2025年中考化学17题科学实验探究题(河北)
2025-06-08
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内容正文:
17题(7分)科学探究实验题
考点分析:
主要以生活为背景,从生活中发现化学,从而应用化学。常考查生活中的一些实用物品。
考点一 暖宝宝、蒸汽眼罩、双吸剂、脱氧剂(主要成分:铁粉)
考点二 碱变质的探究(增氧剂、活氧剂成分:过氧化钙)
考点三 自热火锅、干燥包(主要成分:生石灰)
考点一:暖宝宝、蒸汽眼罩、双吸剂(主要成分:铁粉)
1. 蒸汽眼罩能够自动发热、产生蒸汽,其原理如图1。同学们对蒸汽眼罩进行了如下探究。
任务一:探究蒸汽眼罩中的成分
【提出问题1】阅读蒸汽眼罩的说明书(如图2所示),发现其中含有铁粉,怎样用实验证明铁粉的存在呢?
【实验1】
(1)取少量蒸汽眼罩中粉末于试管中,加入 ,观察到有无色气泡产生,则证明蒸汽眼罩中含有铁粉。写出该反应的化学方程式: 。小组内同学提出可以用更简便的方法: ,也能证明蒸汽眼罩中含有铁粉。
任务二:探究蒸汽眼罩的发热原理
【作出猜想】
(2)除了蒸汽眼罩中的成分, 应该是发热的必需条件。猜想依据:产品说明书中的注意事项。
【查阅资料】i.蛭石起保温作用,可以减缓热量散失;吸水树脂有良好的保水性能,为眼罩提供水蒸气。
ii.使用后,蒸汽眼罩中的部分固体由黑色变为红棕色。
【提出问题2】活性炭和氯化钠的作用是什么呢?
【实验2】在图3的锥形瓶中分别放入下表中①~④四组物质,用温度传感器分别测量相同时间内的温度变化,传感器测得的相应数据如图4。
组数
试验药品
①
15g铁粉、4mL水
②
15g铁粉、4mL水、5g活性炭
③
15g铁粉、4mL水、5g氯化钠
④
xg铁粉、4mL水、5g氯化钠、5g活性炭
【解释与结论】
(3)④组中x为 。
(4)蒸汽眼罩能迅速升温的原因是 。
【交流反思】
(5)从绿色化学的角度考虑,你对使用后的蒸汽眼罩内固体的处理建议是 。
暖宝宝、热敷剂、脱氧剂等也利用了类似的原理,科学能让生活变得更美好。
2. (2025·河北唐山·二模)金属材料在人类文明的发展中起着重要作用,铁是目前生活中应用最广泛的金属。非遗绝技“打铁花”呈现了1600℃的中国式浪漫。同学们对此产生了好奇,决定进行探究。
探究Ⅰ 了解“打铁花”的原理
【查阅资料】:“打铁花”的原理是首先用煤炉将生铁熔化,再迅速将铁水溅向空中,铁水剧烈燃烧形成一层黑色固态氧化物外壳。液滴中的碳在高温下与氧气反应生成CO气体,使得黑色氧化物在高温下被还原为Fe。Fe将再次被氧化,固态氧化物再次被还原,这种氧化还原反应循环进行,会不断产生CO气体。当液滴表面的固态外壳不能约束越来越多的CO气体时,液滴在内部气体的压力作用下就会突然发生爆裂,形成四处飞溅的铁花。
(1)将高温铁水抛向空中后,写出任意1个发生的化学反应的方程式 。
【做出猜想】:打铁花时能否形成四处飞溅的铁花与生铁中含碳的多少有关。
【探究实验1】:取长短相同、直径均为0.38mm、含碳量不同的铁丝,分别在足量的中点燃,现象如下表。
铁丝的含碳量
纯铁丝
含碳0.06%
含碳0.2%
含碳0.8%的铁丝
实验现象
无火星四射,熔断
剧烈燃烧,极少火星
剧烈燃烧,少量火星
______
【实验结论】:猜想正确。
(2)请补全表格中的实验现象 。
探究Ⅱ 模拟“打铁花”
【探究实验2】:一种常见的食品脱氧剂的主要成分是铁粉、食盐和活性炭。小组同学用此食品脱氧剂进行“铁花飞溅”实验。实验方案设计如下:用坩埚钳夹一团棉球,蘸取此黑色粉末状食品脱氧剂,然后在酒精灯上点燃,观察。
【分析交流】:
(3)模拟实验能否成功,首先要先确定此脱氧剂的成分中是否含有铁粉,证明黑色粉末状脱氧剂中含有铁粉的方法有:取适量粉末于试管中,加入足量的稀盐酸,观察到 ,证明含有铁粉。
(4)为确定黑色粉末状脱氧剂中还含有活性炭。可在上述反应结束后,过滤,洗涤,干燥,获得黑色粉末。再进行如图所示实验:加热分离出的黑色粉末和氧化铜的混合物,并将产生的气体通入澄清石灰水中。A处的装置应选用 (填“甲”或“乙”)。
(5)模拟实验方案中的棉球的主要作用是:表面沾附粉末状食品脱氧剂, ,从而使铁粉更充分燃烧。
同学们联系化学课上进行的铁丝在空气和氧气中燃烧的对比实验,又展开了拓展探究。
探究Ⅲ 铁丝燃烧是否必须需要纯净的氧气?
【探究实验3】:取长短相同、直径为0.38mm、含碳量相同的足量铁丝,分别在含量不同的容积相同的集气瓶中点燃,现象如下表。
氧气含量
90%
70%
60%
55%
实验现象
燃烧剧烈,燃烧时间长,效果好
燃烧比90%弱,燃烧时间短
燃烧比70%弱,燃烧时间更短
难以燃烧,只是发热
【反思交流】:
(6)要得到不同含量的氧气,最好采用的收集方法是 。
(7)就0.38mm铁丝而言,燃烧所需氧气的最低体积分数在 范围。
考点二 碱变质的探究(增氧剂、活氧剂成分:过氧化钙)
3. (2025·河北石家庄·模拟预测)化学兴趣小组的同学对某地使用的融雪剂产生了兴趣,开启了探究之旅。(不考虑杂质的影响)
任务一:探究融雪剂的融雪原理
【查阅资料】
①标准大气压下,水的凝固点为0℃。
②几种常见融雪剂的性能如表:
氯盐类融雪剂
氯化钠
氯化钙
氯化镁
氯化钾
盐水的最低凝固点/℃
-21
-50
-33
-60
适宜工作的环境温度/℃
-10~-1
-30~-1
-20~-1
-40~-1
融雪速度
100%
150%
150%
200%
【讨论交流】
(1)融雪剂加快积雪融化的原理是 。
任务二:探究融雪剂的主要成分
【实地调查】经了解,该地用的融雪剂中含有氯化钠、氯化钙、氯化镁中的两种或三种。
【实验活动一】
(2)小组同学称取2g该融雪剂于烧杯中,加入100mL蒸馏水,充分搅拌后静置,得到上层清液甲,利用甲溶液完成如表实验。
实验步骤
实验现象
实验结论
①取少量甲溶液于试管中,滴加足量的NaOH溶液,静置
含有氯化镁。反应的化学方程式为
②取①中静置后的上层清液于另一支试管中,继续滴加几滴
无明显现象
不含氯化钙
【得出结论】该融雪剂的主要成分为氯化钠和氯化镁。
任务三:探究使用融雪剂对环境的影响
【查阅资料】常见融雪剂的危害
融雪剂主要成分
氯化钠
氯化钙
氯化镁
氯化钾
对金属的腐蚀性
100%
50%~70%
40%~60%
5%-20%
对水泥的腐蚀性
强烈破坏
强烈破坏
轻微破坏
无破坏
对土壤影响
造成土壤板结
造成土壤板结
影响较小
改良土壤
对地下水的影响
钠质增高,对人的影响较大
钙质增高,对人的影响较大
镁质增高,对人无害
钾质增高,对人无害
【反思评价】
(3)融雪剂中危害最大的成分是 (答一种)。
【提出问题】融雪剂的危害与用量多少的关系是什么?
