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·吉林省四平市·二模)课外实验“叶脉书签”的制作过程:树叶洗净后放在一定浓度的氢氧化钠溶液中,煮沸再除去表皮和叶肉,晾干压平,便得“叶脉书签”。实验小组开展了以下活动:
(1)配制1%、5%和10%的氢氧化钠溶液。配制100g10%的氢氧化钠溶液,需要氢氧化钠固体 g。
(2)探究制作“叶脉书签”的最佳条件。
实验Ⅰ:相同煮沸时间内,将树叶放在不同浓度的氢氧化钠溶液里,处理后叶片变化如下表。
NaOH溶液浓度
1%
5%
10%
叶片变化
留有很多叶肉
留有较多叶肉
残留很少叶肉
实验Ⅱ:在10%的氢氧化钠溶液里,将树叶进行不同时间的煮沸,处理后叶片变化如下表。
5min
15min
20min
留有较多叶肉
残留很少叶肉
叶片卷起来,叶肉与叶脉不易分离
①实验Ⅰ的实验目的是 。
②通过实验Ⅰ、Ⅱ可知,制作“叶脉书签”的最佳条件是 (填字母序号)。
A.1%、5min B.%、15min C.10%、20min D.10%、15min
(3)实验时,有同学发现配制的氢氧化钠溶液没有盖瓶塞,怀疑已经变质。于是取少量该溶液,向其中加入氢氧化钙溶液,产生 的现象,说明氢氧化钠溶液已经变质。
(4)用化学反应方程式表示变质的原因 。
探究该溶液的溶质成分
【作出猜想】猜想一:Na2CO3;猜想二:NaOH、Na2CO3.
【继续实验】
(5)取少量待测液于试管中,加入足量的盐酸,有气泡产生。甲同学认为猜想一成立。乙同学不同意她的观点,理由是 。
【改进实验】
(6)几位同学经过讨论,完成下面的实验。
实验操作
实验现象
实验结论
取少量的待测液于试管中,
产生白色沉淀,溶液呈红色
猜想二成立
【反思】氢氧化钠应密封保存,验证物质时需考虑是否有其他的物质产生干扰。
【答案】(1)10
(2) 探究制作“叶脉书签”的最佳氢氧化钠溶液浓度 D
(3)白色沉淀
(4)
(5)溶液中含有氢氧化钠和碳酸钠,加入足量稀盐酸时也产生气泡
(6)加入过量的氯化钡溶液或氯化钙溶液,充分反应后静置,取上层清液滴入酚酞溶液
【详解】(1)配制100g10%的氢氧化钠溶液,需要氢氧化钠固体;
(2)实验Ⅰ中其他条件相同,NaOH溶液浓度不同,则实验Ⅰ的实验目的是探究制作“叶脉书签”的最佳氢氧化钠溶液浓度;
通过实验Ⅰ、Ⅱ可知,为了使叶肉被除去且不使叶片卷起来,则制作“叶脉书签”的最佳条件是10%NaOH溶液、煮沸15min,故选:D;
(3)氢氧化钠溶液变质实际上是氢氧化钠与空气中的二氧化碳反应生成碳酸钠和水,碳酸钠能与氢氧化钙反应生成碳酸钙白色沉淀和氢氧化钠,则取少量该溶液,向其中加入氢氧化钙溶液,观察到产生白色沉淀,说明氢氧化钠溶液已经变质;
(4)氢氧化钠溶液变质实际上是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;
(5)取少量待测液于试管中,加入足量的盐酸,有气泡产生,甲同学认为猜想一成立,乙同学不同意她的观点,理由是溶液中含有氢氧化钠和碳酸钠,加入足量稀盐酸时也产生气泡;
(6)根据实验结论猜想二成立,说明溶液中含有氢氧化钠和碳酸钠,碳酸钠溶液、氢氧化钠溶液都显碱性,则碳酸钠对氢氧化钠的检验会产生干扰,因此在检验碳酸钠溶液中是否存在氢氧化钠时,应先用足量的中性溶液(如可溶性的钡盐、钙盐)检验碳酸钠存在,并完全除去碳酸钠,再检验氢氧化钠的存在,根据实验现象产生白色沉淀,溶液呈红色,碳酸钠能与氯化钡或氯化钙反应生成碳酸钡沉淀或碳酸钙沉淀和氯化钠,氢氧化钠能使酚酞溶液变红,则实验操作为:取少量的待测液于试管中,加入过量的氯化钡溶液或氯化钙溶液,充分反应后静置,取上层清液滴入酚酞溶液。
2.(2025·云南省昆明市·二模)管道疏通剂是一种新型管道清洁疏通产品,主要针对家庭中厨卫设施由于油脂、毛发、菜渣、纸棉纤维等各种有机物质造成的管道堵塞进行疏通。某化学兴趣小组购买了市售某品牌固体疏通剂,进行了项目式学习。
品名
管道疏通剂
主要成分
氢氧化钠、过碳酸钠()
注意事项
1.严禁接触皮肤或口服
2.使用前管道口积水不能超过管道口
3.使用本品前后不得使用洁厕灵等酸性物质
4.本品不适用于铝制管道
5.未用完时需拧紧瓶盖
(1)使用前管道口积水不能超过管道口,本品中 (填物质化学式)溶解时瞬间发热,随之产生大量泡沫,有可能溢出管道口造成喷溅。
管道疏通剂加水产生的气体可能是什么?
猜想一: 猜想二: 猜想三:和
(2)如图1所示,在a口放置 即可验证猜想。
(3)定量比较过碳酸钠与过氧化氢制取氧气的效率,运用控制变量法进行实验,测得前数据如图。如图2所示,请写出一条你能获取到的信息 。
(4)本产品未用完需拧紧瓶盖,防止吸收空气中的 (填物质名称)而变质。
(5)小组同学对本品“不适用于铝制管道”产生兴趣,他们将一小段铝片放入盛有溶液的试管中,一段时间后,将点燃的木条放在试管口,听到了爆鸣声。查阅资料发现另一种生成物为偏铝酸钠(),请写出该反应的化学方程式 。
【答案】(1)
(2)带火星的小木条
(3)采用过碳酸钠催化制氧气,10分钟时收集到的气体体积为(合理即可)
(4)二氧化碳
(5)
【详解】(1)管道疏通剂主要成分是氢氧化钠、过碳酸钠,其中氢氧化钠溶解时会瞬间放热,所以此处填NaOH。
(2)氧气具有助燃性,能使带火星的木条复燃,二氧化碳不能。在a口放置带火星的小木条,若木条复燃则说明有氧气产生,可用于验证猜想。
(3)从图 2 中可以看出,横坐标为时间,纵坐标为气体体积,采用过碳酸钠催化制氧气,10分钟时收集到的气体体积为;在 0-20min 内,过碳酸钠产生氧气的体积比5%过氧化氢溶液产生氧气的体积大。
(4)管道疏通剂中含有氢氧化钠,氢氧化钠能与空气中的二氧化碳反应(),从而导致管道疏通剂变质,所以要拧紧瓶盖防止吸收空气中二氧化碳。
(5)根据题意,铝(Al)与氢氧化钠(NaOH)溶液反应,生成偏铝酸钠(NaAlO2)和一种可燃性气体,根据质量守恒定律,化学反应前后,元素种类不变,可知这种气体是氢气(H2);另外,反应前后原子种类和个数都不变,NaOH中Na、O的原子个数比为1∶1,而NaAlO2中Na、O的原子个数比为1∶2,Al不含氧原子,可知NaOH溶液中的水(H2O)参与反应,则化学方程式为。
3.(2025·四川省宜宾市·二模)化学社团的同学在探究金属化学性质时,进行了图1所示的实验。
(1)图1实验中观察到的现象是: 。实验过程中小A同学意外发现:当两种金属发生触碰时(如图2),铜片表面产生了气泡。
【提出问题】图2中铜是否发生了化学反应?产生的气体是什么?
【作出猜想】同学们对产生的气体进行了以下猜想:
(2)小B猜想是二氧化硫;小C猜想是氧气;小D猜想是氢气。他们作出猜想的理论依据是 。
【查阅资料】
I将锌片、铜片用导线连接后平行插入稀硫酸中,铜片表面产生气体。该反应过程中金属失去的电子通过导线发生了转移。
Ⅱ二氧化硫能使品红溶液褪色。
【设计并进行实验】
(3)他们设计了图3装置进行实验,将产生的气体分别通过导管与图4中的装置连接,验证自己的猜想。
实验操作
实验现象
实验结论
小B
连接导管a与导管d,向品红溶液中通入气体一段时间
小D的猜想正确
小C
选用正确方法收集气体一段时间后,向试管内伸入带火星的木条
木条不复燃
小D
连接导管a与导管 (填序号),收集气体后用拇指堵住试管口,靠近酒精灯火焰,移开拇指点火
气体燃烧,听到轻微的“噗”声
【教师释疑】图1实验中,锌与稀硫酸反应,锌失去电子,酸溶液中氢离子在锌片表面获得电子生成氢气。
(4)图3实验中,酸溶液中的氢离子从铜片表面获得 (选填“锌”或“铜”)失去的电子生成了氢气。
(5)得出结论:图2中两种金属触碰后铜 (选填“有”或“没有”)发生化学反应。
(6)延伸应用:制造钢制船闸门时,为防止铁被腐蚀,常在钢闸门表面安装比铁更活泼的金属。这种金属可以是________(填序号)。
A.锌 B.铜 C.银
【答案】(1)锌片表面有气泡产生,铜片表面无现象
(2)质量守恒定律/化学反应前后元素种类不变/稀硫酸中含有硫、氢、氧元素
(3) 品红溶液不褪色 c
(4)锌
(5)没有
(6)A
【详解】(1)锌在金属活动性顺序中位于氢前,能与稀硫酸反应生成氢气,所以纯锌片表面产生气泡;铜在金属活动性顺序中位于氢后,不能与稀硫酸反应,所以纯铜片表面无明显现象。
(2)根据质量守恒定律,化学反应前后元素的种类不变。反应物是锌、铜和稀硫酸,其中含有锌、铜、氢、硫、氧元素,所以产生的气体可能是二氧化硫、氧气、氢气等,这是作出猜想的理论依据。
(3)因为小 D 的猜想正确,即产生的气体是氢气不是二氧化硫,而二氧化硫能使品红溶液褪色,氢气不能,所以品红溶液不褪色;
氢气密度比空气小,要用向下排空气法收集,所以连接导管 a 与导管 c 。
(4)由教师释疑可知,锌与稀硫酸反应时锌失去电子,酸溶液中氢离子在铜片表面获得锌失去的电子生成了氢气。
(5)图 2 中铜片表面产生氢气,是因为氢离子获得锌失去的电子,铜本身没有发生化学反应。
(6)在金属活动性顺序中,锌比铁活泼,铜、银都不如铁活泼,所以为防止铁被腐蚀,常在钢闸门表面安装比铁更活泼的金属锌,选 A。
4.(2025·内蒙古包头青山区·二模)《礼记·内则》记载:“冠带垢,和灰请簌;衣裳垢,和灰请浣。”古人洗衣用的“灰”是草木灰(主要成分为),它是作物秸秆、枯枝等燃烧后的灰烬。学习小组对草木灰用作洗衣剂产生了兴趣,开展探究性活动。
任务一:探究草木灰浸出液的酸碱性
(1)
实验操作
实验现象
实验结论
取少量草木灰浸出液于试管中,滴加 溶液
溶液变红色
草木灰浸出液显碱性
任务二:探究混合液碱性的强弱
(2)学习小组同学们查阅资料发现石灰乳和草木灰水都能用来洗涤布料,而且将两者混合之后洗涤效果更好。为探究原因,进行如下实验:用计测得草木灰水的为11.2,石灰乳的为12.1,两者混合后上层清液的为12.8。分析上述实验数据可知,混合后溶液碱性 (选填“增强”或“减弱”),请用化学方程式解释原因: 。
任务三:探究混合后上层清液溶质的成分
【提出猜想】
猜想一:
猜想二:
猜想三:
猜想四:
【分析讨论】
(3)同学们经讨论后一致认为以上猜想中,猜想四是错误的,其原因是 。
【实验探究】
(4)
实验步骤
实验现象
实验结论
操作一:
无明显现象
猜想二不成立
操作二:另取少量上层清液于试管中,滴加适量氯化钡溶液
猜想三成立
【废液处理】
(5)混合后的上层清液加酸调节至接近中性方可排放,生成的盐可用来制备 肥,这种肥料可以促进植物生长、增强植物抗倒伏能力。
【答案】(1)酚酞/无色酚酞
(2) 增强
(3)和能反应,不能共存
(4) 取少量上层清液于试管中,滴加碳酸钠溶液 有白色沉淀产生
(5)钾
【详解】(1)要检验溶液显碱性,常用无色酚酞溶液,因为碱性溶液能使无色酚酞溶液变红,所以此处应滴加无色酚酞。
(2)pH>7溶液显碱性,pH越大碱性越强,比较草木灰水pH(11.2)、石灰乳pH(12.1)和两者混合后上层清液pH(12.8),12.8>11.2且12.8>12.1,可知混合后溶液碱性增强。 草木灰主要成分是K2CO3,石灰乳主要成分是Ca(OH)2,它们会发生反应的化学方程式为K2CO3+Ca(OH)2=CaCO3↓+2KOH,生成了碱性更强的KOH,导致碱性增强。
(3)因为K2CO3和Ca(OH)2会发生化学反应生成CaCO3沉淀和KOH,二者不能在溶液中大量共存,所以猜想四是错误的。
(4) 猜想二含有Ca(OH)2,要证明猜想二不成立,可加入能与反应且有明显现象的试剂,如Na2CO3溶液,所以操作一是取少量上层清液于试管中,滴加适量碳酸钠溶液。 猜想三含有K2CO3,能与BaCl2反应会生成BaCO3白色沉淀,所以会观察到产生白色沉淀。
(5) 混合后的上层清液加酸调节至接近中性,生成的盐含有钾元素,可用来制备钾肥。
5.(2025·四川省南充市·二模)为了深度学习探究初中酸、碱、盐的内容,某化学兴趣小组根据酸碱盐之间的化学反应的关系开展了项目式学习。
(1)第一小组项目1:探究酸碱中和反应。
实验开始后将注射器内的液体缓慢地全部注入烧瓶内。实验中,观察到的现象是 ,c点所示溶液中所含溶质是 (填化学式)。
(2)第二小组项目2:探究酸碱盐之间反应。
如图把甲、乙反应后的溶液倒入同一烧杯中发现溶液显红色,决定继续对烧杯内溶液中溶质成分进行探究。
【提出问题】反应后所得溶液中溶质的成分是什么?
【查阅资料】①溶液呈中性。
②不溶于稀硝酸,能溶于稀硝酸。
【提出清想】烧杯内溶液中的溶质成分可能有:
猜想一: 猜想二: 。
猜想三: 猜想四:
【实验分析】通过对猜想的分析,大家认为猜想四不成立,原因是 。
【实验探究】同学们对剩余的几种猜想继续探究
实验操作
实验现象及结论
a.取烧杯中的溶液于试管中,加入 溶液
现象: ,说明猜想一不成立
b.过滤,向沉淀中加入足量稀硝酸
现象:沉淀部分溶解有气泡产生,说明猜想 成立
【答案】(1) 溶液红色逐渐褪去 NaCl、HCl
(2) Na2SO4、NaOH 猜想四的溶液呈酸性,不能使酚酞溶液变红 氯化钡/BaCl2 生成白色沉淀,且溶液仍为红色 三
【详解】(1)烧瓶内为滴有酚酞的氢氧化钠溶液,稀盐酸通过注射器缓慢地注入烧瓶内,稀盐酸先与氢氧化钠溶液反应生成氯化钠溶液和水,二者恰好反应完时,溶液变为中性;再继续注入稀盐酸,溶液变为酸性。酚酞遇碱性溶液变为红色,所以将注射器内的液体缓慢地全部注入烧瓶内,溶液红色逐渐褪去。c点所示溶液pH<7,此时溶液中的溶质为NaCl、HCl。
(2)[提出猜想]由图可知,甲试管中发生反应H2SO4+2NaOH=Na2SO4+2H2O,乙试管中发生反应H2SO4+Na2CO3=Na2SO4+H2O+CO2↑。甲、乙反应后的溶液倒入同一烧杯中发现溶液显红色,说明溶液为碱性,溶液中一定至少还含有NaOH、Na2SO4中的一种,则猜想二为Na2SO4、NaOH。
[实验分析]猜想四烧杯内溶液中的溶质为H2SO4、Na2SO4,溶液呈酸性,不能使酚酞溶液变红,所以猜想不成立。
[实验探究]试管甲、乙中均生成Na2SO4,验证三个猜想即验证是否含有OH-、碳酸根离子,碳酸根离子会对OH-的检验产生干扰。
a.要证明猜想一不成立,只需证明溶液中存在OH-:取烧杯中的溶液于试管中,加入足量氯化钡(BaCl2)溶液,生成白色沉淀,且溶液仍为红色,即说明猜想一不成立。
b.过滤,再向沉淀中加入足量稀硝酸,沉淀部分溶解,且有气泡产生,说明含有Na2CO3,即猜想三成立。
6.(2025·山东省滨州市·二模)实验室里有一瓶未盖瓶塞的碱石灰,某学习小组同学在老师的指导下,以“碱石灰成分和性质”为主题开展项目式学习。
任务一:查阅资料认识“碱石灰”
Ⅰ.制碱石灰的流程
Ⅱ.的分解温度是580℃;NaOH受热不分解。
(1)上述制得的碱石灰主要含有 。
任务二:探究未盖瓶塞的“碱石灰”样品的成分
【作出猜想】样品中的成分可能有下列几种:
猜想1:、NaOH 猜想2:CaCO3、、NaOH
猜想3:CaCO3、NaOH、Na2CO3 猜想4:CaCO3、Na2CO3
【实验探究】该小组同学设计并进行了如下实验(已知:BaCl2溶液呈中性)。
实验步骤
现象
结论
步骤1:取5g“碱石灰”样品于烧杯中,加入50g水,充分搅拌后,静置
烧杯底部有白色固体
猜想1不正确
步骤2:取步骤1烧杯中上层清液少许,加入试剂X
无明显现象
猜想2不正确
步骤3:取步骤1烧杯中上层清液少许,滴2滴酚酞溶液
溶液变红
猜想3正确,猜想4不正确
步骤4:取步骤3变红的溶液,加入过量BaCl2溶液
【反思评价】
(2)步骤1的方案不严密,理由是 ,改进实验方案:取:5g“碱石灰”样品于烧杯中,加入足量的 ,产生气泡,则猜想1不正确。
(3)步骤2中试剂X可选用_____(填字母)。
A.FeCl3溶液 B.稀盐酸 C.Na2CO3溶液
(4)步骤4中的现象为 。
(5)样品中之所以含有碳酸钠是因为 (用化学方程式表示)。
任务三:测定未盖瓶塞的“碱石灰”样品中各成分的含量
足量稀硫酸
【实验步骤】
①称取“碱石灰”样品10.00g,加入足量的水,充分搅拌;
②过滤、洗涤滤渣,称得滤渣质量为8.00g;
③将滤液和洗涤液混合,按图进行实验,实验前,称得整个装置总质量为442.64g;
④打开活塞,滴加稀硫酸至完全反应,一段时间后,称得整个装置总质量为442.20g。
【结论与评价】
(6)仪器M的名称是 。
(7)根据数据可计算原样品中各成分的含量,其中NaOH的质量分数是 。
(8)该小组同学按上述实验规范操作,测得样品中Na2CO3的质量分数偏小,原因是 。
【答案】(1)Ca(OH)2、NaOH
(2) 氢氧化钙微溶于水,烧杯底部的白色固体可能是未溶解的氢氧化钙,不一定是碳酸钙 稀盐酸(合理即可)
(3)C
(4)产生白色沉淀,溶液仍为红色
(5)
(6)分液漏斗
(7)9.4%
(8)反应生成的二氧化碳会残留在装置内,同时浓硫酸会吸收空气中的水分,导致测得二氧化碳质量偏小,根据化学方程式计算出Na2CO3的质量偏小,从而使测得样品中Na2CO3质量分数偏小
【详解】(1)石灰石煅烧生成生石灰(CaO),生石灰与NaOH浓溶液中的水发生反应CaO+H2O=Ca(OH)2,在200~250℃干燥,由于分解温度是580℃,NaOH受热不分解,所以制得的碱石灰主要含有和NaOH;
(2)步骤1中仅根据烧杯底部有白色固体就判断猜想1不正确,该结论不严密,因为氢氧化钙微溶,白色固体可能是未溶的氢氧化钙,不一定是碳酸钙,碳酸钙与稀盐酸反应产生气泡,所以加入足量稀盐酸,若产生气泡,说明有碳酸钙,可证明猜想1不正确;
(3)猜想1不正确,步骤1烧杯中上层清液可能含有NaOH、Ca(OH)2、Na2CO3,猜想2中有Ca(OH)2;
A、FeCl3溶液与Ca(OH)2、NaOH都反应产生Fe(OH)3沉淀,不能用于验证Ca(OH)2的存在,不符合题意;
B、稀盐酸与Ca(OH)2、NaOH反应无明显现象,不能用于验证Ca(OH)2的存在,不符合题意;
C、NaOH与Na2CO3不反应,Ca(OH)2与Na2CO3反应会生成碳酸钙白色沉淀,加入Na2CO3溶液,无明显现象则说明没有Ca(OH)2,可证明猜想2不正确,符合题意。
故选C;
(4)酚酞溶液遇碱性物质变红,遇中性物质或酸性物质不变色,NaOH溶液、Na2CO3溶液均呈碱性,步骤3溶液变红,说明含NaOH或Na2CO3,BaCl2溶液呈中性,加入过量BaCl2溶液,NaOH与BaCl2不反应,Na2CO3与BaCl2反应生成碳酸钡白色沉淀,将Na2CO3反应完后,溶液含有NaOH,呈碱性,仍为红色,从而证明猜想3正确,猜想4不正确,因此现象是产生白色沉淀,溶液仍为红色;
(5)样品中之所以含有碳酸钠是因为,氢氧化钠会与空气中的二氧化碳反应生成碳酸钠,反应的化学方程式是CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O;
(6)仪器M的名称是分液漏斗;
(7)猜想3正确,样品成分是CaCO3、NaOH、Na2CO3,称得滤渣质量8.00g为CaCO3的质量,则NaOH、Na2CO3的总质量为10.00g-8.00g=2g,锥形瓶内发生的反应是2NaOH+H2SO4=Na2SO4+2H2O、Na2CO3+H2SO4=Na2SO4+H2O+CO2↑,浓硫酸可以吸收水分,生成的二氧化碳逸散到空气中,根据质量守恒定律,反应前后装置质量差442.64g-442.20g=0.44g为生成的CO2质量,
设样品中Na2CO3质量为x,
x=1.06g
则NaOH质量为2g-1.06g=0.94g,则NaOH的质量分数为;
(8)反应生成的二氧化碳会残留在装置内,同时浓硫酸会吸收空气中的水分,导致测得二氧化碳质量偏小,根据化学方程式计算出Na2CO3的质量偏小,从而使测得样品中Na2CO3质量分数偏小。
7.(2025·山东沂南·二模)氧气是一种在生产、生活中有广泛用途的重要气体,如医疗急救、炼钢、气焊、化工等。为满足不同人群的需求,市面上有多种类型的制氧机。化学实践小组制作了一台简易“制氧机”,如图所示。
用该制氧机制氧气时,在反应仓中先加入适量水,再依次加入粉末状过碳酸钠(化学式为)和粉末状二氧化锰,即可持续、平稳地产生氧气。
(1)其制氧气的原理可分为两步:①过碳酸钠易溶于水,遇水分解为碳酸钠和过氧化氢,;② (用化学方程式表示)。
【提出问题】充分反应后,若将反应仓内的混合物过滤,得到的滤液中溶质成分有哪些?
【查阅资料】①在酸性条件下,过氧化氢能将KI转化为I2;②氯化钡溶液显中性。
【进行实验】将一定量粉末状过碳酸钠和粉末状二氧化锰置于水中至不再产生气泡,将反应后的混合物进行过滤。
(2)实验1:取少量滤液于试管中,滴加过量稀盐酸, (填实验现象),证明滤液中含有碳酸钠。
(3)实验2:继续向实验1反应后的溶液中滴加KI溶液,再滴加 溶液,溶液没有变为蓝色,证明滤液中不含过氧化氢。
【反思交流】过碳酸钠溶于水时生成碳酸钠,是否同时也会生成氢氧化钠?
