专题18 科学探究题(全国通用)-【好题汇编】2025年中考化学三模试题分类汇编
2025-06-17
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内容正文:
专题18 科学探究题
考点概览
题型一 物质成分的探究
题型二 物质变质的探究
题型三 有关反应条件与影响因素的探究
题型四 项目式探究
物质成分的探究题型一
1.(2025·云南昆明·三模)维生素C又称抗坏血酸,是重要的营养物质。某小组进行与维生素C相关的化学实验。实验一:验证维生素C具有酸的性质
序号
操作
现象
a
向维生素溶液中加入紫色石蕊溶液
溶液变成_____色
b
向维生素溶液中加入少量粉末
粉末消失,有气泡生成
(1)a中的现象为溶液变成 色。
(2)b中生成的气体是 (填写化学式)。
实验二:探究不同烹饪方法对苹果中维生素C含量损失的影响
查阅资料:维生素C能和溶液反应使之褪色,可利用该反应检测维生素C含量。研究表明,苹果中其他成分不影响检测。
进行下图所示实验,每次实验所用苹果片相同,实验记录如下表。
模拟烹调方法
常温放置
糖拌(常温下加入白糖,搅拌后放置)
炖(放入70°C水中)
煮(放入100°C水中)
处理时间
30min
30min
20min
40min
20min
40min
混合液色度
1
4
1
3
2
4
注:混合液色度越大,维生素C含量损失越大。
(3)糖拌时,维生素C含量损失 (填“大”或“小”)。
(4)对比“炖”和“煮”的实验数据,得到结论: 。
(5)继续探究实验二中糖拌导致维生素C含量下降的原因。
①甲同学对比常温放置和糖拌中的物质,提出猜想: 和维生素C反应,导致苹果中维生素C含量下降。
②乙同学发现糖拌时有较多汁液渗出,猜测维生素C随汁液渗出是导致固体中维生素C含量下降的原因。并通过实验证实了渗出液中含维生素C,他的实验是:
步骤1.常温下,将白糖加水溶解配制成溶液,放置,加入溶液,测定混合液色度略大于4。
步骤2.常温下,收集糖拌苹果片放置后的全部渗出汁液,加水稀释至,然后 (写出实验操作),测定混合液色度小于4。
2.(2025·辽宁铁岭·三模)兴趣小组利用某种脱氧剂开展项目式学习。
任务一:成分初探
(1)完成下表内容。
实验步骤
实验现象
结论与解释
①取样,用磁铁吸引
样品中有黑色固体能被吸引
脱氧剂中含有铁单质。发生的反应方程式:
②
③
②取被磁铁吸出的固体于试管中,加入适量稀盐酸
固体逐渐减少, ,溶液变成浅绿色
③取被磁铁吸出的固体于试管中,加入 溶液
固体表面出现红色固体
任务二:效果检验
(2)同学们利用一个软塑料瓶设计如图所示实验,观察到 现象,完成了脱氧效果的检验。这是从 (填“反应物消失”或“新物质生成”)的视角,验证了该反应的发生。
(3)同学们观测到食物在缺氧环境下霉菌菌落的数目比富氧条件下少,由此可知,脱氧剂能延长食物保质期的原因是:消耗氧气能 。
任务三:回收设计
已知使用过的脱氧剂中含有氧化铁、氯化钠、碳酸钠、硅藻土、碳、铁。甲同学设计了以下回收铁的流程。
查阅资料:
I.硅藻土不溶于水和酸。
II.溶液与、均能反应生成。
(4)步骤②中氧化物发生反应的化学方程式为 。
(5)乙同学认为上述回收流程可以省略步骤①,原因是 。
(6)溶液3中的溶质是 。
任务四:废液处理
若使用氢氧化钠溶液降低溶液2的,可很大程度减少⑤中锌的用量。为更好的了解反应原理,同学们借助数字技术对“稀盐酸与氢氧化钠溶液的反应”进行探究。图1所示是室温下稀盐酸与稀氢氧化钠溶液反应的实验装置,图2是反应过程中的变化曲线。
(7)根据图2曲线判断,图1中的溶液B是 。
(8)c点所示的溶液中个数与个数关系是: (填“>”“<”或“=”)
3.(2025·山西晋中·三模)山西新特产——大闸蟹,在山西万荣县的黄河岸边安了家。同学们利用假期来到当地养殖大闸蟹的池塘,一起从水质调控、防逃设施、黄河水成分、黄河水保护等方面开始了项目化学习。
任务一:认识养蟹水质调控
【查阅资料】
同学们上网查阅资料得知,养殖大闸蟹的池塘需要用生石灰消毒,此过程中池塘的水温变化如右图所示;之后调节池塘水的pH在7.5~8.6之间,并加入含大量营养成分的盐。
【交流讨论】
(1)同学们分析上图中0~20s阶段池塘水温度变化的原因是 。
(2)同学们认为,如果要简单测定池塘水的pH,可进行的操作是 将试纸显示的颜色与标准比色卡对照,读数。
任务二:参观养蟹防逃设施
【参观学习】
(3)据蟹农介绍,养蟹时为防止螃蟹逃跑,蟹池四周要用铝皮、加厚聚乙烯塑料膜等筑建牢固可靠、无攀爬支点的防逃墙。同学们判断,加厚聚乙烯塑料膜属于 材料。
任务三:检测黄河水的成分
【分析交流】
据科技人员介绍,黄河水中含有丰富,也含有少量的、,这些离子在螃蟹的生长过程中起到了至关重要的作用。为了检测黄河水中的和,同学们设计了如下实验进行操作。
【进行实验】
(4)
实验步骤
实验现象
实验结论
①取少量黄河水样于试管中,加入过量氯化钙溶液。
产生白色沉淀
②取①反应后的溶液于试管中,加入适量 。
产生蓝色沉淀
黄河水中含有氢氧根离子(或)
【反思评价】
(5)步骤①中发生反应的化学方程式为 ,该反应的基本反应类型是 。
任务四:发起黄河水保护倡议
【成果分享】
(6)同学们通过项目化学习,了解到黄河水在促进地区转型、发展经济方面的重要作用。为了让更多人认识黄河,了解“向河发展、向河图强”的意义,同学们将所见、所学、所研进行了总结,在全校范围内发起了保护黄河的倡议。请你也为保护黄河生态提出一条建议 。
4.(2025·新疆乌鲁木齐·三模)牙膏作为口腔清洁剂,其成分设计与功能实现蕴含丰富的化学原理。化学兴趣小组的同学对两种不同品牌牙膏开展了项目式学习活动。
活动一:了解牙膏酸碱性
食物残渣发酵产生的乳酸可能使唾液的,使牙齿脱矿化,所以牙膏中需添加酸碱度调节剂将其调节至中性。
(1)取A品牌牙膏样品少许配成溶液,测得,故牙膏中添加了 (填“酸性”或“碱性”)的物质做酸碱度调节剂。
(2)用20%葡萄糖溶液漱口模拟进食,测定“进食后”口腔酸碱度变化如图所示。相同条件下,龋齿患者比无龋人群在用餐后口腔环境酸性更 (填“强”或“弱”)。
活动二:探究牙膏中的其他成分
B品牌牙膏成分中可能含有下列物质中的若干种,它们的溶解性如下表所示。
碳酸钙
水合硅石
羟苯甲酯
氯化钠
在水中的溶解性
不
不
微
溶
在酒精中的溶解性
不
不
溶
不
【查阅资料】①水合硅石、羟苯甲酯不和稀盐酸反应。②羟苯甲酯与硝酸银溶液不反应。为探究牙膏的成分,进行如下实验。
【分析讨论】
(3)步骤中有气泡产生,说明牙膏中含有 ,滤液D中所含微粒为 (填微粒符号)。
(4)步骤中观察到 现象,说明牙膏中含有氯化钠,写出此反应的化学方程式 。
【提出问题】沉淀C的成分是什么?
【做出猜想】猜想1:水合硅石 猜想2:羟苯甲酯 猜想3:水合硅石和羟苯甲酯
【实验验证】
(5)同学们依据两种物质溶解性不同,设计如下实验方案,请补全下表。
实验操作
实验现象
结论
取沉淀C与试管中,滴加少量酒精
猜想3成立
【反思评价】
(6)同学们经过讨论,认为上述结论不严谨,理由是 。
活动三:动手制作牙膏
(7)按照水合硅石(水合二氧化硅,难溶于水)50%、碳酸氢钠20%、甘油15%、草莓香料10%、水5%的配料完成牙膏制作。请从上述成分中选择一种,说明它在牙膏中的作用 。
5.(2025·山东日照·三模)某兴趣小组利用回收的废纸进行“制造再生纸”跨学科实践活动,在蒸煮时加入了氢氧化钠。造纸后,为处理剩余的废液进行如下探究活动。
【任务一】废液成分分析
【提出猜想】推测废液中含有氢氧化钠和碳酸钠中的一种或两种
【实验设计与实施】
(1)
实验操作
实验现象
实验结论
步骤1:取少量废液于试管中,加入足量的氯化钡稀溶液
废液中有
步骤2:取少量步骤1中的上层清液于试管中,滴加
溶液变红
废液中有
(2)步骤1中加入足量的氯化钡稀溶液的目的 。
(3)若步骤2中向试管中加入氯化铜溶液,也得出了相同的结论,反应的化学方程式为 。
【任务二】废液中碳酸钠含量测定
兴趣小组设计了如下图所示的实验,取废液样品放入装置A的锥形瓶中,先通入一会儿,然后称量装置C、D的质量,再向锥形瓶中滴加足量稀硫酸,至不再产生气体,继续通一会儿后,测得装置C、D分别增重和。
(4)废液中碳酸钠的溶质质量分数是 (保留到)。
(5)如果缺少装置E,会使测定的碳酸钠含量 (填“偏大”或“偏小”)。
【任务三】废液的处理
(6)为使废液中的碳酸钠转化为氢氧化钠循环利用,需根据废液中碳酸钠的含量,加入一定量的某种物质,该物质与碳酸钠反应的化学方程式是 。
6.(2025·陕西榆林·三模)学习小组的同学用如图所示实验探究完中和应后,将甲、乙、丙、丁四组实验中四支试管内的所有物质倒入一个洁净的废液缸中,得到蓝色的澄清废液。同学们很好奇,于是进行了如下拓展学习与探究。
【实验分析】
(1)小娟同学指出,上述实验中有一组不属于中和反应,它是 (填“甲”、“乙”、“丙”或“丁”)组实验。
(2)乙组实验中,能说明NaOH溶液与稀硫酸发生了反应的现象是 。
【提出问题】
蓝色废液中的溶质除了酚酞外还含有什么?
【做出猜想】
根据废液的颜色和已经发生的反应,同学们认为废液中一定含有的溶质是和。对于还可能含有的溶质做出了如下猜想:猜想:;猜想2:NaOH。
【分析讨论】
(3)小娜同学认为猜想2不合理,理由是 。
【实验探究】
同学们分别进行了如下实验,验证猜想1是否正确。
实验方案
实验现象
结论
方案一:用玻璃棒蘸取少量蓝色废液,滴在pH试纸上
测定
猜想1正确
方案二:取少量蓝色废液于试管中,向其中加入溶液
产生白色沉淀
【评价交流】
(4)写出与发生反应的化学方程式: 。
(5)同学们讨论后指出,方案二不能得出废液中还含有的结论,理由是 。
【反思质疑】
(6)小娜同学在分析了废液的成分和实验方案后产生疑问:若和溶液也为酸性,则方案一也不能得出相应结论。于是,同学们查询了相关信息得知:①溶液为中性。②溶液为酸性,常温下,饱和溶液的。③酚酞对溶液酸碱性的影响较小,可忽略不计。
根据以上信息可知,由方案一 (填“能”或“不能”)得出相应结论。
7.(2025·山东威海·三模)项目式学习——金属蚀刻画
金属蚀刻最早可用来制造铜版、锌版等印刷凹凸版。某校社会实践小组的同学们,对其产生了浓厚的兴趣并开启了项目性学习之旅。
任务一:了解金属蚀刻画的制作原理
【查阅资料】金属蚀刻画所用的材料可以是金、银、铜、不锈钢、铝等金属。在金属蚀刻过程中,使用强酸溶液或某些盐溶液作腐蚀剂从而在金属表面留下痕迹。酸液温度稍高,可以提高金属溶解的速率,缩短蚀刻时间。但酸液温度过高容易使防护的涂层或耐蚀油墨软化甚至溶解,影响蚀刻画的效果。
(1)如果使用银板,则不能选择稀硫酸作蚀刻液,原因是 。
任务二:模拟制作金属蚀刻画
【进行实验】根据制作金属蚀刻画的原理,化学兴趣小组同学设计了如图所示两个实验进行制作。
(2)实验1首先要对铝板进行打磨,其目的是 ;所得铝板蚀刻画中“玫瑰花”的颜色为 。
【提出问题】
(3)实验2中发生反应的化学方程式为 ;清洗铁板后的废液的溶质成分是什么?
【作出猜想】
(4)废液的溶质中一定含有 (填化学式),可能含有 。
【实验探究】
(5)化学兴趣小组设计了如下方案进行探究:
实验操作
实验现象
实验结论
①取少量红棕色氧化铁粉末于试管中,再加入足量废液
红棕色固体消失
废液中含有稀盐酸
②另取少量废液于试管中,滴加几滴硝酸银溶液
废液中含有稀盐酸
【反思评价】
(6)操作①中发生反应的化学方程式为 。
(7)老师对操作②结论的严谨性提出疑问,理由是 。
任务三:探究铁金属画生锈的原因
已知铁生锈是铁与水和氧气共同作用的结果,且电解质(如食盐)会加速锈蚀。该小组成员想利用控制变量法通过实验验证铁生锈的条件,请你依据所给器材和药品帮他们设计实验(可语言描述也可用图示表示)
【实验器材】相同大小且打磨光亮的铁钉4根、干燥试管4支、试管塞、煮沸后的蒸馏水、食用油、5%食盐水
【设计实验】
(8)
实验①
实验②
实验③
实验④
实验设计(或装置)
一段时间后的现象
【反思与拓展】
(9)通过上述实验,说明海边铁制品比内陆更容易生锈的原因 。
8.(2025·湖北武汉·三模)“504双吸剂”是常用的食品保鲜剂,成分是铁粉和生石灰,可吸收氧气、二氧化碳、水蒸气等气体。久置后固体中可能含有和。某化学兴趣小组对一包久置的“504双吸剂”固体进行探究。
(1)“504双吸剂”属于 (填“纯净物”或“混合物”)。
(2)如图所示,将这包“504双吸剂”放入广口瓶中。一段时间后,冷却至室温,若观察到水柱向 (填“A”或“B”)移动,说明这包“504双吸剂”还有效。
(3)称取3.00g样品于烧杯中,加入足量水,充分搅拌,过滤,得滤液和2.66g滤渣。将滤渣全部放入硬质玻璃管中,用如图的装置继续实验(装置气密性良好)。
通入一段时间CO气体后,称量装置乙的质量,点燃酒精喷灯,持续通入CO气体。待充分反应后,称量装置甲中剩余固体质量为1.96g,装置乙增重1.54g。
①装置乙中发生反应的化学方程式为: 。
②原双吸剂中铁粉的质量为 。
③指出该装置中的不足之处: (写一条即可)。
9.(2025·湖北襄阳·三模)某化学兴趣小组同学对某自热食品专用发热包(部分标签如下)进行了如下探究。
[品名]食品专用发热包
[主要成分]氧化钙、铝粉、碳酸钠
[净含量]50g
[使用方法]撕开塑料袋后加常温水
[注意事项]使用时要远离明火,严禁在密闭场所使用
I.初步探究
将一包撕开塑料袋后的发热包平放在烧杯底部,加入200mL常温水,插入温度计。观察到温度计示数逐渐升至92℃,冒出大量白雾,液体底部产生大量气泡。
(1)该发热包的主要成分中含有的三种物质都是生活中常见的物质,其中碳酸钠俗称纯碱或者苏打,氧化钙的俗称为 。
(2)甲同学认为热量来自氧化钙转化为氢氧化钙的过程,该反应所属的基本反应类型为 反应。
Ⅱ.深入探究
为什么要求“远离明火,严禁在密闭场所中使用”?
[猜想假设]生成的气体是可燃性气体。
[查阅资料]2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑,反应放热。
[设计并进行实验]根据资料,兴趣小组同学设计并进行了如图1实验。
(3)乙同学发现发热包主要成分中并无NaOH,用化学方程式表示产生NaOH的原因: 。
(4)丙同学按图1中①所示进行实验,发现气体无法被点燃。思考后改进实验装置如图1中②所示,并进行实验,观察到气体被点燃,烧杯内壁有水雾。②中浓硫酸的作用是 。
[结论]发热过程中产生可燃性气体。
Ⅲ.自制发热包
兴趣小组同学将碳酸钠粉末、氧化钙粉末(稍过量)、铝粉混合均匀配成50g自制发热包,倒入无纺布袋中后封口。小组同学往自制发热包中加入200mL常温水,并用温度传感器和pH传感器进行测量,结果如图2,110s时观察到有大量气泡产生。
(5)根据检测结果,该自制发热包 (选填“能”或“不能”)达到专用发热包的效果。
(6)110~1856s内,pH先降低后升高的原因是 。
物质变质的探究题型二
10.(2025·安徽宿州·三模)兴趣小组同学发现装满生石灰的塑料试剂瓶已经膨胀破裂,他们对此现象充满好奇,决定一起探究这瓶生石灰是否变质并测定其成分,兴趣小组进行了如下探究。
【查阅资料】①加热到580℃时会发生分解反应,生成CaO和H2O。
②碱石灰是氢氧化钠与氧化钙的固体混合物,能吸收水和二氧化碳。
③浓硫酸具有吸水性。
探究一:生石灰是否变质
(1)取部分样品于试管中,加入适量的水,用手触摸试管外壁,无法感觉到明显的 (填“吸热”或“放热”)现象。兴趣小组得出结论:生石灰已经变质。
探究二:变质生石灰的成分
【进行实验】
Ⅰ.连接装置,检查装置气密性;
Ⅱ.称取10.0g样品于装置B中,先通入空气一段时间,称量C、D、E装置的质量;
Ⅲ.然后边通入空气,边用酒精喷灯加热(能达到1000℃高温)至完全反应;
Ⅳ.继续通空气一段时间,再称量C、D、E装置的质量,测得C增重,D增重,E没有增重。
(2)步骤Ⅳ中“继续通空气一段时间”的作用是 。
【实验结论】
(3)根据步骤Ⅳ中C增重,可知样品中一定含有 ;
根据步骤Ⅳ中D增重,可知样品中一定含有 。
(4)该生石灰样品在变质过程中涉及的化学反应方程式是 (写一个)。
【反思评价】
(5)若步骤Ⅳ中测得C增重0.9g,D增重2.2g,E没有增重,则样品中成分有 。
(6)若缺少A装置或缺少E装置,导致生石灰样品中某一成分质量偏小,该成分是 。
11.(2025·湖南益阳·三模)通过学习,我们了解到很多物质如果敞口放置就容易变质。实验室现有一瓶质量分数为的氢氧化钠溶液(样品溶液)敞口放置了一段时间,学习小组为探究其是否变质并进行回收处理,开展了以下项目式活动。
【理论分析】
(1)请用化学方程式表示氢氧化钠溶液变质的原因 。
【查阅资料】溶液呈中性。
活动一:探究氢氧化钠溶液是否变质
(2)小组同学设计了以下三种实验方案进行实验。经过讨论,一致认为只有方案B是合理的,请写出另外两个方案中任意一个不合理的原因: 。
实验方案
实验步骤及现象
实验结论
方案A
氢氧化钠溶液未变质
方案B
氢氧化钠溶液已变质
方案C
氢氧化钠溶液未变质
活动二:探究氢氧化钠溶液的变质程度
(3)进行如下实验:
实验步骤及现象
实验结论
步骤Ⅰ:取少许样品溶液,滴加过量溶液,观察到 (填实验现象)。
氢氧化钠溶液 (填“部分变质”或“完全变质”)。
步骤Ⅱ:静置后,取少量上层清液,滴加2滴无色酚酞溶液,溶液变为红色。
活动三:利用物质的溶解性探究氢氧化钠溶液的变质程度
【查阅资料】下表为氢氧化钠和碳酸钠在酒精中的部分溶解度。
氢氧化钠
碳酸钠
17.3g
不溶
40g
不溶
(4)取20g样品溶液在真空的条件下蒸发,将所得固体全部加入温度为的10g酒精中,充分振荡。等温度恢复至,可观察到固体 ,得出与“活动二”相同的实验结论。
活动四:将变质的氢氧化钠溶液进行处理并回收
(5)为了加深对碱的主要性质的认识,将样品溶液进行处理并回收。小组同学提出:样品溶液中的杂质除去后,还可以继续使用。请你帮助小组同学设计实验方案: 。
12.(2025·甘肃天水·三模)化学课上,老师做了一个“滴水生火”实验,将一种叫过氧化钠的淡黄色粉末包在棉花里,滴几滴水,棉花立即自燃,同学们很感兴趣。下课后,化学兴趣小组的同学在实验室找到了一瓶久置的过氧化钠,发现已变为白色粉末,经老师确认已经变质。
【提出问题】白色粉末含有哪些成分?
