专题10 实验评价与反思类综合探究题-2025年中考化学拉分题专练—实验探究

专题10 实验评价与反思类综合探究题 1．是一种常见的盐，同学们对其展开如下探究。 【任务一】了解的制备方法——联合制碱法 (1)联合制碱法又叫“侯氏制碱法”，是由我国重化学工业的开拓者——侯德榜先生发明的。其核心反应有两步。 第一步反应：，该反应中物质X的化学式为 。 第二步反应：，得到纯碱。 通过观察发现，反应生成的在农业上可以作为 使用。 【任务二】探究的化学性质 【实验探究】 (2)实验甲反应的化学方程式为 。 【归纳拓展】 (3)①同学们认为碳酸钠可以与酸、碱、盐类物质发生化学反应。 ②小华同学认为，若在甲实验后所得溶液中滴加硝酸银溶液，发现有白色沉淀则可知稀盐酸有剩余，同学们经过讨论后认为该方案不合理，理由是 。 ③同学们将实验后三支试管中的物质全部倒入一个干净的烧杯中，充分反应后静置，最终观察到烧杯内上层为无色溶液，下层有白色沉淀。联系反应中用到的四种试剂，同学们认为，上层溶液中一定不含有的离子是 （填离子符号）。 【任务三】了解的用途 (4)碳酸钠广泛用于玻璃、造纸、纺织和洗涤剂生产。 小秦同学提出：此类工业生产中易产生含有的碱性工业废水，应该处理后再排放。 你认为甲、乙、丙三个实验中的 （填“甲、乙、丙”序号）实验反应原理不适合处理此类碱性工业废水。 【答案】(1) NaCl 氮肥 (2) (3) NaCl和HCl都能与反应生成白色沉淀 (4)乙 【详解】（1）根据质量守恒定律，化学反应前后原子的种类和个数不变，反应前有氮、氢、碳、氧原子数分别为1、5、1、3，反应后氮、氢、碳、氧、钠、氯原子数分别为1、5、1、3、1、1，则X中含有1个Na、1个Cl，化学式为NaCl； 反应生成的含有氮、磷、钾三种营养元素中的氮元素，在农业上可以作为氮肥使用； （2）实验甲中碳酸钠和稀盐酸反应生成氯化钠、二氧化碳和水，化学方程式为； （3）②实验甲中碳酸钠和稀盐酸反应生成氯化钠、二氧化碳和水，甲实验后所得溶液中一定含有氯化钠； 小华同学认为，若在甲实验后所得溶液中滴加硝酸银溶液，发现有白色沉淀则可知稀盐酸有剩余，该方案不合理，因为NaCl和HCl都能与反应生成白色沉淀，所以说滴加硝酸银溶液，产生白色沉淀，不能说明稀盐酸有剩余； ③甲：碳酸钠和稀盐酸反应生成氯化钠、二氧化碳和水； 乙：氢氧化钙和碳酸钠反应生成碳酸钙沉淀和氢氧化钠； 丙：氯化钙和碳酸钠反应生成碳酸钙沉淀和氯化钠； 同学们将实验后三支试管中的物质全部倒入一个干净的烧杯中，充分反应后静置，最终观察到烧杯内上层为无色溶液，下层有白色沉淀，该白色沉淀为碳酸钙，由于碳酸钙能与稀盐酸反应生成氯化钙、二氧化碳和水，二者不能共存，故上层溶液中一定不含有的离子是氢离子，离子符号表示为； （4）此类工业生产中易产生含有的碱性工业废水，应该处理后再排放，而乙实验的反应原理生成了碱性更强的氢氧化钠，氢氧化钠属于强碱，具有强腐蚀性，不适合处理此类碱性工业废水。 2．全球“双碳”目标提出，氨作为氢的载体，越来越引起全国重视，氨气正在由肥料走向燃料。 I.氨气、氢气都属于清洁能源，其性质对比参数（图1）： 性质参数 氢气 氨气 颜色、气味 无色、无味 无色、刺激性 沸点/℃ -251.77 -33.34 爆炸限值/% 4~75 15~28 水中溶解度 难溶于水 极易溶于水 图1 (1)对比参数分析，你认为氨气替代氢气成为理想燃料的理由有 、 。 (2)将氨气置于空气中发现无法燃烧，而在氧气流中却燃烧起来，说明氨气燃烧与 有关。与NH3相比，甲烷燃料过度使用会造成环境问题。 II.在氨气中添加适量的氢气，进行混合燃烧。科学研究不同当量比下的氨气/氢气/空气的燃烧速度如图2： 【资料卡片】当量比是燃料完全燃烧理论所需要的空气量与实际供给的空气量之比。 (3)分析图中数据发现当量比为 左右，x(NH3)= ，燃烧速度最快。 (4)已知氨气燃烧生成了空气中含量最多的气体，该气体的化学式是 。 III.探究制备氨燃料的方法 【方案1】利用碳酸氢铵制备氦气 【方案2】利用铵盐溶液和碱溶液混合加热制备氨气 【资料卡片】氨气极易溶于水 【方案3】我国科研团队借助一种固体催化剂LDH，在常温、常压和可见光条件下，用氮气和水合成氨气（NH3）的原理如图3所示。 (5)经分析，方案1不合理，理由是 。 (6)利用氯化铵溶液和氢氧化钠溶液混合加热制氨气，反应的化学方程式为：。实验过程中发现此方法制得的氨气量少，可能的原因是 。 (7)经讨论改用铵盐固体和碱固体混合物来提高氨产量（图4），出现 现象证明氨气收集满了。 (8)实验室用纯度为80%，质量为133.75g的氯化铵固体与足量固体碱完全反应，理论上可以制取氨气 g？（假设杂质不参加反应）。（写出计算过程） (9)方案3的反应总方程式是 。 