(4)实验3:另取少量滤液于试管中,滴加过量的氯化钡溶液,目的是 ,反应的化学方程式是 。
(5)待实验3充分反应后,静置,取上层清液,滴加几滴酚酞试液,溶液呈 色,证明滤液中不含氢氧化钠。
【答案】(1)
(2)有气泡产生
(3)淀粉
(4) 除去碳酸钠,防止碳酸钠对氢氧化钠的检验产生干扰
(5)无
【详解】(1)由题干可知,过碳酸钠易溶于水,遇水分解为碳酸钠和过氧化氢,过氧化氢在粉末状二氧化锰催化下,生成水和氧气,化学方程式为:。
(2)碳酸钠与稀盐酸的溶质氯化氢反应,生成物中有二氧化碳气体,因此,当观察到有气泡产生,证明滤液中含有碳酸钠,故填写:有气泡产生。
(3)由资料可知,在酸性条件下,过氧化氢能将KI转化为I2,而碘遇淀粉变蓝,因此,当滴加淀粉溶液,溶液没有变为蓝色,证明滤液中不含过氧化氢,故填写:淀粉。
(4)氢氧化钠显碱性,能使酚酞变红,碳酸钠也显碱性,也能使酚酞变红,为了除去碳酸钠,防止碳酸钠对氢氧化钠的检验产生干扰,需要滴加过量的氯化钡溶液,故填写:除去碳酸钠,防止碳酸钠对氢氧化钠的检验产生干扰;
氯化钡与碳酸钠反应,生成碳酸钡沉淀和氯化钠,化学方程式为:。
(5)滴加几滴无色酚酞试液,溶液不变色,证明滤液不显碱性,不含氢氧化钠,故填写:无。
8.(2025·江西南昌·二模)劳动能提升生活技能。周末,小明向妈妈学习烹饪技术,调味时用到氯化钠。返校后,小明和化学兴趣小组的同学对“海水晒盐”到制成食盐的过程产生了浓厚的兴趣,于是进行了项目式探究。
任务一:实验室模拟古法晒盐过程并除去粗盐中的不溶性杂质
【查阅资料】浙江象山“海水晒盐”——古法晒盐技艺入选国家级非物质文化遗产名录。象山晒盐以海水为基本原料,通过日晒、风力蒸发等方法,盐结晶成了原盐,留下了卤水。
请回答以下问题:
(1)下列除去粗盐中不溶性杂质的实验操作中,类似“海水晒盐”原理的是___________。
A.溶解 B.蒸发 C.过滤 D.搅拌
(2)下图是小明除去粗盐中不溶性杂质的实验操作过程。按实验操作考试评分标准评价,1个错误操作扣1分,小明被扣2分,他的错误操作是 (填序号)。
任务二:检验粗盐中可溶性杂质成分
【资料与说明】①将粗盐除去泥沙等不溶性杂质后,溶液中可能还含有等可溶性杂质;②微溶于水;③本实验探究中微溶物不沉淀。
(3)【实验探究】小明向粗盐溶液中加入过量溶液,未出现明显现象,说明不含 杂质。
(4)【继续探究】兴趣小组其他同学继续进行了以下探究。
实验步骤
实验现象
实验结论
I.小冬另取少量粗盐溶液于试管中,滴加过量溶液,过滤
产生白色沉淀
粗盐溶液中含有杂质,并已全部除去,反应的化学方程式为
Ⅱ.小华向步骤I的滤液中滴加过量溶液,过滤
产生白色沉淀
粗盐溶液中含杂质,并已全部除去
Ⅲ.小伟向步骤Ⅱ的滤液中滴加 至溶液呈中性
无明显现象
将溶液蒸发,得到纯净的固体
【得出结论】粗盐中可溶性杂质成分已确定,且已完全除去。
(5)【交流讨论】同学们讨论之后,认为步骤Ⅱ无法得出粗盐溶液中含有杂质的结论,理由是 。
(6)【反思评价】若实验过程中不考虑损耗,最终得到固体的质量将 (填“大于”、“小于”或“等于”)粗盐溶液中固体的质量。
【答案】(1)B
(2)①⑤
(3)
(4) 稀盐酸
(5)步骤I中过量也能与反应产生白色沉淀
(6)大于
【详解】(1)除去粗盐中不溶性杂质的实验操作中,类似“海水晒盐”的过滤,故选C。
(2)①中使用托盘天平时应遵循“左物右码”,该操作错误;⑤过滤操作需要用玻璃棒引流,该操作错误。
(3)小明向粗盐溶液中加入过量溶液,未出现明显现象,说明不含MgCl2杂质,因为氯化镁和氢氧化钠生成氢氧化镁沉淀和氯化钠。
(4)碳酸钠和氯化钙生成碳酸钙沉淀和氯化钠,化学方程式为;
根据步骤中最后溶液呈中性,且实验过程无明显现在,小伟得出结论得到纯净的氯化钠固体,则加入的溶液为稀盐酸。没有引入其他杂质离子。不能加入硫酸,因为硫酸和过量的氯化钡反应生成硫酸钡沉淀,现象不会是无明显现象。实际最后得到的固体中混有氯化钡,结论有误。
(5)步骤Ⅱ无法得出粗盐溶液中含有杂质的结论,因为步骤I中过量也能与反应产生白色沉淀,不一定是和硫酸钠生成的硫酸钡白色沉淀。
(6)若实验过程中不考虑损耗,最终得到固体的质量将大于粗盐溶液中固体的质量,因为实验过程中有氯化钠生成。
9.(2025·吉林省长春市·二模)馒头、面包等发面食品的面团中都有许多小孔,使发面食品松软可口。于是小明将家里制作馒头用的白色粉末带到实验室与同学们一起进行探究。
(1)【初步探究】取少量白色粉末于试管溶解,测得溶液的,说明溶液呈 性。
【提出问题】白色粉末成分是什么
【查阅资料】碳酸钠、碳酸氢钠都可用于制作发面食品。
碳酸氢钠不稳定,受热易分解生成二氧化碳和水等,碳酸钠化学性质稳定。
【猜想与假设】猜想Ⅰ:碳酸钠,猜想Ⅱ:碳酸氢钠
(2)【实验探究】甲、乙兴趣小组设计不同实验方案进行探究。
甲组方案:取适量白色粉末于试管中,将导管伸入澄清石灰水,加热,澄清石灰水变浑浊,则猜想 正确。
乙组方案:准确测量生成气体的体积以判断白色粉末的成分。分别向盛有碳酸钠、碳酸氢钠和白色粉末的锥形瓶中,注入等体积、等浓度的足量的稀盐酸,记录如表:
实验编号
锥形瓶内物质
最终得到体积/mL
名称
质量/g
①
碳酸钠
a
②
碳酸氢钠
a
③
白色粉末
m
表中 g;根据上表中数据分析,猜想Ⅱ正确,判断的依据是 。
【反思应用】
(3)甲组方案中,无法判断白色粉末是否为碳酸钠和碳酸氢钠的混合物;乙组方案可以判断,如果是两者的混合物,根据上表中数据分析,应该满足的条件是 。
(4)家中制作馒头、面包时,将面粉发酵(产生有机酸),再加入适量的碳酸氢钠,可以使馒头、面包松软多孔,原因是 。
【物质制备】我国著名化工专家侯德榜创立了“侯氏制碱法”促进了我国民族工业的发展。其生产原理是在氯化钠饱和溶液中通入氨气,再通入二氧化碳,使溶解度较小的碳酸氢钠从溶液中以沉淀的形式析出:,过滤出碳酸氢钠晶体,再受热分解得到产品。整体流程如图:
(5)“侯氏制碱法”制得的“碱”是 (写化学式)。
(6)计算5.85吨NaCl可制得的质量为 吨。
(7)在实际生产上,从反应后的混合物溶液中析出晶体的质量小于计算值,理由是 。
【答案】(1)a 碱
(2) Ⅱ a V3=V2
(3)V1<V3<V2
(4)碳酸氢钠与有机酸反应生成二氧化碳气体,气体在面团中形成许多小气室,使馒头、面包疏松多孔
(5)Na2CO3
(6)8.4
(7)碳酸氢钠首先要达到饱才会析出晶体
【详解】(1)溶液的pH>7,说明呈碱性;
(2)碳酸氢钠不稳定,受热易分解生成二氧化碳和水等,碳酸钠化学性质稳定,取适量白色粉末于试管中,将导管伸入澄清石灰水,加热,澄清石灰水变浑浊,则猜想Ⅱ正确,
为了进行对比,需控制药品质量相等,则表中m=a;
根据上表中数据分析,如果猜想Ⅱ正确,说明固体中只有碳酸氢钠,则V3=V2;
(3)碳酸钠、碳酸氢钠分别与稀盐酸反应的化学方程式及其质量关系为:、,由以上质量关系可知,相同质量的碳酸钠和碳酸氢钠与足量稀盐酸反应时,碳酸氢钠生成的二氧化碳多,如果是两者的混合物,应该满足的条件是V1<V3<V2;
(4)家中制作馒头、面包时,将面粉发酵(产生有机酸),再加入适量的碳酸氢钠,可以使馒头、面包松软,其原因是碳酸氢钠与有机酸反应生成二氧化碳气体,气体在面团中形成许多小气室,使馒头、面包疏松多孔;
(5)由题中信息可知,“侯氏制碱法”制得的“碱”是碳酸钠(纯碱),化学式:Na2CO3;
(6)解:设5.85吨NaCl可制得的质量为x
(7)碳酸氢钠首先要达到饱才会析出晶体,会有部分碳酸氢钠仍然留着溶液中,故从反应后的混合物溶液中析出晶体的质量小于计算值。
物质变质的探究题型二
1.(2025·安徽省芜湖市·二模)化学兴趣小组的同学在实验室验证二氧化碳的性质时,其中有一组同学的实验出现了异常现象。如图,将制得的二氧化碳气体通入澄清石灰水时,澄清石灰水未变浑浊。
【提出问题】实验中出现异常现象的原因是什么?
【作出猜想】
猜想一:可能是所用的澄清石灰水完全变质了。
猜想二:可能是所用的盐酸浓度过大导致。
(1)①若澄清石灰水完全变质了,则液体中只有水。
②若盐酸浓度过大,实验时浓盐酸表现出 性,导致制得的CO2中含有HCl。
【进行实验】
①取该组同学实验所用的澄清石灰水1~2mL,滴加几滴酚酞试液,发现溶液变红。
②将该组同学实验中生成的气体通入硝酸酸化的稀硝酸银溶液,发现有白色沉淀生成。
【讨论交流】
(2)实验①中使酚酞试液变红的离子是 (填离子符号)。
(3)实验②生成白色沉淀的化学方程式为 。
【实验结论】
(4)猜想 正确。
【拓展延伸】
(5)通过上述探究实验可知,在澄清石灰水中通入CO2和HCl的混合气体时,HCl先与Ca(OH)2发生反应,所以澄清石灰水未变浑浊。分析下列物质间的反应,有先后顺序的是________(填字母)。
A.向硫酸和硫酸铜的混合溶液中逐滴加入烧碱溶液
B.向氢氧化钠和氯化钡的混合溶液中逐滴加入稀硫酸
C.向氢氧化钠和碳酸钠的混合溶液中逐滴加入稀盐酸
(6)用数字化实验探究二氧化碳与石灰水的反应,实验时将两支注射器内的液体先后注入容器。
①写出二氧化碳与石灰水反应的化学方程式: 。
②对比分析AB段压强减小、CD段压强增大的原因是 。
③图中压强始终没有达到0kPa,可能的原因是 。
【答案】(1)挥发
(2)
(3)
(4)二
(5)AC
(6) AB段压强减小,是因为二氧化碳被石灰水吸收,导致容器中气压减小;CD段压强增大,是因为碳酸钙和稀盐酸反应生成了二氧化碳,气体增多,气压增大 二氧化碳过量,不能完全反应
【详解】(1)若盐酸浓度过大,实验时浓盐酸表现出挥发性,导致制得的中含有HCl;
(2)实验①中使酚酞试液变红的离子是;
(3)实验②生成白色沉淀的反应是HCl与硝酸银反应生成氯化银沉淀和硝酸,化学方程式为;
(4)由实验①②可知,实验中出现异常现象的原因是所用的盐酸浓度过大,导致制得的中含有HCl,即猜想二正确;
(5)A、向硫酸和硫酸铜的混合溶液中逐滴加入烧碱溶液,烧碱是氢氧化钠的俗称,氢氧化钠先与硫酸反应生成硫酸钠和水,硫酸完全反应后,氢氧化钠再与硫酸铜反应生成氢氧化铜沉淀和硫酸钠,有先后顺序,符合题意;
B、向氢氧化钠和氯化钡的混合溶液中逐滴加入稀硫酸,稀硫酸与氢氧化钠反应生成硫酸钠和水,稀硫酸与氯化钡反应生成硫酸钡沉淀和盐酸,这两个反应之间没有明显的先后顺序,它们会同时进行,不符合题意;
C、向氢氧化钠和碳酸钠的混合溶液中逐滴加入稀盐酸,稀盐酸先与氢氧化钠反应生成氯化钠和水,氢氧化钠完全反应后,稀盐酸再与碳酸钠反应生成氯化钠、二氧化碳和水,有先后顺序,符合题意。
故选:AC;
(6)①二氧化碳与石灰水中的氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水,化学方程式为;
②AB段压强减小,是因为二氧化碳被石灰水吸收,导致容器中气压减小;CD段压强增大,是因为碳酸钙和稀盐酸反应生成了二氧化碳,气体增多,气压增大;
③图中压强始终没有达到0kPa,可能的原因是二氧化碳过量,不能完全反应。
2.(2024·广东省广州市·二模)游泳池中加入的消毒剂可以抑制小球藻等藻类的生长。实验小组对抑制小球藻生长的因素进行了探究。
已知:实验中,小球藻褪色时间越短,说明消毒剂对小球藻生长的抑制效果越好。
【进行实验】按表中数据,分别向盛有40mL小球藻试液的锥形瓶中加入消毒剂,记录如表:
序号
消毒剂种类及体积
消毒剂浓度
温度/℃
褪色时间
①
84消毒液2mL
6%
20
244s
②
8%
20
220s
③
10%
20
208s
④
10%
30
74s
⑤
10%
40
49s
⑥
H2O2溶液2mL
10%
20
24h后颜色略变浅
⑦
8%
20
24h后颜色略变浅
【解释与结论】
(1)对比③、⑥可知:能更好地抑制小球藻生长的消毒剂是 。
(2)由③④⑤可以得出的结论: 。
【继续实验】
按表中数据,分别向盛有40mL小球藻试液的锥形瓶中同时加入10%的84消毒液和10%的H2O2溶液,在20℃下进行实验,记录如表:
序号
84消毒液体积/mL
H2O2溶液体积/mL
实验现象
褪色时间
⑧
2
0.2
产生极少量气泡,60s后无气泡产生
285s
⑨
2
2
产生大量气泡,120s后无气泡产生
24h后颜色仍不变
⑩
0.2
2
产生极少量气泡,60s后无气泡产生
24h后颜色略变浅
【结论与反思】
(3)小组同学认为,将84消毒液和H2O2溶液同时加入不能更好的抑制小球藻的生长,所依据的实验是 (从⑧~⑩中选择,填序号)。
(4)将带火星的木条伸入⑨的锥形瓶中,观察到 ,说明产生的气体为O2。
(5)小组同学对⑨产生O2的原理提出两个猜想。
猜想1:84消毒液对H2O2分解产生O2起到催化作用。
猜想2:84消毒液与H2O2溶液发生反应生成O2。
依据上述实验,你认为可以排除猜想 (填“1”或“2”),理由是 。
【答案】(1)84消毒液
(2)在其他条件相同时,温度越高,消毒剂对小球藻生长的抑制效果越好
(3)⑨
(4)带火星的木条复燃
(5) 1 24h后颜色仍不变,说明84消毒液已经被消耗
【详解】(1)已知小球藻褪色时间越短,说明消毒剂对小球藻生长的抑制效果越好。③中使用 84 消毒液,在一定条件下褪色时间为208s ;⑥中使用H2O2溶液,24h后颜色才略变浅 ,对比可知 84 消毒液能更好地抑制小球藻生长。
(2)③④⑤中消毒剂均为 84 消毒液,体积都是2mL,浓度均为10%,唯一变量是温度,且随着温度升高,褪色时间缩短,即抑制效果变好,所以得出结论:在其他条件相同时,温度越高,消毒剂对小球藻生长的抑制效果越好。
(3)⑧中加入一定量 84 消毒液和少量H2O2溶液,褪色时间285s;⑨中加入一定量 84 消毒液和较多H2O2溶液,24h后颜色仍不变;⑩中加入少量 84 消毒液和一定量H2O2溶液,24h后颜色略变浅。对比单独使用 84 消毒液(如③中208s褪色),可知将 84 消毒液和过氧化氢溶液同时加入不能更好地抑制小球藻生长,所以依据的实验是⑨。
(4)氧气具有助燃性,能使带火星的木条复燃,所以将带火星的木条伸入⑨的锥形瓶中,若观察到带火星的木条复燃,说明产生的气体为O2。
(5)催化剂能改变化学反应速率,且自身的质量和化学性质在化学反应前后保持不变。猜想 1 认为 84 消毒液对H2O2分解产生起到催化作用,若此猜想成立,在⑨中加入 84 消毒液和H2O2溶液,84 消毒液的质量和化学性质不变,小球藻应很快褪色,但实际24h后颜色仍不变,说明84消毒液已经被消耗,所以可以排除猜想 1 。
3.(2025·山东省临沂市·二模)某化学兴趣小组在整理实验室时发现失去标签的两瓶无色溶液,已知一瓶是稀盐酸或稀硫酸,另一瓶是氢氧化钠溶液或氢氧化钙溶液。请你一起完成探究活动(每种方案或实验的1、2号试管中,事先分别加入等量的上述两种无色溶液,已知碳酸钠水溶液显碱性,氯化钙水溶液显中性。):
探究一:鉴别酸溶液与碱溶液
【设计实验】
(1)为鉴别哪一瓶是酸溶液,哪一瓶是碱溶液,小明设计了下图所示的四种方案,方案不可行的是 (填字母序号)。
探究二:探究两瓶溶液的溶质成分
【提出问题】两瓶无色溶液的溶质成分各是什么?
【设计实验】小华为鉴别两瓶溶液的溶质成分,分别向1、2号试管中加入的试剂及实验现象如表所示:
实验序号
实验一
实验二
实验三
实验四
所加试剂
镁条
溶液
溶液
溶液
现象
1号试管
产生气泡
产生气泡
无明显现象
有白色沉淀
2号试管
无明显现象
无明显现象
产生蓝色沉淀
有白色沉淀
【获得结论】
(2)据实验 可知1号试管中的溶质是 ,2号试管中一定含有 ,原溶液是氢氧化钠溶液。
【讨论质疑】
(3)小强对2号试管中试剂的变质程度提出质疑,其变质是 ,但溶液仍显碱性。
探究三:探究氢氧化钠溶液变质后溶质的成分
【提出问题】氢氧化钠溶液变质后溶质的成分是什么?
【猜想假设】
猜想一:
猜想二:
【设计实验】
(4)请完善下面的表格。
实验方案及操作步骤
实验现象
步骤一:取瓶中变质后的氢氧化钠溶液少量于试管中,加入足量溶液充分反应,过滤。
步骤二:取步骤一中的滤液少量于试管中,向其中滴加 。
溶液变红色
【获得结论】
(5)猜想 成立。
【反思评价】
(6)小明认为可用溶液代替步骤一中的溶液进行实验,大家一致认为此方案不可行,理由是 (用化学方程式表示)。
【答案】(1)C
(2) 实验四
(3)与空气中的二氧化碳反应生成碳酸钠
(4) 产生白色沉淀 无色酚酞溶液
(5)一
(6)
【详解】(1)A、酸溶液能使紫色石蕊溶液变红,碱溶液能使紫色石蕊溶液变蓝,方案可行,故不符合题意;
B、镁与酸溶液反应生成氢气,有气泡生成,镁与碱溶液不反应,无明显现象,可以鉴别,方案可行,故不符合题意;
C、酸溶液、碱溶液与氯化钠溶液均不发生反应,无明显现象,方案不可行,故符合题意;
D、酸溶液与碳酸钠反应生成二氧化碳气体,有气泡生成,碱溶液与碳酸钠反应没有气泡生成,方案可行,故不符合题意;
故选:C;
(2)根据实验四,BaCl2溶液与硫酸反应生成硫酸钡白色沉淀,所以1号试管中的溶液是硫酸溶液,1号试管中的溶质是硫酸,化学式H2SO4;氯化钡和碳酸钠能反应生成碳酸钡沉淀,因此2号试管中一定含有碳酸钠;
(3)实验二向2号试管中加入碳酸钠溶液,无明显现象,氢氧化钠能和二氧化碳反应生成碳酸钠和水,无论是氢氧化钠还是碳酸钠,加入碳酸钠溶液都无明显现象,而氯化钡和碳酸钠反应生成碳酸钙沉淀和氢氧化钠,所以2号试管中的溶液为氢氧化钠溶液;氢氧化钠变质,即氢氧化钠与二氧化碳反应生成碳酸钠和水;
(4)氢氧化钠溶液变质后溶质的成分是氢氧化钠和碳酸钠,步骤一:取瓶中变质后的氢氧化钠溶液少量于试管中,加入足量氯化钙溶液充分反应,过滤,可观察到产生白色沉淀,说明含有碳酸钠,过量的氯化钙可以检验并完全除去碳酸钠;步骤二:取步骤一中的滤液少量于试管中,向其中滴加,滴加无色酚酞溶液,溶液变红,说明含有氢氧化钠;
(5)根据(4)分析可知,证明猜想一成立;
(6)由于氢氧化钙溶液会引入氢氧根离子,影响对氢氧化钠的检验,所以不能用溶液代替步骤一中溶液进行实验,碳酸钠和氢氧化钙能反应生成碳酸钙和氢氧化钠,化学方程式为:。
4.(2025·湖南省衡阳市·二模)化学兴趣小组的同学在实验室发现一瓶久置的氢氧化钠固体,对其是否变质及变质程度展开探究。
【定性分析】
(1)为检测久置空气中氢氧化钠是否变质,设计并进行如下实验:
I.久置空气中的氢氧化钠固体变质的原因是 (用化学方程式表示)
II.能达到实验目的的是试管 中的实验(填1或2)。
【定量测定】为了测定ag变质氢氧化钠样品中氢氧化钠的质量分数,设计了如下的实验方案:
①组装装置,检查气密性良好;②加入药品,称量处装置质量为,滴入足量稀盐酸;③完全反应后称量处装置质量为;④后续处理。
【实验分析】
(2)I.判断变质的氢氧化钠中杂质已完全反应的实验现象 ;
II.B处装置中浓硫酸的作用是 ;
III.利用实验数据,变质氢氧化钠中氢氧化钠的质量分数为 (用字母列式表达)。
【答案】(1) 2
(2) A中不再产生气泡 吸收中的水蒸气
【详解】(1)I.久置空气中的氢氧化钠固体变质的原因是氢氧化钠吸收空气中的二氧化碳生成碳酸钠和水,反应的化学方程式为:;
II. 碳酸钠溶液与氢氧化钠溶液都显碱性,加入酚酞后,溶液变红,故实验1不能验证;
证明氢氧化钠是否变质,主要是判断碳酸钠的存在,若试管2中有气泡产生,说明有二氧化碳生成,而碳酸钠与盐酸生成二氧化碳,证明碳酸钠的存在;
(2)I. 碳酸钠存在,则碳酸钠与稀硫酸反应生成二氧化碳,就会产生气泡,若当没有气泡产生时,说明碳酸钠以及被全部反应完毕;
II.浓硫酸具有吸水性,所以B处装置中浓硫酸的作用是吸收二氧化碳中的水蒸气;
III. C装置吸收二氧化碳,因此增加质量为生成二氧化碳质量,根据碳原子质量守恒,碳酸钠中碳原子质量=二氧化碳中碳原子质量,设碳酸钠质量为m,
m××100%=(c-b)××100%,m=,所以碳酸钠的质量分数=,则变质氢氧化钠中氢氧化钠的质量分数为:。
5.(2025·贵州安顺·二模)兴趣小组对劳动教育基地土壤的酸碱度、成分及改良措施等进行探究。
任务一:土壤酸碱度测定
【实验准备】在该基地,取土壤样品与蒸馏水按的质量比混合,充分搅拌后静置,过滤得到土壤浸出液。
【进行实验】
(1)用计测量土壤浸出液的,则该土壤呈 性。
任务二:探究适合生长的作物
【信息检索】下表是几种经济作物适宜生长的范围。
作物
茶树
蜂糖李
枇杷
火龙果
适宜生长的范围
4.5~5.5
5.5~6.0
6.0~6.5
6.0~7.5
【小组交流】
(2)表中的 (填作物)最适宜在该基地种植。
查阅资料:①酸性土壤中,含铁矿物易溶解生成,过量会加剧土壤酸化并影响植物生长;②含氯化肥和含氯农药的施用会使释放到土壤中,累积不仅影响土壤结构,还会降低作物的品质和产量;③与硫氰化钾()溶液反应生成血红色物质,现象明显。
任务三:探究土壤中是否含有铁离子和氯离子
【实验设计】
(3)
实验步骤
实验现象
实验结论
步骤①:取少量土壤浸出液于试管中,滴加几滴 ,振荡后观察现象
溶液变为血红色
土壤中含有
步骤②:另取少量土壤浸出液于试管中,先滴加稀硝酸酸化,再滴加溶液,振荡后观察现象
土壤中含有
步骤②能否用稀盐酸代替稀硝酸,为什么? 。
任务四:改良土壤酸碱性
(4)甲同学用久置的熟石灰来改良土壤酸碱性时,发现效果不好;乙同学提出可能熟石灰已变质,熟石灰变质的原因是 (用化学方程式表示)。
(5)请你设计实验方案证明熟石灰是否变质: 。
(6)丙同学提出:用草木灰(主要成分是,化学性质与相拟)来改良土壤的酸碱性更好,理由是 。
【拓展应用】
(7)某无土栽培营养液中有、、、四种离子(和忽略),其中离子个数比为。若为个,则的个数为 。
【答案】(1)酸
(2)蜂糖李
(3) 硫氰化钾溶液 产生白色沉淀 否,稀盐酸中含有,会对土壤中是否含的检验产生影响
(4)
(5)取少量熟石灰于试管中,加入足量稀盐酸,有气泡产生,说明熟石灰已变质,无明显现象,说明熟石灰没有变质
(6)草木灰主要成分是,能与土壤中的酸性物质反应,降低土壤酸性,且能为土壤提供钾元素
(7)2n
【详解】(1)用计测量土壤浸出液的,小于7,则该土壤呈酸性;
(2)用计测量土壤浸出液的,则结合表格数据可知,蜂糖李最适宜在该基地种植;
(3)根据实验结论土壤中含有,实验现象溶液变为血红色,已知与硫氰化钾溶液反应生成血红色物质,则步骤①取少量土壤浸出液于试管中,滴加几滴硫氰化钾溶液,观察到溶液变为血红色,说明土壤中含有;
根据实验结论土壤中含有,则步骤②另取少量土壤浸出液于试管中,先滴加稀硝酸酸化,再滴加溶液,氯离子能与银离子反应生成不溶于酸的氯化银白色沉淀,故实验现象为产生白色沉淀;
步骤②不能用稀盐酸代替稀硝酸,是因为稀盐酸中含有,会对土壤中是否含的检验产生影响;
(4)熟石灰即氢氧化钙,氢氧化钙变质实际上是氢氧化钙与空气中的二氧化碳反应生成碳酸钙沉淀和水,化学方程式为;
(5)变质的熟石灰中含有碳酸钙,碳酸钙能与稀盐酸反应生成二氧化碳气体,则设计实验方案为:取少量熟石灰于试管中,加入足量稀盐酸,有气泡产生,说明熟石灰已变质,无明显现象,说明熟石灰没有变质;
(6)用草木灰来改良土壤的酸碱性更好,理由是:草木灰主要成分是,能与土壤中的酸性物质反应,降低土壤酸性,且能为土壤提供钾元素;
(7)某无土栽培营养液中有、、、四种离子(和忽略),其中离子个数比为,若为个,则、的个数分别是、,设的个数为x,根据溶液呈电中性可知,则,解得,故的个数为。
有关反应条件与影响因素的探究题型三
1.(2025·山东省太原市·二模)同学们在实验室中用以下实验进行铁钉锈蚀的研究。一段时间后观察到试管D中铁钉比试管C中铁钉锈蚀更严重。
(1)向试管中加入铁钉的操作是 。
(2)试管A中干燥剂的作用是 。
(3)试管B中所用蒸馏水“煮沸”的目的是 。
【问题与交流】
(4)切过咸菜的铁制菜刀更容易生锈的原因是 ,因此生活中防止菜刀生锈的方法是 。
(5)将试管D中的食盐水换成稀硫酸,浸没铁钉后倒去溶液,一段时间后看到铁钉严重锈蚀,其起因是铁与稀硫酸反应,该反应的本质是铁原子变成亚铁离子, 。
【答案】(1)先将试管横放,将铁钉放在管口,再将试管慢慢竖起
(2)吸收空气中的水蒸气
(3)除去水中溶解的气体
(4) 食盐水会加速铁的锈蚀 洗净擦干后存放
(5)氢离子变为氢分子
【详解】(1)铁钉是块状固体药品,所以向试管中加入铁钉的操作是先将试管横放,将铁钉放在管口,再将试管慢慢竖起。
(2)铁生锈是铁与氧气、水发生的复杂的化学反应,所以试管A中干燥剂的作用是吸收空气中的水蒸气。
(3)氧气不易溶于水,气体溶解度随温度的升高而降低,所以试管B中所用蒸馏水“煮沸”的目的是除去水中溶解的气体。
(4)食盐水会加速铁的锈蚀,所以切过咸菜的铁制菜刀更容易生锈。铁生锈需要和氧气、水接触,且部分盐溶液等会加速铁的锈蚀,所以生活中防止菜刀生锈的方法是洗净擦干后存放。
(5)铁和硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气,则该反应的本质是铁原子变成亚铁离子,氢离子变为氢分子。
2.(2025·广东省广州市·二模)研究生物质碳的制备及应用具有重要的意义。
【查阅资料】生物质碳是由生物质材料(如秸秆、棉花、树叶等)在惰性气氛环境下经高温碳化得到的一种多孔碳材料,一般由碳、氢、氧、氮、硫等元素组成。
I.以玉米秸秆为原料制备生物质碳
步骤1.热解:将预处理过的玉米秸秆在惰性气氛中高温热解,使其失去水分,同时产生焦油,得到碳骨架。
步骤2.活化:加入溶液浸泡,先将焦油溶解,再与碳架内部的反应生成。
步骤3.洗涤:加入水洗涤、干燥后得到生物质碳。
(1)热解时,可通入 (填标号)形成惰性气氛环境。
a. b. c.