【查阅资料】
①过氧化钠能与水发生剧烈反应,生成氢氧化钠和氧气。
②过氧化钠能与二氧化碳反应,生成碳酸钠和氧气。
【猜想假设】
(1)猜想一:白色粉末含有和NaOH
猜想二:白色粉末只含有NaOH
猜想三:白色粉末只含有
猜想四:白色粉末含有
【分析讨论】
(2)晓阳认为从物理性质角度可以将猜想一排除,理由是 ;但晓佳认为仅靠视觉判断物质组成不可靠,要通过实验来确认有无,晓佳进行如下实验:取样品少许置于试管中,滴加适量的水, (填现象),确认无。
【实验探究】
(3)他们为证明其他猜想,设计了如下实验方案,请完善:
实验方案
实验现象
结论或化学方程式
①取少量样品置于试管中溶解,滴入足量的氯化钡溶液
有白色沉淀生成
反应的化学方程式为
②取①反应后的上层清液,滴入
白色粉末含有NaOH
【实验结论】由上述实验可知猜想四成立,该粉末已全部变质。
【反思】
(4)实验过程中滴加足量氯化钡溶液,不能用氢氧化钡代替氯化钡,原因是 。
(5)过氧化钠保存时应该 。
13.(2023·江苏南通·三模)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。
【查阅资料】
I.对于碘化钾变质的原理,可能存在两种不同的反应:
甲:4KI+O2+2CO2=2K2CO3+2I2
乙:4KI+O2+2H2O=4KOH+2I2
ⅡKOH、K2CO3与NaOH、Na2CO3的化学性质分别相似。
【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。
(1)石灰水变浑浊的原因是 。(用化学方程式表示)。
(2)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 。
实验2:探究变质的条件
分别取等量KI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a
实验b
实验c
实验d
固体变潮,表面微黄
固体无明显现象
固体变潮,无现象
固体变潮,表面变黄
(3)对比实验 (填序号),可以得出KI变质一定与水有关:对比实验c和d可得出的结论是 。
(4)从上述实验可推知,KI变质的条件一定与 有关。
实验3:探究二氧化碳的作用
分别取10ml同浓度的KI溶液于3个烧杯中(编号1,2,3),再向烧杯2中通入CO2,向烧杯3中滴加几滴盐酸,分别用pH试纸测定溶液的pH,放置在不含CO2的空气中相同一段时间。观察到的实验现象记录如下:
烧杯序号
1
2
3
溶液pH
pH=7
pH=6
pH=4
溶液颜色
无色
浅黄色
黄色
【解释与结论】
(5)CO2使KI变质加快的原因是 ;烧杯2和3中现象说明了 。
【反思与评价】
(6)设计实验验证稀盐酸中的氢离子能加快KI的变质,而不是氯离子 。(必须用到的试剂:浅黄色KI溶液、2%稀HCl、2%NaCl溶液)
14.(2025·内蒙古鄂尔多斯·三模)某学习小组的成员对日常生活中常见物质的酸碱性表现出了浓厚的兴趣,并开展了一系列的探究活动。
【设计实验】在两支试管中分别加入少量的白醋和肥皂水,各滴加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】实验结果表明,肥皂水未能使无色酚酞溶液呈现红色,这引起了同学们的疑惑。
【猜想与假设】甲同学:酚酞溶液变质了
乙同学:肥皂水不显碱性
【进行实验】
(1)同学们用之前准备的酚酞溶液和肥皂水,完成了两次实验(实验1和实验2)。
编号
实验1
实验2
实验操作
实验现象
测得肥皂水pH为7.8
【实验结论】甲、乙两位同学的猜想不成立。
小组成员在深入讨论后继续探究,向不同量的蒸馏水中加入相同量的肥皂并搅拌,取样后加入无色酚酞溶液观察颜色变化,并用计测量酸碱度(详细结果见下表)。
实验编号
①
②
③
④
⑤
肥皂的质量/g
0
0.5
0.5
0.5
0.5
蒸馏水的体积/mL
300
800
600
400
300
酚酞显示的颜色
无色
无色
浅红色
红色
红色
pH
7.0
7.9
8.5
9.4
10.1
【数据及现象分析】
(2)丙同学得出肥皂水碱性较弱,无法使酚酞变色的依据是 。
(3)分析数据可以得出:等质量肥皂中加入的蒸馏水体积减小, 。
【得出结论】
经过上述研究,我们可以得出结论:酚酞在酸性和中性溶液中颜色保持不变,而在碱性溶液中会呈现红色或浅红色。此外,在值低于8的条件下,酚酞的颜色不会发生改变。
【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】
取三份体积和浓度均相同的氢氧化钠溶液,分别加入两滴无色酚酞溶液,然后以相同速率同时滴加不同浓度的盐酸。通过实验,测得溶液值随时间变化的曲线图(如下图所示)。
(4)氢氧化钠与盐酸反应的化学方程式是: 。
(5)在、、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 ;溶液颜色最先褪去的是 。
15.(2025·四川宜宾·三模)化学兴趣小组同学在实验室发现一瓶已变为白色粉末的久置的过氧化钠,经老师确认已经变质。于是在老师的带领下进行了探究式学习。
【提出问题】白色粉末含有哪些成分?
【查阅资料】Ⅰ.过氧化钠是淡黄色的固体,能与水发生剧烈反应,生成氢氧化钠和氧气。
Ⅱ.氯化钙溶液显中性。
【猜想假设】猜想一:白色粉末含有和NaOH;
猜想二:白色粉末只含有NaOH;
猜想三:白色粉末只含有;
猜想四:白色粉末含有和NaOH。
【分析讨论】
(1)小明同学认为从物理性质角度可以将猜想一排除,理由是 ;但小强同学认为仅靠视觉判断物质组成不可靠,要通过实验来确认有无。设计实验如下:取样品少许置于试管中,滴加适量的水, (填现象);确认无。
【实验探究】
(2)小明和小强继续探究白色粉末的成分,设计如下实验方案:
实验步骤
实验操作
实验现象
实验结论
步骤一
取样品,加水配制成溶液,并向其中滴加足量氢氧化钙溶液,充分反应后过滤
有白色沉淀生成
猜想四成立
步骤二
取上述少量上层清液于试管中,滴加
溶液变为红色
(3)请写出步骤一中发生反应的化学方程式: 。
【表达交流】
(4)小刚同学认为通过上述实验不能得出猜想四正确,需要对上述实验操作做一些修改,修改的实验操作为 ,修改完后三位同学合作完成了实验,确定猜想四成立。
16.(2025·江西赣州·三模)某兴趣小组对“工业上可以用氯化钠作原料制取氢氧化钠、氯气等”的内容产生兴趣。在老师的指导下,用自制的实验装置(主体部分如图所示)进行电解饱和食盐水制取氢氧化钠的实验。
Ⅰ.电解饱和食盐水(图1)可以制得氢氧化钠、氯气和氢气,进而生产具有消毒、漂白作用的“84”消毒液。
(1)写出电解饱和食盐水的化学方程式 。
(2)图2是电解水实验,水中通常加入少量硫酸钠或氢氧化钠溶液,以增强导电性,不能加入氯化钠的原因是 。
(3)制取“84”消毒液(有效成分为NaClO)的原理:。小吴向2mL“84”消毒液中滴加2~3滴无色酚酞试液,发现溶液先变红后褪色,说明“84”消毒液显 性,并具有漂白性。
Ⅱ.该兴趣小组的同学想了解久置的“84”消毒液是否变质,设计了下列探究实验。
【查阅资料】
①品红溶液是一种红色色素。
②“84”消毒液主要成分是次氯酸钠(NaClO)和氯化钠,NaClO为有效成分,有腐蚀性并易与空气中反应。NaClO溶液、HClO都具有漂白、杀菌、消毒功效,能使品红溶液褪色,氯化钠和碳酸钠不能使品红溶液褪色。
③NaClO溶液中的、HClO都具有氧化性;HClO不稳定,受热或光照会分解,分解后失去漂白作用。
④易溶于水。
【提出问题】放置一段时间的“84”消毒液是否变质?如果变质,变质程度如何?
【提出猜想】猜想1:未变质,溶液中主要成分为NaCl、NaClO。
猜想2:部分变质,溶液中主要成分为NaCl、NaClO、。
猜想3:全部变质,溶液中主要成分为NaCl、。
【实验探究】
(4)
实验操作
实验现象
实验结论
①取适量该溶液于烧杯中,滴入适量 溶液
产生白色沉淀
猜想1不成立
②另取适量该溶液于试管中,滴入几滴品红溶液
猜想3成立
【交流反思】
(5)一般不用“84”消毒液对蔬菜、水果进行消毒,其原因可能是 。
【拓展应用】
(6)“84”消毒液存放时应注意的事项是 。
17.(2025·河南驻马店·三模)酸、碱、盐在生产和生活中发挥着重要作用,某兴趣小组同学围绕酸、碱、盐开展了项目式学习。
任务一:了解常见的酸、碱、盐
(1)①实验室中,浓硫酸常用作干燥剂,是因为浓硫酸具有 。(填字母)
a.腐蚀性 b.酸性 c.吸水性 d.脱水性
②氢氧化钠溶液敞口久置会变质,写出发生反应的化学方程式: 。
③小苏打是制作面点所用发酵粉的主要成分之一,其化学式为 。
任务二:数字化实验探究中和反应
(2)用NaOH溶液和稀盐酸进行图1所示实验,并用数字传感器测定了反应过程中溶液的pH变化,得到图2所示的曲线。
①甲溶液是 ;图2中c点所示溶液中的溶质是 (写化学式)。
②结合图3说明中和反应的实质: 。
任务三:粗盐提纯制备精盐
(3)从海水中获取的粗盐固体中含有MgCl2、CaCl2杂质,同学们设计的除杂流程如图所示。
①写出加入过量NaOH溶液时发生反应的化学方程式 。
②溶解、过滤、蒸发操作中都要用到的一种玻璃仪器是 。
任务四:电解精盐制碱
(4)工业上用电解饱和食盐水制取氢氧化钠,发生反应的化学方程式为。现用含11.7g氯化钠的饱和食盐水,完全反应理论上可获得氢氧化钠的质量是 。
有关反应条件与影响因素的探究题型三
18.(2025·湖南长沙·三模)“生火有道”,兴趣小组对燃烧的条件展开探究。
【实验探究】根据图1所示实验探究燃烧的条件(已知反应装置气密性良好,实验前已将装置内的空气排尽,所用试剂和用品均足量)。
资料:①白磷着火点40℃,棉花着火点150℃。
②白磷燃烧的产物对人体呼吸道有刺激作用,遇水或澄清石灰水均能发生反应。
【步骤与现象】
(1)填表:
实验步骤
实验现象
分析与结论
1.将U形管放在盛有80℃热水的烧杯中,关闭、打开K1,通入O2。
一段时间后,裹入白磷的棉花开始燃烧,普通棉花无明显变化。
实验说明燃烧需要的条件之一是 。
2.步骤1燃烧过程中,关闭K1、打开K2,将注射器中的稀盐酸推入锥形瓶中。
C中生成大量气泡,一段时间后,U形管右侧燃着的棉花 。
C中反应的化学方程式是 ;实验说明燃烧的条件之一是可燃物与氧气充分接触。
【评价与反思】
(2)B中石灰水的作用有 。
【拓展延伸】
(3)小组同学认为还需要探究燃烧需要可燃物,才能得出燃烧的三个条件。选用下列用品设计实验说明燃烧的条件之一是需要可燃物。
可选用的实验用品:大小和形状相似的大理石块、小煤块和小木块,坩埚钳,酒精灯,火柴。
你设计的实验方案: (写出操作、现象、结论)。
19.(2025·山东济南·三模)回答问题。
(1)湿法炼铜产生酸性废水,含有的CuSO4、ZnSO4可用纳米零价铁除去,去除机理如图1所示。其他条件不变,废水pH对Cu2+、Zn2+去除率的影响如图2所示。
Cu2+
Zn2+
开始沉淀pH
4.3
6.2
完全沉淀pH
6.7
8.2
①从微观角度分析,纳米零价铁去除Cu2+的过程中生成的新微粒是 (填微粒名称)。
②相同pH条件下,Cu2+的去除率远高于Zn2+的原因可能是 。
③pH>3时,随pH增大,Cu2+和Zn2+去除率都会减小,原因可能是 。
(2)实验室新购进一批导线。标签显示导线外皮是聚氯乙烯(一种塑料)。同学们想对这批导线的外皮进行探究。
【初步认识】
①聚氯乙烯属于 材料。(填字母)
A.无机材料 B.合成材料 C.复合材料 D.金属材料
实验探究:取一小块导线外皮,点燃。闻到刺激性气味,同学们想了解产生此现象的原因,于是进行探究。
活动一:探究聚氯乙烯在充足的氧气中完全燃烧的产物
【查阅资料】a.聚氯乙烯由C、H、Cl三种元素组成;
b.无水CuSO4遇水由白变蓝;
c.碱石灰为NaOH和CaO固体的混合物;
d.氯气(Cl2)是一种黄绿色的有毒气体。
【实验方案】称取125g导线外皮碎屑样品,利用如图所示装置进行实验。具体步骤如下:点燃酒精灯前先通干燥的氧气,一段时间后,点燃酒精灯加热,使样品在装置A中燃烧,熄灭酒精灯,完全燃烧后,继续通入干燥的氧气直至装置完全冷却。整个实验过程中没有出现黄绿色气体。(假设气体产物均完全被吸收)
【实验分析】
②实验中可用过氧化氢溶液制取氧气,选取的发生装置为 ,要除去氧气中的水蒸气,可将氧气通过装有 (填化学试剂名称)H装置。反应的化学方程式为 。点燃酒精灯前,先通干燥的氧气目的是 。
③装置B中出现 现象,证明聚氯乙烯完全燃烧生成了水。C、D中产生白色沉淀,证明聚氯乙烯完全燃烧还产生了 ,写出D中生成的沉淀物质的化学式 。
【实验反思】
④下列有关上述探究活动的说法中,正确的是 (填字母)。
A.装置B、C顺序不可颠倒,否则无法检验产生的H2O
B.将装置C中液体换作NaHCO3溶液,对实验结论无影响
C.装置E的作用是防止空气中的CO2和H2O进入D,影响实验结果
20.(2025·内蒙古赤峰·三模)为完成“研究钢铁防护的方法”的实践性作业,学习小组查得资料:钢铁膜化处理是钢铁防护的重要方法,其目的是在钢铁表面形成致密、均匀的保护膜。检验膜的抗腐蚀性能要做“滴铜实验”,即往钢铁表面滴加含硫酸铜的腐蚀剂,60 s后钢铁表面才出现红色物质,表明抗腐蚀性能达标,且越迟出现红色物质的越好。请和小组同学使用某种膜化剂开展如下研究。
任务一:验证膜的抗腐蚀性能
【实验1】将有膜化和未膜化的薄钢片分别进行滴铜实验,有膜化的薄钢片出现红色物质的时间明显推迟。
(1)出现红色物质的原因是 (用化学方程式表示)。
(2)有膜化的薄钢片出现红色物质的时间明显推迟,其原因是 。
任务二:探究膜化条件对膜层外观的影响
【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:
温度℃
50
60
70
80
膜层外观
粗糙
致密、均匀
致密、均匀
粗糙
【实验3】已知时,膜化剂不稳定。其他条件相同时,将薄钢片放入60℃、不同pH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:
pH
1.5
2.0
2.5
3.0
膜层外观
易脱落
粗糙
致密、均匀
致密、均匀
(3)根据实验2、3的结果,判断膜层外观符合要求的温度、pH的范围依次为 、 。
任务三:确定抗腐蚀性能较好的膜化条件
【实验4】依次选取实验2、3膜层外观符合要求的钢片进行对比实验,分别确定适宜的温度、pH。
(4)实验4中,确定适宜温度的实验方案是 。
【实践反思】
(5)反思上述实践活动,提出一个关于钢铁膜化处理可进一步探究的问题: 。
21.(2025·新疆乌鲁木齐·三模)我国提出争取在2060年前实现“碳中和”,充分体现了我国对解决气候问题的大国担当。化学兴趣小组的同学们以“助力碳中和”为主题,设计并展开了如下项目式探究活动。
(1)任务一:感知碳排放
【调查研究】
同学们通过九年级化学课本查找到图1[自然界碳循环示意图(部分)],自然界中产生二氧化碳的途径有 (写一条即可)。
同学们又来到图书馆查找资料,了解到过多的二氧化碳排放到大气中会导致温室效应增强、全球变暖,使人类的生存环境遭受严重的威胁。自然界中含量逐渐增多的主要原因是 (写一条即可)
【设计实验】兴趣小组设计了探究过多的二氧化碳使温室效应增强的实验。如图2所示,他们选用体积大小相等的两个塑料瓶,分别盛满同条件下的空气、二氧化碳与空气的混合物(体积比1:1),并用一个小塑料管连接(在塑料管中间有一滴红墨水),置于阳光下。
【实验现象】一段时间后红墨水滴会 (选填“向右”“向左”或“不”)移动。
【实验结论】因为瓶中的二氧化碳的浓度不一样,二氧化碳的含量越多,温度上升幅度就越大,两瓶中的温差就越大。
(2)任务二:感受碳吸收
【设计实验】同学们结合生物学知识设计了如图3实验,验证植物通过光合作用吸收二氧化碳。
【观察分析】同学们观察实验两周后发现,甲装置中的植物比乙装置中的长势更好,乙装置中植物长势不好的原因是 (用化学方程式解释)。说明植物生长时需要吸收 。(写化学式)
【交流评价】同学们交流后认为,通过植物的光合作用和用NaOH溶液都能实现碳吸收。
【提出问题】乙装置烧杯内的NaOH溶液吸收后,溶液中的溶质是什么?
【猜想假设】溶液中的溶质为NaOH或中的一种或两种。
【进行实验】
实验步骤
实验操作
实验现象
实验结论
A
取乙装置烧杯内的少量溶液于试管中,向其中滴加无色酚酞溶液
溶液变红
溶液中的溶质有NaOH
B
另取乙装置烧杯内的少量溶液于试管中,向其中滴加
产生白色沉淀
液中的溶质有
【反思质疑】有同学认为此实验步骤A不能证明溶液中含有NaOH,应将实验进行调整的方法是:取乙装置烧杯内的少量溶液于试管中,向其中先滴加 ,再加无色酚酞溶液。
【实验结论】同学们用调整后的方案进行实验,证明了溶液中的溶质是和NaOH
(3)任任务三:感悟“碳中和”
【查阅资料】当二氧化碳的排放量和二氧化碳的吸收量相当的时候,就称之为“碳中和”。
【成果展示】同学们制作了《“碳中和”关系你我他》的宣传栏,请你帮助他们写一条在生产、生活方面能减少排放的具体措施 。
22.(2025·陕西西安·三模)许多化学反应发生时,伴随有发光、放热、有沉淀析出、有颜色改变等实验现象,但也有的化学变化发生时无明显现象,同学们进行了如下探究活动。
查阅资料:其他条件相同时,溶液中离子浓度越大,溶液电导率越大。
【实验探究一】氢氧化钠溶液与盐酸能否发生化学反应
(1)如图,下列物质中,可以证明该反应发生的是________(填字母)
A.酚酞 B. C.溶液 D.溶液
(2)小组利用如图1研究稀盐酸与氢氧化钠溶液反应的过程,从图2可知,该反应过程 (填“吸收”或“放出”)热量,并用和电导率传感器测定反应过程中和电导率的变化(如图3和图4),下列说法正确的是 (填字母)。
A.图1中滴加的a溶液为稀盐酸
B.图3中能证明稀盐酸和氢氧化钠溶液发生了反应
C.图3中所示溶液中的质量不断增加
D.图4中90s之前电导率下降是因为溶液中的离子数量逐渐减少
【实验探究二】氢氧化钠与二氧化碳能否发生化学反应
方案一:
(3)借助压强传感器,先后向三颈烧瓶内推入等体积的两种液体,测得瓶内压强变化情况如图所示,首先注入瓶中液体是 (填“水”或“氢氧化钠溶液”),对比曲线中bc段和 段,可证明二氧化碳能与发生反应。
方案二:
(4)已知:通常状况下1体积水中最多溶解0.76体积二氧化碳。装置气密性良好,集气瓶容积均为,图中溶液是澄清石灰水。由此实验判断氢氧化钠与二氧化碳发生反应依据的现象是 。
方案三:
(5)打开,将分液漏斗中的氢氧化钠溶液全部注入锥形瓶内,反应结束后,关闭打开,观察到烧杯内液体倒吸入锥形瓶,锥形瓶内有白色沉淀产生,也可证明二氧化碳能与氢氧化钠发生反应,产生白色沉淀的化学方程式为 。
【实验总结】对于没有明显现象的化学变化,可以从反应物的消失或减少和有新的生成物两个角度加以证明。
23.(2025·吉林辽源·三模)兴趣小组开展了跨学科实践活动,探究“土壤酸碱性形成的原因及对植物生长的影响”。
【查阅资料】
①含有的溶液与足量溶液,微热,会产生有氨味的气体。
②
有关物质的溶解性
物质
溶解性
溶
溶
溶
溶
不溶
【探究一】土壤酸碱度的测定
小组同学在某农田采集了3份土壤样品,处理后分别与适量水混合,操作如图①所示。测得分别为5.5、5.7、5.6。
(1)根据测定结果,该农田的土壤酸碱性呈 。
【探究二】土壤酸碱度对植物生长的影响
(2)小组同学分别在4个烧杯中倒入不同的溶液,保持其他条件一致,放入8粒大小相当的绿豆,观察记录数据如图②。由图可知,土壤 时,绿豆生长状况最好。
【探究三】酸性土壤形成的原因及改良
(3)小组同学向种植户了解到,近几年该农田长期施用化肥。为检测在土壤中的残留情况,进行了如下实验:
实验序号
操作
现象
结论
1
取少量土壤浸出液于一支试管中,向其中滴加足量溶液,微热。
无
2
另取少量土壤浸出液于另一支试管中,向其中滴加适量 溶液。
产生白色沉淀
有
【反思交流】
(4)农作物吸收的量比的量 (填“大”或“小”)。
【拓展延伸】
(5)在农作物吸收的同时,会释放出,使土壤呈酸性。假设土壤浸出液中的酸只有,使用熟石灰改良上述土壤的原理是 (用化学方程式解释)。
【查阅资料】农作物吸收的同时,会释放出。
(6)小组同学认为酸性土壤中更适合施用化肥,可以减轻土壤进一步酸化问题。理由是 。
项目式探究题型四
24.(2025·辽宁盘锦·三模)人类的日常生活和工农业生产离不开水。化学兴趣小组的同学对水展开了项目式探究,从多个方面认识水。
项目一:生活中多姿多彩的水——认识在不同变化中的水
现象一:南北朝时晋人吕忱所撰《字林》记载:“寒气结冰如珠,见日光乃消,齐鲁谓之雾凇。”雾凇,俗称冰花、树挂等,是低温时空气中水汽直接凝华或过冷雾滴直接冻结在物体上的乳白色冰晶沉积物。天晴,一些积雪融化,加上夜间冷空气入侵,早晚温差大,便会形成雾凇景观。
现象二:同学们秋季开学后整理实验室药品,发现一瓶装有生石灰的塑料瓶瓶体开裂,开裂处溢出很多白色固体。
现象三:炎炎夏日喝一口凉爽的冰糖水消暑解渴;冬日里喝一碗热热的蛋花汤驱除寒气。
(1)地面上融化的积雪在树上形成雾凇景观,说明 。
(2)产生现象二的原因是 。
(3)冰糖可以溶于水中,而蛋花汤面却漂浮了点点油花,这一现象说明影响物质溶解性的因素之一是 。
项目二:探究水的组成
【进行实验】
(4)用如图1装置进行水的电解实验,实验中观察到,甲玻璃管中气泡首先出现的位置在 (选填“a”、“b”或“c”)处。甲、乙两支玻璃管中生成气体的体积比约为 ,切断电源后,打开甲处活塞,将带火星的木条放在甲玻璃管尖嘴口,观察到木条复燃;打开乙处活塞,将燃着的木条放在乙玻璃管尖嘴口,观察到气体燃烧。
【实验结论】
(5)本实验得出的结论是 ;
【实验改进】
(6)电解纯水速率较慢,实验时常在水中加入NaOH增强水的导电性,NaOH本身不参与反应。NaOH溶液能导电是因为 。
(7)为探究不同电压和不同浓度NaOH溶液对电解水速率影响,小组同学进行多次实验,测得产生20mL氢气所需时间如图2所示。由图2可知,上述实验中,电解水速率最快的条件是 。
项目三:探究水溶液及应用
小组同学利用“魔法水”自制“纸树开花”,下图分别为网购“纸树开花”的效果图和使用说明。
【查阅资料】
①(磷酸二氢钾)饱和溶液为“魔法水”的常用原料。溶于水后,会解离出自由移动的(钾离子)、和(磷酸根离子)。
②“纸树开花”的开花原理为:纸树干毛细现象→树枝末端水溶液蒸发→纸树开花。
③20℃时,的溶解度是22.6g。
【进行实验】
做纸树:将加厚滤纸裁剪,拼接成树状,固定在塑料盘上。
(8)配“魔法水”:配制20℃时100g 的饱和溶液,需要的质量为 g(结果精确到0.1g),与水混合后将所得溶液倒入塑料盘。
(9)待“开花”:每2小时观察一次,发现塑料盘中液体逐渐减少,纸树4小时后逐渐“开花”,过程如图所示。
①“魔法水”中的分散形式是 (填“离子”“固体小颗粒”或“小液体”)。
②“纸树开花”开的“花”实际物质成分为 。
③同等操作条件下,“开花”效果最好的天气是 (填“雨天”或“晴天”)。
25.(2025·山东临沂·模拟预测)兴趣小组利用某种脱氧剂开展项目式学习。
(1)任务一:成分初探
完成下表内容。
实验步骤
实验现象
结论与解释
①取样,用磁铁吸引
样品中有黑色固体能被吸引
①脱氧剂中含有铁单质。
②发生的反应方程式:Fe+2HCl=H2↑+FeCl2
②取被磁铁吸出的固体于试管中,加入适量稀盐酸
固体逐渐减少, ,溶液变成浅绿色
③取被磁铁吸出的固体于试管中,加入 溶液
固体表面出现红色固体
发生的反应方程式:
(2)任务二:效果检验
同学们利用一个软塑料瓶设计如图所示实验,观察到 现象,完成了脱氧效果的检验。这是从 (选填“反应物消失”或“新物质生成”)的视角,验证了该反应的发生。
脱氧剂中除铁粉、碳粉、氯化钠外,还含有少量的水分,由此可知脱氧剂能延长食物保质期的工作原理类似铁 的过程。
(3)任务三:回收设计
已知使用过的脱氧剂中含有氧化铁、氯化钠、碳酸钠、硅藻土、碳、铁。甲同学设计了以下回收铁的流程。
资料卡:i.硅藻土不溶于水和酸;i.FeCl3溶液与Fe、Zn均能反应生成FeCl2.