【答案】(1) 氨气沸点高易液化便于运输储存、氨气爆炸限值范围小更安全 氨气具有刺激性气味便于及时察觉氨气泄漏、氨气极易溶于水便于泄漏时处理 (2)氧气浓度 (3) 1.15 40.0% (4)N2 (5)碳酸氢铵分解生成氨气的同时生成了二氧化碳，会导致制备的氨气不纯 (6)生成的氨气极易溶于水，不易逸出 (7)蘸有酚酞试液的棉花变红 (8)解：设用纯度为80%，质量为133.75g的氯化铵固体与足量固体碱完全反应，理论上可以制取氨气的质量为x 故填写：34g。 (9) 【详解】（1）对比参数分析可知，氨气替代氢气成为理想燃料的理由有：氨气沸点高易液化便于运输储存、氨气爆炸限值范围小更安全，故填写：氨气沸点高易液化便于运输储存、氨气爆炸限值范围小更安全； 安全具有刺激性气味便于及时察觉氨气泄漏、氨气极易溶于水便于泄漏时处理，故填写：氨气具有刺激性气味便于及时察觉氨气泄漏、氨气极易溶于水便于泄漏时处理。 （2）将氨气置于空气中发现无法燃烧，而在氧气流中却燃烧起来，说明氨气燃烧与氧气浓度有关，故填写：氧气浓度。 （3）分析图中数据发现当量比为1.15左右，x(NH3)= 40.0%时，燃烧速度最快，故填写：1.15； 分析图中数据发现当量比为1.15左右，x(NH3)= 40.0%时，燃烧速度最快，故填写：40%。 （4）氨气燃烧生成了空气中含量最多的气体，则该气体为氮气，其化学式是N2，故填写：N2。 （5）方案1：利用碳酸氢铵制备氨气不合理，是因为碳酸氢铵分解生成氨气的同时生成了二氧化碳，会导致制备的氨气不纯，故填写：碳酸氢铵分解生成氨气的同时生成了二氧化碳，会导致制备的氨气不纯。 （6）实验过程中发现此方法制得的氨气量少，是因为生成的氨气极易溶于水，不易逸出，故填写：生成的氨气极易溶于水，不易逸出。 （7）氨气遇水形成氨水，氨水显碱性能使无色酚酞溶液变红，因此用图3的方法制备并收集氨气，当观察到试管口蘸有酚酞试液的棉花变红，则说明氨气已收集满，故填写：蘸有酚酞试液的棉花变红。 （8）详解见答案。 （9）我国科研团队借助一种固体催化剂LDH，在常温、常压和可见光条件下，用氮气和水合成氨气（NH3），由微观示意图可知，反应物为氮气和水，生成物为氨气和氧气，因此该反应的化学方程式为：，故填写：。 3．某班同学用氢氧化钠溶液和稀硫酸进行中和反应实验。 (1)甲同学在烧杯中加入约氢氧化钠溶液，滴入几滴无色酚酞溶液，此时溶液呈 色。接着用滴管滴入一定量的稀硫酸，再用玻璃棒搅拌，发现溶液变为无色，该反应的化学方程式为 。 (2)甲、乙、丙同学对反应后溶液中的溶质成分进行探究。 【提出问题】反应后溶液中的溶质是什么？ 猜想一：只有； 猜想二： ； 猜想三：有和 以上猜想中，直接可以排除的是 ，理由： 。 【实验探究】 为了验证另外两种猜想，甲、乙、丙同学设计如下实验方案： 实验操作 实验现象 实验结论 甲同学方案 取少量反应后的溶液于试管中，向试管中滴加溶液 有白色沉淀产生 猜想二成立 乙同学方案 取少量反应后的溶液于试管中，向试管中加入 有气泡产生 猜想二成立 丙同学方案 取少量反应后的溶液于试管中，向试管中加入生锈的铁钉 猜想二成立 老师认为甲同学方案不合理，你认为理由是 。 【答案】(1) 红 2NaOH+H2SO4=Na2SO4+2H2O (2) Na2SO4、H2SO4 三 存在氢氧化钠时，溶液会是红色 碳酸钠溶液/金属铁（合理即可） 铁锈溶解，溶液变为黄色 有产物中一定存在硫酸钠，无论是否有稀硫酸加入氯化钡均会产生白色沉淀 【详解】（1）酚酞遇碱性溶液会变为红色，遇酸性、中性溶液不变色，仍保持无色 ，氢氧化钠溶液显碱性；甲同学在烧杯中加入约5mL氢氧化钠溶液，滴入几滴无色酚酞溶液，此时溶液呈红色，接着用滴管滴入一定量的稀硫酸，再用玻璃棒搅拌，发现溶液变为无色，稀硫酸和氢氧化钠反应生成硫酸钠和水，该反应的化学方程式为：2NaOH+H2SO4=Na2SO4+2H2O； （2）[猜想与假设] 稀硫酸与氢氧化钠反应，生成硫酸钠和水，则剩余溶液中一定存在生成物硫酸钠（Na2SO4），硫酸过量时，溶液还会有稀硫酸（H2SO4），氢氧化钠过量时，溶液还会有氢氧化钠（NaOH），结合猜想一、三可知，猜想二为：Na2SO4和H2SO4； 滴加稀硫酸后红色变为无色，则溶液一定不呈碱性，所以不存在氢氧化钠过量的情况；猜想三直接排除，因为有氢氧化钠时，溶液会是红色； [实验探究] 硫酸能与碳酸钠溶液反应生成硫酸钠、水和二氧化碳，与铁反应生成硫酸亚铁和氢气，乙同学的方案：实验现象为有气泡产生，则乙加入的物质可与稀硫酸反应并产生气体，可以是碳酸钠溶液、金属铁等（合理即可）； 丙同学的方案：取少量反应后的溶液于试管中，向试管中加入生锈的铁钉，若猜想二成立则会发生的反应是稀硫酸与氧化铁反应生成硫酸铁和水，则可观察到的现象为铁锈溶解，溶液变为黄色。 甲同学方案不合理，因为产物中一定存在硫酸钠，无论是否有稀硫酸加入氯化钡均会产生白色沉淀，所以甲的方案不能证明猜想二成立。 4．化学兴趣小组在实验室用氯酸钾和二氧化锰混合加热制取氧气 。