(2)活化时,用溶液是利用其具有 的化学性质。
(3)洗涤时,可将洗去,推测其具有的性质是 。
Ⅱ.生物质碳通过吸附作用可去除废水中的和。某科研团队研究了不同制备条件所得的生物质碳对吸附效果的影响,部分实验结果如下表所示:
序号
温度
时间
吸附量(mg/g)
吸附量(mg/g)
①
400
1
25.3
48.7
②
400
2
28.1
52.4
③
400
3
30.2
55.6
④
500
1
32.8
58.9
⑤
500
2
35.6
62.3
⑥
500
a
38.1
65.7
⑦
600
1
40.2
68.9
⑧
600
2
42.5
72.1
⑨
600
3
45.3
75.6
(4)实验③、⑥、⑨是研究温度对制备所得的生物质碳通过吸附作用去除废水中的和的影响,则 。该实验得出的结论是 。
(5)实验还可得出的结论是 。
Ⅲ.生物质碳的其它应用
(6)生物质碳被添加到土壤中,一方面碳元素被固定,可减少气体的排放,对缓解全球气候变化有重要意义;另一方面它使土壤变得疏松,良好的通气性可以为植物根系提供充足的气体,保证根系的正常呼吸和生长。则:为 ,为 (填化学式)。
【答案】(1)c
(2)能与二氧化硅反应
(3)可溶于水
(4) 3 在其他条件相同的情况下,温度越高,生物质碳对 Cu2+和 Pb2+ 的吸附量越大
(5)在其他条件相同的情况下,时间越长,生物质碳对 Cu2+和 Pb2+ 的吸附量越大
(6) CO2 O2
【详解】(1)氧气具有氧化性,在高温下会与玉米秸秆发生反应,不能形成惰性环境;氢气具有可燃性,高温下有爆炸风险且化学性质较活泼,不是惰性气体;氖气(Ne)是稀有气体,化学性质稳定,可通入形成惰性气氛环境。
故选c。
(2)由步骤 2 可知,活化时加入KOH溶液,是利用其能与碳架内部的SiO2反应生成K2SiO3,体现了 KOH 能与二氧化硅反应的化学性质。
(3)洗涤时能用水将K2SiO3洗去,根据溶解原理,推测其具有可溶于水的性质。
(4)实验③、⑥、⑨是研究温度对吸附效果的影响,要控制时间相同,所以 a = 3;
对比③、⑥、⑨中温度升高时 Cu2+ 和 Pb2+ 吸附量的变化,可得出在其他条件相同的情况下,温度越高,生物质碳对 Cu2+和 Pb2+ 的吸附量越大。
(5)对比①②③(或④⑤⑥,或⑦⑧⑨),温度相同,随着时间增加,Cu2+和 Pb2+ 吸附量增大,可得出在其他条件相同的情况下,时间越长,生物质碳对 Cu2+和 Pb2+ 的吸附量越大。
(6)生物质碳中碳元素被固定,减少排放且能缓解全球气候变化的气体是二氧化碳(CO2);植物根系呼吸需要的气体是氧气(O2),良好透气性可提供充足氧气保证根系正常呼吸和生长。
3.(2025·广东省肇庆市·二模)高锰酸钾是一种重要的化工产品,它不仅是初中化学制取氧气的重要原料,在医疗上还可以用于杀菌消炎。某兴趣小组对高锰酸钾展开项目式学习。
【任务一】的物理性质
为探究高锰酸钾的溶解性,小组同学设计了如图实验。
(1)在两支试管中分别加入一小粒高锰酸钾,如图操作,观察到A试管中固体全部溶解,溶液呈 色;B试管中固体不溶解,汽油不变色。说明物质的溶解性与 有关。
(2)溶液中含有、两种离子,小明认为溶液的颜色是的颜色,请你结合所学知识回答判断依据是 。
【任务二】的化学性质
(3)高锰酸钾常用于实验室中制取氧气,写出该反应的化学方程式: 。
【查阅资料】维生素C能与反应,使溶液褪色。
【实验探究】探究果蔬汁中维生素C含量
【进行实验】用几种果蔬汁完成实验,记录观察到溶液恰好褪色时所需果蔬汁的用量。
实验操作
果蔬汁
果蔬汁用量/滴
鲜榨的白菜汁
12
鲜榨的橙汁
8
鲜榨的西红柿汁
11
加热后冷却至室温的新鲜西红柿汁
14
放置12小时的西红柿汁
15
【实验结论】
(4)由上述实验现象可知,影响果蔬汁中维生素C含量的因素有 。
(5)下列做法中能提高上述果汁中维生素C含量测量的准确度的有______(多选,填字母序号)。
A.减小高锰酸钾溶液质量分数 B.用管口较小的滴管
C.将等量的果蔬汁用等量的水稀释 D.增加高锰酸钾溶液体积
(6)日常饮用橙汁时需要注意的事项是 (写一点)。
(7)继续实验,发现猕猴桃汁中维生素C含量大于西红柿汁中维生素C含量,其实验方案为按照图中实验装置,逐滴滴加猕猴桃汁, 。
【答案】(1) 紫红 溶剂的种类
(2)含钾离子的氯化钾、硫酸钾、硝酸钾溶液都是无色的(合理即可)
(3)
(4)果蔬汁的种类、温度、放置时间
(5)BCD
(6)现榨现喝,不可放置过长时间(合理即可)
(7)按照图中实验装置,逐滴滴加猕猴桃汁,观察到溶液恰好褪色时所需猕猴桃汁滴数少于11滴(合理即可)
【详解】(1)高锰酸钾溶液呈紫红色;A 试管中固体在水中溶解,B 试管中固体在汽油中不溶解,溶质相同,溶剂不同,溶解性不同,说明物质的溶解性与溶剂的性质有关;
(2)氯化钾、硫酸钾、硝酸钾等溶液中也含钾离子,但溶液均无色,则说明高锰酸钾溶液的颜色是高锰酸根引起的;
(3)高锰酸钾加热生成锰酸钾、二氧化锰和氧气,反应的化学方程式为:;
(4)由表中内容可知,果蔬汁种类不同,所需果蔬汁用量不同,且加热或放置处理的果蔬汁所需的用量也均不同,则说明影响果蔬汁中维生素C含量的因素有果蔬汁的种类、温度、放置时间。
(5)A、减少高锰酸钾溶液质量分数,所需果汁用量会少,会使现象不明显结果更不准确,不符合题意;
B、用管口较小的滴管,滴加的汁液越精确,则能提高上述果汁中维生素C含量测量的准确度,符合题意;
C、将等量的果蔬汁用等量的水稀释,则所需果汁用量会增加,能提高上述果汁中维生素C含量测量的准确度,符合题意;
D、增加高锰酸钾溶液的体积,则所需果汁用量会增加,能提高上述果汁中维生素C含量测量的准确度,符合题意。
故选BCD。
(6)根据表中数据可知,加热后或放置后所需的果蔬汁的用量均较大,说明其中维生素C含量较低,则日常饮用橙汁时,要现榨现喝,不可放置过长时间,且不能加热。
(7)若想证明猕猴桃汁中维生素C含量大于西红柿汁中维生素C含量,可按照图中实验装置,逐滴滴加猕猴桃汁,且观察到KMnO4 溶液恰好褪色时所需猕猴桃汁滴数会比西红柿汁的滴数少,即小于11滴。
4.(2025九·广东省东莞市·二模)随着全球“双碳”目标的提出,氮作为氢的载体。越来越引起重视,氮气正在由肥料走向燃料。随着科技的不断发展,氨燃料有望在航海、航空和燃料电池等方面广泛应用。
【资料卡片】
①当量比是燃料完全燃烧理论所需要的空气量与实际供给的空气量之比。
②碳酸氢铵不稳定,受热易分解:
I.氨气、氢气都属于清洁能源,其性质对比参数如表。
性质参数
氢气
氨气
颜色、气味
无色、无味
无色、刺激性
沸点/℃
-251.77
-33.34
爆炸限值/%
4~75
15~28
水中溶解度
难溶于水
极易溶于水
(1)将氨气置于空气中发现无法燃烧,而在氧气流中却燃烧起来,说明氨气燃烧与 有关。氨气在纯氧中可以完全燃烧,生成水和氮气,该反应的化学方程式为: ,可将 能转化为热能。
(2)对比参数分析,你认为氨气替代氢气成为理想燃料的理由有 (任写一点)。
(3)在氨气中添加适量的氢气,进行混合燃烧。科学研究不同当量比下的氨气/氢气/空气的燃烧速度(如图1):
分析图中数据,当“当量比”在 (填字母)范围内,且X(NH3)= 时,燃料燃烧速度最快。
A.0.6~0.8 B.0.8~1.0 C.1.1~1.2 D.1.3~1.4
Ⅱ.探究制备氨燃料的方法。
【方案1】利用碳酸氢铵制备氨气。
【方案2】利用铵盐溶液和碱溶液混合加热制备氨气。
(4)经分析,方案1不合理,理由是 。
(5)利用氯化铵溶液和氢氧化钠溶液混合加热制氨气,实验过程中发现此方法制得的氨气量较少,可能的原因是 。
(6)经讨论改用铵盐固体和碱固体混合物来提高氨气产量(如图2),出现 现象,证明氨气收集满了。
【答案】(1) 氧气浓度 化学
(2)氨气沸点高易液化便于运输储存、氨气爆炸限值范围小更安全(合理即可)
(3) C 40%
(4)碳酸氢铵分解生成氨气的同时生成了二氧化碳,会导致制备的氨气不纯
(5)生成的氨气极易溶于水,不易逸出
(6)蘸有酚酞试液的棉花变红
【详解】(1)将氨气置于空气中发现无法燃烧,而在氧气流中却燃烧起来,说明氨气燃烧与氧气浓度有关;
氨气在纯氧中可以完全燃烧,生成水和氮气,该反应的化学方程式是;此过程中可将化学能转化为热能;
(2)对比参数分析可知,氨气替代氢气成为理想燃料的理由有:氨气沸点高易液化便于运输储存、氨气爆炸限值范围小更安全、安全具有刺激性气味便于及时察觉氨气泄漏、氨气极易溶于水便于泄漏时处理;
(3)分析图中数据发现“当量比”为1.1~1.2 范围内,且X(NH3)=40.0%时,燃烧速度最快;
(4)方案1:利用碳酸氢铵制备氨气不合理,是因为碳酸氢铵分解生成氨气的同时生成了二氧化碳,会导致制备的氨气不纯;
(5)氯化铵与氢氧化钠在加热条件下反应生成氨气、氯化钠和水,反应的化学方程式为;实验过程中发现此方法制得的氨气量少,是因为生成的氨气极易溶于水,不易逸出;
(6)氨气遇水形成氨水,氨水显碱性能使无色酚酞溶液变红,因此用图-3的方法制备并收集氨气,当观察到试管口蘸有酚酞试液的棉花变红,则说明氨气已收集满。
5.(2025·广东省广州市·二模)丙酸钙为白色固体,易溶于水,可作食品防霉剂,国家标准规定了其用于制作面食、糕点时每千克面粉中的最大使用量。小组同学实验探究其性质和防霉的效果。
(I)探究丙酸钙的性质
【进行实验】用下图装置(夹持仪器已略去)完成实验,记录如下:
序号
①
②
装置
现象
试管内壁有水雾
注入稀盐酸后,有气泡产生,石灰水变浑浊
【解释与结论】
(1)②中现象说明有产生。与石灰水反应的化学方程式为 。
(2)查阅资料得知丙酸钙与盐酸反应无气体生成。由实验②可得出的结论是 。
(II)探究丙酸钙防霉的效果
【进行实验】分别按下列①~⑧的配方蒸制8个馒头,冷却后置于密封袋中,记录如下:
组别
第1组
第2组
序号
①
②
③
④
⑤
⑥
⑦
⑧
配方
面粉/g
50
50
50
50
50
50
50
50
酵母/g
0.75
0.75
0.75
0.75
0.75
0.75
0.75
0.75
蔗糖/g
0
0
0
0
5
5
x
5
丙酸钙/g
0
0.06
0.10
0.15
0
0.06
0.10
y
开始发霉时间
第3天
第4天
第5天
第6天
第3天
第4天
第5天
第6天
【解释与结论】
(3)设计第1组实验的目的是 。
(4)第2组,⑦中x为 ,⑧中y为 。
(5)对比第1组、第2组实验可得到的结论是 。
【反思与评价】
(6)过氧化钙晶体(),常温为白色,能溶于酸,难溶于酒精。过氧化钙晶体组成的测定:称取21.6克晶体用热分析仪对其进行热分解实验,并绘制成固体质量与温度关系图(过氧化钙晶体受热时会先失去结晶水,再继续加热会分解产生氧气)
①根据上图可知 。
②时发生反应的化学方程式为 。
【答案】(1)
(2)丙酸钙受热后产生的物质能与稀盐酸反应且生成(其他合理答案亦可)
(3)探究在其他条件相同时,丙酸钙的质量大小对丙酸钙防霉效果的影响(其他合理答案亦可)
(4) 5 0.15
(5)在加入面粉质量相同,酵母质量相同以及其他条件相同时,有无蔗糖对丙酸钙防霉效果无影响(其他合理答案亦可,注意要控制变量)
(6) 8
【详解】(1)二氧化碳与氢氧化钙反应生成碳酸钙和水,该反应的化学方程式为:;
(2)实验②中,向①中冷却后的固体中加入稀盐酸,有气泡产生,石灰水变浑浊,说明该气体是二氧化碳,查阅资料得知丙酸钙与盐酸反应无气体生成,故可得出结论:丙酸钙受热后产生的物质能与稀盐酸反应且生成二氧化碳气体;
(3)第1组实验中,丙酸钙的质量不同,其他因素相同,故设计第1组实验的目的是:探究在其他条件相同时,丙酸钙的质量大小对丙酸钙防霉效果的影响;
(4)由表中数据可知,第2组实验应是探究在有蔗糖的情况下,丙酸钙的质量大小对丙酸钙防霉效果的影响,根据控制变量法, 加入蔗糖的质量应该相同,则x=5;第1组实验和第2组实验应是对比实验,目的是探究是否加蔗糖对丙酸钙防霉效果的影响,则根据控制变量法,第2组实验除了加入蔗糖,其他因素与第1组实验相同,则y=0.15;
(5)第1组实验未加蔗糖,第2组实验加入了蔗糖,其他因素相同,由表中数据可知,相同条件下,加入蔗糖后,馒头开始发霉的时间与未加蔗糖时相同,故可得出结论:在加入面粉质量相同,酵母质量相同以及其他条件相同时,有无蔗糖对丙酸钙防霉效果无影响;
(6)①过氧化钙晶体受热时会先失去结晶水,由图可知,失去结晶水的质量为:21.6g-7.2g=14.4g,则:,y=8;
② 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350℃时生成固体中钙元素的质量与过氧化钙中钙元素的质量相等,则钙元素的质量为:,则350℃时生成固体中氧元素的质量为:5.6g-4g=1.6g,则该固体中钙、氧元素的原子个数比为:,则该物质的化学式为:CaO,则350℃时发生反应为过氧化钙在350℃条件下反应生成氧化钙和氧气,该反应的化学方程式为:。
6.(2025·湖南岳阳·二模)某工厂排放的废水中含磷元素,还可能有氢氧化钠、碳酸钠,兴趣小组同学在老师的指导下进行了探究。
Ⅰ.制备吸附剂
为除去废水中的磷元素,往桑枝木炭中加入溶液,浸泡后再加入NaOH溶液,调节溶液的pH,经系列操作制得吸附剂A和吸附剂B。
Ⅱ.比较吸附剂的性能
为比较两种吸附剂的除磷性能,25℃时,分别取含磷浓度为的两份等量含磷废水,将废水的pH均调至6,用两种吸附剂进行实验,结果如下表(吸附量:每克吸附剂吸附的废水中磷元素的质量)。
吸附剂
吸附剂质量/g
废水的pH
吸附时间/min
吸附率/%
吸附量/()
A
0.2
6
x
75.7
1.42
B
0.2
6
260
98.1
1.84
(1)上表中 。
(2)由上表可得出的实验结论是 。
Ⅲ.探究废水中是否含氢氧化钠、碳酸钠。
(3)
实验步骤
实验现象
实验结论
①取适量废水于烧杯中,向其中滴加2~3滴无色酚酞溶液。
溶液由无色变红色
废水中一定含有氢氧化钠
②取适量废水于烧杯中, (写步骤和现象)
废水中一定含有碳酸钠
(4)实验②中发生化学反应的方程式是 。
(5)有同学提出实验①的结论不正确,请说出他的理由 。
(6)小组同学决定用稀硫酸中和废水中的氢氧化钠,请在右侧方框内画出稀硫酸恰好完全中和氢氧化钠后溶液中的粒子 。(不考虑水中的和)请用写上粒子符号的圆圈表示对应粒子,如:表示氢离子,表示硫酸根离子,表示水分子。
【答案】(1)260
(2)在吸附剂质量、废水pH、吸附时间相同的条件下,吸附剂B的除磷性能比吸附剂A好
(3)滴加足量稀盐酸,有气泡产生(或滴加CaCl2溶液、BaCl2溶液等,有白色沉淀产生)
(4)(与前面所选试剂对应)
(5)碳酸钠溶液和氢氧化钠溶液都呈碱性,都能使无色酚酞溶液变红,所以仅根据溶液变红不能确定一定含有氢氧化钠
(6)
【详解】(1)对比实验要控制变量,除了吸附剂种类不同,其他条件应相同,所以吸附时间x=260。
(2)从表中数据看,在吸附剂质量均为0.2g 、废水pH均为6 、吸附时间均为260min时,吸附剂B的吸附率98.1%高于吸附剂A的75.7% ,吸附量1.84mg⋅g−1也高于吸附剂A的1.42mg⋅g−1,说明吸附剂B除磷性能更好。
(3)碳酸钠与稀盐酸反应会产生二氧化碳气体,所以滴加足量稀盐酸,若有气泡产生,可证明有碳酸钠;碳酸钠也能与CaCl2 、BaCl2等溶液反应生成碳酸钙、碳酸钡白色沉淀,通过产生白色沉淀也能证明碳酸钠存在;其他合理试剂亦可。
(4)以稀盐酸为例,碳酸钠与稀盐酸反应,生成氯化钠、水和二氧化碳,化学方程式为;若选CaCl2溶液,则发生反应;若选BaCl2溶液,则发生反应;其他合理试剂亦可,按照对应反应原理书写。
(5)氢氧化钠溶液显碱性,能使无色酚酞溶液变红,但碳酸钠溶液同样呈碱性,也能使无色酚酞溶液变红,所以不能仅依据溶液变红就判定废水中一定有氢氧化钠。
(6)稀硫酸与氢氧化钠反应的化学方程式为,恰好完全反应后溶液中的溶质为硫酸钠,所以溶液中存在钠离子、硫酸根离子,还有溶剂水分子,钠离子浓度为硫酸根离子的两倍,作图为。
项目式探究题型四
1.(2025·广东省广州市·二模)某兴趣小组同学开展了科学使用固体管道疏通剂的项目式探究活动。
任务一:管道疏通剂的疏通原理
主要成分:粒状氢氧化钠、铝粒
氢氧化钠与铝的反应原理:
(1)疏通原理:用玻璃弯管模拟下水管(如图),氢氧化钠、铝与水反应产生的 使下水管道内的压强增大,同时松动阻塞物,促进氢氧化钠溶解堵塞物。
任务二:正确使用固体疏通剂
实验1:疏通剂的用量与产生氢气体积的关系
实验次数
疏通剂质量名
水(20℃)/mL
结果(气球体积)
1
5.05(常规用量)
15
2
15.07(大剂量)
a
3
25.02(超剂量)
15
(2) 。
(3)装置B的作用为 。
(4)装置C中浓硫酸的作用为 。
实验2:水温对液体喷溅的影响
(5)为证明疏通时喷溅事故与加入水的温度有关,实验设计的基本思路是:用玻璃弯管模拟装置,不变量是每次加入25.00g左右的疏通剂,变量及观察点是 。
任务三:疏通剂的配方。
疏通剂配方(质量比):粒状氢氧化钠45%、铝粒24.75%、其它30.25%
(6)推测影响疏通效果的因素还有 。
【探究活动四】固体疏通剂的迭代
过碳酸钠遇水的反应原理:
(7)从安全角度分析,过碳酸钠替代铝的最主要的优点是 。
(8)小组同学总结了科学使用管道疏通剂的注意事项,正确的是______(填标号)。
A.使用前阅读产品说明书,按照操作说明使用
B.使用时要佩戴护目镜、手套、口罩等保护措施
C.为快速疏通可加大疏通剂的使用量、快速倒入大量沸水
【答案】(1)氢气/H2
(2)15
(3)防止液体倒吸
(4)干燥氢气
(5)加入不同温度的等量水,观察是否喷溅及喷溅程度
(6)氢氧化钠与铝的比例等(合理即可)
(7)不会产生易燃易爆的氢气
(8)AB
【详解】(1)根据氢氧化钠与铝的反应原理,反应会产生氢气(H2),氢气在管道内聚集使压强增大,从而起到疏通作用。
(2)在探究疏通剂用量与产生氢气体积关系的实验中,要控制变量,水的体积是需要控制的变量,所以每次加入水的体积应相同,由实验1和3可知水的体积为15mL,故a=15。
(3)装置A中反应产生气体,若直接连接装置C,停止反应后装置内压强减小,浓硫酸可能会倒吸入装置A ,装置B可起到缓冲作用,防止液体倒吸。
(4)浓硫酸具有吸水性,在装置中可吸收氢气中混有的水蒸气,起到干燥氢气的作用。
(5)要证明疏通时喷溅事故与加入水的温度有关,根据控制变量法,不变量是疏通剂的质量,加入不同温度的等量水,通过观察液体喷溅情况来判断二者关系。
(6)不同种类的堵塞物(如油脂、毛发等)性质不同,可能对疏通效果有影响;疏通剂中氢氧化钠与铝的比例也可能影响反应进行及疏通效果等。
(7)铝与氢氧化钠反应产生氢气,氢气是可燃性气体,与空气混合遇明火易爆炸;过碳酸钠遇水产生氧气,氧气不可燃,不会有爆炸风险,从安全角度更有优势。
(8)A、使用前阅读产品说明书,按操作说明使用,可保证正确安全使用,A正确;
B、使用时佩戴护目镜、手套、口罩等保护措施,可防止疏通剂对人体造成伤害,B正确;
C、加大疏通剂用量、快速倒入大量沸水,可能会使反应过于剧烈,引发喷溅等危险,C错误。
故选AB。
2.(2025·福建福州屏东中学·二模)茶叶中的咖啡因()具有提神功效,用乙醇提取咖啡因的流程如下。同学们对咖啡因提取质量的影响因素进行探究。
茶叶提取液浓缩液固体粉末咖啡因
实验1:分别取10g粉碎后的茶叶,用140mL体积分数为95%的乙醇提取,得到咖啡因并称量其质量,实验记录如下:
茶叶种类
红茶
白茶
绿茶
咖啡因质量/mg
51.16
20.02
45.31
【解释与结论】
(1)95%的乙醇中,溶剂是 。
(2)咖啡因中碳元素与氧元素质量比为 。
(3)设计实验1的目的是 。
实验2:分别取粉碎后的绿茶,用乙醇提取,进行下列实验,得到咖啡因并称量其质量,实验记录如下:
序号
乙醇体积分数/%
提取时间/min
升华时间/min
咖啡因质量/mg
①
75
60
5
36.69
②
85
60
5
41.24
③
95
60
5
45.31
④
95
8
48.16
⑤
95
60
10
55.07
⑥
95
60
12
52.95
【解释与结论】
(4)由①~③得出的结论是 。
(5)③~⑥中为探究升华时间对咖啡因含量的影响,④中应为 。
【反思与评价】
(6)依据实验数据,不能得出“乙醇体积分数和提取时间等条件分别相同时,升华时间越长,绿茶中咖啡因的提取质量越多”的结论,其证据是 。
(7)继续实验,证明“提取时间对绿茶中咖啡因提取质量有影响”,设计实验方案: 。
【答案】(1)水/
(2)3:1
(3)探究茶叶种类对咖啡因提取质量的影响
(4)其他条件相同,乙醇体积分数在75%-95%范围内,乙醇体积分数越大,提取的咖啡因质量越大
(5)60
(6)对比⑤和⑥,⑥的升华时间比⑤长,但提取的咖啡因质量小
(7)控制其他条件与实验二中③相同,提取时间不同,进行咖啡因提取实验,称量所得咖啡因的质量
【详解】(1)95%的乙醇中,溶剂是水;
(2)咖啡因中碳元素与氧元素质量比为(12×8):(16×2)=3:1;