【实验活动二】
(4)小组同学取融雪剂样品,配制了两种不同浓度的溶液进行实验,如图所示。
铁钉表面出现铁锈时,所需要的时间是A>B,实验结论是 。
【表达交流】
(5)请你对道路除雪行动提出一条合理的建议: 。
4. (2025·河北廊坊·二模)南方地区采用了“渔光互补”发展模式,化学实践小组的同学们对渔光互补的工作模式、鱼塘水的成分、光伏发电成果等产生了浓厚的兴趣。
任务一:了解渔光互补模式
【信息检索】同学们上网查阅资料,了解到“渔光互补”是在水面上方架设光伏板发电,下方的水域则用于水产养殖,形成“上可发电,下可养鱼”的发展模式。
【分析交流】
(1)光伏发电过程中能量转化形式是光能转化为 。
任务二:检测分析鱼塘水质
【检测水质】
同学们用pH试纸对鱼塘水的酸碱度进行了检测。
【小组讨论】
(2)同学们继续测定了不同时间段内鱼塘水的pH,并根据测定结果绘制了相应图像。同学们分析,鱼塘水中溶有鱼呼吸产生的二氧化碳,所以pH应该减小,但从清晨到中午,鱼塘水的pH却逐渐增大,其原因可能与水中藻类的 作用有关。
任务三:探究鱼塘水的成分
【教师指导】老师告诉同学们:
①鱼塘底部塘泥中的有机物分解易使水质酸性增强;
②本地区水质偏硬,含有较多的钙、镁离子;
③MgCO3微溶于水,CaCO3难溶于水;
④该鱼塘养殖鱼虾,需定期投入CaCl2为鱼虾补充钙质。
【猜想假设】同学们猜想:该鱼塘水呈酸性,且含有CaCl2。
【进行实验】
(3)填表:
实验步骤
实验现象
实验结论
①取少量鱼塘水于试管中,向其中滴加 溶液。
溶液变成红色。
鱼塘水呈酸性
②另取少量鱼塘水于试管中,向其中滴加足量 溶液。
先产生气泡,一段时间后产生白色沉淀。
且含有CaCl2
【反思评价】
(4)步骤②中产生白色沉淀所发生反应的化学方程式为 。
(5)有同学对步骤②结论提出了质疑,理由是 ,同学们改进方案后重新进行实验,得出了正确的结论。
任务四:项目研究应用成果
【成果分享】
(6)同学们通过实践活动,了解到“渔光互补”是一项具有发展潜力的高效生产模式,他们设计了板报进行宣传,请你与他们共同完成板报内容生态效益 。
渔光互补生态富民1+1>2!
★经济效益:增加了水产品、电力和旅游收入
★生态效益:______
5. (2025·河北唐山·二模)我市一些县区采用了“渔光互补”的发展模式,化学实践小组的同学在老师的指导下展开了项目式学习活动。
任务一:了解渔光互补模式
如图所示在水上架设光伏板发电,下方水域进行水产养殖。
(1)光伏发电过程是将光能转化为 能。
任务二:检测鱼塘水质
同学们来到“××渔光互补示范园”,据养殖人员介绍,水产养殖过程中需保证合适的水温、溶氧量和酸碱度。
【实验1】
(2)同学们用 测定了不同时段鱼塘水的。
(3)小组同学认为水中溶有鱼呼吸产生的,应该减小,但从清晨到中午,鱼塘水的却逐渐增大,原因可能与水中藻类的 作用有关。
任务三:如何养护鱼塘水质
老师告诉大家:①鱼塘底部塘泥中的有机物分解易使水质酸性增强;②该鱼塘养殖鱼虾,需定期为鱼虾补充钙质。
【讨论交流】
(4)有同学提出向鱼塘中直接投放生石灰,既可以调节鱼塘水的又可以为鱼虾补充钙质,大家一致反对,请说明反对的理由 。
养殖人员介绍:定量向鱼塘投放过氧化钙(如下图所示),水中会持续缓慢产生气泡。
探究I:产生的气体是否为氧气?
【实验2】取适量过氧化钙样品和水,按下图所示进行实验。
(5)A中产生气泡缓慢,有同学提议在C处放一燃着的小木条,观察到 说明生成的气体是氧气。
探究II:反应后溶液中溶质是什么?
【作出猜想】小组同学经过分析后认为,反应后溶液中溶质是氢氧化钙。
【实验3】取装置A中反应后溶液X,按图所示方案进行实验,验证了他们的猜想是正确的。
(6)Y为常见试剂,步骤②中反应的化学方程式为: 。
【拓展交流】
(7)水上光伏发电设施长期处于潮湿且可能带有盐分(海水环境)的特殊环境中,金属部件、电气设备易受影响。请结合已有知识经验写出一条该设施需要定期检修、维护的项目: 。
6. (2025·河北石家庄·二模)小丽家里的下水道被毛发、食物残渣等杂物堵塞了,她爸爸买了一瓶管道通回来,经过短时间的浸泡使用,堵塞的下水道很快就疏通了。管道通是怎样使堵塞的下水道重新疏通呢?小丽产生了强烈的好奇,决定与化学兴趣小组的同学对管道通的成分及性质进行研究。
【查阅资料】
1、管道疏通剂的说明书,疏通剂的主要成分是固体与粉
2、溶液会与发生反应
【实验模拟】
(1)在实验室里,小丽取出了一些固体和粉混合后,放入盛有水的试管中,观察到反应剧烈,有大量气泡产生,且试管壁发烫。对于试管壁发烫的原因,学习小组的同学认为可能是溶液会与发生反应放热,也可能是 的原因。
【猜想与假设】
产生的气泡可能是什么气体?同学们纷纷提出了自己的猜想:
(2)1、小李认为该气体可能是 ;2、小张认为该气体可能是氢气。
【验证假设】
(3)小李设计了如图所示装置进行实验。拿一根带火星的小木条伸到集满气体的B试管中,观察到小木条 ,证明他的假设不正确。而现在发现B试管中的气体能被点燃,产生淡蓝色的火焰,该实验现象证明了小张的猜想是正确的。
【原理分析】
(4)对于为什么能与氢氧化钠溶液反应生成氢气的原因,大家进一步提出自己的猜想。小李认为,的金属活动性排在H之前,所以置换出中的“H”。但他的观点遭到大家的反对,因为 。
【实际使用】
(5)大家用如图所示的玻璃弯管模拟家庭下水道,并用动物脂肪和毛发堵在弯管处,按照使用说明从左端管口加入管道疏通剂,并用胶塞堵住弯管左端上口,堵塞物被赶出,落入烧杯,其原理是 。(写出1条即可)
【交流反思】
(6)结合所学知识,疏通剂需要密封保存防止变质,原因是 (用化学方程式解释)。根据上述实验,安全使用管道疏通剂的建议: 。
7. (2025·河北唐山·二模)家用除湿盒可以除湿防霉,某兴趣小组对该家用除湿盒产生兴趣,于是进行如下探究。
任务一:探究除湿盒中除湿剂的成分
【查阅资料】①吸湿区内黑色颗粒能够吸附异味,白色颗粒具有很强的吸水性。②常见的具有吸水性的物质有氯化钙、生石灰、氢氧化钠固体。③氯化钙溶液呈中性。
(1)吸湿区内黑色颗粒可能是 。
(2)同学们猜测吸湿区内白色颗粒可能是氯化钙、氧化钙、氢氧化钠中的一种。为确定该白色颗粒的成分,同学们进行如下实验:
实验
实验操作
实验现象
实验1
取少量白色颗粒于试管中,加水溶解后得到无色溶液,逐滴滴加氯化镁溶液
溶液无明显现象
实验2
另取少量白色颗粒于试管中,加水溶解后,逐滴滴加碳酸钠溶液
通过上述实验,同学们确定该白色颗粒为氯化钙,写出实验2中发生反应的化学方程式: 。
任务二:了解除湿盒的除湿原理
【查阅资料】①氯化钙产品分为无水氯化钙和(、2、4、6,只有不具有吸水性)。②除湿盒在吸水除湿后,集水区内有大量液体和无色晶体析出。③氯化钙在不同温度下的溶解度如下表。
温度/℃
0
10
20
30
40
溶解度
59.5
65.0
74.5
100
116
(3)为了解除湿盒的除湿原理,小组同学取适量白色颗粒于烧杯中,加入适量水搅拌,触摸烧杯壁感觉发热,一段时间后观察到有晶体析出,结合氯化钙的溶解度分析除湿盒集水区内有无色晶体析出的原因可能是 ,溶液进入集水区后恢复室温,导致晶体析出。
(4)集水区析出晶体的化学式为 。
(5)在30℃时,使用一段时间除湿盒后有无色晶体析出,集水区液体中氯化钙的质量分数为 。
任务三:除湿盒废液处理
(6)从循环利用的角度考虑,可将除湿盒使用后集水区内的氯化钙溶液进行 (填操作名称),得到氯化钙固体。
8. (2025·河北邢台·一模)端午节的传统美食——碱水粽子,是在糯米中加入适量的碱水,用老黄箬叶裹扎。煮熟后糯米变成浅黄色,可蘸白糖吃,清香可口。某兴趣小组围绕碱水粽子展开探究。
(1)探究一 碱水粽子富含的营养物质
小组同学观察到碱水粽子主要原料为糯米、红豆等,含有蛋白质、糖类、维生素、矿物质等多种营养物质,其中可以供能的营养物质是 。
(2)探究二 碱水的成分
【查阅资料】
①传统碱水由草木灰浸泡过滤制得。
②草木灰的主要成分为钾盐,可能含有碳酸钾、硫酸钾和氯化钾中的一种或几种。
③AgCl和都是既不溶于水,也不溶于酸的白色沉淀。
【提出问题】“碱水”的主要成分是什么?