某次实验时偶然发现制得的气体有刺激性气味，这一现象引起了同学们的兴趣，于是在老师的指导下对该气体成分进行探究。 （提出问题）氯酸钾与二氧化锰混合加热后产生的气体成分是什么？ （查阅资料） ①氯酸钾与二氧化锰混合加热产生的气体只以单质形式存在； ②氯气（Cl2）是有刺激性气味的气体，能溶于水、与水反应，能使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝。 （猜想假设） (1)猜想一：该气体为 O2 ； 猜想二：该气体为 ； 猜想三：该气体为 O2 和 Cl2 的混合物； （实验探究） (2) 序号 实验操作 实验现象 实验结论 方案一 用排水法收集A、B两瓶气体， 将带火星的木条伸入A瓶中， 将湿润的淀粉碘化钾试纸伸人B瓶中 A瓶中带火星的木条复燃， B瓶中湿润的淀粉碘化钾试纸不变色 猜想一成立 方案二 向上排空气法收集甲、乙两瓶气体， 将带火星的木条伸入甲瓶， 湿润的淀粉碘化钾试纸伸入乙瓶。 甲瓶中带火星的木条 ，乙瓶中湿润的淀粉碘化钾试纸变为 色 猜想三成立 （反思评价）为什么两种方案得出的结论不一致？哪个是正确的？ (3)同学：方案Ⅰ结论不正确，其操作不合理，不合理之处是 。 (4)老师：不需要进行实验，就能排除猜想一，理由是 。 【拓展应用】 (5)实验结束后，该组同学准备回收固体剩余物中的不溶物二氧化锰，实验的主要步骤为： ①溶解 ② ③洗涤干燥。步骤②中玻璃棒的作用是 。 【拓展延伸】 (6)许多的化学反应有主反应，也有副反应。用氯酸钾和二氧化锰混合加热主反应是制取氧气，副反应是氯酸钾和二氧化锰在加热条件下相互发生反应，生成锰酸钾(K2MnO4)和2种气体物质，写出反应的符号表达式 。 【答案】(1)Cl2 (2) 复燃 蓝 (3)用排水法收集气体，氯气能溶于水且与水反应，会导致收集到的气体中氯气含量极少甚至没有，无法检验出氯气，使结论不准确 (4)氧气是无色无味的气体，而制得的气体有刺激性气味，所以该气体不可能只是氧气 (5) 过滤 引流 (6) 【详解】（1）根据已知，氯气（Cl2）是有刺激性气味的气体，猜想一：该气体为 O2 ；猜想三：该气体为 O2 和 Cl2 的混合物，则猜想二：该气体是 Cl2 ​。 （2）方案二结论是猜想三成立，即气体为 O2 和 Cl2 ​的混合物 ，氧气能使带火星木条复燃，氯气能使湿润淀粉碘化钾试纸变蓝，所以甲瓶中带火星木条复燃，乙瓶中试纸变蓝。 （3）方案Ⅰ结论不正确，其操作不合理，不合理之处是：用排水法收集气体，氯气能溶于水且与水反应，会导致收集到的气体中氯气含量极少甚至没有，无法检验出氯气，使结论不准确。 （4）氧气是无色无味的气体，而制得的气体有刺激性气味，所以该气体不可能只是氧气。 （5）回收二氧化锰，先溶解，再通过过滤分离出二氧化锰固体，最后洗涤干燥 ，过滤时玻璃棒起引流作用。 （6）氯酸钾（KClO3）和二氧化锰（MnO2）在加热条件下相互发生反应，生成锰酸钾(K2MnO4)和2种气体物质，根据实验结果可知这两种气体是 Cl2、O2 ，该反应的符号表达式为。 5．M是生活中常见的金属，MSO4溶液是无色液体，某化学兴趣小组的同学欲探究M与铜、铝的活动性顺序，请你和他们一起进行以下探究活动。 【提出问题】M、铜、铝的金属活动性顺序是怎样的？ 【实验1】 (1)取粗细相同的M丝、铜丝、铝丝分别放入盛有等体积、等浓度稀盐酸的3支试管中，进行如表所示的实验。 实验操作 M丝插入试管①中 铜丝插入试管②中 铝丝插入试管③中 根据现象得出金属活动性顺序 刚开始的现象 有少量气泡产生 无气泡 无气泡 M＞Cu，M＞Al 几分钟后的现象 有少量气泡产生 无气泡 有大量气泡产生 【讨论交流】为什么同一个实验得出了两种结论呢？同学们带着这个疑问查阅了相关资料，明白了铝丝在稀盐酸中短时间内无气泡，是因为铝表而致密的氧化膜会先与盐酸反应。 【反思评价】 (2)做金属性质实验时需将金属进行打磨，打磨的目的是 。 【实验2】为进一步确认M、铝、铜这三种金属的活动性顺序，取粗细相同、打磨干净的M丝、铝丝及相关溶液，进行如图所示实验，得出金属活动性顺序：Al＞M＞Cu。 (3)乙中观察到的现象是 。 (4)同学们经讨论后认为实验2可以优化，去掉 (填编号)实验，也能得出正确的结论。 【拓展迁移】 (5)为验证锌、铜、银三种金属的活动性顺序，设计了下列四种方案，其中不合理的是______(填字母)。 A．锌、CuSO4溶液、银 B．ZnSO4溶液、铜、银 C．ZnSO4溶液、铜、AgNO3溶液 D．