(3)根据题干信息:对咖啡因提取质量的影响因素进行探究,实验1:分别取10g粉碎后的茶叶,用140mL体积分数为95%的乙醇提取,得到咖啡因并称量其质量,当其他条件都相同时,探究茶叶种类对咖啡因提取质量的影响;
(4)根据表格数据,由①~③可知,提取时间相同,升华时间相同,乙醇的体积分数不同,则可得出的结论是当提取时间和升华时间分别都相同时,乙醇体积分数在75%-95%范围内,乙醇体积分数越大,提取的咖啡因质量越大;
(5)根据表格数据,③~⑥中为控制茶叶提取时间相同,则④中x应为60;
(6)根据表格数据,对比⑤和⑥,⑥的升华时间比⑤长,但提取的咖啡因质量小,所以“乙醇体积分数和提取时间等条件分别相同时,升华时间越长,绿茶中咖啡因的提取质量越多”的结论;
(7)为了证明“提取时间对绿茶中咖啡因提取质量有影响”,根据对比实验中,控制变量唯一的原则,控制其他条件与实验二中③相同,提取时间不同,进行咖啡因提取实验,称量所得咖啡因的质量。
3.(2025·福建省宁德市·二模)双效泡打粉是一种家庭常用的发酵粉,在常温和较高温下能两次释放气体:
第一效:将面粉、水、发酵粉混合揉好后常温发酵20分钟,发现面团膨胀。
第二效:将发酵后的面团蒸20分钟,面团再次膨胀。
【资料】某品牌双效泡打粉主要成分:焦磷酸二氢二钠(Na2H2P2O7)、NaHCO3、CaCO3、淀粉等。
(1)将紫色石蕊试剂滴入Na2H2P2O7溶液中,溶液呈红色,则Na2H2P2O7溶液显 (填“酸性”或“碱性”)。
(2)常温下,将Na2H2P2O7溶液滴入NaHCO3中,产生气泡,如图1,将气体通入澄清石灰水,变浑浊。
①产生的气体是 。
②该反应装置还可以用于实验室制取 气体。
(3)使用双效泡打粉制作馒头,和面的先后顺序正确的是______。
A.泡打粉与面粉充分混合,后加水进行和面
B.泡打粉充分溶于水中,后加面粉进行和面
(4)将NaHCO3受热易分解,生成碳酸钠、二氧化碳和水。请写出该反应的化学方程式: 。
(5)小组同学取用25℃时,1.0g与2.0g泡打粉样品及35℃时1.0g泡打粉样品与水反应,利用图1装置连接压强传感器,测定装置内压强的变化,数据如图2。
①对比曲线②和曲线③可知,泡打粉产气速率与 有关。
②曲线①在t时突然回落到初始压强的原因可能是 。
(6)不同发酵粉蒸出馒头的区别
发酵粉类别
酵母
双效泡打粉
小苏打
馒头口感
最松软,略有酸味
一般松软,略有碱涩味
略硬,碱涩味略重
根据表格,家庭制作馒头要使效果口感更佳,可选用发酵粉的组合是 和 。
【答案】(1)酸性
(2) 二氧化碳/ /
(3)A
(4)
(5) 温度 瓶塞被弹飞
(6) 酵母 双效泡打粉
【详解】(1)将紫色石蕊试剂滴入溶液中,溶液呈红色,说明溶液显酸性;
(2)①常温下,将溶液滴入中,产生气泡,将气体通入澄清石灰水,变浑浊,说明产生的气体是二氧化碳;
②该反应装置为固液常温型发生装置,则该反应装置还可以用于实验室制取或等气体;
(3)A、将泡打粉与面粉充分混合后再加水进行和面,这样在加水的过程中,泡打粉中的酸性物质和碱性物质就会发生反应,产生二氧化碳气体,这些气体在面团中形成许多小气泡,随着后续的发酵和加热过程,气泡会进一步膨胀,使馒头更加松软多孔,而且泡打粉与面粉混合均匀,能使产生的气体在面团中分布更均匀,有利于馒头的成型和品质,符合题意;
B、若先将泡打粉充分溶于水中,泡打粉中的酸性物质和碱性物质会在水中迅速反应,产生大量的二氧化碳气体,这些气体在短时间内就会逸出水面,当再加入面粉进行和面时,面团中能保留的气体量就会大大减少,无法使馒头达到理想的松软效果,不符合题意。
故选:A;
(4)碳酸氢钠受热分解生成碳酸钠、二氧化碳和水,化学方程式为;
(5)①对比曲线②和曲线③可知,温度不同,其他条件相同,说明泡打粉产气速率与温度有关;
②曲线①在t时突然回落到初始压强的原因可能是瓶塞被弹飞;
(6)由表格数据可知,家庭制作馒头要使效果口感更佳,可选用发酵粉的组合是酵母和双效泡打粉。
4.(2025·北京大兴区·二模)硝酸钡[]是一种重要的无机盐产品,可利用碳酸钡()和硝酸铵()反应进行制备。研究人员通过实验探究影响该反应效果的因素。
【查阅资料】①在一定条件下碳酸钡与硝酸铵反应:
②难溶于水。
【进行实验】称量一定质量的,用水溶解在烧瓶中,配成所需要的浓度。再加入粉末于烧瓶中,插入空气导管并接通气泵,通入空气。在一定温度下搅拌后,对剩余的进行减压过滤、洗涤,干燥后称重。
实验记录如下:
实验
温度/℃
溶液的溶质质量分数/%
通入空气的导管数目/个
剩余的质量/g
①
60
5
1
28.60
②
80
1
27.76
③
90
5
1
24.09
④
98
5
1
22.23
⑤
98
15
1
11.23
⑥
98
25
1
7.00
⑦
98
5
2
23.27
⑧
98
5
4
24.60
【解释与结论】
(1)溶液中,溶质为 。
(2)实验①~④是探究温度对反应效果的影响。实验②中为 。
(3)依据实验④~⑥数据可得出“在温度、通入空气的量等条件相同时,溶液的溶质质量分数越大,反应效果越好”的结论,其证据是 。
(4)探究通入空气的量对反应效果影响的实验是 (填序号)。
【进一步探究】
(5)若要探究搅拌时间对反应效果的影响,在其他操作不变的前提下,需要控制的变量有 。
【答案】(1)硝酸铵/NH4NO3
(2)5
(3)在温度、通入空气的量等条件相同时,NH4NO3溶液的溶质质量分数越大,剩余BaCO3的质量越小
(4)④⑦⑧
(5)搅拌时间
【详解】(1)NH4NO3溶液中,溶质为硝酸铵(或NH4NO3)
(2)实验①~④是探究温度对反应效果的影响,其他条件需相同,为了进行对比,实验②中x为5;
(3)依据实验④~⑥数据可得出“在温度、通入空气的量等条件相同时,NH4NO3溶液的溶质质量分数越大,反应效果越好”的结论,其证据是在温度、通入空气的量等条件相同时,NH4NO3溶液的溶质质量分数越大,剩余BaCO3的质量越小;
(4)探究通入空气的量对反应效果影响的实验是④⑦⑧(除去通入空气的量不同外,其它条件相同);
(5)若要探究搅拌时间对反应效果的影响,在其他操作不变的前提下,需要控制的变量是搅拌时间。
5.(2025·重庆市南开中学·二诊)学习了CuSO4溶液对H2O2分解有催化作用后,老师告诉大家FeCl3溶液对H2O2分解也有催化作用。为了比较催化效果,镧锎兴趣组同学设计实验展开研究。
【设计实验】配制相同溶质质量分数的FeCl3溶液和CuSO4溶液,用如图实验装置,按下列实验方案,记录注射器中收集相同体积O2所需时间。(水的密度为1g/cm3)
实验
20%双氧水的质量/g
蒸馏水体积/mL
FeCl3溶液的量/滴
CuSO4溶液的量/滴
收集时间/s
Ⅰ
10
40
5
0
T1
Ⅱ
10
40
0
5
T2
Ⅲ
10
40
8
0
T3
Ⅳ
20
b
8
0
T4
Ⅴ
a
20
c
0
T5
【数据分析】
(1)实验证明,相同条件下FeCl3溶液的催化效果更好,得出该结论的依据是T1 T2(填“>”或“<”)。
(2)实验Ⅲ、IV、V探究H2O2的溶质质量分数对反应速率的影响。
①其中a、c数值分别为 。
②通过实验 (填实验序号)对比,还可得出FeCl3溶液的用量对H2O2分解速率的影响。
③实验测得T3>T4>T5,可得出的结论是 。
(3)实验证明FeCl3溶液和CuSO4溶液都有催化作用。小南提出问题:起催化作用的是溶液中的Cu2+、Fe3+,还是Cl-、?
设计实验进行验证并完成表格:
实验操作
现象与结论
取等体积5%H2O2溶液于两支试管中,分别滴加5滴相同溶质质量分数的CuSO4溶液、Na2SO4溶液
滴CuSO4溶液的试管中迅速产生大量气泡,滴Na2SO4溶液的试管中无明显现象,说明对H2O2分解无明显催化作用
观察到相应现象后,说明Cl-对H2O2分解无明显催化作用。
【实验结论】起催化作用的是溶液中的Fe3+和Cu2+。
【实验反思】结合上述实验探究和所学知识,下列物质中可以促进H2O2分解的有 (填序号)
A.红砖粉末 B.CuCl2溶液 C.Fe2(SO4)3溶液 D.MnO2
【答案】(1)<
(2) 30;8 Ⅰ、Ⅲ 相同条件下,过氧化氢溶液的溶质质量分数越大,反应速率越快
(3) 取等体积5%H2O2溶液于两支试管中,分别滴加5滴相同溶质质量分数的FeCl3溶液、NaCl溶液 ABCD
【详解】(1)实验证明,相同条件下FeCl3溶液的催化效果更好,则使用氯化铁作催化剂时,收集等体积氧气所需时间较短,则得出该结论的依据是:T1<T2;
(2)①实验Ⅲ、IV、V探究H2O2的溶质质量分数对反应速率的影响,根据控制变量法,过氧化氢的溶质质量分数不同,其他因素相同,则氯化铁溶液的量相同,则c=8,双氧水和蒸馏水的质量和应相同,则a=40+10-20=30;
②实验Ⅰ、Ⅲ中氯化铁溶液的量不同,其他因素相同,故通过实验Ⅰ、Ⅲ的对比,还可得出FeCl3溶液的用量对H2O2分解速率的影响;
实验Ⅲ、IV、V探究H2O2的溶质质量分数对反应速率的影响,实验测得T3>T4>T5,说明相同条件下,过氧化氢溶液的溶质质量分数越大,收集等体积氧气所需时间越短,说明相同条件下,过氧化氢溶液的溶质质量分数越大,反应速率越快;
(3)设计实验进行验证:由结论可知,氯离子对过氧化氢分解无明显催化作用,故该实验是探究氯离子对过氧化氢分解的作用,则应选择含氯离子且不含铁离子的物质与氯化铁进行对比实验,故实验操作:取等体积5%H2O2溶液于两支试管中,分别滴加5滴相同溶质质量分数的FeCl3溶液、NaCl溶液;
实验反思:A、红砖粉末中含铁离子,可以促进过氧化氢分解,符合题意;
B、氯化铜溶液中含铜离子,可以促进过氧化氢分解,符合题意;
C、硫酸铁溶液中含铁离子,可以促进过氧化氢分解,符合题意;
D、二氧化锰能促进过氧化的分解,是过氧化氢分解的催化剂,符合题意。
故选ABCD。
6.(2025·吉林省长春市·二模)小致喝完碳酸饮料后开始打嗝,老师告诉小致这是因为碳酸饮料中含有二氧化碳,小组同学们对二氧化碳的溶解性产生了兴趣,并在实验室进行了如下关于二氧化碳的实验。
[任务一]探究压强对二氧化碳溶解性的影响
(1)室温下,小致用注射器吸取10mL某碳酸饮料,并用橡胶帽封闭注射器针孔,进行了如图1实验。先用力向外拉动注射器,管内出现许多小气泡,再用力向里推注射器,小气泡逐渐减少。
①实验中左侧注射器产生小气泡的原因是 ;
②通过上述实验可知二氧化碳在水中溶解度与压强的关系。
[任务二]探究温度对二氧化碳溶解性的影响
(2)在标准大气压下,向试管中加入20mL某种无色碳酸饮料,烧杯①中加入不同温度的水,烧杯②中加入适量澄清石灰水(如图2),记录不同温度下试管中产生气泡的速率及澄清石灰水的现象如下表:
实验序号
烧杯①中水的温度
试管中产生气泡的速率
澄清石灰水的现象
I
0℃
缓慢
不浑浊
Ⅱ
20℃
适中
不浑浊
Ⅲ
90℃
很快
浑浊
①图2装置检查装置气密性的方法是 ;
②根据试管中产生气泡的速率和澄清石灰水的现象,可知其他条件相同时,温度越高,二氧化碳的溶解度越 (填“大”或“小”);
③通过上述实验,小致喝完碳酸饮料打嗝的原因是 。
[继续实验]小组同学进一步探究碳“捕捉”——使用不同物质吸收CO2的可能性。同学们分别使用等体积的H2O、Ca(OH)2饱和溶液和溶质质量分数为40%的NaOH溶液,利用如图3分别进行3次实验,测得瓶内压强随时间变化的曲线如图4。
(3)①结合图4数据分析,实验使用的三种物质,对CO2吸收效果最好的是 ;
②小组同学意识到反应中能量变化也会导致压强变化,于是,用温度传感器重复进行了部分实验,实验数据如图5所示,结合图4、图5分析,NaOH溶液曲线在100s~300s内压强变化的原因是 。
【答案】(1)压强减小,二氧化碳溶解度减小
(2) 将导管末端浸入水中,用手握住试管外壁或将试管放入盛有热水的烧杯中,观察导管口有气泡产生,松手或将试管移出水面后,导管内形成一段稳定的液柱,证明装置气密性良好 小 口腔内温度升高,二氧化碳溶解度变小
(3) 40%的氢氧化钠溶液 氢氧化钠和二氧化碳反应减小的压强>氢氧化钠和二氧化碳反应升温增大的压强
【详解】(1)图1左侧先用力向外拉动注射器,管内出现许多小气泡,原因是压强减小,二氧化碳溶解度减小;
(2)①图2装置检查装置气密性的方法是:将导管末端浸入水中,用手握住试管外壁或将试管放入盛有热水的烧杯中,观察导管口有气泡产生,松手或将试管移出水面后,导管内形成一段稳定的液柱,证明装置气密性良好;
②根据试管中产生气泡的速率和澄清石灰水的现象,可知其他条件相同时,温度越高,二氧化碳的溶解度越小;
③通过上述实验可知,小致喝完碳酸饮料打嗝的原因是口腔内温度升高,二氧化碳溶解度变小;
(3)①由图4可知,在相同时间内,使用40%的氢氧化钠溶液时瓶内压强下降幅度最大,说明二氧化碳被吸收得最多,所以实验使用的三种物质中,对吸收效果最好的是40%的氢氧化钠溶液,
②小组同学意识到反应中能量变化也会导致压强变化,于是用温度传感器重复进行了部分实验,实验数据如图5所示,结合图4、图5分析,NaOH溶液曲线在100s~300s内压强变化的原因是:氢氧化钠和二氧化碳反应减小的压强>氢氧化钠和二氧化碳反应升温增大的压强。
7.(2025·吉林省长春市·二模)某校化学兴趣小组利用鸡蛋进行了如下自主学习。
【鸡蛋的作用】
(1)鸡蛋作为食品,可提供的营养物质之一是 。
(2)据《全国中草药汇编》中记载:鸡蛋壳能够治疗“小儿软骨病”。儿童易患软骨病是因为缺钙。可推知鸡蛋壳中含有 元素。
【鸡蛋和碱】
(3)鸡蛋会通过鸡蛋壳表面的气孔排出呼吸产生的。细菌通过气孔进入鸡蛋内部,会导致其变质。人们曾采用将鸡蛋浸在石灰水中的方法来保持鸡蛋新鲜。请从物质转化及性质的角度解释此方法保存鸡蛋的原理: 。
【鸡蛋和酸】
(4)如图。甲组同学将稀盐酸倒入盛有一枚新鲜鸡蛋的烧杯中。观察到鸡蛋表面产生大量气泡。该气体能使澄清石灰水变浑浊。说明生成的气体是 。推断鸡蛋壳中含碳酸钙。
(5)实验中还观察到鸡蛋由烧杯底部逐渐上浮,部分浮出后鸡蛋又下沉。结合物质转化的视角分析鸡蛋出现浮沉现象的原因是 。
(6)乙组同学改用足量稀硫酸进行实验。观察到鸡蛋表面产生少量气泡后反应停止。查阅资料得知硫酸钙微溶于水,且在稀硫酸中几乎不溶。据此解释反应停止的原因是 。
(7)丙组同学欲通过鸡蛋在溶液中的沉浮确定鸡蛋的密度,查阅硫酸溶液的质量分数和相对密度的对应关系如下表。
质量分数/%
6
8
10
12
14
相对密度
1.0404
1.0541
1.068
1.0821
1.0966
将乙组同学使用后的鸡蛋取出置于盛有质量分数为的硫酸溶液的烧杯中。观察到鸡蛋未完全浸没,且无气泡产生。向其中加入蒸馏水,鸡蛋逐渐下沉。当加入蒸馏水时,发现该鸡蛋可以在溶液中任意位置悬浮。你判断此时该鸡蛋的平均密度为 。
(8)同学们完成“鸡蛋和酸”的自主学习后,利用一种药品确定了实验后的废液呈酸性。该药品可以是 。
【鸡蛋壳中的盐】
(9)丁组同学欲测定鸡蛋壳中碳酸钙的含量。称取鸡蛋壳样品,保留碳酸钙并除去其它能和盐酸反应的物质后,向其中加入足量的稀盐酸,测定出反应生成了3.3g气体。计算该鸡蛋壳样品中碳酸钙的质量分数为 。
【总结与交流】
关注生态环境保护,实验后废液要处理后排放。
应用化学核心知识,自主调用多个学科相关知识去解决问题。
【答案】(1)蛋白质
(2)Ca/钙
(3)二氧化碳与氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀,附着在鸡蛋壳表面,堵塞气孔,阻止细菌进入
(4)二氧化碳/
(5)鸡蛋壳与稀盐酸反应生成二氧化碳气泡附着在鸡蛋壳表面时浮力增大,鸡蛋上浮;气泡破裂后浮力减小,鸡蛋下沉
(6)反应生成的硫酸钙覆盖在鸡蛋壳表面,阻止稀硫酸与鸡蛋壳进一步接触
(7)1.068
(8)紫色石蕊试液(合理即可)
(9)75%
【详解】(1)鸡蛋作为常见食品,可提供的营养物质之一是蛋白质;
(2)儿童易患软骨病是因为缺钙,鸡蛋能治疗“小儿软骨病”,由此可知鸡蛋壳中含有钙元素;
(3)二氧化碳能与氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水。生成的碳酸钙沉淀会附着在鸡蛋壳表面,堵塞气孔,阻止细菌进入鸡蛋内部,从而起到保鲜的作用;
(4)甲组同学将稀盐酸倒入盛有一枚新鲜鸡蛋的烧杯中。观察到鸡蛋表面产生大量气泡。该气体能使澄清石灰水变浑浊。说明生成的气体是二氧化碳,推断鸡蛋壳中含碳酸钙;
(5)鸡蛋壳(主要成分碳酸钙)与稀盐酸反应生成二氧化碳气体。当二氧化碳气泡附着在鸡蛋壳表面时,使鸡蛋受到的浮力增大,当浮力大于重力时鸡蛋上浮;部分浮出水面后,气泡破裂,鸡蛋受到的浮力减小,当浮力小于重力时鸡蛋又下沉;
(6)鸡蛋壳(主要成分碳酸钙)与稀硫酸反应生成硫酸钙、水和二氧化碳。由于硫酸钙微溶于水,且在稀硫酸中几乎不溶,所以反应生成的硫酸钙会覆盖在鸡蛋壳表面,阻止稀硫酸与鸡蛋壳进一步接触,从而使反应停止;
(7)鸡蛋在加入100g蒸馏水后的硫酸溶液中可以悬浮,根据物体的浮沉条件,悬浮时物体的密度等于液体的密度。此时溶液的质量为200g+100g=300g,原来硫酸溶液中溶质硫酸的质量为200g×15%=30g,加入蒸馏水后溶液中硫酸的质量分数为 ,查阅硫酸溶液的质量分数和相对密度的对应关系表可知,此时溶液的密度为1.068,所以鸡蛋的密度为1.068;
(8)可以用紫色石蕊试液检验溶液是否呈酸性,若溶液呈酸性,紫色石蕊试液会变红;也可以用锌粒等活泼金属,若有气泡产生则溶液呈酸性;
(9)测定出反应生成了3.3g二氧化碳气体,设鸡蛋壳样品中碳酸钙的质量为x,
x=7.5g
则鸡蛋壳样品中碳酸钙的质量分数为。
8.(2025·山东武城·二模)一种名为“炸包”的玩具,使劲按捏,炸包鼓气,摇晃一秒扔出,就会发生爆炸,实验小组同学对此进行了项目式探究。
(1)项目一:探究“炸包”爆炸的原因
【提出问题】“炸包”爆炸的原因是什么?
【作出猜想】
猜想1:按捏使袋内发生了剧烈的放热反应;
猜想2:按捏使袋内发生反应,产生大量气体;
猜想3:以上两种情况同时存在。
【进行实验1】
步骤
操作
现象
结论
①
取一完整的“炸包”将其从边缘剪开,观察其物质
袋内有一些粉末和一小袋无色液体。
猜想3正确
②
取出“炸包”中的物质,将粉末倒入试管,再将塑料袋内的液体挤入试管中,振荡,用手触摸试管外壁
(2)项目二:探究“炸包”的药剂成分
【查阅资料】“炸包”所用粉末含有一种钠盐,无色液体为稀盐酸。
【进行实验2】
①取数袋完整的“炸包”将其剪开,把固体和液体混合,将产生的气体通入澄清石灰水,观察到 ,证明反应产生的气体为二氧化碳。反应的化学方程式为 。
②在两个锥形瓶中分别加入2g碳酸钠粉末,然后向其一个锥形瓶中倒入20mL的蒸馏水,向另一个锥形瓶中倒入20mL质量分数15%的稀盐酸(足量),利用温度传感器测定其温度变化(如图a)。另取2g碳酸氢钠粉末,重复上述实验(如图b)。
【进行实验3】
小组同学利用下图装置进行实验,进一步确定粉末的成分。
实验操作
现象
结论
合理控制变量后,将图中三支试管中气球内固体与试管中液体全部混合。
试管 (填序号组合)的气球变化情况相似。
“炸包”所用粉末是 。
“炸包”爆炸的反应原理 (用化学方程式表示)、上述实验过程中需要控制的条件是 、 。
【拓展】“炸包”虽好玩,但需注意安全,不能在人群密集场所玩。
【答案】(1)产生大量气泡,试管外壁发烫
(2) 澄清石灰水变浑浊 ①② 碳酸钠/ 固体粉末的质量 稀盐酸的体积和浓度
【详解】(1)根据实验结论猜想3正确,以上两种情况同时存在,即“炸包”爆炸的原因是按捏使袋内发生了剧烈的放热反应;发生反应产生大量气体,所以步骤②取出“炸包”中的物质,将粉末倒入试管,再将塑料袋内的液体挤入试管中,振荡,用手触摸试管外壁,可观察到产生大量气泡,试管外壁发烫;
(2)进行实验2:
①根据实验结论证明反应产生的气体为二氧化碳,取数袋完整的“炸包”将其剪开,把固体和液体混合,将产生的气体通入澄清石灰水,观察到澄清石灰水变浑浊;二氧化碳和氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水,化学方程式为;
②根据图示温度变化,碳酸钠、碳酸氢钠均能与酸反应生成二氧化碳气体,而碳酸钠粉末和酸反应温度升高,碳酸氢钠和酸反应温度降低,则说明该粉末为碳酸钠;
进行实验3:
该实验的结论是“炸包”所用粉末是碳酸钠,则试管①②的气球变化情况相似;
“炸包”爆炸的反应原理是碳酸钠和盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳,化学方程式为;
根据对比实验中,控制变量唯一的原则,上述实验过程中需要控制的条件是固体粉末的质量、稀盐酸的体积和浓度等。
9.(2025·陕西临渭·二模)探究与实践——制作松花蛋
松花蛋也叫皮蛋,是人们喜爱的食品。小松看到妈妈用皮蛋粉制作皮蛋时产生了浓厚的兴趣,于是以“皮蛋制作”为主题开展项目式学习。
(1)配皮蛋粉
在妈妈的指导下,小松将“石灰”、纯碱和食盐按照一定比例混合,制成皮蛋粉。
【提出问题】配料中所用“石灰”是生石灰还是熟石灰?