【实验】
实验操作
实验现象
实验结论
步骤一:取少量过滤后的草木灰水于试管A中,加入
有气泡产生
碱水中含有碳酸钾
步骤二:另取少量过滤后的草木灰水于试管B中,加入过量的硝酸钡溶液
产生白色沉淀
碱水中含有硫酸钾
步骤三:取步骤二的上层清液于试管C中,加入硝酸银溶液
产生白色沉淀
【结论】“碱水”的主要成分是碳酸钾、硫酸钾和氯化钾。
【反思与交流】
①晓强对步骤二的结论产生质疑,理由是 (用化学方程式解释),同学们提出不需要进行步骤一实验,只需向步骤二的白色沉淀中加入稀盐酸,若观察到 ,即可证明碱水中同时含有碳酸钾和硫酸钾。
②现代生活中制作碱水粽子时常用碳酸钠代替草木灰水,碳酸钠俗称 。(写出一种即可)
(3)探究三 警惕“返青粽叶”的危害
不法商贩将粽叶经硫酸铜浸泡后得到“返青粽叶”,人们长期食用有害健康。向粽叶浸泡后得到的溶液中加入 可检验某粽叶是否经硫酸铜处理。
9. (2025·河北保定·一模)化学兴趣小组同学发现一种“供氧呼吸器”,主要用于在缺氧环境中自救,其中生氧剂的主要成分是过氧化钠(Na2O2)。小组同学从呼吸器中取出样品对此进行了探究。
【查阅资料】①过氧化钠(Na2O2)为淡黄色固体,常温下可与水或二氧化碳反应生成氧气,同时生成一种白色固体,已知生成的白色固体均是由三种元素组成的化合物。
②BaCl2溶液呈中性。
探究Ⅰ:样品中生氧剂是否仍有效?
【实验1】小组同学设计如图所示的两套装置进行实验。
(1)若用装置A进行实验,检验产生的气体是氧气的方法 。
(2)若用装置B进行实验,可控制反应的发生和停止,请写出使反应发生的操作 。
经过实验,小组同学并未检验到氧气。
【得出结论】该样品已失效。
探究Ⅱ:失效后的样品中主要含有哪些物质?
【作出猜想】小组同学经过讨论,对样品中的主要成分进行如下猜想:
(3)猜想①:NaOH; 猜想②:;猜想③: 。
【实验2】
(4)取少量样品配制成待测溶液,按照下列操作进行实验。
实验操作
主要实验现象及解释
结论
步骤1:取少许待测溶液于试管中,滴加足量稀盐酸
有气泡产生
猜想①不正确
步骤2:另取少许待测溶液于试管中,先滴加几滴溶液,再滴加酚酞溶液
滴加氯化钡溶液发生反应的化学方程式为 ;滴加酚酞溶液,观察到 现象
猜想③正确
【交流讨论】
(5)乙同学认为根据以上现象,无法得到猜想③正确的结论,他的理由是 。
【反思评价】
(6)小组同学通过以上探究分析推出,保存过氧化钠(Na2O2)的方法是 。
10. (2025·河北廊坊·一模)牙膏是一种常见的生活日用品,其主要成分包括摩擦剂、氟化物、表面活性剂等。某化学兴趣小组对某品牌牙膏展开探究。
探究I:酸碱性
【实验1】
(1)将该品牌的牙膏(白色)与水按质量比1:2混合,搅拌后静置,向上层清液滴入几滴酚酞,液体变红,牙膏呈 性,可能添加了 (填“碳酸氢钠”或“柠檬酸”),其能调节口腔酸性环境,防止龋齿。牙膏的酸碱性因其类型和功能不同而有所差异。
探究II:摩擦剂成分
【查阅资料】①摩擦剂可以帮助去除牙齿表面的污垢,该牙膏摩擦剂可能含有碳酸钙、氢氧化铝中的一种或两种。
②氢氧化铝能与氢氧化钠反应生成可溶性的偏铝酸钠和水。
③牙膏中除了摩擦剂外,其他物质均溶于水且不与酸、碱反应。
【实验2】
(2)取少量牙膏样品,加入足量水,搅拌、过滤,得到沉淀。请完善下面表格。
操作
现象
结论
(1)取少量沉淀于试管中,加入足量的氢氧化钠溶液
部分沉淀溶解
氢氧化铝(填“含有”或“不含”)含有碳酸钙
(2)另取少量沉淀于试管中,加入 的稀盐酸
产生气泡
(3)将产生的气体通入澄清石灰水中
澄清石灰水变浑浊
操作(2)中产生气泡的原因是 (写化学方程式)。
探究III:氟化物的作用:
【实验3】
【查阅资料】氟化钠(NaF)能与牙齿中的羟基磷灰石(Ca5(PO4)3(OH))反应生成更耐酸的氟磷灰石。
【实验设计】用醋酸溶液模拟容易龋齿的口腔酸性环境,并对相同的牙齿模型分别进行以下实验,记录如表:
组别
处理方式
实验结果(牙齿模型质量损失/g)
①
浸泡在醋酸溶液中
0.15
②
用含氟牙膏处理后浸泡在醋酸溶液中
0.02
【结论】
(3)组别②牙齿模型损失更少,说明氟化钠的作用是 。
【交流】
(4)该实验过程中,控制的变量除了相同的牙齿模型外,还有 (写一条)。
11. (2025·河北石家庄·二模)某化学小组对市场上销售的自热食品专用发热包中的发热剂产生了兴趣,并对其进行了系列探究活动。
【查阅资料】图所示是某品牌发热包说明书的部分内容。
Ⅰ:CaO+H2O═Ca(OH)2
Ⅱ:………………
Ⅲ:2Al+2NaOH+2H2O═2NaAlO2+3H2↑
(1)说明书中的氧化钙俗称是 。
探究Ⅰ:发热包的发热原理是什么?
【作出猜想】除了氧化钙与水反应放热外,还可能存在其它放热反应。
【实验1】
(2)小组同学设计制作了如图所示的装置进行探究实验,a的数值应为 。发热剂加入水后,可观察到有大量气泡产生,烧瓶底部部分固体结块;实验过程中的温度变化如图所示。
【交流讨论1】
(3)根据实验结果,发热剂中确实发生多个放热反应,其中铝粉和氢氧化钠溶液就发生反应放出热量,该发热剂的主要成分中并无NaOH,说明Ⅲ中的NaOH来自于Ⅱ的生成物,反应Ⅱ的化学方程式是 。小组同学认为仅用氧化钙一种物质不适合作为食品专用发热包的发热剂,理由是 。
探究Ⅱ:发热包使用后剩余固体的成分
为了验证使用后的发热包固体中是否还有铝粉,小林同学进行了如下实验:
【实验2】取适量反应后的不溶性固体于烧杯中,加入足量稀盐酸。根据产生气泡,小林同学得出剩余固体中有铝粉的结论。
【交流讨论2】
(4)同学们经讨论一致认为小林同学的结论不严谨,理由是 ;他们在不改变装置的条件下,对以上方案进行了改进,方法是 。
最终证明剩余固体中还有铝粉。
【反思拓展】
(5)①物质成分的探究除了要考虑物质的性质,还要考虑其它物质的干扰。
②从安全角度考虑,请写出使用发热包时的一条注意事项: 。
12. (2025·河北保定·二模)自加热食品为人们的生活带来很大便利。某化学兴趣小组同学对自加热小火锅的发热包进行了系列探究。图是该发热包说明书中的部分内容。
【查阅资料】铝粉能与氢氧化钠溶液反应∶分别取1g发热包样品,加入甲、乙、丙三支试管中,按图所示进行实验。
探究Ⅰ发热包主要成分的检验
【实验1】
(1)向试管甲中滴加3mLNaOH溶液,观察到试管中产生气泡,温度升高至70℃左右,将 置于试管口,发出爆鸣声。说明发热包中含有铝粉。
【实验2】向试管乙中滴加3mL稀盐酸,观察到试管中产生大量气泡。小明同学认为由此现象可得发热包中含有碳酸钠。
(2)小红同学认为小明同学的推理不严谨,理由是 。
(3)大家认为,若要进一步证明小明同学的结论正确,还需要补充的操作是 。
探究Ⅱ发热包的发热原理
【实验3】向试管丙中滴加3mL水,并用温度传感器测得试管内物质温度随时间的变化如图所示。
【提出问题】实验3中发热包加水后温度“升高→缓降→迅速升高”的原因是什么?
【交流讨论】
(4)图a→b段温度升高的原因是氧化钙与水反应放热,其反应的化学方程式为 。
(5)结合实验1现象可知,图c→d段温度升高的原因是 。
探究Ⅲ发热包产生废液的处理
【实验4】
(6)取少量试管丙中反应后的溶液,滴入几滴酚酞试液,溶液变红,则使用发热包后产生的废液显 性,你对该废液的处理方法是 。
【反思拓展】在利用化学反应为生活提供便利时,既要考虑安全性,也要考虑对环境的影响。
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17题(7分)科学探究实验题
考点分析:
主要以生活为背景,从生活中发现化学,从而应用化学。常考查生活中的一些实用物品。
考点一 暖宝宝、蒸汽眼罩、双吸剂、脱氧剂(主要成分:铁粉)
考点二 碱变质的探究(增氧剂、活氧剂成分:过氧化钙)
考点三 自热火锅、干燥包(主要成分:生石灰)
考点一:暖宝宝、蒸汽眼罩、双吸剂(主要成分:铁粉)
1. 蒸汽眼罩能够自动发热、产生蒸汽,其原理如图1。同学们对蒸汽眼罩进行了如下探究。
任务一:探究蒸汽眼罩中的成分
【提出问题1】阅读蒸汽眼罩的说明书(如图2所示),发现其中含有铁粉,怎样用实验证明铁粉的存在呢?
