学小组设计了如图所示装置进行实验。 已知：样品中的杂质不含铁元素，且不溶于水和酸；草酸（H2C2O4）在浓硫酸作用下受热分解生成CO2、CO和H2O，碱石灰主要成分为生石灰与氢氧化钠固体。请回答： 【问题讨论】 （1）进入E中的气体是纯净、干燥的CO，则B、C、D中依次是 _____ （填序号）。 ①浓硫酸②氢氧化钠溶液③澄清石灰水 （2）B中发生反应的化学方程式为 _____ 。 （3）C和G装置的作用分别是 _____ 。 【数据处理】称取样品5.0g，用上述装置进行实验，充分反应后称量F装置，发现比反应前增重3.3g，则样品中氧化铁的质量分数为 _____ 。 【实验反思】 （1）该实验装置有一明显缺陷是 _____ 。 （2）如果没有G装置，则测得的样品中氧化铁的质量分数 _____ （填“偏大”、“偏或“无影响”）。 【迁移应用】试计算，加热分解90t质量分数为20%的草酸溶液，能制得多少一氧化碳？ _____ 。 【答案】 ②③① 2NaOH+CO2═Na2CO3+H2O 检验二氧化碳是否被B装置完全吸收，防止空气中的水蒸气和二氧化碳进入F中 80% 没有处理尾气 偏大 5.6t 【解析】（1）进入E中的气体是纯净、干燥的CO，则B、C、D中依次是氢氧化钠溶液（吸收二氧化碳气体）、澄清石灰水（检验气体中是否含有二氧化碳气体）、浓硫酸（吸收水蒸气）， 故填②③①。 （2）B中氢氧化钠和二氧化碳反应生成碳酸钠和水，故反应的化学方程式写为2NaOH+CO2═Na2CO3+H2O。 （3）C和G装置的作用分别是检验二氧化碳是否被B装置完全吸收，防止空气中的水蒸气和二氧化碳进入F中，故填：检验二氧化碳是否被B装置完全吸收，防止空气中的水蒸气和二氧化碳进入F中。 [数据处理] 解：充分反应后称量F装置，发现比反应前增重3.3g，说明反应生成了3.3g二氧化碳 设氧化铁质量为x， 160：132=x：3.3g x＝4g 则样品中氧化铁的质量分数为：×100%＝80%，故填80%。 [实验反思] （1）该实验装置有一明显缺陷是没有处理尾气，会导致一氧化碳扩散到空气中污染环境, 故填没有处理尾气。 （2）如果没有G装置，会导致空气中的二氧化碳和水蒸气进入F装置，导致二氧化碳质量偏大，则测得的样品中氧化铁的质量分数偏大,故填偏大。 [迁移应用] 解： 设加热分解90t质量分数为20%的草酸溶液，能制得一氧化碳质量为y 90：28=（90t×20％）：y y＝5.6t           答：加热分解90t质量分数为20%的草酸溶液，能制得一氧化碳质量为5.6t。 14．（1）课外小组的同学上网查阅有关金属资料时，看到镁与饱和碳酸氢钠溶液反应能生成一种无色气体和一种白色不溶物。于是产生疑问：产生的气体和白色不溶物是什么物质？在老师的帮助下，他们进行了如下探究。 探究一 ：产生的无色气体是什么物质？ 实验序号 实验操作 实验现象 解释及结论 实验I 用砂纸擦去镁条表面氧化膜，将其放入盛有适量饱和碳酸氢钠溶液的试管中 迅速反应，产生大量气泡和白色不溶物 实验Ⅱ 将实验I中收集到的气体点燃，并在火焰上方罩一干、冷的小烧杯 气体安静燃烧、产生淡蓝色火焰，烧杯内壁有水雾出现。 该气体是________，燃烧的化学方程式为____。 （2）向100克硝酸银溶液中加入m克铝和铜的混合粉末，搅拌，充分反应后过滤、洗涤、干燥，得到16.2克固体，向滤液中滴加稀盐酸，产生白色沉淀，则m的取值范围是_________，滤液的溶质为________（填化学式），写出产生白色沉淀的化学方程式_________。 （3）新型材料纳米级Fe粉具有广泛的用途，它比普通Fe粉更易与氧气反应，请回答下列问题： ①纳米级Fe粉在氧气中能自发燃烧生成黑色固体，此黑色固体的化学式为_________。 ②取纳米级Fe粉样品20g，加入足量的盐酸，生成氢气0.7g。请计算该样品中单质Fe的质量分数__________。（请写出计算过程） 【答案】 氢气 1.35g＜m＜4.8g Al(NO3)3、Cu(NO3)2、AgNO3 Fe3O4 解：设该样品中单质Fe的质量分数为z。 z=98% 答：该样品中单质Fe的质量分数为98%。 【解析】（1）探究一： 实验Ⅱ：将实验I中收集到的气体点燃，并在火焰上方罩一干、冷的小烧杯，气体安静燃烧，产生淡蓝色火焰，烧杯内壁有水雾出现，说明该气体是氢气，氢气燃烧生成水，该反应的化学方程式为：； （2）由于金属活动性：Al＞Cu＞Ag，故向100克硝酸银溶液中加入m克铝和铜的混合粉末，搅拌，铝先与硝酸银反应生成硝酸铝和银，待铝完全反应后，铜与硝酸银反应生成硝酸铜和银，充分反应后过滤、洗涤、干燥，得到16.2克固体，向滤液中滴加稀盐酸，产生白色沉淀，说明硝酸银剩余，铝、铜已经完全反应。 假设混合粉末全部是铝，与硝酸银恰好完全反应，生成了16.2g银，设铝的质量为x。 x=1.35g 假设混合粉末全部是铜，与硝酸银恰好完全反应，生成了16.2g银，设铜的质量为y。 y=4.8g 由于该混合粉末是铝和铜，且硝酸银剩余，故1.35g＜m＜4.8g； 铝与硝酸银反应生成硝酸铝和银，铜与硝酸银反应生成硝酸铜和银，硝酸银剩余，故溶液中的溶质为：Al(NO3)3、Cu(NO3)2、AgNO3； 稀盐酸与硝酸银反应生成氯化银和硝酸，该反应的化学方程式为：； （3）①纳米级Fe粉在氧气中能自发燃烧生成黑色固体四氧化三铁，化学式为：Fe3O4； ②见答案。 15．某化学兴趣小组用如图装置测定空气中氧气的含量。 【实验步骤】 （1）实验前，先检查装置的________性，然后夹紧止水夹，导气管一端放入盛有50mL水的量筒中； （2）将装有白磷的试管浸入热水中，使白磷燃烧； （3）待装置冷却至室温后打开止水夹，观察到量筒中的水回流至试管中，停止回流后，取出导气管，读取剩余水的体积。 【数据分析】 （4）设空气中氧气体积分数为20％，量筒中剩余的水的体积理论为___________mL，实际发现量筒中剩余的水比理论值大很多，可能的原因是___________。 【答案】 气密 24 白磷不足 【解析】（1）实验前，先检查装置的气密性，然后进行后续实验； （2）反应前量筒中的水为50mL，冷却至室温后打开止水夹，量筒中的水回流至试管中，停止回流后，量筒中剩余的水的体积理论应为：50mL-130mL×20%=24mL；实际发现量筒中剩余的水比理论值偏多，可能是因为白磷不足，导致试管中的氧气不能完全反应。 16．根据以下实验方案，“探究参加化学反应前后各物质的质量总和是否相等”，请将你的思考及实验结果写在短线处。 【猜想假设】：猜想1：相等猜想2：______ 【实验探究】： 实验方案 方案一 方案二 实验装置 实验过程 分别将反应物及反应容器放在托盘天平上用砝码平衡 取下烧杯，将铁钉浸到硫酸铜溶液中，观察到的现象是______、溶液由蓝色逐渐变为浅绿色；再将其放回托盘天平，天平的指针______（填“向左”或“向右”或“不”）偏转。 取下烧杯并将其倾斜，使小试管中的盐酸进入烧杯中，充分反应后再放回托盘天平，天平的指针______（填“向左”或“向右”或“不”）偏转。写出该反应的化学方程式______ 【反思评价】 你认为猜想______是错误的，其原因是______。 