步骤②中氧化物发生反应的化学方程式为 。
26.(2025·安徽池州·模拟预测)为消除道路安全隐患,常使用融雪剂来融雪,某化学兴趣小组对融雪剂展开项目式学习。
[任务一]融雪剂除雪原理
(1)小组同学通过科技人员的访谈,了解到融雪剂溶于水后会 (填“提高”或“降低”)混合物的凝固点,从而融雪化冰。
[任务二]融雪剂对环境的影响
(2)部分融雪剂不仅会腐蚀金属也会对绿植带来危害,主要是融雪剂的成分溶解使水中离子浓度 (填“增大”或“减小”),植物细胞外液浓度大于细胞内液浓度,使细胞失水。
[任务三]融雪剂的成分
(3)小组同学通过查阅资料,发现融雪剂主要有两种:一种是环保型融雪剂尿素,它是一种常见的 (填“氮”“磷”或“钾”)肥:另一种是以“氯盐”为主要成分的无机融雪剂,其主要成分为氯化钠,还可能含有氯化钙,为证明融雪剂中含有氯化钙,小组同学进行了如图所示的实验,发生反应的化学方程式为 。反应后溶液中溶质的成分是 (写化学式)。
27.(2025·新疆·三模)生活中经常使用果蔬洗涤盐清洗蔬菜和水果。某校化学兴趣小组希望可以自制果蔬洗涤盐,于是展开了揭秘果蔬洗涤盐的项目式学习,同学们在超市买来一包果蔬洗涤盐。
【阅读标签】见下图
产品名称]果蔬洗涤盐
[配料]精制盐、食用级pH调节剂
[使用方法]倒出约10g至1L清水中搅拌均匀,放入待清洗的果蔬,适时浸泡后翻动洗涤,再用清水冲洗即可
[贮存条件]…………
任务一:认识果蔬洗涤盐
【查阅资料】
Ⅰ.果蔬洗涤盐中“食用级pH调节剂”有柠檬酸型和碳酸氢钠型两种。
Ⅱ.有机磷成分杀虫剂的残留物在碱性环境中迅速分解。
【进行实验】
(1)取适量果蔬洗涤盐水溶液于试管中,滴加无色酚酞溶液,观察到无色酚酞溶液变红,该果蔬洗涤盐水溶液呈 性。
【交流讨论】
(2)对表面残留有机磷成分杀虫剂的果蔬,应该用 (选填“柠檬酸型”或“碳酸氢钠型”)果蔬洗涤盐浸泡清洗效果更佳。
(3)果蔬洗涤盐的使用方法中提到“加入清水中搅拌”,目的是 。
任务二:探究碳酸氢钠型果蔬洗涤盐的成分及含量
【查阅资料】
Ⅰ.碳酸氢钠型果蔬洗涤盐中pH调节剂的有效成分可能含有碳酸钠、碳酸氢钠中的一种或两种。
Ⅱ.碳酸钠溶液与氯化钙溶液反应产生白色沉淀。
Ⅲ.碳酸氢钠在以上逐渐分解产生二氧化碳、碳酸钠和水;碳酸钠受热不分解。
Ⅳ.浓度大于0.83%的碳酸氢钠溶液中加入0.1%的氯化钙溶液,产生白色沉淀;浓度小于0.83%的碳酸氢钠溶液中加入0.1%的氯化钙溶液则无现象。室温下,碳酸氢钠饱和溶液的浓度为8.8%。
【作出猜想】该果蔬洗涤盐的成分为:
(4)猜想1:NaCl和;猜想2:NaCl和;猜想3:NaCl和 、 。
【进行实验】
(5)为验证并测定该果蔬洗涤盐的成分及含量,小组同学设计实验方案如下。
实验操作
实验现象
实验结论
实验1:取样加热,将产生的气体通入澄清石灰水
澄清石灰水变浑浊
含有
实验2:为使现象明显,取样溶于水并用玻璃棒搅拌形成饱和溶液,加0.1%的溶液
产生白色沉淀
含有
实验3:称量10g果蔬洗涤盐,测量其中氯化钠、碳酸氢钠与碳酸钠的含量
【交流反思】
(6)小组同学认为实验2中结论不严谨,理由是 。
【实验验证】
(7)为保证实验的严谨性,小组同学进一步探究。
实验操作
实验现象
实验结论
实验4:另取8g样品与992g水配制成溶液,向其中滴加0.1%的溶液
产生白色沉淀
含有,化学方程式为
【实验结论】猜想3正确
任务三:自制碳酸氢钠型果蔬洗涤盐
【成果展示】
(8)同学们根据任务二测定的含量比例,自制了300g碳酸氢钠型果蔬洗涤盐,并在编写“储存条件”时强调“常温干燥处保存”,请用方程式说明该果蔬洗涤盐需要常温保存的原因: 。
28.(2025·安徽阜阳·三模)2025年“中国水周”主题为“推动水利高质量发展,保障我国水安全”。某研究小组开展“水的净化”项目式学习活动。
活动一 参观中水处理厂
中水是国际公认的“第二水源”,是指将污水处理达标后,可在一定范围内使用的水。中水处理要满足卫生、感观等要求。该厂的中水处理流程如图1。
(1)一级处理时,污水经过格栅后,还需要向调节池中“投药”,一般使用 混凝剂。
(2)二级处理时,“砂滤”的作用是除去污水中的 。
(3)三级处理时,常用氯气杀菌消毒,此过程中发生化学反应生成HClO,HClO中氯元素的化合价为 。
活动二 制作简易净水器
制作简易净水器一般经历以下过程:
(4)选择材料。学习小组用饮用水瓶作容器,用PP棉、小鹅卵石、活性炭、细沙作滤芯材料,其中活性炭的作用是 。
(5)设计装置。根据净水器的工作原理和构成,设计净水器如图2。为了获得较优的净水效果,自进水口起,滤芯材料的填充顺序为 (选填“小鹅卵石”“活性炭”“细沙”)。
29.(2025·湖南益阳·三模)劳动实践课上,农民伯伯告诉同学们给水稻追肥时,可以将草木灰均匀撒在稻田中。同学们对此产生了兴趣,以“草木灰”为主题展开了项目式学习的探究。
任务一 调查草木灰的制备方法
【查阅资料】
I.草木灰是作物秸秆、枯枝等燃烧后的剩余灰烬,其中富含可溶性钾盐。
II.碳酸钾的化学性质与碳酸钠相似,如可与稀硫酸反应:
。
任务二 探究草木灰水溶液的酸碱性
【实验1】同学们取一定量的草木灰于烧杯中,加入足量水浸泡,过滤,得到滤液。
(1)取少量滤液于试管中,滴加无色酚酞溶液,观察到溶液变红,证明草木灰水溶液呈 性。
任务三 探究草木灰的成分
【猜想与假设】草木灰中可能含有碳酸钾、硫酸钾中的一种或两种。
【实验2】同学们另取实验1滤液根据下表方案进行实验。
实验步骤
实验现象
实验结论
①取少量滤液于试管中,滴加足量稀盐酸
有气泡产生
草木灰中含有碳酸钾和硫酸钾
②向步骤①反应后的溶液中滴加足量氯化钡溶液
_______
【分析讨论】
(2)步骤②中观察到的现象是 。
(3)步骤①中不能用稀硫酸代替稀盐酸的理由是 。
任务四 讨论使用草木灰的注意事项
(4)草木灰属于碱性肥料,过多地使用草木灰会影响作物的生长,还可能会让土壤碱化;也不适宜和铵态肥料混合施用,因为 。
【拓展应用】
《周礼·考工记》中载有“涑帛”的方法,即利用“灰”(草木灰)和“蜃”(贝壳灰,主要成分为)混合加水所得的溶液来洗涤丝帛,这种溶液与丝表面的丝胶蛋白发生反应,生成物用水冲去,从而可把丝洗得干净亮丽。
(5)这种溶液能洗涤丝帛,主要是因为其中含有生成的 (写化学式,除外)。
(6)下图表示不同pH溶液对茧层丝胶蛋白溶解性的影响,研究表明脱胶率越高,所得的丝帛越顺滑亮丽。根据如图数据分析,选用下列溶液洗涤效果更好的是_____(填字母)。
A.的溶液
B.的溶液
C.的KOH溶液(pH=13.2)
30.(2025·安徽阜阳·三模)某校化学兴趣小组以“金属的化学性质”为主题开展了如下项目式探究。
【项目一】探究金属与氧气的反应
(1)黄铜(Cu-Zn合金)的外观与黄金相似、可用灼烧的方法鉴别二者,原因是 。
【项目二】探究金属与盐溶液的反应
步骤1:将一根洁净的铜丝(过量)浸入盛有AgNO3溶液的试管中,待现象不再发生变化,取出剩余铜丝。
步骤2:将一根洁净的铁丝浸入步骤1反应后的溶液中,观察现象。
(2)步骤1中试管内发生反应的化学方程式为 。
(3)一段时间后可观察到步骤2中试管内的现象为 。
【项目三】探究金属与酸的反应
【提出问题】金属与酸反应的速率受哪些因素影响呢?
【作出猜想】A.金属的种类;B.酸的浓度;C.金属的形状。
【设计实验】小组同学为探究打磨过的金属与酸的反应,设计了如下实验:
实验编号
盐酸的浓度(均取20mL)
金属的种类(均取2g)
金属的形状
收集50mL氢气所需时间/s
①
10%
镁
粉状
35
②
10%
铝
片状
98
③
10%
镁
片状
82
④
20%
铝
片状
80
【实验分析】
(4)要得出酸的浓度对金属与酸反应速率的影响,应选择的实验编号是 。
【得出结论】
(5)通过比较实验①③,可得出的结论是 。
【查阅资料】在发生金属间的置换反应时,活泼金属表面会附着较不活泼的金属,形成无数微小原电池,加快金属与酸的反应。
【拓展探究】实验结束后,有同学发现放进废液缸中的铝片,发生剧烈的反应并产生大量气泡,速率明显比铝与稀盐酸反应快,且铝表面有红色物质附着。
已知:废液缸中的废液是硫酸铜溶液、硫酸镁溶液、稀盐酸的混合液。
(6)废液缸中铝片表面产生气泡的速率明显比铝与稀盐酸反应快的原因是 ,请设计实验进行验证: (写出实验操作、预期现象和实验结论)。
31.(2025·山西朔州·三模)中国探月工程是我国航天事业的重要组成部分,也是实现航天强国梦想的关键一步。中国计划在2028年前,构建国际月球科研站基本型,开展月球环境探测和资源利用试验验证。某化学实践小组的同学们以“如何解决月球基地粮食问题”为主题展开了项目式学习。
任务一:设想月球基地粮食的来源
【提出方案】
(1)同学们设想,科学家们在月球基地生存所需粮食有两种来源:第一种是从地球向月球运送;第二种是利用绿色植物的 作用,在月球基地种出粮食,这种方案的关键是在月球上找到获取二氧化碳和水的方法。
任务二:探究在月球获取二氧化碳的方法
【查阅资料】同学们查阅资料了解到,月球表面存在碳单质石墨烯、金属氧化物以及碳酸盐等物质,而大多数碳酸盐在高温下可以分解为金属氧化物和二氧化碳。
【实验模拟】
(2)同学们利用以下实验模拟了月球上获取二氧化碳的方法。
实验操作
实验装置
实验现象
实验结论
向试管中加入少量捣碎的石灰石,加热试管,将产生的气体通入右侧试管的澄清石灰水中
右侧试管中有气泡产生,
【反思质疑】
(3)加热石灰石时发生反应的化学方程式为 。
(4)有同学认为,用该方法在月球基地制取二氧化碳可能存在安全隐患,理由是 所以改进方法可以是 。
任务三:分析在月球获取水的物质
【进行分析】
(5)同学们在上述查阅资料的过程中了解到,月球矿物中的氢元素可以通过反应生成水。从氢含量的角度考虑,如图中最适合制取水的矿物是 。
【成果分享】
(6)同学们将项目式学习成果进行了总结,在班级内进行了交流,大家认识到,科技的发展需要解决诸多问题。在月球基地上种出粮食,除了需要获取二氧化碳和水之外,还需要考虑的因素是 (写一条),未来还需继续努力。
32.(2025·山西朔州·三模)汾河作为山西最大的河流,在山西省的经济、生态等方面发挥着极为重要的作用,保护汾河是我们每个人的义务与责任。同学们对汾河水的利用、成分检测以及汾河的保护产生了浓厚的兴趣,在老师的指导下展开了项目式探究。
任务一:了解汾河水的利用
【查阅资料】同学们上网查阅资料后,了解到汾河水可用于灌溉农田、发电、园林绿化等。
【小组交流】
(1)在利用汾河水发电的过程中,能量的转化形式为 。
任务二:检测汾河水的成分
【参观学习】同学们在老师的带领下来到汾河水质监测部门参观,工程师介绍:天然水中含有较多的CO、Cl-,此外还含有Na+。
【教师指导】同学们在老师的指导下检测出汾河水中含Na+。
【提出问题】汾河水中是否含有CO和Cl-?
【进行检测】
(2)同学们取了少量汾河水,先除去其中的不溶性杂质,然后利用 除去其中的色素和异味,得到了无色澄清的汾河水样,之后利用得到的无色澄清的汾河水样进行了以下实验:
实验步骤
实验现象
实验结论
步骤1:取少量水样于试管中,滴入足量稀盐酸
汾河水中含CO
步骤2:继续向步骤1的试管中滴加
产生白色沉淀
汾河水中含Cl-
【反思评价】
(3)步骤1中发生反应的化学方程式为 。
(4)小明对步骤2的实验结论提出了质疑,理由是 。同学们对实验进行了改进,最终检测出汾河水中含有CO和Cl-。
任务三:思考汾河的保护
【总结交流】
(5)同学们了解到有关部门对汾河水质进行了长期监测,2021~2024年的监测结果如图所示,由图可以得出的结论是 。为保护汾河,日常生活中我们能做到的是 (写一条)。
成果分享:同学们认为汾河的保护是一项长期而艰巨的任务,他们制作了宣传海报和短视频在社区内进行了宣传,让更多人了解汾河、保护汾河。
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专题18 科学探究题
考点概览
题型一 物质成分的探究
题型二 物质变质的探究
题型三 有关反应条件与影响因素的探究
题型四 项目式探究
物质成分的探究题型一
1.(2025·云南昆明·三模)维生素C又称抗坏血酸,是重要的营养物质。某小组进行与维生素C相关的化学实验。实验一:验证维生素C具有酸的性质
序号
操作
现象
a
向维生素溶液中加入紫色石蕊溶液
溶液变成_____色
b
向维生素溶液中加入少量粉末
粉末消失,有气泡生成
(1)a中的现象为溶液变成 色。
(2)b中生成的气体是 (填写化学式)。
实验二:探究不同烹饪方法对苹果中维生素C含量损失的影响
查阅资料:维生素C能和溶液反应使之褪色,可利用该反应检测维生素C含量。研究表明,苹果中其他成分不影响检测。
进行下图所示实验,每次实验所用苹果片相同,实验记录如下表。
模拟烹调方法
常温放置
糖拌(常温下加入白糖,搅拌后放置)
炖(放入70°C水中)
煮(放入100°C水中)
处理时间
30min
30min
20min
40min
20min
40min
混合液色度
1
4
1
3
2
4
注:混合液色度越大,维生素C含量损失越大。
(3)糖拌时,维生素C含量损失 (填“大”或“小”)。
(4)对比“炖”和“煮”的实验数据,得到结论: 。
(5)继续探究实验二中糖拌导致维生素C含量下降的原因。
①甲同学对比常温放置和糖拌中的物质,提出猜想: 和维生素C反应,导致苹果中维生素C含量下降。
②乙同学发现糖拌时有较多汁液渗出,猜测维生素C随汁液渗出是导致固体中维生素C含量下降的原因。并通过实验证实了渗出液中含维生素C,他的实验是:
步骤1.常温下,将白糖加水溶解配制成溶液,放置,加入溶液,测定混合液色度略大于4。
步骤2.常温下,收集糖拌苹果片放置后的全部渗出汁液,加水稀释至,然后 (写出实验操作),测定混合液色度小于4。
【答案】(1)红
(2)
(3)大
(4)其他条件相同,处理时间均为20分钟时或40分钟时,“炖”比“煮”的维生素C含量损失小
(5) 白糖 加入10mL0.1%溶液
【详解】(1)维生素C具有酸的性质,酸能使紫色石蕊溶液变红,则向维生素溶液中加入紫色石蕊溶液,溶液变成红色;
(2)维生素C具有酸的性质,则向维生素溶液中加入少量粉末,碳酸氢钠与酸反应生成二氧化碳气体,其化学式为;
(3)已知混合液色度越大,维生素C含量损失越大,由表格数据可知,糖拌时混合液色度大于常温放置时的混合液色度,说明糖拌时维生素C含量损失大;
(4)对比表中“炖”和“煮”的实验数据可知,其他条件相同,处理时间均为20分钟时或40分钟时,“炖”比“煮”的维生素C含量损失小;
(5)①对比常温放置和糖拌中的物质,其他条件相同,只有白糖一个变量,故可猜想白糖和维生素 C 反应,导致苹果中维生素 C 含量下降;
②已知混合液色度越大,维生素 C 含量损失越大,乙同学发现糖拌时有较多汁液渗出,猜测维生素C随汁液渗出是导致固体中维生素C含量下降的原因,并通过实验证实了渗出液中含维生素C,则可设置对比实验,控制其他条件相同,只有苹果一个变量,则步骤2的具体操作为常温下,收集糖拌苹果片放置 30 min 后的全部渗出汁液,加水稀释至 5mL,然后加入10mL0.1%溶液,测得混合液色度小于 4,说明渗出液中含维生素 C。
2.(2025·辽宁铁岭·三模)兴趣小组利用某种脱氧剂开展项目式学习。
任务一:成分初探
(1)完成下表内容。
实验步骤
实验现象
结论与解释
①取样,用磁铁吸引
样品中有黑色固体能被吸引
脱氧剂中含有铁单质。发生的反应方程式:
②
③
②取被磁铁吸出的固体于试管中,加入适量稀盐酸
固体逐渐减少, ,溶液变成浅绿色
③取被磁铁吸出的固体于试管中,加入 溶液
固体表面出现红色固体
任务二:效果检验
(2)同学们利用一个软塑料瓶设计如图所示实验,观察到 现象,完成了脱氧效果的检验。这是从 (填“反应物消失”或“新物质生成”)的视角,验证了该反应的发生。
(3)同学们观测到食物在缺氧环境下霉菌菌落的数目比富氧条件下少,由此可知,脱氧剂能延长食物保质期的原因是:消耗氧气能 。
任务三:回收设计
已知使用过的脱氧剂中含有氧化铁、氯化钠、碳酸钠、硅藻土、碳、铁。甲同学设计了以下回收铁的流程。
查阅资料:
I.硅藻土不溶于水和酸。
II.溶液与、均能反应生成。
(4)步骤②中氧化物发生反应的化学方程式为 。
(5)乙同学认为上述回收流程可以省略步骤①,原因是 。
(6)溶液3中的溶质是 。
任务四:废液处理
若使用氢氧化钠溶液降低溶液2的,可很大程度减少⑤中锌的用量。为更好的了解反应原理,同学们借助数字技术对“稀盐酸与氢氧化钠溶液的反应”进行探究。图1所示是室温下稀盐酸与稀氢氧化钠溶液反应的实验装置,图2是反应过程中的变化曲线。
(7)根据图2曲线判断,图1中的溶液B是 。
(8)c点所示的溶液中个数与个数关系是: (填“>”“<”或“=”)
【答案】(1) 产生气泡 硫酸铜
(2) 软塑料瓶变瘪 反应物消失
(3)防止食物腐败
(4)
(5)可以与盐酸反应生成,不需要进行分离
(6)、
(7)稀盐酸
(8)<
【详解】(1)根据结论②中是铁与稀盐酸反应,生成氯化亚铁和氢气,故实验现象为固体逐渐减少,有气泡产生,溶液变成浅绿色;③中固体表面出现红色固体,再根据结论脱氧剂中含有铁单质,结合金属与盐溶液的反应,固体表面出现红色固体应为被铁置换出来的铜,故加入硫酸铜溶液(其它合理答案均可),铁与硫酸铜溶液反应生成硫酸亚铁和铜,反应的化学方程式为:,故填:产生气泡;硫酸铜;。
(2)软塑料瓶中放一整袋脱氧剂,脱氧剂中铁单质与软塑料瓶中氧气、水蒸气反应产生铁锈,瓶内气体体积减小,压强减小,故观察到软塑料瓶变瘪现象,这是从反应物消失的视角,验证了该反应的发生;故填:软塑料瓶变瘪;反应物消失。
(3)同学们观测到食物在缺氧环境下霉菌菌落的数目比富氧条件下少,由此可知,脱氧剂能延长食物保质期的原因是:消耗氧气能防止食物腐败;故填:防止食物腐败。
(4)脱氧剂样品中只有氧化铁为氧化物,故步骤②中氧化物发生反应为氧化铁和盐酸反应生成氯化铁和水,化学方程式为:,故填:。
(5)这是回收铁的流程,步骤①用磁铁吸引出来的铁又要加入溶液中,经过一系列反应,最终形成回收的铁,所以可以省略步骤①,让磁铁吸引出来的铁直接在溶液中参与这些反应,效果是一样的,故填:可以与盐酸反应生成,不需要进行分离。
(6)碳酸钠和盐酸生成氯化钠二氧化碳和水,氧化铁、铁和盐酸反应,反应生成氯化铁和氯化亚铁,在和过量锌反应后转化为氯化锌,故溶液3中的溶质是氯化钠和氯化锌,故填:NaCl、ZnCl2。
(7)根据图2,溶液pH降低,图1中的溶液B是稀盐酸,故填:稀盐酸。
(8)c点pH小于7,盐酸过量,溶质为NaCl、HCl,故所示的溶液中个数与个数关系是n(Na+) <n(Cl−),故填:<。
3.(2025·山西晋中·三模)山西新特产——大闸蟹,在山西万荣县的黄河岸边安了家。同学们利用假期来到当地养殖大闸蟹的池塘,一起从水质调控、防逃设施、黄河水成分、黄河水保护等方面开始了项目化学习。
任务一:认识养蟹水质调控
【查阅资料】
同学们上网查阅资料得知,养殖大闸蟹的池塘需要用生石灰消毒,此过程中池塘的水温变化如右图所示;之后调节池塘水的pH在7.5~8.6之间,并加入含大量营养成分的盐。
【交流讨论】
(1)同学们分析上图中0~20s阶段池塘水温度变化的原因是 。
(2)同学们认为,如果要简单测定池塘水的pH,可进行的操作是 将试纸显示的颜色与标准比色卡对照,读数。
任务二:参观养蟹防逃设施
【参观学习】
(3)据蟹农介绍,养蟹时为防止螃蟹逃跑,蟹池四周要用铝皮、加厚聚乙烯塑料膜等筑建牢固可靠、无攀爬支点的防逃墙。同学们判断,加厚聚乙烯塑料膜属于 材料。
任务三:检测黄河水的成分
【分析交流】
据科技人员介绍,黄河水中含有丰富,也含有少量的、,这些离子在螃蟹的生长过程中起到了至关重要的作用。为了检测黄河水中的和,同学们设计了如下实验进行操作。
【进行实验】
(4)
实验步骤
实验现象
实验结论
①取少量黄河水样于试管中,加入过量氯化钙溶液。
产生白色沉淀
②取①反应后的溶液于试管中,加入适量 。
产生蓝色沉淀
黄河水中含有氢氧根离子(或)
【反思评价】
(5)步骤①中发生反应的化学方程式为 ,该反应的基本反应类型是 。
任务四:发起黄河水保护倡议
【成果分享】
(6)同学们通过项目化学习,了解到黄河水在促进地区转型、发展经济方面的重要作用。为了让更多人认识黄河,了解“向河发展、向河图强”的意义,同学们将所见、所学、所研进行了总结,在全校范围内发起了保护黄河的倡议。请你也为保护黄河生态提出一条建议 。
【答案】(1)生石灰与水反应放热
(2)在白瓷板或玻璃片上放一小片pH试纸,用玻璃棒蘸取溶液滴到pH试纸上,将试纸显示的颜色与标准比色卡对照,读数
(3)合成
(4) 黄河水中含有碳酸根离子/黄河水中含有 硫酸铜/CuSO4(合理即可)
(5) CaCl2+ Na2CO3 =CaCO3↓+ 2NaCl 复分解反应
(6)植树种草,保持水土(合理即可)
【详解】(1)由于用生石灰消毒过程中,生石灰即氧化钙与水反应生成氢氧化钙,放出大量的热,所以图中0~20s阶段池塘水温升高;
(2)简单测定池塘水的pH,可进行的操作是在白瓷板或玻璃片上放一小片pH试纸,用玻璃棒蘸取溶液滴到pH试纸上,将试纸显示的颜色与标准比色卡对照,读数;
(3)聚乙烯塑料膜属于合成材料;
(4)①由于黄河水中含有碳酸根离子,碳酸根离子与钙离子反应生成碳酸钙白色沉淀,所以取少量黄河水样于试管中,加入过量CaCl2溶液的实验现象是产生白色沉淀;
②由于黄河水中含有氢氧根离子,氢氧根离子与铜离子反应生成氢氧化铜蓝色沉淀,所以取①反应后的溶液于试管中,加入适量硫酸铜溶液的实验现象是产生蓝色沉淀;
(5)步骤①中碳酸钠与氯化钙反应生成碳酸钙沉淀和氯化钠,化学方程式为:CaCl2+ Na2CO3 =CaCO3↓+ 2NaCl;该反应是由两种化合物相互交换成分生成两种化合物的反应,属于复分解反应;
(6)为保护黄河生态提出一条建议是植树种草,保持水土等。
4.(2025·新疆乌鲁木齐·三模)牙膏作为口腔清洁剂,其成分设计与功能实现蕴含丰富的化学原理。化学兴趣小组的同学对两种不同品牌牙膏开展了项目式学习活动。
活动一:了解牙膏酸碱性
食物残渣发酵产生的乳酸可能使唾液的,使牙齿脱矿化,所以牙膏中需添加酸碱度调节剂将其调节至中性。
(1)取A品牌牙膏样品少许配成溶液,测得,故牙膏中添加了 (填“酸性”或“碱性”)的物质做酸碱度调节剂。
(2)用20%葡萄糖溶液漱口模拟进食,测定“进食后”口腔酸碱度变化如图所示。相同条件下,龋齿患者比无龋人群在用餐后口腔环境酸性更 (填“强”或“弱”)。
活动二:探究牙膏中的其他成分
B品牌牙膏成分中可能含有下列物质中的若干种,它们的溶解性如下表所示。
碳酸钙
水合硅石
羟苯甲酯
氯化钠
在水中的溶解性
不
不
微
溶
在酒精中的溶解性
不
不
溶
不
【查阅资料】①水合硅石、羟苯甲酯不和稀盐酸反应。②羟苯甲酯与硝酸银溶液不反应。为探究牙膏的成分,进行如下实验。
【分析讨论】
(3)步骤中有气泡产生,说明牙膏中含有 ,滤液D中所含微粒为 (填微粒符号)。
(4)步骤中观察到 现象,说明牙膏中含有氯化钠,写出此反应的化学方程式 。
【提出问题】沉淀C的成分是什么?