【实验1】
(1)取少量蒸汽眼罩中粉末于试管中,加入 ,观察到有无色气泡产生,则证明蒸汽眼罩中含有铁粉。写出该反应的化学方程式: 。小组内同学提出可以用更简便的方法: ,也能证明蒸汽眼罩中含有铁粉。
任务二:探究蒸汽眼罩的发热原理
【作出猜想】
(2)除了蒸汽眼罩中的成分, 应该是发热的必需条件。猜想依据:产品说明书中的注意事项。
【查阅资料】i.蛭石起保温作用,可以减缓热量散失;吸水树脂有良好的保水性能,为眼罩提供水蒸气。
ii.使用后,蒸汽眼罩中的部分固体由黑色变为红棕色。
【提出问题2】活性炭和氯化钠的作用是什么呢?
【实验2】在图3的锥形瓶中分别放入下表中①~④四组物质,用温度传感器分别测量相同时间内的温度变化,传感器测得的相应数据如图4。
组数
试验药品
①
15g铁粉、4mL水
②
15g铁粉、4mL水、5g活性炭
③
15g铁粉、4mL水、5g氯化钠
④
xg铁粉、4mL水、5g氯化钠、5g活性炭
【解释与结论】
(3)④组中x为 。
(4)蒸汽眼罩能迅速升温的原因是 。
【交流反思】
(5)从绿色化学的角度考虑,你对使用后的蒸汽眼罩内固体的处理建议是 。
暖宝宝、热敷剂、脱氧剂等也利用了类似的原理,科学能让生活变得更美好。
【答案】(1) 稀盐酸(或稀硫酸) Fe+2HCl=FeCl2+H2↑(或Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑) 用磁铁吸引
(2)空气(或氧气)
(3)15
(4)氯化钠和活性炭共同作用可加快铁的锈蚀
(5)回收利用(或用作除味剂等)
【详解】(1)观察到有无色气泡产生,则证明蒸汽眼罩中含有铁粉,活泼金属与酸反应有气泡产生,可用稀盐酸或稀硫酸;铁和稀盐酸生成氯化亚铁和氢气,铁和稀硫酸生成硫酸亚铁和氢气,故化学方程式为:或;铁可以被磁铁吸引,故填:磁铁;
(2)打开包装,眼罩开始发热,说明发热需要接触空气,故填:空气;
(3)为研究铁粉生锈快慢的影响因素,需要控制变量,则铁粉的质量需要相同,故填:15;
(4)由图像可知,实验1和实验2温度基本不变,实验3温度变化较大,说明活性炭和氯化钠共同作用使铁生锈加快,则实验中,温度随时间变化的图像如图所示,从图像可以看出:活性炭和氯化钠共同作用加快了铁生锈,短时间内迅速升温,使吸水树脂中的水分蒸发为水蒸气;故填:氯化钠和活性炭共同作用可加快铁的锈蚀;
(5)蒸汽眼罩使用后铁粉反应生成氧化铁,金属元素可以回收利用;活性炭可以用作除味剂。
2. (2025·河北唐山·二模)金属材料在人类文明的发展中起着重要作用,铁是目前生活中应用最广泛的金属。非遗绝技“打铁花”呈现了1600℃的中国式浪漫。同学们对此产生了好奇,决定进行探究。
探究Ⅰ 了解“打铁花”的原理
【查阅资料】:“打铁花”的原理是首先用煤炉将生铁熔化,再迅速将铁水溅向空中,铁水剧烈燃烧形成一层黑色固态氧化物外壳。液滴中的碳在高温下与氧气反应生成CO气体,使得黑色氧化物在高温下被还原为Fe。Fe将再次被氧化,固态氧化物再次被还原,这种氧化还原反应循环进行,会不断产生CO气体。当液滴表面的固态外壳不能约束越来越多的CO气体时,液滴在内部气体的压力作用下就会突然发生爆裂,形成四处飞溅的铁花。
(1)将高温铁水抛向空中后,写出任意1个发生的化学反应的方程式 。
【做出猜想】:打铁花时能否形成四处飞溅的铁花与生铁中含碳的多少有关。
【探究实验1】:取长短相同、直径均为0.38mm、含碳量不同的铁丝,分别在足量的中点燃,现象如下表。
铁丝的含碳量
纯铁丝
含碳0.06%
含碳0.2%
含碳0.8%的铁丝
实验现象
无火星四射,熔断
剧烈燃烧,极少火星
剧烈燃烧,少量火星
______
【实验结论】:猜想正确。
(2)请补全表格中的实验现象 。
探究Ⅱ 模拟“打铁花”
【探究实验2】:一种常见的食品脱氧剂的主要成分是铁粉、食盐和活性炭。小组同学用此食品脱氧剂进行“铁花飞溅”实验。实验方案设计如下:用坩埚钳夹一团棉球,蘸取此黑色粉末状食品脱氧剂,然后在酒精灯上点燃,观察。
【分析交流】:
(3)模拟实验能否成功,首先要先确定此脱氧剂的成分中是否含有铁粉,证明黑色粉末状脱氧剂中含有铁粉的方法有:取适量粉末于试管中,加入足量的稀盐酸,观察到 ,证明含有铁粉。
(4)为确定黑色粉末状脱氧剂中还含有活性炭。可在上述反应结束后,过滤,洗涤,干燥,获得黑色粉末。再进行如图所示实验:加热分离出的黑色粉末和氧化铜的混合物,并将产生的气体通入澄清石灰水中。A处的装置应选用 (填“甲”或“乙”)。
(5)模拟实验方案中的棉球的主要作用是:表面沾附粉末状食品脱氧剂, ,从而使铁粉更充分燃烧。
同学们联系化学课上进行的铁丝在空气和氧气中燃烧的对比实验,又展开了拓展探究。
探究Ⅲ 铁丝燃烧是否必须需要纯净的氧气?
【探究实验3】:取长短相同、直径为0.38mm、含碳量相同的足量铁丝,分别在含量不同的容积相同的集气瓶中点燃,现象如下表。
氧气含量
90%
70%
60%
55%
实验现象
燃烧剧烈,燃烧时间长,效果好
燃烧比90%弱,燃烧时间短
燃烧比70%弱,燃烧时间更短
难以燃烧,只是发热
【反思交流】:
(6)要得到不同含量的氧气,最好采用的收集方法是 。
(7)就0.38mm铁丝而言,燃烧所需氧气的最低体积分数在 范围。
【答案】(1)//(合理即可)
(2)剧烈燃烧,火星四射
(3)有气泡产生
(4)乙
(5)增大铁粉与氧气的接触面积
(6)排水法
(7)55%-60%
【详解】(1)将高温铁水抛向空中后,铁和氧气在高温条件下生成四氧化三铁,碳和氧气在高温条件下生成一氧化碳,一氧化碳和四氧化三铁在高温条件下生成铁和二氧化碳,反应的化学方程式为:、、;
(2)根据实验现象可以看出,铁丝中含碳量越高,火星越多,故含碳0.6%的铁丝在足量的氧气中燃烧的现象是火星四射,剧烈燃烧;
(3)铁和稀盐酸反应生成氯化亚铁和氢气,所以取适量粉末于试管中,加入足量的稀盐酸,观察到有气泡产生,证明含有铁粉;
(4)加热固体药品时,为了防止冷凝的水倒流炸裂试管,试管口应略向下倾斜,故选装置乙;
(5)棉球疏松多孔,能吸附大量粉末状脱氧剂,使铁粉分散更均匀,可以增大铁粉与氧气的接触面积;
(6)由现象可知,在做铁丝在氧气中燃烧的实验时,为了使现象更清楚,最好用排水法收集,因为铁丝在氧气中易燃烧,氧气纯度越高越好,排水法收集的气体较为纯净;
(7)根据实验数据可以看出,就0.38mm铁丝而言,在氧气含量达到55%时,铁丝难以燃烧,只是发热,而氧气含量达到60%可以燃烧,所以就0.38mm铁丝而言,燃烧所需氧气的最低体积分数在55%~60%之间。
考点二 碱变质的探究(增氧剂、活氧剂成分:过氧化钙)
3. (2025·河北石家庄·模拟预测)化学兴趣小组的同学对某地使用的融雪剂产生了兴趣,开启了探究之旅。(不考虑杂质的影响)
任务一:探究融雪剂的融雪原理
【查阅资料】
①标准大气压下,水的凝固点为0℃。
②几种常见融雪剂的性能如表:
氯盐类融雪剂
氯化钠
氯化钙
氯化镁
氯化钾
盐水的最低凝固点/℃
-21
-50
-33
-60
适宜工作的环境温度/℃
-10~-1
-30~-1
-20~-1
-40~-1
融雪速度
100%
150%
150%
200%
【讨论交流】
(1)融雪剂加快积雪融化的原理是 。
任务二:探究融雪剂的主要成分
【实地调查】经了解,该地用的融雪剂中含有氯化钠、氯化钙、氯化镁中的两种或三种。
【实验活动一】
(2)小组同学称取2g该融雪剂于烧杯中,加入100mL蒸馏水,充分搅拌后静置,得到上层清液甲,利用甲溶液完成如表实验。
实验步骤
实验现象
实验结论
①取少量甲溶液于试管中,滴加足量的NaOH溶液,静置
含有氯化镁。反应的化学方程式为
②取①中静置后的上层清液于另一支试管中,继续滴加几滴
无明显现象
不含氯化钙
【得出结论】该融雪剂的主要成分为氯化钠和氯化镁。
任务三:探究使用融雪剂对环境的影响
【查阅资料】常见融雪剂的危害
融雪剂主要成分
氯化钠
氯化钙
氯化镁
氯化钾
对金属的腐蚀性
100%
50%~70%
40%~60%
5%-20%
对水泥的腐蚀性
强烈破坏
强烈破坏
轻微破坏
无破坏
对土壤影响
造成土壤板结
造成土壤板结
影响较小
改良土壤
对地下水的影响
钠质增高,对人的影响较大
钙质增高,对人的影响较大
镁质增高,对人无害
钾质增高,对人无害
【反思评价】
(3)融雪剂中危害最大的成分是 (答一种)。
【提出问题】融雪剂的危害与用量多少的关系是什么?