【答案】 不相等 铁钉表面有红色物质析出 不 向右 2 因反应没有在密闭容器中进行，使生成的二氧化碳气体逸出，再称量时质量减少（只要答出“反应没有在密闭容器中进行”或者“生成的二氧化碳气体逸出”均参照给分） 【解析】猜想假设：该实验的目的是探究参加化学反应前后各物质的质量总和是否相等，故猜想1：相等；猜想2：不相等； 实验探究：方案一：实验过程：铁与硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜，故观察到：铁钉表面有红色物质析出，溶液由蓝色逐渐变为浅绿色； 再将其放回托盘天平，该反应无气体生成，天平的指针不偏转； 方案二：取下烧杯并将其倾斜，使小试管中的盐酸进入烧杯中，充分反应后再放回托盘天平，天平的指针向右偏转，因为碳酸钠与稀盐酸反应生成了氯化钠、二氧化碳和水，二氧化碳是气体，散逸到了空气中，该反应的化学方程式为：； 反思评价：猜想2是错误的，因为反应没有在密闭容器中进行，使生成的二氧化碳气体逸出，再称量时质量减少。 17．碘化钾(KI)是白色固体，保存不当会被氧化为单质碘(I2)而泛黄变质。实验小组为探究碘化钾变质原理，进行如下活动。 【查阅资料】 I．对于碘化钾变质的原理，有两种不同的反应： 甲：4KI+O2+2CO2==2K2CO3+2I2乙：4KI+O2+2X=4KOH+2I2 ⑴请将上述方程式补充完整，X的化学式是_____。 Ⅱ．KOH与NaOH都属于碱，二者的化学性质相似。 【进行实验】实验1：探究变质的原理 取适量碘化钾固体暴露于空气一段时间，观察到固体泛黄。往泛黄的固体中加入足量稀硫酸，产生无色无味的气体，通入澄清石灰水中，澄清石灰水变浑浊。 ⑵实验过程中产生的气体是_____。化学小组认为：据此现象，还不能得出“反应甲是造成碘化钾变质的原因”的结论。理由是_____。 【进行实验】实验2：探究变质的条件 分别取适量KI于燃烧匙中，再分别放入盛有不同物质的集气瓶中，塞紧胶塞，若干天后观察。 实验1 实验2 实验3 实验4 固体变潮，表面变微黄 固体无明显现象 固体变潮，无其他明显现象 固体变潮，表面变黄 【解释与结论】 ⑶对比实验_____（填序号），可以得出KI变质一定与水有关。对比实验_____（填序号），可以得出KI变质一定与氧气有关。 ⑷从上述实验可推知，KI变质的条件是_____。 【提出问题】CO2的作用是什么？ 【进行实验】 分别取10mL同浓度的KI溶液于3支试管中（试管编号1，2，3），再向试管2中通入CO2，向试管3中滴加几滴盐酸，分别用pH试纸测定溶液的pH；几分钟后，观察溶液的颜色。实验现象记录如下： 试管序号 1 2 3 溶液pH pH=8 pH=6 pH=4 溶液颜色 无色 浅黄色 黄色 【解释与结论】 ⑸①pH试纸的使用方法是_____。②CO2在KI变质过程中的作用是_____。 【反思与评价】 ⑹探究KI变质条件时，同学们排除了氮气和稀有气体的影响，其原因是_____。 【拓展应用】 测定实验中使用的盐酸中所含溶质的质量分数。 ⑺向烧杯中加入质量分数为10%的氢氧化钠溶液40g，再逐滴加入该盐酸，用pH计测定滴加过程中溶液的pH值。图2为滴加盐酸的质量与溶液pH的关系图。 ①a点对应的溶液中的溶质为_____（写化学式）。 ②盐酸与氢氧化钠溶液反应是_____（选填“吸热”或“放热”）反应。 请以此次测定的数据，列式计算该盐酸的实际溶质质量分数。_____（写出计算过程） ⑻该盐酸的实际溶质质量分数与标签上标出的溶质质量分数不同的可能原因：_____（不考虑测量误差）。 