【做出猜想】猜想1:水合硅石 猜想2:羟苯甲酯 猜想3:水合硅石和羟苯甲酯
【实验验证】
(5)同学们依据两种物质溶解性不同,设计如下实验方案,请补全下表。
实验操作
实验现象
结论
取沉淀C与试管中,滴加少量酒精
猜想3成立
【反思评价】
(6)同学们经过讨论,认为上述结论不严谨,理由是 。
活动三:动手制作牙膏
(7)按照水合硅石(水合二氧化硅,难溶于水)50%、碳酸氢钠20%、甘油15%、草莓香料10%、水5%的配料完成牙膏制作。请从上述成分中选择一种,说明它在牙膏中的作用 。
【答案】(1)碱性
(2)强
(3) 碳酸钙/ 、、、
(4) 产生白色沉淀
(5)沉淀部分溶解(或“沉淀部分不溶解”)
(6)若酒精的量过少,可能是羟苯甲酯未完全溶解,不能证明是否有水合硅石(意思合理即可)
(7)碳酸氢钠:中和口腔酸性物质(其他合理答案即可)
【详解】(1)pH <7显酸性,pH =7显中性,pH 7显碱性。食物残渣发酵产生的乳酸可能使唾液的,取A品牌牙膏样品少许配成溶液,测得显碱性,所以牙膏中添加了碱性物质做酸碱度调节剂,故填:碱性;
(2)pH越小,酸性越强;由图可知,在相同条件下,龋齿患者用餐后口腔pH 值更低,环境酸性更强,故填:强;
(3)由溶解性表格可知,碳酸钙、水合硅石不溶于水,羟苯甲酯微溶于水,牙膏样品加水溶解得到沉淀A ,所以沉淀A中可能含有碳酸钙、水合硅石、羟苯甲酯,因碳酸钙与稀盐酸反应生成二氧化碳气体,水合硅石、羟苯甲酯不和稀盐酸反应,步骤中有气泡产生,说明牙膏中含有碳酸钙,碳酸钙与稀盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳,故填:碳酸钙(或);
步骤中碳酸钙与过量稀盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳,所以滤液D中含有的物质有氯化钙、多余的稀盐酸和水,所以滤液D中所含微粒有钙离子、氯离子、氢离子和水分子,故填:,、;
(4)步骤Ⅳ中加入硝酸银和稀硝酸,氯化钠与硝酸银反应生成难溶的氯化银白色沉淀和硝酸钠,所以若牙膏中含有氯化钠,则步骤Ⅳ中观察到有白色沉淀产生,故填:产生白色沉淀;
氯化钠与硝酸银反应生成难溶的氯化银白色沉淀和硝酸钠,反应方程式为:;
(5)由实验结论:猜想3成立,则沉淀D的成分是水合硅石和羟苯甲酯,而水合硅石不溶于酒精,羟苯甲酯溶于酒精,所以实验现象为部分沉淀C溶于酒精中,故填:沉淀部分溶解(或沉淀部分不溶解);
(6)实验操作取少量酒精,酒精的量过少,可能羟苯甲酯未完全溶解,所以并不能证明有水合硅石:故填:若酒精的量过少,可能是羟苯甲酯未完全溶解,不能证明有水合硅石(意思合理即可);
(7)结合题目所给信息及各成分的性质,可推测出各成分的用途:难溶的水合硅石通过摩擦清除牙渍;碳酸氢钠中和口腔酸性物质;甘油保持膏体湿润,防止干燥;草莓香料改善牙膏气味;水做溶剂或防止干燥、固化或控制粘稠度等,故填:碳酸氢钠:中和口腔酸性物质(合理即可)。
5.(2025·山东日照·三模)某兴趣小组利用回收的废纸进行“制造再生纸”跨学科实践活动,在蒸煮时加入了氢氧化钠。造纸后,为处理剩余的废液进行如下探究活动。
【任务一】废液成分分析
【提出猜想】推测废液中含有氢氧化钠和碳酸钠中的一种或两种
【实验设计与实施】
(1)
实验操作
实验现象
实验结论
步骤1:取少量废液于试管中,加入足量的氯化钡稀溶液
废液中有
步骤2:取少量步骤1中的上层清液于试管中,滴加
溶液变红
废液中有
(2)步骤1中加入足量的氯化钡稀溶液的目的 。
(3)若步骤2中向试管中加入氯化铜溶液,也得出了相同的结论,反应的化学方程式为 。
【任务二】废液中碳酸钠含量测定
兴趣小组设计了如下图所示的实验,取废液样品放入装置A的锥形瓶中,先通入一会儿,然后称量装置C、D的质量,再向锥形瓶中滴加足量稀硫酸,至不再产生气体,继续通一会儿后,测得装置C、D分别增重和。
(4)废液中碳酸钠的溶质质量分数是 (保留到)。
(5)如果缺少装置E,会使测定的碳酸钠含量 (填“偏大”或“偏小”)。
【任务三】废液的处理
(6)为使废液中的碳酸钠转化为氢氧化钠循环利用,需根据废液中碳酸钠的含量,加入一定量的某种物质,该物质与碳酸钠反应的化学方程式是 。
【答案】(1) 产生白色沉淀 无色酚酞溶液
(2)检验并完全除去碳酸钠,防止后续对氢氧化钠的检验产生干扰
(3)
(4)10.6%
(5)偏大
(6)
【详解】(1)步骤1:根据实验结论废液中有碳酸钠,取少量废液于试管中,加入足量的氯化钡稀溶液,碳酸钠能与氯化钡反应生成碳酸钡白色沉淀,故可观察到的实验现象是有白色沉淀生成;足量的氯化钡稀溶液可检验并完全除去碳酸钠,防止后续对氢氧化钠的检验产生干扰;
步骤2:取少量步骤1中的上层清液于试管中,滴加无色酚酞溶液,溶液变红,说明废液中含有氢氧化钠;
(2)步骤1中加入足量的氯化钡稀溶液的目的是可检验并完全除去碳酸钠,防止后续对氢氧化钠的检验产生干扰;
(3)若步骤2中向试管中加入氯化铜溶液,也得出了相同的结论,是因为氯化铜能与氢氧化钠反应生成氢氧化铜蓝色沉淀和氯化钠,观察到产生蓝色沉淀,也能证明废液中有氢氧化钠,化学方程式为;
(4)测得装置C、D分别增重和,说明反应生成了3.2g+1.2g=4.4g的二氧化碳;
设废液中碳酸钠的溶质质量分数是x;
x=10.6%;
(5)装置E的作用是吸收空气中的二氧化碳和水蒸气,防止进入D装置,影响实验结果,如果缺少装置E,空气中的二氧化碳和水会进入D装置,导致D装置增加的质量偏大,则导致测得的二氧化碳的质量偏大,则会使测定的碳酸钠含量偏大;
(6)为使废液中的碳酸钠转化为氢氧化钠循环利用,需根据废液中碳酸钠的含量,加入一定量的氢氧化钙溶液,氢氧化钙与碳酸钠反应生成碳酸钙沉淀和氢氧化钠,反应的化学方程式是。
6.(2025·陕西榆林·三模)学习小组的同学用如图所示实验探究完中和应后,将甲、乙、丙、丁四组实验中四支试管内的所有物质倒入一个洁净的废液缸中,得到蓝色的澄清废液。同学们很好奇,于是进行了如下拓展学习与探究。
【实验分析】
(1)小娟同学指出,上述实验中有一组不属于中和反应,它是 (填“甲”、“乙”、“丙”或“丁”)组实验。
(2)乙组实验中,能说明NaOH溶液与稀硫酸发生了反应的现象是 。
【提出问题】
蓝色废液中的溶质除了酚酞外还含有什么?
【做出猜想】
根据废液的颜色和已经发生的反应,同学们认为废液中一定含有的溶质是和。对于还可能含有的溶质做出了如下猜想:猜想:;猜想2:NaOH。
【分析讨论】
(3)小娜同学认为猜想2不合理,理由是 。
【实验探究】
同学们分别进行了如下实验,验证猜想1是否正确。
实验方案
实验现象
结论
方案一:用玻璃棒蘸取少量蓝色废液,滴在pH试纸上
测定
猜想1正确
方案二:取少量蓝色废液于试管中,向其中加入溶液
产生白色沉淀
【评价交流】
(4)写出与发生反应的化学方程式: 。
(5)同学们讨论后指出,方案二不能得出废液中还含有的结论,理由是 。
【反思质疑】
(6)小娜同学在分析了废液的成分和实验方案后产生疑问:若和溶液也为酸性,则方案一也不能得出相应结论。于是,同学们查询了相关信息得知:①溶液为中性。②溶液为酸性,常温下,饱和溶液的。③酚酞对溶液酸碱性的影响较小,可忽略不计。
根据以上信息可知,由方案一 (填“能”或“不能”)得出相应结论。
【答案】(1)丁
(2)溶液由无色变为红色
(3)硫酸铜能与氢氧化钠反应生成氢氧化铜沉淀和硫酸钠
(4)
(5)废液中的硫酸钠也能与氯化钡反应,也能观察到产生白色沉淀,无法判断废液中是否存在H2SO4
(6)不能
【详解】(1)酸和碱反应生成盐和水的反应为中和反应,则述实验中丁组实验不属于中和反应,CuO属于氧化物,故填:丁;
(2)酸性和中性溶液均不能使酚酞溶液变色,碱性溶液能使酚酞溶液变红。含有酚酞的稀硫酸为无色,随着氢氧化钠溶液的加入,氢氧化钠与稀硫酸反应生成硫酸钠、水,当氢氧化钠溶液过量时,可观察到溶液变红,说明溶液中不含有稀硫酸,即说明NaOH溶液与稀硫酸发生了反应,故填:溶液由无色变为红色;
(3)硫酸铜能与氢氧化钠反应生成氢氧化铜沉淀和硫酸钠,所以猜想2不合理,故填:硫酸铜能与氢氧化钠反应生成氢氧化铜沉淀和硫酸钠;
(4)氯化钡与硫酸反应生成硫酸钡和盐酸,反应的化学方程式为,故填:;
(5)废液中的硫酸钠也能与氯化钡反应(硫酸钠与氯化钡反应生成硫酸钡和氯化钠),也能观察到产生白色沉淀,无法判断废液中是否存在H2SO4,故填:废液中的硫酸钠也能与氯化钡反应,也能观察到产生白色沉淀,无法判断废液中是否存在H2SO4;
(6)根据信息,CuSO4溶液本身呈酸性,若废液中CuSO4浓度够高,其水解产生的H+可以使溶液pH降至2,因此,仅凭pH=2无法区分酸性来源于H2SO4还是CuSO4,故方案一不能得出相应结论,故填:不能。
7.(2025·山东威海·三模)项目式学习——金属蚀刻画
金属蚀刻最早可用来制造铜版、锌版等印刷凹凸版。某校社会实践小组的同学们,对其产生了浓厚的兴趣并开启了项目性学习之旅。
任务一:了解金属蚀刻画的制作原理
【查阅资料】金属蚀刻画所用的材料可以是金、银、铜、不锈钢、铝等金属。在金属蚀刻过程中,使用强酸溶液或某些盐溶液作腐蚀剂从而在金属表面留下痕迹。酸液温度稍高,可以提高金属溶解的速率,缩短蚀刻时间。但酸液温度过高容易使防护的涂层或耐蚀油墨软化甚至溶解,影响蚀刻画的效果。
(1)如果使用银板,则不能选择稀硫酸作蚀刻液,原因是 。
任务二:模拟制作金属蚀刻画
【进行实验】根据制作金属蚀刻画的原理,化学兴趣小组同学设计了如图所示两个实验进行制作。
(2)实验1首先要对铝板进行打磨,其目的是 ;所得铝板蚀刻画中“玫瑰花”的颜色为 。
【提出问题】
(3)实验2中发生反应的化学方程式为 ;清洗铁板后的废液的溶质成分是什么?
【作出猜想】
(4)废液的溶质中一定含有 (填化学式),可能含有 。
【实验探究】
(5)化学兴趣小组设计了如下方案进行探究:
实验操作
实验现象
实验结论
①取少量红棕色氧化铁粉末于试管中,再加入足量废液
红棕色固体消失
废液中含有稀盐酸
②另取少量废液于试管中,滴加几滴硝酸银溶液
废液中含有稀盐酸
【反思评价】
(6)操作①中发生反应的化学方程式为 。
(7)老师对操作②结论的严谨性提出疑问,理由是 。
任务三:探究铁金属画生锈的原因
已知铁生锈是铁与水和氧气共同作用的结果,且电解质(如食盐)会加速锈蚀。该小组成员想利用控制变量法通过实验验证铁生锈的条件,请你依据所给器材和药品帮他们设计实验(可语言描述也可用图示表示)
【实验器材】相同大小且打磨光亮的铁钉4根、干燥试管4支、试管塞、煮沸后的蒸馏水、食用油、5%食盐水
【设计实验】
(8)
实验①
实验②
实验③
实验④
实验设计(或装置)
一段时间后的现象
【反思与拓展】
(9)通过上述实验,说明海边铁制品比内陆更容易生锈的原因 。
【答案】(1)在金属活动性顺序里,银排在氢后,银和稀硫酸不反应
(2) 除去铝板表面的氧化物保护薄膜 红色/紫红色
(3)
(4)
(5)产生白色沉淀
(6)
(7)氯化亚铁也能与硝酸银反应生成氯化银白色沉淀
(8) /取蒸馏水入试管中,铁钉一半浸入蒸馏水,敞口放置在空气中 /取蒸馏水入试管中,铁钉浸没在煮沸的蒸馏水中,加植物油隔绝空气 /铁钉放入干燥试管,塞紧试管塞 /取食盐水入试管中,铁钉一半浸入食盐水中,敞口放置在空气中 铁钉表面出现红色锈迹 铁钉表面无明显现象 铁钉表面无明显现象 铁钉表面出现红色锈迹,且速度较快
(9)海水中含大量电解质(如氯化钠),加速铁锈蚀
【详解】(1)在金属活动性顺序中,位于氢元素前面的金属能和稀硫酸反应,银位于氢元素后面,不能和硫酸反应,则如果使用银板,不能选择稀硫酸作蚀刻液。
(2)铝表面有一层致密的氧化铝薄膜,打磨铝板,能除去铝板表面的氧化物保护薄膜;
铝和硫酸铜反应生成硫酸铝和铜,铜为紫红色,则所得铝板蚀刻画中“玫瑰花”的颜色为红色。
(3)实验2中,铁和盐酸反应生成氯化亚铁和氢气,反应的化学方程式为:。
(4)由于不确定盐酸是否有剩余,则清洗铁板后的废液中,一定含有FeCl2,可能含有HCl。
(5)硝酸银能和氯离子结合为氯化银沉淀,则能观察到有白色沉淀产生。
(6)操作①中,氧化铁和盐酸反应生成氯化铁和水,反应的化学方程式为:。
(7)由于废液中一定含有氯化亚铁,而氯化亚铁能和硝酸银反应生成氯化银沉淀和硝酸亚铁,则不能确定废液中是否含有盐酸。
(8)已知铁生锈是铁与水和氧气共同作用的结果,且电解质(如食盐)会加速锈蚀,若想验证铁生锈条件,则需要控制水、氧气中的一种,且还需要一个含有电解质的溶液,则需要四个实验,分别为①取5ml 蒸馏水入试管中,铁钉一半浸入蒸馏水,敞口放置在空气中;②取5ml 蒸馏水入试管中,铁钉浸没在煮沸的蒸馏水中,加植物油隔绝空气;③铁钉放入干燥试管,塞紧试管塞;④取5ml 食盐水入试管中,铁钉一半浸入食盐水中,敞口放置在空气中,其中①④生锈,②③不生锈,且④生锈速度比①快。
(9)电解质(如食盐)会加速铁锈蚀,海水中含大量电解质(如氯化钠),则加速铁锈蚀。
8.(2025·湖北武汉·三模)“504双吸剂”是常用的食品保鲜剂,成分是铁粉和生石灰,可吸收氧气、二氧化碳、水蒸气等气体。久置后固体中可能含有和。某化学兴趣小组对一包久置的“504双吸剂”固体进行探究。
(1)“504双吸剂”属于 (填“纯净物”或“混合物”)。
(2)如图所示,将这包“504双吸剂”放入广口瓶中。一段时间后,冷却至室温,若观察到水柱向 (填“A”或“B”)移动,说明这包“504双吸剂”还有效。
(3)称取3.00g样品于烧杯中,加入足量水,充分搅拌,过滤,得滤液和2.66g滤渣。将滤渣全部放入硬质玻璃管中,用如图的装置继续实验(装置气密性良好)。
通入一段时间CO气体后,称量装置乙的质量,点燃酒精喷灯,持续通入CO气体。待充分反应后,称量装置甲中剩余固体质量为1.96g,装置乙增重1.54g。
①装置乙中发生反应的化学方程式为: 。
②原双吸剂中铁粉的质量为 。
③指出该装置中的不足之处: (写一条即可)。
【答案】(1)混合物
(2)A
(3) 1.68g 缺少尾气处理装置
【详解】(1)“504双吸剂”是常用的食品保鲜剂,成分是铁粉和生石灰,属于混合物;
(2)“504双吸剂”成分是铁粉和生石灰,将这包“504双吸剂”放入广口瓶中,可吸收氧气、二氧化碳、水蒸气等气体,一段时间后,冷却至室温,由于消耗了空气中的气体,装置内压强减小,则观察到水柱向A移动,说明这包“504双吸剂”还有效;
(3)①久置后固体中可能含有和。称取3.00g样品于烧杯中,加入足量水,充分搅拌,过滤,得滤液和2.66g滤渣,氧化钙与水反应生成氢氧化钙,氢氧化钙溶于水中,铁、氧化铁、碳酸钙难溶于水,则滤渣中可能含铁、碳酸钙、氧化铁,则装置甲中反应可能为一氧化碳和氧化铁在高温下反应生成铁和二氧化碳,碳酸钙高温煅烧生成氧化钙和二氧化碳,二氧化碳能与氢氧化钠反应生成碳酸钠和水,故装置乙中发生反应的化学方程式为:;
②由以上分析可知,滤渣中可能含铁、氧化铁、碳酸钙,装置甲中发生反应可能为一氧化碳和氧化铁在高温下反应生成铁和二氧化碳,即,固体减少量为氧化铁中氧元素的质量,生成二氧化碳的质量等于参加反应的一氧化碳的质量与氧化铁中氧元素的质量之和,碳酸钙高温煅烧生成氧化钙和二氧化碳,即,固体减小的质量为反应生成二氧化碳的质量,装置乙中增加的质量为反应生成二氧化碳的质量,则生成二氧化碳的质量为1.54g,装置甲中固体减少的质量为:2.66g-1.96g=0.7g小于1.54g,则滤渣中一定含氧化铁,生成二氧化碳的质量=碳酸钙分解生成二氧化碳的质量+一氧化碳与氧化铁反应生成二氧化碳的质量=碳酸钙分解生成二氧化碳的质量+与氧化铁反应的一氧化碳的质量+氧化铁中氧元素的质量,固体减少量=碳酸钙分解生成二氧化碳的质量+氧化铁中氧元素的质量,则与氧化铁反应的一氧化碳的质量为:1.54g-0.7g=0.84g
解:设滤渣中氧化铁的质量为x,氧化铁反应生成二氧化碳的质量为y
x=1.6g
y=1.32g
则碳酸钙分解生成二氧化碳的质量为:1.54g-1.32g=0.22g
解:设滤渣中碳酸钙的质量为z
z=0.5g
则滤渣中铁的质量为:2.66g-0.5g-1.6g=0.56g
根据质量守恒定律,化学反应前后元素的种类和质量不变,则原双吸剂中铁粉的质量为:
答:原双吸剂中铁粉的质量为1.68g;
③一氧化碳有毒,未反应的一氧化碳散逸到空气中,会污染空气,故该装置的不足之处是:缺少尾气处理装置。
9.(2025·湖北襄阳·三模)某化学兴趣小组同学对某自热食品专用发热包(部分标签如下)进行了如下探究。
[品名]食品专用发热包
[主要成分]氧化钙、铝粉、碳酸钠
[净含量]50g
[使用方法]撕开塑料袋后加常温水
[注意事项]使用时要远离明火,严禁在密闭场所使用
I.初步探究
将一包撕开塑料袋后的发热包平放在烧杯底部,加入200mL常温水,插入温度计。观察到温度计示数逐渐升至92℃,冒出大量白雾,液体底部产生大量气泡。
(1)该发热包的主要成分中含有的三种物质都是生活中常见的物质,其中碳酸钠俗称纯碱或者苏打,氧化钙的俗称为 。
(2)甲同学认为热量来自氧化钙转化为氢氧化钙的过程,该反应所属的基本反应类型为 反应。
Ⅱ.深入探究
为什么要求“远离明火,严禁在密闭场所中使用”?