锌、铜、稀盐酸、AgNO3溶液 【答案】(1)Al＞M＞Cu (2)除去金属表面的氧化物薄膜 (3)M丝上有红色固体析出，溶液的蓝色逐渐褪去 (4)丙 (5)B 【详解】（1）铜丝插入稀盐酸中，无气泡，说明铜和稀盐酸不反应，说明在金属活动性顺序里，铜排在氢后，铝丝和M丝插入等体积、等浓度稀盐酸中，几分钟后，M丝有少量气泡产生，铝丝有大量气泡产生，说明在金属活动性顺序里，铝、M均排在氢前，且铝比M活泼，故三种金属的活动性顺序为：Al＞M＞Cu； （2）做金属性质实验时需将金属进行打磨，打磨的目的是除去金属表面的氧化物薄膜，防止影响实验； （3）M比铜活泼，则乙中M能与硫酸铜反应生成铜，故现象是：M丝上有红色固体析出，溶液的蓝色逐渐褪去； （4）实验甲中铝能与MSO4反应，说明铝比M活泼，实验乙中M能与硫酸铜反应，有红色固体析出，说明M比铜活泼，实验丙中铝能与硫酸铜反应生成硫酸铝和铜，有红色固体析出，说明铝比铜活泼，故通过甲、乙实验即可得出三种金属的活动性顺序，可以去掉丙实验； （5）A、锌能与硫酸铜反应生成硫酸锌和铜，有红色固体析出，说明锌比铜活泼，银和硫酸铜不反应，无明显现象，说明铜比银活泼，可以得出三种金属的活动性顺序，不符合题意； B、铜、银均与硫酸锌不反应，均无明显现象，说明锌比铜、银活泼，但是无法探究铜、银的金属活动性顺序，符合题意； C、铜与硫酸锌不反应，无明显现象，说明锌比铜活泼，铜能与硝酸银反应生成硝酸铜和银，有银白色固体析出，说明铜比银活泼，可以得出三种金属的活动性顺序，不符合题意； D、锌能与稀盐酸反应生成氯化锌和氢气，产生气泡，铜和稀盐酸不反应，无明显现象，说明在金属活动性顺序里，锌排在氢前，铜排在氢后，说明锌比铜活泼，铜能与硝酸银反应生成硝酸铜和银，有银白色固体析出，说明铜比银活泼，可以得出三种金属的活动性顺序，不符合题意。 故选B。 6．化学兴趣小组在实验室用氯酸钾和二氧化锰混合加热制取氧气，实验时偶然发现制得的气体有刺激性气味，这一现象引起了同学们的兴趣，于是在老师的指导下对该气体成分进行探究。 【提出问题】氯酸钾与二氧化锰混合加热后产生的气体成分是什么？ 【查阅资料】氯气（Cl2）是一种有刺激性气味的气体，能溶于水，能使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝。 【猜想假设】 (1)猜想一：该气体为O2；猜想二：该气体为Cl2；猜想三： 。 【实验探究】 (2)请完成下列表格。 序号 实验操作 实验现象 实验结论 方案Ⅰ 用排水法收集两瓶气体，分别标号A、B，将带火星的木条伸入A瓶气体中，湿润的淀粉碘化钾试纸伸入B瓶气体中。 木条复燃，淀粉碘化钾试纸不变色。 猜想 成立。 方案Ⅱ 向上排空气法收集两瓶气体，分别标号A、B，将带火星的木条伸入A瓶气体中，湿润的淀粉碘化钾试纸伸入B瓶气体中。 木条 ，淀粉碘钾试纸 。 猜想三成立。 【反思评价】 (3)同学：方案Ⅰ的操作有不合理的地方，不合理之处是 。 (4)老师：不需要另外进行实验操作，就能排除猜想一，理由是 。 【实验结论】猜想三成立。 【拓展应用】 (5)若取氯酸钾（m克）和二氧化锰混合加热后的固体，加入足量水溶解、过滤，滤液呈现紫红色。通过分析大家一致认为二氧化锰参与了该化学反应过程，则结合上述实验结论，该反应得到的氧气质量 （填“大于”、“小于”）单独分解m克氯酸钾产生氧气的质量。 【答案】(1)该气体为O2和Cl2的混合物 (2) 一 复燃 变蓝 (3)利用排水法收集 (4)氧气是无味的气体 (5)小于 【详解】（1）根据质量守恒定律，化学反应前后，元素的种类不变，反应物中含K、Cl、O、Mn，故生成的气体可能为氯气，也可能为氧气，也可能为氧气和氯气的混合物，故猜想三：该气体为O2和Cl2的混合物； （2）根据现象带火星的木条复燃，淀粉碘化钾试纸不变色，气体中有氧气无氯气，故猜想一成立；若猜想三成立，则气体同时含有氧气和氯气，故现象为：带火星的木条复燃，淀粉碘化钾试纸变蓝； （3）方案I用排水法收集，而氯气能溶于水，会导致氯气溶于水不能被检测到，故填：氯气能溶于水，用排水法收集会影响实验； （4）气体有刺激性气味，氧气无色无味，不可能是纯氧气，故填：氧气是无味气体； （5）若取氯酸钾(m克)和二氧化锰混合加热后的固体，加入足量水溶解、过滤，滤液呈现紫红色(反应生成了高锰酸钾)。通过分析大家一致认为二氧化锰参与了该化学反应过程，则结合上述实验结论，氯酸钾和二氧化锰反应生成一种固体(高锰酸钾)和两种气体(氯气和氧气)，该反应得到的氧气质量小于单独分解m克氯酸钾产生氧气的质量，是因为单独分解m克氯酸钾时，氧元素完全转化到氧气中，而氯酸钾和二氧化锰反应生成高锰酸钾、氯气和氧气时，氯酸钾中的部分氧元素转化到氧气中，故填小于。 7．某兴趣小组1在实验室用氯酸钾和二氧化锰混合加热制取氧气，该反应的文字表达式为 。某次实验时偶然发现制得的气体有刺激性气味，这一现象引起了同学们的兴趣，于是在老师的指导下对该气体成分进行探究。 【提出问题】氯酸钾与二氧化锰混合加热后产生的气体成分是什么？ 【查阅资料】 ①氯酸钾与二氧化锰混合加热产生的气体只由一种元素组成； ②氯气（Cl2）是有刺激性气味的气体，能溶于水，能使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝。 