【实验活动二】
(4)小组同学取融雪剂样品,配制了两种不同浓度的溶液进行实验,如图所示。
铁钉表面出现铁锈时,所需要的时间是A>B,实验结论是 。
【表达交流】
(5)请你对道路除雪行动提出一条合理的建议: 。
【答案】(1)盐溶液的凝固点低,溶解融雪剂后降低了凝固点
(2) 产生白色沉淀 碳酸钠溶液(合理即可)
(3)氯化钠/NaCl
(4)相同条件下,融雪剂用量越大,对铁的腐蚀性越强
(5)以机械除雪为主,融雪剂为辅的方式清除路面冰雪(合理即可)
【详解】(1)根据表中数据可知,盐溶液的凝固点低,融雪剂溶于水后形成溶液,溶液的凝固点降低,可以防止雪水结冰,从而加快积雪融化,故填:盐溶液的凝固点低,溶解融雪剂后降低了凝固点;
(2)①取少量甲溶液于试管中,滴加足量的NaOH溶液,静置,氯化镁能与氢氧化钠反应生成氢氧化镁和氯化钠,故产生白色沉淀,说明含有氯化镁,该反应的化学方程式为:;
②氯化钙能与碳酸钠反应生成碳酸钙和氯化钠,故取①中静置后的上层清液于另一支试管中,继续滴加几滴碳酸钠溶液,无明显现象,说明不含氯化钙;
(3)根据表中数据可知,融雪剂中危害最大的成分是氯化钠,故填:氯化钠;
(4)铁钉表面出现铁锈时,所需要的时间是A>B,可得出的实验结论是:相同条件下,融雪剂用量越大,对铁的腐蚀性越强,故填:相同条件下,融雪剂用量越大,对铁的腐蚀性越强;
(5)对道路除雪行动提出建议:以机械除雪为主,融雪剂为辅的方式清除路面冰雪,或者使用危害较小的融雪剂等,故填:以机械除雪为主,融雪剂为辅的方式清除路面冰雪(合理即可)。
4. (2025·河北廊坊·二模)南方地区采用了“渔光互补”发展模式,化学实践小组的同学们对渔光互补的工作模式、鱼塘水的成分、光伏发电成果等产生了浓厚的兴趣。
任务一:了解渔光互补模式
【信息检索】同学们上网查阅资料,了解到“渔光互补”是在水面上方架设光伏板发电,下方的水域则用于水产养殖,形成“上可发电,下可养鱼”的发展模式。
【分析交流】
(1)光伏发电过程中能量转化形式是光能转化为 。
任务二:检测分析鱼塘水质
【检测水质】
同学们用pH试纸对鱼塘水的酸碱度进行了检测。
【小组讨论】
(2)同学们继续测定了不同时间段内鱼塘水的pH,并根据测定结果绘制了相应图像。同学们分析,鱼塘水中溶有鱼呼吸产生的二氧化碳,所以pH应该减小,但从清晨到中午,鱼塘水的pH却逐渐增大,其原因可能与水中藻类的 作用有关。
任务三:探究鱼塘水的成分
【教师指导】老师告诉同学们:
①鱼塘底部塘泥中的有机物分解易使水质酸性增强;
②本地区水质偏硬,含有较多的钙、镁离子;
③MgCO3微溶于水,CaCO3难溶于水;
④该鱼塘养殖鱼虾,需定期投入CaCl2为鱼虾补充钙质。
【猜想假设】同学们猜想:该鱼塘水呈酸性,且含有CaCl2。
【进行实验】
(3)填表:
实验步骤
实验现象
实验结论
①取少量鱼塘水于试管中,向其中滴加 溶液。
溶液变成红色。
鱼塘水呈酸性
②另取少量鱼塘水于试管中,向其中滴加足量 溶液。
先产生气泡,一段时间后产生白色沉淀。
且含有CaCl2
【反思评价】
(4)步骤②中产生白色沉淀所发生反应的化学方程式为 。
(5)有同学对步骤②结论提出了质疑,理由是 ,同学们改进方案后重新进行实验,得出了正确的结论。
任务四:项目研究应用成果
【成果分享】
(6)同学们通过实践活动,了解到“渔光互补”是一项具有发展潜力的高效生产模式,他们设计了板报进行宣传,请你与他们共同完成板报内容生态效益 。
渔光互补生态富民1+1>2!
★经济效益:增加了水产品、电力和旅游收入
★生态效益:______
【答案】(1)电能
(2)光合
(3) 紫色石蕊试液 Na2CO3/碳酸钠
(4)Na2CO3+CaCl2=CaCO3↓+2NaCl
(5)本地区水质偏硬,含有较多的钙、镁离子,其中钙、镁离子均会和碳酸钠中的碳酸根离子结合生成难溶于水的碳酸钙和微溶于水的碳酸镁
(6)改善水质,减小污染
【详解】(1)光伏发电过程中能量转化形式是光能转化为电能;
(2)从清晨到中午,随着光照增强,水中藻类进行光合作用,消耗二氧化碳,使溶液酸性减弱,pH增大;
(3)实验结论是鱼塘水呈酸性,酸性溶液能使紫色石蕊试液变红,所以可用紫色石蕊试液检验鱼塘水呈酸性;
实验结论是含有CaCl2,酸性物质与碳酸钠反应生成气泡,反应完之后,氯化钙与碳酸钠反应会生成碳酸钙白色沉淀,所以现象是产生白色沉淀;
(4)步骤②中碳酸钠和氯化钙反应生成碳酸钙和氯化钠,反应的化学方程式为:Na2CO3+CaCl2=CaCO3↓+2NaCl;
(5)<>本地区水质偏硬,含有较多的钙、镁离子,其中钙、镁离子均会和碳酸钠中的碳酸根离子结合生成难溶于水的碳酸钙和微溶于水的碳酸镁,加入Na2CO3溶液产生白色沉淀,不能说明鱼塘水中含有CaCl2;
(6)从生态角度考虑,“渔光互补” 模式利用太阳能发电,减少了传统化石能源使用,降低碳排放,可以改善水质,减小污染,同时水上发电、水下养殖,合理利用水域空间,避免土地资源浪费。
5. (2025·河北唐山·二模)我市一些县区采用了“渔光互补”的发展模式,化学实践小组的同学在老师的指导下展开了项目式学习活动。
任务一:了解渔光互补模式
如图所示在水上架设光伏板发电,下方水域进行水产养殖。
(1)光伏发电过程是将光能转化为 能。
任务二:检测鱼塘水质
同学们来到“××渔光互补示范园”,据养殖人员介绍,水产养殖过程中需保证合适的水温、溶氧量和酸碱度。
【实验1】
(2)同学们用 测定了不同时段鱼塘水的。
(3)小组同学认为水中溶有鱼呼吸产生的,应该减小,但从清晨到中午,鱼塘水的却逐渐增大,原因可能与水中藻类的 作用有关。
任务三:如何养护鱼塘水质
老师告诉大家:①鱼塘底部塘泥中的有机物分解易使水质酸性增强;②该鱼塘养殖鱼虾,需定期为鱼虾补充钙质。
【讨论交流】
(4)有同学提出向鱼塘中直接投放生石灰,既可以调节鱼塘水的又可以为鱼虾补充钙质,大家一致反对,请说明反对的理由 。
养殖人员介绍:定量向鱼塘投放过氧化钙(如下图所示),水中会持续缓慢产生气泡。
探究I:产生的气体是否为氧气?
【实验2】取适量过氧化钙样品和水,按下图所示进行实验。
(5)A中产生气泡缓慢,有同学提议在C处放一燃着的小木条,观察到 说明生成的气体是氧气。
探究II:反应后溶液中溶质是什么?