【查阅资料】相同条件下,生石灰、熟石灰与水混合后均能放出热量,但放出的热量不同。
【实验探究】常温下,将“石灰”、生石灰和熟石灰分别加入水中,测量固体加入前后温度的变化情况。实验过程中需要保持不变的量是加入固体的形状、 和水的量。
【数据分析】根据数据比对,可知配料中的“石灰”为生石灰。
(2)浸泡鲜蛋
向配制的皮蛋粉中加入一定量的水,充分反应后过滤,所得滤液称为浸出液,将新鲜鸭蛋放入其中浸泡即可。
①皮蛋粉中加水时,发生反应的化学方程式为 (写一个)。
②妈妈告诉小松,制作过程中一定要戴上胶皮手套。分析上述过程,小松认为浸出液中一定含有会腐蚀皮肤的物质是 (填名称)。
③浸出液中还含有哪些溶质?小松进行了如下探究,请完成下列表格(不考虑生石灰中杂质的影响)。
预测假设
实验方案
实验现象
实验结论
浸出液中含碳酸钠
取浸出液加入试管中,然后滴加足量稀盐酸
浸出液中不含碳酸钠
浸出液中含氢氧化钙
取浸出液加入试管中,加入碳酸钠溶液
有白色沉淀产生
浸出液中含有氢氧化钙
④综合分析,确定皮蛋浸出液中的溶质有 (写化学式)。
(3)品尝皮蛋
制作过程中,碱液会渗入皮蛋使之略带涩味。妈妈告诉小松食用时可以蘸少量食醋去除涩味,该化学反应的微观实质是 。此反应实质在生产生活中应用广泛,请再列举一例 。
【答案】(1)固体的质量
(2) / 氢氧化钠 没有气泡产生/无明显现象
(3) 氢离子与氢氧根离子结合生成水 利用熟石灰改良酸性土壤(合理即可)
【详解】(1)为了确保变量只是物质种类,则加入物质的形状、质量和水的量都需要相同;
(2)①皮蛋粉包含生石灰、纯碱和食盐,生石灰为氧化钙的俗称,纯碱是碳酸钠的俗称,食盐的主要成分为氯化钠,氧化钙和水反应生成氢氧化钙,氢氧化钙可与碳酸钠反应生成碳酸钙沉淀和氢氧化钠,则向皮蛋粉中加水,发生反应中的化学方程式为CaO+H2O=Ca(OH)2、Ca(OH)2+Na2CO3=CaCO3↓+2NaOH;
②分析上述过程可知,氢氧化钙和碳酸钠反应生成碳酸钙沉淀和氢氧化钠,则浸出液中一定含有会腐蚀皮肤的物质是NaOH,氢氧化钠具有腐蚀性;
③结论是浸出液中不含碳酸钠。碳酸钠和稀盐酸反应生成氯化钠、二氧化碳和水,取浸出液加入试管中,然后滴加足量稀盐酸,现象为:没有气泡产生;
④氢氧化钠一定存在,氯化钠不参与反应,也一定存在,而根据实验现象可知,还有氢氧化钙,则综合分析,确定皮蛋浸出液中的溶质有NaOH、Ca(OH)2、NaCl;
(3)皮蛋制作过程中,碱液会渗入皮蛋使之略带涩味,妈妈告诉小明食用时可以蘸少量食醋去除涩味,该化学反应是碱与酸发生中和反应,实质是氢氧根离子与氢离子结合生成水分子。
10.(2025·山西省吕梁市·二模)食为政首,粮安天下。某化学实践小组的同学们以当地粮食种植为主题,就粮食增产的原因、土壤成分等问题展开了项目式学习。
任务一:调查本地粮食增产的原因
【调查走访】同学们在当地农村进行了走访,并总结出本地粮食增产有以下原因:
①中央持续加大粮食生产支持力度,有效保障农民种粮收益,提高农民种粮积极性。
②优良品种的推广,农作物耕种收综合机械化,推广滴灌、喷灌技术。
【交流讨论】
(1)推广滴灌、喷灌技术的优点是 。
任务二:测定农田土壤的酸碱性
【实验方法】
同学们从当地农田中取了少量土壤样品,按土壤与蒸馏水1∶5的质量比在烧杯中混合,过滤后得到土壤浸出液。之后利用pH试纸测得土壤浸出液的pH=5。
【实验结论】
(2)土壤浸出液中含有 (填离子符号)。
任务三:探究农田土壤中的成分
【提出问题】
该土壤中含有哪些成分?
【查阅资料】
同学们查阅资料后知道,该土壤中的阳离子主要有氢离子、钙离子;阴离子有氯离子等。
【进行实验】
(3)小组同学们利用上述实验得到的土壤浸出液,设计实验方案。
实验步骤
实验现象
实验结论
步骤1:取少量土壤浸出液于试管中,加入适量
先有气泡产生,之后
土壤浸出液中含有氢离子、钙离子
步骤2:另取少量土壤浸出液于试管中,向其中滴加适量
有白色沉淀产生
土壤浸出液中含有氯离子
【反思评价】
(4)步骤2中发生反应的化学方程式为 (写一个)。
任务四:探究酸性土壤的改良剂
【进行实验】
同学们取等量土壤浸出液于两个锥形瓶中,分别向其中加入等量的两种土壤改良剂,按如图1所示的装置进行数字化实验,得到了pH的变化图像(如图2所示)。
【交流分析】
(5)同学们根据上图可知,对酸性土壤改良效果较好的改良剂是 。
(6)成果分享:通过项目式学习,同学们认识到土地是人类生存和发展的宝贵资源。同学们认为,要保护土地资源,就需要做到 (写一条)。
【答案】(1)节约水资源
(2)
(3) 碳酸钠溶液(合理即可) 有白色沉淀产生 硝酸银溶液
(4)(或)
(5)熟石灰
(6)合理规划土地利用
【详解】(1)推广滴灌、喷灌技术,可以节约水资源。
(2)利用pH试纸测得土壤浸出液的pH=5,说明土壤浸出液显酸,故土壤浸出液中含有H+。
(3)由实验结论土壤浸出液中含有氢离子、钙离子,碳酸根离子与氢离子结合碳酸,碳酸易分解成水和二氧化碳,碳酸根离子与钙离子结合成碳酸钙沉淀,故取少量土壤浸出液于试管中,可加入适量碳酸钠溶液,碳酸根先H+反应生成二氧化碳气体,有气泡产生,后与钙离子结合成碳酸钙白色沉淀,故先有气泡产生,之后有白色沉淀产生。
实验结论土壤浸出液中含有氯离子,实验现象有白色沉淀产生,氯离子与银离子能结合成白色氯化银沉淀,故另取少量土壤浸出液于试管中,向其中滴加适量硝酸银溶液。
(4)由(3)可知土壤浸出液中含的氢离子、钙离子的氯离子,即有氯化钙和氯化氢,加入硝酸银溶液后,硝酸银与氯化钙反应生成氯化银和硝酸钙、与盐酸反应生成氯化银和硝酸,故步骤2中发生反应的化学方程式为和。
(5)由图可知,使用熟石灰时,最终溶液接近中性,其效果更好。
(6)合理规划土地利用合理规划土地利用,合理使用化肥、农药等。
11.(2025·山西省吕梁市·二模)2025年,上海国际储能及锂电池技术展览会将于7月在上海虹桥国家会展中心举行。某校实践小组的同学对电池的种类、使用范围、成分、性能等进行了一系列的项目化学习。
任务一:调查电池的种类和使用范围
【查阅资料】电池按工作性质可以分为干电池、充电电池、燃料电池等。
(1)干电池是一次性电池,在使用完之后应该分类回收,丢在 标志的垃圾桶中。
(2)“氢”装上阵,公交车使用的氢燃料电池为绿色出行插上了“翅膀”。燃料电池工作过程中的能量转化形式为 。
任务二:探究干电池成分
同学们通过比较两种电池的结构发现,普通锌锰干电池的电解液为氯化铵,碱性锌锰干电池的电解液为氢氧化钾。
【进行实验】
(3)设计氯化铵和氢氧化钾电解液的对比实验。
实验步骤
实验现象
实验结论
将这两种电解液分别放入试管A、B中,再向其中加入硫酸铜溶液
试管A中(1) ,试管B中无明显现象
(2)
【反思评价】
(4)实验过程中,发生反应的化学方程式为 。
(5)同学们对氯化铵溶液的酸碱性产生了兴趣,小红用pH计测出该氯化铵溶液的,则该溶液呈 性。
(6)碱性锌锰干电池中锌是负极材料,铜针用于电流传导,外壳是铁的合金,请你设计实验比较锌、铁、铜三种金属的活动性: 。
任务三:调研汽车电池的性能
【市场调研】同学们整理了目前市面上销售的两种新能源电车电池主要性能差别。
电池
主要性能
三元锂电池
分解温度200℃容易短路着火
抗低温好,能保持较高电量
磷酸铁锂电池
分解温度700℃
低温时电量明显下降
(7)请根据上表提供的信息,结合自己的经验,写出购买电动汽车过程中,选择电池时应考虑的因素: (写一点)。
任务四:展望电池的发展前景
未来新能源电车的发展方向是使用固态电池,具有更好的安全性,更长的使用寿命。
【答案】(1)有害垃圾
(2)化学能转化为电能
(3) 产生蓝色沉淀 氯化铵与硫酸铜不反应,氢氧化钾与硫酸铜反应(或两种电解液化学性质不同 )
(4)
(5)酸
(6)将锌片、铜片分别放入硫酸亚铁溶液,锌片表面有铁析出(得出活动性:锌>铁 ),铜片无现象(得出活动性:铁>铜 ),可得出金属的活动性:锌>铁>铜 (合理即可 )
(7)安全性(或低温性能等 )
【详解】(1)干电池含重金属,属于有害垃圾,应丢在有害垃圾标志垃圾桶。
(2)氢燃料电池工作时,化学能转化为电能。
(3)① 氯化铵与硫酸铜不反应,氢氧化钾与硫酸铜反应生成氢氧化铜蓝色沉淀和硫酸钾,所以试管 A 中产生蓝色沉淀;
② 实验结论是氯化铵与硫酸铜不反应,氢氧化钾与硫酸铜反应(或两种电解液化学性质不同 )。
(4)氢氧化钾与硫酸铜反应生成氢氧化铜蓝色沉淀和硫酸钾,方程式是;
(5)pH=5.8<7,溶液呈酸性。
(6)金属的活动性:锌铁铜;则可实验设计:将锌片、铜片分别放入硫酸亚铁溶液,锌片表面有铁析出(得出活动性:锌>铁 ),铜片无现象(得出活动性:铁>铜 ),可得出金属的活动性:锌>铁>铜;或把铁片放入硫酸锌溶液(无现象,得出活动性:锌>铁 )、放入硫酸铜溶液(有铜析出,得出活动性:铁>铜 ),可得出金属的活动性:锌>铁>铜(合理即可 )。
(7)选择电池考虑安全性(如三元锂电池分解温度低易短路,磷酸铁锂电池更安全 )、低温性能(寒冷地区选抗低温好的 ) 等,写一点如安全性(或低温性能 ) 。
12.(2025·江苏省常州市·二模)因胃酸过多引起的胃病可用抗酸剂治疗。化学小组开展以“抗酸药的研究”为主题的项目式学习活动。
【资料卡】人体胃液(含有盐酸)通常约100mL,pH约1.5,体温约37℃。抗酸药主要是通过化学反应消耗分泌出的过多胃酸。药物发生疗效时,胃液的pH保持在3~5之间最宜,pH过高也会导致胃痛等不适症状。
任务一:抗酸药的初筛
【回顾归纳】请补充表格。
能与盐酸反应的物质及类别(指示剂除外)
金属单质
金属氧化物
碱
②
①(K、Ca、Na除外,举2例)
MgO
Mg(OH)2、Al(OH)3、NaOH
CaCO3、NaHCO3、Na2CO3
(1)完善表格① ;② 。
(2)碳酸氢钠片与稀盐酸反应的微观示意图如图1,碳酸氢钠片能治疗胃酸过多的原因是: (填离子符号)与盐酸中的H+结合。
(3)初筛结果如下:
①金属单质不适宜作抗酸药,因为金属难以消化且会与胃酸产生难溶性氢气。
②不适宜作抗酸药的碱是 。
任务二:抗酸药的实验筛选
药店实际没有含Na2CO3的抗酸药,兴趣小组通过实验寻找Na2CO3不适合作为抗酸药的原因。
实验1:依次测量等浓度的Na2CO3溶液和NaHCO3溶液的pH,结果分别为11和9。
实验2:向500mL烧杯加100mLpH=1.5的盐酸,用注射器向烧杯中以1mL/min速度滴pH=1.5的盐酸模拟人体分泌胃液,再加1.0gNa2CO3固体并持续搅拌。用pH传感器记录溶液pH随时间的变化曲线。将上述实验中Na2CO3换成NaHCO3,重复实验过程,所得两条曲线如图2。
【分析数据】
(4)与NaHCO3相比:①Na2CO3碱性更强,反应时造成胃液pH远大于5;②且由图可知,Na2CO3 。所以Na2CO3不适合作为抗酸药。
【反思评价】
(5)有小组成员提出,从控制变量和对比实验的角度看,“实验2”设计不够严谨,你认为不严谨之处是 。
任务三:抗酸药的正确使用
(6)某抗酸药铝碳酸镁咀嚼片经咀嚼后吞服,可速在胃部形成较长时间的有效保护膜,原因是:① ;②铝碳酸镁难溶于水,在胃部形成一层保护膜,阻止胃酸进一步侵蚀胃黏膜。
(7)某抗酸药铝碳酸镁片中有效成分是铝碳酸镁[Al2Mg6(OH)16CO3•4H2O],其相对分子质量为602,与盐酸反应方程式为Al2Mg6(OH)16CO3•4H2O+18HCl=6MgCl2+2X+CO2↑+21H2O,则X的化学式为 。
(8)药品说明书显示,某铝碳酸镁咀嚼片每片含铝碳酸镁0.5g,某碳酸氢钠片含主要成分碳酸氢钠0.3g,则服用9片该碳酸氢钠片相当于服用 片该铝碳酸镁片(精确到整数)。
实验3:利用图3所示装置进行实验,烧瓶中模拟人体胃酸过多的环境。20℃时,等质量的碳酸氢钠片、铝碳酸镁片与稀盐酸反应产生CO2的体积分数与时间关系曲线如图所示、pH的变化与时间关系曲线如图4所示。
(9)更易引发腹胀造成胃扩张的是 片,胃溃疡患者不得服用。
【答案】(1) Zn、Fe(合理即可) 盐
(2)
(3)NaOH/氢氧化钠
(4)反应时pH>5的持续时间过长,会导致胃部不适
(5)未模拟体温37℃做对比实验;
(6)铝碳酸镁与胃酸反应能迅速中和胃酸,且反应后溶液的pH逐渐升高并趋于稳定
(7)AlCl3
(8)2
(9)碳酸氢钠/NaHCO3
【详解】(1)①表格中给出的是能与盐酸反应的物质类别,在金属单质这一列,金属活动性顺序中排在氢前面的金属能与盐酸反应,如Zn、Fe等;
②能与盐酸反应的物质有金属单质、金属氧化物、碱、某些盐,根据表格后面列举了具体的盐类物质如CaCO3、NaHCO3、Na2CO3,故②处为盐;
(2)从碳酸氢钠片与稀盐酸反应的微观示意图可以看到,碳酸氢钠在溶液中会解离出,胃酸的主要成分是盐酸,盐酸在溶液中解离出,与结合生成二氧化碳和水,从而消耗了胃酸中的,达到治疗胃酸过多的目的。所以碳酸氢钠片能治疗胃酸过多的原因是与盐酸中的结合;
(3)NaOH是一种强碱,具有强烈的腐蚀性,会对人体的消化道造成严重的伤害,所以不适宜作抗酸药的碱是氢氧化钠;
(4)与NaHCO3相比:①Na2CO3碱性更强,反应时造成胃液pH远大于5;②且由图可知,Na2CO3反应时pH>5的持续时间过长,会导致胃部不适,所以Na2CO3不适合作为抗酸药;
(5)从控制变量和对比实验的角度看,“实验2”设计不够严谨,不严谨之处是未模拟体温37℃做对比实验;
(6)某抗酸药铝碳酸镁咀嚼片经咀嚼后吞服,可速在胃部形成较长时间的有效保护膜,原因是铝碳酸镁与胃酸反应能迅速中和胃酸,且反应后溶液的pH逐渐升高并趋于稳定、铝碳酸镁难溶于水,在胃部形成一层保护膜,阻止胃酸进一步侵蚀胃黏膜;
(7)9片该碳酸氢钠片中碳酸氢钠的质量为0.3g×9=2.7g,
设2.7g碳酸氢钠消耗HCl的质量为x,
x≈1.17g
设铝碳酸镁的质量为y,
y≈1.07g
则该铝碳酸镁片的片数为1.17g÷0.5g/片≈2片;
(8)根据质量守恒定律,化学反应前后原子的种类和数目不变,反应前Al原子有2个,Mg原子有6个,氢原子有42个,氧原子有23个,碳原子有1个,氯原子有18个,反应后Al原子有2个,Mg原子有6个,氢原子有42个,氧原子有23个,碳原子有1个,氯原子有12,则2X中含有2个Al和6个Cl,故X的化学式为AlCl3;
(9)从图中可以看出,碳酸氢钠片与稀盐酸反应产生二氧化碳的速率较快,产生的二氧化碳会使胃内压强迅速增大,对于胃溃疡患者可能会造成胃穿孔等不良后果,所以胃溃疡患者不得服用碳酸氢钠片。
13.(2025·安徽省教育联盟·二模)家庭厨房中有常见的盐,如氯化钠、碳酸钠。化学兴趣小组对厨房中常见的盐进行项目式研究。
资料卡片:氯化钠和碳酸钠在不同温度下的溶解度见下表:
温度(℃)
0
10
20
30
40
溶解度(g)
氯化钠
35.7
35.8
36
36.3
36.6
碳酸钠
7
12.5
22
40
48.8
【任务一】初识两种常见的盐
(1)取少量碳酸钠于试管中,加一定量的水,振荡,滴加无色酚酞试液后显 色,说明碳酸钠溶液呈碱性。若用湿润的pH试纸测定该溶液的pH值,则测定出的pH值 (填“偏大”、“偏小”或“不变”)。
(2)取少量氯化钠于试管中,加一定量的水,振荡,滴加硝酸银溶液,写出其化学方程式 。
【任务二】获取两种常见的盐
(3)碳酸钠中混有少量氯化钠,提纯碳酸钠的方法是 (选填“降温结晶”或“蒸发结晶”)。
(4)氯化钠中混有少量碳酸钠,用化学方法提纯氯化钠的方法是 (答案合理即可)。
【任务三】盐的拓展
资料显示,酸碱盐溶液的浓度越大,电导率(物质传导电流的能力)越大。用数字化仪器测得溶液中电导率随温度的变化如下图2所示。
(5)关于a、b、c、d四点所处溶液的分析正确的是______。
A.溶质质量:
B.溶剂质量:
C.溶质质量分数:
D.a、b是饱和溶液,c、d是不饱和溶液
(6)室温下,氯化钠的溶解度为S,若有室温下100g氯化钠的饱和溶液,如何测定出室温下氯化钠的溶解度?请补充完成实验方案设计,同时说明需要测定的数据(用a表示),并计算室温下氯化钠的溶解度S。
实验方案设计: ,室温下氯化钠的溶解度 。(用a表示)。
【答案】(1) 红 偏小
(2)
(3)降温结晶
(4)加足量的稀盐酸,蒸发结晶(答案表达合理即可)
(5)BC
(6) 将100g饱和溶液蒸干,称取白色晶体氯化钠质量为ag或者将该饱和溶液恒温蒸发10g水,过滤,称滤液质量ag 或(答案合理即可)
【详解】(1)碱性溶液能使无色酚酞溶液变红。因为题中实验结论是碳酸钠溶液呈碱性,所以实验中向碳酸钠溶液中滴加无色酚酞试液后对应的现象是:溶液显红色。
若用湿润的pH试纸测定碱性溶液的pH,由于湿润的试纸含水,会稀释溶液,导致溶液碱性变弱,故测出的pH值偏小。
(2)氯化钠和硝酸银反应生成氯化银和硝酸钠,反应的化学方程式为:NaCl+AgNO3=AgCl↓+NaNO3。
(3)根据资料卡片,碳酸钠的溶解度随温度升高而显著增加,而氯化钠的溶解度受温度影响较小。如果碳酸钠中混有少量氯化钠,提纯碳酸钠时,先用适量水制得较高温度时碳酸钠的饱和溶液(因为氯化钠的量很少,此时全部溶解),然后降温结晶,碳酸钠晶体析出(氯化钠基本无析出,因为氯化钠的溶解度受温度影响较小,且原来氯化钠含量就很少),过滤得到碳酸钠晶体。故碳酸钠中混有少量氯化钠,提纯碳酸钠的方法是:降温结晶。
(4)盐酸能和碳酸钠反应生成氯化钠、二氧化碳和水,当氯化钠中混有少量碳酸钠时,可利用此原理提纯氯化钠,具体方法是:加足量的稀盐酸,充分反应后蒸发结晶。
(5)A、根据资料,酸碱盐溶液的浓度越大,电导率(物质传导电流的能力)越大。由图2可知,a、b、c、d四点所处溶液的电导率关系是:a < b < c = d,因此a、b、c、d四点所处溶液的溶质质量分数关系为:a < b < c = d。由图1可知,烧杯中有水100g,a、b、c、d四点所处溶液中溶剂水的质量相同,因此a、b、c、d四点所处溶液中溶质质量大小关系为:a < b < c = d,选项A不正确;
B、由图1可知,烧杯中有水100g,该实验是在同一烧杯中进行,因此a、b、c、d四点所处溶液中溶剂水的质量相同,选项B正确;
C、根据资料和图2可知,a、b、c、d四点所处溶液的电导率关系是:a < b < c = d,因此a、b、c、d四点所处溶液的溶质质量分数关系为:a < b < c = d,选项C正确;
D、根据资料卡片,30℃时碳酸钠的溶解度是40g,低于30℃时碳酸钠的溶解度小于40g,且温度越低溶解度越小,高于30℃时碳酸钠的溶解度大于40g。由图1可知,烧杯中有水100g,碳酸钠40g。图2中a、b的温度小于30℃,c点恰好30℃,d点大于30℃,因此a、b点溶液都是饱和溶液,都有碳酸钠未溶,c点溶液恰好饱和,d点溶液不饱和。选项D不正确。
故选BC。
(6)方法一,将饱和溶液蒸发结晶、称量饱和溶液中溶质的质量,然后根据饱和溶液中溶质和溶液的质量关系列式计算出溶解度。
实验方案设计:将100g饱和溶液蒸干,称量白色晶体氯化钠质量为ag;
饱和溶液中溶质与溶液的质量比是恒定的数值:,则,室温下氯化钠的溶解度S为:。
方法二,恒温蒸发一定量的溶剂,称量剩余饱和溶液质量,然后根据饱和溶液中溶质和溶剂的质量关系列式计算出溶解度。
实验方案设计:将该饱和溶液恒温蒸发10g水,过滤,称量滤液质量为ag;
饱和溶液中溶质与溶剂的质量比是恒定的数值:,因为析出溶质的质量为:90g-ag,所以,室温下氯化钠的溶解度S为:10(90-a)g。
14.(2025·福建学易金卷·二模)自然界并不缺少“镁”,而是缺少发现“镁”的眼睛。某化学兴趣小组开启寻“镁”之旅,现邀请
你一起进行项目式学习。
任务一:发现“镁”
(1)1792 年,科学家首次发现通过加热苦土(MgO)和木炭的混合物可制得金属镁,同时生成CO2。该反应的化学方程式为 。
任务二:制备“镁”
(2)海水淡化所得的浓盐水中含大量MgCl2,可制备金属镁,流程如图所示:
①写出生成Mg(OH)2的反应化学方程式 。
②图中未涉及的反应基本类型是 (填字母)。
A.化合反应 B.分解反应 C.置换反应 D.复分解反应
③根据流程图,下列说法正确的是 (填字母)。
A.步骤1通过一步反应即可实现,并且制备石灰乳而非石灰水
B.步骤2和步骤3的目的是提纯MgCl2
C.步骤4中一般使用到氩气,目的是防止镁被氧化
D.图中Cl2是可循环使用的物质
任务三:探究“镁”
(3)镁条在空气中放置一段时间后表面形成黑色。查阅资料得知该黑色固体的主要成分是Mg2(OH)2CO3,这可能是Mg与空气中的O2、CO2和 (填化学式)反应生成的。
(4)设计实验方案如图,一段时间后,A中镁条表面变黑,B、C、D中镁条均无明显变化。
①探究镁条表面形成Mg2(OH)2CO3与CO2有关,依据的实验是A和 (填字母)。
②将A中镁条表面的黑色物质用小刀刮下,向其中加入稀硫酸有气泡产生。某同学提出有气泡产生并不能说明黑色物质就是Mg2(OH)2CO3,可能是Mg与酸反应产生气泡,要证明黑色固体中有Mg2(OH)2CO3,还需补充的实验操作为 。
【答案】(1)
(2) C BCD
(3)H2O
(4) D 将产生的气体通入澄清石灰水中,观察澄清石灰水是否变浑浊
【详解】(1)加热苦土(MgO)和木炭的混合物可制得金属镁,同时生成CO2,方程式为:。
(2)①由图可知,生成氢氧化镁的反应为氢氧化钙与浓盐水中的氯化镁反应生成氢氧化镁沉淀和氯化钙,方程式为:
;②化合反应由两种或两种以上物质反应生成一种物质;分解反应由一种物质反应生成两种或两种以上物质;置换反应由单质与化合物反应生成新的单质与化合物;复分解反应由两种化合物交换成分生成两种新的化合物。步骤1中,CaCO3不能直接反应生成Ca(OH)2,通常其转化分为两步:CaCO3在高温条件下分解生成CaO、CO2,属于分解反应,CaO与H2O反应生成Ca(OH)2,属于化合反应;步骤2中MgCl2与Ca(OH)2反应生成Mg(OH)2、CaCl2,属于复分解反应;步骤3中Mg(OH)2与HCl反应生成MgCl2、H2O,属于复分解反应;步骤4中MgCl2在通电条件下分解产生Mg、Cl2,属于分解反应;另外,Cl2、H2在一点条件下反应生成HCl,属于化合反应。综上所述,图中未涉及的反应基本类型是置换反应,故选:C。
③A、根据②的分析,步骤1不能通过一步反应实现,该选项错误;
B、海水淡化所得的浓盐水中含大量MgCl2,也含有其它杂质,而步骤3获得的是相对纯净的MgCl2,所以步骤2和步骤3的目的是提纯MgCl2,该选项正确;
C、镁的化学性质比较活泼,容易被空气中的氧气氧化变成氧化镁,步骤4中一般使用到氩气,目的是防止镁被氧化,该选项正确;
D、根据流程图,MgCl2通电可以生成Cl2,生成的Cl2与H2反应生成HCl,重新回到流程中,所以图中Cl2是可循环使用的物质,该选项正确。
故选:BCD。
(3)根据质量守恒定律,化学反应前后,元素种类不变,黑色固体的主要成分是Mg2(OH)2CO3,含有Mg、O、H、C这4种元素,而Mg、O2、CO2这三种物质中只含有Mg、O、C这3种元素,所以另外的反应物一定含有H元素,空气中含有H元素的物质是H2O。
(4)①A中镁条与氧气、二氧化碳、水同时接触,会变黑;B中镁条与二氧化碳、水接触,不会变黑;C中干燥剂可以吸收水分,镁条与氧气、二氧化碳接触,不会变黑;D中镁条与氧气、水接触,不会变黑。探究镁条表面形成Mg2(OH)2CO3与CO2有关,则实验变量是CO2,依据的实验是A和D;
②Mg与稀硫酸反应生成硫酸镁、氢气,而Mg2(OH)2CO3能与稀硫酸反应生成硫酸镁、水、二氧化碳,要证明黑色固体中有Mg2(OH)2CO3,可证明生成的气体中含有二氧化碳。二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊,而氢气不能使澄清石灰水变浑浊,可用澄清石灰水检验生成的气体中是否含有二氧化碳,因此需补充的实验操作为:将产生的气体通入澄清石灰水中,观察澄清石灰水是否变浑浊。
15.(2025·江苏省连云港市·二模)晋・周处《风土记》记载:“俗以菰叶(箬竹叶)裹黍米(糯米),以淳浓灰汁(灰水)煮之令烂熟,于五月五日及夏至啖之。一名稷,一名角黍。”端午节吃粽子是我国的传统节日之一,化学兴趣小组以“灰水粽”为主题开展了项目式学习。
任务一:粽叶的处理
【资料卡片】元代人们就会用箬竹叶包粽子了,箬竹较耐寒、耐半阴,宜生长在疏松、肥沃、排水良好的微酸性土壤中;箬竹叶自带清新竹香,在蒸煮过程中,其中的挥发性成分渗透到糯米中,赋予粽子独特的草本香气。
(1)从微观角度分析,蒸煮时香气更浓的原因是 。
(2)小组对箬竹叶呈绿色的原因进行了实验探究,实验设计如下:
实验步骤
实验现象
结果分析
步骤1:将箬竹叶洗净后擦干水分,研磨成粉末
步骤2:各取相同量的粉末于两个锥形瓶中,分别加入等体积的水和95%的酒精,振荡
加入水的锥形瓶中无明显现象;加入95%酒精的锥形瓶内液体呈现绿色
箬竹叶的叶片中含有
(3)小组采集了箬竹叶生长的土壤样品。取少量于烧杯中,加入蒸馏水搅拌,静置一段时间后,用计测定上层清液的酸碱度,得出 7。(填“>”“=”或“<”)
任务二:粽米的蒸煮
(4)查阅资料得知,灰水是草木灰溶于水中形成的混合物,小组猜想溶质中存在碳酸钾,为了验证猜想,设计了如下的探究实验:
实验步骤
实验现象
结果分析
取少量灰水于装置A中,加入足量的稀盐酸
猜想成立,中反应的化学方程式是
(5)小组其他同学在继续查阅资料之后,发现草木灰中还含有少量的氢氧化钾,且氢氧化钾在空气中很容易与二氧化碳反应而变质。因此对灰水的溶质再次进行了探究:
【进行猜想】猜想一:碳酸钾 猜想二:碳酸钾和氢氧化钾
【实验探究】
实验步骤
实验现象
结果分析
取少量灰水于试管中,滴入2滴无色酚酞溶液
溶液变为红色
猜想二成立
【结果分析】
①经过讨论,小组同学认为结果分析不正确,理由是: 。
②设计一个证明猜想二正确的实验方案 。(包括步骤和现象)
任务三:粽子的食用
《本草纲目》提及灰水“解烦热”,中医认为草木灰有“温中”作用,部分地区认为灰水粽适合夏季祛湿。现代的粽子种类更加丰富多样,涵盖了各种创新口味和形式,比如瘦肉粽、红豆粽、蜜枣粽、水果粽等。
(6)瘦肉粽除了能给人体提供糖类,还可以提供的营养素是 。
(7)灰水呈碱性,如果空腹或者过量吃灰水粽,可能引起的危害是 。(任写一条)
【答案】(1)温度升高,分子做无规则运动的速度加快
(2)叶绿素
(3)<
(4) 产生大量气泡,石灰水变浑浊 K2CO3+2HCl=2KCl+H2O+CO2↑
(5) 因为碳酸钾也显碱性,故无色酚酞显碱性不能证明灰水中含有氢氧化钾 取样,向溶液里添加过量氯化钙,滴加无色酚酞溶液,若溶液变红,则猜想二成立
(6)油脂或蛋白质
(7)消化不良或胃酸过多
【详解】(1)温度升高,分子做无规则运动的速度加快,故蒸煮时香气更浓;
(2)因为酒精溶液显绿色,说明箬竹叶的叶片中含有叶绿素;
(3)因为箬竹宜生长在微酸性土壤中,故土壤样品的溶液pH<7;
(4)碳酸钾和稀盐酸反应生成二氧化碳、水和氯化钾,故实验现象为产生大量气泡,石灰水变浑浊,化学方程式为:K2CO3+2HCl=2KCl+H2O+CO2↑;
(5)①因为碳酸钾也显碱性,故无色酚酞显碱性不能证明灰水中含有氢氧化钾,故结果分析不正确;
②取样,向溶液里添加过量氯化钙,滴加无色酚酞溶液,若溶液变红,则猜想二成立,若溶液不变色,则猜想一成立,因为滴加过量氯化钙可以与碳酸钾反应生成碳酸钙沉淀和中性的氯化钾,所以滴加无色酚酞后,如果溶液变红,则溶液中含有氢氧化钾,反之没有氢氧化钾;
(6)瘦肉粽主要由糯米、猪肉组成,糯米富含糖类、猪肉富含油脂与蛋白质;
(7)由于胃液显酸性,故空腹或者过量吃灰水粽,可能会降低胃肠道内的酸度,导致消化不良或胃酸过多。
16.(2025·山东省聊城市·二模)金属腐蚀指金属材料受周围介质的作用而损坏。我们经常见到的钢铁制品生锈、铜制品长出铜绿,都是常见的金属腐蚀现象。某化学兴趣小组对“金属的腐蚀”进行项目式学习:
项目一:钢铁的吸氧腐蚀
任务一:探究铁生锈的条件上
【实验内容】:取3段光亮无锈的铁丝,绕成螺旋状,放入3支干燥洁净的试管底部,进行下列实验,实验要保证有足够长的时间来观察现象。一周后,发现实验③中铁丝生锈。
【实验分析】
(1)该实验创新之处在于:可根据铁丝表面的铁锈和 两种现象来判断铁丝反应进行的情况。
(2)通过对比实验 (填序号),说明铁生锈的条件之一是铁要与水接触。
【实验结论】铁生锈实际上是铁与水和氧气发生反应的结果。
任务二:探究影响铁生锈速率的因素
兴趣小组的同学用控制变量法进行如图实验:
(3)一段时间后观察到烧杯内左侧导管液面 (填“高于”或“低于”)右侧导管液面,证明食盐水可以加快铁生锈的反应速率。
(4)已知铁锈的化学式为,取铁锈样品,与在高温下恰好完全反应,消耗,则该铁锈的化学式为 。
项目二:探究金属蚀刻的过程
【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。
【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。
(5)实验1首先要对铝板进行打磨,其目的是 ;
【提出问题】实验2中清洗铁板后的废液的溶质成分是什么?