[猜想假设]生成的气体是可燃性气体。
[查阅资料]2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑,反应放热。
[设计并进行实验]根据资料,兴趣小组同学设计并进行了如图1实验。
(3)乙同学发现发热包主要成分中并无NaOH,用化学方程式表示产生NaOH的原因: 。
(4)丙同学按图1中①所示进行实验,发现气体无法被点燃。思考后改进实验装置如图1中②所示,并进行实验,观察到气体被点燃,烧杯内壁有水雾。②中浓硫酸的作用是 。
[结论]发热过程中产生可燃性气体。
Ⅲ.自制发热包
兴趣小组同学将碳酸钠粉末、氧化钙粉末(稍过量)、铝粉混合均匀配成50g自制发热包,倒入无纺布袋中后封口。小组同学往自制发热包中加入200mL常温水,并用温度传感器和pH传感器进行测量,结果如图2,110s时观察到有大量气泡产生。
(5)根据检测结果,该自制发热包 (选填“能”或“不能”)达到专用发热包的效果。
(6)110~1856s内,pH先降低后升高的原因是 。
【答案】(1)生石灰
(2)化合
(3)、
(4)干燥气体
(5)不能
(6)110s~880s内,氢氧化钠溶液被铝粉逐渐消耗,pH逐渐减小,880s~1856s内,完全反应,温度降低,氢氧化钙的溶解度增大,随着氢氧化钙的溶解度逐渐增大,pH逐渐升高
【详解】(1)氧化钙的俗称为生石灰。
(2)氧化钙与水反应生成氢氧化钙,化学方程式为,该反应由两种物质生成一种物质,属于基本反应类型中的化合反应。
(3)发热包中有氧化钙和碳酸钠,氧化钙先与水反应生成氢氧化钙,氢氧化钙再与碳酸钠发生复分解反应,生成碳酸钙沉淀和氢氧化钠 ,所以产生NaOH的化学方程式为、。
(4)浓硫酸具有吸水性,在实验中可除去气体中的水蒸气,起到干燥气体的作用,这样能保证点燃的是纯净的可燃性气体,避免水蒸气对实验现象产生干扰。
(5)由题中信息可知,某自热食品专用发热包温度可以达到92℃。根据图 2,该自制发热包温度小于60℃,则该自制发热包不能达到专用发热包的效果。
(6)110s~880s内,氢氧化钠溶液被铝粉逐渐消耗,pH逐渐减小,880s~1856s内,完全反应,温度降低,氢氧化钙的溶解度增大,随着氢氧化钙的溶解度逐渐增大,pH逐渐升高。
物质变质的探究题型二
10.(2025·安徽宿州·三模)兴趣小组同学发现装满生石灰的塑料试剂瓶已经膨胀破裂,他们对此现象充满好奇,决定一起探究这瓶生石灰是否变质并测定其成分,兴趣小组进行了如下探究。
【查阅资料】①加热到580℃时会发生分解反应,生成CaO和H2O。
②碱石灰是氢氧化钠与氧化钙的固体混合物,能吸收水和二氧化碳。
③浓硫酸具有吸水性。
探究一:生石灰是否变质
(1)取部分样品于试管中,加入适量的水,用手触摸试管外壁,无法感觉到明显的 (填“吸热”或“放热”)现象。兴趣小组得出结论:生石灰已经变质。
探究二:变质生石灰的成分
【进行实验】
Ⅰ.连接装置,检查装置气密性;
Ⅱ.称取10.0g样品于装置B中,先通入空气一段时间,称量C、D、E装置的质量;
Ⅲ.然后边通入空气,边用酒精喷灯加热(能达到1000℃高温)至完全反应;
Ⅳ.继续通空气一段时间,再称量C、D、E装置的质量,测得C增重,D增重,E没有增重。
(2)步骤Ⅳ中“继续通空气一段时间”的作用是 。
【实验结论】
(3)根据步骤Ⅳ中C增重,可知样品中一定含有 ;
根据步骤Ⅳ中D增重,可知样品中一定含有 。
(4)该生石灰样品在变质过程中涉及的化学反应方程式是 (写一个)。
【反思评价】
(5)若步骤Ⅳ中测得C增重0.9g,D增重2.2g,E没有增重,则样品中成分有 。
(6)若缺少A装置或缺少E装置,导致生石灰样品中某一成分质量偏小,该成分是 。
【答案】(1)放热
(2)将B中生成的气体全部挤入C、D装置中充分反应
(3) 氢氧化钙/ 碳酸钙/
(4)/
(5)氢氧化钙、碳酸钙、氧化钙/
(6)氧化钙/CaO
【详解】(1)生石灰是氧化钙的俗称,氧化钙与水反应生成氢氧化钙且放出大量的热,结论是生石灰已经变质,则取部分样品于试管中,加入适量的水,用手触摸试管外壁,无法感觉到明显的放热现象;
(2)Ca(OH)2加热到580℃时会分解生成氧化钙和水,碳酸钙在高温条件下分解生成氧化钙和二氧化碳,则步骤Ⅳ中“继续通空气一段时间”的作用是使反应生成的二氧化碳和水全部被C、D装置吸收,使实验结果更准确;
(3)根据步骤 Ⅳ 中 C 增重,C 装置内是浓硫酸,具有吸水性,可知样品中一定含有Ca(OH)2,因为Ca(OH)2加热分解会生成水;
根据步骤 Ⅳ 中 D 增重,D 装置内是碱石灰,能吸收二氧化碳,可知样品中一定含有CaCO3,因为CaCO3高温分解会生成二氧化碳;
(4)该生石灰样品在变质过程中,氧化钙与水反应生成氢氧化钙,化学方程式为CaO+H2O=Ca(OH)2;氢氧化钙与二氧化碳反应生成碳酸钙和水,化学方程式为Ca(OH)2+CO2=CaCO3↓+H2O(写一个即可)。
(5)C 增重0.9g,即生成水的质量为0.9g。设样品中Ca(OH)2的质量为x。
解得x=3.7g。
D 增重2.2g,即生成二氧化碳的质量为2.2g。设样品中CaCO3的质量为y。
,
解得y=5g。
3.7g+5g=8.7g<10.0g,样品中一定存在氧化钙,所以样品中成分有氢氧化钙、碳酸钙、氧化钙(或CaO、Ca(OH)2、CaCO3);
(6)空气中含有二氧化碳和水蒸气,若缺少A装置会使测定的二氧化碳质量和水蒸气偏大,计算出的碳酸钙和氢氧化钙质量偏大,氧化钙的质量等于样品的质量减去碳酸钙和氢氧化钙的质量,则氧化钙的质量偏小,缺少E装置会使测定的二氧化碳质量偏大,计算出的碳酸钙质量偏大,氢氧化钙的质量不变,则氧化钙的质量偏小,故若缺少A装置或缺少E装置,均会导致生石灰样品中氧化钙质量偏小,化学式是CaO;
11.(2025·湖南益阳·三模)通过学习,我们了解到很多物质如果敞口放置就容易变质。实验室现有一瓶质量分数为的氢氧化钠溶液(样品溶液)敞口放置了一段时间,学习小组为探究其是否变质并进行回收处理,开展了以下项目式活动。
【理论分析】
(1)请用化学方程式表示氢氧化钠溶液变质的原因 。
【查阅资料】溶液呈中性。
活动一:探究氢氧化钠溶液是否变质
(2)小组同学设计了以下三种实验方案进行实验。经过讨论,一致认为只有方案B是合理的,请写出另外两个方案中任意一个不合理的原因: 。
实验方案
实验步骤及现象
实验结论
方案A
氢氧化钠溶液未变质
方案B
氢氧化钠溶液已变质
方案C
氢氧化钠溶液未变质
活动二:探究氢氧化钠溶液的变质程度
(3)进行如下实验:
实验步骤及现象
实验结论
步骤Ⅰ:取少许样品溶液,滴加过量溶液,观察到 (填实验现象)。
氢氧化钠溶液 (填“部分变质”或“完全变质”)。
步骤Ⅱ:静置后,取少量上层清液,滴加2滴无色酚酞溶液,溶液变为红色。
活动三:利用物质的溶解性探究氢氧化钠溶液的变质程度
【查阅资料】下表为氢氧化钠和碳酸钠在酒精中的部分溶解度。
氢氧化钠
碳酸钠
17.3g
不溶
40g
不溶
(4)取20g样品溶液在真空的条件下蒸发,将所得固体全部加入温度为的10g酒精中,充分振荡。等温度恢复至,可观察到固体 ,得出与“活动二”相同的实验结论。
活动四:将变质的氢氧化钠溶液进行处理并回收
(5)为了加深对碱的主要性质的认识,将样品溶液进行处理并回收。小组同学提出:样品溶液中的杂质除去后,还可以继续使用。请你帮助小组同学设计实验方案: 。
【答案】(1)2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O
(2)方案 A 中,滴加少量稀盐酸,稀盐酸先与氢氧化钠反应,无气泡产生,不能仅根据无气泡判断氢氧化钠未变质/方案 C 中,碳酸钠溶液也呈碱性,能使无色酚酞溶液变红,不能仅根据酚酞变红判断氢氧化钠未变质
(3) 有白色沉淀生成 部分变质
(4)部分溶解
(5)向样品溶液中逐滴加入适量的氢氧化钙溶液(或氢氧化钡溶液),边滴加边搅拌,直至不再产生白色沉淀为止,然后过滤
【详解】(1)氢氧化钠溶液变质是因为氢氧化钠与空气中的二氧化碳反应生成碳酸钠和水,化学方程式为:2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O;
(2) A 、滴加少量稀盐酸,没有气泡产生,不能得出氢氧化钠溶液未变质的结论。因为如果氢氧化钠部分变质,溶液中既有氢氧化钠又有碳酸钠,滴加少量稀盐酸时,稀盐酸会先与氢氧化钠反应,此时不会产生气泡,只有当稀盐酸过量时才会与碳酸钠反应产生气泡,所以不能仅根据滴加少量稀盐酸无气泡就判断氢氧化钠未变质;
B、滴入足量的稀盐酸会与碳酸钠反应产生气泡,能说明溶液中存在碳酸钠,从而证明氢氧化钠溶液变质;
C、滴加紫色石蕊溶液,溶液变蓝色,不能得出氢氧化钠溶液未变质的结论,因为氢氧化钠溶液变质生成的碳酸钠溶液也呈碱性,同样能使紫色石蕊溶液变蓝,所以不能仅根据紫色石蕊溶液变蓝就判断氢氧化钠未变质;
(3)步骤 Ⅰ:取少许样品溶液,滴加过量BaCl2溶液,碳酸钠会与氯化钡反应生成碳酸钡白色沉淀,所以观察到有白色沉淀生成;
步骤 Ⅱ:静置后,取少量上层清液,滴加2滴无色酚酞溶液,溶液变为红色,说明溶液中还含有氢氧化钠;
综合步骤 Ⅰ 和 Ⅱ,得出氢氧化钠溶液部分变质;
(4)取20g样品溶液在真空的条件下蒸发,将所得固体全部加入温度为40℃的10g酒精中,因为40℃时碳酸钠在酒精中不溶,而氢氧化钠在40℃时在酒精中的溶解度为40g,10g酒精最多可溶解4g氢氧化钠,样品溶液是20g质量分数为20%的氢氧化钠溶液,其中含氢氧化钠20g×20%=4g,若固体全部溶解,说明没有碳酸钠,若有固体不溶,则说明有碳酸钠,所以充分振荡,等温度恢复至40℃,可观察到固体部分溶解,得出与 “活动二” 相同的实验结论。
(5)向样品溶液中滴加适量的氢氧化钙溶液(或氢氧化钡溶液),氢氧化钙(或氢氧化钡)会与碳酸钠反应生成碳酸钙(或碳酸钡)沉淀和氢氧化钠,过滤,除去沉淀,即可得到较纯净的氢氧化钠溶液。具体实验方案为:向样品溶液中逐滴加入适量的氢氧化钙溶液(或氢氧化钡溶液),边滴加边搅拌,直至不再产生白色沉淀为止,然后过滤。
12.(2025·甘肃天水·三模)化学课上,老师做了一个“滴水生火”实验,将一种叫过氧化钠的淡黄色粉末包在棉花里,滴几滴水,棉花立即自燃,同学们很感兴趣。下课后,化学兴趣小组的同学在实验室找到了一瓶久置的过氧化钠,发现已变为白色粉末,经老师确认已经变质。
【提出问题】白色粉末含有哪些成分?
【查阅资料】
①过氧化钠能与水发生剧烈反应,生成氢氧化钠和氧气。
②过氧化钠能与二氧化碳反应,生成碳酸钠和氧气。
【猜想假设】
(1)猜想一:白色粉末含有和NaOH
猜想二:白色粉末只含有NaOH
猜想三:白色粉末只含有
猜想四:白色粉末含有
【分析讨论】
(2)晓阳认为从物理性质角度可以将猜想一排除,理由是 ;但晓佳认为仅靠视觉判断物质组成不可靠,要通过实验来确认有无,晓佳进行如下实验:取样品少许置于试管中,滴加适量的水, (填现象),确认无。
【实验探究】
(3)他们为证明其他猜想,设计了如下实验方案,请完善:
实验方案
实验现象
结论或化学方程式
①取少量样品置于试管中溶解,滴入足量的氯化钡溶液
有白色沉淀生成
反应的化学方程式为
②取①反应后的上层清液,滴入
白色粉末含有NaOH
【实验结论】由上述实验可知猜想四成立,该粉末已全部变质。
【反思】
(4)实验过程中滴加足量氯化钡溶液,不能用氢氧化钡代替氯化钡,原因是 。
(5)过氧化钠保存时应该 。
【答案】(1)NaOH和
(2) 是黄色粉末 无气泡产生或无明显现象
(3) 无色酚酞试液(合理即可) 溶液变红色
(4)和反应会生成NaOH,对后面检验NaOH造成干扰
(5)密封保存
【详解】(1)Na2O2是淡黄粉末,而Na2CO3和NaOH都是白色粉末,结合猜想二:白色粉末只含有NaOH,猜想三:白色粉末只含有Na2CO3,所以猜想四是:Na2CO3和NaOH;
(2)Na2O2是淡黄粉末,而样品是白色粉末,所以晓阳认为从物理性质角度可以将猜想一排除;
过氧化钠能与水发生剧烈反应,生成氢氧化钠和氧气,所以取样品少许置于试管中,滴加适量的水,无明显现象,确认无Na2O2;
(3)①取少量样品置于试管中溶解,滴入足量的氯化钡溶液,产生白色沉淀,说明溶液中含有碳酸钠,碳酸钠和氯化钡反应生成碳酸钡沉淀和氯化钠,反应的化学方程式为:;
②取反应后的上层清液,滴入酚酞试液,酚酞试液变红色,说明溶液中含有氢氧化钠;
(4)实验过程中滴加足量氯化钡溶液的目的是使碳酸钠完全反应,不能用氢氧化钡代替氯化钡,原因是碳酸钠和氢氧化钡反应生成碳酸钡沉淀和氢氧化钠,影响对氢氧化钠的检验;
(5)过氧化钠和空气接触时容易变质,因此应该密封保存。
13.(2023·江苏南通·三模)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。
【查阅资料】
I.对于碘化钾变质的原理,可能存在两种不同的反应:
甲:4KI+O2+2CO2=2K2CO3+2I2
乙:4KI+O2+2H2O=4KOH+2I2
ⅡKOH、K2CO3与NaOH、Na2CO3的化学性质分别相似。
【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。
(1)石灰水变浑浊的原因是 。(用化学方程式表示)。
(2)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 。
实验2:探究变质的条件
分别取等量KI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a
实验b
实验c
实验d
固体变潮,表面微黄
固体无明显现象
固体变潮,无现象
固体变潮,表面变黄
(3)对比实验 (填序号),可以得出KI变质一定与水有关:对比实验c和d可得出的结论是 。
(4)从上述实验可推知,KI变质的条件一定与 有关。
实验3:探究二氧化碳的作用
分别取10ml同浓度的KI溶液于3个烧杯中(编号1,2,3),再向烧杯2中通入CO2,向烧杯3中滴加几滴盐酸,分别用pH试纸测定溶液的pH,放置在不含CO2的空气中相同一段时间。观察到的实验现象记录如下:
烧杯序号
1
2
3
溶液pH
pH=7
pH=6
pH=4
溶液颜色
无色
浅黄色
黄色
【解释与结论】
(5)CO2使KI变质加快的原因是 ;烧杯2和3中现象说明了 。
【反思与评价】
(6)设计实验验证稀盐酸中的氢离子能加快KI的变质,而不是氯离子 。(必须用到的试剂:浅黄色KI溶液、2%稀HCl、2%NaCl溶液)
【答案】(1)Ca(OH)2 + CO2=CaCO3 ↓+ H2O
(2)反应乙中生成的KOH吸收CO2也会生成K2CO3
(3) b和d KI变质与氧气有关
(4)KI变质与H2O和O2有关
(5) CO2与H2O反应产生酸性环境(使溶液酸性增强或pH变小) pH越小(酸性越强),反应速率越快
(6)取等的浅黄色KI溶液于2支试管中,一支加2%稀HCl,另一支加等的2%NaCl溶液,放置相同时间后,比较两支试管中溶液的颜色
【详解】(1)实验过程中产生的气体是二氧化碳,二氧化碳能与澄清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CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O;
(2)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,理由是无法判断K2CO3是按反应甲原理产生的,还是按反应乙原理中生成的KOH吸收CO2而产生的,即反应乙中生成的KOH吸收CO2也会生成K2CO3;
(3)对比实验b、d可知,只含有氧气和二氧化碳时不能使碘化钾变质,含有氧气、二氧化碳和水时碘化钾会变质,可以得出 KI 变质一定与水有关;对比实验c、d可知,只含有二氧化碳和水时碘化钾不能变质,含有二氧化碳、水和氧气时碘化钾变质,可以得出 KI 变质一定与氧气有关;
(4)从上述实验可推知,KI 变质的条件是水和氧气同时存在。
(5)CO2在KI变质过程中的作用是CO2与H2O反应产生酸性环境(使溶液酸性增强或pH变小),加快KI变质;烧杯2和3中现象说明了pH越小(酸性越强),反应速率越快;
(6)实验验证稀盐酸中的氢离子能加快KI的变质,而不是氯离子可采用对比实验,具体方法是取等的浅黄色KI溶液于2支试管中,一支加2%稀HCl,另一支加等的2%NaCl溶液,放置相同时间后,比较两支试管中溶液的颜色。
14.(2025·内蒙古鄂尔多斯·三模)某学习小组的成员对日常生活中常见物质的酸碱性表现出了浓厚的兴趣,并开展了一系列的探究活动。
【设计实验】在两支试管中分别加入少量的白醋和肥皂水,各滴加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】实验结果表明,肥皂水未能使无色酚酞溶液呈现红色,这引起了同学们的疑惑。
【猜想与假设】甲同学:酚酞溶液变质了
乙同学:肥皂水不显碱性
【进行实验】
(1)同学们用之前准备的酚酞溶液和肥皂水,完成了两次实验(实验1和实验2)。
编号
实验1
实验2
实验操作
实验现象
测得肥皂水pH为7.8
【实验结论】甲、乙两位同学的猜想不成立。
小组成员在深入讨论后继续探究,向不同量的蒸馏水中加入相同量的肥皂并搅拌,取样后加入无色酚酞溶液观察颜色变化,并用计测量酸碱度(详细结果见下表)。
实验编号
①
②
③
④
⑤
肥皂的质量/g
0
0.5
0.5
0.5
0.5
蒸馏水的体积/mL
300
800
600
400
300
酚酞显示的颜色
无色
无色
浅红色
红色
红色
pH
7.0
7.9
8.5
9.4
10.1
【数据及现象分析】
(2)丙同学得出肥皂水碱性较弱,无法使酚酞变色的依据是 。
(3)分析数据可以得出:等质量肥皂中加入的蒸馏水体积减小, 。
【得出结论】
经过上述研究,我们可以得出结论:酚酞在酸性和中性溶液中颜色保持不变,而在碱性溶液中会呈现红色或浅红色。此外,在值低于8的条件下,酚酞的颜色不会发生改变。
【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】
取三份体积和浓度均相同的氢氧化钠溶液,分别加入两滴无色酚酞溶液,然后以相同速率同时滴加不同浓度的盐酸。通过实验,测得溶液值随时间变化的曲线图(如下图所示)。
(4)氢氧化钠与盐酸反应的化学方程式是: 。
(5)在、、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 ;溶液颜色最先褪去的是 。
【答案】(1)溶液变为红色
(2)表中为7.9时,肥皂水不能使无色酚酞溶液变红(合理即可)
(3)肥皂水的浓度越高,越大,其碱性越强
(4)
(5) a、b、c(或a>b>c) a
【详解】(1)氢氧化钠溶液显碱性,能使无色酚酞试液变红,故现象为:溶液变为红色,说明酚酞溶液没有变质;
(2)表中为7.9时,肥皂水不能使无色酚酞溶液变红,说明肥皂水碱性较弱,无法使酚酞变色;
(3)由表中数据可知,等质量肥皂中加入的蒸馏水体积减小,肥皂水的浓度越高,越大,碱性增强;
(4)氢氧化钠与盐酸反应生成氯化钠和水,该反应的化学方程式为:;
(5)相同条件下,盐酸的浓度越大,反应速率越快,则pH值减小的越快,故在、、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:a>b>c;
相同条件下,盐酸的浓度越大,反应速率越快,最先达到中性或酸性,则溶液颜色最先褪去的是a。
15.(2025·四川宜宾·三模)化学兴趣小组同学在实验室发现一瓶已变为白色粉末的久置的过氧化钠,经老师确认已经变质。于是在老师的带领下进行了探究式学习。
【提出问题】白色粉末含有哪些成分?