【作出猜想】小组同学经过分析后认为,反应后溶液中溶质是氢氧化钙。
【实验3】取装置A中反应后溶液X,按图所示方案进行实验,验证了他们的猜想是正确的。
(6)Y为常见试剂,步骤②中反应的化学方程式为: 。
【拓展交流】
(7)水上光伏发电设施长期处于潮湿且可能带有盐分(海水环境)的特殊环境中,金属部件、电气设备易受影响。请结合已有知识经验写出一条该设施需要定期检修、维护的项目: 。
【答案】(1)电
(2)pH试纸或pH计
(3)光合
(4)生石灰与水反应放出大量热,会伤害鱼虾
(5)木条燃烧更旺
(6)
(7)检查金属部分是否锈蚀(合理即可)
【详解】(1)光伏发电过程是将光能转化为电能,故填:电;
(2)测定溶液的pH值可以用pH试纸或pH计,故填:pH试纸或pH计;
(3)从清晨到中午,随着光照增强,水中藻类进行光合作用,消耗二氧化碳,使溶液酸性减弱,pH增大,故填:光合;
(4)生石灰是氧化钙的俗称,氧化钙与水反应生成氢氧化钙,并放出大量的热,会对鱼虾造成伤害,故填:生石灰与水反应放出大量热,会伤害鱼虾;
(5)氧气具有助燃性,能使燃着的小木条燃烧的更旺盛。则在C处放一燃着的小木条,观察到木条燃烧更旺,说明生成的气体是氧气,故填:木条燃烧更旺;
(6)实验结论为反应后溶液中溶质是氢氧化钙,加入Y溶液后,产生白色沉淀,则Y溶液可以为碳酸钠溶液,碳酸钠与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,故填:;
(7)水上光伏发电设施长期处于潮湿且可能带有盐分(海水环境)的特殊环境中,金属部件、电气设备易受影响。需要定期检修、维护的项目有:检查金属部分是否锈蚀、涂防锈漆等进行防锈处理、检查电气设备是否漏电、更换老化绝缘材料等,故填:检查金属部分是否锈蚀(合理即可)。
6. (2025·河北石家庄·二模)小丽家里的下水道被毛发、食物残渣等杂物堵塞了,她爸爸买了一瓶管道通回来,经过短时间的浸泡使用,堵塞的下水道很快就疏通了。管道通是怎样使堵塞的下水道重新疏通呢?小丽产生了强烈的好奇,决定与化学兴趣小组的同学对管道通的成分及性质进行研究。
【查阅资料】
1、管道疏通剂的说明书,疏通剂的主要成分是固体与粉
2、溶液会与发生反应
【实验模拟】
(1)在实验室里,小丽取出了一些固体和粉混合后,放入盛有水的试管中,观察到反应剧烈,有大量气泡产生,且试管壁发烫。对于试管壁发烫的原因,学习小组的同学认为可能是溶液会与发生反应放热,也可能是 的原因。
【猜想与假设】
产生的气泡可能是什么气体?同学们纷纷提出了自己的猜想:
(2)1、小李认为该气体可能是 ;2、小张认为该气体可能是氢气。
【验证假设】
(3)小李设计了如图所示装置进行实验。拿一根带火星的小木条伸到集满气体的B试管中,观察到小木条 ,证明他的假设不正确。而现在发现B试管中的气体能被点燃,产生淡蓝色的火焰,该实验现象证明了小张的猜想是正确的。
【原理分析】
(4)对于为什么能与氢氧化钠溶液反应生成氢气的原因,大家进一步提出自己的猜想。小李认为,的金属活动性排在H之前,所以置换出中的“H”。但他的观点遭到大家的反对,因为 。
【实际使用】
(5)大家用如图所示的玻璃弯管模拟家庭下水道,并用动物脂肪和毛发堵在弯管处,按照使用说明从左端管口加入管道疏通剂,并用胶塞堵住弯管左端上口,堵塞物被赶出,落入烧杯,其原理是 。(写出1条即可)
【交流反思】
(6)结合所学知识,疏通剂需要密封保存防止变质,原因是 (用化学方程式解释)。根据上述实验,安全使用管道疏通剂的建议: 。
【答案】(1)固体溶于水放热
(2)氧气/
(3)不复燃
(4)氢氧化钠是由钠离子和氢氧根离子构成,在化学反应中氢氧根离子作为一个整体
(5)生成的氢气使管内压强增大(或反应放热使油脂软化等合理答案)
(6) 避免与酸接触(或避免明火等合理答案)
【详解】(1)氢氧化钠固体溶解放热,溶液温度会升高,则试管壁发烫;故填:NaOH固体溶于水放热;
(2)根据元素守恒,反应物中含有氢、氧元素,再结合其它猜想,则该气体可能是氧气,故填:氧气或O2;
(3)氧气具有助燃性,可使带火星的木条复燃,若没有氧气,可看到不复燃;故填:不复燃;
(4)氢氧化钠是由钠离子和氢氧根离子构成,在化学反应中氢氧根离子作为一个整体参加,所以不是置换出NaOH“分子”中的“H”;故填:氢氧化钠是由钠离子和氢氧根离子构成,在化学反应中氢氧根离子作为一个整体;
(5)利用铝和氢氧化钠遇水反应放出大量的热,加快氢氧化钠对油脂和毛发等淤积物的腐蚀,同时产生氢气增加管道内气压,利于疏道;故填: 生成的氢气使管内压强增大(或反应放热使油脂软化等合理答案)。
(6)氢氧化钠能与空气中的二氧化碳反应生成碳酸钠和水,化学方程式为:,所以疏通剂需要密封保存防止变质。根据上述实验,安全使用管道疏通剂的建议是避免与酸混合(因为酸会与氢氧化钠反应,可能影响疏通效果,甚至产生危险)或者由于反应生成氢气,其遇到明火可能会发生爆炸,即避免明火。
故答案为:;避免与酸接触(或避免明火等合理答案)。
7. (2025·河北唐山·二模)家用除湿盒可以除湿防霉,某兴趣小组对该家用除湿盒产生兴趣,于是进行如下探究。
任务一:探究除湿盒中除湿剂的成分
【查阅资料】①吸湿区内黑色颗粒能够吸附异味,白色颗粒具有很强的吸水性。②常见的具有吸水性的物质有氯化钙、生石灰、氢氧化钠固体。③氯化钙溶液呈中性。
(1)吸湿区内黑色颗粒可能是 。
(2)同学们猜测吸湿区内白色颗粒可能是氯化钙、氧化钙、氢氧化钠中的一种。为确定该白色颗粒的成分,同学们进行如下实验:
实验
实验操作
实验现象
实验1
取少量白色颗粒于试管中,加水溶解后得到无色溶液,逐滴滴加氯化镁溶液
溶液无明显现象
实验2
另取少量白色颗粒于试管中,加水溶解后,逐滴滴加碳酸钠溶液
通过上述实验,同学们确定该白色颗粒为氯化钙,写出实验2中发生反应的化学方程式: 。
任务二:了解除湿盒的除湿原理
【查阅资料】①氯化钙产品分为无水氯化钙和(、2、4、6,只有不具有吸水性)。②除湿盒在吸水除湿后,集水区内有大量液体和无色晶体析出。③氯化钙在不同温度下的溶解度如下表。
温度/℃
0
10
20
30
40
溶解度
59.5
65.0
74.5
100
116
(3)为了解除湿盒的除湿原理,小组同学取适量白色颗粒于烧杯中,加入适量水搅拌,触摸烧杯壁感觉发热,一段时间后观察到有晶体析出,结合氯化钙的溶解度分析除湿盒集水区内有无色晶体析出的原因可能是 ,溶液进入集水区后恢复室温,导致晶体析出。
(4)集水区析出晶体的化学式为 。
(5)在30℃时,使用一段时间除湿盒后有无色晶体析出,集水区液体中氯化钙的质量分数为 。
任务三:除湿盒废液处理
(6)从循环利用的角度考虑,可将除湿盒使用后集水区内的氯化钙溶液进行 (填操作名称),得到氯化钙固体。
【答案】(1)活性炭
(2) 有白色沉淀产生
(3)氯化钙吸水放热,温度升高,氯化钙溶解度增大,当水分被吸收后,温度降低,氯化钙溶解度减小(合理即可)
(4)
(5)50%
(6)蒸发结晶
【详解】(1)活性炭具有疏松多孔的结构,有很强的吸附性,能吸附异味,所以吸湿区内黑色颗粒可能是活性炭。
(2)确定白色颗粒为氯化钙,氯化钙与碳酸钠反应会生成碳酸钙白色沉淀,所以实验现象是产生白色沉淀;
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。
(3)白色颗粒(氯化钙)吸水时放热,使溶液温度升高,氯化钙溶解度增大;水分被吸收后温度降低,溶解度减小,溶质结晶析出。
(4)由资料知只有CaCl2⋅6H2O不具吸水性,且除湿盒集水区有晶体析出,所以析出晶体是CaCl2⋅6H2O。
(5)30℃时氯化钙溶解度是100g,即100g水中最多溶解100g氯化钙形成饱和溶液,根据饱和溶液溶质质量分数公式。
(6)从氯化钙溶液中得到氯化钙固体,可采用蒸发结晶的方法,蒸发溶剂使溶质结晶析出。
8. (2025·河北邢台·一模)端午节的传统美食——碱水粽子,是在糯米中加入适量的碱水,用老黄箬叶裹扎。煮熟后糯米变成浅黄色,可蘸白糖吃,清香可口。某兴趣小组围绕碱水粽子展开探究。
(1)探究一 碱水粽子富含的营养物质
小组同学观察到碱水粽子主要原料为糯米、红豆等,含有蛋白质、糖类、维生素、矿物质等多种营养物质,其中可以供能的营养物质是 。
(2)探究二 碱水的成分
【查阅资料】
①传统碱水由草木灰浸泡过滤制得。
②草木灰的主要成分为钾盐,可能含有碳酸钾、硫酸钾和氯化钾中的一种或几种。
③AgCl和都是既不溶于水,也不溶于酸的白色沉淀。
【提出问题】“碱水”的主要成分是什么?