【销想假设】 猜想一：该气体为氧气（O2）； 猜想二：该气体为 。 猜想三：该气体为氧气（O2）和氯气（Cl2）的混合物。 【实验探究】 序号 操作 现象 结论 方案I 用排水集气法收集甲、乙两瓶气体，将带火星的木条伸入甲瓶，湿润的淀粉碘化钾试纸伸入乙瓶。 木条复燃，淀粉碘化钾试纸不变色 猜想 成立 方案II 向上排空气法收集甲、乙两瓶气体，将带火星的木条伸入甲瓶，湿润的淀粉碘化钾试纸伸入乙瓶。 木条复燃，淀粉碘化钾试纸为 色 猜想三成立 【反思评价】为什么两种方案得出的结论不一致？哪个是正确的？ ①同学：方案I结论不正确，其操作不合理，不合理之处是用排水法收集气体。 ②老师：不需要进行实验，就能排除猜想一，理由是 。 总结：猜想三成立。 【答案】 氯气/Cl2 一 蓝 O2无刺激性气味，收集到的气体有刺激性气味 【详解】氯酸钾在二氧化锰催化作用下伸入分解生成氯化钾和氧气，该反应的文字表达式：氯酸钾氯化钾+氧气； [猜想假设]猜想一：该气体为O2。猜想二：该气体为Cl2。猜想三：该气体为O2和Cl2的混合物。故答案为：Cl2。 [实验探究]方案I：用排水集气法收集甲、乙两瓶气体，将带火星的木条伸入甲瓶，木条复燃，说明是氧气；湿润的淀粉碘化钾试纸伸入乙瓶，淀粉碘化钾试纸不变色，说明不是氯气，则猜想一成立； 方案II：猜想三成立，说明有氧气和氯气；则带火星的木条伸入甲瓶中复燃；湿润的淀粉碘化钾试纸伸入乙瓶，试纸变蓝，因为氯气能使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝； [反思评价]②老师：不需要进行实验，就能排除猜想一，理由是O2无刺激性气味，收集到的体有刺激性气味。 8．近几年，我县加大了对于空气质量的监测和治理，空气质量良好，与之前空气质量状况相比，空气中二氧化硫的含量明显降低，据调查空气中二氧化硫产生的主要原因是大量燃烧含硫量高的煤及机动车排放的尾气所造成的。 【提出问题】煤中是否含有硫元素和碳元素？ 【查阅资料】 (1)①二氧化硫能使高锰酸钾溶液褪色（由紫红色变为无色），该反应的化学方程式为 ，其中X的化学式为 。 ②二氧化碳、二氧化硫都能使液清石灰水变浑浊，请写出二氧化碳与澄清石灰水反应的化学方程式 ，根据上述资料，甲、乙同学进行了如下实验探究； 【实验探究】 (2)甲同学进行了如图1所示A、B两步实验，观察到的实验现象：A中 ，B中澄清石灰水变浑浊； 得出结论：煤燃烧生成二氧化硫和二氧化碳，证明煤中含有硫元素和碳元素。 (3)乙同学认为甲同学的方案不合理，理由是 。 他进行了如图2所示实验（夹持装置略去）： 【结论与反思】 (4)如图2中C装置的作用是 。 (5)乙同学的实验中，证明煤中含有硫元素和碳元素的现象是：B中溶液褪色，C中 ，D中澄清石灰水变浑浊。 【答案】(1) H2O (2)高锰酸钾溶液褪色 (3)二氧化硫也会使澄清石灰水变浑浊，无法证明煤中含有碳元素 (4)排除二氧化硫的干扰 (5)C中溶液不褪色 【详解】（1）①反应前后原子的种类和个数不变，等号右边有2个钾原子、2个锰原子、5个硫原子、4个氢原子核20个氧原子，等号右边除2X外，有2个钾原子、2个锰原子、5个硫原子核18个氧原子，则2X中含有4个氢原子和2个氧原子，则X的化学式为H2O。 ②二氧化碳能与石灰水中的氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水，反应的化学方程式为。 （2）由于结论时煤燃烧生成了二氧化硫和二氧化碳，而二氧化硫能使高锰酸钾溶液褪色，则A中现象为高锰酸钾溶液褪色。 （3）二氧化硫也会使澄清石灰水变浑浊，则无法证明产物中含有二氧化碳，则无法证明煤中含有碳元素。 （4）二氧化锰能与高锰酸钾溶液反应，则C装置的作用是排除二氧化硫的干扰。 （5）若结论为煤中含有硫元素和碳元素，则现象为B中溶液褪色，C中溶液不变色，D中澄清石灰水变浑浊。 9．化学调研小组的同学用氢氧化钠和稀盐酸探究中和反应，请你参与以下探究： (1)甲组同学取少量的氢氧化钠溶液于烧杯中，用酸度计测得该溶液的pH，同时插入一支温度计，测量溶液的温度（如图1）。用胶头滴管吸取稀盐酸，逐滴加入盛有氢氧化钠溶液的烧杯中，边滴加边搅拌。此时可观察到的现象是酸度计上显示的数据逐渐 （填“增大”“减小”或“不变”），温度计上显示的数据逐渐升高，由此可知，酸和碱的中和反应属于 （填“吸热”或“放热”）反应。 (2)乙组的同学改用固体氢氧化钠与稀盐酸反应来探究中和反应中能量的变化情况，你认为该方案 （填“合理”或“不合理”），原因是 。 (3)丙组同学用另外一瓶氢氧化钠溶液进行实验时，当往烧杯中滴加稀盐酸时，发现有少量的气泡冒出，小组同学根据这一现象进行讨论，一致认为其原因可能是氢氧化钠溶液已经变质，原因是 （写化学方程式）。 (4)丁组同学借助酚酞试液来判断氢氧化钠溶液与稀盐酸发生中和反应时，在烧杯中加入氢氧化钠溶液后，滴几滴酚酞溶液，然后加入一定量稀盐酸，最后溶液为无色。