【查阅资料】Ⅰ.过氧化钠是淡黄色的固体,能与水发生剧烈反应,生成氢氧化钠和氧气。
Ⅱ.氯化钙溶液显中性。
【猜想假设】猜想一:白色粉末含有和NaOH;
猜想二:白色粉末只含有NaOH;
猜想三:白色粉末只含有;
猜想四:白色粉末含有和NaOH。
【分析讨论】
(1)小明同学认为从物理性质角度可以将猜想一排除,理由是 ;但小强同学认为仅靠视觉判断物质组成不可靠,要通过实验来确认有无。设计实验如下:取样品少许置于试管中,滴加适量的水, (填现象);确认无。
【实验探究】
(2)小明和小强继续探究白色粉末的成分,设计如下实验方案:
实验步骤
实验操作
实验现象
实验结论
步骤一
取样品,加水配制成溶液,并向其中滴加足量氢氧化钙溶液,充分反应后过滤
有白色沉淀生成
猜想四成立
步骤二
取上述少量上层清液于试管中,滴加
溶液变为红色
(3)请写出步骤一中发生反应的化学方程式: 。
【表达交流】
(4)小刚同学认为通过上述实验不能得出猜想四正确,需要对上述实验操作做一些修改,修改的实验操作为 ,修改完后三位同学合作完成了实验,确定猜想四成立。
【答案】(1) 过氧化钠是淡黄色的固体 不产生气泡
(2)酚酞试液
(3)Na2CO3+Ca(OH)2=CaCO3↓+2NaOH
(4)将步骤一中的足量氢氧化钙溶液替换为足量氯化钙溶液
【详解】(1)由题文可知,过氧化钠是淡黄色的固体,所以白色粉末中不可能含有过氧化钠,故填过氧化钠是淡黄色的固体;
由题文可知,过氧化钠能够与水反应生成氢氧化钠和氧气,产生气泡,取样品少许置于试管中,滴加适量的水,不产生气泡,说明样品中不含过氧化氢,故填不产生气泡。
(2)猜想四成立,含有氢氧化钠,氢氧化钠溶液呈碱性,能够使酚酞试液变红,故填酚酞试液。
(3)步骤一中,加入足量氢氧化钙溶液后,碳酸钠和氢氧化钙反应生成碳酸钙程度和氢氧化钠,故反应的化学方程式写为:Na2CO3+Ca(OH)2=CaCO3↓+2NaOH。
(4)步骤一中加入足量氢氧化钙溶液,氢氧化钙与碳酸钠反应生成碳酸钙程度和氢氧化钠,氢氧化钠溶液呈碱性,能够使酚酞试液变红,不能验证元样品中氢氧化钠的存在,所以需要对上述步骤一中的实验操作做一些修改,修改的实验操作为将步骤一中的足量氢氧化钙溶液替换为足量氯化钙溶液,避免生成氢氧化钠,故填将步骤一中的足量氢氧化钙溶液替换为足量氯化钙溶液。
16.(2025·江西赣州·三模)某兴趣小组对“工业上可以用氯化钠作原料制取氢氧化钠、氯气等”的内容产生兴趣。在老师的指导下,用自制的实验装置(主体部分如图所示)进行电解饱和食盐水制取氢氧化钠的实验。
Ⅰ.电解饱和食盐水(图1)可以制得氢氧化钠、氯气和氢气,进而生产具有消毒、漂白作用的“84”消毒液。
(1)写出电解饱和食盐水的化学方程式 。
(2)图2是电解水实验,水中通常加入少量硫酸钠或氢氧化钠溶液,以增强导电性,不能加入氯化钠的原因是 。
(3)制取“84”消毒液(有效成分为NaClO)的原理:。小吴向2mL“84”消毒液中滴加2~3滴无色酚酞试液,发现溶液先变红后褪色,说明“84”消毒液显 性,并具有漂白性。
Ⅱ.该兴趣小组的同学想了解久置的“84”消毒液是否变质,设计了下列探究实验。
【查阅资料】
①品红溶液是一种红色色素。
②“84”消毒液主要成分是次氯酸钠(NaClO)和氯化钠,NaClO为有效成分,有腐蚀性并易与空气中反应。NaClO溶液、HClO都具有漂白、杀菌、消毒功效,能使品红溶液褪色,氯化钠和碳酸钠不能使品红溶液褪色。
③NaClO溶液中的、HClO都具有氧化性;HClO不稳定,受热或光照会分解,分解后失去漂白作用。
④易溶于水。
【提出问题】放置一段时间的“84”消毒液是否变质?如果变质,变质程度如何?
【提出猜想】猜想1:未变质,溶液中主要成分为NaCl、NaClO。
猜想2:部分变质,溶液中主要成分为NaCl、NaClO、。
猜想3:全部变质,溶液中主要成分为NaCl、。
【实验探究】
(4)
实验操作
实验现象
实验结论
①取适量该溶液于烧杯中,滴入适量 溶液
产生白色沉淀
猜想1不成立
②另取适量该溶液于试管中,滴入几滴品红溶液
猜想3成立
【交流反思】
(5)一般不用“84”消毒液对蔬菜、水果进行消毒,其原因可能是 。
【拓展应用】
(6)“84”消毒液存放时应注意的事项是 。
【答案】(1)
(2)加入的氯化钠也参加反应生成氯气,干扰实验结果(合理即可)
(3)碱
(4) 氯化钙(化学式也可,合理即可) 溶液不褪色
(5)“84”消毒液有腐蚀性和氧化性,会氧化蔬菜、水果中的维生素(合理即可)
(6)避光、密封保存
【详解】(1)氯化钠和水在通电的条件下生成氢氧化钠、氢气和氯气,反应的化学方程式为:。
(2)由题中信息可知,电解水的实验中,若水中加入氯化钠,其中的氯化钠也参加反应生成氯气而影响实验。
(3)酚酞试液遇碱变红,向2mL“84”消毒液中滴加2-3滴无色酚酞试液,发现溶液先变红后褪色,说明“84”消毒液显碱性,并有漂白性。
(4)①由实验结论猜想1不成立,及实验现象产生白色沉淀,说明溶液中含有碳酸钠,碳酸钠与氯化钙反应生成了碳酸钙沉淀,故取适量该溶液于烧杯中,可滴入适量氯化钙溶液,产生白色沉淀,可证明猜想1不成立。
②由实验结论猜想3成立,说明溶液中不含次氯酸钠,次氯酸钠有漂白性,能使品红溶液褪色,所以另取适量该溶液于试管中,滴入几滴品红溶液,观察到溶液不褪色,可证明猜想3成立。
(5)“84”消毒液有腐蚀性和氧化性,会氧化蔬菜、水果中的维生素,所以一般不用“84”消毒液对蔬菜、水果进行消毒。
(6)“84”消毒液容易和空气中的二氧化碳和水反应,NaClO溶液中的、HClO都具有氧化性;HClO不稳定,受热或光照会分解,分解后失去漂白作用。所以存放时应注意的事项是避光、密封保存。
17.(2025·河南驻马店·三模)酸、碱、盐在生产和生活中发挥着重要作用,某兴趣小组同学围绕酸、碱、盐开展了项目式学习。
任务一:了解常见的酸、碱、盐
(1)①实验室中,浓硫酸常用作干燥剂,是因为浓硫酸具有 。(填字母)
a.腐蚀性 b.酸性 c.吸水性 d.脱水性
②氢氧化钠溶液敞口久置会变质,写出发生反应的化学方程式: 。
③小苏打是制作面点所用发酵粉的主要成分之一,其化学式为 。
任务二:数字化实验探究中和反应
(2)用NaOH溶液和稀盐酸进行图1所示实验,并用数字传感器测定了反应过程中溶液的pH变化,得到图2所示的曲线。
①甲溶液是 ;图2中c点所示溶液中的溶质是 (写化学式)。
②结合图3说明中和反应的实质: 。
任务三:粗盐提纯制备精盐
(3)从海水中获取的粗盐固体中含有MgCl2、CaCl2杂质,同学们设计的除杂流程如图所示。
①写出加入过量NaOH溶液时发生反应的化学方程式 。
②溶解、过滤、蒸发操作中都要用到的一种玻璃仪器是 。
任务四:电解精盐制碱
(4)工业上用电解饱和食盐水制取氢氧化钠,发生反应的化学方程式为。现用含11.7g氯化钠的饱和食盐水,完全反应理论上可获得氢氧化钠的质量是 。
【答案】(1) c CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O NaHCO3
(2) 稀盐酸 NaCl、HCl 酸溶液中的H+和碱溶液中的OH-结合生成水分子/H++OH⁻=H2O
(3) 玻璃棒
(4)解:设理论上可获得氢氧化钠的质量为x。,,x=8g,答:理论上可获得8g氢氧化钠。
【详解】(1)①浓硫酸常用作干燥剂,是因为浓硫酸具有吸水性,故填写:c。
②氢氧化钠溶液会与空气中的二氧化碳反应而变质,反应的化学方程式为:CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O,故填写:CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O。
③小苏打是制作面点所用发酵粉的主要成分之一是碳酸氢钠,化学式为:NaHCO3,故填写:NaHCO3。
(2)①根据图2可知,未滴加甲溶液时,溶液的pH>7,显碱性,故乙溶液为NaOH溶液,甲溶液为稀盐酸,故填写:稀盐酸;
二者发生反应的化学方程式为NaOH+HCl=NaCl+H2O,c点时,溶液中含有反应生成的NaCl,且c点溶液的pH<7,显酸性,含有过量的HCl,故c点所示溶液中的溶质为NaCl、HCl,故填写:NaCl、HCl。
②由图3可知,中和反应的实质是氢离子和氢氧根离子结合生成水,即H++OH-=H2O,故填写:酸溶液中的H+和碱溶液中的OH-结合生成水分子或H++OH⁻=H2O。
(3)①加入过量的NaOH溶液是为了除去粗盐中的MgCl2杂质,发生反应的化学方程式为,故填写:;
②溶解时用到的玻璃仪器为烧杯、玻璃棒;过滤时用到的玻璃仪器是烧杯、漏斗、玻璃棒;蒸发时用到的玻璃仪器是酒精灯、玻璃棒,故溶解、过滤、蒸发时都需要用到的一种玻璃仪器是玻璃棒,故填写:玻璃棒。
(4)详解见答案。
有关反应条件与影响因素的探究题型三
18.(2025·湖南长沙·三模)“生火有道”,兴趣小组对燃烧的条件展开探究。
【实验探究】根据图1所示实验探究燃烧的条件(已知反应装置气密性良好,实验前已将装置内的空气排尽,所用试剂和用品均足量)。
资料:①白磷着火点40℃,棉花着火点150℃。
②白磷燃烧的产物对人体呼吸道有刺激作用,遇水或澄清石灰水均能发生反应。
【步骤与现象】
(1)填表:
实验步骤
实验现象
分析与结论
1.将U形管放在盛有80℃热水的烧杯中,关闭、打开K1,通入O2。
一段时间后,裹入白磷的棉花开始燃烧,普通棉花无明显变化。
实验说明燃烧需要的条件之一是 。
2.步骤1燃烧过程中,关闭K1、打开K2,将注射器中的稀盐酸推入锥形瓶中。
C中生成大量气泡,一段时间后,U形管右侧燃着的棉花 。
C中反应的化学方程式是 ;实验说明燃烧的条件之一是可燃物与氧气充分接触。
【评价与反思】
(2)B中石灰水的作用有 。
【拓展延伸】
(3)小组同学认为还需要探究燃烧需要可燃物,才能得出燃烧的三个条件。选用下列用品设计实验说明燃烧的条件之一是需要可燃物。
可选用的实验用品:大小和形状相似的大理石块、小煤块和小木块,坩埚钳,酒精灯,火柴。
你设计的实验方案: (写出操作、现象、结论)。
【答案】(1) 温度达到可燃物的着火点 逐渐熄灭
(2)吸收P2O5和CO2,防止P2O5污染空气
(3)取大小和形状相似的大理石块和小煤块(或小木块),分别用坩埚钳夹住,放在酒精灯火焰上加热,观察到小煤块(或小木块)燃烧,大理石块不燃烧,说明燃烧的条件之一是需要可燃物
【详解】(1)步骤1:将U形管放在盛有80℃热水的烧杯中,关闭、打开K1,通入O2;二者均与氧气不接触,一段时间后,裹入白磷的棉花开始燃烧,普通棉花无明显变化,因为裹白磷的棉花达到了着火点(80℃高于白磷着火点40℃),而普通棉花未达到着火点,实验说明燃烧需要的条件之一是温度达到可燃物的着火点;
步骤2:步骤1燃烧过程中,关闭K1、打开K2,将注射器中的稀盐酸推入锥形瓶中,C中大理石的主要成分碳酸钙与稀盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳,生成的二氧化碳进入U形管,隔绝了氧气,所以U形管右侧燃着的棉花熄灭,C中的化学方程式为;
(2)白磷燃烧的产物对人体呼吸道有刺激作用,遇水或澄清石灰水均能发生反应,且澄清石灰水可以吸收二氧化碳,故B中石灰水的作用有吸收吸收 P2O5和CO2,防止 P2O5污染空气;
(3)设计实验说明燃烧的条件之一是需要可燃物:大理石块不是可燃物不能燃烧,而小煤块和小木块是可燃物能燃烧;
实验方案:取大小和形状相似的大理石块和小煤块(或小木块),分别用坩埚钳夹住,放在酒精灯火焰上加热,观察到小煤块(或小木块)燃烧,大理石块不燃烧,说明燃烧的条件之一是需要可燃物。
19.(2025·山东济南·三模)回答问题。
(1)湿法炼铜产生酸性废水,含有的CuSO4、ZnSO4可用纳米零价铁除去,去除机理如图1所示。其他条件不变,废水pH对Cu2+、Zn2+去除率的影响如图2所示。
Cu2+
Zn2+
开始沉淀pH
4.3
6.2
完全沉淀pH
6.7
8.2
①从微观角度分析,纳米零价铁去除Cu2+的过程中生成的新微粒是 (填微粒名称)。
②相同pH条件下,Cu2+的去除率远高于Zn2+的原因可能是 。
③pH>3时,随pH增大,Cu2+和Zn2+去除率都会减小,原因可能是 。
(2)实验室新购进一批导线。标签显示导线外皮是聚氯乙烯(一种塑料)。同学们想对这批导线的外皮进行探究。
【初步认识】
①聚氯乙烯属于 材料。(填字母)
A.无机材料 B.合成材料 C.复合材料 D.金属材料
实验探究:取一小块导线外皮,点燃。闻到刺激性气味,同学们想了解产生此现象的原因,于是进行探究。
活动一:探究聚氯乙烯在充足的氧气中完全燃烧的产物
【查阅资料】a.聚氯乙烯由C、H、Cl三种元素组成;
b.无水CuSO4遇水由白变蓝;
c.碱石灰为NaOH和CaO固体的混合物;
d.氯气(Cl2)是一种黄绿色的有毒气体。
【实验方案】称取125g导线外皮碎屑样品,利用如图所示装置进行实验。具体步骤如下:点燃酒精灯前先通干燥的氧气,一段时间后,点燃酒精灯加热,使样品在装置A中燃烧,熄灭酒精灯,完全燃烧后,继续通入干燥的氧气直至装置完全冷却。整个实验过程中没有出现黄绿色气体。(假设气体产物均完全被吸收)
【实验分析】
②实验中可用过氧化氢溶液制取氧气,选取的发生装置为 ,要除去氧气中的水蒸气,可将氧气通过装有 (填化学试剂名称)H装置。反应的化学方程式为 。点燃酒精灯前,先通干燥的氧气目的是 。
③装置B中出现 现象,证明聚氯乙烯完全燃烧生成了水。C、D中产生白色沉淀,证明聚氯乙烯完全燃烧还产生了 ,写出D中生成的沉淀物质的化学式 。
【实验反思】
④下列有关上述探究活动的说法中,正确的是 (填字母)。
A.装置B、C顺序不可颠倒,否则无法检验产生的H2O
B.将装置C中液体换作NaHCO3溶液,对实验结论无影响
C.装置E的作用是防止空气中的CO2和H2O进入D,影响实验结果
【答案】(1) 亚铁离子、铜原子/铜原子、铁离子 铁能与铜离子反应,而铁与锌离子不反应 当pH升高时,会生成的Fe(OH)2等沉淀,生成的沉淀会覆盖在纳米零价铁表面,阻碍其与铜离子和锌离子接触,从而去除率会减小
(2) B F 浓硫酸 2H2O22H2O+O2↑ 排出装置中的空气,防止空气中的物质影响实验结果 无水CuSO4由白变蓝 氯化氢、二氧化碳/HCl、CO2 BaCO3 AC/CA
【详解】(1)1①由图可知,纳米零价铁去除Cu2+的过程中参加反应的微粒是铁原子和铜离子,生成的新微粒是铜原子和亚铁离子;
②相同pH条件下,Cu2+的去除率远高于Zn2+的原因可能是:铁能与铜离子反应,但是铁与锌离子不反应;
③pH>3时,随pH增大,Cu2+和Zn2+去除率都会减小,原因可能是:当pH升高时,会生成Fe(OH)2等沉淀,生成的沉淀会覆盖在纳米零价铁表面,阻碍其与铜离子和锌离子接触,从而去除率会减小;
(2)①聚氯乙烯是一种塑料,属于合成材料;
故选B;
②过氧化氢和二氧化锰常温下反应生成氧气,是固液常温型,选用装置F;浓硫酸具有吸水性,装置H中装入浓硫酸可以干燥氧气;过氧化氢生成水和氧气,化学方程式为2H2O22H2O+O2↑;反应实验时先通入一段时间的氧气,再点燃酒精灯的目的是排出装置中的空气,防止空气中的物质影响实验结果;
③根据“无水CuSO4遇水由白变蓝”可知,装置B中出现无水CuSO4由白变蓝现象,证明聚氯乙烯完全燃烧生成了水;
氯化氢气体与水形成盐酸,硝酸银与盐酸反应生在氯化银沉淀和硝酸钠,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,C、D中产生白色沉淀,证明聚氯乙烯完全燃烧还产生了氯化氢和二氧化碳;D中生成沉淀的化学式为BaCO3;
④A、气体从溶液中通过会带出部分水蒸气,装置B、C顺序不可颠倒,否则无法检验产生的H2O,正确;
B、NaHCO3与盐酸反应会生成二氧化碳,将装置C中液体换作NaHCO3溶液,将对二氧化碳存在无法检验,对实验结论有影响,错误;
C、碱石灰为NaOH和CaO固体的混合物,装置E的作用是防止空气中的CO2和H2O进入D,影响实验结果,正确。
故选AC。
20.(2025·内蒙古赤峰·三模)为完成“研究钢铁防护的方法”的实践性作业,学习小组查得资料:钢铁膜化处理是钢铁防护的重要方法,其目的是在钢铁表面形成致密、均匀的保护膜。检验膜的抗腐蚀性能要做“滴铜实验”,即往钢铁表面滴加含硫酸铜的腐蚀剂,60 s后钢铁表面才出现红色物质,表明抗腐蚀性能达标,且越迟出现红色物质的越好。请和小组同学使用某种膜化剂开展如下研究。
任务一:验证膜的抗腐蚀性能
【实验1】将有膜化和未膜化的薄钢片分别进行滴铜实验,有膜化的薄钢片出现红色物质的时间明显推迟。
(1)出现红色物质的原因是 (用化学方程式表示)。
(2)有膜化的薄钢片出现红色物质的时间明显推迟,其原因是 。
任务二:探究膜化条件对膜层外观的影响
【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:
温度℃
50
60
70
80
膜层外观
粗糙
致密、均匀
致密、均匀
粗糙
【实验3】已知时,膜化剂不稳定。其他条件相同时,将薄钢片放入60℃、不同pH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:
pH
1.5
2.0
2.5
3.0
膜层外观
易脱落
粗糙
致密、均匀
致密、均匀
(3)根据实验2、3的结果,判断膜层外观符合要求的温度、pH的范围依次为 、 。
任务三:确定抗腐蚀性能较好的膜化条件
【实验4】依次选取实验2、3膜层外观符合要求的钢片进行对比实验,分别确定适宜的温度、pH。
(4)实验4中,确定适宜温度的实验方案是 。
【实践反思】
(5)反思上述实践活动,提出一个关于钢铁膜化处理可进一步探究的问题: 。
【答案】(1)
(2)腐蚀剂将致密保护膜破坏需要一定的时间 (合理即可)
(3) 60℃~70℃ 2.5~3.0
(4)控制pH相同且在2.5∼3.0之间的一个定值,取60℃、70℃膜化处理后的钢片,分别进行滴铜实验,观察并记录钢片表面从滴入腐蚀剂到开始出现红色物质的时间
(5)膜化剂浓度对钢铁膜化处理效果有何影响/膜化剂种类对钢铁膜化处理效果有何影响 (合理即可)
【详解】(1)钢铁的主要成分是铁,铁的金属活动性比铜强,能与硫酸铜溶液发生置换反应,生成硫酸亚铁和铜,铜是红色物质,所以出现红色物质的化学方程式为。
(2)有膜化的薄钢片表面有致密的膜,这层膜阻止了铁与硫酸铜溶液的接触,腐蚀剂将致密保护膜破坏需要一定的时间,所以出现红色物质的时间明显推迟。
(3)由实验 2 可知,温度为60℃和70℃时,膜层外观致密、均匀;由实验 3 可知,pH为2.5和3.0时,膜层外观致密、均匀。所以膜层外观符合要求的温度范围是60℃∼70℃,pH范围是2.5∼3.0。
(4)要确定适宜温度,需控制pH相同且在2.5∼3.0之间的一个定值,取60℃、70℃膜化处理后的钢片,分别进行滴铜实验,观察并记录钢片表面从滴入腐蚀剂到开始出现红色物质的时间。
(5)在前面探究了温度、pH对膜层外观和抗腐蚀性能的影响,还可以从膜化时间、膜化剂浓度、膜化剂种类等角度进一步探究对钢铁膜化处理的影响。
21.(2025·新疆乌鲁木齐·三模)我国提出争取在2060年前实现“碳中和”,充分体现了我国对解决气候问题的大国担当。化学兴趣小组的同学们以“助力碳中和”为主题,设计并展开了如下项目式探究活动。
(1)任务一:感知碳排放
【调查研究】
同学们通过九年级化学课本查找到图1[自然界碳循环示意图(部分)],自然界中产生二氧化碳的途径有 (写一条即可)。
同学们又来到图书馆查找资料,了解到过多的二氧化碳排放到大气中会导致温室效应增强、全球变暖,使人类的生存环境遭受严重的威胁。自然界中含量逐渐增多的主要原因是 (写一条即可)
【设计实验】兴趣小组设计了探究过多的二氧化碳使温室效应增强的实验。如图2所示,他们选用体积大小相等的两个塑料瓶,分别盛满同条件下的空气、二氧化碳与空气的混合物(体积比1:1),并用一个小塑料管连接(在塑料管中间有一滴红墨水),置于阳光下。
【实验现象】一段时间后红墨水滴会 (选填“向右”“向左”或“不”)移动。
【实验结论】因为瓶中的二氧化碳的浓度不一样,二氧化碳的含量越多,温度上升幅度就越大,两瓶中的温差就越大。
(2)任务二:感受碳吸收
【设计实验】同学们结合生物学知识设计了如图3实验,验证植物通过光合作用吸收二氧化碳。
【观察分析】同学们观察实验两周后发现,甲装置中的植物比乙装置中的长势更好,乙装置中植物长势不好的原因是 (用化学方程式解释)。说明植物生长时需要吸收 。(写化学式)
【交流评价】同学们交流后认为,通过植物的光合作用和用NaOH溶液都能实现碳吸收。
【提出问题】乙装置烧杯内的NaOH溶液吸收后,溶液中的溶质是什么?