【作出猜想】废液的溶质中一定含有,可能含有。
【实验探究】
(6)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,向其中加入足量废液
红棕色固体消失
废液中含有
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
【探究结论】废液的溶质中既含有还含有。
【反思评价】
(7)操作①中发生反应的化学方程式为 。
(8)老师对操作②结论的严谨性提出疑问,理由是 。
【项目分析总结】:金属的腐蚀会对我们生产生活带来危害,学习化学不仅可以对金属进行防护,还可以控制反应为我们所用。
【答案】(1)试管内液面高度变化
(2)①③
(3)高于
(4)Fe2O3⋅2H2O
(5)除去铝板表面的氧化物薄膜,防止影响实验
(6)产生白色沉淀
(7);
(8)氯化铁也能与硝酸银反应生成氯化银白色沉淀,故滴加硝酸银溶液,产生白色沉淀,不能说明废液中含有盐酸
【详解】(1)铁生锈会消耗试管内的氧气,导致试管内气压降低,液面升高,因此可根据铁丝表面的铁锈和试管内液面高度变化两种现象来判断铁丝反应进行的情况;
(2)实验①中,植物油可以隔绝空气,干燥空气不含水分,铁丝只与氧气接触,不生锈;实验②中,除去了干燥空气中的氧气,铁丝只与水分接触,不生锈;实验③中,铁丝与氧气、水分同时接触,生锈,通过对比实验①③,说明铁生锈的条件之一是铁要与水接触;
(3)实验结论是食盐水可以加快铁生锈的反应速率,因此左侧锥形瓶内细铁丝更快生锈,气压下降速度更快,一段时间后观察到烧杯内左侧导管液面高于右侧导管液面;
(4)设参加反应的氧化铁的质量为a
根据质量关系可知:
a=8g
水的质量:
根据质量关系可知:
x=2
该铁锈的化学式为;
(5)实验1首先要对铝板进行打磨,其目的是:除去铝板表面的氧化物薄膜,防止影响实验;
(6)②实验结论为:废液中含有稀盐酸,则另取少量废液于试管中,滴加几滴硝酸银溶液,硝酸银能与稀盐酸反应生成氯化银和硝酸,故现象是:产生白色沉淀;
(7)操作①中发生反应为氧化铁和稀盐酸反应生成氯化铁和水,该反应的化学方程式为:;
(8)氯化铁也能与硝酸银反应生成氯化银白色沉淀,故滴加硝酸银溶液,产生白色沉淀,不能说明废液中含有盐酸。
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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·吉林省四平市·二模)课外实验“叶脉书签”的制作过程:树叶洗净后放在一定浓度的氢氧化钠溶液中,煮沸再除去表皮和叶肉,晾干压平,便得“叶脉书签”。实验小组开展了以下活动:
(1)配制1%、5%和10%的氢氧化钠溶液。配制100g10%的氢氧化钠溶液,需要氢氧化钠固体 g。
(2)探究制作“叶脉书签”的最佳条件。
实验Ⅰ:相同煮沸时间内,将树叶放在不同浓度的氢氧化钠溶液里,处理后叶片变化如下表。
NaOH溶液浓度
1%
5%
10%
叶片变化
留有很多叶肉
留有较多叶肉
残留很少叶肉
实验Ⅱ:在10%的氢氧化钠溶液里,将树叶进行不同时间的煮沸,处理后叶片变化如下表。
5min
15min
20min
留有较多叶肉
残留很少叶肉
叶片卷起来,叶肉与叶脉不易分离
①实验Ⅰ的实验目的是 。
②通过实验Ⅰ、Ⅱ可知,制作“叶脉书签”的最佳条件是 (填字母序号)。
A.1%、5min B.%、15min C.10%、20min D.10%、15min
(3)实验时,有同学发现配制的氢氧化钠溶液没有盖瓶塞,怀疑已经变质。于是取少量该溶液,向其中加入氢氧化钙溶液,产生 的现象,说明氢氧化钠溶液已经变质。
(4)用化学反应方程式表示变质的原因 。
探究该溶液的溶质成分
【作出猜想】猜想一:Na2CO3;猜想二:NaOH、Na2CO3.
【继续实验】
(5)取少量待测液于试管中,加入足量的盐酸,有气泡产生。甲同学认为猜想一成立。乙同学不同意她的观点,理由是 。
【改进实验】
(6)几位同学经过讨论,完成下面的实验。
实验操作
实验现象
实验结论
取少量的待测液于试管中,
产生白色沉淀,溶液呈红色
猜想二成立
【反思】氢氧化钠应密封保存,验证物质时需考虑是否有其他的物质产生干扰。
2.(2025·云南省昆明市·二模)管道疏通剂是一种新型管道清洁疏通产品,主要针对家庭中厨卫设施由于油脂、毛发、菜渣、纸棉纤维等各种有机物质造成的管道堵塞进行疏通。某化学兴趣小组购买了市售某品牌固体疏通剂,进行了项目式学习。
品名
管道疏通剂
主要成分
氢氧化钠、过碳酸钠()
注意事项
1.严禁接触皮肤或口服
2.使用前管道口积水不能超过管道口
3.使用本品前后不得使用洁厕灵等酸性物质
4.本品不适用于铝制管道
5.未用完时需拧紧瓶盖
(1)使用前管道口积水不能超过管道口,本品中 (填物质化学式)溶解时瞬间发热,随之产生大量泡沫,有可能溢出管道口造成喷溅。
管道疏通剂加水产生的气体可能是什么?
猜想一: 猜想二: 猜想三:和
(2)如图1所示,在a口放置 即可验证猜想。
(3)定量比较过碳酸钠与过氧化氢制取氧气的效率,运用控制变量法进行实验,测得前数据如图。如图2所示,请写出一条你能获取到的信息 。
(4)本产品未用完需拧紧瓶盖,防止吸收空气中的 (填物质名称)而变质。
(5)小组同学对本品“不适用于铝制管道”产生兴趣,他们将一小段铝片放入盛有溶液的试管中,一段时间后,将点燃的木条放在试管口,听到了爆鸣声。查阅资料发现另一种生成物为偏铝酸钠(),请写出该反应的化学方程式 。
3.(2025·四川省宜宾市·二模)化学社团的同学在探究金属化学性质时,进行了图1所示的实验。
(1)图1实验中观察到的现象是: 。实验过程中小A同学意外发现:当两种金属发生触碰时(如图2),铜片表面产生了气泡。
【提出问题】图2中铜是否发生了化学反应?产生的气体是什么?
【作出猜想】同学们对产生的气体进行了以下猜想:
(2)小B猜想是二氧化硫;小C猜想是氧气;小D猜想是氢气。他们作出猜想的理论依据是 。
【查阅资料】
I将锌片、铜片用导线连接后平行插入稀硫酸中,铜片表面产生气体。该反应过程中金属失去的电子通过导线发生了转移。
Ⅱ二氧化硫能使品红溶液褪色。
【设计并进行实验】
(3)他们设计了图3装置进行实验,将产生的气体分别通过导管与图4中的装置连接,验证自己的猜想。
实验操作
实验现象
实验结论
小B
连接导管a与导管d,向品红溶液中通入气体一段时间
小D的猜想正确
小C
选用正确方法收集气体一段时间后,向试管内伸入带火星的木条
木条不复燃
小D
连接导管a与导管 (填序号),收集气体后用拇指堵住试管口,靠近酒精灯火焰,移开拇指点火
气体燃烧,听到轻微的“噗”声
【教师释疑】图1实验中,锌与稀硫酸反应,锌失去电子,酸溶液中氢离子在锌片表面获得电子生成氢气。
(4)图3实验中,酸溶液中的氢离子从铜片表面获得 (选填“锌”或“铜”)失去的电子生成了氢气。
(5)得出结论:图2中两种金属触碰后铜 (选填“有”或“没有”)发生化学反应。
(6)延伸应用:制造钢制船闸门时,为防止铁被腐蚀,常在钢闸门表面安装比铁更活泼的金属。这种金属可以是________(填序号)。
A.锌 B.铜 C.银
4.(2025·内蒙古包头青山区·二模)《礼记·内则》记载:“冠带垢,和灰请簌;衣裳垢,和灰请浣。”古人洗衣用的“灰”是草木灰(主要成分为),它是作物秸秆、枯枝等燃烧后的灰烬。学习小组对草木灰用作洗衣剂产生了兴趣,开展探究性活动。
任务一:探究草木灰浸出液的酸碱性
(1)
实验操作
实验现象
实验结论
取少量草木灰浸出液于试管中,滴加 溶液
溶液变红色
草木灰浸出液显碱性
任务二:探究混合液碱性的强弱
(2)学习小组同学们查阅资料发现石灰乳和草木灰水都能用来洗涤布料,而且将两者混合之后洗涤效果更好。为探究原因,进行如下实验:用计测得草木灰水的为11.2,石灰乳的为12.1,两者混合后上层清液的为12.8。分析上述实验数据可知,混合后溶液碱性 (选填“增强”或“减弱”),请用化学方程式解释原因: 。
任务三:探究混合后上层清液溶质的成分
【提出猜想】
猜想一:
猜想二:
猜想三:
猜想四:
【分析讨论】
(3)同学们经讨论后一致认为以上猜想中,猜想四是错误的,其原因是 。
【实验探究】
(4)
实验步骤
实验现象
实验结论
操作一:
无明显现象
猜想二不成立
操作二:另取少量上层清液于试管中,滴加适量氯化钡溶液
猜想三成立
【废液处理】
(5)混合后的上层清液加酸调节至接近中性方可排放,生成的盐可用来制备 肥,这种肥料可以促进植物生长、增强植物抗倒伏能力。
5.(2025·四川省南充市·二模)为了深度学习探究初中酸、碱、盐的内容,某化学兴趣小组根据酸碱盐之间的化学反应的关系开展了项目式学习。
(1)第一小组项目1:探究酸碱中和反应。
实验开始后将注射器内的液体缓慢地全部注入烧瓶内。实验中,观察到的现象是 ,c点所示溶液中所含溶质是 (填化学式)。
(2)第二小组项目2:探究酸碱盐之间反应。
如图把甲、乙反应后的溶液倒入同一烧杯中发现溶液显红色,决定继续对烧杯内溶液中溶质成分进行探究。
【提出问题】反应后所得溶液中溶质的成分是什么?
【查阅资料】①溶液呈中性。
②不溶于稀硝酸,能溶于稀硝酸。
【提出清想】烧杯内溶液中的溶质成分可能有:
猜想一: 猜想二: 。
猜想三: 猜想四:
【实验分析】通过对猜想的分析,大家认为猜想四不成立,原因是 。
【实验探究】同学们对剩余的几种猜想继续探究
实验操作
实验现象及结论
a.取烧杯中的溶液于试管中,加入 溶液
现象: ,说明猜想一不成立
b.过滤,向沉淀中加入足量稀硝酸
现象:沉淀部分溶解有气泡产生,说明猜想 成立
6.(2025·山东省滨州市·二模)实验室里有一瓶未盖瓶塞的碱石灰,某学习小组同学在老师的指导下,以“碱石灰成分和性质”为主题开展项目式学习。
任务一:查阅资料认识“碱石灰”
Ⅰ.制碱石灰的流程
Ⅱ.的分解温度是580℃;NaOH受热不分解。
(1)上述制得的碱石灰主要含有 。
任务二:探究未盖瓶塞的“碱石灰”样品的成分
【作出猜想】样品中的成分可能有下列几种:
猜想1:、NaOH 猜想2:CaCO3、、NaOH
猜想3:CaCO3、NaOH、Na2CO3 猜想4:CaCO3、Na2CO3
【实验探究】该小组同学设计并进行了如下实验(已知:BaCl2溶液呈中性)。
实验步骤
现象
结论
步骤1:取5g“碱石灰”样品于烧杯中,加入50g水,充分搅拌后,静置
烧杯底部有白色固体
猜想1不正确
步骤2:取步骤1烧杯中上层清液少许,加入试剂X
无明显现象
猜想2不正确
步骤3:取步骤1烧杯中上层清液少许,滴2滴酚酞溶液
溶液变红
猜想3正确,猜想4不正确
步骤4:取步骤3变红的溶液,加入过量BaCl2溶液
【反思评价】
(2)步骤1的方案不严密,理由是 ,改进实验方案:取:5g“碱石灰”样品于烧杯中,加入足量的 ,产生气泡,则猜想1不正确。
(3)步骤2中试剂X可选用_____(填字母)。
A.FeCl3溶液 B.稀盐酸 C.Na2CO3溶液
(4)步骤4中的现象为 。
(5)样品中之所以含有碳酸钠是因为 (用化学方程式表示)。
任务三:测定未盖瓶塞的“碱石灰”样品中各成分的含量
足量稀硫酸
【实验步骤】
①称取“碱石灰”样品10.00g,加入足量的水,充分搅拌;
②过滤、洗涤滤渣,称得滤渣质量为8.00g;
③将滤液和洗涤液混合,按图进行实验,实验前,称得整个装置总质量为442.64g;
④打开活塞,滴加稀硫酸至完全反应,一段时间后,称得整个装置总质量为442.20g。
【结论与评价】
(6)仪器M的名称是 。
(7)根据数据可计算原样品中各成分的含量,其中NaOH的质量分数是 。
(8)该小组同学按上述实验规范操作,测得样品中Na2CO3的质量分数偏小,原因是 。
7.(2025·山东沂南·二模)氧气是一种在生产、生活中有广泛用途的重要气体,如医疗急救、炼钢、气焊、化工等。为满足不同人群的需求,市面上有多种类型的制氧机。化学实践小组制作了一台简易“制氧机”,如图所示。
用该制氧机制氧气时,在反应仓中先加入适量水,再依次加入粉末状过碳酸钠(化学式为)和粉末状二氧化锰,即可持续、平稳地产生氧气。
(1)其制氧气的原理可分为两步:①过碳酸钠易溶于水,遇水分解为碳酸钠和过氧化氢,;② (用化学方程式表示)。
【提出问题】充分反应后,若将反应仓内的混合物过滤,得到的滤液中溶质成分有哪些?
【查阅资料】①在酸性条件下,过氧化氢能将KI转化为I2;②氯化钡溶液显中性。
【进行实验】将一定量粉末状过碳酸钠和粉末状二氧化锰置于水中至不再产生气泡,将反应后的混合物进行过滤。
(2)实验1:取少量滤液于试管中,滴加过量稀盐酸, (填实验现象),证明滤液中含有碳酸钠。
(3)实验2:继续向实验1反应后的溶液中滴加KI溶液,再滴加 溶液,溶液没有变为蓝色,证明滤液中不含过氧化氢。
【反思交流】过碳酸钠溶于水时生成碳酸钠,是否同时也会生成氢氧化钠?
(4)实验3:另取少量滤液于试管中,滴加过量的氯化钡溶液,目的是 ,反应的化学方程式是 。
(5)待实验3充分反应后,静置,取上层清液,滴加几滴酚酞试液,溶液呈 色,证明滤液中不含氢氧化钠。
8.(2025·江西南昌·二模)劳动能提升生活技能。周末,小明向妈妈学习烹饪技术,调味时用到氯化钠。返校后,小明和化学兴趣小组的同学对“海水晒盐”到制成食盐的过程产生了浓厚的兴趣,于是进行了项目式探究。
任务一:实验室模拟古法晒盐过程并除去粗盐中的不溶性杂质
【查阅资料】浙江象山“海水晒盐”——古法晒盐技艺入选国家级非物质文化遗产名录。象山晒盐以海水为基本原料,通过日晒、风力蒸发等方法,盐结晶成了原盐,留下了卤水。
请回答以下问题:
(1)下列除去粗盐中不溶性杂质的实验操作中,类似“海水晒盐”原理的是___________。
A.溶解 B.蒸发 C.过滤 D.搅拌
(2)下图是小明除去粗盐中不溶性杂质的实验操作过程。按实验操作考试评分标准评价,1个错误操作扣1分,小明被扣2分,他的错误操作是 (填序号)。
任务二:检验粗盐中可溶性杂质成分
【资料与说明】①将粗盐除去泥沙等不溶性杂质后,溶液中可能还含有等可溶性杂质;②微溶于水;③本实验探究中微溶物不沉淀。
(3)【实验探究】小明向粗盐溶液中加入过量溶液,未出现明显现象,说明不含 杂质。
(4)【继续探究】兴趣小组其他同学继续进行了以下探究。
实验步骤
实验现象
实验结论
I.小冬另取少量粗盐溶液于试管中,滴加过量溶液,过滤
产生白色沉淀
粗盐溶液中含有杂质,并已全部除去,反应的化学方程式为
Ⅱ.小华向步骤I的滤液中滴加过量溶液,过滤
产生白色沉淀
粗盐溶液中含杂质,并已全部除去
Ⅲ.小伟向步骤Ⅱ的滤液中滴加 至溶液呈中性
无明显现象
将溶液蒸发,得到纯净的固体
【得出结论】粗盐中可溶性杂质成分已确定,且已完全除去。
(5)【交流讨论】同学们讨论之后,认为步骤Ⅱ无法得出粗盐溶液中含有杂质的结论,理由是 。
(6)【反思评价】若实验过程中不考虑损耗,最终得到固体的质量将 (填“大于”、“小于”或“等于”)粗盐溶液中固体的质量。
9.(2025·吉林省长春市·二模)馒头、面包等发面食品的面团中都有许多小孔,使发面食品松软可口。于是小明将家里制作馒头用的白色粉末带到实验室与同学们一起进行探究。
(1)【初步探究】取少量白色粉末于试管溶解,测得溶液的,说明溶液呈 性。
【提出问题】白色粉末成分是什么
【查阅资料】碳酸钠、碳酸氢钠都可用于制作发面食品。
碳酸氢钠不稳定,受热易分解生成二氧化碳和水等,碳酸钠化学性质稳定。
【猜想与假设】猜想Ⅰ:碳酸钠,猜想Ⅱ:碳酸氢钠
(2)【实验探究】甲、乙兴趣小组设计不同实验方案进行探究。
甲组方案:取适量白色粉末于试管中,将导管伸入澄清石灰水,加热,澄清石灰水变浑浊,则猜想 正确。
乙组方案:准确测量生成气体的体积以判断白色粉末的成分。分别向盛有碳酸钠、碳酸氢钠和白色粉末的锥形瓶中,注入等体积、等浓度的足量的稀盐酸,记录如表:
实验编号
锥形瓶内物质
最终得到体积/mL
名称
质量/g
①
碳酸钠
a
②
碳酸氢钠
a
③
白色粉末
m
表中 g;根据上表中数据分析,猜想Ⅱ正确,判断的依据是 。
【反思应用】
(3)甲组方案中,无法判断白色粉末是否为碳酸钠和碳酸氢钠的混合物;乙组方案可以判断,如果是两者的混合物,根据上表中数据分析,应该满足的条件是 。
(4)家中制作馒头、面包时,将面粉发酵(产生有机酸),再加入适量的碳酸氢钠,可以使馒头、面包松软多孔,原因是 。
【物质制备】我国著名化工专家侯德榜创立了“侯氏制碱法”促进了我国民族工业的发展。其生产原理是在氯化钠饱和溶液中通入氨气,再通入二氧化碳,使溶解度较小的碳酸氢钠从溶液中以沉淀的形式析出:,过滤出碳酸氢钠晶体,再受热分解得到产品。整体流程如图:
(5)“侯氏制碱法”制得的“碱”是 (写化学式)。
(6)计算5.85吨NaCl可制得的质量为 吨。
(7)在实际生产上,从反应后的混合物溶液中析出晶体的质量小于计算值,理由是 。
物质变质的探究题型二
1.(2025·安徽省芜湖市·二模)化学兴趣小组的同学在实验室验证二氧化碳的性质时,其中有一组同学的实验出现了异常现象。如图,将制得的二氧化碳气体通入澄清石灰水时,澄清石灰水未变浑浊。
【提出问题】实验中出现异常现象的原因是什么?