小金认为溶液显中性。小东认为不一定，小东同学设计以下实验进行了验证，结果否定小金的结论： 实验步骤 实验现象 结论 (5)戊组同学对本地化工厂排放废水中的盐酸含量进行了测定。取废水50 g，用质量分数为20%的氢氧化钠溶液进行中和，如图2所示。请你计算废水中盐酸的溶质质量分数 。（写出具体的计算过程） 【答案】(1) 减小 放热 (2) 不合理 固体氢氧化钠溶于水会放出热量 (3)CO2＋2NaOH=Na2CO3＋H2O (4) 取少量反应后的溶液于试管中，滴加几滴紫色的石蕊试液 石蕊试液变红色 溶液显酸性 (5) 7.3%。 【详解】（1）PH＞7溶液呈碱性，PH＜7溶液呈酸性，开始溶液为碱性，加入盐酸后碱性减弱，pH减小，所以酸度计上显示的数据逐渐减小。温度计上显示的数据逐渐升高，说明放出热量，酸和碱的中和反应属于放热反应。 （2）固体氢氧化钠溶于水会放出热量，无法判断氢氧化钠和盐酸反应是否放热，所有不合理。 （3）氢氧化钠变质是因为氢氧化钠和空气中的二氧化碳反应生成碳酸钠和水，化学方程式为CO2＋2NaOH=Na2CO3＋H2O。 （4）酚酞溶液遇中性溶液和酸性溶液都是无色，所以溶液可能为中性也可能为酸性。可根据酸的通性来进行验证。如稀盐酸可使紫色石蕊溶液变红，如紫色石蕊变红可得出溶液显酸性的结论，可否定小金溶液显中性的结论。可设计实验如下： 实验步骤 实验现象 结论 取少量反应后的溶液于试管中，滴加几滴紫色的石蕊试液 石蕊试液变红色 溶液显酸性 （5）解∶设废水中盐酸的溶质质量分数x x＝7.3% 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！1 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题10 实验评价与反思类综合探究题 1．是一种常见的盐，同学们对其展开如下探究。 【任务一】了解的制备方法——联合制碱法 (1)联合制碱法又叫“侯氏制碱法”，是由我国重化学工业的开拓者——侯德榜先生发明的。其核心反应有两步。 第一步反应：，该反应中物质X的化学式为 。 第二步反应：，得到纯碱。 通过观察发现，反应生成的在农业上可以作为 使用。 【任务二】探究的化学性质 【实验探究】 (2)实验甲反应的化学方程式为 。 【归纳拓展】 (3)①同学们认为碳酸钠可以与酸、碱、盐类物质发生化学反应。 ②小华同学认为，若在甲实验后所得溶液中滴加硝酸银溶液，发现有白色沉淀则可知稀盐酸有剩余，同学们经过讨论后认为该方案不合理，理由是 。 ③同学们将实验后三支试管中的物质全部倒入一个干净的烧杯中，充分反应后静置，最终观察到烧杯内上层为无色溶液，下层有白色沉淀。联系反应中用到的四种试剂，同学们认为，上层溶液中一定不含有的离子是 （填离子符号）。 【任务三】了解的用途 (4)碳酸钠广泛用于玻璃、造纸、纺织和洗涤剂生产。 小秦同学提出：此类工业生产中易产生含有的碱性工业废水，应该处理后再排放。 你认为甲、乙、丙三个实验中的 （填“甲、乙、丙”序号）实验反应原理不适合处理此类碱性工业废水。 2．全球“双碳”目标提出，氨作为氢的载体，越来越引起全国重视，氨气正在由肥料走向燃料。 I.氨气、氢气都属于清洁能源，其性质对比参数（图1）： 性质参数 氢气 氨气 颜色、气味 无色、无味 无色、刺激性 沸点/℃ -251.77 -33.34 爆炸限值/% 4~75 15~28 水中溶解度 难溶于水 极易溶于水 图1 (1)对比参数分析，你认为氨气替代氢气成为理想燃料的理由有 、 。 (2)将氨气置于空气中发现无法燃烧，而在氧气流中却燃烧起来，说明氨气燃烧与 有关。与NH3相比，甲烷燃料过度使用会造成环境问题。 II.在氨气中添加适量的氢气，进行混合燃烧。科学研究不同当量比下的氨气/氢气/空气的燃烧速度如图2： 【资料卡片】当量比是燃料完全燃烧理论所需要的空气量与实际供给的空气量之比。 (3)分析图中数据发现当量比为 左右，x(NH3)= ，燃烧速度最快。 (4)已知氨气燃烧生成了空气中含量最多的气体，该气体的化学式是 。 III.探究制备氨燃料的方法 【方案1】利用碳酸氢铵制备氦气 【方案2】利用铵盐溶液和碱溶液混合加热制备氨气 【资料卡片】氨气极易溶于水 【方案3】我国科研团队借助一种固体催化剂LDH，在常温、常压和可见光条件下，用氮气和水合成氨气（NH3）的原理如图3所示。 (5)经分析，方案1不合理，理由是 。 (6)利用氯化铵溶液和氢氧化钠溶液混合加热制氨气，反应的化学方程式为：。实验过程中发现此方法制得的氨气量少，可能的原因是 。 (7)经讨论改用铵盐固体和碱固体混合物来提高氨产量（图4），出现 现象证明氨气收集满了。 (8)实验室用纯度为80%，质量为133.75g的氯化铵固体与足量固体碱完全反应，理论上可以制取氨气 g？（假设杂质不参加反应）。