【猜想假设】溶液中的溶质为NaOH或中的一种或两种。
【进行实验】
实验步骤
实验操作
实验现象
实验结论
A
取乙装置烧杯内的少量溶液于试管中,向其中滴加无色酚酞溶液
溶液变红
溶液中的溶质有NaOH
B
另取乙装置烧杯内的少量溶液于试管中,向其中滴加
产生白色沉淀
液中的溶质有
【反思质疑】有同学认为此实验步骤A不能证明溶液中含有NaOH,应将实验进行调整的方法是:取乙装置烧杯内的少量溶液于试管中,向其中先滴加 ,再加无色酚酞溶液。
【实验结论】同学们用调整后的方案进行实验,证明了溶液中的溶质是和NaOH
(3)任任务三:感悟“碳中和”
【查阅资料】当二氧化碳的排放量和二氧化碳的吸收量相当的时候,就称之为“碳中和”。
【成果展示】同学们制作了《“碳中和”关系你我他》的宣传栏,请你帮助他们写一条在生产、生活方面能减少排放的具体措施 。
【答案】(1) 动植物的呼吸作用、化石燃料的燃烧 化石燃料的大量燃烧 向左
(2) 氯化钙溶液 足量氯化钙溶液 少开私家车、多植树造林
【详解】(1)自然界中产生二氧化碳的途径有:动植物的呼吸作用、化石燃料的燃烧等;
自然界中含量逐渐增多的主要原因是化石燃料的大量燃烧等;
根据实验结论:二氧化碳的含量越多,温度上升幅度就越大,右瓶中二氧化碳含量多,则右瓶内温度上升更大,使得瓶内压强增大,故一段时间后红墨水滴会向左移动;
(2)同学们观察实验两周后发现,甲装置中的植物比乙装置中的长势更好,乙装置中植物长势不好的原因是装置中二氧化碳被氢氧化钠吸收,使得植物难以进行光合作用,即二氧化碳与氢氧化钠反应生成碳酸钠和水,化学方程式为,说明植物生长时需要吸收;
根据实验现象产生白色沉淀、实验结论溶液中的溶质有,碳酸钠能与氯化钙反应生成碳酸钙白色沉淀,则实验步骤B另取乙装置烧杯内的少量溶液于试管中,向其中滴加氯化钙溶液,观察到产生白色沉淀,说明溶液中的溶质有;
有同学认为此实验步骤A不能证明溶液中含有NaOH,是因为碳酸钠溶液显碱性,也能使无色酚酞溶液变红,故应先检验并排除溶液中碳酸钠对无色酚酞溶液的影响,则调整的方法是:取乙装置烧杯内的少量溶液于试管中,向其中先滴加足量氯化钙溶液,再加无色酚酞溶液;
(3)在生产、生活方面能减少排放的具体措施:少开私家车、多植树造林。
22.(2025·陕西西安·三模)许多化学反应发生时,伴随有发光、放热、有沉淀析出、有颜色改变等实验现象,但也有的化学变化发生时无明显现象,同学们进行了如下探究活动。
查阅资料:其他条件相同时,溶液中离子浓度越大,溶液电导率越大。
【实验探究一】氢氧化钠溶液与盐酸能否发生化学反应
(1)如图,下列物质中,可以证明该反应发生的是________(填字母)
A.酚酞 B. C.溶液 D.溶液
(2)小组利用如图1研究稀盐酸与氢氧化钠溶液反应的过程,从图2可知,该反应过程 (填“吸收”或“放出”)热量,并用和电导率传感器测定反应过程中和电导率的变化(如图3和图4),下列说法正确的是 (填字母)。
A.图1中滴加的a溶液为稀盐酸
B.图3中能证明稀盐酸和氢氧化钠溶液发生了反应
C.图3中所示溶液中的质量不断增加
D.图4中90s之前电导率下降是因为溶液中的离子数量逐渐减少
【实验探究二】氢氧化钠与二氧化碳能否发生化学反应
方案一:
(3)借助压强传感器,先后向三颈烧瓶内推入等体积的两种液体,测得瓶内压强变化情况如图所示,首先注入瓶中液体是 (填“水”或“氢氧化钠溶液”),对比曲线中bc段和 段,可证明二氧化碳能与发生反应。
方案二:
(4)已知:通常状况下1体积水中最多溶解0.76体积二氧化碳。装置气密性良好,集气瓶容积均为,图中溶液是澄清石灰水。由此实验判断氢氧化钠与二氧化碳发生反应依据的现象是 。
方案三:
(5)打开,将分液漏斗中的氢氧化钠溶液全部注入锥形瓶内,反应结束后,关闭打开,观察到烧杯内液体倒吸入锥形瓶,锥形瓶内有白色沉淀产生,也可证明二氧化碳能与氢氧化钠发生反应,产生白色沉淀的化学方程式为 。
【实验总结】对于没有明显现象的化学变化,可以从反应物的消失或减少和有新的生成物两个角度加以证明。
【答案】(1)ABD
(2) 放出 AB/BA
(3) 氢氧化钠溶液 de
(4)无明显现象
(5)
【详解】(1)氢氧化钠与盐酸反应生成氯化钠、水。
A、酚酞遇碱性物质变红,遇中性物质或酸性物质不变色。NaOH溶液呈碱性,能使酚酞溶液变红,稀盐酸呈酸性,氯化钠溶液呈中性,都不能使酚酞变红,向NaOH溶液中滴加酚酞溶液,然后再滴加足量稀盐酸,若发现溶液由红色变为无色,说明NaOH已发生反应转化为其它物质,证明氢氧化钠溶液能与盐酸反应,故A正确;
B、Fe与NaOH、氯化钠都不反应,Fe能与稀盐酸反应生成FeCl2、H2,有气泡产生。向NaOH溶液中滴加适量稀盐酸,然后加入少量Fe,若没有气泡产生,说明稀盐酸已发生反应转化为其它物质,证明氢氧化钠溶液能与盐酸反应,故B正确;
C、氢氧化钠在溶液电离出Na+、OH-,HCl在溶液中电离出H+、Cl-。氢氧化钠与盐酸反应生成氯化钠、水,反应实质是H+、OH-结合生成H2O,稀盐酸中的Cl-不参与反应,不管氢氧化钠与盐酸是否发生反应,加入AgNO3,Cl-一定会与AgNO3反应生成AgCl白色沉淀,利用AgNO3溶液无法证明氢氧化钠溶液能与盐酸反应,故C错误;
D、Na2CO3与NaOH、氯化钠都不反应,Na2CO3能与稀盐酸反应生成NaCl、CO2、H2O,有气泡产生。向NaOH溶液中滴加适量稀盐酸,然后加入少量Na2CO3溶液,若没有气泡产生,说明稀盐酸已发生反应转化为其它物质,证明氢氧化钠溶液能与盐酸反应,故D正确;
故选ABD;
(2)由图示可知,随着加入盐酸的加入,溶液温度逐渐升高,说明氢氧化钠和盐酸反应放热,故填放出;
A、稀盐酸呈酸性,pH小于7;氢氧化钠溶液呈碱性,pH大于7。根据图2,滴加a溶液后,烧杯中溶液的pH不断减小,说明滴加的溶液为稀盐酸,A选项正确;
B、氢氧化钠溶液呈碱性,pH大于7,图2中b→e过程中溶液pH不断减小且最终小于7,说明氢氧化钠不断减少,能证明稀盐酸和氢氧化钠溶液发生了反应,B选项正确;
C、图2中d点pH=7,说明稀盐酸与氢氧化钠溶液刚好完全反应,d→e过程中,加入稀盐酸,没有发生反应,NaCl的质量保持不变,C选项错误;
D、盐酸与氢氧化钠溶液反应生成氯化钠、水,则溶液中溶质由NaOH逐渐变为NaCl,NaOH在溶液中电离出Na+、OH-,NaCl在溶液中电离出Na+、Cl-,溶液中离子的数量没有改变,图3中90S之前电导率下降是因为OH-的导电能力比Cl-强,D选项错误。
故选AB。
(3)氢氧化钠溶液中含有氢氧化钠、水,若要证明氢氧化钠与二氧化碳能发生化学反应,则实验变量是氢氧化钠,需先注入水,再注入氢氧化钠溶液并观察实验现象。若先注入氢氧化钠溶液,则无法控制变量。故填氢氧化钠溶液;
根据图2,bc段瓶内压强小幅下降,de段压强明显下降,先注入的液体是水,后注入的液体是氢氧化钠溶液,对比bc、de段,可证明NaOH能与二氧化碳发生反应,消耗更多的二氧化碳。故填de;
(4)通常状况下1体积水中溶解1体积二氧化碳,集气瓶容积为250mL,甲集气瓶中氢氧化钠溶液体积为100mL,若氢氧化钠不能与二氧化碳反应,则通入的300mLCO2过量,最终有CO2进入乙集气瓶,若氢氧化钠能与CO2反应,则CO2不能进入乙集气瓶。因此乙集气瓶中溶液的作用是检验CO2,而CO2能使澄清石灰水变浑浊。若要证明集气瓶中二氧化碳能与氢氧化钠发生反应,则二氧化碳气体因被氢氧化钠吸收而不能进入乙装置,则乙装置中无明显现象。故填无明显现象。
(5)二氧化碳和氢氧化钠反应生成碳酸钠和水,而在打开K2后,氯化钙被吸入碳酸钠溶液中,碳酸钠和氯化钙反应生成碳酸钙沉淀和氯化钠,其化学方程式为,故填;
23.(2025·吉林辽源·三模)兴趣小组开展了跨学科实践活动,探究“土壤酸碱性形成的原因及对植物生长的影响”。
【查阅资料】
①含有的溶液与足量溶液,微热,会产生有氨味的气体。
②
有关物质的溶解性
物质
溶解性
溶
溶
溶
溶
不溶
【探究一】土壤酸碱度的测定
小组同学在某农田采集了3份土壤样品,处理后分别与适量水混合,操作如图①所示。测得分别为5.5、5.7、5.6。
(1)根据测定结果,该农田的土壤酸碱性呈 。
【探究二】土壤酸碱度对植物生长的影响
(2)小组同学分别在4个烧杯中倒入不同的溶液,保持其他条件一致,放入8粒大小相当的绿豆,观察记录数据如图②。由图可知,土壤 时,绿豆生长状况最好。
【探究三】酸性土壤形成的原因及改良
(3)小组同学向种植户了解到,近几年该农田长期施用化肥。为检测在土壤中的残留情况,进行了如下实验:
实验序号
操作
现象
结论
1
取少量土壤浸出液于一支试管中,向其中滴加足量溶液,微热。
无
2
另取少量土壤浸出液于另一支试管中,向其中滴加适量 溶液。
产生白色沉淀
有
【反思交流】
(4)农作物吸收的量比的量 (填“大”或“小”)。
【拓展延伸】
(5)在农作物吸收的同时,会释放出,使土壤呈酸性。假设土壤浸出液中的酸只有,使用熟石灰改良上述土壤的原理是 (用化学方程式解释)。
【查阅资料】农作物吸收的同时,会释放出。
(6)小组同学认为酸性土壤中更适合施用化肥,可以减轻土壤进一步酸化问题。理由是 。
【答案】(1)酸性
(2)8
(3) 无明显现象(或无氨味,或没有刺激性气味) 硝酸银/
(4)大
(5)
(6)和中都含有氮元素,都可以被农作物吸收,释放出的和结合成水呈中性
【详解】(1)实验测得pH分别为5.5、5.7、5.6,pH<7,因此该农田的土壤呈酸性;
(2)根据图像,其它条件相同时,pH=8的时候,绿豆芽的长度最大,绿豆生长状况最好;
(3)实验1:根据铵根离子能与OH-反应生成NH3和H2O,NH3是有刺激性气味的气体,由于实验结论是无铵根离子,因此取少量土壤浸出液于一支试管中,向其中滴加足量溶液,微热,实验现象为无明显现象(或无氨味,或没有刺激性气味);
实验2:根据实验结论是有Cl-,银离子和氯离子结合会生成氯化银白色沉淀,检验氯离子通常用AgNO3溶液,因此另取少量土壤浸出液于另一支试管中,向其中滴加适量硝酸银溶液,观察到产生白色沉淀;
(4)NH4Cl在溶液中电离出和Cl-,它们的个数比是1:1,由题意知,农田长期施用化肥NH4Cl后,在土壤中没有残留,但Cl-有残留,说明农作物吸收的量比Cl-的量大;
(5)熟石灰是Ca(OH)2,氢氧化钙与HCl反应生成氯化钙和水,化学方程式为;
(6)根据资料农作物吸收的同时,会释放出,在农作物吸收的同时,会释放出,和中都含有氮元素,都可以被农作物吸收,释放出的和结合成水呈中性,因此酸性土壤中更适合施用化肥,可以减轻土壤进一步酸化问题。
项目式探究题型四
24.(2025·辽宁盘锦·三模)人类的日常生活和工农业生产离不开水。化学兴趣小组的同学对水展开了项目式探究,从多个方面认识水。
项目一:生活中多姿多彩的水——认识在不同变化中的水
现象一:南北朝时晋人吕忱所撰《字林》记载:“寒气结冰如珠,见日光乃消,齐鲁谓之雾凇。”雾凇,俗称冰花、树挂等,是低温时空气中水汽直接凝华或过冷雾滴直接冻结在物体上的乳白色冰晶沉积物。天晴,一些积雪融化,加上夜间冷空气入侵,早晚温差大,便会形成雾凇景观。
现象二:同学们秋季开学后整理实验室药品,发现一瓶装有生石灰的塑料瓶瓶体开裂,开裂处溢出很多白色固体。
现象三:炎炎夏日喝一口凉爽的冰糖水消暑解渴;冬日里喝一碗热热的蛋花汤驱除寒气。
(1)地面上融化的积雪在树上形成雾凇景观,说明 。
(2)产生现象二的原因是 。
(3)冰糖可以溶于水中,而蛋花汤面却漂浮了点点油花,这一现象说明影响物质溶解性的因素之一是 。
项目二:探究水的组成
【进行实验】
(4)用如图1装置进行水的电解实验,实验中观察到,甲玻璃管中气泡首先出现的位置在 (选填“a”、“b”或“c”)处。甲、乙两支玻璃管中生成气体的体积比约为 ,切断电源后,打开甲处活塞,将带火星的木条放在甲玻璃管尖嘴口,观察到木条复燃;打开乙处活塞,将燃着的木条放在乙玻璃管尖嘴口,观察到气体燃烧。
【实验结论】
(5)本实验得出的结论是 ;
【实验改进】
(6)电解纯水速率较慢,实验时常在水中加入NaOH增强水的导电性,NaOH本身不参与反应。NaOH溶液能导电是因为 。
(7)为探究不同电压和不同浓度NaOH溶液对电解水速率影响,小组同学进行多次实验,测得产生20mL氢气所需时间如图2所示。由图2可知,上述实验中,电解水速率最快的条件是 。
项目三:探究水溶液及应用
小组同学利用“魔法水”自制“纸树开花”,下图分别为网购“纸树开花”的效果图和使用说明。
【查阅资料】
①(磷酸二氢钾)饱和溶液为“魔法水”的常用原料。溶于水后,会解离出自由移动的(钾离子)、和(磷酸根离子)。
②“纸树开花”的开花原理为:纸树干毛细现象→树枝末端水溶液蒸发→纸树开花。
③20℃时,的溶解度是22.6g。
【进行实验】
做纸树:将加厚滤纸裁剪,拼接成树状,固定在塑料盘上。
(8)配“魔法水”:配制20℃时100g 的饱和溶液,需要的质量为 g(结果精确到0.1g),与水混合后将所得溶液倒入塑料盘。
(9)待“开花”:每2小时观察一次,发现塑料盘中液体逐渐减少,纸树4小时后逐渐“开花”,过程如图所示。
①“魔法水”中的分散形式是 (填“离子”“固体小颗粒”或“小液体”)。
②“纸树开花”开的“花”实际物质成分为 。
③同等操作条件下,“开花”效果最好的天气是 (填“雨天”或“晴天”)。
【答案】(1)水分子在不断运动
(2)氧化钙与空气中的水反应生成氢氧化钙,固体体积增加,同时反应放热,气体体积膨胀,胀破瓶体(合理即可)
(3)溶质的种类
(4) c 1:2
(5)水是由氢元素和氧元素组成的
(6)溶液中含有自由移动的离子
(7)10%氢氧化钠溶液,电压为12V
(8)18.4
(9) 离子 磷酸二氢钾晶体 晴天
【详解】(1)水先由液态蒸发为水蒸气,再在低温条件下凝华为固态,说明水分子在不断运动;
(2)生石灰吸收水分生成氢氧化钙,此过程中会放出大量的热,同时固体体积增加,导致气体体积膨胀,胀破瓶体;
(3)“油不溶水、冰糖可溶水”说明溶解性与物质本身的性质有关;
(4)电解水,与电源负极相连的一极产生氢气,与正极相连的一极产生氧气,用如图1装置进行水的电解实验,实验中观察到,甲玻璃管中气泡首先出现的位置在c处;
氧气具有助燃性,氢气具有可燃性,切断电源后,打开甲处活塞,将带火星的木条放在甲玻璃管尖嘴口,观察到木条复燃;打开乙处活塞,将燃着的木条放在乙玻璃管尖嘴口,观察到气体燃烧,因此甲(为氧气)、乙(氢气)两支玻璃管中生成气体的体积比约为1:2;
(5)电解水生成了氧气和氢气,氢气是由氢元素组成的,氧气是由氧元素组成的,本实验说明水是由氢元素和氧元素组成的;
(6)NaOH溶于水的过程中会解离出自由移动的钠离子和氢氧根离子,所以能增强水的导电性;
(7)由图2可知,上述实验中,电解水速率最快的条件是:NaOH溶液浓度为10%,电压为12V;
(8)配制20℃时100g 的饱和溶液,需要的质量为:;
(9)①溶于水后,会解离出自由移动的(钾离子)、和(磷酸根离子),故在溶液中以离子形式存在;
②根据资料,磷酸二氢钾饱和溶液中水分蒸发,溶质析出,所以开的“花”实际物质成分为磷酸二氢钾晶体;
③温度越高,水蒸发越快,晶体析出越快,故开“花”效果更好的天气是晴天。
25.(2025·山东临沂·模拟预测)兴趣小组利用某种脱氧剂开展项目式学习。
(1)任务一:成分初探
完成下表内容。
实验步骤
实验现象
结论与解释
①取样,用磁铁吸引
样品中有黑色固体能被吸引
①脱氧剂中含有铁单质。
②发生的反应方程式:Fe+2HCl=H2↑+FeCl2
②取被磁铁吸出的固体于试管中,加入适量稀盐酸
固体逐渐减少, ,溶液变成浅绿色
③取被磁铁吸出的固体于试管中,加入 溶液
固体表面出现红色固体
发生的反应方程式:
(2)任务二:效果检验
同学们利用一个软塑料瓶设计如图所示实验,观察到 现象,完成了脱氧效果的检验。这是从 (选填“反应物消失”或“新物质生成”)的视角,验证了该反应的发生。
脱氧剂中除铁粉、碳粉、氯化钠外,还含有少量的水分,由此可知脱氧剂能延长食物保质期的工作原理类似铁 的过程。
(3)任务三:回收设计
已知使用过的脱氧剂中含有氧化铁、氯化钠、碳酸钠、硅藻土、碳、铁。甲同学设计了以下回收铁的流程。
资料卡:i.硅藻土不溶于水和酸;i.FeCl3溶液与Fe、Zn均能反应生成FeCl2.