【答案】 H2O CO2 无法判断K2CO3是按反应甲原理产生，还是按反应乙原理中生成的KOH吸收产生的CO2而产生的 2、4 3、4 水和氧气同时存在 在玻璃片上放一小片pH试纸,用玻璃棒蘸取少量待测液,滴到试纸上,把试纸显示的颜色与标准比色卡比较，读出该溶液的pH值 提供酸性环境，加快KI变质 氮气和稀有气体的化学性质稳定 NaCl、HCl 放热 14.6% 盐酸具有挥发性 【解析】（1）由质量守恒定律：反应前后，原子种类、数目均不变，由反应的化学方程式可知，反应前钾、碘、氧的原子个数分别为4、4、2，反应后钾、碘、氧、氢原子的个数分别为4、4、4、4，根据反应前后原子种类、数目不变，则每个X分子由两个氢原子和一个氧原子组成，X的化学式为H2O； （2）实验过程中产生的气体为二氧化碳，因为二氧化碳可以使澄清石灰水变浑浊，二氧化碳和氢氧化钙反应生成碳酸钙和水； 化学小组认为据此现象，还不能得出“反应甲是造成碘化钾变质的原因”的结论，理由是：反应乙原理中生成的氢氧化钾与空气中的二氧化碳反应生成碳酸钾，通过向其中加入稀硫酸，只能判断固体中含有碳酸钾，无法判断K2CO3是按反应甲原理产生，还是按反应乙原理中生成的KOH吸收产生的CO2而产生的。 （3）根据探究实验条件须遵循单一变量的原则可知，对比实验2和4，可以得出KI变质一定与水有关；对比实验3和4，可以得出KI变质一定与氧气有关； （4）从上述实验可推知，KI变质的条件是：H2O和O2同时存在； （5）①用镊子夹取一小块试纸放在洁净的玻璃片或表面皿上，用玻璃棒蘸取待测溶液点在试纸的中央，变色后与标准比色卡对照，即可确定溶液的pH； ②由试管1、2、3的实验现象可知，KI在酸性环境下容易变质，所以CO2在KI变质过程中的作用是：提供酸性环境，加快碘化钾变质； （6）探究KI变质条件时，同学们排除了氮气和稀有气体的影响，其原因是：氮气和稀有气体化学性质稳定； （7）①pH等于7时盐酸与氢氧化钠恰好完全反应，a点对应的pH小于7，即呈酸性，盐酸过量，所以a点对应的溶液中的溶质为NaCl、HCl； ②盐酸与氢氧化钠溶液反应是放热反应； pH等于7时盐酸与氢氧化钠恰好完全反应，对应的盐酸溶液的质量是25g，设盐酸的质量为x： x=3.65g 盐酸的实际溶质质量分数为 （8）盐酸具有挥发性，是导致盐酸溶液溶质质量分数减少的原因； 18．碱式碳酸铜【Cu2(OH)2CO3】是一种绿色粉末状固体，化学兴趣小组对碱式碳酸铜的制取和受热分解原理展开探究。 资料：Ⅰ.实验室制取原理：，Cu2(OH)2CO3可改写为Cu(OH)2·CuCO3，兼具Cu(OH)2和CuCO3的化学性质，受热生成三种氧化物； Ⅱ.BaCO3、BaSO4均不溶于水； Ⅲ.碱石灰可以吸收水和二氧化碳。 【实验1】制取碱式碳酸铜 用如图装置，控制反应温度为75℃，往Na2CO3溶液中加入适量的CuSO4溶液并不断搅拌，充分反应后过滤、洗涤、干燥得产品。 （1）实验中观察到的现象：产生________和绿色沉淀。 （2）确定沉淀洗涤干净的方法：取最后一次洗液滴加________溶液，若_______，则沉淀已经洗涤干净。 【实验2】探究碱式碳酸铜受热分解原理 在老师的指导下，兴趣小组同学用下图装置（气密性良好，夹持仪器略去）对碱式碳酸铜受热分解展开探究，控制温度为60℃、120℃、180℃、240℃依次加热样品。 （3）实验过程中不断通入空气的目的是_______。 （4）测得装置C、D的质量在实验前和不同温度下加热的变化情况如下表，测得B中剩余固体质量随温度的变化如图所示。 装置 加热前/g 加热后/g 60℃ 120℃ 180℃ 240℃ C 297.1 297.1 298.0 298.0 298.0 D 271.0 271.0 271.0 271.0 273.2 图中x点对应的m=_______；曲线yz段发生反应的化学方程式是______。 （5）若没有A装置，加热后所测C装置增加的质量将________（填“偏大”“偏小”或“不变”）。 （6）结合实验和数据分析，简述碱式碳酸铜受热的分解过程：______。 【答案】 气泡 氯化钡或BaCl2（或其他合理答案） 无沉淀产生或无明显现象 将反应产生的水和二氧化碳全排到装置C、D中 10.2g CuCO3 CuO+CO2↑ 偏大 碱式碳酸铜受热先分解生成水，后分解生成二氧化碳（或其他合理答案） 【解析】（1）已知，，则制取过程中现象为产生气泡和生成绿色沉淀。 （2）硫酸根离子和钡离子反应生成不溶于酸的硫酸钡沉淀，故确定沉淀洗涤干净的方法可以为：取最后一次洗涤液滴加氯化钡溶液，若无沉淀产生或无明显现象，则沉淀已经洗涤干净。 （3）碱式碳酸铜受热分解生成二氧化碳和水蒸气会部分滞留在装置中，实验过程中不断通入空气的目的是将反应产生的水和二氧化碳全排到装置C、D中； （4）装置C中浓硫酸可以吸收生成的水，增加质量为生成水的质量；装置D可以吸收二氧化碳，增加质量为吸收二氧化碳的质量； 已知，Cu2(OH)2CO3可改写为Cu(OH)2·CuCO3，兼具Cu(OH)2和CuCO3的化学性质，受热生成三种氧化物，根据质量守恒可知，Cu(OH)2·CuCO3分解生成氧化铜、水和二氧化碳； 表格数据结合坐标图可知，60℃-120℃装置C质量增加，是Cu(OH)2分解生成水和氧化铜的反应；180℃-240℃装置D质量增加，是CuCO3分解生成二氧化碳和氧化铜的反应； 图中x点对应的物质减少的质量就是生成水的质量，则m=11.1g-（298.0g-297.1g）=10.2g； 曲线yz段发生反应反应为CuCO3分解生成二氧化碳和氧化铜，CuCO3 CuO+CO2↑； （5）装置A会吸收空气中水蒸气和二氧化碳气体，若没有A装置，C装置也会吸收空气中水，导致增加的质量将偏大。 （6）由（4）分析可知，随着温度的升高，碱式碳酸铜受热先分解生成水，后分解生成二氧化碳（或其他合理答案）。 19. 化学是一门以实验为基础的科学，实验是科学探究的重要手段。 （1）完成“探究某种盐的性质”实验，填写下表。 试管序号 甲 乙 丙 实验操作 实验现象 红色溶液 白色沉淀 无色气体 实验结论 该盐是______（选填“NaCl”“Na2CO3”“Na2SO4”），其水溶液呈______性。 实验解释 丙中发生反应的化学方程式：______。 实验计算 全班同学完成试管乙实验，共消耗质量分数为10.4%的BaCl2溶液50g，实验后最多收集到______g白色沉淀。 （2）处理“CO2的实验室制取与检验”实验废液。全班同学完成该实验共产生1000g含HCl废液（固体已除，大理石中杂质未参加反应），不能直接排放。 【实验方案】先测定废液中HCl的质量分数，再用熟石灰处理废液至中性。 【实验操作】 ①称量______NaOH固体，溶解，配制30g5%的NaOH溶液。 ②取100mL小烧杯，倒入20g废液样品，插入pH计测定溶液的pH，向废液样品中逐滴加入5%的NaOH溶液，实验过程中溶液pH变化如图所示。 ③投入______g熟石灰处理剩余废液（写出计算过程）。 【实验反思】 有同学提出也可以根据盐酸具有挥发性直接加热废液除去杂质HCl，并得到CaCl2。写出你的观点及理由： 。 【答案】（1）. Na2CO3 碱 Na2CO3+2HCl=2NaCl+CO2↑+H2O .4.925 （2）1.5g 35.77g 【实验反思】 同意，HCl具有挥发性，蒸发后剩余固体是氯化钙 【解析】 （1）该盐能使酚酞溶液变红，说明溶液显碱性，能和氯化钡生成沉淀，能和稀盐酸生成气体，该盐是碳酸钠，显碱性，丙中碳酸钠和稀盐酸生成氯化钠二氧化碳和水，故填：Na2CO3；碱；Na2CO3+2HCl=2NaCl+CO2↑+H2O。 