（写出计算过程） (9)方案3的反应总方程式是 。 3．某班同学用氢氧化钠溶液和稀硫酸进行中和反应实验。 (1)甲同学在烧杯中加入约氢氧化钠溶液，滴入几滴无色酚酞溶液，此时溶液呈 色。接着用滴管滴入一定量的稀硫酸，再用玻璃棒搅拌，发现溶液变为无色，该反应的化学方程式为 。 (2)甲、乙、丙同学对反应后溶液中的溶质成分进行探究。 【提出问题】反应后溶液中的溶质是什么？ 猜想一：只有； 猜想二： ； 猜想三：有和 以上猜想中，直接可以排除的是 ，理由： 。 【实验探究】 为了验证另外两种猜想，甲、乙、丙同学设计如下实验方案： 实验操作 实验现象 实验结论 甲同学方案 取少量反应后的溶液于试管中，向试管中滴加溶液 有白色沉淀产生 猜想二成立 乙同学方案 取少量反应后的溶液于试管中，向试管中加入 有气泡产生 猜想二成立 丙同学方案 取少量反应后的溶液于试管中，向试管中加入生锈的铁钉 猜想二成立 老师认为甲同学方案不合理，你认为理由是 。 4．化学兴趣小组在实验室用氯酸钾和二氧化锰混合加热制取氧气 。某次实验时偶然发现制得的气体有刺激性气味，这一现象引起了同学们的兴趣，于是在老师的指导下对该气体成分进行探究。 （提出问题）氯酸钾与二氧化锰混合加热后产生的气体成分是什么？ （查阅资料） ①氯酸钾与二氧化锰混合加热产生的气体只以单质形式存在； ②氯气（Cl2）是有刺激性气味的气体，能溶于水、与水反应，能使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝。 （猜想假设） (1)猜想一：该气体为 O2 ； 猜想二：该气体为 ； 猜想三：该气体为 O2 和 Cl2 的混合物； （实验探究） (2) 序号 实验操作 实验现象 实验结论 方案一 用排水法收集A、B两瓶气体， 将带火星的木条伸入A瓶中， 将湿润的淀粉碘化钾试纸伸人B瓶中 A瓶中带火星的木条复燃， B瓶中湿润的淀粉碘化钾试纸不变色 猜想一成立 方案二 向上排空气法收集甲、乙两瓶气体， 将带火星的木条伸入甲瓶， 湿润的淀粉碘化钾试纸伸入乙瓶。 甲瓶中带火星的木条 ，乙瓶中湿润的淀粉碘化钾试纸变为 色 猜想三成立 （反思评价）为什么两种方案得出的结论不一致？哪个是正确的？ (3)同学：方案Ⅰ结论不正确，其操作不合理，不合理之处是 。 (4)老师：不需要进行实验，就能排除猜想一，理由是 。 【拓展应用】 (5)实验结束后，该组同学准备回收固体剩余物中的不溶物二氧化锰，实验的主要步骤为： ①溶解 ② ③洗涤干燥。步骤②中玻璃棒的作用是 。 【拓展延伸】 (6)许多的化学反应有主反应，也有副反应。用氯酸钾和二氧化锰混合加热主反应是制取氧气，副反应是氯酸钾和二氧化锰在加热条件下相互发生反应，生成锰酸钾(K2MnO4)和2种气体物质，写出反应的符号表达式 。 5．M是生活中常见的金属，MSO4溶液是无色液体，某化学兴趣小组的同学欲探究M与铜、铝的活动性顺序，请你和他们一起进行以下探究活动。 【提出问题】M、铜、铝的金属活动性顺序是怎样的？ 【实验1】 (1)取粗细相同的M丝、铜丝、铝丝分别放入盛有等体积、等浓度稀盐酸的3支试管中，进行如表所示的实验。 实验操作 M丝插入试管①中 铜丝插入试管②中 铝丝插入试管③中 根据现象得出金属活动性顺序 刚开始的现象 有少量气泡产生 无气泡 无气泡 M＞Cu，M＞Al 几分钟后的现象 有少量气泡产生 无气泡 有大量气泡产生 【讨论交流】为什么同一个实验得出了两种结论呢？同学们带着这个疑问查阅了相关资料，明白了铝丝在稀盐酸中短时间内无气泡，是因为铝表而致密的氧化膜会先与盐酸反应。 【反思评价】 (2)做金属性质实验时需将金属进行打磨，打磨的目的是 。 【实验2】为进一步确认M、铝、铜这三种金属的活动性顺序，取粗细相同、打磨干净的M丝、铝丝及相关溶液，进行如图所示实验，得出金属活动性顺序：Al＞M＞Cu。 (3)乙中观察到的现象是 。 (4)同学们经讨论后认为实验2可以优化，去掉 (填编号)实验，也能得出正确的结论。 【拓展迁移】 (5)为验证锌、铜、银三种金属的活动性顺序，设计了下列四种方案，其中不合理的是______(填字母)。 A．锌、CuSO4溶液、银 B．ZnSO4溶液、铜、银 C．ZnSO4溶液、铜、AgNO3溶液 D．锌、铜、稀盐酸、AgNO3溶液 6．化学兴趣小组在实验室用氯酸钾和二氧化锰混合加热制取氧气，实验时偶然发现制得的气体有刺激性气味，这一现象引起了同学们的兴趣，于是在老师的指导下对该气体成分进行探究。 【提出问题】氯酸钾与二氧化锰混合加热后产生的气体成分是什么？ 【查阅资料】氯气（Cl2）是一种有刺激性气味的气体，能溶于水，能使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝。 【猜想假设】 (1)猜想一：该气体为O2；猜想二：该气体为Cl2；猜想三： 。 【实验探究】 (2)请完成下列表格。 