步骤②中氧化物发生反应的化学方程式为 。
【答案】(1) 有气泡产生 硫酸铜
(2) 软塑料瓶变瘪 反应物消失 生锈
(3)
【详解】(1)②根据结论②中发生的反应方程式:,是铁与稀盐酸反应生成氯化亚铁和氢气,氯化亚铁溶液为浅绿色,则实验现象为固体逐渐减少,有气泡产生,溶液变成浅绿色;
③实验现象是固体表面出现红色固体,再根据结论脱氧剂中含有铁单质,结合金属与盐溶液的反应,固体表面出现红色固体应为被铁置换出来的铜,则加入硫酸铜溶液,铁与硫酸铜溶液反应生成硫酸亚铁和铜,反应的化学方程式为;
(2)软塑料瓶中放一整包脱氧剂,脱氧剂中铁单质与软塑料瓶中氧气、水蒸气反应产生铁锈,瓶内气体体积减小,压强减小,故观察到软塑料瓶变瘪现象,这是从反应物消失的视角,验证了该反应的发生;
铁在氧气和水同时存在时,会发生锈蚀,脱氧剂中除铁粉、碳粉、氯化钠外,还含有少量的水分,由此可知脱氧剂能延长食物保质期的工作原理类似铁生锈的过程;
(3)脱氧剂中只有氧化铁为氧化物,故步骤②中氧化物发生反应为氧化铁和盐酸反应生成氯化铁和水,反应的化学方程式为。
26.(2025·安徽池州·模拟预测)为消除道路安全隐患,常使用融雪剂来融雪,某化学兴趣小组对融雪剂展开项目式学习。
[任务一]融雪剂除雪原理
(1)小组同学通过科技人员的访谈,了解到融雪剂溶于水后会 (填“提高”或“降低”)混合物的凝固点,从而融雪化冰。
[任务二]融雪剂对环境的影响
(2)部分融雪剂不仅会腐蚀金属也会对绿植带来危害,主要是融雪剂的成分溶解使水中离子浓度 (填“增大”或“减小”),植物细胞外液浓度大于细胞内液浓度,使细胞失水。
[任务三]融雪剂的成分
(3)小组同学通过查阅资料,发现融雪剂主要有两种:一种是环保型融雪剂尿素,它是一种常见的 (填“氮”“磷”或“钾”)肥:另一种是以“氯盐”为主要成分的无机融雪剂,其主要成分为氯化钠,还可能含有氯化钙,为证明融雪剂中含有氯化钙,小组同学进行了如图所示的实验,发生反应的化学方程式为 。反应后溶液中溶质的成分是 (写化学式)。
【答案】(1)降低
(2)增大
(3) 氮 、
【详解】(1)融雪剂溶于水后,会使混合物的凝固点降低,在低温环境下,雪和冰更容易融化。
(2)融雪剂的成分溶解在水中,会使水中离子浓度增大,导致植物细胞外液浓度大于细胞内液浓度,根据渗透原理,细胞会失水,从而对绿植造成危害。
(3)尿素[CO(NH2)2]含有氮元素,属于氮肥;
氯化钙与碳酸钠反应会生成碳酸钙白色沉淀和氯化钠,化学方程式为;
因为加入的碳酸钠溶液过量,所以反应后溶液中溶质除了生成的氯化钠(NaCl),还有过量的碳酸钠(Na2CO3)。
27.(2025·新疆·三模)生活中经常使用果蔬洗涤盐清洗蔬菜和水果。某校化学兴趣小组希望可以自制果蔬洗涤盐,于是展开了揭秘果蔬洗涤盐的项目式学习,同学们在超市买来一包果蔬洗涤盐。
【阅读标签】见下图
产品名称]果蔬洗涤盐
[配料]精制盐、食用级pH调节剂
[使用方法]倒出约10g至1L清水中搅拌均匀,放入待清洗的果蔬,适时浸泡后翻动洗涤,再用清水冲洗即可
[贮存条件]…………
任务一:认识果蔬洗涤盐
【查阅资料】
Ⅰ.果蔬洗涤盐中“食用级pH调节剂”有柠檬酸型和碳酸氢钠型两种。
Ⅱ.有机磷成分杀虫剂的残留物在碱性环境中迅速分解。
【进行实验】
(1)取适量果蔬洗涤盐水溶液于试管中,滴加无色酚酞溶液,观察到无色酚酞溶液变红,该果蔬洗涤盐水溶液呈 性。
【交流讨论】
(2)对表面残留有机磷成分杀虫剂的果蔬,应该用 (选填“柠檬酸型”或“碳酸氢钠型”)果蔬洗涤盐浸泡清洗效果更佳。
(3)果蔬洗涤盐的使用方法中提到“加入清水中搅拌”,目的是 。
任务二:探究碳酸氢钠型果蔬洗涤盐的成分及含量
【查阅资料】
Ⅰ.碳酸氢钠型果蔬洗涤盐中pH调节剂的有效成分可能含有碳酸钠、碳酸氢钠中的一种或两种。
Ⅱ.碳酸钠溶液与氯化钙溶液反应产生白色沉淀。
Ⅲ.碳酸氢钠在以上逐渐分解产生二氧化碳、碳酸钠和水;碳酸钠受热不分解。
Ⅳ.浓度大于0.83%的碳酸氢钠溶液中加入0.1%的氯化钙溶液,产生白色沉淀;浓度小于0.83%的碳酸氢钠溶液中加入0.1%的氯化钙溶液则无现象。室温下,碳酸氢钠饱和溶液的浓度为8.8%。
【作出猜想】该果蔬洗涤盐的成分为:
(4)猜想1:NaCl和;猜想2:NaCl和;猜想3:NaCl和 、 。
【进行实验】
(5)为验证并测定该果蔬洗涤盐的成分及含量,小组同学设计实验方案如下。
实验操作
实验现象
实验结论
实验1:取样加热,将产生的气体通入澄清石灰水
澄清石灰水变浑浊
含有
实验2:为使现象明显,取样溶于水并用玻璃棒搅拌形成饱和溶液,加0.1%的溶液
产生白色沉淀
含有
实验3:称量10g果蔬洗涤盐,测量其中氯化钠、碳酸氢钠与碳酸钠的含量
【交流反思】
(6)小组同学认为实验2中结论不严谨,理由是 。
【实验验证】
(7)为保证实验的严谨性,小组同学进一步探究。
实验操作
实验现象
实验结论
实验4:另取8g样品与992g水配制成溶液,向其中滴加0.1%的溶液
产生白色沉淀
含有,化学方程式为
【实验结论】猜想3正确
任务三:自制碳酸氢钠型果蔬洗涤盐
【成果展示】
(8)同学们根据任务二测定的含量比例,自制了300g碳酸氢钠型果蔬洗涤盐,并在编写“储存条件”时强调“常温干燥处保存”,请用方程式说明该果蔬洗涤盐需要常温保存的原因: 。
【答案】(1)碱
(2)碳酸氢钠型
(3)加速溶解
(4) Na2CO3 NaHCO3
(5)NaHCO3/碳酸氢钠
(6)室温下碳酸氢钠饱和溶液浓度为8.8%,大于0.83%,加入0.1%的CaCl2溶液也会产生白色沉淀,不能确定一定是Na2CO3与CaCl2反应产生的沉淀
(7)
(8)
【详解】(1)无色酚酞溶液遇碱性溶液变红,向果蔬洗涤盐水溶液中滴加无色酚酞溶液,溶液变红,说明该果蔬洗涤盐水溶液呈碱性。
(2)由查阅资料可知,有机磷成分杀虫剂的残留物在碱性环境中迅速分解,碳酸氢钠溶液呈碱性,柠檬酸溶液呈酸性,所以对表面残留有机磷成分杀虫剂的果蔬,用碳酸氢钠型果蔬洗涤盐浸泡清洗效果更佳。
(3)“加入清水中搅拌”,搅拌能加速溶质在溶剂中的溶解速率,使果蔬洗涤盐更快地溶解在水中。
(4)已知碳酸氢钠型果蔬洗涤盐中pH调节剂的有效成分可能含有碳酸钠、碳酸氢钠中的一种或两种,前面已有猜想1(含NaCl和Na2CO3)和猜想2(含NaCl和NaHCO3),所以猜想3为NaCl和Na2CO3、NaHCO3。
(5)碳酸氢钠在50℃以上逐渐分解产生二氧化碳、碳酸钠和水,二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊,取样加热,产生的气体能使澄清石灰水变浑浊,说明含有NaHCO3。
(6)根据查阅资料,浓度大于0.83%的碳酸氢钠溶液中加入0.1%的氯化钙溶液会产生白色沉淀,室温下碳酸氢钠饱和溶液浓度为8.8%,所以仅根据产生白色沉淀就得出含有Na2CO3不严谨,因为不能确定一定是Na2CO3与CaCl2反应产生的沉淀。
(7)碳酸钠与氯化钙反应生成碳酸钙白色沉淀和氯化钠,化学方程式为。
(8)碳酸氢钠受热会分解生成氯化钠、水、二氧化碳,为防止其分解变质,需要常温保存,其分解的化学方程式为。
28.(2025·安徽阜阳·三模)2025年“中国水周”主题为“推动水利高质量发展,保障我国水安全”。某研究小组开展“水的净化”项目式学习活动。
活动一 参观中水处理厂
中水是国际公认的“第二水源”,是指将污水处理达标后,可在一定范围内使用的水。中水处理要满足卫生、感观等要求。该厂的中水处理流程如图1。
(1)一级处理时,污水经过格栅后,还需要向调节池中“投药”,一般使用 混凝剂。
(2)二级处理时,“砂滤”的作用是除去污水中的 。
(3)三级处理时,常用氯气杀菌消毒,此过程中发生化学反应生成HClO,HClO中氯元素的化合价为 。
活动二 制作简易净水器
制作简易净水器一般经历以下过程:
(4)选择材料。学习小组用饮用水瓶作容器,用PP棉、小鹅卵石、活性炭、细沙作滤芯材料,其中活性炭的作用是 。
(5)设计装置。根据净水器的工作原理和构成,设计净水器如图2。为了获得较优的净水效果,自进水口起,滤芯材料的填充顺序为 (选填“小鹅卵石”“活性炭”“细沙”)。
【答案】(1)明矾
(2)难溶性杂质
(3)+1
(4)吸附水中的色素及异味
(5)小鹅卵石→细沙→活性炭
【详解】(1)一级处理时,污水经过格栅后,还需要向调节池中“投药”,明矾溶于水形成的胶状物能吸附水中悬浮的杂质,使其沉降,故一般使用明矾混凝剂;
(2)二级处理时,“砂滤”的作用是除去污水中的难溶性杂质;
(3)HClO中氢元素的化合价为+1、氧元素的化合价为-2,根据在化合物中各元素化合价的代数和为零,则HClO中氯元素的化合价为+1;
(4)学习小组用饮用水瓶作容器,用PP棉、小鹅卵石、活性炭、细沙作滤芯材料,其中活性炭的作用是吸附水中的色素及异味;
(5)为了获得较优的净水效果,自进水口起,先用小鹅卵石除去颗粒较大的不溶性杂质,再用细沙除去颗粒较小的不溶性杂质,最后用活性炭吸附水中的异味及色素,故滤芯材料的填充顺序为:小鹅卵石→细沙→活性炭。
29.(2025·湖南益阳·三模)劳动实践课上,农民伯伯告诉同学们给水稻追肥时,可以将草木灰均匀撒在稻田中。同学们对此产生了兴趣,以“草木灰”为主题展开了项目式学习的探究。
任务一 调查草木灰的制备方法
【查阅资料】
I.草木灰是作物秸秆、枯枝等燃烧后的剩余灰烬,其中富含可溶性钾盐。
II.碳酸钾的化学性质与碳酸钠相似,如可与稀硫酸反应:
。
任务二 探究草木灰水溶液的酸碱性
【实验1】同学们取一定量的草木灰于烧杯中,加入足量水浸泡,过滤,得到滤液。
(1)取少量滤液于试管中,滴加无色酚酞溶液,观察到溶液变红,证明草木灰水溶液呈 性。
任务三 探究草木灰的成分
【猜想与假设】草木灰中可能含有碳酸钾、硫酸钾中的一种或两种。
【实验2】同学们另取实验1滤液根据下表方案进行实验。
实验步骤
实验现象
实验结论
①取少量滤液于试管中,滴加足量稀盐酸
有气泡产生
草木灰中含有碳酸钾和硫酸钾
②向步骤①反应后的溶液中滴加足量氯化钡溶液
_______
【分析讨论】
(2)步骤②中观察到的现象是 。
(3)步骤①中不能用稀硫酸代替稀盐酸的理由是 。
任务四 讨论使用草木灰的注意事项
(4)草木灰属于碱性肥料,过多地使用草木灰会影响作物的生长,还可能会让土壤碱化;也不适宜和铵态肥料混合施用,因为 。
【拓展应用】
《周礼·考工记》中载有“涑帛”的方法,即利用“灰”(草木灰)和“蜃”(贝壳灰,主要成分为)混合加水所得的溶液来洗涤丝帛,这种溶液与丝表面的丝胶蛋白发生反应,生成物用水冲去,从而可把丝洗得干净亮丽。
(5)这种溶液能洗涤丝帛,主要是因为其中含有生成的 (写化学式,除外)。
(6)下图表示不同pH溶液对茧层丝胶蛋白溶解性的影响,研究表明脱胶率越高,所得的丝帛越顺滑亮丽。根据如图数据分析,选用下列溶液洗涤效果更好的是_____(填字母)。
A.的溶液
B.的溶液
C.的KOH溶液(pH=13.2)
【答案】(1)碱
(2)有白色沉淀产生
(3)稀硫酸也能与氯化钡反应生成硫酸钡沉淀,加入稀硫酸会干扰硫酸钾的检验
(4)碳酸钾溶液显碱性,铵态肥料与碳酸钾混合施用会产生氨气,降低肥效
(5)KOH
(6)C
【详解】(1)碱性溶液能使酚酞溶液变红,故滴加无色酚酞溶液,观察到溶液变红,证明草木灰水溶液呈碱性;
(2)氯化钡能与硫酸钾反应生成白色沉淀硫酸钡,故观察到有白色沉淀产生证明溶液中含有硫酸钾;
(3)稀硫酸也能与氯化钡反应生成硫酸钡沉淀,加入稀硫酸会干扰硫酸钾的检验,故步骤①中不能用稀硫酸代替稀盐酸;
(4)碳酸钾溶液显碱性,铵态肥料与碳酸钾混合施用会产生氨气,降低肥效,故草木灰不适宜和铵态肥料混合施用;
(5)氧化钙与水该反应生成氢氧化钙,氢氧化钙与碳酸钾反应生成碳酸钙和氢氧化钾,故这种溶液能洗涤丝帛,主要是因为其中含有生成的KOH;
(6)根据图示可知,pH小于2或大于12脱胶率高,故选的KOH溶液,C符合题意。
30.(2025·安徽阜阳·三模)某校化学兴趣小组以“金属的化学性质”为主题开展了如下项目式探究。
【项目一】探究金属与氧气的反应
(1)黄铜(Cu-Zn合金)的外观与黄金相似、可用灼烧的方法鉴别二者,原因是 。
【项目二】探究金属与盐溶液的反应
步骤1:将一根洁净的铜丝(过量)浸入盛有AgNO3溶液的试管中,待现象不再发生变化,取出剩余铜丝。
步骤2:将一根洁净的铁丝浸入步骤1反应后的溶液中,观察现象。
(2)步骤1中试管内发生反应的化学方程式为 。
(3)一段时间后可观察到步骤2中试管内的现象为 。
【项目三】探究金属与酸的反应
【提出问题】金属与酸反应的速率受哪些因素影响呢?
【作出猜想】A.金属的种类;B.酸的浓度;C.金属的形状。
【设计实验】小组同学为探究打磨过的金属与酸的反应,设计了如下实验:
实验编号
盐酸的浓度(均取20mL)
金属的种类(均取2g)
金属的形状
收集50mL氢气所需时间/s
①
10%
镁
粉状
35
②
10%
铝
片状
98
③
10%
镁
片状
82
④
20%
铝
片状
80
【实验分析】
(4)要得出酸的浓度对金属与酸反应速率的影响,应选择的实验编号是 。
【得出结论】
(5)通过比较实验①③,可得出的结论是 。
【查阅资料】在发生金属间的置换反应时,活泼金属表面会附着较不活泼的金属,形成无数微小原电池,加快金属与酸的反应。
【拓展探究】实验结束后,有同学发现放进废液缸中的铝片,发生剧烈的反应并产生大量气泡,速率明显比铝与稀盐酸反应快,且铝表面有红色物质附着。
已知:废液缸中的废液是硫酸铜溶液、硫酸镁溶液、稀盐酸的混合液。
(6)废液缸中铝片表面产生气泡的速率明显比铝与稀盐酸反应快的原因是 ,请设计实验进行验证: (写出实验操作、预期现象和实验结论)。
【答案】(1)铜在加热条件下与氧气反应生成黑色的氧化铜,金的化学性质稳定,在高温条件下也不与氧气反应
(2)
(3)铁丝表面有红色固体析出,溶液由蓝色逐渐变为浅绿色
(4)②④
(5)其他条件相同时,金属与酸的接触面积越大,反应速率越快
(6) 铝置换出的铜附着在铝片表面,形成了无数微小原电池,加快了铝与稀盐酸的反应速率 取两片打磨后的相同铝片,将其中一片浸入硫酸铜溶液中至表面有部分红色物质附着,取出洗净表面液体。在试管A、B中分别加入处理后的铝片和未处理的铝片,再加入等质量、等浓度的稀盐酸,若试管A中反应速率比试管B中快,则原因正确
【详解】(1)铜在加热条件下与氧气反应生成黑色的氧化铜,金的化学性质稳定,在高温条件下也不与氧气反应,灼烧,表面变黑的是黄铜,无明显变化的是黄金,因此可以鉴别;
(2)步骤1中,铜丝和AgNO3溶液反应生成硝酸铜和银,化学方程式为;
(3)步骤1:将一根洁净的铜丝(过量)浸入盛有AgNO3溶液的试管中,铜丝和AgNO3溶液反应生成硝酸铜和银,待现象不再发生变化,取出剩余铜丝,说明反应后的溶液中的溶质只有硝酸铜;
步骤2:将一根洁净的铁丝浸入步骤1反应后的溶液中,铁和硝酸铜反应生成硝酸亚铁和铜,可观察到铁丝表面有红色固体析出,溶液由蓝色逐渐变为浅绿色;
(4)根据对比实验中,控制变量唯一的原则,要得出酸的浓度对金属与酸反应速率的影响,变量是酸的浓度,其他因素应保持相同,即应选择实验②④进行对比;
(5)对比实验①③,变量是金属的形状,其他因素相同,根据收集50mL氢气所需时间可知,其他条件相同时,金属与酸的接触面积越大,收集50mL氢气所需的时间越短,则反应速率越快;
(6)根据查阅资料:在发生金属间的置换反应时,活泼金属表面会附着较不活泼的金属,形成无数微小原电池,加快金属与酸的反应,铝置换出的铜附着在铝片表面,形成了无数微小原电池,加快了铝与稀盐酸的反应速率,所以废液缸中铝片表面产生气泡的速率明显比铝与稀盐酸反应快;
验证的实验方法为:取两片打磨后的相同铝片,将其中一片浸入硫酸铜溶液中至表面有部分红色物质附着,取出洗净表面液体。在试管A、B中分别加入处理后的铝片和未处理的铝片,再加入等质量、等浓度的稀盐酸,若试管A中反应速率比试管B中快,则可说明上述原因正确。
31.(2025·山西朔州·三模)中国探月工程是我国航天事业的重要组成部分,也是实现航天强国梦想的关键一步。中国计划在2028年前,构建国际月球科研站基本型,开展月球环境探测和资源利用试验验证。某化学实践小组的同学们以“如何解决月球基地粮食问题”为主题展开了项目式学习。
任务一:设想月球基地粮食的来源
【提出方案】
(1)同学们设想,科学家们在月球基地生存所需粮食有两种来源:第一种是从地球向月球运送;第二种是利用绿色植物的 作用,在月球基地种出粮食,这种方案的关键是在月球上找到获取二氧化碳和水的方法。
任务二:探究在月球获取二氧化碳的方法
【查阅资料】同学们查阅资料了解到,月球表面存在碳单质石墨烯、金属氧化物以及碳酸盐等物质,而大多数碳酸盐在高温下可以分解为金属氧化物和二氧化碳。
【实验模拟】
(2)同学们利用以下实验模拟了月球上获取二氧化碳的方法。
实验操作
实验装置
实验现象
实验结论
向试管中加入少量捣碎的石灰石,加热试管,将产生的气体通入右侧试管的澄清石灰水中
右侧试管中有气泡产生,
【反思质疑】
(3)加热石灰石时发生反应的化学方程式为 。
(4)有同学认为,用该方法在月球基地制取二氧化碳可能存在安全隐患,理由是 所以改进方法可以是 。
任务三:分析在月球获取水的物质
【进行分析】
(5)同学们在上述查阅资料的过程中了解到,月球矿物中的氢元素可以通过反应生成水。从氢含量的角度考虑,如图中最适合制取水的矿物是 。
【成果分享】
(6)同学们将项目式学习成果进行了总结,在班级内进行了交流,大家认识到,科技的发展需要解决诸多问题。在月球基地上种出粮食,除了需要获取二氧化碳和水之外,还需要考虑的因素是 (写一条),未来还需继续努力。
【答案】(1)光合
(2) 澄清石灰水变浑浊 石灰石分解可以产生二氧化碳
(3)
(4) 在月球基地使用明火不安全 可以使用石灰石和稀盐酸反应制取二氧化碳
(5)钛铁矿
(6)温度(合理即可)
【详解】(1)光合作用是二氧化碳和水在光和叶绿体的作用下反应生成有机物和氧气,故可利用绿色植物的光合作用在月球基地种出粮食;
(2)向试管中加入少量捣碎的石灰石,加热试管,将产生的气体通入右侧试管的澄清石灰水中,实验现象是:右侧试管中有气泡产生,澄清石灰水变浑浊,说明石灰石分解可以产生二氧化碳,因为二氧化碳能与氢氧化钙反应生成碳酸钙和水,可使澄清石灰水变浑浊;
(3)加热石灰石时发生反应为石灰石的主要成分碳酸钙高温煅烧生成氧化钙和二氧化碳,该反应的化学方程式为:;
(4)用该方法在月球基地制取二氧化碳,需要在高温下进行,在月球基地使用明火不安全,故用该方法在月球基地制取二氧化碳可能存在安全隐患;
碳酸钙能与稀盐酸反应生成二氧化碳,故改进方法是:可以使用石灰石和稀盐酸反应制取二氧化碳;
(5)月球矿物中的氢元素可以通过反应生成水。相同条件下,钛铁矿的氢含量最高,故从氢含量的角度考虑,如图中最适合制取水的矿物是:钛铁矿;
(6)种植粮食除了二氧化碳和水,还需要适宜的温度,故还需要考虑的因素是温度。
32.(2025·山西朔州·三模)汾河作为山西最大的河流,在山西省的经济、生态等方面发挥着极为重要的作用,保护汾河是我们每个人的义务与责任。同学们对汾河水的利用、成分检测以及汾河的保护产生了浓厚的兴趣,在老师的指导下展开了项目式探究。
任务一:了解汾河水的利用
【查阅资料】同学们上网查阅资料后,了解到汾河水可用于灌溉农田、发电、园林绿化等。
【小组交流】
(1)在利用汾河水发电的过程中,能量的转化形式为 。
任务二:检测汾河水的成分
【参观学习】同学们在老师的带领下来到汾河水质监测部门参观,工程师介绍:天然水中含有较多的CO、Cl-,此外还含有Na+。
【教师指导】同学们在老师的指导下检测出汾河水中含Na+。
【提出问题】汾河水中是否含有CO和Cl-?
【进行检测】
(2)同学们取了少量汾河水,先除去其中的不溶性杂质,然后利用 除去其中的色素和异味,得到了无色澄清的汾河水样,之后利用得到的无色澄清的汾河水样进行了以下实验:
实验步骤
实验现象
实验结论
步骤1:取少量水样于试管中,滴入足量稀盐酸
汾河水中含CO
步骤2:继续向步骤1的试管中滴加
产生白色沉淀
汾河水中含Cl-
【反思评价】
(3)步骤1中发生反应的化学方程式为 。
(4)小明对步骤2的实验结论提出了质疑,理由是 。同学们对实验进行了改进,最终检测出汾河水中含有CO和Cl-。
任务三:思考汾河的保护
【总结交流】
(5)同学们了解到有关部门对汾河水质进行了长期监测,2021~2024年的监测结果如图所示,由图可以得出的结论是 。为保护汾河,日常生活中我们能做到的是 (写一条)。
成果分享:同学们认为汾河的保护是一项长期而艰巨的任务,他们制作了宣传海报和短视频在社区内进行了宣传,让更多人了解汾河、保护汾河。
【答案】(1)机械能转化为电能
(2) 活性炭 有气泡产生 硝酸银溶液
(3)
(4)步骤1加入足量稀盐酸引入了,会对汾河水中是否含的检验产生干扰
(5) 2021-2024年,汾河流域优良水体占比逐年升高 不向河中扔垃圾
【详解】(1)在利用汾河水发电的过程中,能量的转化形式为机械能转化为电能;
(2)活性炭具有吸附性,能吸附水中的色素及异味;
根据实验结论汾河水中含,则步骤1取少量水样于试管中,滴入足量稀盐酸,氢离子能与碳酸根离子反应生成二氧化碳气体,实验现象为有气泡产生;
根据实验结论汾河水中含,氯离子能与银离子反应生成氯化银白色沉淀,则步骤2继续向步骤1的试管中滴加硝酸银溶液,观察到产生白色沉淀,说明汾河水中含;
(3)汾河水中含、,则步骤1中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;
(4)小明对步骤2的实验结论提出了质疑,理由是步骤1加入足量稀盐酸引入了,会对汾河水中是否含的检验产生干扰;
(5)由图可以得出的结论是:2021-2024年,汾河流域优良水体占比逐年升高;
为保护汾河,日常生活中我们能做到的是不向河中扔垃圾。
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