实验计算： 解：设生成白色沉淀质量为x。 x=4.925g 故填：4.925。 （2）[实验操作] ①配制30g5%的NaOH溶液，需要氢氧化钠30g×5%=1.5g，故填：1.5g。 ③解设20g废液中HCl的质量为y，需要氢氧化钙质量为z。 y=0.73g，HCl质量分数 Z=35.77g [实验反思] 同意，HCl具有挥发性，蒸发后剩余固体是氯化钙，故填：同意，HCl具有挥发性，蒸发后剩余固体是氯化钙。 20. 某班同学在做“某些酸、碱、盐之间是否发生反应”的探究实验时发现，酸碱之间的反应，往往没有明显的现象。那么如何判断酸碱发生了化学反应呢？ 【提出问题】如何判断酸、碱溶液发生了化学反应？ 【实验药品】一定质量分数的稀盐酸、一定质量分数的氢氧化钠溶液(稀)、酚酞溶液、蒸馏水 【实验探究】 （1）甲小组在烧杯中加入50mL氢氧化钠溶液，滴入几滴酚酞溶液，用滴管慢慢滴入稀盐酸，发现_______(填现象)，证明氢氧化钠溶液与稀盐酸发生了化学反应，该反应的化学方程式为_______。 （2）乙小组进行了以下三个实验，并用温度传感器测定实验过程中的温度变化情况，得到了如下图所示的三条曲线。 实验1：50mL稀盐酸与50mL氢氧化钠溶液混合(曲线a)； 实验2：50mL稀盐酸与50mL蒸馏水混合(曲线b)； 实验3：50mL氢氧化钠溶液与50mL蒸馏水混合(曲线c)。 结合实验目的分析，增加实验2、实验3的目的是_______。 对比三条曲线，可以得到如下结论：①氢氧化钠溶液和稀盐酸一定发生了化学反应。②酸碱中和反应是_______反应(填“放热”或“吸热”)。 【交流与反思】 （3）甲小组认为，通过实验探究（2）得出“中和反应是放热反应”的结论不严谨，应该补充_______实验。 【答案】 （1）. 溶液先变为红色，后变为无色 NaOH+HCl=NaCl+H2O （2）.盐酸、氢氧化钠溶液稀释时也会放出少量热，通过对比可证明中和反应放热 放热 （5）. （3）. 一个其他酸和碱发生的中和反应 【解析】 ［实验探究］ （1）甲小组在烧杯中加入50mL氢氧化钠溶液，滴入几滴酚酞溶液，氢氧化钠溶液呈碱性，能使酚酞变红，用滴管慢慢滴入稀盐酸，因为生成的氯化钠呈中性，酚酞在中性时呈无色，所以当氢氧化钠完全反应时，溶液就会由红色变为无色，故整个实验中观察到的现象是：溶液先变为红色，后变为无色，该现象证明氢氧化钠溶液与稀盐酸发生了化学反应。氢氧化钠和盐酸反应生成氯化钠和水，化学方程式为：NaOH+HCl=NaCl+H2O。 （2）乙小组进行了三个实验，并用温度传感器测定实验过程中的温度变化情况，得到了题中所示的三条曲线。 因为实验目的是通过中和反应时放出热量，从而判断酸、碱溶液发生了化学反应，所以增加实验2、实验3的目的是：盐酸、氢氧化钠溶液稀释时也会放出少量热，通过对比可证明中和反应放热。 对比三条曲线可知，实验1中20多秒后溶液的温度达到最高24℃，此时反应结束，而实验2、实验3中最高温度都低于22℃，因此可得到的结论②是：酸碱中和反应是放热反应。 ［交流与反思］ （3）因为氢氧化钠和盐酸反应只是中和反应中的一个，不具有普遍意义，所以通过实验探究（2）得出“中和反应是放热反应”的结论不严谨，应该补充一个其他酸和碱发生的中和反应实验（如稀硫酸和氢氧化钾的反应）。如果通过补充实验也得出反应中放热的结果，就能得出“中和反应是放热反应”的结论。 / 学科网（北京）股份有限公司 $$