【作出猜想】
猜想一:可能是所用的澄清石灰水完全变质了。
猜想二:可能是所用的盐酸浓度过大导致。
(1)①若澄清石灰水完全变质了,则液体中只有水。
②若盐酸浓度过大,实验时浓盐酸表现出 性,导致制得的CO2中含有HCl。
【进行实验】
①取该组同学实验所用的澄清石灰水1~2mL,滴加几滴酚酞试液,发现溶液变红。
②将该组同学实验中生成的气体通入硝酸酸化的稀硝酸银溶液,发现有白色沉淀生成。
【讨论交流】
(2)实验①中使酚酞试液变红的离子是 (填离子符号)。
(3)实验②生成白色沉淀的化学方程式为 。
【实验结论】
(4)猜想 正确。
【拓展延伸】
(5)通过上述探究实验可知,在澄清石灰水中通入CO2和HCl的混合气体时,HCl先与Ca(OH)2发生反应,所以澄清石灰水未变浑浊。分析下列物质间的反应,有先后顺序的是________(填字母)。
A.向硫酸和硫酸铜的混合溶液中逐滴加入烧碱溶液
B.向氢氧化钠和氯化钡的混合溶液中逐滴加入稀硫酸
C.向氢氧化钠和碳酸钠的混合溶液中逐滴加入稀盐酸
(6)用数字化实验探究二氧化碳与石灰水的反应,实验时将两支注射器内的液体先后注入容器。
①写出二氧化碳与石灰水反应的化学方程式: 。
②对比分析AB段压强减小、CD段压强增大的原因是 。
③图中压强始终没有达到0kPa,可能的原因是 。
2.(2024·广东省广州市·二模)游泳池中加入的消毒剂可以抑制小球藻等藻类的生长。实验小组对抑制小球藻生长的因素进行了探究。
已知:实验中,小球藻褪色时间越短,说明消毒剂对小球藻生长的抑制效果越好。
【进行实验】按表中数据,分别向盛有40mL小球藻试液的锥形瓶中加入消毒剂,记录如表:
序号
消毒剂种类及体积
消毒剂浓度
温度/℃
褪色时间
①
84消毒液2mL
6%
20
244s
②
8%
20
220s
③
10%
20
208s
④
10%
30
74s
⑤
10%
40
49s
⑥
H2O2溶液2mL
10%
20
24h后颜色略变浅
⑦
8%
20
24h后颜色略变浅
【解释与结论】
(1)对比③、⑥可知:能更好地抑制小球藻生长的消毒剂是 。
(2)由③④⑤可以得出的结论: 。
【继续实验】
按表中数据,分别向盛有40mL小球藻试液的锥形瓶中同时加入10%的84消毒液和10%的H2O2溶液,在20℃下进行实验,记录如表:
序号
84消毒液体积/mL
H2O2溶液体积/mL
实验现象
褪色时间
⑧
2
0.2
产生极少量气泡,60s后无气泡产生
285s
⑨
2
2
产生大量气泡,120s后无气泡产生
24h后颜色仍不变
⑩
0.2
2
产生极少量气泡,60s后无气泡产生
24h后颜色略变浅
【结论与反思】
(3)小组同学认为,将84消毒液和H2O2溶液同时加入不能更好的抑制小球藻的生长,所依据的实验是 (从⑧~⑩中选择,填序号)。
(4)将带火星的木条伸入⑨的锥形瓶中,观察到 ,说明产生的气体为O2。
(5)小组同学对⑨产生O2的原理提出两个猜想。
猜想1:84消毒液对H2O2分解产生O2起到催化作用。
猜想2:84消毒液与H2O2溶液发生反应生成O2。
依据上述实验,你认为可以排除猜想 (填“1”或“2”),理由是 。
3.(2025·山东省临沂市·二模)某化学兴趣小组在整理实验室时发现失去标签的两瓶无色溶液,已知一瓶是稀盐酸或稀硫酸,另一瓶是氢氧化钠溶液或氢氧化钙溶液。请你一起完成探究活动(每种方案或实验的1、2号试管中,事先分别加入等量的上述两种无色溶液,已知碳酸钠水溶液显碱性,氯化钙水溶液显中性。):
探究一:鉴别酸溶液与碱溶液
【设计实验】
(1)为鉴别哪一瓶是酸溶液,哪一瓶是碱溶液,小明设计了下图所示的四种方案,方案不可行的是 (填字母序号)。
探究二:探究两瓶溶液的溶质成分
【提出问题】两瓶无色溶液的溶质成分各是什么?
【设计实验】小华为鉴别两瓶溶液的溶质成分,分别向1、2号试管中加入的试剂及实验现象如表所示:
实验序号
实验一
实验二
实验三
实验四
所加试剂
镁条
溶液
溶液
溶液
现象
1号试管
产生气泡
产生气泡
无明显现象
有白色沉淀
2号试管
无明显现象
无明显现象
产生蓝色沉淀
有白色沉淀
【获得结论】
(2)据实验 可知1号试管中的溶质是 ,2号试管中一定含有 ,原溶液是氢氧化钠溶液。
【讨论质疑】
(3)小强对2号试管中试剂的变质程度提出质疑,其变质是 ,但溶液仍显碱性。
探究三:探究氢氧化钠溶液变质后溶质的成分
【提出问题】氢氧化钠溶液变质后溶质的成分是什么?
【猜想假设】
猜想一:
猜想二:
【设计实验】
(4)请完善下面的表格。
实验方案及操作步骤
实验现象
步骤一:取瓶中变质后的氢氧化钠溶液少量于试管中,加入足量溶液充分反应,过滤。
步骤二:取步骤一中的滤液少量于试管中,向其中滴加 。
溶液变红色
【获得结论】
(5)猜想 成立。
【反思评价】
(6)小明认为可用溶液代替步骤一中的溶液进行实验,大家一致认为此方案不可行,理由是 (用化学方程式表示)。
4.(2025·湖南省衡阳市·二模)化学兴趣小组的同学在实验室发现一瓶久置的氢氧化钠固体,对其是否变质及变质程度展开探究。
【定性分析】
(1)为检测久置空气中氢氧化钠是否变质,设计并进行如下实验:
I.久置空气中的氢氧化钠固体变质的原因是 (用化学方程式表示)
II.能达到实验目的的是试管 中的实验(填1或2)。
【定量测定】为了测定ag变质氢氧化钠样品中氢氧化钠的质量分数,设计了如下的实验方案:
①组装装置,检查气密性良好;②加入药品,称量处装置质量为,滴入足量稀盐酸;③完全反应后称量处装置质量为;④后续处理。
【实验分析】
(2)I.判断变质的氢氧化钠中杂质已完全反应的实验现象 ;
II.B处装置中浓硫酸的作用是 ;
III.利用实验数据,变质氢氧化钠中氢氧化钠的质量分数为 (用字母列式表达)。
5.(2025·贵州安顺·二模)兴趣小组对劳动教育基地土壤的酸碱度、成分及改良措施等进行探究。
任务一:土壤酸碱度测定
【实验准备】在该基地,取土壤样品与蒸馏水按的质量比混合,充分搅拌后静置,过滤得到土壤浸出液。
【进行实验】
(1)用计测量土壤浸出液的,则该土壤呈 性。
任务二:探究适合生长的作物
【信息检索】下表是几种经济作物适宜生长的范围。
作物
茶树
蜂糖李
枇杷
火龙果
适宜生长的范围
4.5~5.5
5.5~6.0
6.0~6.5
6.0~7.5
【小组交流】
(2)表中的 (填作物)最适宜在该基地种植。
查阅资料:①酸性土壤中,含铁矿物易溶解生成,过量会加剧土壤酸化并影响植物生长;②含氯化肥和含氯农药的施用会使释放到土壤中,累积不仅影响土壤结构,还会降低作物的品质和产量;③与硫氰化钾()溶液反应生成血红色物质,现象明显。
任务三:探究土壤中是否含有铁离子和氯离子
【实验设计】
(3)
实验步骤
实验现象
实验结论
步骤①:取少量土壤浸出液于试管中,滴加几滴 ,振荡后观察现象
溶液变为血红色
土壤中含有
步骤②:另取少量土壤浸出液于试管中,先滴加稀硝酸酸化,再滴加溶液,振荡后观察现象
土壤中含有
步骤②能否用稀盐酸代替稀硝酸,为什么? 。
任务四:改良土壤酸碱性
(4)甲同学用久置的熟石灰来改良土壤酸碱性时,发现效果不好;乙同学提出可能熟石灰已变质,熟石灰变质的原因是 (用化学方程式表示)。
(5)请你设计实验方案证明熟石灰是否变质: 。
(6)丙同学提出:用草木灰(主要成分是,化学性质与相拟)来改良土壤的酸碱性更好,理由是 。
【拓展应用】
(7)某无土栽培营养液中有、、、四种离子(和忽略),其中离子个数比为。若为个,则的个数为 。
有关反应条件与影响因素的探究题型三
1.(2025·山东省太原市·二模)同学们在实验室中用以下实验进行铁钉锈蚀的研究。一段时间后观察到试管D中铁钉比试管C中铁钉锈蚀更严重。
(1)向试管中加入铁钉的操作是 。
(2)试管A中干燥剂的作用是 。
(3)试管B中所用蒸馏水“煮沸”的目的是 。
【问题与交流】
(4)切过咸菜的铁制菜刀更容易生锈的原因是 ,因此生活中防止菜刀生锈的方法是 。
(5)将试管D中的食盐水换成稀硫酸,浸没铁钉后倒去溶液,一段时间后看到铁钉严重锈蚀,其起因是铁与稀硫酸反应,该反应的本质是铁原子变成亚铁离子, 。
2.(2025·广东省广州市·二模)研究生物质碳的制备及应用具有重要的意义。
【查阅资料】生物质碳是由生物质材料(如秸秆、棉花、树叶等)在惰性气氛环境下经高温碳化得到的一种多孔碳材料,一般由碳、氢、氧、氮、硫等元素组成。
I.以玉米秸秆为原料制备生物质碳
步骤1.热解:将预处理过的玉米秸秆在惰性气氛中高温热解,使其失去水分,同时产生焦油,得到碳骨架。
步骤2.活化:加入溶液浸泡,先将焦油溶解,再与碳架内部的反应生成。
步骤3.洗涤:加入水洗涤、干燥后得到生物质碳。
(1)热解时,可通入 (填标号)形成惰性气氛环境。
a. b. c.
(2)活化时,用溶液是利用其具有 的化学性质。
(3)洗涤时,可将洗去,推测其具有的性质是 。
Ⅱ.生物质碳通过吸附作用可去除废水中的和。某科研团队研究了不同制备条件所得的生物质碳对吸附效果的影响,部分实验结果如下表所示:
序号
温度
时间
吸附量(mg/g)
吸附量(mg/g)
①
400
1
25.3
48.7
②
400
2
28.1
52.4
③
400
3
30.2
55.6
④
500
1
32.8
58.9
⑤
500
2
35.6
62.3
⑥
500
a
38.1
65.7
⑦
600
1
40.2
68.9
⑧
600
2
42.5
72.1
⑨
600
3
45.3
75.6
(4)实验③、⑥、⑨是研究温度对制备所得的生物质碳通过吸附作用去除废水中的和的影响,则 。该实验得出的结论是 。
(5)实验还可得出的结论是 。
Ⅲ.生物质碳的其它应用
(6)生物质碳被添加到土壤中,一方面碳元素被固定,可减少气体的排放,对缓解全球气候变化有重要意义;另一方面它使土壤变得疏松,良好的通气性可以为植物根系提供充足的气体,保证根系的正常呼吸和生长。则:为 ,为 (填化学式)。
3.(2025·广东省肇庆市·二模)高锰酸钾是一种重要的化工产品,它不仅是初中化学制取氧气的重要原料,在医疗上还可以用于杀菌消炎。某兴趣小组对高锰酸钾展开项目式学习。
【任务一】的物理性质
为探究高锰酸钾的溶解性,小组同学设计了如图实验。
(1)在两支试管中分别加入一小粒高锰酸钾,如图操作,观察到A试管中固体全部溶解,溶液呈 色;B试管中固体不溶解,汽油不变色。说明物质的溶解性与 有关。
(2)溶液中含有、两种离子,小明认为溶液的颜色是的颜色,请你结合所学知识回答判断依据是 。
【任务二】的化学性质
(3)高锰酸钾常用于实验室中制取氧气,写出该反应的化学方程式: 。
【查阅资料】维生素C能与反应,使溶液褪色。
【实验探究】探究果蔬汁中维生素C含量
【进行实验】用几种果蔬汁完成实验,记录观察到溶液恰好褪色时所需果蔬汁的用量。
实验操作
果蔬汁
果蔬汁用量/滴
鲜榨的白菜汁
12
鲜榨的橙汁
8
鲜榨的西红柿汁
11
加热后冷却至室温的新鲜西红柿汁
14
放置12小时的西红柿汁
15
【实验结论】
(4)由上述实验现象可知,影响果蔬汁中维生素C含量的因素有 。
(5)下列做法中能提高上述果汁中维生素C含量测量的准确度的有______(多选,填字母序号)。
A.减小高锰酸钾溶液质量分数 B.用管口较小的滴管
C.将等量的果蔬汁用等量的水稀释 D.增加高锰酸钾溶液体积
(6)日常饮用橙汁时需要注意的事项是 (写一点)。
(7)继续实验,发现猕猴桃汁中维生素C含量大于西红柿汁中维生素C含量,其实验方案为按照图中实验装置,逐滴滴加猕猴桃汁, 。
4.(2025九·广东省东莞市·二模)随着全球“双碳”目标的提出,氮作为氢的载体。越来越引起重视,氮气正在由肥料走向燃料。随着科技的不断发展,氨燃料有望在航海、航空和燃料电池等方面广泛应用。
【资料卡片】
①当量比是燃料完全燃烧理论所需要的空气量与实际供给的空气量之比。
②碳酸氢铵不稳定,受热易分解:
I.氨气、氢气都属于清洁能源,其性质对比参数如表。
性质参数
氢气
氨气
颜色、气味
无色、无味
无色、刺激性
沸点/℃
-251.77
-33.34
爆炸限值/%
4~75
15~28
水中溶解度
难溶于水
极易溶于水
(1)将氨气置于空气中发现无法燃烧,而在氧气流中却燃烧起来,说明氨气燃烧与 有关。氨气在纯氧中可以完全燃烧,生成水和氮气,该反应的化学方程式为: ,可将 能转化为热能。
(2)对比参数分析,你认为氨气替代氢气成为理想燃料的理由有 (任写一点)。
(3)在氨气中添加适量的氢气,进行混合燃烧。科学研究不同当量比下的氨气/氢气/空气的燃烧速度(如图1):
分析图中数据,当“当量比”在 (填字母)范围内,且X(NH3)= 时,燃料燃烧速度最快。
A.0.6~0.8 B.0.8~1.0 C.1.1~1.2 D.1.3~1.4
Ⅱ.探究制备氨燃料的方法。
【方案1】利用碳酸氢铵制备氨气。
【方案2】利用铵盐溶液和碱溶液混合加热制备氨气。
(4)经分析,方案1不合理,理由是 。
(5)利用氯化铵溶液和氢氧化钠溶液混合加热制氨气,实验过程中发现此方法制得的氨气量较少,可能的原因是 。
(6)经讨论改用铵盐固体和碱固体混合物来提高氨气产量(如图2),出现 现象,证明氨气收集满了。
5.(2025·广东省广州市·二模)丙酸钙为白色固体,易溶于水,可作食品防霉剂,国家标准规定了其用于制作面食、糕点时每千克面粉中的最大使用量。小组同学实验探究其性质和防霉的效果。
(I)探究丙酸钙的性质
【进行实验】用下图装置(夹持仪器已略去)完成实验,记录如下:
序号
①
②
装置
现象
试管内壁有水雾
注入稀盐酸后,有气泡产生,石灰水变浑浊
【解释与结论】
(1)②中现象说明有产生。与石灰水反应的化学方程式为 。
(2)查阅资料得知丙酸钙与盐酸反应无气体生成。由实验②可得出的结论是 。
(II)探究丙酸钙防霉的效果
【进行实验】分别按下列①~⑧的配方蒸制8个馒头,冷却后置于密封袋中,记录如下:
组别
第1组
第2组
序号
①
②
③
④
⑤
⑥
⑦
⑧
配方
面粉/g
50
50
50
50
50
50
50
50
酵母/g
0.75
0.75
0.75
0.75
0.75
0.75
0.75
0.75
蔗糖/g
0
0
0
0
5
5
x
5
丙酸钙/g
0
0.06
0.10
0.15
0
0.06
0.10
y
开始发霉时间
第3天
第4天
第5天
第6天
第3天
第4天
第5天
第6天
【解释与结论】
(3)设计第1组实验的目的是 。
(4)第2组,⑦中x为 ,⑧中y为 。
(5)对比第1组、第2组实验可得到的结论是 。
【反思与评价】
(6)过氧化钙晶体(),常温为白色,能溶于酸,难溶于酒精。过氧化钙晶体组成的测定:称取21.6克晶体用热分析仪对其进行热分解实验,并绘制成固体质量与温度关系图(过氧化钙晶体受热时会先失去结晶水,再继续加热会分解产生氧气)
①根据上图可知 。
②时发生反应的化学方程式为 。
6.(2025·湖南岳阳·二模)某工厂排放的废水中含磷元素,还可能有氢氧化钠、碳酸钠,兴趣小组同学在老师的指导下进行了探究。
Ⅰ.制备吸附剂
为除去废水中的磷元素,往桑枝木炭中加入溶液,浸泡后再加入NaOH溶液,调节溶液的pH,经系列操作制得吸附剂A和吸附剂B。
Ⅱ.比较吸附剂的性能
为比较两种吸附剂的除磷性能,25℃时,分别取含磷浓度为的两份等量含磷废水,将废水的pH均调至6,用两种吸附剂进行实验,结果如下表(吸附量:每克吸附剂吸附的废水中磷元素的质量)。
吸附剂
吸附剂质量/g
废水的pH
吸附时间/min
吸附率/%
吸附量/()
A
0.2
6
x
75.7
1.42
B
0.2
6
260
98.1
1.84
(1)上表中 。
(2)由上表可得出的实验结论是 。
Ⅲ.探究废水中是否含氢氧化钠、碳酸钠。
(3)
实验步骤
实验现象
实验结论
①取适量废水于烧杯中,向其中滴加2~3滴无色酚酞溶液。
溶液由无色变红色
废水中一定含有氢氧化钠
②取适量废水于烧杯中, (写步骤和现象)
废水中一定含有碳酸钠
(4)实验②中发生化学反应的方程式是 。
(5)有同学提出实验①的结论不正确,请说出他的理由 。
(6)小组同学决定用稀硫酸中和废水中的氢氧化钠,请在右侧方框内画出稀硫酸恰好完全中和氢氧化钠后溶液中的粒子 。(不考虑水中的和)请用写上粒子符号的圆圈表示对应粒子,如:表示氢离子,表示硫酸根离子,表示水分子。
项目式探究题型四
1.(2025·广东省广州市·二模)某兴趣小组同学开展了科学使用固体管道疏通剂的项目式探究活动。
任务一:管道疏通剂的疏通原理
主要成分:粒状氢氧化钠、铝粒
氢氧化钠与铝的反应原理:
(1)疏通原理:用玻璃弯管模拟下水管(如图),氢氧化钠、铝与水反应产生的 使下水管道内的压强增大,同时松动阻塞物,促进氢氧化钠溶解堵塞物。
任务二:正确使用固体疏通剂
实验1:疏通剂的用量与产生氢气体积的关系
实验次数
疏通剂质量名
水(20℃)/mL
结果(气球体积)
1
5.05(常规用量)
15
2
15.07(大剂量)
a
3
25.02(超剂量)
15
(2) 。
(3)装置B的作用为 。
(4)装置C中浓硫酸的作用为 。
实验2:水温对液体喷溅的影响
(5)为证明疏通时喷溅事故与加入水的温度有关,实验设计的基本思路是:用玻璃弯管模拟装置,不变量是每次加入25.00g左右的疏通剂,变量及观察点是 。
任务三:疏通剂的配方。
疏通剂配方(质量比):粒状氢氧化钠45%、铝粒24.75%、其它30.25%
(6)推测影响疏通效果的因素还有 。
【探究活动四】固体疏通剂的迭代
过碳酸钠遇水的反应原理:
(7)从安全角度分析,过碳酸钠替代铝的最主要的优点是 。
(8)小组同学总结了科学使用管道疏通剂的注意事项,正确的是______(填标号)。
A.使用前阅读产品说明书,按照操作说明使用
B.使用时要佩戴护目镜、手套、口罩等保护措施
C.为快速疏通可加大疏通剂的使用量、快速倒入大量沸水
2.(2025·福建福州屏东中学·二模)茶叶中的咖啡因()具有提神功效,用乙醇提取咖啡因的流程如下。同学们对咖啡因提取质量的影响因素进行探究。
茶叶提取液浓缩液固体粉末咖啡因
实验1:分别取10g粉碎后的茶叶,用140mL体积分数为95%的乙醇提取,得到咖啡因并称量其质量,实验记录如下:
茶叶种类
红茶
白茶
绿茶
咖啡因质量/mg
51.16
20.02
45.31
【解释与结论】
(1)95%的乙醇中,溶剂是 。
(2)咖啡因中碳元素与氧元素质量比为 。
(3)设计实验1的目的是 。
实验2:分别取粉碎后的绿茶,用乙醇提取,进行下列实验,得到咖啡因并称量其质量,实验记录如下:
序号
乙醇体积分数/%
提取时间/min
升华时间/min
咖啡因质量/mg
①
75
60
5
36.69
②
85
60
5
41.24
③
95
60
5
45.31
④
95
8
48.16
⑤
95
60
10
55.07
⑥
95
60
12
52.95
【解释与结论】
(4)由①~③得出的结论是 。
(5)③~⑥中为探究升华时间对咖啡因含量的影响,④中应为 。
【反思与评价】
(6)依据实验数据,不能得出“乙醇体积分数和提取时间等条件分别相同时,升华时间越长,绿茶中咖啡因的提取质量越多”的结论,其证据是 。
(7)继续实验,证明“提取时间对绿茶中咖啡因提取质量有影响”,设计实验方案: 。
3.(2025·福建省宁德市·二模)双效泡打粉是一种家庭常用的发酵粉,在常温和较高温下能两次释放气体:
第一效:将面粉、水、发酵粉混合揉好后常温发酵20分钟,发现面团膨胀。
第二效:将发酵后的面团蒸20分钟,面团再次膨胀。
【资料】某品牌双效泡打粉主要成分:焦磷酸二氢二钠(Na2H2P2O7)、NaHCO3、CaCO3、淀粉等。
(1)将紫色石蕊试剂滴入Na2H2P2O7溶液中,溶液呈红色,则Na2H2P2O7溶液显 (填“酸性”或“碱性”)。
(2)常温下,将Na2H2P2O7溶液滴入NaHCO3中,产生气泡,如图1,将气体通入澄清石灰水,变浑浊。
①产生的气体是 。
②该反应装置还可以用于实验室制取 气体。
(3)使用双效泡打粉制作馒头,和面的先后顺序正确的是______。
A.泡打粉与面粉充分混合,后加水进行和面
B.泡打粉充分溶于水中,后加面粉进行和面
(4)将NaHCO3受热易分解,生成碳酸钠、二氧化碳和水。请写出该反应的化学方程式: 。
(5)小组同学取用25℃时,1.0g与2.0g泡打粉样品及35℃时1.0g泡打粉样品与水反应,利用图1装置连接压强传感器,测定装置内压强的变化,数据如图2。
①对比曲线②和曲线③可知,泡打粉产气速率与 有关。
②曲线①在t时突然回落到初始压强的原因可能是 。
(6)不同发酵粉蒸出馒头的区别
发酵粉类别
酵母
双效泡打粉
小苏打
馒头口感
最松软,略有酸味
一般松软,略有碱涩味
略硬,碱涩味略重
根据表格,家庭制作馒头要使效果口感更佳,可选用发酵粉的组合是 和 。
4.(2025·北京大兴区·二模)硝酸钡[]是一种重要的无机盐产品,可利用碳酸钡()和硝酸铵()反应进行制备。研究人员通过实验探究影响该反应效果的因素。
【查阅资料】①在一定条件下碳酸钡与硝酸铵反应:
②难溶于水。
【进行实验】称量一定质量的,用水溶解在烧瓶中,配成所需要的浓度。再加入粉末于烧瓶中,插入空气导管并接通气泵,通入空气。在一定温度下搅拌后,对剩余的进行减压过滤、洗涤,干燥后称重。
实验记录如下:
实验
温度/℃
溶液的溶质质量分数/%
通入空气的导管数目/个
剩余的质量/g
①
60
5
1
28.60
②
80
1
27.76
③
90
5
1
24.09
④
98
5
1
22.23
⑤
98
15
1
11.23
⑥
98
25
1
7.00
⑦
98
5
2
23.27
⑧
98
5
4
24.60
【解释与结论】
(1)溶液中,溶质为 。
(2)实验①~④是探究温度对反应效果的影响。实验②中为 。
(3)依据实验④~⑥数据可得出“在温度、通入空气的量等条件相同时,溶液的溶质质量分数越大,反应效果越好”的结论,其证据是 。
(4)探究通入空气的量对反应效果影响的实验是 (填序号)。
【进一步探究】
(5)若要探究搅拌时间对反应效果的影响,在其他操作不变的前提下,需要控制的变量有 。
5.(2025·重庆市南开中学·二诊)学习了CuSO4溶液对H2O2分解有催化作用后,老师告诉大家FeCl3溶液对H2O2分解也有催化作用。为了比较催化效果,镧锎兴趣组同学设计实验展开研究。
【设计实验】配制相同溶质质量分数的FeCl3溶液和CuSO4溶液,用如图实验装置,按下列实验方案,记录注射器中收集相同体积O2所需时间。(水的密度为1g/cm3)
实验
20%双氧水的质量/g
蒸馏水体积/mL
FeCl3溶液的量/滴
CuSO4溶液的量/滴
收集时间/s
Ⅰ
10
40
5
0
T1
Ⅱ
10
40
0
5
T2
Ⅲ
10
40
8
0
T3
Ⅳ
20
b
8
0
T4
Ⅴ
a
20
c
0
T5
【数据分析】
(1)实验证明,相同条件下FeCl3溶液的催化效果更好,得出该结论的依据是T1 T2(填“>”或“<”)。
(2)实验Ⅲ、IV、V探究H2O2的溶质质量分数对反应速率的影响。
①其中a、c数值分别为 。
②通过实验 (填实验序号)对比,还可得出FeCl3溶液的用量对H2O2分解速率的影响。
③实验测得T3>T4>T5,可得出的结论是 。
(3)实验证明FeCl3溶液和CuSO4溶液都有催化作用。小南提出问题:起催化作用的是溶液中的Cu2+、Fe3+,还是Cl-、?