序号 实验操作 实验现象 实验结论 方案Ⅰ 用排水法收集两瓶气体，分别标号A、B，将带火星的木条伸入A瓶气体中，湿润的淀粉碘化钾试纸伸入B瓶气体中。 木条复燃，淀粉碘化钾试纸不变色。 猜想 成立。 方案Ⅱ 向上排空气法收集两瓶气体，分别标号A、B，将带火星的木条伸入A瓶气体中，湿润的淀粉碘化钾试纸伸入B瓶气体中。 木条 ，淀粉碘钾试纸 。 猜想三成立。 【反思评价】 (3)同学：方案Ⅰ的操作有不合理的地方，不合理之处是 。 (4)老师：不需要另外进行实验操作，就能排除猜想一，理由是 。 【实验结论】猜想三成立。 【拓展应用】 (5)若取氯酸钾（m克）和二氧化锰混合加热后的固体，加入足量水溶解、过滤，滤液呈现紫红色。通过分析大家一致认为二氧化锰参与了该化学反应过程，则结合上述实验结论，该反应得到的氧气质量 （填“大于”、“小于”）单独分解m克氯酸钾产生氧气的质量。 7．某兴趣小组1在实验室用氯酸钾和二氧化锰混合加热制取氧气，该反应的文字表达式为 。某次实验时偶然发现制得的气体有刺激性气味，这一现象引起了同学们的兴趣，于是在老师的指导下对该气体成分进行探究。 【提出问题】氯酸钾与二氧化锰混合加热后产生的气体成分是什么？ 【查阅资料】 ①氯酸钾与二氧化锰混合加热产生的气体只由一种元素组成； ②氯气（Cl2）是有刺激性气味的气体，能溶于水，能使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝。 【销想假设】 猜想一：该气体为氧气（O2）； 猜想二：该气体为 。 猜想三：该气体为氧气（O2）和氯气（Cl2）的混合物。 【实验探究】 序号 操作 现象 结论 方案I 用排水集气法收集甲、乙两瓶气体，将带火星的木条伸入甲瓶，湿润的淀粉碘化钾试纸伸入乙瓶。 木条复燃，淀粉碘化钾试纸不变色 猜想 成立 方案II 向上排空气法收集甲、乙两瓶气体，将带火星的木条伸入甲瓶，湿润的淀粉碘化钾试纸伸入乙瓶。 木条复燃，淀粉碘化钾试纸为 色 猜想三成立 【反思评价】为什么两种方案得出的结论不一致？哪个是正确的？ ①同学：方案I结论不正确，其操作不合理，不合理之处是用排水法收集气体。 ②老师：不需要进行实验，就能排除猜想一，理由是 。 总结：猜想三成立。 8．近几年，我县加大了对于空气质量的监测和治理，空气质量良好，与之前空气质量状况相比，空气中二氧化硫的含量明显降低，据调查空气中二氧化硫产生的主要原因是大量燃烧含硫量高的煤及机动车排放的尾气所造成的。 【提出问题】煤中是否含有硫元素和碳元素？ 【查阅资料】 (1)①二氧化硫能使高锰酸钾溶液褪色（由紫红色变为无色），该反应的化学方程式为 ，其中X的化学式为 。 ②二氧化碳、二氧化硫都能使液清石灰水变浑浊，请写出二氧化碳与澄清石灰水反应的化学方程式 ，根据上述资料，甲、乙同学进行了如下实验探究； 【实验探究】 (2)甲同学进行了如图1所示A、B两步实验，观察到的实验现象：A中 ，B中澄清石灰水变浑浊； 得出结论：煤燃烧生成二氧化硫和二氧化碳，证明煤中含有硫元素和碳元素。 (3)乙同学认为甲同学的方案不合理，理由是 。 他进行了如图2所示实验（夹持装置略去）： 【结论与反思】 (4)如图2中C装置的作用是 。 (5)乙同学的实验中，证明煤中含有硫元素和碳元素的现象是：B中溶液褪色，C中 ，D中澄清石灰水变浑浊。 9．化学调研小组的同学用氢氧化钠和稀盐酸探究中和反应，请你参与以下探究： (1)甲组同学取少量的氢氧化钠溶液于烧杯中，用酸度计测得该溶液的pH，同时插入一支温度计，测量溶液的温度（如图1）。用胶头滴管吸取稀盐酸，逐滴加入盛有氢氧化钠溶液的烧杯中，边滴加边搅拌。此时可观察到的现象是酸度计上显示的数据逐渐 （填“增大”“减小”或“不变”），温度计上显示的数据逐渐升高，由此可知，酸和碱的中和反应属于 （填“吸热”或“放热”）反应。 (2)乙组的同学改用固体氢氧化钠与稀盐酸反应来探究中和反应中能量的变化情况，你认为该方案 （填“合理”或“不合理”），原因是 。 (3)丙组同学用另外一瓶氢氧化钠溶液进行实验时，当往烧杯中滴加稀盐酸时，发现有少量的气泡冒出，小组同学根据这一现象进行讨论，一致认为其原因可能是氢氧化钠溶液已经变质，原因是 （写化学方程式）。 (4)丁组同学借助酚酞试液来判断氢氧化钠溶液与稀盐酸发生中和反应时，在烧杯中加入氢氧化钠溶液后，滴几滴酚酞溶液，然后加入一定量稀盐酸，最后溶液为无色。小金认为溶液显中性。小东认为不一定，小东同学设计以下实验进行了验证，结果否定小金的结论： 实验步骤 实验现象 结论 (5)戊组同学对本地化工厂排放废水中的盐酸含量进行了测定。取废水50 g，用质量分数为20%的氢氧化钠溶液进行中和，如图2所示。请你计算废水中盐酸的溶质质量分数 。（写出具体的计算过程） 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！1 学科网（北京）股份有限公司 $$