【实验】
实验操作
实验现象
实验结论
步骤一:取少量过滤后的草木灰水于试管A中,加入
有气泡产生
碱水中含有碳酸钾
步骤二:另取少量过滤后的草木灰水于试管B中,加入过量的硝酸钡溶液
产生白色沉淀
碱水中含有硫酸钾
步骤三:取步骤二的上层清液于试管C中,加入硝酸银溶液
产生白色沉淀
【结论】“碱水”的主要成分是碳酸钾、硫酸钾和氯化钾。
【反思与交流】
①晓强对步骤二的结论产生质疑,理由是 (用化学方程式解释),同学们提出不需要进行步骤一实验,只需向步骤二的白色沉淀中加入稀盐酸,若观察到 ,即可证明碱水中同时含有碳酸钾和硫酸钾。
②现代生活中制作碱水粽子时常用碳酸钠代替草木灰水,碳酸钠俗称 。(写出一种即可)
(3)探究三 警惕“返青粽叶”的危害
不法商贩将粽叶经硫酸铜浸泡后得到“返青粽叶”,人们长期食用有害健康。向粽叶浸泡后得到的溶液中加入 可检验某粽叶是否经硫酸铜处理。
【答案】(1)糖类和蛋白质
(2) 稀盐酸(合理即可) 碱水中含有氯化钾 沉淀部分溶解,有气泡产生 纯碱(或苏打)
(3)铁钉(合理即可)
【详解】(1)糖类、蛋白质、油脂属于三大供能物质,故填:糖类和蛋白质。
(2)实验:碳酸钾和稀盐酸反应生成氯化钾二氧化碳和水,故加入的可以为稀盐酸,步骤二的上层清液于试管C中,加入硝酸银溶液,生成白色沉淀,说明生成了氯化银沉淀,故碱水中含有氯化钾,故填:稀盐酸;碱水中含有氯化钾。
反思与讨论:①晓强对步骤二的结论产生质疑,理由碳酸钾和硝酸钡也可以生成白色沉淀,化学方程式:,碳酸钡溶于盐酸,硫酸钡加盐酸不溶解,同学们提出不需要进行步骤一实验,只需向步骤二的白色沉淀中加入稀盐酸,若观察到沉淀部分溶解且有气泡产生,即可证明碱水中同时含有碳酸钾和硫酸钾,故填:;沉淀部分溶解,有气泡产生。
②碳酸钠俗称纯碱或苏打,故填:纯碱(或苏打)。
(3)铁和硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜,向粽叶浸泡后得到的溶液中加入铁定可检验某粽叶是否经硫酸铜处理,故填:铁钉。
9. (2025·河北保定·一模)化学兴趣小组同学发现一种“供氧呼吸器”,主要用于在缺氧环境中自救,其中生氧剂的主要成分是过氧化钠(Na2O2)。小组同学从呼吸器中取出样品对此进行了探究。
【查阅资料】①过氧化钠(Na2O2)为淡黄色固体,常温下可与水或二氧化碳反应生成氧气,同时生成一种白色固体,已知生成的白色固体均是由三种元素组成的化合物。
②BaCl2溶液呈中性。
探究Ⅰ:样品中生氧剂是否仍有效?
【实验1】小组同学设计如图所示的两套装置进行实验。
(1)若用装置A进行实验,检验产生的气体是氧气的方法 。
(2)若用装置B进行实验,可控制反应的发生和停止,请写出使反应发生的操作 。
经过实验,小组同学并未检验到氧气。
【得出结论】该样品已失效。
探究Ⅱ:失效后的样品中主要含有哪些物质?
【作出猜想】小组同学经过讨论,对样品中的主要成分进行如下猜想:
(3)猜想①:NaOH; 猜想②:;猜想③: 。
【实验2】
(4)取少量样品配制成待测溶液,按照下列操作进行实验。
实验操作
主要实验现象及解释
结论
步骤1:取少许待测溶液于试管中,滴加足量稀盐酸
有气泡产生
猜想①不正确
步骤2:另取少许待测溶液于试管中,先滴加几滴溶液,再滴加酚酞溶液
滴加氯化钡溶液发生反应的化学方程式为 ;滴加酚酞溶液,观察到 现象
猜想③正确
【交流讨论】
(5)乙同学认为根据以上现象,无法得到猜想③正确的结论,他的理由是 。
【反思评价】
(6)小组同学通过以上探究分析推出,保存过氧化钠(Na2O2)的方法是 。
【答案】(1)将带火星的木条放在导管a处,若木条复燃,证明是氧气
(2)挤压软塑料瓶,使水与过氧化钠接触
(3)NaOH和Na2CO3
(4) 溶液变红
(5)若滴加的BaCl2溶液太少,不足以将Na2CO3完全消耗,则Na2CO3有剩余,能使酚酞变红,无法确定溶液中是否含有NaOH
(6)密封保存
【详解】(1)氧气具有助燃性,能使带火星的木条复燃,这是检验氧气的常用方法。在装置A中,氧气从导管a排出,所以将带火星木条放在a处检验,若木条复燃,证明是氧气。
(2)装置B中,无纺布包中放有过氧化钠,挤压软塑料瓶时,瓶中的水会与过氧化钠接触,从而发生反应;不挤压时,二者分离,反应停止。
(3)根据查阅资料,过氧化钠(Na2O2)为淡黄色固体,常温下可与水或二氧化碳反应生成氧气,同时生成一种白色固体,已知生成的白色固体均是由三种元素组成的化合物,则过氧化钠与水反应可能生成NaOH,与二氧化碳反应可能生成Na2CO3,所以失效后的样品成分除了单独的NaOH、Na2CO3,还可能是二者的混合物,即猜想③:NaOH和Na2CO3。
(4)步骤 1 中加足量稀盐酸有气泡产生,说明样品含Na2CO3,发生的反应是,排除猜想①。步骤 2 中滴加BaCl2溶液,BaCl2与Na2CO3反应生成碳酸钡白色沉淀和氯化钠,化学方程式为;
若猜想③正确,即含NaOH,NaOH溶液呈碱性,能使滴加的酚酞溶液变红。
(5)酚酞遇碱性物质变红,NaOH溶液和Na2CO3溶液都呈碱性,若滴加的BaCl2溶液太少,不足以将Na2CO3完全消耗,则Na2CO3有剩余,能使酚酞变红,无法确定溶液中是否含有NaOH。
(6)过氧化钠能与水或二氧化碳反应,为防止其失效,应隔绝水和二氧化碳,所以要密封保存。
10. (2025·河北廊坊·一模)牙膏是一种常见的生活日用品,其主要成分包括摩擦剂、氟化物、表面活性剂等。某化学兴趣小组对某品牌牙膏展开探究。
探究I:酸碱性
【实验1】
(1)将该品牌的牙膏(白色)与水按质量比1:2混合,搅拌后静置,向上层清液滴入几滴酚酞,液体变红,牙膏呈 性,可能添加了 (填“碳酸氢钠”或“柠檬酸”),其能调节口腔酸性环境,防止龋齿。牙膏的酸碱性因其类型和功能不同而有所差异。
探究II:摩擦剂成分
【查阅资料】①摩擦剂可以帮助去除牙齿表面的污垢,该牙膏摩擦剂可能含有碳酸钙、氢氧化铝中的一种或两种。
②氢氧化铝能与氢氧化钠反应生成可溶性的偏铝酸钠和水。
③牙膏中除了摩擦剂外,其他物质均溶于水且不与酸、碱反应。
【实验2】
(2)取少量牙膏样品,加入足量水,搅拌、过滤,得到沉淀。请完善下面表格。
操作
现象
结论
(1)取少量沉淀于试管中,加入足量的氢氧化钠溶液
部分沉淀溶解
氢氧化铝(填“含有”或“不含”)含有碳酸钙
(2)另取少量沉淀于试管中,加入 的稀盐酸
产生气泡
(3)将产生的气体通入澄清石灰水中
澄清石灰水变浑浊
操作(2)中产生气泡的原因是 (写化学方程式)。
探究III:氟化物的作用:
【实验3】
【查阅资料】氟化钠(NaF)能与牙齿中的羟基磷灰石(Ca5(PO4)3(OH))反应生成更耐酸的氟磷灰石。
【实验设计】用醋酸溶液模拟容易龋齿的口腔酸性环境,并对相同的牙齿模型分别进行以下实验,记录如表:
组别
处理方式
实验结果(牙齿模型质量损失/g)
①
浸泡在醋酸溶液中
0.15
②
用含氟牙膏处理后浸泡在醋酸溶液中
0.02
【结论】
(3)组别②牙齿模型损失更少,说明氟化钠的作用是 。
【交流】
(4)该实验过程中,控制的变量除了相同的牙齿模型外,还有 (写一条)。
【答案】(1) 碱 碳酸氢钠
(2) 含有 足量/过量 CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑
(3)预防龋齿/增强牙齿抗酸腐蚀能力
(4)醋酸溶液的浓度和体积相同/浸泡时间相同等
【详解】(1)酚酞遇到碱性溶液变红,将该品牌的牙膏(白色)与水按质量比1:2混合,搅拌后静置,向上层清液滴入几滴酚酞,液体变红,牙膏呈碱性,故填碱;
碳酸氢钠溶液呈碱性,能够使酚酞变红,柠檬酸呈酸性,不能使酚酞变红,牙膏呈碱性,说明牙膏中可能添加了碳酸氢钠,故填碳酸氢钠。
(2)由题文可知,氢氧化铝能与氢氧化钠反应生成可溶性的偏铝酸钠和水,碳酸钙不能与氢氧化钠反应,取少量沉淀于试管中,加入足量的氢氧化钠溶液,部分沉淀溶解,则减少的沉淀是能够与氢氧化钠反应的氢氧化铝,即该牙膏中含有氢氧化铝,故填含有;
氢氧化铝能够与盐酸反应生成氯化铝和水,检验碳酸钙的存在,应加入足量或过量的稀盐酸,故填足量或过量;
由实验结论可知,牙膏中含有碳酸钙,加入稀盐酸后,碳酸钙与稀盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳,故反应的化学方程式写为:CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑。
(3)含氟牙膏中的氟化钠能与牙齿中的羟基磷灰石反应生成更耐酸的氟磷灰石,则组别②牙齿模型用含氟牙膏处理后浸泡在醋酸溶液损失更少,说明氟化钠的作用是预防龋齿或者增强牙齿抗酸腐蚀能力,故填预防龋齿或者增强牙齿抗酸腐蚀能力。
(4)该实验过程中,控制的变量除了相同的牙齿模型外,还有要控制醋酸溶液的浓度和体积相同或浸泡时间相同等,故填醋酸溶液的浓度和体积相同或浸泡时间相同等。
考点三 自热火锅、干燥包(主要成分:生石灰)
11. (2025·河北石家庄·二模)某化学小组对市场上销售的自热食品专用发热包中的发热剂产生了兴趣,并对其进行了系列探究活动。
【查阅资料】图所示是某品牌发热包说明书的部分内容。
Ⅰ:CaO+H2O═Ca(OH)2
Ⅱ:………………
Ⅲ:2Al+2NaOH+2H2O═2NaAlO2+3H2↑
(1)说明书中的氧化钙俗称是 。
探究Ⅰ:发热包的发热原理是什么?