设计实验进行验证并完成表格:
实验操作
现象与结论
取等体积5%H2O2溶液于两支试管中,分别滴加5滴相同溶质质量分数的CuSO4溶液、Na2SO4溶液
滴CuSO4溶液的试管中迅速产生大量气泡,滴Na2SO4溶液的试管中无明显现象,说明对H2O2分解无明显催化作用
观察到相应现象后,说明Cl-对H2O2分解无明显催化作用。
【实验结论】起催化作用的是溶液中的Fe3+和Cu2+。
【实验反思】结合上述实验探究和所学知识,下列物质中可以促进H2O2分解的有 (填序号)
A.红砖粉末 B.CuCl2溶液 C.Fe2(SO4)3溶液 D.MnO2
6.(2025·吉林省长春市·二模)小致喝完碳酸饮料后开始打嗝,老师告诉小致这是因为碳酸饮料中含有二氧化碳,小组同学们对二氧化碳的溶解性产生了兴趣,并在实验室进行了如下关于二氧化碳的实验。
[任务一]探究压强对二氧化碳溶解性的影响
(1)室温下,小致用注射器吸取10mL某碳酸饮料,并用橡胶帽封闭注射器针孔,进行了如图1实验。先用力向外拉动注射器,管内出现许多小气泡,再用力向里推注射器,小气泡逐渐减少。
①实验中左侧注射器产生小气泡的原因是 ;
②通过上述实验可知二氧化碳在水中溶解度与压强的关系。
[任务二]探究温度对二氧化碳溶解性的影响
(2)在标准大气压下,向试管中加入20mL某种无色碳酸饮料,烧杯①中加入不同温度的水,烧杯②中加入适量澄清石灰水(如图2),记录不同温度下试管中产生气泡的速率及澄清石灰水的现象如下表:
实验序号
烧杯①中水的温度
试管中产生气泡的速率
澄清石灰水的现象
I
0℃
缓慢
不浑浊
Ⅱ
20℃
适中
不浑浊
Ⅲ
90℃
很快
浑浊
①图2装置检查装置气密性的方法是 ;
②根据试管中产生气泡的速率和澄清石灰水的现象,可知其他条件相同时,温度越高,二氧化碳的溶解度越 (填“大”或“小”);
③通过上述实验,小致喝完碳酸饮料打嗝的原因是 。
[继续实验]小组同学进一步探究碳“捕捉”——使用不同物质吸收CO2的可能性。同学们分别使用等体积的H2O、Ca(OH)2饱和溶液和溶质质量分数为40%的NaOH溶液,利用如图3分别进行3次实验,测得瓶内压强随时间变化的曲线如图4。
(3)①结合图4数据分析,实验使用的三种物质,对CO2吸收效果最好的是 ;
②小组同学意识到反应中能量变化也会导致压强变化,于是,用温度传感器重复进行了部分实验,实验数据如图5所示,结合图4、图5分析,NaOH溶液曲线在100s~300s内压强变化的原因是 。
7.(2025·吉林省长春市·二模)某校化学兴趣小组利用鸡蛋进行了如下自主学习。
【鸡蛋的作用】
(1)鸡蛋作为食品,可提供的营养物质之一是 。
(2)据《全国中草药汇编》中记载:鸡蛋壳能够治疗“小儿软骨病”。儿童易患软骨病是因为缺钙。可推知鸡蛋壳中含有 元素。
【鸡蛋和碱】
(3)鸡蛋会通过鸡蛋壳表面的气孔排出呼吸产生的。细菌通过气孔进入鸡蛋内部,会导致其变质。人们曾采用将鸡蛋浸在石灰水中的方法来保持鸡蛋新鲜。请从物质转化及性质的角度解释此方法保存鸡蛋的原理: 。
【鸡蛋和酸】
(4)如图。甲组同学将稀盐酸倒入盛有一枚新鲜鸡蛋的烧杯中。观察到鸡蛋表面产生大量气泡。该气体能使澄清石灰水变浑浊。说明生成的气体是 。推断鸡蛋壳中含碳酸钙。
(5)实验中还观察到鸡蛋由烧杯底部逐渐上浮,部分浮出后鸡蛋又下沉。结合物质转化的视角分析鸡蛋出现浮沉现象的原因是 。
(6)乙组同学改用足量稀硫酸进行实验。观察到鸡蛋表面产生少量气泡后反应停止。查阅资料得知硫酸钙微溶于水,且在稀硫酸中几乎不溶。据此解释反应停止的原因是 。
(7)丙组同学欲通过鸡蛋在溶液中的沉浮确定鸡蛋的密度,查阅硫酸溶液的质量分数和相对密度的对应关系如下表。
质量分数/%
6
8
10
12
14
相对密度
1.0404
1.0541
1.068
1.0821
1.0966
将乙组同学使用后的鸡蛋取出置于盛有质量分数为的硫酸溶液的烧杯中。观察到鸡蛋未完全浸没,且无气泡产生。向其中加入蒸馏水,鸡蛋逐渐下沉。当加入蒸馏水时,发现该鸡蛋可以在溶液中任意位置悬浮。你判断此时该鸡蛋的平均密度为 。
(8)同学们完成“鸡蛋和酸”的自主学习后,利用一种药品确定了实验后的废液呈酸性。该药品可以是 。
【鸡蛋壳中的盐】
(9)丁组同学欲测定鸡蛋壳中碳酸钙的含量。称取鸡蛋壳样品,保留碳酸钙并除去其它能和盐酸反应的物质后,向其中加入足量的稀盐酸,测定出反应生成了3.3g气体。计算该鸡蛋壳样品中碳酸钙的质量分数为 。
【总结与交流】
关注生态环境保护,实验后废液要处理后排放。
应用化学核心知识,自主调用多个学科相关知识去解决问题。
8.(2025·山东武城·二模)一种名为“炸包”的玩具,使劲按捏,炸包鼓气,摇晃一秒扔出,就会发生爆炸,实验小组同学对此进行了项目式探究。
(1)项目一:探究“炸包”爆炸的原因
【提出问题】“炸包”爆炸的原因是什么?
【作出猜想】
猜想1:按捏使袋内发生了剧烈的放热反应;
猜想2:按捏使袋内发生反应,产生大量气体;
猜想3:以上两种情况同时存在。
【进行实验1】
步骤
操作
现象
结论
①
取一完整的“炸包”将其从边缘剪开,观察其物质
袋内有一些粉末和一小袋无色液体。
猜想3正确
②
取出“炸包”中的物质,将粉末倒入试管,再将塑料袋内的液体挤入试管中,振荡,用手触摸试管外壁
(2)项目二:探究“炸包”的药剂成分
【查阅资料】“炸包”所用粉末含有一种钠盐,无色液体为稀盐酸。
【进行实验2】
①取数袋完整的“炸包”将其剪开,把固体和液体混合,将产生的气体通入澄清石灰水,观察到 ,证明反应产生的气体为二氧化碳。反应的化学方程式为 。
②在两个锥形瓶中分别加入2g碳酸钠粉末,然后向其一个锥形瓶中倒入20mL的蒸馏水,向另一个锥形瓶中倒入20mL质量分数15%的稀盐酸(足量),利用温度传感器测定其温度变化(如图a)。另取2g碳酸氢钠粉末,重复上述实验(如图b)。
【进行实验3】
小组同学利用下图装置进行实验,进一步确定粉末的成分。
实验操作
现象
结论
合理控制变量后,将图中三支试管中气球内固体与试管中液体全部混合。
试管 (填序号组合)的气球变化情况相似。
“炸包”所用粉末是 。
“炸包”爆炸的反应原理 (用化学方程式表示)、上述实验过程中需要控制的条件是 、 。
【拓展】“炸包”虽好玩,但需注意安全,不能在人群密集场所玩。
9.(2025·陕西临渭·二模)探究与实践——制作松花蛋
松花蛋也叫皮蛋,是人们喜爱的食品。小松看到妈妈用皮蛋粉制作皮蛋时产生了浓厚的兴趣,于是以“皮蛋制作”为主题开展项目式学习。
(1)配皮蛋粉
在妈妈的指导下,小松将“石灰”、纯碱和食盐按照一定比例混合,制成皮蛋粉。
【提出问题】配料中所用“石灰”是生石灰还是熟石灰?
【查阅资料】相同条件下,生石灰、熟石灰与水混合后均能放出热量,但放出的热量不同。
【实验探究】常温下,将“石灰”、生石灰和熟石灰分别加入水中,测量固体加入前后温度的变化情况。实验过程中需要保持不变的量是加入固体的形状、 和水的量。
【数据分析】根据数据比对,可知配料中的“石灰”为生石灰。
(2)浸泡鲜蛋
向配制的皮蛋粉中加入一定量的水,充分反应后过滤,所得滤液称为浸出液,将新鲜鸭蛋放入其中浸泡即可。
①皮蛋粉中加水时,发生反应的化学方程式为 (写一个)。
②妈妈告诉小松,制作过程中一定要戴上胶皮手套。分析上述过程,小松认为浸出液中一定含有会腐蚀皮肤的物质是 (填名称)。
③浸出液中还含有哪些溶质?小松进行了如下探究,请完成下列表格(不考虑生石灰中杂质的影响)。
预测假设
实验方案
实验现象
实验结论
浸出液中含碳酸钠
取浸出液加入试管中,然后滴加足量稀盐酸
浸出液中不含碳酸钠
浸出液中含氢氧化钙
取浸出液加入试管中,加入碳酸钠溶液
有白色沉淀产生
浸出液中含有氢氧化钙
④综合分析,确定皮蛋浸出液中的溶质有 (写化学式)。
(3)品尝皮蛋
制作过程中,碱液会渗入皮蛋使之略带涩味。妈妈告诉小松食用时可以蘸少量食醋去除涩味,该化学反应的微观实质是 。此反应实质在生产生活中应用广泛,请再列举一例 。
10.(2025·山西省吕梁市·二模)食为政首,粮安天下。某化学实践小组的同学们以当地粮食种植为主题,就粮食增产的原因、土壤成分等问题展开了项目式学习。
任务一:调查本地粮食增产的原因
【调查走访】同学们在当地农村进行了走访,并总结出本地粮食增产有以下原因:
①中央持续加大粮食生产支持力度,有效保障农民种粮收益,提高农民种粮积极性。
②优良品种的推广,农作物耕种收综合机械化,推广滴灌、喷灌技术。
【交流讨论】
(1)推广滴灌、喷灌技术的优点是 。
任务二:测定农田土壤的酸碱性
【实验方法】
同学们从当地农田中取了少量土壤样品,按土壤与蒸馏水1∶5的质量比在烧杯中混合,过滤后得到土壤浸出液。之后利用pH试纸测得土壤浸出液的pH=5。
【实验结论】
(2)土壤浸出液中含有 (填离子符号)。
任务三:探究农田土壤中的成分
【提出问题】
该土壤中含有哪些成分?
【查阅资料】
同学们查阅资料后知道,该土壤中的阳离子主要有氢离子、钙离子;阴离子有氯离子等。
【进行实验】
(3)小组同学们利用上述实验得到的土壤浸出液,设计实验方案。
实验步骤
实验现象
实验结论
步骤1:取少量土壤浸出液于试管中,加入适量
先有气泡产生,之后
土壤浸出液中含有氢离子、钙离子
步骤2:另取少量土壤浸出液于试管中,向其中滴加适量
有白色沉淀产生
土壤浸出液中含有氯离子
【反思评价】
(4)步骤2中发生反应的化学方程式为 (写一个)。
任务四:探究酸性土壤的改良剂
【进行实验】
同学们取等量土壤浸出液于两个锥形瓶中,分别向其中加入等量的两种土壤改良剂,按如图1所示的装置进行数字化实验,得到了pH的变化图像(如图2所示)。
【交流分析】
(5)同学们根据上图可知,对酸性土壤改良效果较好的改良剂是 。
(6)成果分享:通过项目式学习,同学们认识到土地是人类生存和发展的宝贵资源。同学们认为,要保护土地资源,就需要做到 (写一条)。
11.(2025·山西省吕梁市·二模)2025年,上海国际储能及锂电池技术展览会将于7月在上海虹桥国家会展中心举行。某校实践小组的同学对电池的种类、使用范围、成分、性能等进行了一系列的项目化学习。
任务一:调查电池的种类和使用范围
【查阅资料】电池按工作性质可以分为干电池、充电电池、燃料电池等。
(1)干电池是一次性电池,在使用完之后应该分类回收,丢在 标志的垃圾桶中。
(2)“氢”装上阵,公交车使用的氢燃料电池为绿色出行插上了“翅膀”。燃料电池工作过程中的能量转化形式为 。
任务二:探究干电池成分
同学们通过比较两种电池的结构发现,普通锌锰干电池的电解液为氯化铵,碱性锌锰干电池的电解液为氢氧化钾。
【进行实验】
(3)设计氯化铵和氢氧化钾电解液的对比实验。
实验步骤
实验现象
实验结论
将这两种电解液分别放入试管A、B中,再向其中加入硫酸铜溶液
试管A中(1) ,试管B中无明显现象
(2)
【反思评价】
(4)实验过程中,发生反应的化学方程式为 。
(5)同学们对氯化铵溶液的酸碱性产生了兴趣,小红用pH计测出该氯化铵溶液的,则该溶液呈 性。
(6)碱性锌锰干电池中锌是负极材料,铜针用于电流传导,外壳是铁的合金,请你设计实验比较锌、铁、铜三种金属的活动性: 。
任务三:调研汽车电池的性能
【市场调研】同学们整理了目前市面上销售的两种新能源电车电池主要性能差别。
电池
主要性能
三元锂电池
分解温度200℃容易短路着火
抗低温好,能保持较高电量
磷酸铁锂电池
分解温度700℃
低温时电量明显下降
(7)请根据上表提供的信息,结合自己的经验,写出购买电动汽车过程中,选择电池时应考虑的因素: (写一点)。
任务四:展望电池的发展前景
未来新能源电车的发展方向是使用固态电池,具有更好的安全性,更长的使用寿命。
12.(2025·江苏省常州市·二模)因胃酸过多引起的胃病可用抗酸剂治疗。化学小组开展以“抗酸药的研究”为主题的项目式学习活动。
【资料卡】人体胃液(含有盐酸)通常约100mL,pH约1.5,体温约37℃。抗酸药主要是通过化学反应消耗分泌出的过多胃酸。药物发生疗效时,胃液的pH保持在3~5之间最宜,pH过高也会导致胃痛等不适症状。
任务一:抗酸药的初筛
【回顾归纳】请补充表格。
能与盐酸反应的物质及类别(指示剂除外)
金属单质
金属氧化物
碱
②
①(K、Ca、Na除外,举2例)
MgO
Mg(OH)2、Al(OH)3、NaOH
CaCO3、NaHCO3、Na2CO3
(1)完善表格① ;② 。
(2)碳酸氢钠片与稀盐酸反应的微观示意图如图1,碳酸氢钠片能治疗胃酸过多的原因是: (填离子符号)与盐酸中的H+结合。
(3)初筛结果如下:
①金属单质不适宜作抗酸药,因为金属难以消化且会与胃酸产生难溶性氢气。
②不适宜作抗酸药的碱是 。
任务二:抗酸药的实验筛选
药店实际没有含Na2CO3的抗酸药,兴趣小组通过实验寻找Na2CO3不适合作为抗酸药的原因。
实验1:依次测量等浓度的Na2CO3溶液和NaHCO3溶液的pH,结果分别为11和9。
实验2:向500mL烧杯加100mLpH=1.5的盐酸,用注射器向烧杯中以1mL/min速度滴pH=1.5的盐酸模拟人体分泌胃液,再加1.0gNa2CO3固体并持续搅拌。用pH传感器记录溶液pH随时间的变化曲线。将上述实验中Na2CO3换成NaHCO3,重复实验过程,所得两条曲线如图2。
【分析数据】
(4)与NaHCO3相比:①Na2CO3碱性更强,反应时造成胃液pH远大于5;②且由图可知,Na2CO3 。所以Na2CO3不适合作为抗酸药。
【反思评价】
(5)有小组成员提出,从控制变量和对比实验的角度看,“实验2”设计不够严谨,你认为不严谨之处是 。
任务三:抗酸药的正确使用
(6)某抗酸药铝碳酸镁咀嚼片经咀嚼后吞服,可速在胃部形成较长时间的有效保护膜,原因是:① ;②铝碳酸镁难溶于水,在胃部形成一层保护膜,阻止胃酸进一步侵蚀胃黏膜。
(7)某抗酸药铝碳酸镁片中有效成分是铝碳酸镁[Al2Mg6(OH)16CO3•4H2O],其相对分子质量为602,与盐酸反应方程式为Al2Mg6(OH)16CO3•4H2O+18HCl=6MgCl2+2X+CO2↑+21H2O,则X的化学式为 。
(8)药品说明书显示,某铝碳酸镁咀嚼片每片含铝碳酸镁0.5g,某碳酸氢钠片含主要成分碳酸氢钠0.3g,则服用9片该碳酸氢钠片相当于服用 片该铝碳酸镁片(精确到整数)。
实验3:利用图3所示装置进行实验,烧瓶中模拟人体胃酸过多的环境。20℃时,等质量的碳酸氢钠片、铝碳酸镁片与稀盐酸反应产生CO2的体积分数与时间关系曲线如图所示、pH的变化与时间关系曲线如图4所示。
(9)更易引发腹胀造成胃扩张的是 片,胃溃疡患者不得服用。
13.(2025·安徽省教育联盟·二模)家庭厨房中有常见的盐,如氯化钠、碳酸钠。化学兴趣小组对厨房中常见的盐进行项目式研究。
资料卡片:氯化钠和碳酸钠在不同温度下的溶解度见下表:
温度(℃)
0
10
20
30
40
溶解度(g)
氯化钠
35.7
35.8
36
36.3
36.6
碳酸钠
7
12.5
22
40
48.8
【任务一】初识两种常见的盐
(1)取少量碳酸钠于试管中,加一定量的水,振荡,滴加无色酚酞试液后显 色,说明碳酸钠溶液呈碱性。若用湿润的pH试纸测定该溶液的pH值,则测定出的pH值 (填“偏大”、“偏小”或“不变”)。
(2)取少量氯化钠于试管中,加一定量的水,振荡,滴加硝酸银溶液,写出其化学方程式 。
【任务二】获取两种常见的盐
(3)碳酸钠中混有少量氯化钠,提纯碳酸钠的方法是 (选填“降温结晶”或“蒸发结晶”)。
(4)氯化钠中混有少量碳酸钠,用化学方法提纯氯化钠的方法是 (答案合理即可)。
【任务三】盐的拓展
资料显示,酸碱盐溶液的浓度越大,电导率(物质传导电流的能力)越大。用数字化仪器测得溶液中电导率随温度的变化如下图2所示。
(5)关于a、b、c、d四点所处溶液的分析正确的是______。
A.溶质质量:
B.溶剂质量:
C.溶质质量分数:
D.a、b是饱和溶液,c、d是不饱和溶液
(6)室温下,氯化钠的溶解度为S,若有室温下100g氯化钠的饱和溶液,如何测定出室温下氯化钠的溶解度?请补充完成实验方案设计,同时说明需要测定的数据(用a表示),并计算室温下氯化钠的溶解度S。
实验方案设计: ,室温下氯化钠的溶解度 。(用a表示)。
14.(2025·福建学易金卷·二模)自然界并不缺少“镁”,而是缺少发现“镁”的眼睛。某化学兴趣小组开启寻“镁”之旅,现邀请
你一起进行项目式学习。
任务一:发现“镁”
(1)1792 年,科学家首次发现通过加热苦土(MgO)和木炭的混合物可制得金属镁,同时生成CO2。该反应的化学方程式为 。
任务二:制备“镁”
(2)海水淡化所得的浓盐水中含大量MgCl2,可制备金属镁,流程如图所示:
①写出生成Mg(OH)2的反应化学方程式 。
②图中未涉及的反应基本类型是 (填字母)。
A.化合反应 B.分解反应 C.置换反应 D.复分解反应
③根据流程图,下列说法正确的是 (填字母)。
A.步骤1通过一步反应即可实现,并且制备石灰乳而非石灰水
B.步骤2和步骤3的目的是提纯MgCl2
C.步骤4中一般使用到氩气,目的是防止镁被氧化
D.图中Cl2是可循环使用的物质
任务三:探究“镁”
(3)镁条在空气中放置一段时间后表面形成黑色。查阅资料得知该黑色固体的主要成分是Mg2(OH)2CO3,这可能是Mg与空气中的O2、CO2和 (填化学式)反应生成的。
(4)设计实验方案如图,一段时间后,A中镁条表面变黑,B、C、D中镁条均无明显变化。
①探究镁条表面形成Mg2(OH)2CO3与CO2有关,依据的实验是A和 (填字母)。
②将A中镁条表面的黑色物质用小刀刮下,向其中加入稀硫酸有气泡产生。某同学提出有气泡产生并不能说明黑色物质就是Mg2(OH)2CO3,可能是Mg与酸反应产生气泡,要证明黑色固体中有Mg2(OH)2CO3,还需补充的实验操作为 。
15.(2025·江苏省连云港市·二模)晋・周处《风土记》记载:“俗以菰叶(箬竹叶)裹黍米(糯米),以淳浓灰汁(灰水)煮之令烂熟,于五月五日及夏至啖之。一名稷,一名角黍。”端午节吃粽子是我国的传统节日之一,化学兴趣小组以“灰水粽”为主题开展了项目式学习。
任务一:粽叶的处理
【资料卡片】元代人们就会用箬竹叶包粽子了,箬竹较耐寒、耐半阴,宜生长在疏松、肥沃、排水良好的微酸性土壤中;箬竹叶自带清新竹香,在蒸煮过程中,其中的挥发性成分渗透到糯米中,赋予粽子独特的草本香气。
(1)从微观角度分析,蒸煮时香气更浓的原因是 。
(2)小组对箬竹叶呈绿色的原因进行了实验探究,实验设计如下:
实验步骤
实验现象
结果分析
步骤1:将箬竹叶洗净后擦干水分,研磨成粉末
步骤2:各取相同量的粉末于两个锥形瓶中,分别加入等体积的水和95%的酒精,振荡
加入水的锥形瓶中无明显现象;加入95%酒精的锥形瓶内液体呈现绿色
箬竹叶的叶片中含有
(3)小组采集了箬竹叶生长的土壤样品。取少量于烧杯中,加入蒸馏水搅拌,静置一段时间后,用计测定上层清液的酸碱度,得出 7。(填“>”“=”或“<”)
任务二:粽米的蒸煮
(4)查阅资料得知,灰水是草木灰溶于水中形成的混合物,小组猜想溶质中存在碳酸钾,为了验证猜想,设计了如下的探究实验:
实验步骤
实验现象
结果分析
取少量灰水于装置A中,加入足量的稀盐酸
猜想成立,中反应的化学方程式是
(5)小组其他同学在继续查阅资料之后,发现草木灰中还含有少量的氢氧化钾,且氢氧化钾在空气中很容易与二氧化碳反应而变质。因此对灰水的溶质再次进行了探究:
【进行猜想】猜想一:碳酸钾 猜想二:碳酸钾和氢氧化钾
【实验探究】
实验步骤
实验现象
结果分析
取少量灰水于试管中,滴入2滴无色酚酞溶液
溶液变为红色
猜想二成立
【结果分析】
①经过讨论,小组同学认为结果分析不正确,理由是: 。
②设计一个证明猜想二正确的实验方案 。(包括步骤和现象)
任务三:粽子的食用
《本草纲目》提及灰水“解烦热”,中医认为草木灰有“温中”作用,部分地区认为灰水粽适合夏季祛湿。现代的粽子种类更加丰富多样,涵盖了各种创新口味和形式,比如瘦肉粽、红豆粽、蜜枣粽、水果粽等。
(6)瘦肉粽除了能给人体提供糖类,还可以提供的营养素是 。
(7)灰水呈碱性,如果空腹或者过量吃灰水粽,可能引起的危害是 。(任写一条)
16.(2025·山东省聊城市·二模)金属腐蚀指金属材料受周围介质的作用而损坏。我们经常见到的钢铁制品生锈、铜制品长出铜绿,都是常见的金属腐蚀现象。某化学兴趣小组对“金属的腐蚀”进行项目式学习:
项目一:钢铁的吸氧腐蚀
任务一:探究铁生锈的条件上
【实验内容】:取3段光亮无锈的铁丝,绕成螺旋状,放入3支干燥洁净的试管底部,进行下列实验,实验要保证有足够长的时间来观察现象。一周后,发现实验③中铁丝生锈。
【实验分析】
(1)该实验创新之处在于:可根据铁丝表面的铁锈和 两种现象来判断铁丝反应进行的情况。
(2)通过对比实验 (填序号),说明铁生锈的条件之一是铁要与水接触。
【实验结论】铁生锈实际上是铁与水和氧气发生反应的结果。
任务二:探究影响铁生锈速率的因素
兴趣小组的同学用控制变量法进行如图实验:
(3)一段时间后观察到烧杯内左侧导管液面 (填“高于”或“低于”)右侧导管液面,证明食盐水可以加快铁生锈的反应速率。
(4)已知铁锈的化学式为,取铁锈样品,与在高温下恰好完全反应,消耗,则该铁锈的化学式为 。
项目二:探究金属蚀刻的过程
【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。
【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。
(5)实验1首先要对铝板进行打磨,其目的是 ;
【提出问题】实验2中清洗铁板后的废液的溶质成分是什么?
【作出猜想】废液的溶质中一定含有,可能含有。
【实验探究】
(6)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,向其中加入足量废液
红棕色固体消失
废液中含有
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
【探究结论】废液的溶质中既含有还含有。
【反思评价】
(7)操作①中发生反应的化学方程式为 。
(8)老师对操作②结论的严谨性提出疑问,理由是 。
【项目分析总结】:金属的腐蚀会对我们生产生活带来危害,学习化学不仅可以对金属进行防护,还可以控制反应为我们所用。
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