【作出猜想】除了氧化钙与水反应放热外,还可能存在其它放热反应。
【实验1】
(2)小组同学设计制作了如图所示的装置进行探究实验,a的数值应为 。发热剂加入水后,可观察到有大量气泡产生,烧瓶底部部分固体结块;实验过程中的温度变化如图所示。
【交流讨论1】
(3)根据实验结果,发热剂中确实发生多个放热反应,其中铝粉和氢氧化钠溶液就发生反应放出热量,该发热剂的主要成分中并无NaOH,说明Ⅲ中的NaOH来自于Ⅱ的生成物,反应Ⅱ的化学方程式是 。小组同学认为仅用氧化钙一种物质不适合作为食品专用发热包的发热剂,理由是 。
探究Ⅱ:发热包使用后剩余固体的成分
为了验证使用后的发热包固体中是否还有铝粉,小林同学进行了如下实验:
【实验2】取适量反应后的不溶性固体于烧杯中,加入足量稀盐酸。根据产生气泡,小林同学得出剩余固体中有铝粉的结论。
【交流讨论2】
(4)同学们经讨论一致认为小林同学的结论不严谨,理由是 ;他们在不改变装置的条件下,对以上方案进行了改进,方法是 。
最终证明剩余固体中还有铝粉。
【反思拓展】
(5)①物质成分的探究除了要考虑物质的性质,还要考虑其它物质的干扰。
②从安全角度考虑,请写出使用发热包时的一条注意事项: 。
【答案】(1)生石灰
(2)3
(3) 仅用氧化钙放出热量少,且放热持续时间短
(4) 剩余固体中一定有碳酸钙,与稀盐酸反应也会冒气泡 将上述方案中稀盐酸换为氢氧化钠溶液,有气泡产生说明还有铝粉/将稀HCl换成溶液或溶液,有红色固体析出
(5)使用时远离明火/切勿堵塞排气孔(合理即可)
【详解】(1)氧化钙俗称生石灰。
(2)实验要对比发热剂和氧化钙的发热情况,需控制变量,除探究物质不同外其他条件相同,所以氧化钙质量应与发热剂样品质量相同,为 3g。
(3)发热剂主要成分有氧化钙、铝粉、碳酸钠 ,氧化钙与水反应生成氢氧化钙,氢氧化钙能与碳酸钠反应生成碳酸钙沉淀和氢氧化钠,所以反应 Ⅱ 的化学方程式为;
从温度变化图像看,仅用氧化钙时放出热量少,且放热持续时间短,所以仅氧化钙不适合作食品专用发热包的发热剂。
(4)因为发生了反应,剩余固体中一定有碳酸钙,与稀盐酸反应也会冒气泡,干扰铝粉检验;
改进方法是将上述方案中稀盐酸换为氢氧化钠溶液,有气泡产生说明还有铝粉;或者将稀HCl换成溶液或溶液,有红色固体析出。
(5)从发热包使用方法和原理考虑,使用过程会产生氢气,气孔堵塞会导致内部压强过大有安全隐患等,因此需要注意使用时远离明火、切勿堵塞排气孔。
12. (2025·河北保定·二模)自加热食品为人们的生活带来很大便利。某化学兴趣小组同学对自加热小火锅的发热包进行了系列探究。图是该发热包说明书中的部分内容。
【查阅资料】铝粉能与氢氧化钠溶液反应∶分别取1g发热包样品,加入甲、乙、丙三支试管中,按图所示进行实验。
探究Ⅰ发热包主要成分的检验
【实验1】
(1)向试管甲中滴加3mLNaOH溶液,观察到试管中产生气泡,温度升高至70℃左右,将 置于试管口,发出爆鸣声。说明发热包中含有铝粉。
【实验2】向试管乙中滴加3mL稀盐酸,观察到试管中产生大量气泡。小明同学认为由此现象可得发热包中含有碳酸钠。
(2)小红同学认为小明同学的推理不严谨,理由是 。
(3)大家认为,若要进一步证明小明同学的结论正确,还需要补充的操作是 。
探究Ⅱ发热包的发热原理
【实验3】向试管丙中滴加3mL水,并用温度传感器测得试管内物质温度随时间的变化如图所示。
【提出问题】实验3中发热包加水后温度“升高→缓降→迅速升高”的原因是什么?
【交流讨论】
(4)图a→b段温度升高的原因是氧化钙与水反应放热,其反应的化学方程式为 。
(5)结合实验1现象可知,图c→d段温度升高的原因是 。
探究Ⅲ发热包产生废液的处理
【实验4】
(6)取少量试管丙中反应后的溶液,滴入几滴酚酞试液,溶液变红,则使用发热包后产生的废液显 性,你对该废液的处理方法是 。
【反思拓展】在利用化学反应为生活提供便利时,既要考虑安全性,也要考虑对环境的影响。
【答案】(1)燃着的小木条
(2)铝能与稀盐酸反应生成氢气,也能产生大量气泡
(3)将生成的气体通入澄清石灰水中
(4)
(5)铝与氢氧化钠溶液反应放出热量
(6) 碱 向废液中滴加稀盐酸至pH=7
【详解】(1)结论为发热包中含有铝粉,铝能与氢氧化钠和水反应生成NaAlO2和氢气,氢气具有可燃性,故将燃着的木条置于试管口,发出爆鸣声,说明生成了氢气,说明发热包中含有铝粉;
(2)由以上分析可知,发热包中含铝粉,铝能与稀盐酸反应生成氯化铝和氢气,也能产生大量气泡,故小明同学的推理不严谨;
(3)碳酸钠能与稀盐酸反应生成氯化钠、二氧化碳和水,二氧化碳能与氢氧化钙反应生成碳酸钙和水,能使澄清石灰水变浑浊,故若要进一步证明小明同学的结论正确,还需要补充的操作是:将生成的气体通入澄清石灰水中,澄清石灰水变浑浊,说明生成了二氧化碳气体,说明发热包中含有碳酸钠;
(4)氧化钙与水反应生成氢氧化钙,该反应的化学方程式为:;
(5)由实验1可知,向发热包中滴加3mL氢氧化钠溶液,温度升高至70℃左右,故图c→d段温度升高的原因是:铝与氢氧化钠溶液反应放出热量;
(6)无色酚酞试液在碱性溶液中变红,在中性和酸性溶液中均不变色,故取少量试管丙中反应后的溶液,滴入几滴酚酞试液,溶液变红,则使用发热包后产生的废液显碱性;
废液显碱性,会污染环境,应处理至中性后排放,稀盐酸显酸性,能与碱性物质反应,故可向废液中滴加稀盐酸至pH=7。
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